JPH0666043B2 - 多軸制御システム - Google Patents

多軸制御システム

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JPH0666043B2
JPH0666043B2 JP21279681A JP21279681A JPH0666043B2 JP H0666043 B2 JPH0666043 B2 JP H0666043B2 JP 21279681 A JP21279681 A JP 21279681A JP 21279681 A JP21279681 A JP 21279681A JP H0666043 B2 JPH0666043 B2 JP H0666043B2
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均 小森谷
和雄 浅川
文夫 田畑
文明 秋谷
俊政 宮崎
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Fujitsu Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path

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Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は、多軸制御システム、特に例えば複数個の関節
をもつロボットなどにおいてセンサ用のセンサ・プロセ
ッサと関節操作用の操作プロセッサとを分離してもうけ
るようにした多軸制御システムにおいて、センサ・プロ
セッサは共通バッファ・メモリ上に指示データを書込ん
でデータ・セット指示を操作プロセッサに通知すると共
に、操作プロセッサは上記データ・セット指示にもとづ
いて現行動作の減速に入って当該減速が行われた後に上
記指示データを共通バッファ・メモリから読取るように
して、割込みにもとづいて生じる操作の非所望な瞬間停
止動作を解消するようにした多軸制御システムに関する
ものである。
(B) 技術の背景と目的 例えばTVカメラなどのセンサによって位置を検出しつつ
多関節アームを動かすようにしたロボットなどにおいて
は、センサからの情報を処理するセンサ処理機能と上記
アームに対する操作指示機能とを必要とする。これら2
つの機能を、第1図を参照して後述する如く単一の例え
ばマイクロプロセッサなどによって行なわせようとする
と、当該プロセッサの負荷が大となり過ぎて上記アーム
の動きが非所望に継続したものとなる。この点を解決す
るために、第2図を参照して後述する如く、センサ・プ
ロセッサと各関節に対応してもうけられる操作プロセッ
サとをもうけて夫々に機能分担を行なわせる方式が採用
されている。
しかし、この場合においても、指示データの受渡しに関
して、第3図を参照して後述する如く、非所望な瞬間停
止動作が生じる。
(C) 発明の目的と構成 本発明は、上記の問題を解決することを目的としてお
り、センサ・プロセッサからの指示データをいわば時間
をおいてリード可能に構成するようにして上記の問題を
解決することを目的としている。そして、そのため本発
明の多軸制御システムは、複数の制御軸をそなえセンサ
からの位置情報にもとづく制御信号によって駆動制御が
行われるよう構成されてなり, かつ上記各制御軸対応にもうけられて当該制御軸の動作
を行う操作プロセッサと上記センサからの位置情報を処
理して上記各操作プロセッサに指示を与えるセンサ・プ
ロセッサとを有する 多軸制御システムにおいて, 上記各操作プロセッサと上記センサ・プロセッサとが夫
々共通に自己のアドレス空間としてもつ共通バッファ・
メモリをそなえると共に, 上記センサ・プロセッサは,目標位置を与える上記指示
データを上記共通バッファ・メモリ上に書き込んだ上で
上記操作プロセッサに対してデータ・セット指示を発し
かつ当該操作プロセッサからのデータ・リード通知を確
認して次の目標位置を与える指示データを上記共通バッ
ファ・メモリに書き込む動作を説明するよう構成され, 上記各操作プロセッサは,上記センサ・プロセッサから
の上記データ・セット指示を確認して現行動作の減速に
移行し,当該減速が完了した後に上記共通バッファ・メ
モリ上の指示データの読み取りを行い,かつ上記データ
・リード通知を発して当該指示データに対応した次の動
作に移行するよう構成される ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ説明す
る。
(D) 発明の実施例 第1図は単一のプロセッサを用いる制御システムの一
例、第2図は本発明による改良前における多軸制御シス
テムの構成を示しており本発明の一実施例においても実
質上同一形態の構成をもつものを表わしている。第3図
は本発明の前提問題を説明する説明図、第4図は本発明
による一実施例動作を説明する説明図、第5図は本発明
の一実施例要部構成を示す。
第1図において、1はプロセッサ、2はTVカメラの如き
センサ、3はインタフエース部、4は多関節アーム(又
はロボット)、5は制御回路部、6はTVカメラの視野を
表わしている。
図示構成の場合、多関節アームの先端の座標位置をセン
サ2によって検出し、この位置情報がインタフエース部
3を介してプロセット1に通知される。プロセッサ1
は、上記位置情報と目標位置との位置関係を計算し、多
関節アーム4を次に動かす方向と距離とを決定して、制
御回路部5に送出する。制御回路部5は、これによって
多関節アーム4を移動せしめる。この間、センサ2は、
