JP3658061B2

JP3658061B2 - FA system control device and method, control program generation method

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Publication number: JP3658061B2
Application number: JP33166695A
Authority: JP
Inventors: 昌宏小山; 徳久三宅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2015-12-20
Also published as: JPH09171405A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットを含むＦＡシステムの制御装置と方法に係り、特に、ロボットなどの自動機械と視覚センサなどのプログラミング可能な周辺機器を含む複数機器によって構成されるＦＡシステムの制御装置と方法、さらには、かかるシステムにおける制御プログラムの生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットなどの自動機械と、視覚センサなどのプログラミング可能な周辺機器とを含む複数の機器によって構成されるＦＡ（Factory Automation）システムは、既に広く知られ、かつ、実用化されている。そして、かかる従来のＦＡシステム及びその制御方法は、一般に、各種機器の入出力（以下、「Ｉ／Ｏ」と略記）を制御するプログラマブルコントローラと、ロボットを制御するロボットコントローラと、画像処理装置などを、パラレルＩ／Ｏ、または、ネットワークによって接続し、ＦＡシステムを構成する各機器の制御を行うというものであった。そして、かかる従来技術になるＦＡシステムの制御においては、各機器の制御対象毎に異なる制御装置（例えば、プログラマブルコントローラ、ロボットコントローラ、画像処理装置など）を組み合わせて使用し、しかも、制御装置毎に異なるプログラミング言語を使用していた。
【０００３】
このため、ＦＡシステムを構築する場合、幾つもの異なったプログラム言語を習得する必要があり、一つのＦＡシステムを制御するためには、このような異なったプログラム言語を駆使して、互いに関連し合う複数のプログラムを作成しなければならなかった。また、ＦＡシステムの機能が高度化するにつれて、ＦＡシステムの制御装置の構成も複雑となり、そのプログラムの作成には多大な労力を要し、その際にも、上記異なるプログラミング言語の使用が、やはり、ＦＡシステムを制御するプログラムの開発効率を向上させる上で、大きな阻害要因となっていた。
【０００４】
ところで、従来、上記のような課題を解決するものとして、例えば、特開平７−８４７６８号公報によれば、ＦＡ用機器を作動させるプログラムを一つに統合した形で作成するＦＡシステムの制御方法が記載されている。また、やはり上記のような課題を解決するため、例えば、特開平７−７２９２０号公報によれば、ＦＡシステムの制御プログラムを一括して記述するＦＡシステムの制御方法が既に提案されている。
【０００５】
すなわち、上記従来技術の前者である特開平７−８４７６８号公報に記載されているＦＡシステムの制御方法は、ロボットや画像処理装置などのＦＡ用機器を一つのプログラミング言語で統一的に作動させるための統合プログラムを作成して、これをプログラマブルコントローラ、ロボットコントローラ、画像処理装置で実行されるプログラムに分解するものである。なお、ここで述べられている統合プログラムは、従来のプログラマブルコントローラのラダープログラムに、ロボットプログラムと画像処理プログラムをサブルーチンのような形で付加した、いわゆる拡張型ラダープログラムなどであり、これをラダープログラム、ロボットプログラム、画像処理プログラムの三つに分解する方法をとっている。
【０００６】
また、上記後者の従来技術である特開平７−７２９２０号公報に記載されているＦＡシステムの制御方法は、ＦＡシステムの作業を一括して記述した制御プログラムから、シーケンス制御プログラムとロボット制御プログラムを自動的に生成するものである。ここで述べられているＦＡシステムの制御プログラムは、ペトリネットを応用したプログラミング言語により、ＦＡシステム全体としての作業仕様を明示的に表現したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術により提案されるＦＡシステムの制御方法や制御プログラムは、ＦＡシステムの機能の高度化に伴うプログラムの開発の効率を向上させる上ではその効果を発揮するものの、以下に指摘する問題点については言及されていなかった。
【０００８】
すなわち、ＦＡシステムの機能が高度化するに伴い、複数の制御装置または制御用プロセッサによる分散協調化が進んだ場合、上記二つの従来技術により提案されるＦＡシステムの制御方法や制御プログラムのように、単に、プログラムをシーケンス制御やロボット制御などのような機能別に分離するだけでなく、さらに、制御装置や制御プロセッサの構成と性能に応じた最適な処理負荷の配分になるように、各制御装置毎またはプロセッサ毎のプログラムの分割を行う必要性が生じる。例えば、シーケンス制御プロセッサ、ロボット制御プロセッサ、画像処理プロセッサのそれぞれが複数個組み合わされたような制御システムにおいては、各プロセッサに対する最適なプログラム分割を自動的に行うことができれば、複雑なＦＡシステムを構築する際にも、ユーザは制御システムのハードウェア構成を意識することなく、より効率のよいＦＡシステムの制御プログラムを一本化して作成することができることとなる。
【０００９】
そこで、本発明では、上記の従来技術における問題点に鑑み、さらには、上記発明者等による従来技術に対する認識に基づいて、すなわち、ＦＡシステムの制御プログラムを一本化して作成することができるだけではなく、さらに、作成される制御プログラムによりＦＡシステムをより効率的に制御することを可能にするＦＡシステムの制御装置と方法、さらには、かかるシステムにおける制御プログラムの生成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の本発明の目的を達成するため、本発明によれば、それぞれが、少なくとも自動機械と、前記自動機械に関連するプログラミング可能な周辺機器とを含む、複数のセルから構成されるＦＡシステムの制御装置であって、前記複数のセルに対して、それぞれ、前記セル全体としての作業仕様を同一言語で記述したセル制御プログラムと、前記セル制御プログラムから、前記自動機械と周辺機器の作業順序の制御に関するプログラムと、前記自動機械の動作制御に関するプログラムと、前記プログラミング可能な周辺機器の制御に関するプログラムとに分離変換する分離変換手段と、前記分離変換手段により分離変換された各プログラムに基づいて、当該セルを構成する前記自動機械と前記プログラミング可能な周辺機器の動作をそれぞれ制御する複数のプロセッサ手段とを備えており、前記分離変換手段は、さらに、少なくとも前記自動機械あるいは前記プログラミング可能な周辺機器の動作をそれぞれ制御する複数の前記プロセッサ手段における処理負荷の配分を行う処理負荷配分手段を備えているＦＡシステムの制御装置が提起されている。
【００１１】
また、本発明によれば、やはり上記の本発明の目的を達成するため、それぞれが、少なくとも自動機械と、前記自動機械に関連するプログラミング可能な周辺機器とを含む、複数のセルから構成されるＦＡシステムを制御するための制御方法において、前記複数のセルの少なくとも１のセルを構成する機器をそれぞれ複数のプロセッサにより制御するため、前記セル全体としての作業仕様を同一言語で記述してセル制御プログラムを作成し、当該作成したセル制御プログラムから、前記自動機械と周辺機器の作業順序の制御に関するプログラムと、前記自動機械の動作制御に関するプログラムと、前記プログラミング可能な周辺機器の制御に関するプログラムとに分離変換し、前記分離変換した各プログラムに基づいて、当該セルを構成する前記自動機械と前記プログラミング可能な周辺機器の動作をそれぞれ前記複数のプロセッサにより制御するＦＡシステムの制御方法であって、当該プログラムの分離変換の際に、さらに、少なくとも前記自動機械あるいは前記プログラミング可能な周辺機器の動作を制御するそれぞれの前記複数のプロセッサにおける処理負荷の配分を行うＦＡシステムの制御方法が提案されている。
【００１２】
さらに、本発明によれば、やはり上記の本発明の目的を達成するため、それぞれが、少なくとも自動機械と、前記自動機械に関連するプログラミング可能な周辺機器とを含む、複数のセルから構成されるＦＡシステムにおいて、前記複数のセルの少なくとも１のセルを構成する機器をそれぞれ複数のプロセッサにより制御するための制御プログラムを生成するためのＦＡシステムの制御プログラム生成方法であって、前記セル全体としての作業仕様を同一言語で記述してセル制御プログラムを作成し、当該作成したセル制御プログラムから、前記自動機械と周辺機器の作業順序の制御に関するプログラムと、前記自動機械の動作制御に関するプログラムと、前記プログラミング可能な周辺機器の制御に関するプログラムとに自動的に分離変換し、そして、少なくとも前記自動機械あるいは前記プログラミング可能な周辺機器の動作を制御するそれぞれの前記複数のプロセッサにおける処理負荷の配分を自動的に行うＦＡシステムの制御プログラム生成方法が提案されている。
【００１３】
加えて、本発明によれば、上記の目的は、ロボットを含む自動機械と視覚センサなどのプログラミング可能な周辺機器とを含む複数機器の単位（セル）から構成されるＦＡシステムの制御方法において、前記セル全体としての作業仕様を直接記述し、前記複数機器の作業順序の制御に関する情報と、前記複数機器の入出力の制御に関する情報と、前記自動機械の動作制御に関する情報と、前記プログラミング可能な周辺機器の制御に関する情報と、前記複数機器間の同期をとるための動作タイミングに関する情報とを有するセル制御プログラムから、機能別モジュール分離変換手段によって、前記複数機器の作業順序に関する情報と、前記入出力の制御に関する情報を分離及び抽出して、前記複数機器の作業順序の制御と前記入出力の制御を行う処理が記述されたシーケンス制御プログラムモジュールを生成し、また、前記自動機械の動作制御と前記動作タイミングに関する情報を分離及び抽出して、前記自動機械の位置決め及び軌道の制御を行う処理が記述された自動機械制御プログラムモジュールを生成し、また、前記プログラミング可能な周辺機器の制御と前記動作タイミングに関する情報を分離及び抽出して、前記プログラミング可能な周辺機器の制御を行う処理が記述された周辺機器制御プログラムモジュールを生成し、さらにこのシーケンス制御プログラムモジュールと自動機械制御プログラムモジュールと周辺機器制御プログラムモジュールとを、それぞれシーケンス制御プロセッサ別モジュール分割手段と自動機械制御プロセッサ別モジュール分割手段と周辺機器制御プロセッサ別モジュール分割手段によって、前記セルを制御するプロセッサの構成と性能に基づいて、各プロセッサの処理負荷の配分が最適となるようなプログラムモジュールに分割し、さらにこれらの分割したプログラムモジュールを各プロセッサが実行可能な形式のプログラムに変換して、シーケンス制御プロセッサ用プログラム群と自動制御プロセッサ用プログラム群と周辺装置制御プロセッサ用プログラム群とを生成し、これらの各プロセッサ用プログラム群を、それぞれを解釈実行するプロセッサ群に対して出力するＦＡシステムの制御方法によって達成される。
【００１４】
すなわち、本発明では、ＦＡシステムを構成する、一つのまとまった複数機器からなる単位要素（以下、セルとする）を構築する際に、セルに含まれるロボットなどの自動機械と視覚センサなどのプログラミング可能な周辺機器とその他の機器を制御するプログラムをセル制御プログラムとして一本化して記述し、さらに、このセル制御プログラムから、ＦＡシステムの制御装置のプロセッサの構成と性能に応じて、各プロセッサの処理負荷の配分が最適となるように、各プロセッサ用のプログラムを自動的に生成することで、従来のように制御装置の構成に応じて複数のプログラムを作成したり、幾つものプログラミング言語を習得したりする必要もなく、その結果として、ＦＡシステムの制御プログラムの開発効率を向上することができるＦＡシステムの制御方法を提供することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図２は、本発明に係るＦＡシステムの制御装置における処理プロセスを模式的に示すブロック図である。一般に、ＦＡシステムは、自動機器であるロボットを含む複数の機器から構成され、これら複数の機器は、それぞれ、複数の機器の単位としての「セル」と呼ばれている。この図２の場合には、制御対象であるＦＡシステムの機器であるセル１１６は、例えば、２体のロボット１１６ａ、１１６ｂと、視覚センサ１１６ｃ、１１６ｄと、そして、その他の周辺機器１１６ｅ、１１６ｆなどから構成されている。
【００１６】
かかるＦＡシステムのセル１１６の作業を制御するプログラミングを作成する場合、まず、このセル１１６全体としての作業仕様を記述したセル制御プログラム１０２を、コンピュータなどにより構成される、いわゆる、セル制御プログラム編集手段１０１によって作成する。なお、このセル制御プログラム編集手段１０１は、例えば、セル１１６の制御装置に接続された端末（図３に示す）の画面上において、セル１１６の各機器の動作シーケンスをペトリネットの形式で記述することができるグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有するものである。また、セル制御プログラム１０２のペトリネット表現については、後に具体例を用いて説明する。
【００１７】
セル制御プログラム１０２には、（１）ロボット１１６ａ、１１６ｂの動作制御に関する情報、（２）視覚センサ１１６ｃ、１１６ｄの画像処理に関する情報、（３）その他の周辺装置に接続されるＩ／Ｏの制御に関する情報、（４）これら各機器の動作順序と各機器間の動作タイミングの同期に関する情報が、セル１１６全体の作業仕様として、一種類のプログラミング言語（以下、セル制御言語とする）によって記述されている。このようにセル１１６の作業仕様を一つのプログラムとして記述することで、セル１１６全体としての動作シーケンスを明示的に表現することができる。なお、セル制御言語の仕様は、前記の従来技術、特開平７−７２９２０号公報に記載されているものに拡張を加えたものであり、シーケンス表現にペトリネットを応用しているところなど、基本的な部分は共通の手法を用いている。
【００１８】
このセル制御プログラム１０２は、まず、機能別モジュール分離変換手段１０３によって、（ａ）シーケンス制御プログラムモジュール１０４と、（ｂ）ロボット制御プログラムモジュール１０５と、そして、（ｃ）画像処理プログラムモジュール１０６の３個のモジュールに分離及び変換される。ここで、上記のシーケンス制御プログラムモジュール１０４とは、セル１１６全体としてのシーケンス制御と、各種周辺機器１１６ｅ、１１６ｆなどのＩ／Ｏの制御に関するプログラムモジュールであり、ロボット制御プログラムモジュール１０５とは、ロボット１１６ａ、１１６ｂの動作制御に関するモジュールであり、そして、画像処理プログラムモジュール１０６とは、視覚センサ１１６ｃ、１１６ｄの画像処理に関するプログラムである。なお、以下の説明では、これらのシーケンス制御、ロボット制御、画像処理などのように制御機能別に分類されたプログラムモジュールのことを、場合により、まとめて機能別プログラムモジュールと呼ぶ。
【００１９】
これら機能別プログラムモジュールは、それぞれが処理される制御用プロセッサ（プログマブルコントローラ、ロボットコントローラなどの独立したコントローラも、それぞれ広義の制御用プロセッサと考えるものとする）の構成に応じたプログラムモジュールに変換される。すなわち、本発明によれば、セル１１６の制御装置が複数の制御用プロセッサから構成されることを想定して、これらの各プロセッサの処理負荷の配分が最適になるように、機能別プログラムモジュールをプロセッサ別に分割することで、最終的に各プロセッサで実行されるプロセッサ別プログラムを生成する。具体的には、シーケンス制御プログラムモジュール１０４から、シーケンス制御プロセッサ別モジュール分割手段１０７によって、シーケンス制御プロセッサ別プログラム群１１０を生成する。また、ロボット制御プログラムモジュール１０５から、ロボット制御プロセッサ別モジュール分割手段１０８によって、ロボット制御プロセッサ別プログラム群１１１を生成する。また、画像処理プログラムモジュール１０６から、画像処理プロセッサ別モジュール分割手段１０９によって、画像処理プロセッサ別プログラム群１１２を生成する。
【００２０】
そして、これらシーケンス制御プロセッサ別プログラム群１１０、ロボット制御プロセッサ別プログラム群１１１、画像処理プロセッサ別プログラム群１１２は、これら各プロセッサ用プログラム群１１０、１１１、１１２を解釈実行するプロセッサに対して出力される。すなわち、シーケンス制御プロセッサ用プログラム群１１０はシーケンス制御プロセッサ群１１３に対して、ロボット制御プロセッサ用プログラム１１４はロボット制御プロセッサ群１１４に対して、画像処理プロセッサ用プログラム群１１２は画像処理プロセッサ群１１５に対して出力され、それぞれのプロセッサがこれらのプログラムを解釈実行することで、セル１１６は制御される構成となっている。
【００２１】
図３は、上記図２に示したＦＡシステムの制御装置の構成要件のうち、セル制御プログラム編集手段１０１における端末の画面表示の一例を示したものである。図示のように、このセル制御プログラム編集手段１０１は、セル制御プログラム１０２における動作シーケンスを、いわゆる、ペトリネットの形式で編集するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有している。このセル制御プログラム１０２の記述言語であるセル制御言語は、セル１１６の動作シーケンスの記述に対して、ペトリネットの図的表現形式を応用した一種のグラフィック言語である。この図３の例では、ペトリネットのプレース（図中、「○」で表記）をセル１１６を構成する機器の動作状態、トランジション（図中、「−」で表記）を次の動作状態に遷移するときの遷移条件、トークン（図中、表記せず）の置かれたプレースを現在の活性化された状態（以下、活性化状態とする）と定義し、各プレースには高々一個のトークンしか存在しないセーフペトリネットを考えている。
【００２２】
