JPH10309685A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボット本体のユーザに使いやすい各種機能
を、容易に実現すること。 【解決手段】 ロボット本体を制御するリアルタイム処
理を行う第１処理回路を含む部分と、ロボット本体を操
作する第２処理回路を含むマンマシンインタフェース部
分とを、共有メモリで接続して汎用ＯＳ上で動作するア
プリケーションプログラムが容易にロボット間でデータ
を参照することができるようにし、必要なソフトウエア
などの構築を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数軸を有するロ
ボット本体のためのアプリケーションプログラムをユー
ザが容易に組込むことが可能である新規なロボット制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からのロボット制御装置は、ロボッ
ト制御手段とマンマシンインタフェース手段とが一体形
のシステムとして構成されている。したがってロボット
本体を、ユーザに使いやすい各種可能を実現する動作を
達成させることが不可能であり、またはたとえ可能であ
ったとしても、先行技術のロボット制御装置を製造する
メーカなどに限られた範囲でしか機能を実現することが
できず、しかもそれに必要な開発工数および開発期間が
膨大なものになる。

【０００３】また従来のロボット制御装置では、パーソ
ナルコンピュータをＲＳ２３２Ｃなどのインタフェース
を用いたシリアル回線で接続して、ユーザに使いやすい
各種機能を実現することは、制限があり、通信速度の制
約およびデータ容量に起因して、限られた用途にしか適
用することができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ユー
ザに使いやすい各種機能を実現することが容易であるロ
ボット制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、手首を駆動す
る複数軸を有するロボット本体と、指令信号に応答し
て、ロボット本体の各軸を駆動するサーボユニットと、
ロボット本体に関連するデータをストアする共有メモリ
と、共有メモリにストアされている指令データを読出し
て前記指令信号としてサーボユニットに与える第１処理
回路と、指令データを入力操作する入力手段と、入力手
段からの指令データを共有メモリに書込む第２処理回路
とを含むことを特徴とするロボット制御装置である。

【０００６】本発明を簡単に述べると、ロボット本体を
制御するリアルタイム処理を行う部分とロボット本体を
操作するマンマシンインタフェース部分とを高速データ
通信（たとえば１００Ｍｂｙｔｅ／ｓｅｃ以上）可能な
共有メモリで接続して、ロボットコントローラを一体化
することにより、Ｗｉｎｄｏｗｓ等の汎用ＯＳ（オペレ
ーションシステム）上で動作するアプリケーションが容
易にロボット関連データを参照できるようにし、グラフ
ィカルユーザインタフェースや通信機能を使用して、エ
ンドユーザに利用しやすくするとともに、そのために必
要なソフトウエア等の構築を容易にするための各種機能
を提供することにより、従来の課題を解決する。

【０００７】これによって制御手段であるロボット制御
用計算機と操作手段であるロボット操作用計算機を接続
し、それぞれが共有メモリへデータを入出力することに
よって、複数のロボットを制御したり動作状況をモニタ
したりすることを可能にする。また、ネットワーク通信
サーバを備えることによって、遠隔操作用計算機との接
続が可能となり、遠隔操作用計算機がロボット操作用計
算機と同等の機能が実現できる。

【０００８】本発明の或る考え方による構成は、ロボッ
ト制御用計算機は、実際にロボットを制御するロボット
制御部と共有メモリとデータの入出力を行うデータ入出
力部から構成される。ロボット操作用計算機は、マンマ
シンインタフェースおよびロボット動作のモニタを目的
としたアプリケーションソフトウエア群とそれらアプリ
ケーションソフトウエア群と共有メモリ間でデータの入
出力を可能にするためのデータ入出力部、さらにネット
ワーク接続された計算機と共有メモリ間でデータの入出
力を可能にするネットワーク通信サーバから構成され
る。

【０００９】本発明の他の考え方による構成は、ロボッ
ト本体の各軸を動作させるためのリアルタイム処理を行
う第１処理回路または制御手段であるロボット制御用計
算機と、ロボット本体の操作および監視を行うマンマシ
ンインタフェース部を受け持つ第２処理回路または操作
手段であるロボット操作用計算機と、これらの２つの計
算機双方から、たとえば１００Ｍｂｙｔｅ／ｓ以上の高
速度でかつ随時にアクセス可能ないわゆるリュアルポー
トメモリなどの共有メモリと、サーボユニットおよびテ
ィーチングペンダントなどと称される教示データの入力
手段などを含んで構成される。

【００１０】請求項１の本発明に従えば、第１および第
２処理回路は、共有メモリに指令データを読出しおよび
書込むことがそれぞれ可能であり、これによって第１処
理回路および第２処理回路毎に個別的にメモリを設けた
構成に比べて、構成の簡略化を図ることができるととも
に、演算処理速度の向上を図ることができる。

【００１１】また本発明は、（ａ）手首を駆動する複数
軸を有するロボット本体と、（ｂ）指令信号に応答し
て、ロボット本体の各軸を駆動するサーボユニットと、
（ｃ）制御手段であって、指令データをストアする共有
メモリと、サーボユニットと接続されるサーボ通信イン
タフェースと、共有メモリにストアされている指令デー
タを読出してサーボ通信インタフェースを介してサーボ
ユニットに前記指令信号として導出する第１処理回路
と、第１処理回路に接続される第１バスインタフェース
とを有する制御手段と、（ｄ）操作手段であって、入力
操作され、ロボット本体の各軸を動作するための指令デ
ータを導出する入力手段と、第１バスインタフェースに
接続される第２バスインタフェースと、入力手段からの
指令データを第２バスインタフェースを介して第１バス
インタフェースから共有メモリに書込む第２処理回路と
を有する操作手段とを含むことを特徴とするロボット制
御装置である。

【００１２】本発明に従えば、制御手段に設けられてい
る共有メモリは、その制御手段に設けられている第１処
理回路によって指令データを読出すことができるととも
に、操作手段に設けられている第２処理回路によって指
令データを共有メモリに書込むことができる。したがっ
て上述の請求項１と同様に、構成の簡略化を図ることが
できるとともに、演算処理速度の向上を図ることができ
る。指令データというのは、ロボット本体の各軸を駆動
するためのコマンドなどであってもよい。