多関節アーム4の先端の座標位置を検出するように働ら
く。
第1図図示の場合には、上述の如く、単一のプロセッサ
1が、センサ2からのセンス情報に対応した処理を行な
うセンサ処理機能と、制御回路部5に指示を与える操作
指示機能との少なくとも2つの機能を行なう必要があ
り、多関節アーム4の動きが断続的なものになる。
第2図は、第1図図示の構成の問題点を解決すべく、セ
ンサ・プロセッサと操作プロセッサとを分離した構成を
示している。図中の符号2,3,4,6は第1図に対応し、7
はセンサ・プロセッサ、8−1,8−2は夫々操作プロセ
ッサであって各関節に1対1に対応づけられるもの、9
−1,9−2は夫々制御回路部、10は共通バス・ラインを
表わしている。
図示構成の場合、第1図に関連して説明した所の、セン
サ処理機能についてはセンサ・プロセッサ7が実行し、
操作指示機能については各操作プロセッサ8−1と8−
2とが夫々自己の受持つ関節の操作に関して実行する。
そして、センサ・プロセッサ7と各操作プロセッサ8−
1,8−2との間においては、共通バス・ライン10を介し
てハンド・シェイクのインタフエースによって指示デー
タの受渡しを行なうようにされる。
しかし、第2図図示の構成の場合においても、1つの技
術的な新しい課題が生じた。即ち、この種の関節の制御
においては、関節の移動速度を第3図(A)図示の如
く、ゆっくりとスタートしてゆっくりと停止するように
制御することが望まれる。しかし、第2図図示の構成に
おいて、センサ・プロセッサ7が次の指示データを例え
ば操作プロセッサ8−1に送出するに当って、センサ・
プロセッサ7が操作プロセッサ8−1に対して割込みを
かけて送出するようにすることから、関節アームの動き
に非所望に瞬間停止の状態が生じることとなる。この点
について、第3図(B)(C)を参照して説明する。
今第3図(B)図示の如く、アームを点Oを中心として
実線矢印の方向に移動せしめることを考える。この場
合、アームは、第3図(C)図示の如くゆっくりと加速
されてゆく。この動きに対応した座標位置は第2図図示
のセンサ2によって検出されており、アームが目標点に
達したときから一般には少し遅れて操作プロセッサ8−
1はセサ・プロセッサ7から割込みをかけられてこれを
受信する。この状態が図中RECとして示されており、こ
れまでの間アームは図示の如く走行している。上記割
込みをかけられた操作プロセッサ8−1は、それまでの
アーム操作のための処理を中断され、上記割込みにもと
づいて次の指示データを受取る。即ち図示の場合には、
図示の走行を行なうべきことを指示する指示データを
受取る。上記中断によって、アームの走行には急速に停
止(SP)される。そして上記図示の指示データに対応
した操作処理にもとづいて、アームは図示の如くゆっく
りと加速されてゆく。
上記の如く、センサ・プロセッサ7が割込みによって指
示データを通知し、操作プロセッサ8−1は、現行の操
作処理を中断して当該指示データを受取る処理に入るこ
とのために、アームの動きに非所望な瞬間停止の状態が
生じる。
即ち,第2図図示の構成で言えば,センサ・プロセッサ
7から操作プロセッサ8−1に割り込みが入り,操作プ
ロセッサ8−1はセンサ・プロセッサ7から目標角度例
えばθを受け取り,操作プロセッサ8−1は制御回路
9−1から現在角度例えばθを読み取り,角度θ
角度θとをもとに,加速時間終了t1,減速開始時間t2,
減速終了時間t3を計算するようになることから,この
間,操作プロセッサ8−1の操作動作は中断してしま
い,瞬間停止が生じる。
第4図は本発明による一実施例動作を説明している。即
ち、本発明の場合には、第3図(B)(C)を参照して
説明した所の割込み受信(REC)に対応して、操作プロ
セッサ8−1において減速動作を行ない得るようにす
る。勿論、操作プロセッサ8−1が減速動作処理を実行
していたのでは、上述の指示データを受取ることができ
ず、このための時間的余裕を与えるように配慮してい
る。即ち、センサ・プロセッサ7は、第5図に示す如き
共通バッファ・メモリ上に上述の指示データを書込んで
おいて、データ・セット指示を操作プロセッサ8−1に
通知するようにする。操作プロセッサ8−1は、当該通
知にもとづいて、現行動作から減速動作を行なうように
操作してゆく。そして例えば停止(SP)状態になったと
きに、上述の共通バッファ・メモリの内容を読取り、デ
ータ・リード通知をセンサ・プロセッサ7に通知すると
共に当該指示データに対応する動作(図示)を開始す
るようにする。センサ・プロセッサ7においては、当該
データ・リード通知を受取った上で、次の指示データを
共通バッファ・メモリにセットする動作が行なわれる。
第5図は本発明の一実施例要部構成を示し、図中の符号
7,8−1,8−2,10は第2図に対応しており、11は共通バッ
ファ・メモリを表わしている。センサ・プロセッサ7
は、共通バッファ・メモリのアドレスを自己のアドレス
空間内にもち、当該アドレスを指定して、リード/ライ
トすることができる。また操作プロセッサ8−1や8−
2についても同様である。
センサ・プロセッサ7と各操作プロセッサ8−1や8−
2との間のデータの授受に関しては、第4図を参照して
記述した通りであり、改めて説明することを省略する
が、各操作プロセッサ8−1や8−2は減速のための処
理を実行した上で共通バッファ・メモリ11の内容をリー
ドすることができる。このために、第4図(B)図示の
如く、所望なスムーズなアーム移動を行なわせることが
可能となる。
なお,従来の場合の動作をより明瞭にするためにフロー
チャートを用いて説明する。