なお、図３のネット編集ウィンドウ２０１では、マウス等のポインティングデバイスを用いて、画面上でグラフィックイメージのまま、ペトリネットを編集することができる。コマンド編集ウィンドウ２０２は、ネット編集ウィンドウ２０１の中でマウスのカーソルが指示している編集中の状態Ｓ１０６における機器の動作（ロボットの動作命令、Ｉ／ＯのＯＮ／ＯＦＦなど）やその他の処理を定義するためのコマンドを編集するためのウィンドウである。状態終了条件編集ウィンドウ２０３は、編集中のＳ１０６の正常終了の条件（ＯＫ条件）及び異常終了の条件（ＮＧ条件）を編集するためのウィンドウである。それぞれのウィンドウには、マウスやファンクションキーによるメニュー選択形式を利用した簡便な入力環境が用意されている。
【００２３】
図４には、上記したセル制御プログラム編集手段１０１によって作成されたペトリネットの一例を示す。なお、この図４のペトリネットは、一例として、以下の図５及び図６に示す電子部品の挿入作業を表したものである。
【００２４】
これら図５及び図６に示す作業は、プリント基板４０６にＩＣ等の電子部品４０５を挿入するもので、まず、コンベアなどで搬送されてきたプリント基板４０６を位置決めし、パーツフィーダなどによって供給される部品４０５を部品挿入ロボット４０１の先端に設けられたハンド４０２により把持し、所定の位置へ挿入する。さらに、挿入の終了した部品４０５のリードを、プリント基板４０６の下方からアクセスするクリンチロボット４０７の先端のクリンチハンド４０８によって曲げ、部品４０５がプリント基板４０６から脱落するのを防止する。また、それぞれのロボット４０１、４０７のプリント基板４０６に対する位置補正のために、視覚センサ４０４、４０９によって位置ずれ計測を行う。図５は、このような部品挿入直前における各機器の状態を示し、図６は部品挿入直後の状態を示している。
【００２５】
上記図４においてペトリネットで表されたセル全体の動作シーケンスは、大きく分けると、部品挿入ロボット４０１（以下、「ＲＯＢ１」と略記）のモジュール３０４、クリンチロボット４０７（以下、「ＲＯＢ２」と略記）のモジュール３０５、部品挿入用の視覚センサ４０４（以下、「ＣＡＭ１」と略記）のモジュール３０６、クリンチ用の視覚センサ４０９（以下、「ＣＡＭ２」と略記）のモジュール３０７の４個のモジュールから構成される。各モジュールは、あるまとまった機器群で、その機器群同士で互いに並行動作可能なもの（以下、このような機器群のことを「ユニット」とする）毎にまとめられたシーケンスであり、これらのモジュールは同期プレース３０３（図中、二重丸で表記）で接続されることで、互いに関連付けられる。
【００２６】
次に、上記図４のプレース３０１は、ユニットの動作状態を示しており、これを状態プレースと呼ぶ。例えば、状態プレース３０１に付記された「Ｓ１０６」は、動作状態の整理番号を示す。この状態プレース３０１における動作の具体的な内容は、ロボット命令やＩ／Ｏ制御命令などのコマンド列として定義する。また、トランジション３０２は、ある状態から次の状態に遷移するための条件を示している。トランジション３０２の遷移条件は、ペトリネットの接続関係と各状態の終了条件によって決まる。なお、このトランジション３０２に付記されている「ＯＫ１」は、このトランジション３０２への入力となる状態の正常終了を意味し、この正常終了の判定条件は、状態終了条件の式として定義される。同期プレース３０３は、モジュール間の動作タイミングの同期を定義するものであり、例えば、「ＲＥＱ６」は、状態Ｓ１０５が正常終了し、かつ、状態Ｓ２０４が正常終了したとき、次の状態Ｓ１０６への遷移条件が満たされる、という二つの状態終了の同期をとる。なお、図４の状態プレース３０１の横には、その状態における動作の内容を示すコメントを付記している。
【００２７】
上記図４に示す動作シーケンスの概略を以下に説明する。まず、ＲＯＢ１が、ハンド４０２で把持した部品４０５を、位置決めされたプリント基板４０６の上の所定の位置（挿入点）まで移動する（Ｓ１００）と、ＣＡＭ１がＲＯＢ１の目標位置（プリント基板４０６との相対的な位置）からの位置ずれを計測し（Ｓ１５１）、その位置ずれ量に基づいてＲＯＢ１は位置補正の動作を行う（Ｓ１０２）。さらに、ＲＯＢ１は、そのリストを所定の高さまで下降させた後、ハンド４０２を開いて部品１０３を解放する（Ｓ１０３）。この間にＲＯＢ２は、プリント基板４０６の直下の所定の位置（クリンチ点）まで移動（Ｓ２００）し、ＣＡＭ２によって位置ずれ計測（Ｓ２５１）した結果に基づいてＲＯＢ２は位置補正を行い（Ｓ２０２）、さらに、そのリストを所定の高さまで上昇させる（Ｓ２０３）。ＲＯＢ１のハンド４０２に設けられたセンサ（図示せず）によって部品４０５の解放が検知されると、ＲＯＢ１の手先に設けられたセンタプッシャ４０３が下降することで部品４０５を押し下げ、プリント基板４０６の所定の穴に部品４０５を深く挿入する（Ｓ１０４）。ＲＯＢ１の手先に設けられたセンサ（図示せず）によりセンタプッシャ４０３が所定の高さまで下降したことが検知されると、ＲＯＢ２のクリンチハンド４０８が閉じて、部品４０５のリードが折り曲げられる（Ｓ２０４）。クリンチハンド４０８に設けられたセンサ（図示せず）により、クリンチが完了したことが検知されると、クリンチハンド４０８が開かれ（Ｓ２０５）、ＲＯＢ１のセンタプッシャ４０３が上昇する（Ｓ１０６）。その後、ＲＯＢ１は挿入準備点まで移動し（Ｓ１０７）、ＲＯＢ２はリストを下降し（Ｓ２０６）、クリンチ準備点まで移動する（Ｓ２０７）。
【００２８】
次に、図７と図８には、上記図３にも説明したセル制御プログラム編集手段１０１によって、図４のペトリネットを編集し、それをコード化したもの、すなわち、図２のセル制御プログラム１０２の一例を示す。図からも明らかなように、セル制御プログラム１０２は、２種類のブロックから構成されており、一つは図７に示すｃｅｌｌブロック（”ｃｅｌｌ”文に続くブロック）であり、もう一つは、図８に示すｄｅｆブロック（”ｄｅｆ”文に続くブロック）である。
【００２９】
このセル制御プログラム１０２について、さらに、その詳細な内容を説明すると、図７のｃｅｌｌブロックには、ペトリネットの接続関係と各状態における機器の動作が定義されている。ｃｅｌｌラベル６０１には、状態の整理番号とその状態における動作主体であるユニットの種別とその整理番号が定義される。例えば、状態Ｓ１０６のユニットはＲＯＢ１であり、これは部品挿入ロボット４０１とそれに付随するハンド４０２等の周辺機器から構成されるユニットを示す。遷移条件式６０２は、ペトリネットの接続関係を定義する式であり、その状態の入力トランジションに入力として接続される状態の整理番号とその状態の終了条件を定義する。状態Ｓ１０６の入力トランジションは、状態Ｓ１０５の正常終了ＯＫ１と同期プレースＲＥＱ６のＯＫとに接続されている。コマンド列６０３は、その状態におけるユニットを構成する機器の動作とその他の処理を定義するコマンド列である。状態Ｓ１０６における処理は、ＲＥＳＥＴＹ１０１（出力Ｙ１０１のＯＦＦ、すなわちセンタプツシャ４０３の上昇）と、ＳＥＴＴＤ１２１０．（オンディレイタイマＴＤ１２のセット）である。
【００３０】
また、図８のｄｅｆブロックには、各状態の終了条件が定義される。ｄｅｆラベル７０１には状態の整理番号が定義され、定義式７０２には状態の正常終了（ＯＫ）と異常終了（ＮＧ）の条件式が定義される。状態Ｓ１０６の正常終了条件（ＯＫ１）は、Ｘ１０１＝ＯＦＦ（入力Ｘ１０１がＯＦＦ、すなわち部品４０５の接触検出のセンサがＯＦＦ）かつＴＤ１２＝ＯＦＦ（オンディレイタイマＴＤ１２がＯＦＦ、すなわちタイムアップしていない）である。状態Ｓ１０６の異常終了条件（ＮＧ１）は、Ｘ１０１＝ＯＮかつＴＤ１０２＝ＯＮ（オンディレイタイマＴＤ１０２がタイムアップしても、センサがＯＮのまま）である。なお、図中の「＝＝」は、条件式であることを示す。
【００３１】
このように、上記図４にも示すように、セル制御プログラム１０２の記述にペトリネットの表現を応用することで、各機器の動作シーケンスが構造的かつ明示的に記述することができる。さらに、図７、図８のように、セル内の機器の制御プログラムをセル制御プログラム１０２として一本化し、しかも、各機器の動作シーケンスの明示性を持たせることで、ＦＡシステムのソフトウェアの開発者にとって、セル内の機器の制御装置の構成やプログラム言語の違いを意識せずに、セル全体としての作業仕様を直接記述する形で、セル制御プログラム１０２を容易に作成することが可能になる。すなわち、セル制御プログラム１０２の開発者は、従来のようにいくつかの異なったプログラム言語を習得する必要がなくなり、その結果、プログラムの開発効率が向上し、ソフトウェアとしての保守性も向上する。
【００３２】
そして、本発明によれば、上記図７、図８のようなセル制御プログラム１０２から、機能別モジュール分離変換手段１０３によって、セルを構成する機器の動作順序の制御とこれらの機器に接続されたＩ／Ｏの制御を行うする処理が記述されたシーケンス制御プログラムモジュール１０４と、ロボット１１６ａ、１１６ｂの位置決め及び軌道の制御を行う処理が記述されたロボット制御プログラムモジュール１０５と、視覚センサ１１６ｃ、１１６ｄの画像に関する処理を記述した画像処理プログラムモジュール１０６を生成する。
【００３３】
図９には、上記機能別モジュール分離変換手段１０３の処理プロセス示す。なお、セル制御プログラム１０２のｃｅｌｌブロックには、上記の図７及び図８に示したように、セル制御プログラム１０２のｃｅｌｌブロックには、ペトリネットにおける各プレースの接続関係、すなわちネット構造と、各状態における機器の動作が定義され、また、ｄｅｆブロックには、各状態の終了条件が定義される。
【００３４】
図の機能別モジュール分離変換手段１０３の機能別データ抽出手段１０３ａは、まず、ｃｅｌｌブロックの内容からネット構造１０３ｂを、ｄｅｆブロックの内容から状態終了条件１０３ｃを抽出する。さらに、ｃｅｌｌブロックからＩ／Ｏ制御命令列１０３ｄを抜き出す。そして、シーケンス制御プログラム生成手段１０３ｉは、上記抽出したネット構造１０３ｂ、状態終了条件１０３ｃ、そして、Ｉ／Ｏ制御命令列１０３ｄから、シーケンス制御プログラムモジュール１０４を生成する。
【００３５】
また、機能別データ抽出手段１０３ａは、ｃｅｌｌブロックの内容から、ロボット制御命令列１０３ｅとロボット動作タイミング１０３ｆに関する情報を抽出する。そして、ロボット制御プログラム生成手段１０３ｊは、これら抽出した情報に基づいて、ロボット制御プログラムモジュール１０５を生成する。
【００３６】
同様に、機能別データ抽出手段１０３ａは、ｃｅｌｌブロックの内容から画像処理命令列１０３ｇと画像処理タイミング１０３ｈに関する情報を抽出し、さらに、画像処理プログラム生成手段１０３ｋは、これらの情報に基づいて画像処理プログラムモジュール１０６を生成する。
【００３７】
図１０、図１１、及び、図１２には、上記図７、図８に例示したセル制御プログラム１０２から、上記図９に示した機能別モジュール分離変換手段１０３によって生成された、シーケンス制御プログラムモジュール１０４の一例を示す。なお、本例におけるシーケンス制御用のプログラミング言語は、ＩＦ〜ＴＨＥＮ〜形式のルール型の記述を基本とする。すなわち、各ルールには、各状態における機器の動作の実行ステータス、センサなどの外部からの入力信号、内部変数の値などについての評価式を条件とし、ここで所定の条件が満たされれば、その状態における機器の動作を終了し、次の段階の状態における機器の動作を起動する、という処理が記述される。例えば、図１１中に示したルール１００１は、状態Ｓ２０３が正常終了し、かつ同期プレースＲＥＱ５が正常終了すれば、状態Ｓ２０４の実行ステータスを実行中にし（ＥＸＥＣＳ２０４）、出力Ｙ２００とオンディレイタイマＴＤ２０をセットすることを表す。
【００３８】
なお、シーケンス制御用のプログラミング言語としては、本例のようなルール型のプログラミング言語の他にも、例えばラダー図などのプログラミング言語を用いることも可能であり、その場合、機能別モジュール分離変換手段１０３は、シーケンス制御プログラムモジュール１０４としてラダープログラムを生成することとなることは当業者にとっては当然であろう。
【００３９】
図１３には、上記図７、図８のセル制御プログラム１０２から、上記機能別モジュール分離変換手段１０３によって生成された、ロボット制御プログラムモジュール１０５の一例を示す。この図１３の中に示したブロック１２０３は、状態Ｓ２０３（ＳＴＴ２０３）において、ＲＯＢ２のリストを１０ｍｍだけ上昇させる（ＭＯＶＥＬ，＊＋（０．，０．，１０．））ことを表す。ここで、ＳＴＴｎ（ｎは状態Ｓｎのｎと同じ）は、先に示したシーケンス制御プログラムモジュール１０４と共通する状態の整理番号（以下、状態ＮＯ．とする）を示す状態ラベルであり、この状態ＮＯ．を各プログラムの間で共有することによって、セル全体の状態遷移を制御することができる。
【００４０】
図１４には、上記図７、図８のセル制御プログラム１０２から、上記機能別モジュール分離変換手段１０３によって生成された画像処理プログラムモジュール１０６の一例を示す。ここで生成される画像処理プログラムモジュール１０６は、ロボット制御プログラムモジュール１０５と同様の構成を持っており、ＳＴＴｎ文に続けて各種の画像処理命令列が記述されている。
【００４１】
さらに、図１５〜図２４には、上記機能別モジュール分離変換手段１０３の処理の詳細を説明するフローチャートを示す。
まず、図１５は、上記機能別モジュール分離変換手段１０３における機能別モジュール分離変換処理の概略を示す。この機能別モジュール分離変換処理では、処理がスタートすると、まず、セル制御プログラムを解析して機能別データの抽出を行い（処理１１００ａ）、ここで得られたデータに基づいて、機能別モジュールを生成する。すなわち、シーケンス制御プログラム生成手段１０３ｉによってシーケンス制御プログラムモジュール１０４を生成し（処理１１００ｂ）、ロボット制御プログラム生成手段１０３ｊによってロボット制御プログラムモジュール１０５を生成し（処理１１００ｃ）、画像処理プログラム生成手段１０３ｋによって画像処理プログラムモジュール１０６を生成する（処理１１００ｄ）。
【００４２】
図１６は、上記図１５に示した機能別モジュール分離変換処理の機能別データ抽出処理１１００ａの詳細を示す。
この機能別データ抽出処理１１００ａでは、処理がスタートすると、セル制御プログラムのｃｅｌｌブロック、ｄｅｆブロックの順にコード解析を行い、それぞれ必要なデータ抽出を行う。まず、ｃｅｌｌブロックの解析では、各ロボット毎の動作タイミング１０３ｆとロボット制御命令列１０３ｅを格納するためのデータ領域の確保（処理１１０１ａ）、各視覚センサ毎の画像処理タイミング１０３ｈと画像処理命令列１０３ｇを格納するためのデータ領域の確保（処理１１０１ｂ）、Ｉ／Ｏ制御命令列１０３ｄを格納するためのデータ領域の確保（処理１１０１ｃ）を行う。次に、セル制御プログラムを、ペトリネットの１プレースに相当するブロック単位で、先頭から順に処理していき、プレースの接続関係、すなわち、ネット構造１０３ｂをコード解析によって抽出し（処理１１０１ｄ）、さらに、各プレースにおいて定義されるコマンド列を解析する（処理１１０１ｅ）。これらの解析は、次のプレースのブロックがなくなるまで繰り返す（処理１１０１ｆ）。ｄｅｆブロックの解析では、１プレース毎に状態の終了条件１０３ｃをコード解析によって抽出し（処理１１０１ｇ）、次のプレースのブロックがなくなるまで、これを繰り返して（処理１１０１ｈ）、終了する。
【００４３】
次に、図１７及び図１８は、１プレース毎のネット構造解析処理１０１ｄの詳細を示す。
この１プレース毎のネット構造解析処理１０１ｄでは、まず、１プレース毎のネット構造データ領域を確保し（処理１１０２ａ）、次に、ｃｅｌｌラベル６０１と遷移条件式６０２の解析を行う。図１７のｃｅｌｌラベルの解析では、まず、そのｃｅｌｌラベルが状態プレースのラベルか、あるいは、同期プレースのラベルかを調べ（処理１１０２ｂ）、その結果、状態プレースであれば、その状態ＮＯ．を抽出し、ネット構造データの一つとして格納する（処理１１０２ｃ）。さらに、ｃｅｌｌラベルからユニット種別とユニットＮＯ．を抽出し、ネット構造データとして格納する（処理１１０２ｄ、１１０２ｅ）。ここで、ユニット種別がロボットであれば（処理１１０２ｆ）、ロボット動作タイミング１０３ｆのデータとして先に抽出した状態ＮＯ．を格納する（処理１１０２ｇ）。また、ユニット種別が視覚センサであれば（処理１１０２ｈ）、画像処理タイミング１０３ｈのデータとして先の状態ＮＯ．を格納する（処理１１０２ｉ）。一方、ｃｅｌｌラベルが同期プレースのラベルであれば（処理１１０２ｂ）、その同期プレースの整理番号（以下、同期ＮＯ．）を抽出し、ネット構造データとして格納する（処理１１０２ｊ）。
【００４４】
一方、図１８の遷移条件式の解析では、まず、遷移条件式６０２（上記図７の例では、Ｓ１０５：ＯＫ１ＲＥＱ６：ＯＫ）から状態ＮＯ．（Ｓ１０５）と終了条件（ＯＫ１）を抽出し、これらをネット構造データとして格納する（処理１１０３ａ、１１０３ｂ）。ここで、同期条件があれば（処理１１０３ｃ）、同期ＮＯ．（ＲＥＱ６）を抽出し、ネット構造データとして格納する（処理１１０３ｄ）。さらに、別の遷移条件があれば、その遷移条件について同様の解析処理を行い、遷移条件がなければ解析処理を完了する（処理１１０３ｅ）。
【００４５】
以上のように、上記図１７と図１８に示したネット構造解析処理により、与えられたセル制御プログラムと等価なペトリネットの各プレースの接続関係、すなわち、ネット構造１０３ｂの情報が得られる。
【００４６】
次に、図１９は、上記１プレース毎のコマンド列解析１０１ｅの詳細を示す。ここでは、ｃｅｌｌラベル６０１（図７を参照）と遷移条件式６０２に続くコマンド列６０３の解析を行う。
まず、コマンド列６０３のブロックから１コマンドを抽出し（処理１１０４ａ）、これがＩ／Ｏ制御命令であれば（処理１１０４ｂ）、Ｉ／Ｏ制御命令列データとして格納する（処理１１０４ｃ）。また、抽出したコマンドがロボット制御命令であれば（処理１１０４ｄ）、これをロボット制御命令列データとして格納する（処理１１０４ｅ）。抽出したコマンドが画像処理命令であれば（処理１１０４ｆ）、画像処理命令列データとして格納する（処理１１０４ｇ）。なお、次のコマンドがあれば、処理１１０４ａ以降を繰り返し、コマンドがなければ、解析処理を完了する（処理１１０４ｈ）。
【００４７】
図２０は、上記１プレース毎の終了条件解析１０１ｇの詳細を示す。ここでは、セル制御プログラムのｄｅｆブロックに定義された各プレース（状態）の終了条件の解析を行う。
まず、１プレース毎の終了条件データを格納する領域を確保する（処理１１０５ａ）。さらに、ｄｅｆラベル７０１から状態ＮＯ．（図８の例では、Ｓ１０６）を抽出する（処理１１０５ｂ）。次に、ｄｅｆラベル７０１に続くＯＫ条件の定義式（図８の例では、Ｘ１０１＝ＯＦＦ＆ＴＤ１２＝ＯＦＦ）を抽出し、これを終了条件データとして格納する（処理１１０５ｃ）。次のＯＫ条件がなくなるまで、この処理を繰り返す（処理１１０５ｄ）。さらに、ＮＧ条件の定義式（図８の例では、Ｘ１０１＝ＯＮ＆ＴＤ１２＝ＯＮ）を抽出し、これを終了条件データとして格納する（処理１１０５ｅ）。次のＮＧ条件がなくなるまで、この処理を繰り返す（処理１１０５ｆ）。以上の処理により、各状態の終了条件を得ることができる。
【００４８】