【００１３】本発明のさらに他の考え方に従えば、ロボ
ット制御用計算機が内部に入力または計算したロボット
本体の各軸エンコーダ値、変換マトリクス、各軸指令
値、速度指令値、現在速度、各軸電流値、実行中のプロ
グラム、ステップ番号、エラー情報等などのロボット動
作データならびにロボットの操作に必要なティーチ／リ
ピート、ホールド／ラン、サイクルスタート、モータ電
源、エラーリセット、非常停止等の操作データをロボッ
ト制御用計算機がリアルタイムに共有メモリに出力でき
るとともに、ロボット操作用計算機によるこれら操作デ
ータの切換えが可能となることによって、ロボット操作
用計算機がロボット操作を実施できる。前記動作データ
というのは、ロボット本体の動作状態を表す検出データ
であり、操作データというのは、コマンドなどを含む指
令データである。

【００１４】また本発明は、（ａ）第２処理回路に接続
される第１ネットワーク通信インタフェースと、（ｂ）
ネットワーク操作手段であって、入力操作され、ロボッ
ト本体の各軸を動作させる指令データを導出するネット
ワーク入力手段と、第１ネットワーク通信インタフェー
スに接続される第２ネットワーク通信インタフェース
と、ネットワーク入力手段からの指令データを、第２ネ
ットワーク通信インタフェースを介して第１ネットワー
ク通信インタフェースから第２処理回路に与える第３処
理回路とを有するネットワーク操作手段とを含み、
（ｃ）第２処理回路は、第１ネットワーク通信インタフ
ェースからの指令データを、第２バスインタフェースを
介して第１バスインタフェースから共有メモリに書込む
ことを特徴とする。

【００１５】本発明の考え方に従えば、ロボット操作用
計算機でロボット動作データの監視、操作データの入出
力によりロボット本体の操作を実現できる機能は、ロボ
ット操作用計算機上にネットワーク通信サーバ機能を設
けることにより、ネットワークに接続された複数の遠隔
操作用計算機が遠隔操作用計算機上で実現できる。

【００１６】本発明に従えば、操作手段の第２処理回路
には、ネットワークを構成する単一または複数のネット
ワーク操作手段の第３処理回路が接続され、この第３処
理回路は、第２処理回路を介して共有メモリに指令デー
タを書込むことが可能である。

【００１７】また本発明は、ロボット本体の動作状態を
検出してサーボユニットに与える検出手段を含み、サー
ボユニットからの検出手段の検出データは、第１サーボ
通信インタフェースを介して第１処理回路によって共有
メモリに書込まれ、第２処理回路に接続され、検出デー
タを表示する表示手段をさらに含み、第２処理回路は、
共有メモリにストアされている検出データを、第１バス
インタフェースおよび第２バスインタフェースを介して
読出して表示手段に表示されることを特徴とする。

【００１８】さらに本発明に従えば、ロボット本体の動
作状態を表す検出データを、第２処理回路で共有メモリ
から読出して表示手段に目視表示または音響表示して出
力することができる。

【００１９】また本発明は、ネットワーク操作手段は、
第３処理回路に接続され、検出データを表示するネット
ワーク表示手段をさらに含み、第３処理回路は、共有メ
モリの第２処理回路によって読出された検出データを、
第１ネットワーク通信インタフェースおよび第２ネット
ワーク通信インタフェースを介して受信し、ネットワー
ク表示手段に表示させることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、ネットワーク操作手段の
第３処理回路には、表示手段が接続され、共有メモリに
ストアされている検出データを、そのネットワーク表示
手段に表示することができる。

【００２１】また本発明は、サーボ通信インタフェース
には、複数のサーボユニットが接続され、各サーボユニ
ットは、個別的に接続されたロボット本体を駆動するこ
とを特徴とする。

【００２２】本発明の或る考え方に従う構成では、ロボ
ット制御装置において、ロボット制御用計算機は複数台
のロボット本体の各軸、たとえばロボットアームを制御
することが可能であり、また共有メモリを経由して複数
台のロボット制御用計算機をロボット操作用計算機に接
続することによって、ロボット操作用計算機上の各機能
はロボットアーム番号を指定することによって、複数台
のロボットアームに対して実行できる。

【００２３】また本発明は、入力手段によって入力され
る指令データの種類は、ネットワーク入力手段によって
入力される指令データの種類と同一のものを含み、さら
に、その他の種類も含むことを特徴とする。

【００２４】本発明の或る考え方に従えば、ロボット制
御用計算機は無制限に外部からのコマンド入力を受付け
る無制限外部コマンド入力機能を持ち、ロボット動作プ
ログラムの入出力、内部データや内部パラメータの入出
力、ロボットの起動停止の制御、蓄積されたエラー情報
や操作履歴の出力等の各機能に対応するコマンドを共有
メモリ経由、ロボット操作用計算機の入力装置（キーボ
ード、タッチパネル、マウス等）から入力し、ロボット
操作用計算機の出力装置（たとえば液晶または陰極線管
ＣＲＴの画面）で実行結果が得られることを可能にする
とともに、ロボット制御用計算機はリエントラントに作
られている無制限外部コマンド入力機能を、別タスクと
して機能を制限して実行するもう１つの制限外部コマン
ド入力機能を持ち、共有メモリ経由、ロボット操作用計
算機上に準備された外部コマンド入出力機能を用いて、
ロボット操作用計算機上で実行されるアプリケーション
ソフトウエアからコマンドを発行しロボットの制御が可
能となるとともに、ロボット操作用計算機上の２つ以上
のアプリケーションソフトウエアからのコマンド実行要
求に対して、排他制御の機能を持ち、制限外部コマンド
入出力における機能制限は、データの書込みおよび変
更、動作の起動等システム全体の正常な動作に影響のあ
るコマンドを任意に制限できる。

