JP2916854B2 - コンピュータシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
に係り、実行の初期においてコンピュータシステムに属
するモジュールを検索してコンピュータシステムとして
の動作の可否を判定し、判定が否定である場合は、その
理由を表示することのできるコンピュータシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】工業用ロボットは、一般に図４に示す如
き構成を有している。図において、１００は制御盤であ
り、位置情報、加工条件などを記憶し再生するものであ
る。

【０００３】２００はティーチングボックス（Ｔ−ＢＯ
Ｘ）で、制御盤１００に対して移動方向、移動量、加工
条件などを教示するときに用いるものである。

【０００４】３００は作業用ロボットで、Ｔ−ＢＯＸ２
００からの指令によって、あるいは再生時における制御
盤１００によって読み出され所定の処理を施して駆動指
令に応じて、その動作が決定されるものである。４００
は被加工物で、この被加工物４００は、図示しない固定
手段によって作業用ロボット３００に対して位置決めさ
れる。

【０００５】このように構成されるコンピュータシステ
ムにおいては、まず、加工に先立って、Ｔ−ＢＯＸ２０
０を操作し、作業用ロボット３００の加工具の先端を視
認しながら被加工物４００の加工線に沿って加工具先端
を動かして作業用ロボット３００を手動運転する。この
作業用ロボット３００の手動運転によって被加工物４０
０を加工する加工条件と共に作業用ロボット３００の加
工具先端の動作手順を制御盤１００の内部記憶手段に格
納していくティーチング作業を行う。

【０００６】作業用ロボット３００のティーチング作業
を終了すると、制御盤１００の内部記憶手段に格納され
た加工条件及び加工具先端の動作手順に基づいて自動運
転、すなわち、プレイバック動作に移る。すると、制御
盤１００は、先にティーチングされた加工線の位置情報
及び加工条件を読み出して所定の処理を施した後に、作
業用ロボット３００に駆動信号として供給し、作業用ロ
ボット３００の加工具先端を先にティーチングした通り
の軌跡を描くように再生動作する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような作業用ロボ
ットを動かす従来のコンピュータシステムは、各コンポ
ーネントを交換して機能の変更、機能の改良を自由に行
うためユーザ毎あるいは加工物毎にソフトウェアモジュ
ールを変更することは行われず、利用者は、コンピュー
タシステムの製造者から、同じコンピュータシステムを
提供されていた。このような各コンポーネントを交換し
て機能の変更、機能の改良を自由に行えるようにして利
用者及び用途に最適なコンピュータシステムを作ると安
全性、保守性、共通性等を無視するものになりやすいと
いう問題を有しているために行われていなかった。この
ため、従来のコンピュータシステムにあっては、利用者
が独自の使い勝手、管理のやり方、生産方式、作業方式
を行おうとする要求に答えられないという問題点を有し
ている。

【０００８】また、利用者の管理方式、生産方式、作業
方式は、利用者の秘密に属することであり、コンピュー
タシステムの製造者によって製作するよりも利用者側で
製作することが望まれるが、利用者側で製作すると不完
全なコンピュータシステムになったり、トラブルの発生
時コンピュータシステムの製造者責任が不明になるとい
う問題がある。

【０００９】このため、利用者の管理方式、生産方式、
作業方式等利用者の利用しやすいようにコンピュータシ
ステムを改良することは行えないという問題点を有して
いた。

【００１０】さらに、従来のコンピュータシステムにあ
っては、１つのコンピュータシステムを２つの用途に利
用したい場合に対応できないという問題点を有してい
る。

【００１１】本発明は、ユーザの要求に応じてユーザ毎
に独自の機能を持たせることができ、ユーザがメーカと
は別に自力でソフトウェアを作りたいときにも必要な要
件を守ったシステムの作成をすることができ、かつ技術
分野毎に技術の進歩に応じたシステムの改良が行えて、
コンピュータシステムの基本構成の寿命を飛躍的に長く
することのできるコンピュータシステムを提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコンピュータシステムは、作業用ロボット
を動かすための指令を発すると共に、該作業用ロボット
を実際に動かしながらシーケンスプログラムを組上げる
作用を有するティーチングボックスと、前記ティーチン
グボックスからの作業用ロボットの作業指令を実行コー
ドに変換して出力する機能を有するマンマシン・サブ・
システムと、前記マンマシン・サブ・システムから送出
される指令信号に基づいて作業用ロボットをどのように
動かすか、作業用ロボットの動作経路を演算するトラジ
ェクトリ・サブ・システムと、前記トラジェクトリ・サ
ブ・システムから送られてくる各座標信号に基づく位置
に対応して、作業用ロボットのアーム先端を所定座標位
置に移動するために作業用ロボットのアームの各関節の
どこの軸をどれだけ動かせばよいかを演算し、そのため
に当該軸を動かすモータにどれだけの電流を流せば良い
かを演算して、供給電流の制御を行うサーボ・サブ・シ
ステムと、からなり、ソフトウエアをモジュール群に分
類化し、コンピュータが動作するに先立ってモジュール
群を検索して整理し、予め入力しておいたテーブルと比
較してモジュール構成の妥当性を判断し、妥当でない場
合には、通常の動作とは異なる動作をするようにしたも
のである。

