JP2743630B2 - 自動制御作動システムの各部構成検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の作動ユニット
と、それらの作動ユニットを制御するため階層的に構成
された複数の制御装置とを具える自動制御作動システム
の、各作動ユニット、制御装置およびそれらの間の接続
経路を検査する場合に用いて好適な検査方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】上述の如き自動制御作動システムとして
は、例えば、自動車車体の組立ラインの車体仮組みステ
ーションで複数車種の混流生産に自動的に対応し、複数
の車体パネルを車種に応じて自動的に位置決めして相互
に溶接し、複数種類の車体を自動的に仮組みする、本願
出願人が先に特開平１−321179号にて開示した車体自動
溶接システムがあり、この車体自動溶接システムは、例
えば図４に示すように、複数のＮＣロケータ１および複
数のＮＣウエルダ２と、それらの作動を制御する複数の
ユニットコントローラ３、複数のサブコントローラ４お
よび一つのマスタコントローラ５とを具えてなる。

【０００３】ここにおけるＮＣロケータ１およびＮＣウ
エルダ２は各々、サーボモータで作動する、作動ユニッ
トとしての通常の直線移動機構1a, 2aや揺動機構1b, 2b
が複数組み合わされることにて、一種の工業用ロボット
として構成されており、ここでＮＣロケータ１は、車体
パネルの一部を位置決めするゲージ部材を複数種類有し
てそれらをエアシリンダで選択的に所定位置に出し入れ
する、作動ユニットとしてのゲージ部材選択機構1cや、
ゲージ部材のワーク受け部寸法を直線移動機構で変更す
る、作動ユニットとしてのゲージ部材変更機構1dをその
手首部に具え、それらを所定範囲内で自在に移動させる
ことにより、複数種類の車体パネルの位置決めを行うこ
とができ、またＮＣウエルダ２は、エアシリンダで作動
するとともに溶接タイマから溶接電流を供給される、作
動ユニットとしての溶接ガン2cをその手首部に具え、そ
れを所定範囲内で自在に移動させることにて、ＮＣロケ
ータ１で位置決めされた車体パネル同士をスポット溶接
して車体を仮組みすることができる。

【０００４】またここにおけるユニットコントローラ
３、サブコントローラ４およびマスタコントローラ５
は、各々ＣＰＵおよびメモリを有するコンピュータとし
て構成され、あらかじめ与えられたプログラムに基づき
制御機能を果たす通常のものであり、車体組立を行わせ
るべく上記複数のＮＣロケータ１およびＮＣウエルダ２
を相互に関連させて作動させるため、ここでは各ユニッ
トコントローラ３が、下位の制御装置として一もしくは
数台のＮＣロケータ１あるいはＮＣウエルダ２の複数の
作動ユニット1a〜1d, 2a〜2cをまとめて制御し、また各
サブコントローラ４が、中位の制御装置として数個のユ
ニットコントローラ３をまとめて制御し、さらにマスタ
コントローラ５が、最上位の制御装置として全てのサブ
コントローラ４をまとめて制御する、というように階層
的に接続され、それによって一つの制御システムを構成
している。なお、マスタコントローラ５には、シーケン
ス管理およびデータ編集用モニタ６と、その他の入出力
作業を並行して行うためのエンジニアリングワークステ
ーション（ＥＷＳ）７とがさらに接続されている。