【００２５】また本発明の他の考え方に従えば、ロボッ
ト操作用計算機で制限外部コマンド入出力機能を実行で
きる機能は、ロボット操作用計算機上にネットワーク通
信サーバ機能を設けることにより、ネットワークに接続
された複数の遠隔操作用計算機が前記の機能を遠隔操作
用計算機上で実現できる。

【００２６】また本発明は、入力手段は、教示データの
入力を行い、第２処理回路は、教示データを共有メモリ
にストアすることを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、第２処理回路に接続され
た入力手段、たとえばキーボードまたは液晶もしくは陰
極線管の画面に表示された入力操作用表示画像とカーソ
ルを移動してクリック操作によって入力するマウスとの
組合わせ構造などによって、ロボット本体の各軸の教示
データの入力を行うことができ、その教示データを、共
有メモリにストアしておき、第１処理回路によってサー
ボユニットに伝送して再生リピートすることができる。

【００２８】また本発明は、教示データの入力操作時
に、その教示データによってロボット本体が動作し、表
示手段は、入力された教示データによるロボット本体の
動作を表示することを特徴とする。

【００２９】本発明に従えば、第２処理回路に接続され
ている入力手段の入力操作によって、その教示データに
伴いロボット本体が動作し、これによって教示データを
オペレータが確認して記録することができる。

【００３０】第２処理回路に接続された入力手段および
ネットワーク操作手段に備えられている第３処理回路に
接続されるネットワーク入力手段によって、ロボット本
体の各軸を動作させるための指令データを入力して共有
メモリにストアし、こうしてロボット本体の動作を、た
とえば遠隔操作することは可能であるけれども、第２処
理回路に接続される入力手段のみによって教示データの
入力を行うことができ、ネットワーク入力手段によって
は教示データの入力を行うことができないように構成
し、これによって安全性の向上を図ることができる。

【００３１】本発明に従えば、第２処理回路に接続され
ている入力手段によって教示データを入力し、このとき
第２処理回路に接続されている液晶または陰極線管など
の表示手段は、共有メモリから第２処理回路によって読
出された検出データを目視表示または音響表示して出力
する。こうして教示データを確認しながら記録して共有
メモリに書込むことが可能となる。

【００３２】また本発明は、共有メモリは、各指令デー
タに対応して指令データ用フラグ領域を有し、第２処理
回路は、指令データ用フラグ領域が予め定める指令デー
タ用一方論理値であるとき、指令データを共有メモリに
書込むとともに、その指令データ用フラグ領域を予め定
める指令データ用他方論理値とし、第１処理回路は、指
令データ用フラグ領域が前記指令データ用他方論理値で
あるとき、その指令データ用フラグ領域に対応する指令
データを読出し、その指令データ用フラグ領域を前記指
令データ用一方論理値とすることを特徴とする。

【００３３】本発明に従えば、第２処理回路は、共有メ
モリの指令データが第１処理回路によって読出された後
に、その指令データを新たに書込むことが許容される。

【００３４】また本発明は、共有メモリは、検出データ
に対応して検出データ用フラグ領域を有し、第１処理回
路は、検出データ用フラグ領域が予め定める検出データ
用一方論理値であるとき、検出データを共有メモリに書
込むとともに、その検出データ用フラグ領域を検出デー
タ用予め定める他方論理値とし、第２処理回路は、検出
データ用フラグ領域が前記検出データ用他方論理値であ
るとき、その検出データ用フラグ領域に対応する検出デ
ータを読出し、その検出データ用フラグ領域を前記検出
データ用一方論理値とすることを特徴とする。

【００３５】本発明に従えば、第１処理回路は、共有メ
モリの検出データが読出された後に、新たな検出データ
を書込むことが可能になる。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
ロボット制御装置の全体の構成を簡略化して示すブロッ
ク図である。複数軸（この実施の形態ではたとえば６
軸）を有するロボット本体６００の各軸は、サーボユニ
ット５００に、ライン６０１を介して接続される。サー
ボユニット５００には、ティーチングペンダントと称す
ることができる教示入力手段５０１が接続されるととも
に、操作ボックス５０２が接続される。教示入力手段５
０１の操作によって、ロボット本体６００を動作させな
がら、教示データの入力を行うことができる。操作ボッ
クス５０２によって、モータ電源のＯＮ／ＯＦＦなどの
操作を行うことができる。サーボユニット５００、教示
入力手段５０１および操作ボックス５０２は、ロボット
本体６００の近傍場所に配置される。サーボユニット５
００は、ライン５２０を介して事務所などに設けられた
制御手段１００に接続される。制御手段１００は、ライ
ン４００を介して操作手段２００に接続される。操作手
段２００には、入力手段であるキーボード２０７および
液晶または陰極線管などによって実現される表示手段２
０４が接続される。操作手段２００、キーボード２０７
および表示手段２０４は、たとえば市販のパーソナルコ
ンピュータ１１を用いて実現することができる。制御手
段１００は、このパーソナルコンピュータ１１のハウジ
ング１２内に内蔵して配置することができる。

【００３７】図２は、図１に示されるロボット制御装置
の全体の構成を示す斜視図である。ロボット本体６００
は、固定位置に設けられた基台６１１上に旋回体６１２
が設けられ、さらにアーム６１３，６１４，６１５など
が各軸まわりに角変位駆動可能に設けられ、これによっ
て手首６１６が希望する位置にもたらされて作業が行わ
れる。表示入力手段５０１は可撓線５０９を介してサー
ボユニット５００に接続され、これによってオペレータ
は、教示入力手段５０１を把持しながら、ロボット本体
６００の動作状況を直接に目で見て確認しつつ、教示入
力を行うことができる。

【００３８】本発明によれば、ロボット本体６００を制
御するリアルタイム処理を行う制御手段１００と、ロボ
ット本体を操作するマンマシンインタフェース部分であ
る操作手段２００とを分離し、汎用ＯＳ上で動作するア
プリケーションプログラムによってロボット本体６００
を動作させる構成を実現することができる。これによっ
てグラフィカルユーザインタフェースおよび通信機能を
使用し、エンドユーザに利用しやすく、そのために必要
なソフトウエアプログラムなどの構築を容易にすること
ができる。