図２１及び図２２は、上記シーケンス制御プログラム生成処理１００ｂの詳細を示す。ここでは、先の機能別データ抽出処理１００ａによって得られたネット構造１０３ｂ、状態終了条件１０３ｃ、Ｉ／Ｏ制御命令列１０３ｄのデータに基づいて、各ユニット毎にシーケンス制御プログラムを生成する。
まず、各ユニット毎のプログラムバッファ領域を確保する（処理１１０６ａ）。次に、先に生成したネット構造データを１プレースずつ順に調べ、プレース毎にシーケンス制御プログラムを生成していく。
【００４９】
そこで、まず、１プレース毎のネット構造データからプレース種別を獲得し（処理１１０６ｂ）、そのプレースが状態プレースであれば（処理１１０６ｃ）、その状態ＮＯ．（整理番号をｉとおく。以下、「＝ｉ」と略記）とユニットＮＯ．を獲得する（処理１１０６ｄ）。そのプレースが状態プレースでなければ、ネット構造データから同期ＮＯ．（＝ｉ）を獲得する（処理１１０６ｅ）。さらに、ネット構造データと終了条件データから、現在着目しているプレースに接続する、一つ前の状態プレースの状態ＮＯ．（＝ｊ）と終了条件の定義式を獲得する（処理１１０６ｆ）。この一つ前の状態の終了条件が、”ＣｏｍｐｅｌｅｔｅＮｏｒｍａｌｌｙ”であれば（処理１１０６ｇ）、”ＩＦＳｊ＝ＣｏｍｐｌｅｔｅＮｏｒｍａｌｌｙ”をプログラムバッファに出力し（処理１１０６ｈ）、”ＡｎｙＥｒｒｏｒＯｃｃｕｒ”であれば（処理１１０６ｉ）、”ＩＦＳｊ＝ＡｎｙＥｒｒｏｒＯｃｃｕｒ”をバッファに出力する（処理１１０６ｊ）。それ以外の定義式の場合、”ＩＦＳｊ＝Ｅｘｅｃｕｔｉｎｇ＆（定義式）”をバッファに出力する（処理１１０６ｋ）。
【００５０】
ここで、現プレースが状態プレースであれば（処理１１０６ｌ）、現プレースに接続する同期プレースがあるかどうか調べ、同期プレースがあれば（処理１１０７ａ）、その同期ＮＯ．（＝ｋ）をネット構造データから獲得し（処理１１０７ｂ）、”＆ＲＥＱｋ＝ＣｏｍｐｌｅｔｅＮｏｒｍａｌｌｙ”をバッファに出力する（処理１１０７ｃ）。以上の処理で、１プレースあたりのシーケンス制御プログラム、すなわち、ルール１００１（図１１を参照）の条件部が生成される。
【００５１】
次に、ルール１００１の実行部として、まず、”−＞ＴＥＲＭＳｊ”をバッファに出力する（処理１１０７ｄ）。ここで、現プレースに接続する同期プレースがあれば（処理１１０７ｅ）、”ＴＥＲＭＲＥＱｋ”をバッファに出力する（処理１１０７ｆ）。さらに、”ＥＸＥＣＳｉ”をバッファに出力し（処理１１０７ｇ）、現プレース（Ｓｉ）のＩ／Ｏ制御命令列データの内容をバッファに出力する（処理１１０７ｈ）。また、現プレースが同期プレースであれば（処理１１０６ｌ）、”−＞ＴＥＲＭＳｊ”と”ＥＸＥＣＲＥＱｉ”をバッファに出力する（処理１１０７ｉ、１１０７ｊ）。以上の処理で、ルール１００１の実行部が生成される。この後、さらに、ネット構造データを調べ、次のプレースが見つかれば（処理１１０７ｋ）、処理１１０６ｂ以降を繰り返す。次のプレースがなければ、各ユニット毎のプログラムバッファを結合し、シーケンス制御プログラムモジュール１０４（図９を参照）を生成する（処理１１０７ｌ）。
【００５２】
図２３は、上記ロボット制御プログラム生成処理１００ｃの詳細を示す。
まず、各ユニット毎のプログラムバッファ領域を確保する（処理１１０８ａ）。次に、先の機能別データ抽出処理１００ａで得られたユニット毎のロボット動作タイミング１０３ｆのデータから、状態ＮＯ．（＝ｉ）を一つずつ獲得し（処理１１０８ｂ）、状態ラベル”ＳＴＴｉ”をプログラムバッファに出力する（処理１１０８ｃ）。さらに、上記の機能別データ抽出処理１００ａで得られたロボット制御命令列１０３ｅのデータがあれば（処理１１０８ｄ）、そのロボット制御命令列データの内容をバッファに出力する（処理１１０８ｅ）。ロボット制御命令列データがなければ、”ＮＯＰ”をバッファに出力する（処理１１０８ｆ）。以上の処理で１状態分のロボット制御プログラムが生成される。ここで、ロボット動作タイミングデータを調べ、次に続く状態が見つかれば（処理１１０８ｇ）、処理１１０８ｂ以降を繰り返す。次の状態がなければ、これで１ユニット分のロボット制御プログラムが生成されたことになる。さらに、次のユニットのロボット動作タイミングデータがあるかどうか調べ、次のユニットのデータがあれば（処理１１０８ｈ）、処理１１０８ｂ以降を繰り返す。次のユニットのデータがなければ、各ユニット毎のプログラムバッファを結合し、ロボット制御プログラムモジュール１０５（図９を参照）を生成する（処理１１０８ｉ）。
【００５３】
図２４は、画像処理プログラム生成処理１００ｄの詳細を示す。なお、図からも明らかなように、ここでは、上記図２３と同様の処理により、図１５の機能別データ抽出処理１１００ａで得られた画像処理タイミング１０３ｈ（図９を参照）のデータと、画像処理命令列１０３ｇのデータから、画像処理プログラムモジュール１０６を生成する。
【００５４】
次に、図２５は、セル制御プログラム１０２（図９を参照）からシーケンス制御プログラム１０４と、ロボット制御プログラムモジュール１０５とを生成する手順を、上記図７、図８に示したセル制御プログラムの一部を例にして、具体的に示すものである。
【００５５】
この図２５の符号１４０１、１４０２は、それぞれ、上記セル制御プログラム１０２のｃｅｌｌブロック、ｄｅｆブロックの一部を示す。このｃｅｌｌブロック１４０１において、先に述べたｃｅｌｌラベル６０１（図７を参照）と状態遷移式６０２を合わせたものが、この図中のペトリネットの状態接続関係１４０１ａ、１４０１ｃである。この状態接続関係１４０１ａは、状態Ｓ１０６への入力トランジションが一つであり、そこに状態Ｓ１０５の正常終了ＯＫ１と同期プレースＲＥＱ６のＯＫが入力として接続されていることを示す。同様に、状態接続関係１４０１ｃは、状態Ｓ１０７のトランジションは一つで、そこに状態Ｓ１０６のＯＫ１が接続されていることを示す。
【００５６】
また、ｄｅｆブロック１４０２には、各状態の終了条件が定義されており、状態Ｓ１０５の正常終了ＯＫ１の状態終了条件１４０２ａは、状態Ｓ１０５における動作がエラーなしで完了することを示す。同様に、状態Ｓ１０６のＯＫ１の状態終了条件１４０２ｃは、入力Ｘ１０１がＯＦＦであり、かつ、オンディレイタイマＴＤ１２がタイムアップしていないことを示す。
【００５７】
これら状態接続関係１４０１ａと状態終了条件１４０２ａから、シーケンス制御プログラム１４０３におけるルールの条件部１４０３ａと、実行部の状態遷移命令１４０３ｂ（ＥＸＥＣＳ１０６など）が生成される（処理１４０５、１４０６）。すなわち、ルール条件部１４０３ａとして「もし、状態Ｓ１０５が正常終了であり、かつ同期プレースＲＥＱ６が満たされれば」が生成され、状態遷移命令１４０３ｂとして「状態Ｓ１０６を実行する」などが生成される。同様にして、状態接続関係１４０１ｃと状態終了条件１４０２ｃから、ルールの条件部１４０３ｄと、実行部の状態遷移命令１４０３ｅが生成される（処理１４０７、１４０８）。
【００５８】
また、このとき同時に、状態接続関係１４０１ａ、１４０１ｃから、状態ＮＯ．すなわちロボット動作タイミング１０３ｆが抜き出され、ロボット制御プログラム１４０４の中の状態ラベル１４０４ａ、１４０４ｃが生成される（処理１４０９、１４１０）。
【００５９】
さらに、ｃｅｌｌブロック１４０１のコマンド列から、Ｉ／Ｏ制御命令列１４０１ｂが抜き出されて、シーケンス制御プログラム１４０３のルールの後件部のコマンド列１４０３ｃが生成される（処理１４１１）。さらに、ｃｅｌｌブロック１４０１のコマンド列のうち、ロボット制御命令列１４０１ｄが抜き出され、ロボット制御プログラム１４０４のコマンド列１４０４ｂ、１４０４ｄが生成される（処理１４１２、１４１３）。
【００６０】
図２６は、セル制御プログラム１０２（図９を参照）から、シーケンス制御プログラム１０４と画像処理プログラムモジュール１０６を生成する手順を、やはり、図７、図８に示したセル制御プログラムの一部を例にして、具体的に示すものである。すなわち、上記の図２５と同様に、セル制御プログラム１０２のｃｅｌｌブロック１５０１と、ｄｅｆブロック１５０２とから、シーケンス制御プログラム１５０３と、画像処理プログラム１５０４とを生成する手順を示している。
【００６１】
以上のようにして、機能別モジュール分離変換手段１０３によって生成される機能別プログラムモジュールは、共通のプログラム構造を持ち、その構造を図２７に示す。すなわち、図２７に示すように、そのプログラム構造において、機能別プログラムモジュール１６０１は、いくつかのユニットブロック１６０２によって構成され、さらに、このユニットブロック１６０２は、状態ブロック１６０３によって構成される。このユニットブロック１６０２は、ユニットラベル（＃ＵＮＩＴｎ、＃ＲＯＢｎ、＃ＣＡＭｎなど、ｎはユニットの整理番号）に続くプログラムのブロックである。また、状態ブロック１６０３は、シーケンス制御プログラムではルール１００１に相当し、ロボット制御プログラムと画像処理プログラムでは状態ラベル（ＳＴＴｎ、ｎは状態ＮＯ．）に続くブロックに相当する。
【００６２】
例えば、図１１に例示したシーケンス制御プログラムは、ＲＯＢ１のユニットブロック１６０２であり、ルール１００１は状態Ｓ２０３の状態ブロック１６０３に相当する。また、図１４のロボット制御プログラムは、ＲＯＢ１のユニットブロック１２０１と、ＲＯＢ２のユニットブロック１２０２から構成されており、また、図中のブロック１２０３は、図２７の状態Ｓ２０３の状態ブロック１６０３に相当する。また、図１４の画像処理プログラムも、図１３と同様、図２７に示す、ＣＡＭ１のユニットブロック１６０２と、ＣＡＭ２のユニットブロック１６０２とから構成されている。
【００６３】
この図２７に示した機能別プログラムモジュール１６０１のブロック構造は、この機能別プログラムモジュール１６０１を分割することで得られるプロセッサ別プログラムのコード実行手順と密接な関係がある。すなわち、プログラム実行時には、あるユニットブロック１６０２の中のうち、現在活性化されている状態ブロック１６０３が選び出され、そのブロックに記述された命令列が順番に実行される。さらに、別のユニットブロック１６０２においても、同様の処理が行われる。ここで、処理中のユニットブロック１６０２を指すユニットラベルの番号（＃ＵＮＩＴｎのｎなど）は、ユニットそのものの整理番号（以下、ユニットＮＯ．とする）と同じものであり、このユニットＮＯ．は、プログラムの実行時にプログラム制御を行うための情報（以下、プログラム制御用データとする）として管理される。また、機器の現在の状態、すなわち活性化状態における動作が記述された状態ブロック１６０３を指す状態ラベルの番号は、状態ＮＯ．として管理される。
【００６４】
次に、図２８には、このプロセッサ別プログラムの実行手順を示す。同図に示す処理フローにおいて、まず、現在のユニットＮＯ．をプログラム制御用データから読み込み（処理１７０１）、そのユニットＮＯ．と同じ番号を持つユニットラベルへジャンプする（処理１７０２）。次に、活性化状態の状態ＮＯ．を読み込み（処理１７０３）、その状態ラベルへジャンプする（処理１７０４）。この状態ラベルに続く命令列を順番に実行し（処理１７０５、１７０６）、その実行が終了すると次のユニットブロック１６０２を処理するためにユニットＮＯ．を更新し（処理１７０７）、再びフローの最初に戻る。このように、プログラムはユニットブロック１６０２を単位として実行されるので、機能別プログラムモジュール１６０１はこのユニットブロック１６０２を単位として、さらに分割することができる。また、先に述べたプロセッサ別プログラムは、機能別プログラムモジュール１６０１を、上記ユニットブロック１６０２を単位として分解することによって、生成される。
【００６５】
続いて、図１には、上記の機能別プログラムモジュール１６０１から、プロセッサ別プログラム群１８０３を生成する、いわゆる、プロセッサ別モジュール分割手段１８０１の処理プロセスを示す。このプロセッサ別モジュール分割手段１８０１では、まず、機能別プログラムモジュール１６０１をユニットブロック分割手段１８０１ａによって、個々のユニットブロック１６０２に分解して、ユニットブロック群１８０１ｂを生成する。
【００６６】
なお、ここで、実際に機器を制御するプロセッサ構成及びその性能に関するデータ（プロセッサ構成及び性能データ）１８０１ｃ、すなわち、制御用プロセッサを何台用いて、それらをどのような形態で接続するか、ということに関する情報と、制御用プロセッサのプログラムコードの処理時間などに関する情報に基づいて、各ユニットブロック１６０２（図２７を参照）の処理時間を推定し、それが制御上必要とされる処理時間（例えば、シーケンス制御におけるスキャンタイムやロボット制御におけるサンプリング周期など）の基準を満たしているかどうかを評価する。これを行うのがユニットブロック処理時間推定及び評価手段１８０１ｄであり、これにより各ユニットブロック１６０２の処理時間に関するデータが作成される。なお、プログラムコードの処理時間については、各命令コードの処理に要する時間（制御用プロセッサ毎に予め調べられているものとする）を実行される命令コードの分だけ加算することで求めることができる。例えば、シーケンス制御プロセッサにおけるスキャンタイム（１処理に要する時間）であれば、１スキャンで実行する分だけ命令コードの処理時間を加算することにより、スキャンタイムを推定することができる。
【００６７】
次に、ユニットブロック結合手段１８０１ｅは、各ユニットブロック１６０２の処理時間の推定データに基づいて、いくつかのユニットブロック１６０２を結合し、最終的に各プロセッサで実行されるプロセッサ別プログラム群１８０３を生成する。本実施例では、図２８のようなプログラムコードの実行手順をとるため、各プロセッサにおいては、その制御上必要とされる処理時間の基準を満たす範囲内で、複数のユニットブロック１６０２を実行することが可能である。すなわち、いくつかのユニットブロック１６０２の推定処理時間を加算して、それが制御上の基準の範囲内であれば、それらのユニットブロック１６０２を結合し、それをプロセッサ別プログラム１８０２とすることができる。ただし、ユニットブロック１６０２を結合するとき、特定のプロセッサに処理負荷が集中しないように、プロセッサの性能に応じた最適な負荷配分がされていることが望ましい。そこで、ユニットブロック結合手段１８０１ｅは、このように処理負荷の配分が最適になるように、ユニットブロック１８０１ｅを結合して、プロセッサ別プログラム群１８０３を生成する。すなわち、個々のプロセッサの能力をオーバーしないよう、かつ、最大時間を要するプロセッサの処理時間が最小になるように処理負荷を配分する。
【００６８】
図２９には、上記のプロセッサ別モジュール分割手段１８０１によって、機能別プログラムモジュール１６０１を分割して、プロセッサ別プログラム群１８０２を生成した例を示す。ここでは、機能別プログラムモジュール１６０１に含まれる３個のユニットブロック１９０１、１９０２、１９０３から、２個のプロセッサ別プログラム１９０４、１９０５を生成した例を示している。
【００６９】
既述の図１０、図１１、図１２に示したシーケンス制御プログラムを例に取って説明すると、これらのプログラムを実行するシーケンス制御プロセッサが１個であり、これらのプログラムの全てを実行した場合のスキャンタイムが所定の時間以内であれば、これらのプログラムを一つのシーケンス制御プログラムとして結合する。これに対し、例えばシーケンス制御プロセッサが２個の場合、例えば、図１０を一つのプログラム、図１１と図１２を結合して一つのプログラムとし、これら二つのプログラムをそれぞれのシーケンス制御プロセッサに対して出力する。
【００７０】
なお、上記図１に示したユニットブロック結合手段１８０１ｅにおいて生成されるプロセッサ別プログラム１８０２は、さらに、その出力先となるプロセッサで実行可能な形式のプログラムコードに変換する必要があることも想定される。このような場合、ユニットブロック結合手段１８０１ｅの後に、各プロセッサ用言語に変換するためのプロセッサ別のコード変換手段を予め設けることで対応することができる。
【００７１】
続いて、図３０には、以上のようにしてセル制御プログラム１０２（図９を参照）から生成されたプロセッサ別プログラム群１８０３（図１を参照）、すなわち、シーケンス制御プロセッサ用プログラム群１１０、ロボット制御プロセッサ用プログラム群１１１、画像処理プロセッサ用プログラム群１１２（図２を参照）を解釈実行し、セルを制御するＦＡコントローラの一例を示す。なお、この図３０に示されるコントローラは、シーケンス制御プロセッサ群１１３、ロボット制御プロセッサ群１１４、画像処理プロセッサ群１１５を共有バス２００４によって結合した、いわゆる、マルチプロセッサ型コントローラ２００１を構成している。また、図中の符号２０１４はセルを示しており、このセルは、周辺機器（Ｉ／Ｏ）２０１１、ロボット２０１２、視覚センサ２０１３を含んでいる。
【００７２】
この図の構成において、シーケンス制御プロセッサ２００５は、共有バス２００４とのインタフェースであるバスドライバ２００５ｄ、さらに、シーケンス制御プロセッサ用プログラムを解釈実行する演算手段２００５ａなどを含んで構成されており、また、Ｉ／Ｏインタフェース２００８を介して、その制御対象である周辺機器（Ｉ／Ｏ）２０１１に接続されている。
【００７３】
ロボット制御プロセッサ２００６は、バスドライバ２００６ｆ、ロボットの手先の位置姿勢を教示するための教示手段２００６ｂ、ロボット制御プロセッサ用プログラムを解釈実行する演算手段２００６ａなどから構成され、モータ駆動回路２００９を介して、その制御対象であるロボット２０１２に接続される。
【００７４】
そして、画像処理プロセッサ２００７は、バスドライバ２００７ｆ、基準画像を教示するための教示手段２００７ｂ、画像処理プロセッサ用プログラムを解釈実行する演算手段２００７ａなどから構成され、画像インタフェース２０１０を介して、工業用テレビカメラなどで構成される視覚センサ２０１３に接続されている。
【００７５】
さらに、上記のシーケンス制御プロセッサ群１１３、ロボット制御プロセッサ群１１４、画像処理プロセッサ群１１５で実行されるプログラムには、機器の動作タイミングに関する情報が組み込まれており、各プログラムを実行する際に、このような動作タイミングの同期を取るためには、各プロセッサの間で必要なデータを共有する必要がある。そこで、各プロセッサがアクセスできる共有バス２００４には、共有データ記憶手段２００３が接続されている。
【００７６】
図３１には、上記共有データ記憶手段２００３に格納される共有データ２１０１の構成を示す。先に述べたように、セル制御プログラム１０２（図９を参照）では、各ユニットの動作シーケンスを状態遷移の考え方に基づいて記述しているので、それから生成された各プログラムを実行する際にも、活性化された状態ＮＯ．を各プロセッサの間で共有することによって、ユニットの動作タイミングの同期をとることができる。そこで、共有データ２１０１には、ユニット別状態データ２１０２として、活性化された状態ＮＯ．２１０１ａと、その実行ステータス２１０２ｂ（活性化状態に関するより詳細な情報）が格納されている。各プロセッサは、それぞれのプログラムを実行中に、このユニット別状態データ２１０２にアクセスすることで、各プログラム中に記述された動作タイミングの同期をとることができる。また、共有データ２１０１には、ユニット別状態データ２１０２の他に、各プロセッサ間で共有すべき各種データを、共有変数２１０３として格納することができる。
