JP2005242522A

JP2005242522A - シーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置

Info

Publication number: JP2005242522A
Application number: JP2004049243A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kabaya; 明美蒲谷; Yasuaki Hasegawa; 靖晃長谷川
Original assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Kanto Auto Works Ltd; Sharp Manufacturing Systems Corp
Current assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Toyota Motor East Japan Inc; Sharp Manufacturing Systems Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】シーケンス制御装置に外部接続することにより、その一連のシーケンス動作中の任意のシーケンス動作のサイクルタイムを簡単、かつ自在に確認可能にするシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置を提供する。
【解決手段】計測すべきシーケンス動作の開始及び終了をそれぞれ指令する制御指令信号のアドレスが、操作部の手動操作により入力されて、計測すべきサイクルタイムの開始アドレス及び終了アドレスを指令する計測指令手段１２と、シーケンス制御装置９の開始アドレス及び終了アドレスとして指令されたアドレスの制御指令信号をモニタすることにより、そのオンオフ反転時点で計測開始及び計測終了信号を出力するタイマ制御手段１４と、計測開始信号及び計測終了信号間の経過時間をサイクルタイムとして計測するタイマ手段１５と、計測されたサイクルタイムを画面に数値表示させるタッチパネル式表示装置１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、オンオフの制御指令信号に応答して順に進行する一連のシーケンス動作のサイクルタイムを計測するためのシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置に関するものである。

シーケンス動作を確認するために、表示装置の画面に各シーケンス制御ロジックの内容を３階層に分類して集約的に表示することにより監視性を向上させるシーケンス制御運転監視装置（特許文献１）、各工程の内容を実行順に関連情報と共に一覧表に表示することにより各工程との対応関係を明確にして故障の解明を容易にする制御プログラムの表示方法（特許文献２）、或は起動された制御プログラムの異常を検出するための異常検出手段と、異常検出時点の制御プログラムを取出すためのプログラム検索・読出手段と、その制御プログラムとその各条件部及び出力部の動作をラダー表示するための表示手段とを備え、異常検出手段は、内蔵のタイマにより、制御指令に対応する制御出力が所定時間以内に出力されなかったとき等に異常であると判定するシーケンス制御装置（特許文献３）等が開示されている。

このような特許文献３による内蔵タイマによる異常検知に加えて、シーケンス動作を効率的に実行させるシーケンスプログラム作成の支援或はその後の動作の動作異常を確認するために、シーケンス動作のサイクルタイムを外部から確認することは重要であり、例えば図６に示すように、シーケンス制御装置に対してシーケンス動作の開始のタイミング信号である制御指令信号Ｓ及び終了の制御指令信号Ｅを画面表示装置或は記録計に取込んで、画面或は記録紙にタイミング信号を複数チャネルで波形表示することにより、互いに関連した複数のシーケンス動作が開始されるタイミング或はそれぞれの作動時間を確認することも行われている。
特開平７−２３９７０３号公報特開２０００−１４８２３０号公報特開２０００−１１２５０６号公報

このような支援装置を別途に用意することにより、各シーケンス動作のサイクルタイムを一応確認することができるが、サイクルタイム自体を高精度に計測することはできず、また任意のシーケンス動作のサイクルタイムを簡単に計測することはできない。さらに、通常のシーケンス制御装置には全シーケンスの進行を計時するタイマは備えていないために、基準シーケンス動作から各シーケンス動作の開始までの経過時間も簡単に計測することはできない。

本発明は、このような点に鑑みて、シーケンス制御装置に外部接続することにより、その一連のシーケンス動作中の任意のシーケンス動作のサイクルタイムを簡単、かつ自在に確認可能にするシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、オンオフの制御指令信号に応答して順に進行する一連のシーケンス動作のサイクルタイムを計測するためのシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置において、計測すべきシーケンス動作の開始及び終了をそれぞれ指令する制御指令信号のアドレスが、操作部の手動操作により入力されることにより、計測すべきサイクルタイムの開始アドレス及び終了アドレスを指令する計測指令手段と、シーケンス制御装置の開始アドレス及び終了アドレスとして指令されたアドレスの制御指令信号をモニタすることにより、そのオンオフ反転時点で計測開始及び計測終了信号を出力するタイマ制御手段と、入力する計測開始信号及び計測終了信号間の経過時間をサイクルタイムとして計測するタイマ手段と、計測されたサイクルタイムを画面に数値表示させる表示装置とを備えたことを特徴とする。