【００３９】図３は、図１および図２に示される本発明
の実施の一形態の電気的構成を示すブロック図である。
ロボット本体６００の各軸にはモータ６１７がそれぞれ
設けられ、これによって駆動される各軸の位置は、エン
コーダ６１８によって検出される。

【００４０】サーボユニット５００では、ライン５２０
を介する指令信号が、サーボ通信インタフェース５０３
を介して、マイクロコンピュータなどによって実現され
る処理回路５０４に入力される。処理回路５０４は、リ
ードオンリメモリ５０５に予めストアされているプログ
ラムによって動作制御される。入力された指令信号は、
ランダムアクセスメモリ５０６にストアされ、これによ
って電力制御ドライバ５０７は、電力出力パワーユニッ
ト５０８を駆動し、これによってモータ６１７が駆動さ
れて、指令信号が表す各軸の位置にそれらの軸がもたら
されるように、モータ６１７が駆動制御される。

【００４１】制御手段１００において、マイクロコンピ
ュータなどによって実現される第１処理回路１０１に
は、共有メモリ１０６が接続されるとともに、リードオ
ンリメモリ１０２、ランダムアクセスメモリ１０３が接
続されて第１処理回路１０１の演算処理動作が実行され
る。この第１処理回路１０１は、サーボ通信インタフェ
ース１０４によって、ライン５２０を介して、サーボユ
ニット５００のサーボ通信インタフェース５０３に接続
される。さらに第１処理回路１０１は、ＰＣＩバスイン
タフェース１０５を介して、ライン４００に接続され
る。第１処理回路１０１は、共有メモリ１０６にストア
されている指令データを読出して、サーボ通信インタフ
ェース１０４，５０３を介して、サーボユニット５００
に指令信号を導出する。さらにこのライン５２０を介す
るエンコーダ６１８によって検出された検出データは、
サーボユニット５００の処理回路５０４の働きによって
伝送され、第１処理回路１０１によって共有メモリ１０
６にストアされる。

【００４２】操作手段２００において、マイクロコンピ
ュータなどによって実現される第２処理回路２０１に
は、キーボード２０７および表示手段２０４が接続さ
れ、さらにリードオンリメモリ２０２およびランダムア
クセスメモリ２０３が接続される。さらにハードディス
ク２０６は、ハードディスクコントローラ２０５を介し
て第２処理回路２０１に接続される。こうして第２処理
回路２０１は、リードオンリメモリ２０２にストアされ
ているプログラムに従って、演算処理動作を実行するこ
とができる。第２処理回路２０１は、ＰＣＩバスインタ
フェース２０８を介してライン４００に接続され、これ
によってＰＣＩバスインタフェース１０５を介して前述
の第１処理回路１０１に接続される。こうして第１およ
び第２処理回路１０１，２０１は、共有メモリ１０６を
双方向から制御することができる。さらに第２処理回路
２０１には、ネットワーク通信インタフェース２０９が
接続される。

【００４３】図４は、図３に示される制御手段１００お
よび操作手段２００の動作に関連した構成を示すブロッ
ク図である。サーボユニット５００に接続されたライン
５２０は、制御手段１００においてロボット制御部１１
５に接続され、さらにロボット動作データである検出デ
ータは、前述のエンコーダ６１８に与えられる。操作デ
ータである指令データは、入出力部１１４から与えられ
る。これらの出力部１１３および入出力部１１４は、共
有メモリ１０６に接続される。さらに無制限外部コマン
ド入出力部１１０、制限外部コマンド入出力部１１１
は、共有メモリ１０６に接続され、コマンド制御部１１
２を介してロボット制御部１１５に接続される。

【００４４】操作手段２００において、ＰＣＩバスイン
タフェース部２０８には、無制限外部コマンド入出力部
２１０を介してロボットターミナルアプリケーションプ
ログラムがストアされたメモリ２１４に接続される。さ
らに制限外部コマンド入出力部２１１は、アプリケーシ
ョンプログラムＡ，Ｂ，Ｃがストアされたメモリ２１５
に接続される。無制限外部コマンド入出力部２１０は、
ロボット・ターミナルアプリケーションプログラム専用
の入出力部である。制限外部コマンド入出力部２１１
は、ユーザ任意のアプリケーションプログラム用であ
る。さらにロボット動作データ入力部２１２がＰＣＩバ
スインタフェース部２０８に接続され、これは、ロボッ
ト動作データ表示用アプリケーションプログラムおよび
その他のアプリケーションプログラムＤがストアされた
メモリ２１６に接続される。操作データ入出力部２１３
には、操作データ切替え用アプリケーションプログラム
およびその他のアプリケーションプログラムプログラム
Ｅをストアしたメモリ２１７が接続される。ネットワー
ク通信サーバ部２１８は、制限外部コマンド入出力部２
１１、ロボット動作データ入力部および操作データ入出
力部２１３に接続される。このネットワーク通信サーバ
部２１８は、ネットワーク通信インタフェース２０９に
接続される。