【００７７】
なお、上記の図３０に示したマルチプロセッサ型コントローラ２００１は、通信手段２００２によって、例えばパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータ２０１５と接続される。このホストコンピュータ２０１５には、セル制御プログラム編集手段１０１（図２を参照）や機能別モジュール分離変換手段１０３、プロセッサ別モジュール分割手段１８０１のソフトウェアを搭載することが可能であり、ここで作成されたプログラムは、上記の通信手段２００２によって各プロセッサに送信することができる。
【００７８】
また、図３２は、上記図３０に示したマルチプロセッサ型コントローラ２００１とは異なり、従来の一般的な構成を持つＦＡシステムの制御装置の構成を示すものである。すなわち、セル２２０７を制御するために、プログラマブルコントローラ２２０１、ロボットコントローラ２２０２、画像処理装置２２０３をネットワーク２２０８で接続した例である。このように幾つかのコントローラを組み合わせた構成の場合でも、図３１に示したような共有データ２１０１を、ネットワーク２２０８を通じて、それぞれのコントローラ同士で交換し、共有することで、ユニット間の動作タイミングの同期をとることができる。よって、本発明の制御方法は、従来型の構成を持つ制御装置にも適用することが可能である。
【００７９】
また、図３３には、さらに別の構成を持つＦＡシステムの制御装置を示す。これは複数のマルチプロセッサ型コントローラ２３０１、２３０２をネットワーク２３０６で接続したもので、この場合でも、各コントローラが、ネットワーク２３０６を経由して、図３１に示したような共有データ２１０１を交換することで、ユニット間の同期を取ることができ、よって、図３３のようなセル集合２３０５、つまり、より規模の大きいＦＡシステムに対しても、本発明は適用可能であることが理解される。
【００８０】
さらに、上記の図３０に示したようなマルチプロセッサ型コントローラ２００１と、上記の図３２に示したような従来型のコントローラが混在した制御システムの場合でも、上記の図３３と同様にして、本発明は適用可能である。なお、上記した実施の形態の例では、自動機械としてロボットを含んだセルを対象としたが、ロボット以外の自動機械、例えばＮＣ工作機械などを含んだセルに対しても、同様にして本発明を適用することは可能である。
【００８１】
また、上記の例ではプログラミング可能な周辺機器として視覚センサを含んだセルを対象としたが、視覚センサ以外のプログラミング可能な周辺機器を含んだセルに対しても、同様にして本発明を適用することは可能である。加えて、上記の実施の形態では、通常のＦＡシステムを対象としたが、さらに、複数のマニピュレータ、センサ、周辺機器などから構成される知能ロボットシステムに対しても、同様にして本発明を適用することは可能であり、それ故、本発明におけるＦＡシステムとは、かかる知能ロボットシステムをも含む概念である。
【００８２】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明によれば、ユーザが、ロボットなどの自動機械と視覚センサなどのプログラミング可能な周辺機器を含む複数機器を組み合わせて、ＦＡシステムを構築する際に、各機器を制御するプログラムをセル制御プログラムとして一本化して記述することができることはもちろんのこと、さらに、このセル制御プログラムから、ＦＡシステムの制御装置のプロセッサの構成と性能に応じて、各プロセッサの処理負荷の配分が最適となるように、各プロセッサ用のプログラムを自動的に生成することができるので、従来のように制御装置の構成に応じて複数のプログラムを作成したり、幾つものプログラミング言語を習得したりする必要がなくなり、その結果として、ＦＡシステムの制御プログラムの開発効率を向上することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴点であるＦＡシステムの制御装置におけるプロセッサ別モジュール分割手段のプロセッサ別プログラム生成の処理プロセスを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態になるＦＡシステムの制御装置における処理プロセスを模式的に示すブロック図である。
【図３】上記図２のセル制御プログラム編集手段における端末の画面表示の一例を示す図である。
【図４】上記本発明を適用した電子部品挿入作業の一部を表すペトリネットの一例を示す図である。
【図５】上記図４の電子部品挿入作業における部品挿入直前の様子を示す図である。
【図６】上記図４の電子部品挿入作業における部品挿入直後の様子を示す図である。
【図７】上記図４のペトリネットをコード化したセル制御プログラムのｃｅｌｌブロックを示す図である。
【図８】上記図４のペトリネットをコード化したセル制御プログラムのｄｅｆブロックを示す図である。
【図９】上記図２の機能別モジュール分離変換手段において、機能別プログラムモジュールを生成する処理プロセスを示すブロック図である。
【図１０】上記図７及び図８に示したセル制御プログラムから生成したシーケンス制御プログラムの一部（ＲＯＢ１のユニットブロック）を示す図である。
【図１１】上記図７及び図８に示したセル制御プログラムから生成したシーケンス制御プログラムの一部（ＲＯＢ２のユニットブロック）を示す図である。
【図１２】上記図７及び図８に示したセル制御プログラムから生成したシーケンス制御プログラムの一部（ＣＡＭ１及びＣＡＭ２のユニットブロック）を示す図である。
【図１３】上記図７及び図８に示したセル制御プログラムから生成したロボット制御プログラムの一例を示す図である。
【図１４】上記図７及び図８に示したセル制御プログラムから生成した画像処理プログラムの一例を示す図である。
【図１５】上記図９に示す機能別モジュール分離変換手段の処理の概略を示すフローチャートである。
【図１６】上記図１５に示すフローの機能別データ抽出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】上記図１６に示すフローの１プレース毎のネット構造解析処理の詳細を示すフローチャートの前半部分である。
【図１８】上記図１６に示すフローの１プレース毎のネット構造解析処理の詳細を示すフローチャートの後半部分である。
【図１９】上記図１６に示すフローの１プレース毎のコマンド列解析処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０】上記図１６に示すフローの１プレース毎の終了条件解析処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】上記図１５に示すフローのシーケンス制御プログラム生成処理の詳細を示すフローチャートの前半部分である。
【図２２】上記図１５に示すフローシーケンス制御プログラム生成処理の詳細を示すフローチャートの後半部分である。
【図２３】上記図１５に示すフローのロボット制御プログラム生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２４】上記図１５に示すフローの画像処理プログラム生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２５】上記図９に示した機能別モジュール分離変換手段によって、セル制御プログラムからシーケンス制御プログラムとロボット制御プログラムを生成する処理プロセスの一例を示す図である。
【図２６】上記図９に示した機能別モジュール分離変換手段によって、セル制御プログラムからシーケンス制御プログラムと画像処理プログラムを生成する処理プロセスの一例を示す図である。
【図２７】上記図１に示した機能別プログラムモジュールのブロック構成を示す図である。
【図２８】上記図１に示した機能別プログラムモジュールのコード実行手順を示すフロー図である。
【図２９】上記図２に示した機能別プログラムモジュールからプロセッサ別プログラム群を生成する処理プロセスの一例を示す図である。
【図３０】本発明を適用した一実施の形態になる制御装置（マルチプロセッサ型コントローラ）の構成を示すブロック図である。
【図３１】上記図３０に示した制御装置における共有データの構成を示す図である。
【図３２】本発明を適用した他の実施の形態になる制御装置（従来型のコントローラを組み合わせた制御システム）の構成を示す図である。
【図３３】本発明を適用したさらに他の実施の形態になる制御装置（マルチプロセッサ型コントローラを複数個組み合わせた制御システム）の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１セル制御プログラム編集手段
１０２セル制御プログラム
１０３機能別モジュール分離変換手段
１０３ａ機能別データ抽出手段
１０３ｂネット構造
１０３ｃ状態終了条件
１０３ｄＩ／Ｏ制御命令列
１０３ｅロボット制御命令列
１０３ｆロボット動作タイミング
１０３ｇ画像処理命令列
１０３ｈ画像処理タイミング
１０３ｉシーケンス制御プログラム生成手段
１０３ｊロボット制御プログラム生成手段
１０３ｋ画像処理プログラム生成手段
１０４シーケンス制御プログラムモジュール
１０５ロボット制御プログラムモジュール
１０６画像処理プログラムモジュール
１０７シーケンス制御プロセッサ別モジュール分割手段
１０８ロボット制御プロセッサ別モジュール分割手段
１０９画像処理プロセッサ別モジュール分割手段
１１０シーケンス制御プロセッサ用プログラム群
１１１ロボット制御プロセッサ用プログラム群
１１２画像処理プロセッサ用プログラム群
１１３シーケンス制御プロセッサ群
１１４ロボット制御プロセッサ群
１１５画像処理プロセッサ群
１１６セル
１１６ａ、１１６ｂロボット
１１６ｃ、１１６ｄ視覚センサ
１１６ｅ、１１６ｆ周辺機器
１６０１機能別プログラムモジュール
１８０１プロセッサ別モジュール分割手段
１８０１ａユニットブロック分割手段
１８０１ｂユニットブロック群
１８０１ｃプロセッサ構成及び性能データ
１８０１ｄユニットブロック処理時間推定及び結合手段
１８０１ｅユニットブロック結合手段
１８０２プロセッサ別プログラム
１８０３プロセッサ別プログラム群[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FA system control apparatus and method including a robot, and more particularly, to an FA system control apparatus and method including a plurality of devices including an automatic machine such as a robot and programmable peripheral devices such as a visual sensor. Furthermore, the present invention relates to a method for generating a control program in such a system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An FA (Factory Automation) system configured by a plurality of devices including an automatic machine such as a robot and programmable peripheral devices such as a visual sensor has already been widely known and put into practical use. Such a conventional FA system and its control method generally include a programmable controller that controls input / output (hereinafter abbreviated as “I / O”) of various devices, a robot controller that controls a robot, an image processing apparatus, and the like. Are connected by parallel I / O or a network, and each device constituting the FA system is controlled. In the control of the FA system which is the conventional technique, different control devices (for example, a programmable controller, a robot controller, an image processing device, etc.) are used in combination for each control target of each device, and for each control device. I used a different programming language.
[0003]
For this reason, when constructing an FA system, it is necessary to learn several different programming languages, and in order to control a single FA system, these different programming languages are used and related to each other. I had to create multiple programs. Further, as the functions of the FA system become more sophisticated, the configuration of the control device of the FA system becomes complicated, and it takes a lot of labor to create the program. This has been a major impediment to improving the development efficiency of programs that control FA systems.
[0004]
Conventionally, as a solution to the above-described problems, for example, according to Japanese Patent Laid-Open No. 7-84768, a method for controlling an FA system that creates a program for operating FA devices in one integrated form Is described. In order to solve the above-described problems, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72920, a FA system control method that collectively describes FA system control programs has been proposed.
[0005]
That is, the FA system control method described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-84768, which is the former of the above-described prior art, is for operating FA devices such as robots and image processing apparatuses in a single programming language. Are integrated into a program executed by a programmable controller, a robot controller, and an image processing apparatus. The integrated program described here is a so-called extended ladder program in which a robot program and an image processing program are added in the form of a subroutine to a ladder program of a conventional programmable controller. , A robot program, and an image processing program.
[0006]
Further, the FA system control method described in the latter prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 7-72920, includes a sequence control program and a robot control program from a control program that collectively describes the work of the FA system. It is generated automatically. The FA system control program described here expresses the work specifications of the FA system as a whole in a programming language using Petri nets.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the control method and control program of the FA system proposed by the above-mentioned prior art are effective in improving the efficiency of program development accompanying the advancement of the functions of the FA system, the following problems are pointed out: The point was not mentioned.