【００１３】そして、上記妥当性を、コンピュータシス
テムの製造者が製作すべきモジュールと、コンピュータ
システムの利用者が製作するモジュールとをコンピュー
タシステムの利用者に開示しない方法で判断するように
するのが好ましい。

【００１４】さらに、上記通常の動作とは異なる動作
を、妥当でない理由の表示にするのが好ましい。

【００１５】また、上記通常の動作とは異なる動作を、
コンピュータシステムが上記判断以上の動作をしないよ
うにするのが好ましい。

【００１６】また、上記目的を達成するために、本発明
のコンピュータシステムは、作業用ロボットを動かすた
めの指令を発すると共に、該作業用ロボットを実際に動
かしながらシーケンスプログラムを組上げる作用を有す
るティーチングボックスと、前記ティーチングボックス
からの作業用ロボットの作業指令を実行コードに変換し
て出力する機能を有するマンマシン・サブ・システム
と、前記マンマシン・サブ・システムから送出される指
令信号に基づいて作業用ロボットをどのように動かす
か、作業用ロボットの動作経路を演算するトラジェクト
リ・サブ・システムと、前記トラジェクトリ・サブ・シ
ステムから送られてくる各座標信号に基づく位置に対応
して、作業用ロボットのアーム先端を所定座標位置に移
動するために作業用ロボットのアームの各関節のどこの
軸をどれだけ動かせばよいかを演算し、そのために当該
軸を動かすモータにどれだけの電流を流せば良いかを演
算して、供給電流の制御を行うサーボ・サブ・システム
と、からなり、ソフトウエアによって動作するシステム
において、ソフトウエアをモジュール群に分類化し、外
部コンピュータシステムとの通信モードにおいて当該コ
ンピュータシステムのモジュールを変更した場合他のモ
ジュールを実行するに先立ってモジュール群を検索して
整理し、予め入力してあるテーブルと比較してモジュー
ル構成の妥当性を判断し、妥当でない場合には、通常の
動作とは異なる動作をするようにしたものである。

【００１７】

【作用】本発明によると、ソフトウエアによって動作す
るコンピュータシステムのソフトウエアを起動時毎にモ
ジュール群に分類化し、コンピュータが動作するに先立
ってモジュール群を検索して整理し、予め入力しておい
たテーブルと比較して現在入力されているモジュール構
成が妥当であるか否かを判断し、妥当でない場合、すな
わちコンピュータシステムがモジュール構成の不備によ
り、そのまま動作させると、問題が生じる恐れがあると
き動作を行わせないようにできる。

【００１８】しかも、本発明によると、通常の動作とは
異なる動作を、妥当でない理由の表示にすることによっ
て必要な対策をとることができる。

【００１９】また、本発明によると、ユーザがそれぞれ
異なったコンピュータシステムを使用していると、メー
カーはトラブルがあったとき対応するのに困難である事
態が生じるが、モジュールに関するテーブルをそれぞれ
のコンピュータシステムが持っていることで対応を非常
に容易にすることができる。

【００２０】また、本発明によると、ユーザがティーチ
ングボックスにおいて作業用ロボットを実際に動かしな
がら組上げたシーケンスプログラムに基づく独自のモジ
ュールを作成して搭載しても、予め定めておいた要件を
満たしている限り安全に保守性もよく使用することがで
きる。

【００２１】さらに、本発明によると、従来とは相当異
なる用途に、本コンピュータシステムを使用したいとき
にも異なる部分のみのモジュールを交換するだけで早期
に開発を完了することができる。

【００２２】さらにまた、本発明によると、１つのコン
ピュータシステムで、２つの異なる作業をする作業ロボ
ットを交互に使用したいときには、同じ階層に属する２
つのモジュールを用意しておき、切り替えて使用するこ
とができ、このような場合には、切り替えて使用すべき
モジュールが、１つだけでなく、数個〜十数個に及ぶこ
とが考えられるが、判断の資料となるテーブルを完備し
ておけば問題なく対応することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１には本発明に係るコンピュータシステムの階層的に分
類化したソフトウエアのシステム構成が、図２には図１
に図示の階層化ソフトウエアのマンマシンシステムの詳
細図が、図３には図１に図示の階層化ソフトウエアを実
行するコンピュータシステム構成図がそれぞれ示されて
いる。

【００２４】図３において、１はティーチングボックス
（Ｔ−ＢＯＸ）で、作業用ロボット５を動かすための指
令を発すると共に、作業用ロボット５を実際に動かしな
がらシーケンスプログラムを組上げる作用を有するもの
である。このシーケンスプログラムの組上げは、作業用
ロボット５を実際に動作させながら特定のポイント、ポ
イントをその都度記憶していくことによって作る。

【００２５】１１は表示器、１２はキーボード、１３は
ジョグダイアルである。表示器１１は、キーボード１２
で入力した内容を表示したり、エラーメッセージを表示
したりするものである。キーボード１２は、作業用ロボ
ット５の動く対象（例えば、第１関節、第３関節等）を
特定するものである。ジョグダイアル１３は、キーボー
ド１２で決定した動かす対象物（例えば、第３関節）を
どの程度どの様に動かすかを決定するものである。すな
わち、例えば、右に回すと第３関節をＸ軸方向に回せ、
左に回すと第３関節をＹ軸方向に回せというような実際
の動きを指示するものである。このジョグダイアル１３
は位置の設定にだけ使用する。

