JPH02127701A

JPH02127701A - 産業用ロボット

Info

Publication number: JPH02127701A
Application number: JP28040888A
Authority: JP
Inventors: Hirochika Morita; 守田　裕親
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1990-05-16
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0774962B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は産業用ロボットのロボット本体とロボット制御
装置（以下、Ｒ／Ｃという）との間でデータを入出力す
るロボットのインターフェイスに関する。

［従来の技術］第３図はロボット本体とＲ／Ｃとの間でデータを入出力
する従来のロボットのインターフェイスのブロック図で
ある。

従来のロボットのインターフェイスは第３図に示すよう
に、Ｒ／　Ｃ（１０）とロボット本体（２ｏ）とから構
成されており、所定ビット数のパラレル入出力信号線（
４３）によって接続されている。

なお、第３図ではモータパワー線、位置検出信号線及び
速度検出信号線は示していない。

Ｒ／　Ｃ（１０）はロボット本体（２０）との間で各デ
ータの入出力を制御すルＣＰ　Ｕ　（１１）と、ＣＰ　
Ｕ　（１１）がロボット本体（２０）との間で授受され
るデータの入出力を制御するためのプログラム等を記憶
しているメモリ（１２）と、ロボット本体（２０）から
の入力データを一時的に読み込み、ロボット本体（２０
）に対する出力データを一時的に書き込むパラレル入出
力回路（１４）とから構成されている。

又、ロボット本体（２０）はロボット本体（２０）の各
軸に対応するオーバーランリミットスイッチ（以下、Ｌ
Ｓという）等の機械入力手段及びロボット本体（２０）
の各軸に対応するブレーキ等の機械出力手段からなる機
械入出力手段（２１ａ）、（２１ｂ）、・・・　（２１
ｎ）から構成されている。

次に、第３図に示したロボットのインターフェイスによ
るデータの入出力動作について説明する。

まず、ロボット本体（２０）からＲ／　Ｃ（１０）にデ
ータを入力する場合について説明する。

機械入出力手段（２１ａ）〜（２１ｎ）がロボット本体
く２０）の動作を検出して、検出した動作に対応するデ
ータを出力すると、ＣＰ　Ｕ　（１１）はこれを入力デ
ータとして機械入出力手段（２１ａ）〜（２１ｎ）から
入出力信号線（４３）を介してパラレル入出力回路（１
４）に読み込む。

パラレル入出力回路（１４）によるデータの読み込みは
、機械入出力手段（２１ａ）〜（２Ｉｎ）の状態を一定
時間毎に監視することにより行なう。例えば、ＬＳが動
作してアクティブになると、ＣＰＵ（１１）は速やかに
ロボット本体（２０）を停止させる等の処理を行なうこ
とになる。

このとき、ＣＰ　Ｕ　（１１）又はＣＰ　Ｕ　（１１）
を管理するＣＰＵ　（図示せず）に対して割り込みが発
生する場合もある。

次に、Ｒ／　Ｃ（１０）からロボット本体（２０）ニデ
ータを出力する場合について説明する。

ＣＰ　Ｕ　（１１）がロボット本体（２０）に対する指
令等の出力データをパラレル入出力回路（１５）に書き
込むと、パラレル入出力回路（１５）は書き込まれたデ
ータを入出力信号線（４１）を介して機械入出力手段＜
２１ａ）〜（２１ｎ）に伝送する。

例えば、出力データがブレーキ出力に対応するものであ
って、サーボロック状態を解除するときには、ブレーキ
を有効にしてロボット本体（２ｏ）が自重で降下するの
を防止する。

このように、Ｒ／Ｃ（１０）はロボット本体（２ｏ）と
の間での種々のデータの入出力を行なうが、これは殆ど
の産業用ロボットに不可欠の動作である。

この場合、第３図に示した従来のロボットのインターフ
ェイスは、複数の機械入出力手段（２１ａ）〜（２１ｎ
）に対して入出力信号線（４３）が１対１に対応してい
る。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記構成の従来のロボットのインターフェイ
スは制御軸が増えるのに従って、入出力信号線（４３）
の本数が増加し、ロボット本体（２０）内の入出力信号
線（４３）の引き回しも煩雑になり、ロボット本体（２
０）がコンパクトにならないという問題点があった。