【０００５】しかして、上述の如く多数の作動ユニット
1a〜1d, 2a〜2cおよび多数のコントローラ３〜５を具え
る車体自動溶接システムを、車体組立ラインの仮組みス
テーションにおいて組み立て、立ち上げる際、従来は作
業者が手作業で、先ず、それらの作動ユニット1a〜1d,
2a〜2cの一つづつと各ユニットコントローラ３との間の
接続経路の正常確認をテスタ等でチェックしてから、作
動ユニット1a〜1d, 2a〜2cの一つづつを各ユニットコン
トローラ３で作動させてそれらが正常に作動することを
確認し、次いで、各ユニットコントローラ３と各サブコ
ントローラ４との間の接続経路の正常確認をテスタ等で
チェックしてから、各ユニットコントローラ３を各サブ
コントローラ４で作動させてそれらが正常に作動するこ
とを確認し、その後各サブコントローラ４とマスタコン
トローラ５との間の接続経路の正常確認をテスタ等でチ
ェックしてから、各サブコントローラ４をマスタコント
ローラ５で作動させてそれらが正常に作動することを確
認する、という検査作業を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の手作業に頼る検査方法では、上記のように作動ユ
ニットや制御装置が多数になると、検査に要する工数が
多大になるとともに、チェック洩れの可能性を除去しき
れなくなるという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上述した課題
を有利に解決した検査方法を提供することを目的とする
ものであり、この発明の自動制御作動システムの各部構
成検査方法は、複数の作動ユニットと、それらの作動ユ
ニットを制御するため階層的に接続された複数の制御装
置とを具える自動制御作動システムの、各作動ユニッ
ト、制御装置およびそれらの間の接続経路を検査するに
際し、前記複数の制御装置のうち最上位のものに接続し
たモニタ装置に、当該自動制御作動システムの全作動ユ
ニットおよび全制御装置の各々の正常確認信号の内容
と、それらの作動ユニットおよび制御装置の接続関係と
を表すリストをデータベースとして持たせ、前記データ
ベース中のリストに基づき、モニタ装置から、最上位の
制御装置を介して全ての作動ユニットに正常確認信号出
力命令を与え、各作動ユニットが応答した正常確認信号
と、前記リスト中のその作動ユニットの正常確認信号の
内容とを比較して一致していればその作動ユニットは正
常であると判断し、全ての作動ユニットが正常であれ
ば、モニタ装置からそれらの作動ユニットに到る間の全
ての制御装置および接続経路も正常であると判断し、何
れかの作動ユニットについて、正常確認信号は応答した
が、その応答した正常確認信号と前記リスト中のその作
動ユニットの正常確認信号の内容とが一致しない場合に
は、そこに到る接続経路の誤接続があると判断し、また
正常確認信号を応答しなかった場合には、その作動ユニ
ットもしくはそこに到る制御装置の異常またはそこに到
る接続経路の誤接続があると判断し、異常もしくは誤接
続があると判断した場合には、最下位の制御装置から順
次、先に作動ユニットについて行ったと同様に、正常確
認信号出力命令を与え、正常確認信号の出力の有無およ
びその正誤に基づき正常か否かの判断を繰り返して、そ
れらの判断結果と前記リストとに基づき異常もしくは誤
接続の部位を特定することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】かかる検査方法にあっては、末端の複数の作動
ユニットおよび、それらを制御する、最下位の複数の制
御装置から最上位の制御装置まで階層的に積み上げられ
た制御システムを、その末端側から順次上方へ向けて検
査して行くので、異常もしくは誤接続の部位が自動的に
特定される。

【０００９】従って、この発明の検査方法によれば、多
数の作動ユニットおよび制御装置を具える自動制御作動
システムの立ち上げの際等の検査を、検査員の工数を要
することなしに自動的に行わせることができ、しかもチ
ェック洩れの可能性をなくすことができる。

【００１０】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、この発明の自動制御作動システ
ムの各部構成検査方法を、図４に示す、自動車車体の組
立ラインの車体仮組みステーションで複数種類の車体を
自動的に仮組みする車体自動溶接システムの立ち上げの
際の検査に適用した一実施例を示すフローチャートであ
り、図２は、図４に示す車体自動溶接システムの一部を
さらに詳細に示すものである。なお、図中マルチバス、
パラレル、ＲＳ 232Ｃ、ＳＤＬＣおよびアナログと付記
した矢印は、それぞれその記載した信号伝達方式による
接続回線を示している。