【００２６】作業用ロボット５の先端が予定した作業位
置に移動すると、例えば溶接しろというのであればキー
ボード１２でアークという指示をする。また、作業用ロ
ボット５の先端が基準となる経路スタート位置に移動す
ると、Ｐというボタンを押す。このＰ点からスタートし
てプログラム通り動いてスポット溶接ならばスポット溶
接でやりなさいということである。このような下準備の
ための設定をティーチングボックス（Ｔ−ＢＯＸ）１に
おいてやる。

【００２７】２はマンマシン・サブ・システムで、Ｔ−
ＢＯＸ１からの作業用ロボット５の作業指令を実行コー
ドに変換してトラジェクトリ・サブ・システム３に送出
する機能を有している。

【００２８】２１はキーボード信号変換器で、キーボー
ド１２から入力された信号を実際のシステムの信号に置
き換えるものである。すなわち、このキーボード信号変
換器２１では、キーボード１２による入力信号をトラジ
ェクトリ・サブ・システム３に指示が与えられるような
信号に直している。

【００２９】２２はロボット言語変換器で、キーボード
１２から入力されたロボット言語を中間言語に置き換え
るものである。ロボット言語というのは、例えば、ＧＯ
ＴＯＡとかＡＲＣＯＮのようにロボットの作業を指令
し、位置はＡ：Ｘ＝５０，Ｙ＝３８，Ｚ＝１６９という
ように指定して、ロボットの動きを実際に行わなくても
ロボットに作業を教えられる指令言語のことである。

【００３０】２３は中間言語変換器で、他のシステムか
ら中間言語を用いてシステム制御信号が入力されたとき
にも作業用ロボット５を動かすことのできる実行コード
に変換することができるものである。

【００３１】２４は実行コード実施器で、トラジェクト
リサブシステムに直接作業を指示する。

【００３２】２５は表示指示機能で、実際の表示は、Ｔ
−ＢＯＸ１の表示器１１で行われる。すなわち、表示指
示機能２５は、表示器１１を制御するものである。

【００３３】２６は安全機能で、常に作業用ロボット５
が安全方向に作動するように指示するものである。すな
わち、安全機能２６は、フェールセーフ側に作用する機
能を指している。

【００３４】３はトラジェクトリ・サブ・システムで、
マンマシン・サブ・システム２から送出される指令信号
に基づいて作業用ロボット５をどのように動かすか、作
業用ロボット５の動作経路を演算するものである。

【００３５】３１は経路計画器で、マンマシン・サブ・
システム２から送出されてくる作業用ロボット５の先端
の位置情報から作業用ロボット５の先端が所定位置に移
動するに作業用ロボット５のアームがどのような動きを
すればよいかを演算するものである。

【００３６】３２は座標変換器で、経路計画器３１にお
いて計算された作業用ロボット５のアームの各関節の動
きに対応した各軸の位置を座標信号に変換する。

【００３７】３３はＩ／Ｏ管理器で、座標変換器３２で
座標信号に変換された信号をサーボ・サブ・システム４
に出力するものである。すなわち、Ｉ／Ｏ管理器３３
は、実際にはアークを飛ばすトーチ等の外部機器のオン
・オフで動作を指令する。

【００３８】３４はサーボ管理器で、作業用ロボット５
の先端の位置を指令してその位置に追従して作業用ロボ
ット５のアームの各関節を動かすための管理を行うもの
である。

【００３９】４はサーボ・サブ・システムで、トラジェ
クトリ・サブ・システム３から送られてくる各座標信号
に基づく位置に対応して、作業用ロボット５のアーム先
端を所定座標位置に移動するために作業用ロボット５の
アームの各関節のどこの軸をどれだけ動かせばよいかを
演算し、そのために当該軸を動かすモータにどれだけの
電流を流せば良いかを演算して、供給電流の制御を行う
ものである。

【００４０】５は作業用ロボットで、この作業用ロボッ
ト５を動かすのは、Ｔ−ＢＯＸ１からの指令に基づいて
シーケンスプログラムを走らせて行う。

【００４１】このようなコンピュータシステムは、図１
に示す如き階層化されたソフトウエアによって動かされ
る。図２は、図１に図示されるマンマシン・サブ・シス
テム２の階層化されたソフトウエアを詳細に示したもの
である。

【００４２】図において、システムイニシャライズは、
一般初期化、内部モジュール検索、バージョン確認、モ
ジュール構成に細分化される。一般初期化は、ＲＡＭク
リア、周辺ＩＣの初期設定等を行うものである。また、
他のサブシステムとの通信も行い、全てのサブシステム
が正常に動作していることを確認する。内部モジュール
検索は、ロボットコンピュータシステムに属するすべて
のモジュールを検索してテーブルを作成する。バージョ
ン確認は、モジュール毎の規則違反や矛盾の組み合わせ
を見出して動作の可否を判定するもので、合わせてバー
ジョンの確認も行う。基本構成は、正規のモジュール構
成を規定するテーブルであり、バージョン確認が動作の
可否判定を行うときの基準にするものである。

【００４３】システム管理は、マンマシン・サブ・シス
テム２の全体の管理を行うもので、タスク管理を行い、
各種のグローバル変数をクリアする。このシステム管理
は、さらにモード管理（タスク）、同期処理管理（タス
ク）、ロボット管理、Ｔ−ＢＯＸインターフェース及び
システム管理ソフトの５つに細分化される。

