JPH06337710A - ロボットコントローラの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラム実行中データベースでのデータの
修正，変更を可能とし、ロボットが扱う異機種製品の切
替えを円滑にする。 【構成】 データベース１はポイントサイズコマンドで
指定可能な複数のポイントバンク１ａ〜１ｄに区分され
ており（図１（ａ））、かかるポイントバンク１ａ〜１
ｄはプログラムからも、オペレータ側からも指定できる
ようにしている。プログラムの実行中では、図１（ｂ）
に示すように、これらのうちの１つ、即ちポイントバン
ク１ａが指定されており、オペレータの操作により、こ
のポイントバンク１ａ以外のポイントバンクを指定する
ことができる。そこで、次の機種を扱う場合、現機種に
対するプログラムの実行中にデータベース１の空いてい
るポイントバンク、この場合ポイントバンク１ｂを指定
し、そこに、次機種に対するデータを格納することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造設備などに用いら
れるロボットに係り、特に、そのロボットコントローラ
の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットは、ユーザ側からの入力を行な
うためのパソコンなどを含む端末装置と、ロボットを動
作させるためのユーザプログラムを保持し、ロボット各
部の動作を指令するロボットコントローラと、ロボット
コントローラからの指令によって所定の動作をなす機構
部とからなっている。そして、ロボットには、物品を搬
送するロボットや物品を組み立てるロボットなど、種々
の働きをするロボットがあり、これらをコンベアなどと
組み合わせることにより、製造ラインが形成される。

【０００３】かかるロボットにおいては、各機構部の動
作はロボットコントローラのユーザプログラムによって
支配されており、例えば、物品搬送ロボットにおいて、
物品の平面上のＸ，Ｙ軸方向の移動や物品の上下方向
（Ｚ軸方向）の移動が、ユーザプログラムによるロボッ
トコントローラからの指令により、所定の順序で行なわ
れる。

【０００４】従来、ロボットコントローラ内では、ポイ
ントデータや加減速データなどの各種データが、最大５
００個や１０００個の数を確保できる１つの固定領域
（データベース）に格納されており、ユーザプログラム
に従ってこれをアクラスすることにより、所望のデータ
を取り出すようにしている。

【０００５】かかるデータベースに対してマルチタスク
によるアクセスを行なう場合、データベースへのアクセ
ス許可は常に１つのタスクにのみなされる。このため、
時分割アクセス方式が採用されており、図６に示すよう
に、例えばタスク１〜４の４つのタスクに対し、一定期
間毎に順番にアクセス許可が与えられるようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロボットの
動作中、その移動部材の位置座標を修正したい場合があ
る。しかしながら、プログラムの実行中では、かかる修
正はプログラム内のコマンドでしかできず、このため、
ロボットを一旦停止させて、手動でもって修正を行なわ
なければならず、非常に効率が悪いものであった。

【０００７】また、製造設備で取り扱う製品の機種を変
更する場合などでは、ロボットの動作を変更させなけれ
ばならないが、このためには、ロボットコントローラ内
のポイントデータなどを変更させる必要がある。しか
し、この場合でも、ロボットを停止させてデータベース
でのデータの入れ替えを行なわなければならず、段取り
に時間がかかり、多品種小量生産には不向きであった。

【０００８】さらに、上記のようにマルチタスクを時分
割アクセス方式で実行する場合、アクセスに時間を要す
るタスクにもアクセスに時間を要しないタスクにも一定
のアクセス許可時間が割り当てられることになり、各タ
スクは割り当てられたアクセス許可時間が来るまで待た
なければならず、タスク数が多くなる程その待ち時間が
長くなるし、タスク１個当たりの稼動率が低下する。例
えば、図６において、タスク１個当たりのアクセス許可
時間を５ｍｓｅｃとすると、稼動率は５×１００／５×
４＝２５％となる。

【０００９】特にタスクの待ち時間が長くなると、高速
な実行を必要とするタスクの実行速度を高めることがで
きなくなる。ロボットにおいては、パルス発生タスクが
最も重要なタスクであり、これへのアクセス許可が遅れ
ると、ロボットのサーボ制御に支障をきたすことにな
る。

【００１０】さらにまた、タスクがデータベースをアク
セスするにしても、実行するコマンドに応じてアクセス
許可時間を異ならせる必要がある。これは必要とするデ
ータが全てデータベースから読み取れなければならない
からである。このため、時分割アクセス方式を採用して
タスク毎に順番にアクセスを実行する場合、前のタスク
のアクセスが終了しないと、次のタスクにアクセス許可
が与えられないから、パルス発生タスクのアクセス許可
が遅れてしまう場合がある。これを図７によって説明す
る。

