JPH04250503A - ロボットコントローラの入出力装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットコントローラ
の入出力装置に関し、入出力信号の履歴を記憶できるよ
うにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場の自動化製造ラインには複数
のロボットが配置され、これらのロボットはそれぞれロ
ボットコントローラにて制御されている。ロボットコン
トローラは、ロボットの動作についての手順を示すプロ
グラムが記憶されるメモリ及びこのメモリに記憶された
プログラムを実行させるＣＰＵを実装した基板を内蔵し
ている。ＣＰＵとしては、例えば、８ｂｉｔのＺ８０等
が使用される。これらのロボットコントローラは、工程
制御盤（シーケンサ）から起動、停止等の各種の作業が
順々に指令される。工程制御盤は、各ロボットに実行さ
せるべき作業の手順を示すシーケンスプログラム及びこ
のプログラムを実行させるコンピュータが内蔵されてお
り、ロボットコントローラと工程制御盤との間は、信号
線で接続されている。ここで、ロボットによる作業とし
ては、例えば、スポット溶接、ねじ締め等であり、予め
教示してメモリに記憶されている。また、ロボットコン
トローラには、工程制御盤だけでなく、リミットスイッ
チ、シリンダー、ロボットハンド等の機器とも信号線で
接続している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動化製造ライ
ンにおいて、製造方法の変更、ラインの編成組み換えが
あったときには、ロボットコントローラと工程制御盤等
の機器との信号線の意味付け等が変わることになる。こ
の為、ロボットコントローラを制御するソフトウェア、
つまりプログラムの変更或いは工程制御盤のシーケンス
プログラムの変更が必要となったり、実際の配線を変え
たりする必要がある。通常、ロボットのソフトウェア量
は、膨大なため、この変更作業は大変であり、プログラ
ムミスを生じる虞が高かった。又、工程制御盤のシーケ
ンサプログラムは数台のロボットに対して信号を送受し
ている場合が多く、複雑で多岐に渡るため、一部のプロ
グラムの変更が，他に悪影響を及ぼす場合がある。この
ような場合には、一部のロボットが突然、誤動作するこ
とがあった。

【０００４】このような場合、従来では、工程制御盤か
らロボットコントローラに対する信号を起因するロボッ
トの動作トラブルの原因究明の為に、工程制御盤のシー
ケンスプログラム、配線の断線等を一つ一つ丁寧に調べ
ている。しかし、誤動作の原因が、早急に解明されれば
良いが、そうでないない場合には、製造ラインを長時間
停止しなければならず、問題であった。更に、ロボット
コントローラのＣＰＵにより、入出力信号の履歴をメモ
リに記憶させるておき、その入出力信号の履歴を後で確
認できれば良いが、ロボットの動作速度が遅くなる欠点
がある。一方、高速のＣＰＵを使用すると、コストが上
昇する問題もある。

【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、ロボットコントローラの動作速度を高速に
維持したまま、ロボットコントローラに対する入出力信
号の履歴を記録できるロボットコントローラの入出力装
置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は製造ラインにて使用されるロボットを制御
するロボットコントローラと、該ロボットコントローラ
に対して各種の信号を順々に出力する機器との間におい
て、前記機器から前記ロボットコントローラに対する入
出力信号の履歴を記録する共有メモリ及び該共有メモリ
に前記信号を経時的に記録させ、必要に応じて変更して
読み出し可能な入出力専用ＣＰＵを設けたことを特徴と
する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。同図に示すように工場の自動化製造ライン１には複
数のロボット２が配置され、これらのロボット２はそれ
ぞれロボットコントローラ３にて制御されている。ロボ
ットコントローラ３は、ロボット２の動作についての手
順を示すプログラムが記憶されるメモリ及びこのメモリ
に記憶されたプログラムを実行させるＣＰＵを実装した
基板、所謂マイコンを内蔵している。ＣＰＵとしては、
例えば、８ｂｉｔのＺ８０等が使用される。これらのロ
ボットコントローラ３は、工程制御盤（シーケンサ）４
から起動、停止等の各種の作業が順々に指令されている
。工程制御盤４は、各ロボットに実行させるべき作業の
手順を示すシーケンスプログラム及びこのプログラムを
実行させるコンピュータが内蔵されており、ロボットコ
ントローラ３と工程制御盤４との間は、ここでは４本の
信号線で接続されている。但し、直接接続されているの
ではなく、本発明の一実施例に係る入出力装置５を介し
て接続している。この入出力装置５は、ロボットコント
ローラ３に一体的に設けられるものである。