【００４４】モード管理は、さらにＡＵＴＯモードモジ
ュール、ＳＴＥＰモードモジュール、ＴＥＡＣＨモード
モジュール、ＨＯＭＥモードモジュール、特殊モードモ
ジュール、パラメータモードモジュールと、モジュール
判定の７つに細分化されている。また、各モードモジュ
ールは、それぞれが図３のキーボード信号変換機２１の
機能も有している。

【００４５】ＡＵＴＯモードは、主としてティーチング
作業によって作成されたシーケンスプログラムを実行す
るモジュールである。

【００４６】ＳＴＥＰモードは、シーケンスプログラム
を１ステップ毎にオペレータの操作によって実行するモ
ジュールである。

【００４７】ＴＥＡＣＨモードは、ティーチング作業の
ときにＴ−ＢＯＸからのキー操作でロボットを動かし、
ロボットの動いた位置を記憶してシーケンスプログラム
を作成するためのモジュールである。

【００４８】ＨＯＭＥモードは、ロボットの原点を探索
するためのモジュールで、ロボットが計算の基点となる
原点を必要とするときに実行される。

【００４９】特殊モードは、ユーザが要求する特殊なロ
ボットの操作方法を要求するときに実行されるモジュー
ルである。その代表例としては、パソコンインターフェ
ースであり、パソコンからデータを入力してシステムに
記憶させたり、処理させたりするのに用いられる。

【００５０】パラメータモードは、ロボットコントロー
ラの周辺装置の通信ポートの番号割当や符号化、作業ロ
ボットの構造、寸法、角度の設定、ロボット各軸のサー
ボモータの制御に必要な各種定数の設定を行うために用
いられるモジュールである。モジュール判定は、特殊モ
ードにおいて、例えばパーソナルコンピュータから本コ
ンピュータシステムのモジュールが入力されたとき、こ
の入力されたモジュールとすでにインストールされてい
るモジュールとの両立性を判定するためのモジュールで
ある。

【００５１】同期処理管理は、Ｉ／Ｏ管理、例外処理管
理、トラジェクトリデータ管理、表示データ転送、内部
タイミング制御の５つに細分化される。

【００５２】Ｉ／Ｏ管理は、本コンピュータシステムの
周辺装置とのＩ／Ｏポートを管理する。

【００５３】例外処理管理は、さらにＥＭ管理、ＨＯＬ
Ｄ管理、ＷＡＲＮＩＮＧ管理、実行管理の４つに細分化
され、図３の安全機能２６の役割を持っている。ＥＭ管
理は、緊急停止時の処理を行うもので、割込処理、割込
処理終了後のＥＭ状態のときの処理がそれである。ＨＯ
ＬＤ管理は、ＨＯＬＤ信号を監視し、それを全体に知ら
せるもので、ここではＨＯＬＤフラグの操作のみを行
う。ＷＡＲＮＩＮＧ管理は、各処理やサブシステムから
発せられた警告を監視し、表示するソフトである。実行
管理は、それぞれのモジュールの実行状況を管理、記
録、集計し、ＥＭ処理、ＨＯＬＤ処理時にＷＡＲＮＩＮ
Ｇ管理からの情報に基づいて実行中中断されたモジュー
ル名を表示する。

【００５４】トラジェクトリデータ管理は、通常の管理
では、ティーチング作業で作成されたシーケンスプログ
ラム又はＴ−ＢＯＸのキーボード又はパソコン入力によ
って入力されたロボット言語や中間言語によるプログラ
ムを実行するものである。しかし、視覚による動作のよ
うに、視覚よりのデータで退避するときのようにロボッ
トの軌道が大幅に変化する場合には、異なったデータ管
理が必要になる。本モジュールは、このような外界の情
報による動作を実行するものである。

【００５５】表示データ転送は、モード管理からの要求
に基づいてＴ−ＢＯＸに表示する内容を必要なタイミン
グで転送するモジュールである。

【００５６】内部タイミング制御は、マンマシン・サブ
・システムに属する。そして、この内部タイミング制御
は、それぞれのモジュールの処理に必要な時間やそれぞ
れに要求する応答のタイミングの制御を一括して行って
コンピュータシステムの処理の円滑化を図るモジュール
である。

【００５７】Ｔ−ＢＯＸインタフェースは、Ｔ−ＢＯＸ
１と通信を行い表示要求、入力要求が出た時点で通信を
行う。

【００５８】ロボット管理は、さらに言語エディッタ、
位置データエディッタ、言語トランスレータ、言語実
行、実行後指令、データ管理、位置データ変換、インチ
ングの８つに細分化されている。

【００５９】言語エディッタは、ロボット言語（表面言
語）の作成、編集を行う。１行の入力終了により、デー
タを表面言語の文法チェックに引き渡す。問題がなけれ
ば、中間言語変換器に引き渡す。表面言語と変換された
中間言語をデータ管理に渡し、メモリ内に格納する。位
置データエディッタは、位置データの新規作成、編集を
行う。

【００６０】言語トランスレータは、図３の中間言語変
換器２３に相当し、次のことを行う。 １）表面言語の文法チェック ２）表面言語から中間言語への変換 ３）中間言語から表面言語への変換 言語実行は、図３の中間言語変換器２３に相当し、中間
言語を実行する。