【００１１】すなわちこの車体自動溶接システムは、図
４に示すように、多数のユニットコントローラ３を具
え、それらのうちのＮＣロケータ１の制御用の一つのユ
ニットコントローラ３は、例えば図２の左半部に示すよ
うに、互いにマルチバスを介して接続されたＣＰＵボー
ド3a, インタフェース（Ｉ／Ｏ）ボード3bおよびシリア
ル系サーボコントローラボート3cを有しており、ここ
で、サーボコントローラボート3cには、ＮＣロケータ１
の作動ユニットとしての複数の直線移動機構1aや揺動機
構1b、ゲージ部材変更機構1dを各々駆動する複数のサー
ボモータ８を切替えて制御する切替え式シリアルサーボ
アンプ９が接続され、またＩ／Ｏボード3bには、ＮＣロ
ケータ１の手首部に設けられた作動ユニットとしてのゲ
ージ部材選択機構1cのエアシリンダを作動させる電磁式
切替えバルブ10およびそのエアシリンダの作動を確認す
るためのリミットスイッチ11が接続されている。

【００１２】またＮＣウエルダ２の制御用の他の一つの
ユニットコントローラ３は、例えば図２の右半部に示す
ように、互いにマルチバスを介して接続されたＣＰＵボ
ード3a, Ｉ／Ｏボード3b、アナログ系サーボコントロー
ラボート3dおよびアブソリュートインタフェースボード
3eを有しており、ここで、サーボコントローラボート3d
には、インタフェースボード3eを介し、ＮＣウエルダ２
の作動ユニットとしての複数の直線移動機構1aや揺動機
構1bを各々駆動する複数のサーボモータ８をそれぞれ制
御するアナログサーボアンプ12が接続され、またＩ／Ｏ
ボード3bには、ＮＣウエルダ２の手首部に設けられた作
動ユニットとしての溶接ガン2cのエアシリンダを作動さ
せる電磁式切替えバルブ10、そのエアシリンダの作動を
確認するためのリミットスイッチ11およびその溶接ガン
2cに溶接電流を供給する溶接タイマ（ＷＴ）13が接続さ
れている。

【００１３】そして上記ＮＣロケータ１の制御用の一つ
のユニットコントローラ３のＣＰＵボード3aは図４に示
す位置決め用サブコントローラ４の一つに接続される一
方、上記ＮＣウエルダ２の制御用のユニットコントロー
ラ３のＣＰＵボード3aは図４に示す溶接用サブコントロ
ーラ４に接続され、それらのサブコントローラ４は、共
通のマスタコントローラ５に接続されており、これによ
ってそれらのコントローラ３〜５は階層的制御システム
を構成している。なお、各サブコントローラ４には、現
場での作業者によるデータの手直しや確認が容易なよう
にティーチングペンダント14が接続され、またマスタコ
ントローラ５には、シーケンス管理およびデータ編集用
のモニタ６と、その他の入出力作業を並行して行うため
の、モニタ装置としてのエンジニアリングワークステー
ション（ＥＷＳ）７とが接続されるとともに、車体組立
ラインの作業全体を統括するラインシーケンサ15および
当該車体仮組みステーションにおける他の作業を制御す
るロケータステーションオペレータ16が、インタフェー
ス17を介して接続されている。

【００１４】しかしてこの実施例では、あらかじめ図３
（ａ）に示すように、正常確認信号の内容として、マス
タコントローラ５にはＩＤ（識別コード）＃１を付し、
各サブコントーラ４にはＩＤ＃11から＃16までの間の互
いに異なる数を付し、各ユニットコントーラ３にはＩＤ
＃101 から＃196 までの間の互いに異なる数を付し、各
ＮＣロケータ１にはＩＤ＃201から＃296 までの間の互
いに異なる数を付し、各ＮＣウエルダ２にはＩＤ＃301
から＃396 までの間の互いに異なる数を付し、各作動ユ
ニットの、サーボモータを制御するアンプ9, 12 にはＩ
Ｄ＃1001から＃1768までの間の互いに異なる数を付し、
エアシリンダを制御する電磁式切替えバルブ10およびリ
ミットスイッチ11にはそれらの各組毎に互いに異なるＩ
Ｄ＃を付し、各溶接タイマ13にも互いに異なるＩＤ＃を
付す、というように各構成部分にＩＤ＃を付し、これに
基づき図３（ｂ）に示すように、各構成部品のＩＤ＃
と、その構成部品の上位に接続されているもの（親）の
ＩＤ＃ひいては接続経路とを示すリストを作成し、それ
をデータベースとしてＥＷＳ７に与えておく。