タッチパネル、キーボード等の操作部の入力操作により、種々のセンサの検知信号等による制御指令信号に付されたアドレスをタイマ計測の開始アドレス及び終了アドレスとして指令することにより、モニタされた制御指令信号のそれぞれの所定のオンオフ反転時点間の経過時間がタイマ手段により計測される。

その際、計測すべきシーケンス動作をさらに多様に設定可能にするには、請求項２により、計測指令手段が、操作部の手動操作に応答して、オンオフ反転時点のオフからオン又はオンからオフのいずれかの信号反転方向も指令する。複数種類のサイクルタイムを確認するために、請求項３により、計測指令手段の設定に応答して、表示装置が複数種類のシーケンス動作のサイクルタイムを画面に一覧表示する。装置をコンパクトに構成するには、請求項４により、表示装置が、手動操作される操作部としてタッチ操作部を画面に有するタッチパネル式表示装置である。

請求項１の発明によれば、シーケンサの各シーケンス動作の制御指令信号を外部からモニタすることにより、任意のシーケンス動作のサイクルタイムを自在に、かつ簡単に計測できるようになり、したがってシーケンス制御装置を効率良く作動させるための設計が容易になり、故障状況も容易に確認できるようになる。また、種々のシーケンス制御装置に対して外部接続すると共にそれぞれ固有のアドレスを設定することにより汎用できるようになる。

請求項２の発明によれば、複数種類のシーケンス動作のサイクルタイムを画面上で一覧可能になる。請求項３の発明によれば、０，１の制御指令信号の立上り及び立下り時点の双方を選択的に計測始点又は終点として一層多様に計測可能になる。請求項４の発明によれば、タッチパネル式の表示装置を用いることにより、サイクルタイム計測装置がコンパクトに構成され、持運びが容易になる。

図１乃至図５を基に本発明の実施の形態によるシーケンス制御装置のサイクルタイム計測装置を説明する。このサイクルタイム計測装置は、シーケンス制御装置９の一連のシーケンス動作を逐次進行させる１，０もしくはオンオフの２値信号である制御指令信号をモニタする外部接続可能な独立の装置として、タッチ操作される操作部１１ａ、計測データ等を表示する画面１１を有するタッチパネル式表示装置１０に、ＣＰＵ、メモリ等を用いてプログラム制御される回路装置を組込んで構成される。

即ち、この回路装置は、操作部１１ａのタッチ入力操作により、計測すべきシーケンス動作の始点を規定する制御指令信号に付されたアドレスを開始アドレスとして指令し、終点を規定する制御指令信号のアドレスを終了アドレスとして指令し、またそれぞれの制御指令信号による計測時点を指示する０から１又は１から０の信号反転方向を指令する計測指令データを出力する計測指令手段１２と、画面１１に割り当てられたタッチスイッチ部に操作部１１ａを表示すると共に、そのタッチ操作に応答して入力、計測データ等を画面１１に表示させる表示制御手段１３と、計測指令データに応答して、シーケンス制御装置９の通信ポート９ｂから出力される該当アドレスの制御指令信号を取込むことにより、開始アドレス及び終了アドレスの制御指令信号のそれぞれ指令された信号反転方向の信号反転時点を検知して計測開始信号及び計測終了信号を出力するタイマ制御手段１４と、計測開始信号及び計測終了信号の入力時点の間の経過時間であるサイクルタイムを計測する計測チャネル数に応じた個数のタイマＴ_１〜Ｔ_ｎで構成されるタイマ手段１５とを構成している。