【００６１】実行後指令は、指定されたブロック番号、
ステップ番号からロボット動作を実行する図３の実行コ
ード実施器２４の機能である。

【００６２】データ管理は、さらに言語データの管理、
位置データの管理に細分化されている。言語データの管
理は、中間言語を管理し、中間言語の読込み、中間言語
の書込みを行う。位置データの管理は、位置データを管
理し、位置データの読込み、位置データの書込みを行
う。位置データ変換は、すでに入力されている位置デー
タを指定された座標又は方法に対応するようにデータ変
換するものである。

【００６３】インチングは、モード管理内のオペレータ
の操作情報により、必要に応じてインチング動作をトラ
ジェクトリ・サブ・システム３に送る。インチングのモ
ードの管理、キー情報の管理等のデータを、トラジェク
トリ・サブ・システム３に転送する。

【００６４】システム管理ソフトは、システムプログラ
ムを実行するための実行部門を担当するソフトである。

【００６５】次に、図１によって図２に説明したマンマ
シン・サブ・システム以外のソフトウェアを説明する。

【００６６】図において、Ｔ−ＢＯＸは図３のＴ−ＢＯ
Ｘ１の機能を発揮するソフトウェアである。Ｔ−ＢＯＸ
はシステムイニシャライズとシステム管理に分けられ
る。

【００６７】システムイニシャライズは、Ｔ−ＢＯＸの
ＲＡＭ初期化や周辺ＩＣの初期設定等を行う。

【００６８】システム管理は、割込み処理、Ｉ／Ｏ管
理、データ管理に細分化される。割込み処理は、割込み
要求を監視して同期をとって処理をする。Ｉ／Ｏ管理
は、マンマシン、キーボード、例外処理、関数ライブラ
リにさらに細分化されている。データ管理は、受信デー
タを解釈して実行すると共に送信すべきデータを管理
し、送信実行する。

【００６９】Ｉ／Ｏ管理のマンマシンは、マンマシンと
のインターフェースを担当し、キーボードは、図３の表
示器１１、キーボード１２、ジョクダイヤル１３を管理
する。Ｉ／Ｏ管理の例外処理は、Ｔ−ＢＯＸサブシステ
ム内のトラブルの処理を行う。Ｉ／Ｏ管理の関数ライブ
ラリには、画面制御、通信制御、キー入力、ブザー等の
関数を管理する。マンマシンについては、図２で詳しく
述べたので、ここでの説明は省略する。トラジェクトリ
は、図３のトラジェクトリ・サブ・システム３の機能を
発揮するソフトウェアでシステムイニシャライズとシス
テム管理に大別される。

【００７０】システムイニシャライズは、トラジェクト
リ・サブ・システムのＲＡＭ初期化や周辺ＩＣの初期設
定等を行う。

【００７１】システム管理は、例外処理、インターフェ
ース管理、動作管理の３つに細分化される。例外処理
は、トラジェクトリ内のトラブルを処理する。インター
フェース管理は、マンマシンとサーボ・サブ・システム
のインターフェースを管理する。動作管理は、図３の作
業ロボット５の動作制御を管理するソフトでパス管理、
Ｉ／Ｏ管理、位置データ変換、ロボット起動、マトリッ
クス演算の５つのソフトにさらに細分化される。

【００７２】パス管理は、シーケンスプログラムにもと
づいて作業ロボットを動かすために必要な計画、前処
理、各種動作チェック及び指令の出力処理を行うソフト
である。パスプランナは、図３の経路計画器３１の機能
である。インチングは、Ｔ−ＢＯＸのキー操作をマンマ
シンが解釈した指令に基づいてサーボシステムが動作す
る信号に変換されたものを管理する。座標変換は、図３
の座標変換器３２の機能である。前処理は、シーケンス
プログラムから位置データを取り出し、各種条件を見た
上で座標変換に渡すまでの処理を行う。パスチェック
は、座標変換で計算されたデータが異常な値になってい
ないかをチェックする。関節動作チェックは、作業ロボ
ットの構造が動作すると特異な姿勢になることで極端な
動作を指令されていないかをチェックする。ロボット構
造式は、図３の作業ロボット５の構造を示すソフトウェ
アである。ロボット指令は、図３のサーボ管理器３４の
機能である。力制御は、力センサからの情報に基づい
て、パスランナにシーケンスプログラムからの位置デー
タを修正して用いることを要求するソフトである。

【００７３】Ｉ／Ｏ管理は、図３のＩ／Ｏ管理器３３の
機能である。位置データ変換は、マンマシンの位置デー
タ変換の指令に基づいて、一定の位置データを指定され
た座標又は方法に対応するようにデータ変換の演算をす
るソフトである。ロボット起動は、マンマシンのＨＯＭ
Ｅモードからのロボットイニシャライズの指令に基づい
て原点復帰コマンドを受信し、サーボ・サブ・システム
に指令してイニシャライズの確認を行いマンマシンに終
了コマンドを送信する。マトリックス演算は、パス管理
の座標変換に必要なマトリックス演算のためのソフトウ
ェアである。