【００４５】図５は、本発明の実施の他の形態の全体の
構成を簡略化して示すブロック図である。この実施の形
態は、前述の図１〜図４の実施の形態に類似し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施
の形態では、ネットワーク通信インタフェース２０９
は、ライン５１０を介して、単一または複数（この実施
の形態では２）のネットワーク操作手段３００に接続さ
れる。このネットワーク操作手段３００は、言わば遠隔
操作用計算機であって、キーボード３０７と表示手段３
０４とを備える。さらに複数（この実施の形態では２）
のロボット本体６００Ａ，６００Ｂが備えられる。操作
手段２００のキーボード２０７を操作することによっ
て、ロボット本体６００Ａ，６００Ｂを選択的に動作す
るために各軸を駆動制御することができるとともに、表
示手段２０４によってそのロボット本体６００Ａ，６０
０Ｂの動作状態をたとえば斜視図などによって表示させ
ることができ、さらにキーボード２０７の操作によっ
て、ロボット本体６００Ａ，６００Ｂの教示入力操作が
可能である。この教示入力操作時において、表示手段２
０４によってロボット本体６００Ａ，６００Ｂの各動作
状態を表示して、表示データの入力の確認を行うことが
できる。ネットワーク操作手段３００では、ロボット本
体６００Ａ，６００Ｂの動作を、キーボード３０７の入
力操作によって行うことができるとともに、そのロボッ
ト本体６００Ａ，６００Ｂの動作状体を表示手段３０４
によって表示することができる。ネットワーク操作手段
３００では、ロボット本体６００Ａ，６００Ｂの教示入
力操作はできない。

【００４６】制御手段１００は、ロボット本体６００
Ａ，６００Ｂの動作制御が可能である。

【００４７】図６は図５に示される実施の形態の全体の
構成を示すブロック図であり、図７はその実施の形態の
動作を主として示す構成のブロック図である。制御手段
１００は、ロボット本体６００Ａ，６００Ｂの制御が可
能であり、外部コマンド入出力部１１０，１１１、ロボ
ット動作データ出力部１１３および操作データ入出力部
１１４は、これらの各ロボット本体６００Ａ，６００Ｂ
に対応し、共有メモリ１０６およびロボット制御部１１
５とデータの送受信を行う。共有メモリ１０６は、複数
のロボット本体６００Ａ，６００Ｂに対応したデータの
割付けが行われている。操作手段２００における外部コ
マンド入出力部２１０，２１１、ロボット動作データ入
力部２１２および操作データ入出力部２１３は、ロボッ
ト本体６００Ａ，６００Ｂに対応し、各アプリケーショ
ンプログラムがストアされたメモリ２１４〜２１７との
接続および共有メモリ１０６へのデータの入出力を行
う。

【００４８】この実施の形態によれば、複数のロボット
本体６００Ａ，６００Ｂの制御機能と、ネットワーク機
能を利用したシステムを実現することができ、ネットワ
ーク操作手段３００は、操作手段２００と同様の操作を
実行することができる。制御手段１００は、安価で高速
度に動作するための縮小命令セットを持ち、割込み処理
に対するオーバヘッドの少ない第１処理回路１０１を備
え、さらに前述のようにフラッシュメモリであるリード
オンリメモリ１０２、ランダムアクセスメモリ１０３な
どを備えるとともにさらにタイマが内蔵される。メモリ
１０２にストアされている基本ソフトウエアである。シ
ステムプログラムおよびロボットプログラムに基づい
て、ロボット本体６００Ａ，６００Ｂの動作を制御す
る。

【００４９】さらに操作手段２００では、市販のアプリ
ケーションソフト開発ツールを利用することによって、
キーボード２０７、表示手段２０４、メモリ２０２，２
０３などを用いて、第２処理回路２０１を動作させ、ユ
ーザ独自のアプリケーションプログラムソフトを開発
し、実行することができる。これによって各ロボット本
体６００Ａ，６００Ｂに、各種の機能を実現させること
が可能となる。

【００５０】ネットワーク操作手段３００は、ライン５
１０に接続されるネットワーク通信インタフェース３０
８を備え、これはネットワーク通信クライアント部３１
０に接続される。ネットワーク通信クライアント部３１
０は、アプリケーションプログラムＡ，Ｂ，Ｃがストア
されたメモリ３１１に接続されるとともに、ロボット動
作データ表示用アプリケーションプログラムおよびアプ
リケーションプログラムＤがストアされたメモリ３１２
に接続されるとともに、さらに操作データ切換用アプリ
ケーションプログラムおよびアプリケーションプログラ
ムＥがストアされたメモリ３１３に接続される。制御手
段１００において、ロボット制御部１１５との接続およ
び共有メモリ１０６へのデータの入出力機能が可能とな
っている。無制限外部コマンド入出力部１１０、制限外
部コマンド入出力部１１１およびロボット動作データ出
力部１１３、さらには操作データ入出力部１１４が、共
有メモリ１０６およびＰＣＩバスインタフェース１０５
を介して、ライン４００から、操作手段２００に接続さ
れる。

【００５１】操作手段２００では、各種アプリケーショ
ンプログラムとの接続およびＰＣＩバスインタフェース
２０８を用い、計算機上の共有メモリ１０６へのデータ
の入出力機能を持つ。無制限外部コマンド入出力部２１
０、制限外部コマンド入出力部２１１、ロボット動作デ
ータ入力部２１２および操作データ入出力部２１３が、
ＰＣＩバスインタフェース２０８を介して、計算機と接
続される。ネットワーク操作手段３００では、各種アプ
リケーションプログラムは、ネットワーク通信クライア
ント部３１０と接続され、ネットワーク通信インタフェ
ース部３０８を介して操作手段２００および他のネット
ワーク操作手段３００に接続される。操作手段２００
は、ネットワーク通信サーバ部２１８を、前述のように
備える。このことによって、ネットワーク上に接続され
た遠隔操作されるネットワーク操作手段３００で、操作
手段２００と同様の作業を行うことができる。

【００５２】ネットワーク通信サーバ部２１８は、ＴＣ
Ｐ／ＩＰ通信プロトコル技術を有するネットワーク通信
インタフェース部２０９に接続される。これによってネ
ットワーク通信サーバ部２１８は、ネットワーク上の複
数台のネットワーク操作手段３００との通信を確立する
ことができ、さらに計算機内部の外部コマンド入出力部
２１０，２１１、ロボット動作データ入力部２１２およ
び操作データ入出力部２１３と接続されて、ネットワー
ク操作手段３００で、操作手段２００と同様の作業をネ
ットワーク上で行うことができる。