【００１１】いま、ロボットの移動部材を図７（ａ）に
示すような移動スピードで移動させるものとする。この
場合のパルスは、例えば図７（ａ）での丸で囲んだＡ部
分について、８４，８８，９２，９６，１００，１０
０，１００，１００，１００，１００と連続してパルス
出力タスクの実行により、出力されるものでなければな
らない。このためには、パルス出力タスクが一定周期で
データベースをアクセスしなければならない。

【００１２】ここで、パルス出力タスク，タスク２，タ
スク３がこの順に時分割でデータベースをアクセスする
ものとすると、図７（ｃ）に示すように、パルス出力タ
スクはデータベースをアクセスし、それからのデータに
よって実行して出力パルスを算出し、図７（ｂ）に示す
ように、９６，１００，１００，１００，１００のパル
スを出力する。

【００１３】かかるパルス出力タスクのアクセスが終了
するとともに、タスク２，タスク３の順にアクセスが行
なわれるが、タスク２のアクセス許可時間がその実行す
るコマンドによって長くなったとすると、タスク３のア
クセス開始は本来与えられるべきアクセス許可時間の開
始タイミングよりも時間Ｔｗだけ遅れてしまい、このた
め、さらに次のパルス出力タスクのアクセス開始が本来
与えられるべきアクセス許可時間の開始タイミングより
も時間Ｔｗ’だけ遅れてしまうことがある。この結果、
パルス出力タスクでのパルス出力タイミングが時間Ｔ
ｗ’だけ遅れ、図７（ｂ）に示すように、出力されるパ
ルスは時間Ｔｗ’だけ遅れて前回の出力パルスとの間に
時間Ｔｗ’途切れることになる。このようにパルスの途
切れが生ずると、図７（ａ’）に示すように、モータ、
従って移動部材の移動スピードが０になってしまい、モ
ータが不連続動作を行なって不必要な負荷がかかること
になる。

【００１４】本発明の目的は、かかる問題を解消し、デ
ータベースでのデータの修正，変更をリアルタイムで行
なうことができるようにしたロボットコントローラの制
御方法を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、パルス出力タスクの
データベースへのアクセス待ち時間を短縮し、ロボット
のサーボ制御を円滑に行なうことができるようにしたロ
ボットコントローラの制御方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、第１の本発明は、データベースをポイントサ
イズコマンドにより複数のポイントバンクに区分し、ポ
イントサイズコマンドによって異なる２以上のポイント
バンクを同時に指定できるようにする。

【００１７】また、上記第２の目的を達成するために、
第２の本発明は、データベースでのデータはその種類毎
にまとめてデータ区分とし、これらデータ区分毎にアク
セス許可を与えるようにするとともに、異なるデータ区
分に対するアクセスは重複可能とし、かつ一定周期のア
クセスを必要する重要なパルス出力タスクのアクセスを
最優先順位とする。

【００１８】さらに、上記第２の目的を達成するため
に、第３の本発明は、パルス出力タスクなどの重要なタ
スクのアクセス許可時間を他のタスクのアクセス許可時
間よりも長くする。

【００１９】

【作用】第１の本発明では、あるタスクがデータベース
での対応するポイントバンクを指定してアクセスしてい
ても、オペレータ側からこれとは異なるポイントバンク
を指定できるため、この指定されたポイントバンクでの
データ修正や変更が可能となり、プログラム実行中での
データの修正，変更が可能となる。従って、別の機種の
製品を取り扱う場合、現在取り扱っている製品に対する
プログラムの実行中、この別の機種の製品に対するデー
タをデータベースの別のポイントバンクに格納すること
ができ、これにより、このポイントバンクをポイントサ
イズコマンドで指定することにより、ロボットを直ちに
異種機種への作業に変更させることができる。

【００２０】第２の本発明では、各タスクに時分割でア
クセス許可を与える場合、各タスクはこれに対応するデ
ータ区分をアクセスすることになるが、前に許可された
タスクがアクセスするデータ区分は異なるデータ区分を
次のタスクがアクセスする場合、前のタスクのアクセス
終了を待たずにアクセス許可が与えられる。また、パル
ス出力タスクに対応するデータ区分を他のタスクがアク
セスしているときに、パルス出力タスクにアクセス許可
を与える時間になると、この他のタスクの代わりにパル
ス出力タスクにこのデータ区分へのアクセス許可が与え
られる。このようにして、各タスクのデータベースへの
アクセスの待ち時間が短縮されるとともに、パルス出力
タスクは待つことなく対応するデータ区分をアクセスす
ることができる。