【００７４】サーボは、図３のサーボ・サブ・システム
４の機能を実行するソフトウェアで、システムイニシャ
ライズとシステム管理に大別される。システムイニシャ
ライズは、サーボ・サブ・システムに属するＲＡＭや周
辺ＩＣの初期化等を行う。

【００７５】システム管理は、タスク管理、パラメータ
管理、Ｉ／Ｏ管理、サーボ管理、例外処理管理の５つに
細分化される。タスク管理は、Ｉ／Ｏ管理タスク、例外
処理管理タスク等のサーボ・サブ・システム内のタスク
を管理する。パラメータ管理は、サーボ・サブ・システ
ムのサーボ制御に必要な多くのパラメータを制御の目的
に合わせて設定する。この設定は、マンマシンのパラメ
ータモードによって与えられた値を設定する。Ｉ／Ｏ管
理は、各軸のリミットスイッチ等のＯＮ−ＯＦＦスイッ
チ及びサーボ関連のＴ−ＢＯＸへの表示を管理する。サ
ーボ管理は、各軸のサーボモータの電流、位置、速度を
制御する。例外処理管理は、サーボ・サブ・システム内
の緊急処理、警告の発信及び監視及び表示等の安全のた
めに必要なモジュールである。

【００７６】次に、コンピュータシステムの動作につい
て説明する。

【００７７】コンピュータシステム全体の立ち上げは、
まず、電源を投入することによってハードウェアのイニ
シャライズから行う。すなわち、各サブシステムは、そ
れぞれのシステムを初期化することによって順次立ち上
げていく。

【００７８】マンマシンは、一般的な初期化に続きコン
ピュータシステム内部の全てのモジュールの検索を行
う。そして、次の項目に該当するモジュールを区別して
図５に示す如く内臓モジュール構成表を作る。

【００７９】１）作業ロボットが安全に動作するために
必要なモジュール ２）各サブ・システムのコンピュータがコンピュータと
して動作するために不可欠なモジュール ３）Ｔ−ＢＯＸに表示するために必要なモジュール ４）作業ロボットがロボットとして動作するために不可
欠なモジュール ５）変更すると各種の問題が発生すると予想されるモジ
ュール ６）ユーザが作成することのできるモジュール ７）オプションとして内臓したモジュール 次に、バージョン確認が上記の内臓モジュールを図６に
示す基本構成表とし、全てのモジュールが基本構成表の
要件に合致していることを確認する。もし、不足した
り、余分であったりしたモジュールが発見されたときに
は、エラーメッセージを表示して処理を中止する。ユー
ザが作成することのできるモジュール（前記６）はバー
ジョン番号が異なっても動作を可能にする。前記６以外
のモジュールは、バージョンが異なっているだけでも処
理を中止する。

【００８０】次に、ＴＥＡＣＨモードにする。このＴＥ
ＡＣＨモードになると、今度はシーケンスプログラムが
組んでいける。この状態で、作業用ロボット５が動作す
るための位置情報が、Ｔ−ＢＯＸ１の押しボタン操作に
よって作業用ロボット各軸の位置データを作業用ロボッ
ト５の先端の世界座標として連続的にマンマシン・サブ
・システム２のＳＲＡＭに蓄えられる。

【００８１】スポット溶接を例にとると、作業用ロボッ
ト５の各軸の位置データ、例えば１０個の位置データを
世界座標に変換して記憶し、これを全てマンマシン・サ
ブ・システム２内のＳＲＡＭに記憶し、その後、ＡＵＴ
Ｏモードにしておくと、全て自動で作業用ロボット５を
入力データ通りに動作させることができる。

【００８２】次に、ＨＯＭＥモードになる。ＨＯＭＥモ
ードでは、ロボットの現在位置をトラジェクトリに指令
して求められる。トラジェクトリでは、システム管理、
動作管理と順次処理されてロボット起動モジュールがサ
ーボ・サブ・システムに指令する信号を発して再び階層
を上がってくる。この信号をトラジェクトリは、サーボ
・サブ・システムに伝えると、システム管理、サーボ管
理と順次階層的に処理されてこの値からロボットの現在
位置がトラジェクトリによって計算され、マンマシンシ
ステムに返されて、ロボットの初期化が終了する。

【００８３】以上でロボット初期化ができたので、オペ
レータが選択するモードにしたがって、ロボットは、そ
のモードに基づく動作を行う。モード選択の一例をあげ
ると、図７のようになっている。すなわち、ＡＵＴＯ、
ＳＴＥＰ、ＴＥＡＣＨ、ＰＡＲＡＭ、特殊、ＨＯＭＥの
それぞれのモードを順々に移行していく。それぞれのモ
ードの中は、数種のページがあって、例えばＴＥＡＣＨ
ではプログラムティーチ、位置ティーチ、シュミレーシ
ョンを順々に行うことができる。

【００８４】このようなモードの順序あるいは選択の方
法は、本コンピュータシステムでは、ユーザの使い勝手
に応じて変えることができる。使い勝手に応じた変更の
１つの方法は、図７と異なるモード管理モジュールを作
成して当初から搭載しておく方法である。他の１つは、
特殊モードを用いてパソコンからモード管理モジュール
を入力する方法である。