制御指令信号は、リミットスイッチ等の種々のセンサ、タイマ等による制御状態の検知により発生され、アドレスを付されてプログラムに従いシーケンス動作を進行させると共に、通常行われるように、シーケンス制御装置９のシーケンスプログラムの吸上げ或は書込み等のサポートツール用に通信ポート９ｂにも操作信号等と共に供給されることにより、アドレスを指定して外部からモニタ可能になっている。

表示制御手段１３は、図４に示すように、計測指令データ及び計測結果と、４チャンネルのいずれかのチャンネル指示を行わせる「チャネル」設定用ボタン２０、計測を開始させる「計測」設定用ボタン２１、次の４チャンネルに表示チャネルを切換える「画面切換」設定用ボタン２２等の操作部１１ａとを含む基準表示面１０ａを画面１１に表示させる。また、いずれかの「チャネル」設定用ボタン２０がタッチ操作されると、テンキー２３、信号反転方向が０から１の立上りか又は１から０の立下りかを指示させる「立上」及び「立下」設定用ボタン２４，２４ａ、表示画面の前へ戻る又は次へ進むを指示させる「戻る」及び「進む」設定用ボタン２５，２５ａを含む開始アドレス設定用表示面１０ｂをポップアップ表示させる(図５Ａ参照)。さらに、その「進む」設定用ボタン２５のタッチ操作により設定内容及び設定操作を進めるか否かの「はい」及び戻すための「いいえ」設定用ボタン２６，２６ａを含む設定確認用表示面１０ｃ(同図Ｂ参照)をポップアップ表示させ、その「はい」設定用ボタン２６のタッチ操作により終了アドレス設定用表示面１０ｄを表示させ(同図Ｃ参照)、同様にその設定確認用表示面１０ｅをポップアップ表示させ(同図Ｄ参照)、その「はい」設定用ボタン２６のタッチ操作により計測開始用表示面１０ｆを「立上」及び「立下」の矢印による指示と共に全面に表示させ(同図Ｅ)、その「計測」設定用ボタン２７のいずれかがタッチ操作されると、計測結果用表示面１０ｆの「計測」を「計測中」に切換えると共に、途中及び最終的なサイクルタイムを数値で指示する計測結果用表示面１０ｇを表示させる(同図Ｆ)。

このように構成されたサイクルタイム計測装置の動作を、図２に示す自動車ボデーの溶接工程のシーケンス制御装置に適用した場合について説明する。即ち、搬入されたドアフレームであるワーク３が、スポット溶接ガン１により、プログラム制御により溶接位置にガイド部１ａで逐次移動走査されて自動溶接される。ガイド部１ａの両側には、受駒４をエアシリンダＣ１で車種により位置決めし、連動するクランプ駒５をエアシリンダＣ２でワーク３をクランプするようになった車切装置が２個ずつ配置されている。中央部には、フレーム８をエアシリンダＣ３により昇降させることにより、ワーク３を溶接完了後に取出しのために持上げる（図２の紙面で奥行き方向へ）イジェクタが配置されている。ガイド部１ａに対向する側には、エアシリンダＣ４でスイングされる受駒６と、エアシリンダＣ５で駆動されるクランプ駒７とで構成される２個のスイング式のクランプ装置が配置されている。

図３はシーケンス制御装置の回路構成を示すもので、受駒スイング用のエアシリンダＣ４の制御装置について詳述している。シーケンサ９ａにはそれぞれＩ／Ｏバス９ｃを介してシーケンスを進行させる種々の制御状態の検知信号、装置動作の正常状態を指示するモニタ信号等が入力し、検知信号に応答して発生される制御指令信号により内蔵のラダーシーケンスプログラムを作動させて逐次操作信号を制御対象に出力して、シーケンス動作を進行させる。