【００１５】そしてここでは、上記車体自動溶接システ
ムの立ち上げに際し、ＥＷＳ７に、上記リストを用いて
図１に示す各部構成検査プログラムを実行させる。この
プログラムでは先ず、図１（ａ）に示すメインルーチン
中のステップ21で、ＥＷＳ７からマスタコントローラ
５、サブコントローラ４およびユニットコントローラ３
を介し最初の作動ユニットに、その作動ユニットのＩＤ
＃に対応する信号を出力せよというコマンドを発行し
て、次のステップ22で作動ユニットからの返答の有無を
判断する。具体的には、例えばアンプに対しては、ユニ
ットコントローラ３からサーボモータを作動させる命令
を与えて、サーボモータのエンコーダが作動を示す信号
を出力すれば返答があったと判断し、また例えば電磁式
切替えバルブ10に対しては、ユニットコントローラ３か
らエアシリンダを作動させる命令を与えて、エアシリン
ダのリミットスイッチ11が作動を示す信号を出力すれば
返答があったと判断する。

【００１６】上記ステップ22でコマンドに対する返答が
なかった場合には、ステップ23でコマンドの対象の作動
ユニットもしくはそこに到る間の何れかのコントローラ
に異常があるか、又はそれらの間の何れかの接続経路に
誤接続があると判断して、図１（ｂ）に示すエラー探索
サブルーチン中のステップ31へ進み、また上記ステップ
22でコマンドに対する返答があった場合には、ステップ
24でその返答した信号のＩＤ＃とコマンドの対象の作動
ユニットのＩＤ＃とが一致しているか否かを前記リスト
に基づき照合する。具体的には、例えばアンプの場合は
そのコマンドを与えたＩＤ＃のアンプに対応するサーボ
モータのエンコーダが作動を示す信号を出力すれば一致
していると判断し、また例えば電磁式切替えバルブの場
合はそのコマンドを与えたＩＤ＃のバルブに対応するエ
アシリンダのリミットスイッチ11が作動を示す信号を出
力すれば一致していると判断する。

【００１７】そして上記ステップ24での照合の結果ＩＤ
＃が一致していなかった場合には、返答自体はあったこ
とから、ステップ25で、何れかの接続経路に誤接続があ
ると判断して、図１（ｂ）に示すエラー探索サブルーチ
ン中のステップ31へ進み、この一方、ステップ24での照
合の結果ＩＤ＃が一致していた場合には、ステップ26
で、上記コマンドの対象の作動ユニットと、そこに到る
間に信号が系由する全てのコントローラ３〜５と、それ
らの間の接続経路とが正常であると判断して、次のステ
ップ27で全ての作動ユニットについて上記コマンド発行
および返答確認が終了したか否かを判断し、終了してい
ればプログラムを終了するが、終了していなければステ
ップ28で次の作動ユニットを選択した後ステップ21へ戻
り、これにより全ての作動ユニットについて終了するま
で上記コマンド発行および返答確認作業を繰り返す。

【００１８】一方、上記ステップ23またはステップ25か
ら図１（ｂ）に示すエラー探索サブルーチン中のステッ
プ31へ進んだ場合は、そのステップ31で、ＥＷＳ７から
マスタコントローラ５およびサブコントローラ４を介
し、上記異常もしくは誤接続があった経路上のユニット
コントローラ３に、そのユニットコントローラ３のＩＤ
＃を出力せよというコマンドを発行して、次のステップ
32で返答の有無を判断する。