[0008]
That is, as the functions of the FA system become more advanced, when distributed coordination by a plurality of control devices or control processors advances, the FA system control methods and control programs proposed by the above two conventional technologies In addition to simply separating the program into functions such as sequence control and robot control, each control device can be optimized to distribute the processing load according to the configuration and performance of the control device and control processor. It becomes necessary to divide the program for each or each processor. For example, in a control system in which a plurality of sequence control processors, robot control processors, and image processing processors are combined, a complex FA system can be constructed if optimum program division for each processor can be automatically performed. In this case, the user can unify and create a more efficient control program for the FA system without being aware of the hardware configuration of the control system.
[0009]
Therefore, in the present invention, in view of the above-mentioned problems in the prior art, further, based on the recognition of the prior art by the inventors, that is, it is only possible to create a control program for the FA system in a unified manner. Furthermore, an object of the present invention is to provide a control apparatus and method for an FA system that enables the FA system to be more efficiently controlled by a control program that is created, and a method for generating a control program in such a system. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object of the present invention, according to the present invention, an FA system comprising a plurality of cells, each including at least an automatic machine and a programmable peripheral device associated with the automatic machine. A control device, for each of the plurality of cells, a cell control program in which work specifications of the entire cell are described in the same language, and from the cell control program, the operation sequence of the automatic machine and peripheral devices Based on the programs related to control, the program related to the operation control of the automatic machine, the separation conversion means for converting to the program related to the control of the programmable peripheral device, and the respective programs separated and converted by the separation conversion means, The operation of the automatic machine and the programmable peripheral device constituting the cell are respectively controlled. A plurality of processor means, and the separation conversion means further distributes the processing load in the plurality of processor means respectively controlling at least the operation of the automatic machine or the programmable peripheral device. There has been proposed a control device for an FA system provided with distribution means.
[0011]
Also, according to the present invention, in order to achieve the above-described object of the present invention, each of the plurality of cells includes at least an automatic machine and a programmable peripheral device related to the automatic machine. In the control method for controlling the FA system, the devices constituting at least one cell of the plurality of cells are controlled by a plurality of processors, respectively, so that the work specifications of the entire cell are described in the same language and the cell control is performed. A program is created, and from the created cell control program, a program relating to control of the work order of the automatic machine and peripheral devices, a program relating to operation control of the automatic machine, and a program relating to control of the programmable peripheral device Separation conversion is performed, and the cell is configured based on each of the separation conversion programs. A method of controlling an FA system in which operations of the automatic machine and the programmable peripheral device are controlled by the plurality of processors, respectively, and at the time of separate conversion of the program, at least the automatic machine or the programmable A FA system control method has been proposed in which processing loads are distributed among the plurality of processors that control the operation of peripheral devices.
[0012]
Furthermore, according to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object of the present invention, each of the plurality of cells includes at least an automatic machine and a programmable peripheral device related to the automatic machine. In the FA system, a FA system control program generation method for generating a control program for controlling a device constituting at least one cell of the plurality of cells by a plurality of processors, A work control is written in the same language to create a cell control program, from the created cell control program, a program related to control of the work order of the automatic machine and peripheral devices, a program related to operation control of the automatic machine, Automatically separate conversion into programmable peripheral control program And, at least the automatic machine or the control program generating method of automatically performing FA system the distribution of the processing load in each of said plurality of processors for controlling the operation of said programmable peripheral device have been proposed.
[0013]
In addition, according to the present invention, the above object is achieved in a method for controlling an FA system including a plurality of units (cells) including an automatic machine including a robot and programmable peripheral devices such as visual sensors. Directly describes work specifications for the entire cell, information related to control of work order of the multiple devices, information related to input / output control of the multiple devices, information related to operation control of the automatic machine, and the programmable From a cell control program having information relating to control of peripheral devices and information relating to operation timing for synchronization between the plurality of devices, information relating to the work order of the plurality of devices by the module separation / conversion means by function, Separate and extract information related to output control to control the work order of the multiple devices and the input / output A sequence control program module in which processing is described is generated, and processing for performing positioning and trajectory control of the automatic machine by separating and extracting information related to the operation control and operation timing of the automatic machine is described. Peripheral device in which a process for generating the automatic machine control program module, and controlling and controlling the programmable peripheral device is described by separating and extracting information on the control of the programmable peripheral device and the operation timing. A control program module is generated, and the sequence control program module, automatic machine control program module, and peripheral device control program module are respectively divided into sequence control processor-specific module dividing means, automatic machine control processor-specific module dividing means, and peripheral devices. Based on the configuration and performance of the processor that controls the cell, the module dividing means for each processor divides the program module so that the distribution of the processing load of each processor is optimal, and further divides the divided program module into each program module. The program is converted into a program executable by the processor to generate a sequence control processor program group, an automatic control processor program group, and a peripheral device control processor program group. This is achieved by the control method of the FA system that outputs to the processor group that performs interpretation.