【００５３】図８はロボット動作データ入出力部２１２
に関連する構成を簡略化して示すブロック図であり、図
９はアプリケーションプログラムＤに関連する共有メモ
リ１０６のストア内容を示す図である。ロボット動作デ
ータ入力部２１２は、図８に明らかに示されるように操
作手段２００および操作手段３００のうちの１つのみを
選択する排他制御部２３０と、データ受信部２３１とを
含み、共有メモリ１０６には、ロボット動作データが、
図９に示されるように予め割付けてある。データ受信部
２３１は、この共有メモリ１０６の領域を定期的に読出
す。このようなデータ受信部２３１の内部機能は、アプ
リケーションプログラミングインタフェースとして構成
されているので、アプリケーションソフトウエア開発
時、ソフトウエア開発者は、容易にこの機能を使用する
ことができる。検出データである動作データは、図９に
明らかに示されるように、ロボット本体６００Ａ，６０
０Ｂ毎の各軸のエンコーダ値、変換マトリクス、各軸指
令値、各軸偏差値、速度指令値、現在速度、各軸のモー
タ６１７に流れる負荷電流、ロボットプログラム情報な
どを含む。これらの動作データ、検出データは、前述の
エンコーダ６１８などの検出手段によって検出される。

【００５４】図１０は操作データ入出力部２１３に関連
する構成を簡略化して示すブロック図であり、図１１は
この操作データに関連する共有メモリ１０６のストア内
容の構成を示す図である。操作データ入出力部２１３
は、排他制御部２４０と操作データ送信部２４１と操作
データ受信部２４２とを含む。共有メモリ１０６には、
操作データである指令信号としてサブユニット５００に
与えられる指令データが予め割付けてある。この指令デ
ータは、図１１に示されるように、ティーチ／リピート
切替え、ホールド／ラン切替え、サイクルスタートスイ
ッチ、モータ電源ＯＮ／ＯＦＦ切替え、エラーリセット
スイッチおよび非常停止スイッチなどを含む。操作デー
タ送信部２４１は、共有メモリ１０６の図１１に示され
る領域に切換えデータを書込み、操作データ受信部２４
２は、この領域を定期的に読出す。これらの内部機能
は、アプリケーションプログラミングインタフェースと
して構成されているので、アプリケーションソフトウエ
ア開発時、ソフトウエア開発者は、容易にこの機能を使
用することができる。

【００５５】図１２は、外部コマンド入出力部２１０，
２１１；１１０，１１１に関連する構成を示すブロック
図である。無制限および制限外部コマンド入出力部２１
０，２１１は、排他制御部２２０、コマンド送信部２２
１およびレスポンス受信部２２２を含む。無制限および
制限外部コマンド入出力部１１０，１１１は、コマンド
受信部１２０およびレスポンス送信部１２１を有する。
共有メモリ１０６には、コマンドフラグ領域、コマンド
領域およびレスポンスフラグ領域、レスポンス領域が設
けてある。コマンド領域にはコマンドがストアされ、そ
のコマンドに対応してコマンドフラグ領域にはフラグが
ストアされる。レスポンス領域には、レスポンスデータ
がストアされ、そのレスポンスデータに対応するフラグ
は、レスポンスフラグ領域にストアされる。

【００５６】図１３はこの共有メモリ１０６の構成を示
す図である。複数のコマンド毎のコマンドデータ部７０
１に個別的に対応してコマンドフラグ領域７０２が設け
られる。またレスポンス領域７０３の各レスポンスデー
タに対応して、上述のように個別的にレスポンスフラグ
領域７０４がストアされる。各フラグ領域７０２，７０
４には、２値論理値である「１」がまたは「０」が、図
１４〜図１７の動作に従ってストアされる。無制限外部
コマンド入出力部および制限外部コマンド入出力部１１
０，１１１は、ロボット動作プログラムの入出力、内部
データ、内部パラメータなどの入出力、ロボット本体６
００の起動／停止の制御、蓄積されたエラー情報および
操作履歴の出力などの各機能に対応するコマンドを、制
御手段２００へ送り、実行結果をレスポンスとして得
る。ロボット動作データ出力部１１３は、制御手段１０
０の内部で計算または入力されたロボット本体６００の
各軸のエンコーダ値、変換マトリクス、各軸指令値、各
軸偏差値、速度指令値、現在速度および各軸のモータの
電流値などのロボット動作データを含む検出データを、
前述の図９に関連して述べたようにして受取り、共有メ
モリ１０６へ送る。また前述の操作データ入出力部２１
３は、ロボット本体６００の操作に必要なティーチ／リ
ピート切替え、ホールド／ラン切替え、サイクルスター
トスイッチ、モータ電源ＯＮ／ＯＦＦ切替え、エラーリ
セットスイッチおよび非常停止スイッチなどのコマンド
を含むデータを受取って制御手段１００へ送り出す。

【００５７】図１４は外部コマンド入出力部のコマンド
送信部２２１の動作を説明するためのフローチャートで
あり、図１５は外部入出力部のレスポンス受信部２２２
の動作を説明するためのフローチャートであり、図１６
は外部入出力部のコマンド受信部１２０の動作を説明す
るためのフローチャートであり、図１７は外部入出力部
のレスポンス送信部１２１の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【００５８】図１４および図１６を参照して、共有メモ
リ１０６のフラグが論理「０」であるとき、コマンドの
データが書込まれ、それによってフラグが「１」とされ
る。これによってコマンドデータの読込みが行われ、こ
の読込みによってフラグが「０」となる。

【００５９】また図１５および図１７を参照して、レス
ポンスフラグが論理「１」であれば、レスポンスデータ
が読込まれ、これによって論理「０」にフラグが反転さ
れる。したがってレスポンスデータが書込まれ、そのた
めレスポンスフラグは論理「１」とされる。こうして動
作の衝突を回避し、共有メモリ１０６の書込みと読出し
とを確実に順次的に行うことができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、ユーザが独
自のアプリケーションプログラムを組込むことが可能と
なり、ロボット本体の各軸を駆動してユーザに使いやす
い各種機能を実現することが容易に可能になる。