又、Ｒ／Ｃ（１０）の機械インターフェイス回路、即ち
パラレル入出力回路（１４）についても制御軸が増える
のに従って、大規模になってしまうという問題点があっ
た。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
ロボット制御装置（１０）とロボット本体（２０）との
間の入出力信号線（４３）の本数を減らすことができる
ロボットのインターフェイスを提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明に係るロボットのインターフェイスは、ロボット
の動作に応じたデータを入力する機械入力手段及びロボ
ットに所定の動作をさせるデータを出力する機械出力手
段から構成された複数の機械入出力手段と、これらの機
械入出力手段に対応してそれぞれ設けられ、それぞれデ
ータに対して所定の処理を施す複数の入出力処理手段と
を有するロボット本体と、複数の入出力処理手段のうち
一１特定の入出力処理手段に対するデータを出力すると
ともに、これらの入出力処理手段からのデータを入力す
るロボット制御手段と、ロボット制御手段及び複数の入
出力処理手段をループ状に接続し、ロボット制御手段及
び複数の入出力処理手段が出力するデータをシリアル伝
送するシリアルデータ伝送手段とを備えている。

［作　用コ上記構成のロボットのインターフェイスは、機械入出力
手段の機械入力手段がロボットの動作に応じたデータを
入力すると、この機械入力手段に対応する入出力処理手
段がこのデータに対して所定の処理を施し、シリアルデ
ータ伝送手段がこのデータをロボット制御手段に転送す
る。

又、ロボット制御手段が特定の入出力処理手段に対する
データを出力すると、シリアルデータ伝送手段が特定の
入出力処理手段にこのデータを転送し、特定の入出力処
理手段がこのデータに対して所定の処理を施し、特定の
入出力処理手段に対応する機械入出力手段の機械出力手
段がロボットに所定の動作をさせるデータを出力する。

［実施例コ以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係るロボットのインターフ
ェイスのブロック図である。

本発明の一実施例に係るロボットのインターフェイスは
第１図に示すように、Ｒ／Ｃ（１０）とロボット本体（
２０）とから構成されており、データをシリアル伝送す
るシリアル入出力信号線（４０）及び（４１）によって
接続されている。シリアル入出力信号線（４０）はＲ／
　Ｃ（ｔｏ）からロボット本体（２０）にデータを伝送
し、シリアル入出力信号線（４１）はロボット本体（２
０）からＲ／　Ｃ（１０）にデータを伝送する。

なお、第１図ではモータパワー線、位置検出信号線及び
速度検出信号線は示していない。

Ｒ／　Ｃ（１０）はロボット本体（２０）との間で各デ
ータの入出力を制御するＣ　Ｐ　Ｕ　（１１）と、ＣＰ
　Ｕ　（１１）がロボット本体（２０）との間で授受さ
れるデータの入出力を制御するためのプログラム等を記
憶しているメモリ（１２）と、ロボット本体（２０）か
らの入力データを一時的に読み込み、ロボット本体（２
０）に対する出力データを一時的に書き込むシリアル入
出力回路（１３）とから構成されている。

又、ロボット本体（２ａ）はロボット本体（２０）の各
軸に対応するＬＳ等の機械入力手段及びロボット本体（
２０）の各軸に対応するブレーキ等の機械出力手段から
なる機械入出力手段（２１ａ）、（２１ｂ）、・・・（
２Ｉｎ）と、機械入出力手段（２１ａ）　〜（２１ｎ＞
に対応して設けられ、Ｒ／　Ｃ（１０）の出力データ及
び機械入出力手段（２１ａ）〜（２ｉｎ）の入力データ
の処理等を行なう入出力処理ユニット（２２ａ）、（２
２ｂ）、・・・（２２ｎ）とから構成されている。