【００１９】そしてこのステップ32でコマンドに対する
返答がなかった場合には、コマンドの対象のユニットコ
ントローラ３もしくはそこに到る間の何れかのコントロ
ーラに異常があるか、又はそれらの間の何れかの接続経
路に誤接続があると考えられるので、図１（ｃ）に示す
次のエラー探索サブルーチン中のステップ41へ進み、ま
た上記ステップ32でコマンドに対する返答があった場合
には、ステップ33でその返答したＩＤ＃とコマンドを与
えたユニットコントローラ３のＩＤ＃とが一致している
か否かを前記リストに基づき照合し、この照合の結果Ｉ
Ｄ＃が一致していなかった場合には、返答自体はあった
ことからマスタコントローラ５とサブコントローラ４と
の間又はサブコントローラ４とユニットコントローラ３
との間の何れかの接続経路に誤接続があると考えられる
ので、図１（ｃ）に示す次のエラー探索サブルーチン中
のステップ41へ進む。

【００２０】これに対し上記ステップ33での照合の結果
ＩＤ＃が一致していた場合には、マスタコントローラ５
からそのコマンドの対象のユニットコントローラ３まで
の全てのコントローラおよびそれらの間の接続経路は正
常であるので、次のステップ34で、そのユニットコント
ローラ３よりも下位の接続経路に誤接続があるか、又
は、先のステップ21でのコマンドの対象の作動ユニット
に異常があるとエラー決定し、続くステップ35で、その
エラーの内容をＥＷＳ７のディスプレイ装置により表示
した後、図１（ａ）に示すメインルーチン中のステップ
27へ戻る。

【００２１】また、上記ステップ32またはステップ33か
ら図１（ｃ）に示す次のエラー探索サブルーチン中のス
テップ41へ進んだ場合は、そのステップ41で、ＥＷＳ７
からマスタコントローラ５を介し、上記異常があった接
続経路上のサブコントローラ４に、そのサブコントロー
ラ４のＩＤ＃を出力せよというコマンドを発行して、次
のステップ42で返答の有無を判断する。

【００２２】そしてそのステップ42でコマンドに対する
返答がなかった場合には、ステップ43で、マスタコント
ローラ５又は、コマンドの対象のサブコントローラ４に
異常があるとエラー決定し、また上記ステップ42でコマ
ンドに対する返答があった場合には、ステップ44で、そ
の返答したＩＤ＃とコマンドを与えたサブコントローラ
４のＩＤ＃とが一致しているか否かを前記リストに基づ
き照合して、この照合の結果ＩＤ＃が一致していなかっ
た場合には、返答自体はあったことから、ステップ45
で、マスタコントローラ５とコマンドの対象のサブコン
トローラ４との間の接続経路に誤接続があるとエラー決
定する。

【００２３】一方、上記ステップ44での照合の結果ＩＤ
＃が一致していた場合には、マスタコントローラ５とコ
マンドの対象のサブコントローラ４およびそれらの間の
接続経路は正常であるので、ステップ46で、そのサブコ
ントローラ４と先のステップ31でのコマンドの対象のユ
ニットコントローラ３との間の接続経路に誤接続がある
か、又は、そのユニットコントローラ３に異常があると
エラー決定する。しかる後ここでは、上記ステップ43,
ステップ45およびステップ46からステップ47へ進み、そ
のステップ47で、上記各ステップで決定したエラーの内
容をＥＷＳ７のディスプレイ装置により表示した後、図
１（ａ）に示すメインルーチン中のステップ27へ戻る。

【００２４】上述の如くしてこの実施例の検査方法にあ
っては、末端の複数の作動ユニットおよび、それらを制
御する、最下位の複数のユニットコントローラ３から最
上位のマスタコントローラ５まで階層的に積み上げられ
た制御システムを、その末端側から順次上方へ向けて検
査して行くので、異常もしくは誤接続の部位が自動的に
特定される。

【００２５】従って、この実施例の検査方法によれば、
多数の作動ユニット1a〜1d, 2a〜2cおよびコントローラ
３〜５を具える車体自動溶接システムの立ち上げの際の
検査を、検査員の工数を要することなしにＥＷＳ７に自
動的に行わせることができ、しかもチェック洩れの可能
性をなくすことができる。