【０００８】即ち、この入出力装置５は、図２に示すよ
うに共有メモリ５ａと、入出力専用ＣＰＵ５ｂとから構
成されており、工程制御盤４からの入出力信号は、入出
力専用ＣＰＵ５ｂにより、一旦、共有メモリ５ａに書き
込まれた後、ロボットコントローラ３のＣＰＵ（以下、
これをメインＣＰＵという）から順次読み出されるよう
になっている。共有メモリ５ａ，入出力専用ＣＰＵ５ｂ
，ロボットコントローラ４はそれぞれバス接続されてい
る。共有メモリ５ａには、工程制御盤４からロボットコ
ントローラ３に対する入出力信号の履歴、つまり、入出
力信号が経時的に記憶されている。共有メモリ５ａとし
ては、サイクリックバッファとすることができる。即ち
、図３に示すように入力信号のＯＮ，ＯＦＦをそれぞれ
“１”，“０”で示すと、４本の信号線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の入力信号は、例えば（１，１，０，１）　で示される
。従って、信号線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの入力信号（１，０，
１，０），（１，０，０，０），（１，１，０，０），
（０，１，１，１）　…の継続時間が、順に８００ｍｓ
ｅｃ，５００ｍｓｅｃ，１０００ｍｓｅｃ，１０００ｍ
ｓｅｃ　…である場合には、その信号の組合せ及び時間
（タイマー値）が共有メモリ５ａに順に記憶される。共
有メモリ５ａの容量には、制限があるので、古いデータ
から順に掃き出されるのである。共有メモリ５ａの容量
は、できるだけ大きい方がよいが、例えば、１日程度の
信号を記憶できるものとするとよい。

【０００９】ここで、共有メモリ５ａに対する入力信号
の処理は図４に示すようにエラーチャックを行うように
すると良い。即ち、入力信号は、ＯＮ−ＯＦＦの信号の
が連続的に流れるものであり、前回のループに比較して
、そのＯＮ、ＯＦＦ信号の各時間（タイマー値）に変化
があるかないかを調べて、タイマー値に変化が無ければ
、記録内容をそのまま更新し、タイマー値に変化がある
場合には、タイマー値をを新しいデータに書き換える。 その後、入力された信号データを調べ、エラーが合った
場合には、ロボットコントローラにエラーの出力をする
。エラーチェックは、信号のタイミング及び信号の組合
せにより行うことができる。例えば、４本の信号線があ
る場合には、理論的には、２４　＝１６の組合せがある
が、実際には全ての組合せ使用されないので、有り得な
い信号の組合せの場合にはエラーとする。また、入力信
号のＯＮ−ＯＦＦのタイミングは、全ての信号について
同時であるべきであるが、異なったタイミングの場合に
はエラーとする。これら以外にも、通常有り得ない異常
な信号の場合にはエラーの信号を出力する。エラー信号
により、プログラムの実行に対してブレークをかけるよ
うにすると、ロボットの誤動作を未然に防止することが
できる。

【００１０】更に、製造方法の変更、ラインの編成組み
換えがあったときには、工程制御盤からロボットコント
ローラに対する信号線の組合せは変化するが、工程制御
盤のシーケンスプログラムは多岐に渡る膨大なものであ
るので、変更は容易ではない。例えば、信号線Ａを信号
線Ｃへ、信号線Ｃを信号線Ａへと変更すべき場合でも、
シーケンスプログラムに含まれる符号Ａ，Ｃを全て、場
合に依っては何十も何百も書き換える必要がある。そこ
で、入力専用ＣＰＵ５ｂにより、各信号線の共有メモリ
５ａに対する入出力の対応を変えることで、例えば、上
記例では、共有メモリ５ａに記憶された（０，１，１，
１）　を（１，１，０，１）　として読み出すことで、
実質的な配線変更を行ったこととなり、ロボットコント
ローラに適合した入力信号を出力することができる。

【００１１】一方、共有メモリ５ｂａ、入出力タイミン
グの調整により、入出力専用ＣＰＵ５ｂだけでなく、メ
インＣＰＵからもアクセス可能になっている。従って、
メインＣＰＵで共有メモリ５ａの内容を読み出して、信
号の履歴を分析して、誤動作の究明が可能である。ここ
で、共有メモリ５ａに対する書き込み処理は、入出力専
用ＣＰＵ５ｂが行うので、メインＣＰＵには何らの負荷
がかからない。また、入出力専用ＣＰＵ５ｂは、入出力
信号を共有メモリ５ｂに書き込むだけの単機能のＣＰＵ
でも良いが、本実施例では、ＲＳ２３２Ｃインターフェ
ースを介してパソコン６と接続して各種の機能を発揮す
ることが可能である。例えば、共有メモリ５ａのデータ
をパソコン６から読み出して、パソコン６で入出力信号
の履歴を分析し、誤動作の原因を究明し、更に、誤動作
の原因となる信号を除去する機能を発揮するようにして
もよい。

【００１２】具体的には、ロボットの誤動作が生じたら
、入出力装置の共用メモリ５ａに記憶されていたデータ
、即ち入出力信号の履歴をパソコン６のメモリに送り、
パソコン６のＣＲＴ上に表示させ、過去に遡り、誤動作
の発生した時点の各信号のタイミングを調べることで、
ノイズ，断線，プログラムミス等が究明できる。例えば
、工程制御盤４からの信号のタイミングが有り得ない程
極めて短い場合は、ノイズであるとして、このノイズを
削除するようにし、また、有り得ないシーケンスのパタ
ーンである場合には、プログラムミスであるとして、そ
のパターンを除去するのである。このように、本実施例
では、過去の入出力信号の履歴を、その後に確認できる
ので、誤動作の究明ができるだけでなく、誤動作の予防
も可能になった。従来では、そのように手段がないので
、誤動作を未然に防止することができず、また、原因究
明の解析方法が無かったため、ロボットコントローラの
プログラムを改修したり、工程制御盤のシーケンスプロ
グラムを改修し、ワナを掛けてトラブルの発生原因を究
明するか、経験により究明するしかなかったが、本発明
によれば、そのような不都合を取り除くことができる。