【００８５】特殊モードを用いる方法では、特殊モード
から他のモードに移行するときモード管理がモジュール
判定に指令して入力されたモジュールがロボットシステ
ムとして問題がないかとか他のモジュールと両立するか
等の判定を行う。この判定の一例として、もし入力され
たモード管理ソフトがＨＯＭＥモードがなかったり自動
的に入らないようになっている場合には、不合格判定が
出る。また、他の例としては、モジュール判定モジュー
ルを無視したモジュールを入力した場合も不合格とな
る。

【００８６】なお、モジュール判定の判定方法は、バー
ジョン確認の行う判定方法に準じてモジュール単位で行
う。

【００８７】ここで、ＴＥＡＣＨモードを選択する。こ
のＴＥＡＣＨモードになると、今度はシーケンスプログ
ラムが組んでいける。この状態で、作業用ロボット５が
動作するための位置情報が、Ｔ−ＢＯＸ１の押しボタン
操作によって作業用ロボット各軸の位置データを作業用
ロボット５の先端の世界座標として連続的にマンマシン
・サブ・システム２のＳＲＡＭに蓄えられる。

【００８８】スポット溶接を例にとると、作業用ロボッ
ト５の各軸の位置データ、例えば１０個の位置データを
世界座標に変換して記憶し、これを全てマンマシン・サ
ブ・システム２内のＣＰＵに記憶し、その後、自動運転
モードにしておくと、全て自動で作業用ロボット５を入
力データ通りに動作させることができる。

【００８９】作業用ロボット５が自動運転するときは、
マンマシン・サブ・システム２のシステム管理の下で、
ロボット管理ソフトがシーケンスプログラムを解釈し、
実行指令をトラジェクトリ・サブ・システム３に与える
と、トラジェクトリ・サブ・システム３は、座標変換に
よって世界座標から作業用ロボット５の各軸の動作量を
求める。この動作量は、パス管理からサーボ・サブ・シ
ステム４に与えられ、サーボ管理によって作業用ロボッ
ト５が制御される。

【００９０】さらに詳細に説明すると、マンマシン・サ
ブ・システム２のロボット管理で管理される言語エディ
ッタ、位置データエディッタによって、ロボット言語や
位置データがチェックされ、編纂されて、言語実行、実
行後指令によって、トラジェクトリ・サブ・システム３
のシステム管理に指令として渡される。この指令は、動
作管理、パス管理と階層的に処理されてパスプランナに
よって補間演算、座標変換、演算結果のチェック等の計
画がされ、それぞれのモジュールに引き渡して処理され
る。例えば、ロボットの構造は、ロボット構造式モジュ
ールで処理され、座標変換に引き渡されて、世界座標か
ら一段上の階層のマトリックス演算によって各軸の動作
量が求められる。したがって、ロボット構造式モジュー
ルを複数用意することができ、それらを入れ替えると全
く形状の異なったロボットに対して対応できるようにな
っている。パスプランナは、すべての計画の終了を確認
してロボット指令からサーボ・サブ・システム４に指令
され、サーボ管理が位置、速度、電流の制御を位置・速
度制御、タイマ割込制御モジュールに実行させる。ここ
で示した各制御モジュールを入れ替えることにより、Ｐ
ＩＯ制御や最適制御等の種々の制御方式を実行でき、か
つそれぞれのアクチュエータに応じた定数の選定を行っ
て最適化することができる。

【００９１】以上説明したように、本発明では、ユーザ
がそれぞれの使い勝手のためにモジュールを交換するこ
とを容易にするように構成し、交換によって生じる問題
を未然に防止するため、マンマシン・サブ・システム２
の中に内部モジュール検索、基本構成表、バージョン確
認及びモジュール判定のようにロボットコントローラ内
部のモジュールを単位としてチェックするモジュールを
備えて管理を行っている。

【００９２】モジュールを単位としてチェックするため
に、図５、図６に示すキーワードを用いる。キーワード
は、図８のように組み合わされている。凡例にそれぞれ
の文字や数字の役割を示す。モジュールの判定は、モジ
ュール検索表と基本構成表の完全一致によって行う。図
８のメモリエリアの標識や付与数は、ユーザが作成した
ソフトウェア規模によって変化し、かつその数字はメー
カが決めてユーザには判らないようになっている。制約
標識の中で特殊制約は、ソフトウェアの作成規約が決ま
っていてモジュール判定で合格しても規約通りでなけれ
ば動作しないようになっている。

【００９３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００９４】本発明によれば、ソフトウエアによって動
作するコンピュータシステムをモジュールを最小単位と
して機能を分割して、それぞれのモジュール毎にコンピ
ュータシステム内における位置付けをキーワードによっ
て決めてあるので、その位置付けを判定する基本構成表
と現在入力されているモジュール構成とを比較すること
によってコンピュータシステムとして動作させてよいか
を適格に判断することができる。

【００９５】本発明に内在する機能によれば、コンピュ
ータソフトを各種の多様な目的を持つ作業ロボットに適
用させるための複雑な管理を容易にすると共に、ユーザ
が希望する部分のソフトだけを独自で製作して搭載し、
残りの部分のソフトはすでに使い慣れた実績のあるもの
として独自性と安定性を兼ね備えたコンピュータシステ
ムとして使用することができる。

【００９６】また、本発明によれば、同じ階層に属する
複数のモジュールを多数組み合わせて構成する組合せコ
ンピュータシステムを容易に管理することができ、新型
ロボットのソフトをこの組合せコンピュータシステムに
よって開発することが容易にでき、開発期間を短縮でき
ると共に開発費の節減も図ることができる。