【００６１】また本発明によれば、共有メモリを上述の
ように第１および第２処理回路で共有して用いるので、
構成の簡略化を図ることができる。

【００６２】請求項２の本発明によれば、制御手段の共
有メモリを、その制御手段の第１処理回路とともに操作
手段の第２処理回路によって指令データの書込みを行う
ことができ、このことによって上述のようにユーザに使
いやすい各種機能をロボット本体によって実現すること
が容易に可能になる。

【００６３】請求項３の本発明によれば、ネットワーク
操作手段に備えられる第３処理回路の働きによって、共
有メモリに指令データを書込み、ロボット本体を動作さ
せることができる。

【００６４】請求項４の本発明によれば、ロボット本体
の動作状態を表す検出データを、共有メモリに第１処理
回路によって書込み、この検出データを、第２処理回路
に接続された表示手段によって表示出力し、したがって
制御手段の入力手段を操作してロボット本体を動作させ
ながら、その動作状態を目視によってまたは音響によっ
て確認することができる。

【００６５】請求項５の本発明によれば、ネットワーク
操作手段に備えられた表示手段によって、そのネットワ
ーク入力手段から入力した指令データによって動作した
ロボット本体の状態を、ネットワーク表示手段で目視表
示または音響表示などして出力することができる。

【００６６】請求項６の本発明によれば、複数のロボッ
ト本体毎のサーボユニットを、第１処理回路に接続し、
共有メモリにストアされた各ロボット本体毎の指令デー
タに従ってそのロボット本体の各軸を動作させることが
できるとともに、各ロボット本体の検出データを共有メ
モリにストアして、操作手段またはネットワーク操作手
段にそれぞれ備えられる表示手段によって目視または音
響で表示出力させることができる。

【００６７】請求項７の本発明によれば、第２処理回路
に接続されている入力手段によって、多種類の指令デー
タの入力が可能であり、ネットワーク操作手段に備えら
れているネットワーク入力手段では、指令データの種類
を限定し、これによってロボット本体の動作の安全性を
確保するとともに、構成の簡素化を図ることができる。

【００６８】請求項８の本発明によれば、操作手段に備
えられている入力手段によって教示データの入力を行っ
て共有メモリにストアすることができる。

【００６９】請求項９の本発明によれば、操作手段によ
って入力した教示データを、ロボット本体の動作を表示
手段に表示させて確認することができる。これによって
教示データの誤りを防ぐことができる。

【００７０】請求項１０の本発明によれば、指令データ
を共有メモリに書込んで第１処理回路からサーボユニッ
トに確実に読出させることが可能である。

【００７１】請求項１１の本発明によれば、サーボユニ
ットから第１処理回路を介する検出手段の検出データを
共有メモリに書込み、第２処理回路によって確実に読出
させて表示手段に表示することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のロボット制御装置の全
体の構成を簡略化して示すブロック図である。

【図２】図１に示されるロボット制御装置の全体の構成
を示す斜視図である。

【図３】図１および図２に示される本発明の実施の一形
態の電気的構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示される制御手段１００および操作手段
２００の動作に関連した構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の他の形態の全体の構成を簡略化
して示すブロック図である。