又、入出力処理ユニット（２２ａ）はワンチップマイク
ロプロセッサ（２３ａ）と、ワンチップマイクロプロセ
ッサ（２３ａ）が機械入出力手段（２１ａ）からの入力
データを読み込むためのフィルタ入力回路（２４ａ）と
、ＣＰ　Ｕ　（１１）からの出力データを機械入出力手
段（２１ａ）に伝送するためのドライバ出力回路（２５
ａ）と、シリアル入出力回路（１３）からシリアル入出
力信号線（４０）に出力されたデータをワンチップマイ
クロプロセッサ（２３ａ）が受信可能な形式のデータに
変換するシリアルレシーバ（２６ａ）と、ワンチップマ
イクロプロセッサ（２３ａ）が送信するデータをシリア
ル出力信号線（４２）が転送可能な形式のデータに変換
するシリアルドライバ（２７ａ）と、フィルタ入力回路
（２４ａ）及びドライバ出力回路（２５ａ）を動作させ
るための機械入出力用電源（２８ａ）と、機械入出力用
電源（Ｈａ）をワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ
）を動作させる電源に変換する電源電圧変換回路（２９
ａ）とから構成されている。

なお、他の入出力処理ユニット（２２ｂ）〜（２２ｎ）
も入出力処理ユニット（２２ａ）と同じ構成であるので
、その説明は省略する。

入出力処理ユニット（２２ａ）はシリアルレシーバ（２
６ａ）がシリアル入出力信号線（４０）を介してＲ／Ｃ
（１０）のシリアル入出力回路（１３）に接続され、シ
リアルドライバ（２７ａ）がシリアル信号線（４２）を
介して入出力処理ユニット（２２ｂ）のシリアルレシー
バ（２１３ｂ）に接続されている。

さらに、入出力処理ユニット（２２ｎ）はシリアルドラ
イバが、シリアル入出力信号線（４１）を介してＲ／　
Ｃ（１０）のシリアル入出力回路（１３）に接続されて
いる。

このように、Ｒ／Ｃ（ｔｏ）及び入出力処理ユニツ）　
（２２ａ）〜（２２ｎ）はシリアル入出力信号１！　（
４０）、（４１）及びシリアル信号線（４２）を介して
ループ状に接続されている。

従って、Ｒ／Ｃ（１０）は各入出力処理ユニット（２２
ｍ）〜（２２ｎ）のいずれに対してもデータを出力でき
、各入出力処理ユニット（２２ａ）〜（２２ｎ）のいず
れからもデータを入力できる。

次に、第１図に示したロボットのインターフェイスによ
るデータの入出力動作について、ロボットのインターフ
ェイスが２個の入出力処理ユニツ）−（２２ａ）及び（
２２ｂ）を備えているものとして説明する。

機械入出力手段（２１ａ）〜（２１ｂ）がロボット本体
（２０）の動作を検出して、検出した動作に対応するデ
ータを出力すると、ワンチップマイクロプロセッサ（２
３ａ）はフィルタ入力回路（２４ａ）を介してこの入力
データを入力する。入力データは、例えばＬＳがアクテ
ィブになった旨を示すものである。

なお、ワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ）は機械
入出力手段（２１ａ）の状態を常時、一定時間毎又は割
込処理により監視している。

次いで、ワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ）は入
力データをシリアルドライバ（２７ａ）、シリアル出力
信号線（４２）及びシリアルレシーバ（２８ａ）を介し
てワンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）に転送する
。

ワンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）に転送される
入力データは、例えば全くオリジナルなコマンドを有す
るデータ構造又は入出力処理ユニット（２２ａ）のアド
レスを付したデータ構造等になっている。