【００２１】第３の発明では、重要でないタスクのアク
セス許可時間が短くなるので、各タスクの実行周期が短
くなり、パルス出力タスクなどの重要なタスクの実行ス
ピードを高めることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。まず、図２により、本発明を用いるロボットコント
ローラの一具体例について説明する。但し、１はデータ
ベース、２はプログラム実行制御部、３はプログラム、
４はユーザＩ／Ｆ制御部、５はオペレータ操作部、６は
全体制御部である。

【００２３】同図において、データベース１にはポイン
トデータや加減速データなどの各種データが格納されて
おり、従来では、これをプログラム３からアクセスする
ためのプログラム実行制御部２が設けられ、全体制御部
６の制御のもとに、プログラム３からデータベース１へ
の指定が可能となっていたが、本発明では、さらに、ユ
ーザＩ／Ｆ制御部４を設けることにより、オペレータ操
作部５からもデータベース１へのアクセスができるよう
にしている。これにより、データベース１でのデータの
修正，変更をする場合、プログラム３による場合に加
え、オペレータ操作部５からも行なうことができる。

【００２４】なお、全体制御部６は、ロボットコントロ
ーラ全体などの制御を行なうものであるが、プログラム
実行制御部２とユーザＩ／Ｆ制御部４とから同時にデー
タの修正，変更の要求があった場合、これらの調停を行
ない、プログラム３のデットロック（停止）が生ずるの
を防止する。また、プログラム実行制御部２は、プログ
ラム３からコマンドがあると、データベース１からこれ
に対する必要なデータを全て取り出すようにし、このコ
マンドの実行中にデータの変更があっても、このコマン
ドの実行に支障を来さないようにする。

【００２５】図１は本発明によるロボットコントローラ
の制御方法の一実施例を示す説明図であって、図２での
データベース１の具体的な構成を示している。

【００２６】図１（ａ）において、データベース１は複
数のポイントバンク１ａ〜１ｄに区分されており、これ
らポイントバンク１ａ〜１ｄ毎にポイントサイズコマン
ドが設定されている。かかるポイントサイズコマンドに
より、図２におけるプログラム実行制御部２とユーザＩ
／Ｆ制御部４とから指定できるようになっている。ここ
では、データベース１が２０００個のデータを確保でき
るものし、１ポイントバンクのサイズを５００個とし
て、上記の４個のポイントバンク１ａ〜１ｄが設定され
ている。なお、ポイントサイズコマンドの大きさととし
ては、２０００以下であれば任意であり、制御内容によ
り、１０００や５００とする。

【００２７】そこで、図１（ｂ）において、いま、ロボ
ットが現在取り扱っている機種の製品（現機種製品）に
対し、プログラム実行制御部２がプログラム３によって
ポイントバンク１ａを指定し、そのデータを用いて所定
のコマンドを実行しているものとし、次の機種の製品
（次機種製品）の取扱いに移るものとする。この場合に
は、先に説明したように、現機種製品に対するプログラ
ムの実行中図２のオペレータ操作部５からユーザＩ／Ｆ
制御部４を介してデータベース１の指定が可能である
が、図１（ｂ）において、次のポイントバンク１ｂが空
いているとすると、このポイントバンク１ｂがユーザＩ
／Ｆ制御部４が指定され、次機種製品に対するデータが
オペレータ操作部５からユーザＩ／Ｆ制御部４を介して
このポイントバンク１ｂに格納される。

【００２８】このようにして、現機種製品のプログラム
実行中に次機種製品のデータがデータベース１に格納さ
れることになり、現機種製品のプログラム実行が終了す
るとともに、ポイントバンク１ｂを指定することによ
り、次機種製品のプログラムを実行することができる。
従って、従来技術のような現機種製品から次機種製品へ
の変更に際しての段取り時間が削減され、特に他機種小
量生産の場合には、作業の移行が円滑となって生産性が
向上することになる。

【００２９】図３は本発明によるロボットコントローラ
の制御方法の他の実施例を説明するための図であって、
前出図面に対応する部分には同一符号をつけている。

【００３０】同図において、データベース１はデータの
種類毎に区分されており、これらデータ区分毎にアクセ
ス許可が与えられる。データ区分としては、例えば 入力データ……………入出力Ｉ／Ｏのうち、各入力の状
態を示すデータ 出力データ……………入出力Ｉ／Ｏのうち、各出力の状
態を示すデータ 内部Ｉ／Ｏデータ……内部リレーのＯＮ／ＯＦＦ状態や
リモート入出力の状態を示すデータ サーボ………………回転方向，スピード，加減速度，
ベクトルスピード，サーボ出力論理などのパラメータデ
ータ サーボ………………目標座標,現在座標,ソフトリミッ
ト座標,移動状態（停止,低速,加速,減速など）などの現
在値モニタデータ がある。