[0014]
That is, according to the present invention, when constructing a unit element (hereinafter referred to as a cell) that constitutes a single unit constituting an FA system, an automatic machine such as a robot and a visual sensor included in the cell are programmed. A program for controlling possible peripheral devices and other devices is described as a single cell control program. Further, from this cell control program, each processor is controlled according to the configuration and performance of the processor of the control device of the FA system. By automatically generating a program for each processor to optimize the processing load distribution, you can create multiple programs according to the configuration of the controller as in the past, and learn several programming languages. As a result, the development efficiency of the FA system control program can be improved. The method of the FA system can be provided.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a block diagram schematically showing a processing process in the FA system control apparatus according to the present invention. In general, the FA system is composed of a plurality of devices including a robot which is an automatic device, and each of the plurality of devices is called a “cell” as a unit of the plurality of devices. In the case of FIG. 2, the cell 116 which is the FA system device to be controlled includes, for example, two robots 116a and 116b, visual sensors 116c and 116d, and other peripheral devices 116e and 116f. It is composed of
[0016]
When creating a program for controlling the operation of the cell 116 of the FA system, first, so-called cell control program editing means, in which the cell control program 102 describing the operation specifications of the entire cell 116 is configured by a computer or the like. 101. The cell control program editing means 101 describes, for example, the operation sequence of each device in the cell 116 in the form of a Petri net on the screen of a terminal (shown in FIG. 3) connected to the control device of the cell 116. It has a graphical user interface that can. The Petri net expression of the cell control program 102 will be described later using a specific example.
[0017]
The cell control program 102 includes (1) information related to operation control of the robots 116a and 116b, (2) information related to image processing of the visual sensors 116c and 116d, and (3) control of I / O connected to other peripheral devices. (4) Information related to the operation order of each device and the synchronization of the operation timing between the devices is described as a work specification of the entire cell 116 in one kind of programming language (hereinafter referred to as cell control language). ing. Thus, by describing the work specifications of the cell 116 as one program, the operation sequence of the entire cell 116 can be explicitly expressed. The specification of the cell control language is an extension of the above-described prior art and the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72920. Basically, the Petri net is applied to sequence expression. The common part uses a common method.
[0018]
This cell control program 102 is first processed by function-specific module separation / conversion means 103 by (a) a sequence control program module 104, (b) a robot control program module 105, and (c) an image processing program module 106. Separated and converted into modules. Here, the sequence control program module 104 is a program module related to sequence control of the entire cell 116 and I / O control of various peripheral devices 116e and 116f, and the robot control program module 105 is a robot. 116a and 116b are modules relating to operation control, and the image processing program module 106 is a program relating to image processing of the visual sensors 116c and 116d. In the following description, program modules classified by control function such as sequence control, robot control, and image processing are collectively referred to as function-specific program modules.
[0019]
These function-specific program modules are program modules according to the configuration of the control processors (programmable controllers, robot controllers, and other independent controllers are considered to be control processors in a broad sense). Converted. That is, according to the present invention, assuming that the control device of the cell 116 is composed of a plurality of control processors, the function-specific program modules are arranged so that the distribution of the processing load of each of these processors is optimized. By dividing by processor, a program for each processor that is finally executed by each processor is generated. Specifically, a sequence control processor-specific program group 110 is generated from the sequence control program module 104 by the sequence control processor-specific module dividing means 107. Also, a robot control processor-specific program group 111 is generated from the robot control program module 105 by the robot control processor-specific module dividing means 108. The image processing program module 106 generates the image processing processor specific program group 112 by the image processing processor specific module dividing means 109.
[0020]
The sequence control processor-specific program group 110, the robot control processor-specific program group 111, and the image processing processor-specific program group 112 are output to a processor that interprets and executes the processor program groups 110, 111, and 112. . That is, the sequence control processor program group 110 is for the sequence control processor group 113, the robot control processor program 114 is for the robot control processor group 114, and the image processing processor program group 112 is for the image processing processor group 115. The cell 116 is controlled by each processor interpreting and executing these programs.
[0021]
FIG. 3 shows an example of the screen display of the terminal in the cell control program editing means 101 among the constituent requirements of the control device of the FA system shown in FIG. As shown in the figure, the cell control program editing means 101 has a graphical user interface for editing an operation sequence in the cell control program 102 in a so-called Petri net format. The cell control language, which is a description language of the cell control program 102, is a kind of graphic language that applies a Petri net graphic representation format to the description of the operation sequence of the cell 116. In the example of FIG. 3, the Petri net place (indicated by “◯” in the figure) transitions to the operating state of the device constituting the cell 116, and the transition (indicated by “−” in the figure) transitions to the next operating state. The place where the transition condition and tokens (not shown in the figure) are placed is defined as the current activated state (hereinafter referred to as the activated state), and each place has at most one token. I'm thinking of a safe petri net that doesn't exist.
[0022]
In the net editing window 201 shown in FIG. 3, the Petri net can be edited with a graphic image on the screen by using a pointing device such as a mouse. The command editing window 202 performs device operations (robot operation commands, I / O ON / OFF, etc.) and other processing in the editing state S106 indicated by the mouse cursor in the net editing window 201. This is a window for editing commands for defining. The state end condition edit window 203 is a window for editing the normal end condition (OK condition) and abnormal end condition (NG condition) of S106 being edited. Each window has a simple input environment that uses a menu selection format using a mouse or function keys.
[0023]
FIG. 4 shows an example of a Petri net created by the cell control program editing unit 101 described above. The Petri net shown in FIG. 4 represents an electronic component insertion operation shown in FIGS. 5 and 6 as an example.
[0024]
These operations shown in FIGS. 5 and 6 involve inserting an electronic component 405 such as an IC into the printed circuit board 406. First, the printed circuit board 406 conveyed by a conveyor is positioned and supplied by a parts feeder or the like. The component 405 is gripped by the hand 402 provided at the tip of the component insertion robot 401 and inserted into a predetermined position. Further, the lead of the component 405 that has been inserted is bent by the clinch hand 408 at the tip of the clinch robot 407 that is accessed from below the printed circuit board 406, thereby preventing the component 405 from falling off the printed circuit board 406. Further, in order to correct the positions of the robots 401 and 407 with respect to the printed circuit board 406, the position deviation is measured by the visual sensors 404 and 409. FIG. 5 shows the state of each device immediately before such component insertion, and FIG. 6 shows the state immediately after component insertion.
[0025]
4 is roughly divided into the module 304 of the component insertion robot 401 (hereinafter abbreviated as “ROB1”) and the clinch robot 407 (hereinafter abbreviated as “ROB2”). Module 305, visual sensor 404 for component insertion (hereinafter abbreviated as "CAM1") module 306, and visual sensor 409 for clinch (hereinafter abbreviated as "CAM2") 307. The Each module is a group of devices that are grouped together for each device that can operate in parallel with each other (hereinafter referred to as “units”). Modules are associated with each other by being connected by a synchronization place 303 (indicated by a double circle in the figure).
[0026]
Next, the place 301 in FIG. 4 indicates the operation state of the unit, which is called a state place. For example, “S106” added to the state place 301 indicates an operation state reference number. The specific contents of the operation in this status place 301 are defined as a command sequence such as a robot command or an I / O control command. A transition 302 indicates a condition for transitioning from a certain state to the next state. The transition condition of the transition 302 is determined by the Petri net connection relationship and the end condition of each state. Note that “OK1” appended to the transition 302 means a normal end of the state as an input to the transition 302, and the normal end determination condition is defined as an expression of the state end condition. The synchronization place 303 defines the synchronization of operation timing between modules. For example, “REQ6” is a transition to the next state S106 when the state S105 ends normally and the state S204 ends normally. Synchronize the end of two states that the condition is met. A comment indicating the content of the operation in that state is added beside the state place 301 in FIG.
[0027]
The outline of the operation sequence shown in FIG. 4 will be described below. First, when the ROB 1 moves the component 405 gripped by the hand 402 to a predetermined position (insertion point) on the positioned printed circuit board 406 (S100), the CAM 1 moves the ROB 1 target position (with respect to the printed circuit board 406). The positional deviation from the relative position is measured (S151), and the ROB 1 performs a position correcting operation based on the positional deviation amount (S102). Further, the ROB 1 lowers the list to a predetermined height, and then opens the hand 402 to release the component 103 (S103). During this time, the ROB 2 moves to a predetermined position (clinch point) just below the printed circuit board 406 (S200), and the ROB 2 performs position correction based on the result of the positional deviation measurement (S251) by the CAM 2 (S202). The list is raised to a predetermined height (S203). When the release of the component 405 is detected by a sensor (not shown) provided on the hand 402 of the ROB 1, the center pusher 403 provided on the hand of the ROB 1 is lowered to push down the component 405, thereby The part 405 is inserted deeply into the hole (S104). When the sensor (not shown) provided at the hand of ROB1 detects that the center pusher 403 has been lowered to a predetermined height, the clinch hand 408 of ROB2 is closed and the lead of the component 405 is bent (S204). . When it is detected by the sensor (not shown) provided in the clinch hand 408 that the clinch is completed, the clinch hand 408 is opened (S205), and the center pusher 403 of the ROB 1 is raised (S106). Thereafter, ROB1 moves to the insertion preparation point (S107), ROB2 moves down the list (S206), and moves to the clinch preparation point (S207).
[0028]
Next, FIG. 7 and FIG. 8 show the result of editing the Petri net of FIG. 4 by the cell control program editing means 101 described in FIG. 3 and coding it, that is, the cell control program of FIG. An example of 102 is shown. As is clear from the figure, the cell control program 102 is composed of two types of blocks, one is the cell block shown in FIG. 7 (the block following the “cell” statement), and the other is This is the def block shown in FIG. 8 (the block following the “def” statement).
[0029]
The detailed contents of the cell control program 102 will be described. In the cell block of FIG. 7, the Petri net connection relation and the operation of the device in each state are defined. The cell label 601 defines a state reference number, a type of a unit that is an operation subject in the state, and a reference number. For example, the unit in the state S106 is ROB1, which indicates a unit composed of a peripheral device such as the component insertion robot 401 and the hand 402 associated therewith. The transition condition expression 602 is an expression that defines the connection relation of the Petri net, and defines the reference number of the state connected as an input to the input transition of the state and the end condition of the state. The input transition in the state S106 is connected to the normal end OK1 in the state S105 and the synchronization place REQ6. The command string 603 is a command string that defines the operation of the devices constituting the unit in that state and other processes. Processing in the state S106 includes RESET Y101 (output Y101 OFF, that is, the center pusher 403 is raised), SET TD12 10. (Set of on-delay timer TD12).
[0030]
In addition, end conditions for each state are defined in the def block of FIG. The def label 701 defines a state reference number, and the definition formula 702 defines a conditional expression for normal end (OK) and abnormal end (NG) of the state. The normal termination condition (OK1) in state S106 is X101 = OFF (input X101 is OFF, that is, the contact detection sensor of component 405 is OFF) and TD12 = OFF (on-delay timer TD12 is OFF, that is, the time is not up). It is. The abnormal termination condition (NG1) in the state S106 is X101 = ON and TD102 = ON (the sensor remains ON even when the on-delay timer TD102 times out). Note that “==” in the figure indicates a conditional expression.
[0031]
As described above, as shown in FIG. 4, the operation sequence of each device can be described structurally and explicitly by applying the Petri net expression to the description of the cell control program 102. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the control program for the devices in the cell is unified as the cell control program 102, and the operation sequence of each device is made explicit so that the FA system software can be developed. It is possible for a person to easily create the cell control program 102 by directly describing the work specifications of the entire cell without being aware of the configuration of the control devices of the devices in the cell and the difference in the programming language. . That is, the developer of the cell control program 102 does not need to learn several different programming languages as in the prior art, and as a result, the program development efficiency is improved and the maintainability as software is also improved.
[0032]
According to the present invention, the cell control program 102 as shown in FIG. 7 and FIG. 8 is connected to the control of the operation order of the devices constituting the cell by the function-specific module separation / conversion means 103 and to these devices. A sequence control program module 104 describing processing for controlling I / O, a robot control program module 105 describing processing for positioning and trajectory control of the robots 116a and 116b, and visual sensors 116c and 116d. An image processing program module 106 describing processing relating to an image is generated.
[0033]
FIG. 9 shows a processing process of the function-based module separation / conversion means 103. As shown in FIG. 7 and FIG. 8 above, the cell block of the cell control program 102 includes the connection relation of each place in the Petri net, that is, the net structure, The operation of the device in the state is defined, and the end condition for each state is defined in the def block.
[0034]
The function-specific data extraction means 103a of the function-specific module separation / conversion means 103 first extracts the net structure 103b from the contents of the cell block and the state end condition 103c from the contents of the def block. Further, the I / O control instruction sequence 103d is extracted from the cell block. Then, the sequence control program generating means 103i generates the sequence control program module 104 from the extracted net structure 103b, state end condition 103c, and I / O control instruction sequence 103d.
[0035]
The function-specific data extraction unit 103a extracts information related to the robot control instruction sequence 103e and the robot operation timing 103f from the contents of the cell block. The robot control program generating unit 103j generates the robot control program module 105 based on the extracted information.
[0036]
Similarly, the function-specific data extraction unit 103a extracts information related to the image processing instruction sequence 103g and the image processing timing 103h from the contents of the cell block, and the image processing program generation unit 103k performs image processing based on these information. A program module 106 is generated.
[0037]
10, FIG. 11, and FIG. 12 show the sequence control program module generated by the function-specific module separation / conversion means 103 shown in FIG. 9 from the cell control program 102 shown in FIG. 7 and FIG. An example of 104 is shown. The programming language for sequence control in this example is basically a rule type description of IF to THEN. In other words, each rule is based on an evaluation expression for the execution status of the operation of the device in each state, an input signal from the outside such as a sensor, the value of an internal variable, etc., and if a predetermined condition is satisfied, A process of ending the operation of the device in the state and starting the operation of the device in the next stage state is described. For example, in the rule 1001 shown in FIG. 11, when the state S203 is normally completed and the synchronous place REQ5 is normally completed, the execution status of the state S204 is set to being executed (EXEC S204), the output Y200 and the on-delay timer TD20. Represents setting.
[0038]
As a programming language for sequence control, in addition to the rule type programming language as in this example, a programming language such as a ladder diagram can be used. It will be obvious to those skilled in the art that 103 generates a ladder program as the sequence control program module 104.
[0039]
FIG. 13 shows an example of the robot control program module 105 generated by the function-based module separation / conversion means 103 from the cell control program 102 of FIGS. A block 1203 shown in FIG. 13 represents that the list of ROB2 is raised by 10 mm in the state S203 (STT203) (MOVE L, ** (0, 0, 10.)). Here, STTn (n is the same as n in the state Sn) is a state label indicating a reference number (hereinafter referred to as state NO.) Of the state common to the sequence control program module 104 described above. NO. Is shared among the programs, the state transition of the entire cell can be controlled.
[0040]
FIG. 14 shows an example of the image processing program module 106 generated by the function-based module separation / conversion means 103 from the cell control program 102 of FIGS. The image processing program module 106 generated here has the same configuration as the robot control program module 105, and various image processing instruction sequences are described following the STTn statement.
[0041]
Further, FIGS. 15 to 24 show flowcharts for explaining the details of the processing of the function-based module separation / conversion means 103.
First, FIG. 15 shows an outline of the function-specific module separation / conversion process in the function-specific module separation / conversion means 103. In this function-specific module separation / conversion process, when the process starts, first, the cell control program is analyzed to extract function-specific data (process 1100a), and a function-specific module is generated based on the data obtained here. To do. That is, the sequence control program generation unit 103i generates the sequence control program module 104 (processing 1100b), the robot control program generation unit 103j generates the robot control program module 105 (processing 1100c), and the image processing program generation unit 103k generates an image. The processing program module 106 is generated (processing 1100d).