なお、コマンド又はデータは標準の規格ｉｆＳ　　Ｃ６
３６２ｒ基本形データ伝送制御手順」）等に準拠する形
等であってもよい。

ワンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）は入力データ
を解釈するが、この入力データは機械入出力手段（２１
ａ）からのものであり、入出力処理ユニツ）　（２２ｂ
）に関係ないものであることを認識する。

ワンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）は入力データ
を即座にシリアルドライバ（２７ｂ）及びシリアル出力
信号線（４２）を介してＲ／　Ｃ（１Ｇ）のシリアル入
出力回路（１３）に伝送する。

ＣＰ　Ｕ　（１１）は入出力処理ユニット（２２ｂ）か
ら伝送された入力データをメモリ（１２）に記憶させ、
必要な処理を行なう。必要な処理は、例えばロボットを
速やかに停止させる処理等である。

次に、Ｒ／　Ｃ（１０）からロボット本体（２０）にデ
ータを出力する場合について説明する。

ＣＰ　Ｕ　（１１）はメモリ（１２）に記憶されている
ロボット本体（２０）に対する指令等の出力データを読
み出して、シリアル入出力回路（１３）に書き込む。

出力データとしては、例えば機械入出力手段（２１ｂ）
に対応するブレーキを有効にする旨を示すものである。

次いで、シリアル入出力回路（１３）はこの出力データ
をシリアル入力信号線（４０）を介して入出力処理ユニ
ット（２２ａ）のシリアルレシーバ（２６ａ）にシリア
ル伝送する。

シリアル入力信号線（４０）に出力されるシリアルデー
タは、入力データと同様に全くオリジナルなコマンドを
有するデータ構造又は入出力処理ユニット（２２ｂ）の
アドレスを付したデータ構造等になっている。

なお、コマンド又はデータは標準の規格（ＪＩＳ　　Ｃ
６３６２ｒ基本形データ伝送制御手順」）等に準拠する
形等であってもよい。

以上のようにして生成されたシリアルデータは、シリア
ルレシーバ（２８ａ）からワンチップマイクロプロセッ
サ（２３ａ）に転送される。

ワンチップマイクロプロセッサ（２８ａ）は出力データ
を解釈するが、この出力データは機械入出力手段（２１
ａ）に対するものであり、入出力処理ユニット（２２ａ
）に関係ないデータであることを認識する。

ワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ）は出力データ
を即座にシリアルドライバ（２７ａ）及びシリアル出力
信号線（４２）を介して入出力処理ユニット（２２ｂ）
のシリアルレシーバ（２６ｂ）に転送する。

さらに、シリアルレシーバ（２８ｂ）は出力データをワ
ンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）に転送する。

ワンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）は出力データ
を解釈して、出力データが入出力処理ユニット（２２ｂ
）に対するものであることを認識し、機械入出力手段（
２１ｂ）に出力データに応じた動作をさせる。例えば、
出力データがブレーキを有効にするものであるときは、
ワンチップマイクロプロセッサ（２３ｂ）は直ちにドラ
イバ出力回路（２５ｂ）を介して機械入出力手段（２１
ｂ）のブレーキを有効にする。

次に、ＣＰ　Ｕ　（１１）が入出力処理ユニット（２２
ａ）及び（２２ｂ）が故障して動作を停止しているかど
うかを確認する動作について説明する。

まず、ＣＰ　Ｕ　（１１）は入出力処理ユニット（２２
ａ）及び（２２ｂ）以外の入出力処理ユニット、即ちロ
ボットのインターフェイスに接続されていない入出力処
理ユニットに対するダミーの出力データを出力する。

ダミーのデータを出力すると、入出力処理ユニット（２
２ａ）及び（２２ｂ）は転送されたダミーの出力データ
をそのまま転送するので、ＣＰＵ（１１）が出力したデ
ータはＣＰ　Ｕ　（１１）に戻ってくることになる。従
って、ＣＰＵ（１１）は入出力処理ユニット（２２ａ）
及び（２２ｂ）が故障していないことを確認できる。