【００３１】また、プログラム実行制御部２は各タスク
の実行制御部からなっており、例えば、プログラム３の
タスク１を実行する場合には、これに対するデータをデ
ータベース１から取り込むために、タスク１実行制御部
がデータベース１の所定のデータ区分のアクセスを要求
する。図３では、出力データのデータ区分のアクセスを
要求したものとしている。Ｉ／Ｏ部は入出力制御タスク
実行部を介してデータベース１のアクセスを要求し、サ
ーボ入出力部はサーボ制御タスク実行部を介してデータ
ベース１のアクセスを要求する。

【００３２】ここで、サーボ入出力部が実行するタスク
には、上記のパルス出力タスクがあり、サーボ入出力部
が実行するタスクに対するデータはサーボのデータ区
分に全てまとめられている。このため、サーボ入出力部
が実行するタスクはこのサーボのデータ区分に対して
しかアクセスを要求しない。勿論、他のタスクもサーボ
のデータ区分のアクセスを要求する場合もある。

【００３３】さて、ここで、タスク１，２，３，……，
入出力制御タスク，サーボ制御タスクは時分割にデータ
ベース１へのアクセス許可が出される。しかし、それら
のアクセス時間は、図７で説明したのと同様に、コマン
ドの長さに応じて異なる。また、異なるデータ区分に対
してはアクセス許可時間が重なってもよいようにしてい
る。このため、図３に示すように、例えばタスク２がサ
ーボのデータ区分をアクセス中にタスク３が入力デー
タのデータ区分にアクセス要求をした場合、この要求が
許可されてタスク３のこのデータ区分へのアクセスがで
きる。

【００３４】また、サーボ制御タスク、従って、パルス
出力タスクは、他の全てのタスクよりも、アクセス許可
の優先順位が高い。従って、このサーボ制御タスクがサ
ーボのデータ区分をアクセスしているときに、他のタ
スクのこのサーボのデータ区分に対するアクセス要求
があっても、このタスクのアクセスは待たされることに
なり、逆に、他のタスクがサーボのデータ区分をアク
セスしているときに、サーボ制御タスクのこのサーボ
のデータ区分に対するアクセス要求がある場合には、直
ちに、この他のタスクのサーボのデータ区分のアクセ
スが停止され、サーボ制御タスクのこのサーボのデー
タ区分に対するアクセス要求が許可される。

【００３５】以上のように、サーボ制御タスクを含めた
全てのタスクに対し、一定時間毎に時分割でデータベー
スへのアクセス許可がなされ、異なるタスクが異なる任
意のデータ区分にアクセス時間が重なるようにアクセス
要求を出した場合でも、これらの要求は許可されるもの
であるが、唯サーボ制御タスクには、最優先でサーボ
のデータ区分へのアクセス許可がなされる。このため、
図４に示すように、データベース１での各データ区分を
データ領域，，，，として、時分割でアクセ
ス要求を出すタスクをサーボ制御タスク，タスク１，２
とすると、サーボ制御タスクには一定の周期でアクセス
許可がなされ、また、タスク２，３が互いに異なる領域
に対してアクセス要求をしている限り、夫々のアクセス
許可時間に遅れが生ずることがない。

【００３６】従って、この実施例では、各タスクはアク
セス要求時間の遅れを最小限にして必要なデータを全て
データベース１から取り込むことができるし、また、サ
ーボ制御タスク、従ってパルス出力タスクも常に一定の
スピードで実行されることになり、図７（ａ’）で説明
したようなモータスピードの異常な変動は生じないこと
になる。

【００３７】図５は本発明によるロボットコントローラ
の制御方法のさらに他の実施例を説明するための図であ
る。

【００３８】この実施例は、図６で示した従来技術に対
応するものであって、この従来技術と同様、タスク１が
最も重要なタスク、例えばパルス出力タスクとする。

【００３９】図５において、タスク１，２，３，４に時
分割でアクセス許可が与えられるものとすると、最も重
要なタスク１に対するアクセス許可時間を他のタスクの
アクセス許可時間よりも長くする。タスク１に対するア
クセス許可時間が図６での各タスク１〜４のアクセス許
可時間に等しい長さとすると、この実施例では、各タス
クの周期が図６の場合に比べて短くなり、特に、重要な
タスク１の実行スピードを高めることができるし、ま
た、タスク１に対する稼動率が向上する。