【００９７】さらに、本発明によれば、動作させようと
するコンピュータシステムのモジュール構成が基本構成
表の要件に合致しないときは、エラーメッセージにより
それを表示するようになっているため、問題点の発見を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンピュータシステムのモジュー
ル群に分類化したソフトウエアのシステム構成図であ
る。

【図２】図１に図示の階層化ソフトウエアのマンマシン
・サブ・システムの詳細図である。

【図３】図１に図示のモジュール群分類化ソフトウエア
を実行するコンピュータシステム構成図である。

【図４】一般的な工業用ロボットの構成を示す図であ
る。

【図５】内臓モジュールを示す図である。

【図６】基本構成表を示す図である。

【図７】ロボットの動作フローチャートである。

【図８】キーワードの組み合わせ表を示す図である。

【符号の説明】

１………………………………………………ティーチング
ボックス １１……………………………………………表示器 １２……………………………………………キーボード １３……………………………………………ジョグダイア
ル ２………………………………………………マンマシン・
サブ・システム ２１……………………………………………キーボード信
号変換器 ２２……………………………………………ロボット言語
変換器 ２３……………………………………………中間言語変換
器 ２４……………………………………………実行コード実
施器 ２５……………………………………………表示指示機能 ３………………………………………………トラジェクト
リ・サブ・システム ３１……………………………………………経路計画器 ３２……………………………………………座標変換器 ３３……………………………………………Ｉ／Ｏ管理器 ３４……………………………………………サーボ管理器 ４………………………………………………サーボ・サブ
・システム ５………………………………………………作業用ロボッ
ト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 19/4093 G05B 15/02 G05B 23/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業用ロボットを動かすための指令を発
   すると共に、該作業用ロボットを実際に動かしながらシ
   ーケンスプログラムを組上げる作用を有するティーチン
   グボックスと、 前記ティーチングボックスからの作業用ロボットの作業
   指令を実行コードに変換して出力する機能を有するマン
   マシン・サブ・システムと、 前記マンマシン・サブ・システムから送出される指令信
   号に基づいて作業用ロボットをどのように動かすか、作
   業用ロボットの動作経路を演算するトラジェクトリ・サ
   ブ・システムと、 前記トラジェクトリ・サブ・システムから送られてくる
   各座標信号に基づく位置に対応して、作業用ロボットの
   アーム先端を所定座標位置に移動するために作業用ロボ
   ットのアームの各関節のどこの軸をどれだけ動かせばよ
   いかを演算し、そのために当該軸を動かすモータにどれ
   だけの電流を流せば良いかを演算して、供給電流の制御
   を行うサーボ・サブ・システムと、 からなり、 ソフトウエアをモジュール群に分類化し、コ
   ンピュータが動作するに先立ってモジュール群を検索し
   て整理し、予め入力しておいたテーブルと比較してモジ
   ュール構成の妥当性を判断し、妥当でない場合には、通
   常の動作とは異なる動作をするようにしてなるコンピュ
   ータシステム。
2. 【請求項２】 上記妥当性は、コンピュータシステムの
   製造者が製作すべきモジュールと、コンピュータシステ
   ムの利用者が製作するモジュールとをコンピュータシス
   テムの利用者に開示しない方法で判断するようにしたも
   のである請求項１記載のコンピュータシステム。
3. 【請求項３】 上記通常の動作とは異なる動作は、妥当
   でない理由を表示したものである請求項１記載のコンピ
   ュータシステム。
4. 【請求項４】 上記通常の動作とは異なる動作は、コン
   ピュータシステムが上記判断以上の動作をしないことで
   ある請求項１記載のコンピュータシステム。
5. 【請求項５】 作業用ロボットを動かすための指令を発
   すると共に、該作業用ロボットを実際に動かしながらシ
   ーケンスプログラムを組上げる作用を有するティーチン
   グボックスと、 前記ティーチングボックスからの作業用ロボットの作業
   指令を実行コードに変換して出力する機能を有するマン
   マシン・サブ・システムと、 前記マンマシン・サブ・システムから送出される指令信
   号に基づいて作業用ロボットをどのように動かすか、作
   業用ロボットの動作経路を演算するトラジェクトリ・サ
   ブ・システムと、 前記トラジェクトリ・サブ・システムから送られてくる
   各座標信号に基づく位置に対応して、作業用ロボットの
   アーム先端を所定座標位置に移動するために作業用ロボ
   ットのアームの各関節のどこの軸をどれだけ動かせばよ
   いかを演算し、そのために当該軸を動かすモータにどれ
   だけの電流を流せば良いかを演算して、供給電流の制御
   を行うサーボ・サブ・システムと、 からなり、 ソフトウエアによって動作するシステムにお
   いて、ソフトウエアをモジュール群に分類化し、外部コ
   ンピュータシステムとの通信モードにおいて当該コンピ
   ュータシステムのモジュールを変更した場合他のモジュ
   ールを実行するに先立ってモジュール群を検索して整理
   し、予め入力してあるテーブルと比較してモジュール構
   成の妥当性を判断し、妥当でない場合には、通常の動作
   とは異なる動作をすることを特徴とするコンピュータシ
   ステム。