エアシリンダＣ４の入口又は出口には、スイング出及び戻用の操作信号に応答して駆動回路ＤＶ１を介して電磁弁Ｖ１によりエアが供給されることにより、ピストンＰ１の出戻動作が起動され、その出戻の制御状態が位置センサとしてのリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２により検知される。シーケンサ９ａに車切完了検知信号に次いでイジェクタ下降検知信号が入力し、ワーク３がセットされると、下方から受駒６のスイング出が行われてワーク３の受けを行い、続いてクランプ駒７でクランプされる。この状態で、ワーク３がスポット溶接ガン１により溶接され、その完了後にワーククランプが解放され、受駒６の逆方向のスイング戻も行われる。次いで、イジェクタが上昇してワーク３が後続のシーケンス制御装置へ搬出され、さらに次のワーク３が搬入されて溶接が行われる。このようなシーケンス制御のために、シーケンサ９ａでその外の種々の信号授受が行われる。他のエアシリンダＣ１〜Ｃ３、Ｃ５及び他の制御装置のエアシリンダもしくは他種のアクチュエータも同様にラダーシーケンスプログラムに従い逐次操作信号が供給されてシーケンスが進行する。

このようなシーケンス制御装置の通信ポート９ｂには、サイクルタイムを計測するために、図１のサイクルタイム計測装置に付属のコネクタが接続されて、タイマ制御手段１４に所属の開始アドレス及び終了アドレスの制御指令信号が選択的に取込まれる。例えばエアシリンダＣ４のスイング出動作開始から戻り出動作開始間の出戻り動作のサイクルタイムを計測するには、ピストンＰ１の出を検知するリミットスイッチＬＳ１の作動に応答して発生する制御指令信号の０から１への立上りの反転時点及び戻りを検知するリミットスイッチＬＳ２の作動に応答する制御指令信号の０から１への立上りの反転時点間の経過時間を計測する必要がある。

即ち、図４に示す基準表示面１０ａにおいて、ボタン２０の「１」をタッチ操作して第１チャネルを指示すると、「１」が明るくなって開始アドレス設定用表示面１０ｂが重ねて表示され(図５Ａ)、テンキー２３により開始アドレスとしてリミットスイッチＬＳ１による制御指令信号のアドレス「５０００」及びボタン２４のタッチ操作により「立上」を設定し、ボタン２５のタッチ操作により「進む」を入力し、設定確認用表示面１０ｃを表示させる(同図Ｂ)。

設定内容を確認してＯＫであればボタン２６のタッチ操作により「はい」を入力すると、終了アドレス設定用表示面１０ｄが表示される(同図Ｃ)。ＮＧであれば、ボタン２６ａにタッチ操作により「いいえ」を入力すると再度アドレス設定用表示面１０ｂが表示される。同様な操作により、リミットスイッチＬＳ２による制御指令信号のアドレス「５００１」を終了アドレスとして設定し、「立上」の設定及び「はい」の入力により計測開始用表示面１０ｆが全面に表示される(同図Ｅ)。

計測開始用表示面１０ｆにおいてボタン２０で第２チャネルの「２」を指示すると、その「２」が明るくなった状態で基準表示面１０ａが表示され、同様な操作で計測すべきシーケンス動作に関連する制御指令信号のアドレスを開始及び終了アドレスとしてそれぞれの信号反転方向と共に定する。順に第３チャネル、第４チャネルを設定し、さらに第５チャネル〜第８チャネルを設定する場合には、ボタン２２のタッチ操作により「画面切換」を入力して計測開始用表示面１０ｆに「５」〜「８」を表示させ、同様な入力操作を行う。

その際、例えばシリンダＣ４の出動作のサイクルタイムを第２チャネルで確認する場合、前述の設定内容においてピストンＰ１の前進時点でリミットスイッチＬＳ２の検知信号が１から０へ反転するのに鑑みて、その終了アドレス「５００１」の制御指令信号に対して信号反転方向は「立下」を設定して矢印を下向きに表示させる(同図Ｅ、Ｆ)。その外、車切の開始からイジェクタの上昇までのサイクルタイムを計測する場合、エアシリンダＣ１の出動作の開始を検知するセンサによる制御指令信号のアドレス「５０５０」を開始アドレスとし、エアシリンダＣ３の出動作の終了を検知するセンサによるアドレス「５０１０」を終了アドレスとし、それぞれ計測時点の信号反転方向と共に設定する。