なお、本実施例では２個の入出力処理ユニット（２２ａ
）及び（２２ｂ）を有するロボットのインターフェイス
について説明したが、３個以上の入出力処理ユニットを
有するロボットのインターフェイスであっても、同様の
動作をする。

次に、第２図は本発明の他の実施例に係るロボットのイ
ンターフェイスのブロック図である。

なお、第２図において、第１図と同様の機能を果たす部
分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

本実施例では、各入出力処理ユニット（２２ａ）〜（２
２ｎ）の安全性及び信頼性を高めるため、各入出力処理
ユニット（２２ａ）〜（２２ｎ）に外付けのＣＰＵ監視
回路（３０ａ）〜（３０ｎ）を設けるとともに、Ｒ／Ｃ
（１０）及び入出力処理ユニット（２２ａ）〜（２２ｎ
）ニ共通のホットライン（３１）を設け、必要な機械入
出力手段（２１ａ）〜（２ｉｎ）をリセットできる構成
としたものである。

この入出力処理ユニット（２２ａ）は第１図に示した入
出力処理ユニット（２２ａ）の構成に変えて、又は加え
て、ワイヤードＯＲが可能なオーブンコレクタ出力を有
するＣＰＵ監視回路（３０ａ）と、Ｒ／　Ｃ（１０）及
び他の入出力処理ユニット（２２ａ）〜（２２ｎ）に共
通のホットライン（８１）と、フィルタ回路（１０）か
ら読み込んだ機械入出力手段（２１ａ）の状態のうち、
ワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ）が読み込み可
能であり、かつＯＲ回路（３２）の入力に接続された特
種入力信号が入力されるＯＲ回路（３２ａ）と、ＯＲ回
路（３２ａ）の出力によってドライバ出力をリセットす
る機能を有するドライバ出力回路（３３ａ）と、ワイヤ
ードＯＲが可能なオープンコレクタ出力を有するバッフ
ァ回路（３４ａ）から構成されている。

本実施例においては、第１図に示したロボットのインタ
ーフェイスの動作に加えて、高速かつ確実に所定の動作
を行なう。かかる動作は、例えばＬＳがアクティブにな
ったときに、高速かつ確実にメカブレーキを有効にした
いときは、機械入出力手段（２１ａ）のうち、ＬＳがア
クティブになった旨を示すデータを特種入力データとし
て処理することにより実現される。この場合、メカブレ
ーキに対応するドライバ出力だけをリセットするだけで
よいことは当然である。

まず、機械入出力手段（２１ａ）からの入力データのう
ち特種入力データ、即ちＬＳの動作に対応する入力デー
タがアクティブになると、ＯＲ回路（２０）はドライバ
出力回路（３３ａ）をリセットする。

ドライバ出力回路（３３ａ）のリセットにより、機械入
出力手段（２１ａ）はリセットされる。

さらに、特種入力データがアクティブになると、バッフ
ァ回路（３４ａ）を介してホットライン（３１）がアク
ティブになる。ホットライン（３１）がアクティブにな
ると、各入出力処理ユニット（２２ａ）〜（２２ｎ）の
各ＯＲ回路（３２ａ）〜（３２ｎ）は各ドライバ回路（
３３ａ）〜（３３ｎ）をリセットする。従って、必要な
機械入出力手段（２１ａ）〜（２１ｎ）をリセットでき
る。

次に、Ｒ／　Ｃ（１０）から即座に機械入出力手段（２
１ａ）〜（２１ｎ）をリセットする場合について説明す
る。

この場合、Ｒ／　Ｃ（ｔｏ）がホットライン（３１）を
アクティブにすると、各ＯＲ回路（３２ａ）〜（３２ｎ
）は各ドライバ回路（Ｈａ）〜（３３ｎ）をリセットす
る。

従って、必要な機械入出力手段（２１ａ）〜（２１ｎ）
をリセットできる。

さらに、ワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ）〜（
２８ｎ）が動作を停止したり、暴走する等の異常状態が
発生したときに、即座に機械入出力手段（２１ａ）〜（
２１ｎ）をリセットする場合について説明する。