【００１３】尚、共有メモリ５ａに対する記憶処理をメ
インＣＰＵにより共用させず、入出力専用ＣＰＵ５ｂを
別個に設けて処理をさせるようにしているので、メイン
ＣＰＵによるロボットの処理速度が遅くなることはない
。また、入出力専用ＣＰＵとしては、例えば、８ｂｉｔ
のＺ８０等でよいので、高速のＣＰＵでロボット制御と
入出力処理を兼用する場合に比較し、コストの低減とな
る。上記実施例では、ロボットコントローラに対して工
程制御盤を接続する場合について本実施例の入出力装置
を使用したが、本発明は、これに限るものではない。 例えば、リミットスイッチとロボットコントローラとを
接続する場合にも、適用できるものである。

【００１４】次に、リミットスイッチの場合における、
共有メモリの記憶内容及びその処理について説明する。 図５に示すように、リミットスイッチからはロボットコ
ントローラに対して、例えば、ＯＮ信号が２０００ｍｓ
ｅｃ，ＯＦＦ信号が１２００ｍｓｅｃ，ＯＮ信号が１６
００ｍｓｅｃ，ＯＦＦ信号が５００ｍｓｅｃ，ＯＮ信号
が６００ｍｓｅｃ　が順に入力されたとすると、共有メ
モリには最新のデータから過去に遡って順にＯＮ／ＯＦ
Ｆの状態及びその時間が記憶されている。共有メモリに
は容量の制限があるので、最新のデータが入力されると
、古いデータから順に掃き出される。

【００１５】ここで、リミットスイッチがＯＮとなる時
は、例えば、車種番号１０００番の車種が製造ラインを
流れる時とする。従って、リミットスイッチがＯＮの時
、ロボットコントローラは、車種番号１０００番の車種
に応じた溶接、ネジ締め等の作業をロボットに実行させ
る必要がある。従来では、本発明に係る入出力装置がな
いので、リミットスイッチを工程制御盤に接続し、工程
制御盤のシーケンスプログラムを修正して、車種番号１
０００番の車種に応じた作業をロボットに実行させるよ
うにしている。しかし、工程制御盤は、１台で多数のロ
ボットコントローラに指令を与えているので、シーケン
スプログラムの変更は大変でミスをし易く、１個のロボ
ットコントローラに変更が、他のロボットコントローラ
に悪影響を与える場合がある。これに対し本発明では、
共用メモリ５ａ及び入出力専用ＣＰＵ５ｂを備えたので
、リミットスイッチからの信号を共用メモリ５ａに記憶
させ、リミットスイッチがＯＮの場合に、車種番号１０
００番の車種に応じた作業をロボットに実行させるよう
にすればよく、工程制御盤のシーケンスプログラムを修
正する必要がないので非常に変更が容易である。また、
他のロボットコントローラに対して悪影響を及ぼす虞が
ない利点がある。

【００１６】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は、ロボットコントローラに対する入
出力信号の履歴を共有メモリに記憶させることができる
ので、ロボットが誤動作した場合における信号を調査す
ることで、誤動作の原因を簡単に究１することができる
。従って、製造方法の変更、製造ラインの編成組み換え
の場合におけるトラブルを早急に解決することが出来だ
けでなく、トラブルの発生を未然に防止することができ
る。更に、入出力専用ＣＰＵを設けたので、メモリに記
憶させても、何らメインＣＰＵに負担がかからず、ロボ
ットの動作速度を高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロボットコントローラ
の入出力装置及び製造ラインを示す外観図である。

【図２】本発明の一実施例に係るロボットコントローラ
の入出力装置の構成図である。

【図３】工程制御盤からの入力信号及び共有メモリに記
憶されるデータの対応の関係を示す説明図である。

【図４】入出力専用ＣＰＵが共有メモリに書き込み、エ
ラーチェックをする過程を示すフローチャートである。

【図５】リミットスイッチの入力信号及び共有メモリに
記憶されるデータの対応の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　製造ライン ２　　ロボット ３　　ロボットコントローラ ４　　工程制御盤 ５　　入出力装置 ５ａ　　共用メモリ ５ｂ　　入出力専用ＣＰＵ ６　　パソコン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　製造ラインにて使用されるロボットを
   制御するロボットコントローラと、該ロボットコントロ
   ーラに対して各種の信号を順々に入出力する機器との間
   において、前記機器から前記ロボットコントローラに対
   する入出力信号の履歴を記録する共有メモリ及び該共有
   メモリに前記信号を経時的に記録させ、必要に応じて変
   更して読み出し可能な入出力専用ＣＰＵを設けたことを
   特徴とするロボットコントローラの入出力装置。