【００２６】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば上記車体
自動溶接システムの立ち上げの際だけでなくその補修後
の検査に適用しても良い。またこの発明は、上記実施例
以外の自動制御作動システムにも適用し得て、上記実施
例と同様の作用効果をもたらすことができる。

【００２７】

【発明の効果】かくしてこの発明の自動制御作動システ
ムの各部構成検査方法によれば、多数の作動ユニットお
よび制御装置を具える自動制御作動システムの立ち上げ
の際等の検査を、検査員の工数を要することなしに自動
的に行わせることができ、しかもチェック洩れの可能性
をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自動制御作動システムの各部構成検
査方法を、図４に示す車体自動溶接システムの立ち上げ
の際の検査に適用した一実施例を示すフローチャートで
ある。

【図２】図４に示す車体自動溶接システムの一部をさら
に詳細に示す構成図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、図２に示す車体自動溶
接システムの各部構成に与えるＩＤ＃およびそれに基づ
く各部構成リストを示す説明図である。

【図４】自動制御作動システムの一例としての車体自動
溶接システムを示す構成図である。

【符号の説明】

１ ＮＣロケータ 1a 直線移動機構 1b 揺動機構 1c ゲージ部材選択機構 1d ゲージ部材変更機構 ２ ＮＣウエルダ 2a 直線移動機構 2b 揺動機構 2c 溶接ガン ３ ユニットコントローラ 3a ＣＰＵボード 3b インタフェース（Ｉ／Ｏ）ボード 3c シリアル系サーボコントローラボート 3d アナログ系サーボコントローラボート 3e アブソリュートインタフェースボード ４ サブコントローラ ５ マスタコントローラ ７ エンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ） ８ サーボモータ ９ 切替え式シリアルサーボアンプ 10 電磁式切替えバルブ 11 リミットスイッチ 12 アナログサーボアンプ 13 溶接タイマ（ＷＴ）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の作動ユニットと、それらの作動ユ
   ニットを制御するため階層的に接続された複数の制御装
   置とを具える自動制御作動システムの、各作動ユニッ
   ト、制御装置およびそれらの間の接続経路を検査するに
   際し、 前記複数の制御装置のうち最上位のものに接続したモニ
   タ装置に、当該自動制御作動システムの全作動ユニット
   および全制御装置の各々の正常確認信号の内容と、それ
   らの作動ユニットおよび制御装置の接続関係とを表すリ
   ストをデータベースとして持たせ、 前記データベース中のリストに基づき、モニタ装置か
   ら、最上位の制御装置を介して全ての作動ユニットに正
   常確認信号出力命令を与え、各作動ユニットが応答した
   正常確認信号と、前記リスト中のその作動ユニットの正
   常確認信号の内容とを比較して一致していればその作動
   ユニットは正常であると判断し、全ての作動ユニットが
   正常であれば、モニタ装置からそれらの作動ユニットに
   到る間の全ての制御装置および接続経路も正常であると
   判断し、 何れかの作動ユニットについて、正常確認信号は応答し
   たが、その応答した正常確認信号と前記リスト中のその
   作動ユニットの正常確認信号の内容とが一致しない場合
   には、そこに到る接続経路の誤接続があると判断し、ま
   た正常確認信号を応答しなかった場合には、その作動ユ
   ニットもしくはそこに到る制御装置の異常またはそこに
   到る接続経路の誤接続があると判断し、 異常もしくは誤接続があると判断した場合には、最下位
   の制御装置から順次、先に作動ユニットについて行った
   と同様に、正常確認信号出力命令を与え、正常確認信号
   の出力の有無およびその正誤に基づき正常か否かの判断
   を繰り返して、それらの判断結果と前記リストとに基づ
   き異常もしくは誤接続の部位を特定することを特徴とす
   る、自動制御作動システムの各部構成検査方法。