【図６】図５に示される実施の形態の全体の構成を示す
ブロック図である。

【図７】図５に示される実施の形態の動作を主として示
す構成のブロック図である。

【図８】ロボット動作データ入出力部２１２に関連する
構成を簡略化して示すブロック図である。

【図９】アプリケーションプログラムＤに関連する共有
メモリ１０６のストア内容を示す図である。

【図１０】操作データ入出力部２１３に関連する構成を
簡略化して示すブロック図である。

【図１１】図１０に示す操作データに関連する共有メモ
リ１０６のストア内容の構成を示す図である。

【図１２】外部コマンド入出力部２１０，２１１；１１
０，１１１に関連する構成を示すブロック図である。

【図１３】共有メモリ１０６の構成を示す図である。

【図１４】外部コマンド入出力部のコマンド送信部２２
１の動作を説明するためのフローチャートである。

【図１５】外部入出力部のレスポンス受信部２２２の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図１６】外部入出力部のレスポンス受信部１２０の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図１７】外部入出力部のレスポンス送信部１２１の動
作を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１１ パーソナルコンピュータ １００ 制御手段 １０１ 第１処理回路 １０２，２０２，５０５ リードオンリメモリ １０３，２０３，５０６ ランダムアクセスメモリ １０４ サーボ通信インタフェース １０５，２０８ ＰＣＩバスインタフェース １０６ 共有メモリ １１０，２１０ 無制限外部コマンド入出力部 １１１，２１１ 制限外部コマンド入出力部 １１２ コマンド制御部 １１３ ロボット動作データ出力部 １１４，２１３ 操作データ入出力部 １１５ ロボット制御部 １２０ コマンド受信部 １２１ レスポンス送信部 ２００ 操作手段 ２０１ 第２処理回路 ２０４，３０４ 表示手段 ２０５ ハードディスクコントローラ ２０７，３０７ キーボード ２０９，３０８ ネットワーク通信インタフェース ２１２ ロボット動作データ入力部 ２１４，２１５，２１７，３１１，３１２ メモリ ２１８ ネットワーク通信サーバ部 ２２０，２３０，２４０ 排他制御部 ２２１ コマンド送信部 ２２２ レスポンス受信部 ２３１ データ受信部 ２４１ 操作データ送信部 ２４２ 操作データ受信部 ３００ ネットワーク操作手段 ３１０ ネットワーク通信クライアント部 ４００ ライン ５００ サーボユニット ５０１ 教示入力手段 ５０２ 操作ボックス ５０３ サーボ通信インタフェース ５０４ 処理回路 ５０５ リードオンリメモリ ５０６ ランダムアクセスメモリ ５０７ 電力制御ドライバ ５０８ 電力出力パワーユニット ５０９ 可撓線 ５１０，５２０ ライン ６００ ロボット本体 ６１１ 基台 ６１２ 旋回体 ６１３，６１４，６１５ アーム ６１６ 手首 ６１７ モータ ６１８ エンコーダ ７０１ コマンドデータ部 ７０２ コマンドフラグ領域 ７０３ レスポンス領域 ７０４ レスポンスフラグ領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 雅隆 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 下村 信恭 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手首を駆動する複数軸を有するロボット
   本体と、 指令信号に応答して、ロボット本体の各軸を駆動するサ
   ーボユニットと、 ロボット本体に関連するデータをストアする共有メモリ
   と、 共有メモリにストアされている指令データを読出して前
   記指令信号としてサーボユニットに与える第１処理回路
   と、 指令データを入力操作する入力手段と、 入力手段からの指令データを共有メモリに書込む第２処
   理回路とを含むことを特徴とするロボット制御装置。
2. 【請求項２】 （ａ）手首を駆動する複数軸を有するロ
   ボット本体と、 （ｂ）指令信号に応答して、ロボット本体の各軸を駆動
   するサーボユニットと、 （ｃ）制御手段であって、 指令データをストアする共有メモリと、 サーボユニットと接続されるサーボ通信インタフェース
   と、 共有メモリにストアされている指令データを読出してサ
   ーボ通信インタフェースを介してサーボユニットに前記
   指令信号として導出する第１処理回路と、 第１処理回路に接続される第１バスインタフェースとを
   有する制御手段と、（ｄ）操作手段であって、 入力操作され、ロボット本体の各軸を動作するための指
   令データを導出する入力手段と、 第１バスインタフェースに接続される第２バスインタフ
   ェースと、 入力手段からの指令データを第２バスインタフェースを
   介して第１バスインタフェースから共有メモリに書込む
   第２処理回路とを有する操作手段とを含むことを特徴と
   するロボット制御装置。
3. 【請求項３】 （ａ）第２処理回路に接続される第１ネ
   ットワーク通信インタフェースと、 （ｂ）ネットワーク操作手段であって、 入力操作され、ロボット本体の各軸を動作させる指令デ
   ータを導出するネットワーク入力手段と、 第１ネットワーク通信インタフェースに接続される第２
   ネットワーク通信インタフェースと、 ネットワーク入力手段からの指令データを、第２ネット
   ワーク通信インタフェースを介して第１ネットワーク通
   信インタフェースから第２処理回路に与える第３処理回
   路とを有するネットワーク操作手段とを含み、 （ｃ）第２処理回路は、第１ネットワーク通信インタフ
   ェースからの指令データを、第２バスインタフェースを
   介して第１バスインタフェースから共有メモリに書込む
   ことを特徴とする請求項２記載のロボット制御装置。
4. 【請求項４】 ロボット本体の動作状態を検出してサー
   ボユニットに与える検出手段を含み、 サーボユニットからの検出手段の検出データは、第１サ
   ーボ通信インタフェースを介して第１処理回路によって
   共有メモリに書込まれ、 第２処理回路に接続され、検出データを表示する表示手
   段をさらに含み、 第２処理回路は、共有メモリにストアされている検出デ
   ータを、第１バスインタフェースおよび第２バスインタ
   フェースを介して読出して表示手段に表示されることを
   特徴とする請求項２または３記載のロボット制御装置。
5. 【請求項５】 ネットワーク操作手段は、 第３処理回路に接続され、検出データを表示するネット
   ワーク表示手段をさらに含み、 第３処理回路は、共有メモリの第２処理回路によって読
   出された検出データを、第１ネットワーク通信インタフ
   ェースおよび第２ネットワーク通信インタフェースを介
   して受信し、ネットワーク表示手段に表示させることを
   特徴とする請求項４記載のロボット制御装置。
6. 【請求項６】 サーボ通信インタフェースには、複数の
   サーボユニットが接続され、 各サーボユニットは、個別的に接続されたロボット本体
   を駆動することを特徴とする請求項２〜４のうちの１つ
   に記載のロボット制御装置。
7. 【請求項７】 入力手段によって入力される指令データ
   の種類は、ネットワーク入力手段によって入力される指
   令データの種類と同一のものを含み、 さらに、その他の種類も含むことを特徴とする請求項２
   〜６のうちの１つに記載のロボット制御装置。
8. 【請求項８】 入力手段は、教示データの入力を行い、 第２処理回路は、教示データを共有メモリにストアする
   ことを特徴とする請求項２〜７のうちの１つに記載のロ
   ボット制御装置。
9. 【請求項９】 教示データの入力操作時に、その教示デ
   ータによってロボット本体が動作し、 表示手段は、入力された教示データによるロボット本体
   の動作を表示することを特徴とする請求項８記載のロボ
   ット制御装置。
10. 【請求項１０】 共有メモリは、指令データに対応して
    指令データ用フラグ領域を有し、 第２処理回路は、指令データ用フラグ領域が予め定める
    指令データ用一方論理値であるとき、指令データを共有
    メモリに書込むとともに、その指令データ用フラグ領域
    を予め定める指令データ用他方論理値とし、 第１処理回路は、指令データ用フラグ領域が前記指令デ
    ータ用他方論理値であるとき、その指令データ用フラグ
    領域に対応する指令データを読出し、その指令データ用
    フラグ領域を前記指令データ用一方論理値とすることを
    特徴とする請求項１〜９のうちの１つに記載のロボット
    制御装置。
11. 【請求項１１】 共有メモリは、検出データに対応して
    検出データ用フラグ領域を有し、 第１処理回路は、検出データ用フラグ領域が予め定める
    検出データ用一方論理値であるとき、検出データを共有
    メモリに書込むとともに、その検出データ用フラグ領域
    を検出データ用予め定める他方論理値とし、 第２処理回路は、検出データ用フラグ領域が前記検出デ
    ータ用他方論理値であるとき、その検出データ用フラグ
    領域に対応する検出データを読出し、その検出データ用
    フラグ領域を前記検出データ用一方論理値とすることを
    特徴とする請求項１〜１０のうちの１つに記載のロボッ
    ト制御装置。