[0042]
FIG. 16 shows details of the function-specific data extraction process 1100a of the function-specific module separation conversion process shown in FIG.
In this function-specific data extraction process 1100a, when the process starts, code analysis is performed in the order of the cell block and def block of the cell control program, and necessary data extraction is performed. First, in the analysis of the cell block, an operation timing 103f for each robot and a data area for storing the robot control command sequence 103e are secured (processing 1101a), an image processing timing 103h and an image processing command sequence 103g for each visual sensor. Is secured (process 1101b) and a data area is stored (process 1101c) for storing the I / O control instruction sequence 103d. Next, the cell control program is processed in order from the top in block units corresponding to one place of the Petri net, and the place connection relationship, that is, the net structure 103b is extracted by code analysis (processing 1101d). The command string defined in each place is analyzed (processing 1101e). These analyzes are repeated until there is no block in the next place (processing 1101f). In the analysis of the def block, the end condition 103c of the state is extracted for each place by code analysis (process 1101g), and this is repeated until there is no block of the next place (process 1101h), and the process ends.
[0043]
Next, FIGS. 17 and 18 show details of the net structure analysis processing 101d for each place.
In the net structure analysis process 101d for each place, first, a net structure data area for each place is secured (process 1102a), and then the cell label 601 and the transition condition expression 602 are analyzed. In the analysis of the cell label shown in FIG. 17, first, it is checked whether the cell label is a label of a state place or a label of a synchronization place (process 1102b). Is extracted and stored as one piece of net structure data (processing 1102c). Furthermore, from the cell label, the unit type and unit No. Are extracted and stored as net structure data (processing 1102d and 1102e). Here, if the unit type is a robot (processing 1102f), the state NO. Is stored (processing 1102g). Further, if the unit type is a visual sensor (processing 1102h), the previous state NO. Is stored (processing 1102i). On the other hand, if the cell label is the label of the synchronous place (process 1102b), the serial number of the synchronous place (hereinafter referred to as synchronous NO.) Is extracted and stored as the net structure data (process 1102j).
[0044]
On the other hand, in the analysis of the transition condition expression of FIG. 18, first, the state number is changed from the transition condition expression 602 (S105: OK1 REQ6: OK in the example of FIG. 7). (S105) and the end condition (OK1) are extracted and stored as net structure data (processing 1103a, 1103b). If there is a synchronization condition (process 1103c), the synchronization NO. (REQ6) is extracted and stored as net structure data (processing 1103d). Further, if there is another transition condition, the same analysis process is performed for the transition condition, and if there is no transition condition, the analysis process is completed (process 1103e).
[0045]
As described above, by the net structure analysis processing shown in FIGS. 17 and 18, the connection relation of each place of the Petri net equivalent to the given cell control program, that is, information of the net structure 103b is obtained.
[0046]
Next, FIG. 19 shows the details of the command string analysis 101e for each place. Here, the cell 601 (refer to FIG. 7) and the command string 603 following the transition condition expression 602 are analyzed.
First, one command is extracted from the block of the command string 603 (process 1104a), and if this is an I / O control instruction (process 1104b), it is stored as I / O control instruction string data (process 1104c). If the extracted command is a robot control instruction (process 1104d), this is stored as robot control instruction sequence data (process 1104e). If the extracted command is an image processing command (processing 1104f), it is stored as image processing command string data (processing 1104g). If there is a next command, the processing from step 1104a is repeated, and if there is no command, the analysis processing is completed (processing 1104h).
[0047]
FIG. 20 shows details of the end condition analysis 101g for each place. Here, the end condition of each place (state) defined in the def block of the cell control program is analyzed.
First, an area for storing the end condition data for each place is secured (processing 1105a). Further, from the def label 701, the state NO. (S106 in the example of FIG. 8) is extracted (processing 1105b). Next, an OK condition definition formula (X101 = OFF & TD12 = OFF in the example of FIG. 8) following the def label 701 is extracted and stored as end condition data (processing 1105c). This process is repeated until the next OK condition disappears (process 1105d). Further, an NG condition definition formula (in the example of FIG. 8, X101 = ON & TD12 = ON) is extracted and stored as end condition data (processing 1105e). This process is repeated until the next NG condition disappears (process 1105f). With the above processing, the end condition for each state can be obtained.
[0048]
21 and 22 show details of the sequence control program generation process 100b. Here, a sequence control program is generated for each unit based on the data of the net structure 103b, the state end condition 103c, and the I / O control instruction sequence 103d obtained by the function-specific data extraction processing 100a.
First, a program buffer area for each unit is secured (processing 1106a). Next, the previously generated net structure data is sequentially examined one place at a time, and a sequence control program is generated for each place.
[0049]
Therefore, first, the place type is acquired from the net structure data for each place (process 1106b). If the place is a status place (process 1106c), the status NO. (The reference number is i. Hereinafter, “= i” is abbreviated.) And the unit number. Is acquired (process 1106d). If the place is not a state place, synchronization NO. (= I) is acquired (process 1106e). Further, from the net structure data and the end condition data, the state NO. (= J) and an end condition definition formula are acquired (processing 1106f). If the condition for ending the previous state is “Complete Normal” (process 1106 g), “IF Sj = Complete Normal” is output to the program buffer (process 1106 h), and if “AnyErrorOccur” is set (process 1106 i), "IF Sj = AnyErrorOccur" is output to the buffer (processing 1106j). In the case of other definition expressions, “IF Sj = Executing & (definition expression)” is output to the buffer (processing 1106k).
[0050]
If the current place is a status place (process 1106l), it is checked whether there is a synchronous place connected to the current place. If there is a synchronous place (process 1107a), the synchronization NO. (= K) is acquired from the net structure data (process 1107b), and “& REQk = CompleteNormally” is output to the buffer (process 1107c). With the above processing, a sequence control program per place, that is, a condition part of the rule 1001 (see FIG. 11) is generated.
[0051]
Next, as an execution unit of the rule 1001, first, “-> TERM Sj” is output to the buffer (processing 1107d). If there is a synchronous place connected to the current place (process 1107e), “TERM REQk” is output to the buffer (process 1107f). Further, “EXEC Si” is output to the buffer (processing 1107g), and the contents of the I / O control instruction sequence data of the current place (Si) are output to the buffer (processing 1107h). If the current place is a synchronous place (processing 1106l), “-> TERM Sj” and “EXEC REQi” are output to the buffer (processing 1107i, 1107j). With the above processing, an execution unit for the rule 1001 is generated. Thereafter, the net structure data is further examined, and if the next place is found (process 1107k), the processes after process 1106b are repeated. If there is no next place, the program buffer for each unit is combined to generate the sequence control program module 104 (see FIG. 9) (process 1107l).
[0052]
FIG. 23 shows details of the robot control program generation processing 100c.
First, a program buffer area for each unit is secured (processing 1108a). Next, from the data of the robot operation timing 103f for each unit obtained in the function-specific data extraction processing 100a, the state NO. (= I) are acquired one by one (process 1108b), and the status label "STTi" is output to the program buffer (process 1108c). Further, if there is data of the robot control instruction sequence 103e obtained in the function-specific data extraction processing 100a (processing 1108d), the content of the robot control instruction sequence data is output to the buffer (processing 1108e). If there is no robot control instruction sequence data, “NOP” is output to the buffer (processing 1108f). The robot control program for one state is generated by the above processing. Here, the robot operation timing data is checked, and if the next state is found (processing 1108g), the processing after processing 1108b is repeated. If there is no next state, a robot control program for one unit is generated. Further, it is checked whether or not there is robot operation timing data for the next unit. If there is no data for the next unit, the program buffer for each unit is combined to generate the robot control program module 105 (see FIG. 9) (process 1108i).
[0053]
FIG. 24 shows details of the image processing program generation processing 100d. As is clear from the figure, here, the image processing timing 103h (see FIG. 9) data obtained by the function-specific data extraction processing 1100a in FIG. The image processing program module 106 is generated from the data of the processing instruction sequence 103g.
[0054]
Next, FIG. 25 shows a procedure for generating the sequence control program 104 and the robot control program module 105 from the cell control program 102 (see FIG. 9). This is specifically shown by taking the part as an example.
[0055]
Reference numerals 1401 and 1402 in FIG. 25 indicate part of the cell block and def block of the cell control program 102, respectively. In this cell block 1401, the combination of the cell label 601 (see FIG. 7) described above and the state transition expression 602 is the Petri net state connection relationship 1401a and 1401c in this figure. This state connection relationship 1401a indicates that there is one input transition to the state S106, and that the normal end OK1 of the state S105 and the OK of the synchronous place REQ6 are connected as inputs. Similarly, the state connection relation 1401c indicates that there is one transition in the state S107, and OK1 in the state S106 is connected thereto.
[0056]
The def block 1402 defines an end condition for each state, and the state end condition 1402a of the normal end OK1 in the state S105 indicates that the operation in the state S105 is completed without error. Similarly, the OK1 state end condition 1402c in the state S106 indicates that the input X101 is OFF and the on-delay timer TD12 has not timed out.
[0057]
From the state connection relation 1401a and the state end condition 1402a, a rule condition part 1403a in the sequence control program 1403 and an execution part state transition instruction 1403b (EXEC S106, etc.) are generated (processes 1405 and 1406). That is, “if the state S105 is normal termination and the synchronous place REQ6 is satisfied” is generated as the rule condition unit 1403a, and “execute state S106” is generated as the state transition instruction 1403b. Similarly, a rule condition part 1403d and an execution part state transition instruction 1403e are generated from the state connection relation 1401c and the state end condition 1402c (processes 1407 and 1408).
[0058]
At the same time, from the state connection relations 1401a and 1401c, the state NO. That is, the robot operation timing 103f is extracted, and the status labels 1404a and 1404c in the robot control program 1404 are generated (processing 1409 and 1410).
[0059]
Further, the I / O control instruction sequence 1401b is extracted from the command sequence of the cell block 1401, and the command sequence 1403c of the consequent part of the rule of the sequence control program 1403 is generated (processing 1411). Further, the robot control command sequence 1401d is extracted from the command sequence of the cell block 1401, and command sequences 1404b and 1404d of the robot control program 1404 are generated (processing 1412 and 1413).
[0060]
FIG. 26 shows a procedure for generating the sequence control program 104 and the image processing program module 106 from the cell control program 102 (see FIG. 9), and also shows an example of part of the cell control program shown in FIGS. This is specifically shown. That is, similar to FIG. 25 described above, the sequence control program 1503 and the image processing program 1504 are generated from the cell block 1501 and the def block 1502 of the cell control program 102.
[0061]
The function-specific program modules generated by the function-specific module separation / conversion means 103 as described above have a common program structure, and the structure is shown in FIG. That is, as shown in FIG. 27, in the program structure, the function-specific program module 1601 is composed of several unit blocks 1602, and this unit block 1602 is composed of a state block 1603. This unit block 1602 is a block of a program following a unit label (#UNITn, #ROBn, #CAMn, etc., where n is a unit serial number). The status block 1603 corresponds to the rule 1001 in the sequence control program, and corresponds to a block following the status label (STTn, n is the status NO.) In the robot control program and the image processing program.
[0062]
For example, the sequence control program illustrated in FIG. 11 is the unit block 1602 of ROB1, and the rule 1001 corresponds to the state block 1603 of the state S203. The robot control program in FIG. 14 includes a unit block 1201 for ROB1 and a unit block 1202 for ROB2, and block 1203 in the figure corresponds to state block 1603 in state S203 in FIG. Similarly to FIG. 13, the image processing program of FIG. 14 includes a CAM1 unit block 1602 and a CAM2 unit block 1602 shown in FIG.
[0063]
The block structure of the function-specific program module 1601 shown in FIG. 27 is closely related to the code execution procedure of the processor-specific program obtained by dividing the function-specific program module 1601. That is, at the time of program execution, a currently activated state block 1603 is selected from a certain unit block 1602, and the instruction sequence described in that block is executed in order. Further, similar processing is performed in another unit block 1602. Here, the unit label number (such as n in #UNITn) indicating the unit block 1602 being processed is the same as the reference number of the unit itself (hereinafter referred to as unit No.). Are managed as information for performing program control during program execution (hereinafter referred to as program control data). The number of the state label indicating the state block 1603 in which the current state of the device, that is, the operation in the activated state is described, is the state number. Managed as.
[0064]
Next, FIG. 28 shows the execution procedure of this processor-specific program. In the processing flow shown in FIG. Is read from the program control data (process 1701). Jump to the unit label having the same number as (Step 1702). Next, the activated state NO. Is read (process 1703) and jumps to the state label (process 1704). The instruction sequence following this status label is executed in order (processes 1705 and 1706). When the execution is completed, the unit No. 1 is processed in order to process the next unit block 1602. Is updated (process 1707), and the process returns to the beginning of the flow again. As described above, since the program is executed in units of the unit block 1602, the function-specific program module 1601 can be further divided in units of the unit block 1602. The processor-specific program described above is generated by disassembling the function-specific program module 1601 with the unit block 1602 as a unit.
[0065]
Next, FIG. 1 shows a processing process of a so-called processor module dividing unit 1801 that generates a processor group 1803 from the function-specific program module 1601. In this processor module dividing unit 1801, first, the function-specific program module 1601 is decomposed into individual unit blocks 1602 by the unit block dividing unit 1801a to generate a unit block group 1801b.
[0066]
Here, the processor configuration and the performance data (processor configuration and performance data) 1801c that actually control the device, that is, how many control processors are used and in what form they are connected. The processing time of each unit block 1602 (see FIG. 27) is estimated on the basis of the information related to this and the information related to the processing time of the program code of the control processor, and the processing time required for control (for example, , Whether the scan time in sequence control, sampling period in robot control, etc.) are satisfied. This is performed by the unit block processing time estimation / evaluation means 1801d, whereby data relating to the processing time of each unit block 1602 is created. Note that the processing time of the program code can be obtained by adding the time required for processing each instruction code (examined in advance for each control processor) by the amount of the instruction code to be executed. . For example, if it is a scan time (time required for one process) in the sequence control processor, the scan time can be estimated by adding the processing time of the instruction code by the amount executed in one scan.
[0067]
Next, the unit block combining unit 1801e combines several unit blocks 1602 based on the estimation data of the processing time of each unit block 1602, and finally generates a processor-specific program group 1803 to be executed by each processor. To do. In this embodiment, since the execution procedure of the program code as shown in FIG. 28 is taken, in each processor, a plurality of unit blocks 1602 are executed within a range satisfying the processing time standard required for the control. Is possible. In other words, the estimated processing times of several unit blocks 1602 are added, and if they are within the control standard range, these unit blocks 1602 can be combined into a processor-specific program 1802. . However, when unit blocks 1602 are combined, it is desirable that optimal load distribution is performed according to the performance of the processor so that the processing load is not concentrated on a specific processor. Therefore, the unit block combining unit 1801e combines the unit blocks 1801e to generate the processor-specific program group 1803 so that the distribution of the processing load is optimized as described above. That is, the processing load is distributed so that the capacity of each processor is not exceeded and the processing time of the processor requiring the maximum time is minimized.