ワンチップマイクロプロセッサ（２３ａ）〜（２３ｎ）
の一つに異常が発生すると、ＣＰＵ監視回路（３０ａ）
〜（３０ｎ）は異常を検知して、ホットライン（３１）
をアクティブにする。従って、各ＯＲ回路（３２ａ）〜
（３２ｎ）は各ドライバ回路（３３ａ）〜（３３ｎ）を
リセットする。従って、必要な機械入出力手段（２１ａ
）〜（２１ｎ）をリセットできる。

このように、Ｒ／Ｃ（１０）にホットライン（３１）が
アクティブになることにより異常を検知する機能を備え
ることにより、即座にワンチップマイクロプロセッサ（
２３ａ）〜（２３ｎ）の異常発生を認識できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、機械入力手段がロ
ボットの動作に応じたデータを入力したときは、入出力
処理手段がこのデータに対して所定の処理を施し、シリ
アルデータ伝送手段がこのデータをロボット制御手段に
転送するとともに、ロボット制御手段が特定の入出力処
理手段に対するデータを出力したときは、シリアルデー
タ伝送手段が特定の入出力処理手段にこのデータを転送
し、特定の入出力処理手段がこのデータに対して所定の
処理を施し、さらに機械出力手段がロボットに所定の動
作をさせるデータを出力するようにしたので、ロボット
本体とロボット制御装置とを接続するケーブル線の数を
非常に少なくでき、ケーブルの引き回しが簡単になるロ
ボットのインターフェイスが得られるという効果を奏す
る。

又、ロボット本体内におけるデータ線の引き回しも容易
になるので、ロボット本体をコンパクトな構造にできる
。

さらに、ロボット制御装置についても、データの入出力
が１チヤンネルにでき、多くの制御軸を有するロボット
に対して大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るロボットのインターフ
ェイスのブロック図、第２図は本発明の他の実施例に係
るロボットのインターフェイスのブロック図、第３図は
従来のロボットのインターフェイスのブロック図である
。各図中、ｌＯはロボット制御装置、１１はＣＰＵ。１２はメモリ、１３はシリアル入出力回路、２ｏはロボ
ット本体、２１ａ、２１ｂ、・・・、２１ｎは機械入出
力手段、２２　ａ−２２ｂｓ・・・、２２ｎは入出力処
理ユニット、２３ａ　、　２３ｂはワンチップマイクロ
プロセッサ、２４ａ　、　２４ｂはフィルタ入力回路、
２５ａ　、　２５ｂ　。３３ａ　、　３３ｂはドライバ出力回路、２６ａ、２６
ｂはシリアルレシーバ、２７ａｓ２７ｂはシリアルドラ
イバ、２８ａ、２８ｂは機械入出力用電源、２９ａ、２
９ｂは電源電圧変換回路、Ｂｏａ、３０ｂはＣＰＵ監視
回路、３１はホットライン、３２ａ、３２ｂはＯＲ回路
、３４ａ１３４ｂはバッファ回路、４０．４１・・・シ
リアル人出・力信号線、４２・・・シリアル信号線であ
る。なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

ロボットの動作に応じたデータを入力する機械入力手段
及び該ロボットに所定の動作をさせるデータを出力する
機械出力手段から構成された複数の機械入出力手段と、
該複数の機械入出力手段に対応してそれぞれ設けられ、
それぞれ前記データに対して所定の処理を施す複数の入
出力処理手段とを有するロボット本体と、前記複数の入
出力処理手段のうち、特定の入出力処理手段に対するデ
ータを出力するとともに、該複数の入出力処理手段から
のデータを入力するロボット制御手段と、前記ロボット
制御手段及び前記複数の入出力処理手段をループ状に接
続し、該ロボット制御手段及び該複数の入出力処理手段
が出力するデータをシリアル伝送するシリアルデータ伝
送手段と、を備えたことを特徴とするロボットのインタ
ーフェイス。