第6図は共通バッファ・メモリを持たない従来の場合の
フローチャートを示す。
処理:センサ・プロセッサ7から割り込みが入り,操
作プロセッサ8−1のプログラムが起動する。
処理:操作プロセッサ8−1はセンサ・プロセッサ7
から目標角度θを受け取る。
処理:操作プロセッサ8−1は,制御回路9−1から
現在角度θを読み取る。
処理:操作プロセッサ8−1は,△θを計算し,時間
t1,t2およびt3を計算する。
処理:各時間t1,t2,t3は夫々図示の式で与えられる。
処理:操作のための所期設定を与える。
処理:時間Tが加速終了時間t1以下か否かを調べる。
処理:以下であれば,角速度を計算する。
処理:加速終了時間に等しいか超えていれば,時間T
が減速開始時間t2以下か否かを調べる。
処理:以下であれば、最大角速度をもって角速度と
する。
処理:減速開始時間に等しいか超えていれば,時間T
が減速終了時間t3以下か否かを調べる。
処理:以下であれば,角速度を計算する。減速終了
時間に等しいか超えていれば,静止となる。
処理:角速度を制御回路9−1に出力する。
処理:時間Tに微小時間△Tを加える。
処理:タイマに微小時間△Tをセットする。
処理:時間△T後にタイマ完了を検知し,処理に戻
る。
以上のように,従来の場合には,センサプロセッサ7か
ら操作プロセッサ8−1や8−2が直接データを受信す
るようにしているために,第3図に関連して説明した急
速停止状態が生じていたものである。
(E) 発明の効果 以上説明した如く、本発明によれば、例えば関節アーム
の移動がきわめてスムーズなものとなる。なお、プロセ
ッサ間通信として、共通バッフア・メモリを利用するこ
と自体は公知のことであるが、本発明の場合にはこれに
よってアームなどの移動をスムーズなものとすることが
可能となっている。
【図面の簡単な説明】 第1図は単一のプロセッサを用いる制御システムの一
例、第2図は本発明による改良前における多軸制御シス
テムの構成を示しており本発明の一実施例においても実
質上同一形態の構成をもつもの、第3図は本発明の前提
問題を説明する説明図、第4図は本発明による一実施例
動作を説明する説明図、第5図は本発明の一実施例要部
構成第6図は共通バッファ・メモリを持たない従来の場
合のフローチャートを示す。 図中、2はセンサ、3はインタフエース部、4は多関節
アーム(又はロボット)、7はセンサ・プロセッサ、8
は操作プロセッサ、9は制御回路部、10は共通バス・ラ
イン、11は共通バッファ・メモリを表わす。
フロントページの続き (72)発明者 田畑 文夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 秋谷 文明 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宮崎 俊政 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−15504(JP,A) 特開 昭56−67471(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の制御軸をそなえセンサからの位置情
    報にもとづく制御信号によって駆動制御が行われるよう
    構成されてなり, かつ上記各制御軸対応にもうけられて当該制御軸の動作
    を行う操作プロセッサと上記センサからの位置情報を処
    理して上記各操作プロセッサに指示を与えるセンサ・プ
    ロセッサとを有する 多軸制御システムにおいて, 上記各操作プロセッサと上記センサ・プロセッサとが夫
    々共通に自己のアドレス空間としてもつ共通バッファ・
    メモリをそなえると共に, 上記センサ・プロセッサは,目標位置を与える上記指示
    データを上記共通バッファ・メモリ上に書き込んだ上で
    上記操作プロセッサに対してデータ・セット指示を発し
    かつ当該操作プロセッサからのデータ・リード通知を確
    認して次の目標位置を与える指示データを上記共通バッ
    ファ・メモリに書き込む動作を開始するよう構成され, 上記各操作プロセッサは,上記センサ・プロセッサから
    の上記データ・セット指示を確認して現行動作の減速に
    移行し,当該減速が完了した後に上記共通バッファ・メ
    モリ上の指示データの読み取りを行い,かつ上記データ
    ・リード通知を発して当該指示データに対応した次の動
    作に移行するよう構成される ことを特徴とする多軸制御システム。
JP21279681A 1981-12-30 1981-12-30 多軸制御システム Expired - Lifetime JPH0666043B2 (ja)

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JPS58117005A JPS58117005A (ja) 1983-07-12
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6074983U (ja) * 1983-10-26 1985-05-25 フアナツク株式会社 ロボツト制御装置
JPS62232006A (ja) * 1986-04-02 1987-10-12 Yokogawa Electric Corp ロボツト・システム
JPH0760339B2 (ja) * 1987-11-30 1995-06-28 工業技術院長 制御装置

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