[0068]
FIG. 29 shows an example in which the function-specific program module 1601 is divided by the processor-specific module dividing means 1801 to generate the processor-specific program group 1802. In this example, two processor-specific programs 1904 and 1905 are generated from three unit blocks 1901, 1902, and 1903 included in the function-specific program module 1601.
[0069]
The sequence control program shown in FIGS. 10, 11, and 12 will be described as an example. When there is one sequence control processor that executes these programs, all of these programs are executed. If the scan time is within a predetermined time, these programs are combined as one sequence control program. On the other hand, when there are two sequence control processors, for example, FIG. 10 is combined into one program, and FIGS. 11 and 12 are combined into one program, and these two programs are assigned to the respective sequence control processors. Output.
[0070]
It is assumed that the processor-specific program 1802 generated by the unit block combining unit 1801e shown in FIG. 1 needs to be further converted into a program code that can be executed by the processor that is the output destination. . Such a case can be dealt with by providing in advance a code conversion means for each processor for converting into each processor language after the unit block combining means 1801e.
[0071]
Next, FIG. 30 shows a processor-specific program group 1803 (see FIG. 1) generated from the cell control program 102 (see FIG. 9) as described above, that is, a sequence control processor program group 110, a robot, An example of the FA controller that interprets and executes the control processor program group 111 and the image processing processor program group 112 (see FIG. 2) and controls the cells is shown. 30 constitutes a so-called multiprocessor controller 2001 in which a sequence control processor group 113, a robot control processor group 114, and an image processing processor group 115 are coupled by a shared bus 2004. Reference numeral 2014 in the figure denotes a cell. The cell includes a peripheral device (I / O) 2011, a robot 2012, and a visual sensor 2013.
[0072]
In the configuration of this figure, the sequence control processor 2005 is configured to include a bus driver 2005d that is an interface with the shared bus 2004, an arithmetic means 2005a that interprets and executes a program for the sequence control processor, and the like. It is connected to a peripheral device (I / O) 2011 that is a control target via the / O interface 2008.
[0073]
The robot control processor 2006 includes a bus driver 2006f, teaching means 2006b for teaching the position and orientation of the hand of the robot, arithmetic means 2006a for interpreting and executing a program for the robot control processor, and the like. It is connected to the robot 2012 that is the control target.
[0074]
The image processor 2007 includes a bus driver 2007f, teaching means 2007b for teaching a reference image, arithmetic means 2007a for interpreting and executing an image processing processor program, and the like. It is connected to a visual sensor 2013 composed of a camera or the like.
[0075]
Furthermore, the programs executed by the sequence control processor group 113, the robot control processor group 114, and the image processing processor group 115 include information related to the operation timing of the device. In order to synchronize such operation timing, it is necessary to share necessary data among the processors. Therefore, a shared data storage unit 2003 is connected to a shared bus 2004 that can be accessed by each processor.
[0076]
FIG. 31 shows the configuration of shared data 2101 stored in the shared data storage unit 2003. As described above, in the cell control program 102 (see FIG. 9), the operation sequence of each unit is described based on the concept of state transition. Therefore, when executing each program generated therefrom, , Activated state NO. Is shared among the processors, the operation timing of the unit can be synchronized. Therefore, in the shared data 2101, the activated state NO. 2101a and its execution status 2102b (more detailed information regarding the activated state) are stored. Each processor can synchronize the operation timing described in each program by accessing the unit-specific status data 2102 during execution of each program. In the shared data 2101, various data to be shared among the processors can be stored as shared variables 2103 in addition to the unit-specific state data 2102.
[0077]
Note that the multiprocessor type controller 2001 shown in FIG. 30 is connected to a host computer 2015 such as a personal computer by the communication means 2002. The host computer 2015 can be equipped with the software of the cell control program editing means 101 (see FIG. 2), the function-specific module separation / conversion means 103, and the processor-specific module division means 1801 and created here. The program can be transmitted to each processor by the communication means 2002 described above.
[0078]
FIG. 32 shows a configuration of a control device of an FA system having a conventional general configuration, unlike the multiprocessor type controller 2001 shown in FIG. That is, in this example, a programmable controller 2201, a robot controller 2202, and an image processing apparatus 2203 are connected via a network 2208 to control the cell 2207. Even in a configuration in which several controllers are combined in this way, the shared data 2101 as shown in FIG. 31 is exchanged between the controllers through the network 2208 and shared, so that the operation timing between the units can be determined. Can be synchronized. Therefore, the control method of the present invention can also be applied to a control device having a conventional configuration.
[0079]
FIG. 33 shows an FA system control apparatus having still another configuration. In this case, a plurality of multiprocessor controllers 2301 and 2302 are connected by a network 2306. Even in this case, each controller exchanges shared data 2101 as shown in FIG. Therefore, it is understood that the present invention is applicable to a cell set 2305 as shown in FIG. 33, that is, a FA system having a larger scale.
[0080]
Further, even in the case of a control system in which the multiprocessor type controller 2001 as shown in FIG. 30 and the conventional type controller as shown in FIG. The invention is applicable. In the example of the above-described embodiment, a cell including a robot is targeted as an automatic machine. However, the present invention is similarly applied to a cell including an automatic machine other than a robot, such as an NC machine tool. It is possible to apply
[0081]
Further, in the above example, a cell including a visual sensor is targeted as a programmable peripheral device, but the present invention is similarly applied to a cell including a programmable peripheral device other than the visual sensor. It is possible. In addition, in the above embodiment, a normal FA system is targeted, but the present invention is similarly applied to an intelligent robot system including a plurality of manipulators, sensors, peripheral devices, and the like. Therefore, the FA system in the present invention is a concept including such an intelligent robot system.
[0082]
【The invention's effect】
As is clear from the above detailed description, according to the present invention, when a user constructs an FA system by combining an automatic machine such as a robot and a plurality of devices including programmable peripheral devices such as a visual sensor. In addition, the program for controlling each device can be described as a single cell control program, and further, from this cell control program, according to the configuration and performance of the processor of the control device of the FA system, Since the program for each processor can be automatically generated so that the distribution of the processing load of each processor is optimal, a plurality of programs can be created according to the configuration of the control device as in the prior art. As a result, it is no longer necessary to learn a programming language. To exert the effect that it is possible to improve the efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a processing process of generating a program for each processor of a module dividing unit for each processor in a control device of an FA system, which is a feature of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a processing process in the control device of the FA system according to the embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an example of a screen display of a terminal in the cell control program editing means of FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a Petri net representing a part of the electronic component insertion work to which the present invention is applied.
5 is a diagram showing a state immediately before component insertion in the electronic component insertion work of FIG. 4; FIG.
6 is a diagram showing a state immediately after component insertion in the electronic component insertion work of FIG. 4; FIG.
7 is a diagram showing a cell block of a cell control program in which the Petri net of FIG. 4 is coded. FIG.
8 is a diagram showing a def block of a cell control program in which the Petri net shown in FIG. 4 is coded.
FIG. 9 is a block diagram showing a processing process for generating a function-specific program module in the function-specific module separation / conversion means of FIG. 2;
10 is a diagram showing a part of a sequence control program (unit block of ROB1) generated from the cell control program shown in FIGS. 7 and 8; FIG.
11 is a diagram showing a part of a sequence control program (unit block of ROB 2) generated from the cell control program shown in FIGS. 7 and 8; FIG.
12 is a diagram showing a part of the sequence control program (CAM1 and CAM2 unit blocks) generated from the cell control program shown in FIGS. 7 and 8; FIG.
13 is a diagram showing an example of a robot control program generated from the cell control program shown in FIGS. 7 and 8. FIG.
14 is a diagram showing an example of an image processing program generated from the cell control program shown in FIGS. 7 and 8. FIG.
15 is a flowchart showing an outline of processing of the function-based module separation / conversion means shown in FIG.
FIG. 16 is a flowchart showing details of function-specific data extraction processing in the flow shown in FIG. 15;
FIG. 17 is the first half of a flowchart showing details of the net structure analysis processing for each place in the flow shown in FIG. 16;
18 is the latter half of the flowchart showing details of the net structure analysis processing for each place in the flow shown in FIG.
FIG. 19 is a flowchart showing details of command sequence analysis processing for each place in the flow shown in FIG. 16;
20 is a flowchart showing details of an end condition analysis process for each place in the flow shown in FIG.
FIG. 21 is the first half of a flowchart showing details of the sequence control program generation process of the flow shown in FIG. 15;
22 is the latter half of the flowchart showing the details of the flow sequence control program generation process shown in FIG.
23 is a flowchart showing details of the robot control program generation process of the flow shown in FIG.
24 is a flowchart showing details of image processing program generation processing in the flow shown in FIG.
25 is a diagram showing an example of a processing process for generating a sequence control program and a robot control program from a cell control program by the function-based module separation / conversion means shown in FIG. 9;
FIG. 26 is a diagram showing an example of a processing process for generating a sequence control program and an image processing program from a cell control program by the function-based module separation / conversion unit shown in FIG. 9;
FIG. 27 is a diagram showing a block configuration of the function-specific program module shown in FIG. 1;
28 is a flowchart showing a code execution procedure of the function-specific program module shown in FIG.
29 is a diagram showing an example of a processing process for generating a processor-specific program group from the function-specific program modules shown in FIG.
FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of a control device (multiprocessor controller) according to an embodiment to which the invention is applied.
FIG. 31 is a diagram showing a configuration of shared data in the control device shown in FIG. 30;
FIG. 32 is a diagram showing a configuration of a control device (control system combining a conventional controller) according to another embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 33 is a diagram showing a configuration of a control device (control system in which a plurality of multiprocessor controllers are combined) according to still another embodiment to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
101 Cell control program editing means
102 Cell control program
103 Function-specific module separation / conversion means
103a Function-specific data extraction means
103b Net structure
103c Condition end condition
103d I / O control instruction sequence
103e Robot control instruction sequence
103f Robot operation timing
103g Image processing instruction sequence
103h Image processing timing
103i Sequence control program generation means
103j Robot control program generating means
103k image processing program generation means
104 Sequence control program module
105 Robot control program module
106 Image processing program module
107 Module division means by sequence control processor
108 Module division means by robot control processor
109 Module dividing means for each image processor
110 Program group for sequence control processor
111 Program group for robot control processor
112 Image processor program group
113 Sequence control processor group
114 Robot control processor group
115 Image processing processors
116 cells
116a, 116b Robot
116c, 116d visual sensor
116e, 116f Peripheral devices
1601 Function-specific program modules
1801 Module division means by processor
1801a Unit block dividing means
1801b unit block group
1801c Processor configuration and performance data
1801d Unit block processing time estimation and combining means
1801e Unit block coupling means
1802 Programs by processor
1803 Program group by processor

Claims

Each of the control devices of the FA system composed of a plurality of cells, each including at least an automatic machine and a programmable peripheral device related to the automatic machine, each of the plurality of cells,
A cell control program describing the work specifications of the entire cell in the same language;
Separation and conversion means for separating and converting from the cell control program into a program related to control of the work order of the automatic machine and peripheral equipment, a program related to operation control of the automatic machine, and a program related to control of the programmable peripheral equipment; ,
A plurality of processor means for controlling the operations of the automatic machine and the programmable peripheral device constituting the cell based on each program separated and converted by the separation conversion means;
The separation conversion unit further includes a processing load distribution unit that distributes a processing load among a plurality of the processor units that respectively control operations of at least the automatic machine or the programmable peripheral device. A FA system control device.

2. The FA system control apparatus according to claim 1, wherein the processing load distribution means of the separation conversion means further includes means for decomposing the separated and converted program for each unit, and a program decomposed for each unit. Means for evaluating processing time by the processor means;
Means for providing data relating to the configuration or performance of a plurality of processor means for controlling the operation of the automatic machine or the programmable peripheral device constituting the cell,
The FA system is characterized in that the means for evaluating the processing time of the program decomposed for each unit is configured to evaluate based on data relating to the configuration or performance of the processor means from the data providing means. Control device.

3. The FA system control apparatus according to claim 2, wherein the processing load distribution means of the separation conversion means further combines the program decomposed for each unit by the decomposition means by evaluation by the processing time evaluation means of the program. A control device for an FA system comprising means for

In a control method for controlling an FA system comprised of a plurality of cells, each comprising at least an automatic machine and a programmable peripheral device associated with the automatic machine,
In order to control devices constituting at least one cell of the plurality of cells by a plurality of processors, a cell control program is created by describing work specifications as the whole cell in the same language, and the created cell control program To a program related to control of the work order of the automatic machine and peripheral devices, a program related to operation control of the automatic machine, and a program related to control of the programmable peripheral device, and Based on the FA system control method, wherein the operations of the automatic machine and the programmable peripheral device constituting the cell are controlled by the plurality of processors, respectively, at the time of separating and converting the program, The automatic machine or the programmable peripheral The method of FA system characterized by performing the allocation of processing load in each of the plurality of processors for controlling the operation of the vessel.

In an FA system composed of a plurality of cells, each including at least an automatic machine and a programmable peripheral device related to the automatic machine, a plurality of devices each constituting at least one cell of the plurality of cells A FA system control program generation method for generating a control program to be controlled by a processor of
Create a cell control program by describing the work specifications of the entire cell in the same language,
The cell control program thus created is automatically separated and converted into a program related to control of the work order of the automatic machine and peripheral devices, a program related to operation control of the automatic machines, and a program related to control of the programmable peripheral devices. And then
Automatically allocating processing load in each of the plurality of processors that control operation of at least the automatic machine or the programmable peripheral device;
A method for generating a control program for an FA system.

In an FA system control method composed of a plurality of device units (cells) including an automatic machine such as a robot and a programmable peripheral device such as a visual sensor,
Directly describes work specifications for the entire cell, information related to control of work order of the multiple devices, information related to input / output control of the multiple devices, information related to operation control of the automatic machine, and the programmable From a cell control program having information relating to control of peripheral devices and information relating to operation timing for synchronization between the plurality of devices, information relating to the work order of the plurality of devices by the module separation / conversion means by function, Separating and extracting information related to output control, generating a sequence control program module describing processing for controlling the work order of the plurality of devices and controlling the input / output, and controlling the operation of the automatic machine Separating and extracting information on the operation timing to control the positioning and trajectory of the automatic machine A process for generating an automatic machine control program module in which processing is described, and controlling and controlling the programmable peripheral device by separating and extracting information on the control of the programmable peripheral device and the operation timing. The described peripheral device control program module is generated, and the sequence control program module, the automatic machine control program module, and the peripheral device control program module are divided into a sequence control processor-specific module dividing unit and an automatic machine control processor-specific module dividing unit, respectively. And the peripheral device control processor module dividing means, which divides the program modules into the program modules that optimize the distribution of the processing load of each processor based on the configuration and performance of the processor that controls the cell. The divided program modules are converted into a program executable by each processor to generate a sequence control processor program group, an automatic control processor program group, and a peripheral device control processor program group. A FA system control method comprising: outputting a program group to a processor group that interprets and executes each program group.

The sequence control processor program group, the automatic control processor program group, and the peripheral device control processor program group are coupled via a shared bus, a sequence control processor group, an automatic machine control processor group, and a peripheral device control processor group. 7. The FA system control method according to claim 6, wherein the interpretation is executed by the method.