【００４０】例えば、タスク１のアクセス許可時間を、
図６の場合と同様に、５ｍｓｅｃとし、他のタスク２，
３，４のアクセス許可時間をその半分の２．５ｍｓｅｃ
とするし、タスク１の実行周期は１２．５ｍｓｅｃと図
６での２０ｍｓｅｃよりも短くなるし、タスク１の稼動
率は５×１００／１２．５≒５０％となって、図６の場
合の２５％のほぼ２倍となる。

【００４１】なお、以上示した数値は説明の便宜上示し
たにすぎず、本発明がかかる数値によって限定されるも
のではない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プログラム実行中にユーザ側からのデータベースの指定
が可能であるから、プログラム実行中にデータベースで
のデータの修正，変更が可能となり、従って、異種機種
製品への切替えに際し、データベースでデータを修正，
変更という段取り時間を短縮できて、ロボットを多機種
小量生産に好適なものとすることができる。

【００４３】また、本発明によると、マルチタスクの時
分割アクセス方式において、異なるタスクのデータベー
スへの同時アクセスを可能とするものであるから、各タ
スクのアクセス待ち時間を短縮することができるし、ま
た、ロボット制御で最も重要となるパルス出力タスクに
データベースへのアクセス許可の最優先順位を与えるも
のであるから、該パルス出力タスクは常に一定の所望ス
ピードで実行できることになる。

【００４４】さらに、本発明によると、マルチタスクの
時分割アクセス方式において、重要度に応じてタスクの
アクセス許可時間の長さを設定し、重要でないタスクの
アクセス許可時間を短くしているので、各タスクの実行
周期を短くすることができて実行速度を高めることがで
きるし、重要度が高いタスクに対する稼動率を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロボットコントローラの制御方法
の一実施例を示す図である。

【図２】本発明を用いるロボットコントローラの一具体
例を示すブロック図である。

【図３】本発明によるロボットコントローラの制御方法
の他の実施例を示す図である。

【図４】図３に示した実施例による各タスクのデータベ
ースアクセス動作を示すタイミング図である。

【図５】本発明によるロボットコントローラの制御方法
のさらに他の実施例を示す図である。

【図６】従来のロボットコントローラの制御方法の一例
を示す図である。

【図７】従来のロボットコントローラの制御方法の他の
例を示す図である。

【符号の説明】

１ データベース １ａ〜１ｄ ポイントバンク ２ プログラム実行制御部 ３ プログラム部 ４ ユーザＩ／Ｆ制御部 ５ オペレータ操作部 ６ 全体制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの動作制御のためのタスクに対
   するデータを格納するデータベースを備えたロボットコ
   ントローラの制御方法において、 該データベースは、プログラム実行制御部及びユーザＩ
   ／Ｆ制御部からアクセス可能であって、ポイントサイズ
   コマンドで指定可能な複数のポイントバンクに区分さ
   れ、 プログラム実行制御部とユーザＩ／Ｆ制御部とが異なる
   ポイントバンクを指定することにより、プログラム実行
   中に該データベースでのユーザＩ／Ｆ制御部によって指
   定されたポイントバンクでデータの修正，変更を可能と
   することを特徴とするロボットコントローラの制御方
   法。
2. 【請求項２】 パルス出力タスクを含むロボットの動作
   制御のためのタスクに対するデータを格納するデータベ
   ースを備え、これらタスクに時分割で該データベースの
   アクセス許可を与えるようにしたロボットコントローラ
   の制御方法において、 該データベースでは、データの種類毎にまとめられた複
   数のデータ区分が設定され、 該パルス出力タスクは該データ区分の特定の１つのみを
   アクセスするものであって、 該パルス出力タスク以外のタスクにおいては、１つのタ
   スクが１つのデータ区分をアクセス中他のタスクがこれ
   とは異なるデータ区分に対してアクセス要求があったと
   きには、アクセス許可を与え、 かつ、該パルス出力タスクのアクセス許可を他のタスク
   よりも優先させることを特徴とするロボットコントロー
   ラの制御方法。
3. 【請求項３】 ロボットの動作制御のためのタスクに対
   するデータを格納するデータベースを備え、これらタス
   クに時分割で該データベースのアクセス許可を与えるよ
   うにしたロボットコントローラの制御方法において、 重要度が高いタスク順にアクセス許可時間を長くしたこ
   とを特徴とするロボットコントローラの制御方法。