図５Ｅの計測開始用表示面１０ｆにおいて、設定済みの第１チャネルの「計測」がボタン２７により入力されると、その「計測」が「計測中」の表示に切換わり、計測開始用表示面１０ｇが表示される。タイマ制御手段１４は、第１チャネルの計測指令データに応答して、通信ポート９ｂの開始アドレス「５０００」の制御指令信号の立上り時点で、所属のタイマＴ_１に計測を開始させ、終了アドレス「５００１」の制御指令信号の立上り時点で計測を終了させる。これにより、ワーク３の搬入・溶接・搬出の過程で、エアシリンダＣ４の出戻り動作のサイクルタイムが途中の計測結果を逐次表示しつつ、最終的にサイクルタイムが表示される(同図Ｆ)。

同様に、別のシーケンス制御装置に対しても、その通信ポートにコネクタを外部接続して、固有の開始アドレス及び終了アドレスを入力操作することにより、任意のシーケンス動作のサイクルタイムを自在に計測することができる。

尚、タイマ手段としては各チャネルにタイマＴ_１〜Ｔ_ｎを付属させることなく経過時間を測定する共通のタイマを設けることにより、各チャネルの計測開始信号及び計測終了信号の入力時点の時刻をメモリし、その時刻差からサイクルタイムを計測するようにもできる。また、計測開始及び計測終了信号を発生させる信号反転方向がいずれかに規定されている場合には、操作部での立上りもしくは立下りの設定は不要にできる。さらに、前述の携帯型のタッチパネル式表示装置を用いる装置に代えて、通常のパソコンのように、入力手段をキーボードとし、液晶画面に計測結果を表示させるように構成することもできる。

本発明の実施の形態によるシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置の構成を示す図である。シーケンス制御装置の制御対象となるドアパネルの正面図である。同シーケンス制御装置の構成を概略的に示す図である。同サイクルタイム計測装置の基準表示画面を示す図である。同サイクルタイム計測装置の操作過程における表示画面を示す図である。従来のサイクルタイムの計測方法を説明する図である。

符号の説明

９シーケンス制御装置
１０タッチパネル式表示装置
１１画面
１１ａ操作部
２０「チャネル」設定用ボタン
２１「計測」設定用ボタン
２２「画面切換」設定用ボタン
２３テンキー
２４「立上」設定用ボタン
２４ａ「立下」設定用ボタン
２５「戻る」設定用ボタン
２５ａ「進む」設定用ボタン
２６「はい」設定用ボタン
２６ａ「いいえ」設定用ボタン
２７「計測」設定用ボタン

Claims

オンオフの制御指令信号に応答して順に進行する一連のシーケンス動作のサイクルタイムを計測するためのシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置において、
計測すべきシーケンス動作の開始及び終了をそれぞれ指令する制御指令信号のアドレスが、操作部の手動操作により入力されることにより、計測すべきサイクルタイムの開始アドレス及び終了アドレスを指令する計測指令手段と、シーケンス制御装置の前記開始アドレス及び前記終了アドレスとして指令された前記アドレスの前記制御指令信号をモニタすることにより、そのオンオフ反転時点で計測開始及び計測終了信号を出力するタイマ制御手段と、入力する前記計測開始信号及び前記計測終了信号間の経過時間をサイクルタイムとして計測するタイマ手段と、計測されたサイクルタイムを画面に数値表示させる表示装置とを備えたことを特徴とするシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置。
計測指令手段が、操作部の手動操作に応答して、オンオフ反転時点のオフからオン又はオンからオフのいずれかの信号反転方向も指令することを特徴とする請求項１記載のシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置。
計測指令手段の指令に応答して、表示装置が複数種類のシーケンス動作のサイクルタイムを画面に一覧表示することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置。
表示装置が、手動操作される操作部としてタッチ操作部を画面に有するタッチパネル式表示装置であることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のシーケンス制御装置用サイクルタイム計測装置。