JPS60215202A

JPS60215202A - 異常回復方式

Info

Publication number: JPS60215202A
Application number: JP7085384A
Authority: JP
Inventors: Masanori Katayama; 片山　正典; Norihisa Komoda; 薦田　憲久; Tomohiro Murata; 智洋村田; Kazuo Kaira; 和郎解良
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1984-04-11
Publication date: 1985-10-28

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】〔発明の利用分野〕本発明は、工業用ロボット等の複数の加工設備群の動作
制御装置に関し、特に加工設備に異常が生じ作業ステー
ションが停止した場合の異常回復方式に関する。

〔発明の背景〕

最近、ファクトリ・オートメーション（ＦＡ）が注目さ
れているが、ＦＡの分野において、自動加工機械やロボ
ットを組合わせて効率的に加工、組立作業を行わせると
いう要求が多い。

ティーチング・プレイバック式ロボットや自動加工機械
を組合わせて一連の協調動作を行わせるためには、これ
らの間のインターロックをとる必要がある。本発明者ら
は、先に「動作シーケンスの制御方法」という名称で、
第１図に示すような、２台のロボットによる部品取付ス
テーションをインターロック信号により同期排他制御し
ながら協調的に動作させる方法を出願した（特願昭５８
−７７９８５号）。

第１図において、１０は部品供給装置、１１は部品ハン
ドリング・ロボット、１２は部品判定装置、１３は回転
テーブル、１４はネジ締めロボット、１５はパレット、
１６はパレット搬送用の無人台車、１７はパレットのセ
ツティングおよび取出し用のガイド・レール、１８は無
人台車の走行ガイド・ラインである。なお、部品供給装
［１０上のＯ印Ａ、△印Ｂは部品の種類を示し、またセ
ツティングおよび取出し用のガイド・レール１７は無人
台車１６側から必要に応じて伸縮すること麻できる。

上記部品取付ステーションの動作概要は次のようになる
。部品ハンドリング・ロボット１１は。

部品供給装置１０より部品をハンドリングして部品判定
装置１２にのせ、部品のタイプを判定した後、回転テー
ブル１３上の部品取付パレット１５に運ぶ。ネジ締めロ
ボット１４はパレット１５に置邸た部品のネジ締めを行
う。ネジ締めが完了した部品は、パレット１５とともに
無人台車１６により回転テーブル１３より搬出される。

第２図は、第１図で説明した各設備群の動作シーケンス
を示している。

第２図において、ブロック１００−１１３は。

各設備の単位動作（教示データや制御プログラムの単位
）を示し、ブロックとブロックを結ぶ矢印は、各単位動
作（ブロック１００〜１１３、）間の同期、排他をとる
ためのインタロック関係を示している。すなわち、矢印
の出発点のブロックに示す動作が完了した時点で、矢印
の終点のブロックに示す動作が起動される事を意味して
いる。１つのブロックが複数の矢印の終点となっている
場合は、それらの矢印の出発点となっているブロックに
示された全ての動作が完了した時点で矢印の終点のブロ
ックに示される動作が起動される。

第２図に示された動作シーケンスの進行を制御する起動
判定は、第３図に示す同期・排他ステップ定義テーブル
、および第４図に示す動作管理テーブルを利用して行わ
れる。

第３図において、完了待動作Ｎｏは、現在勤作中であり
、同期・排他のためのインターロックをかけている単位
動作を示すブロックのＮσのことであり、起動待動作Ｎ
αは、現在、動作停止中であり、同期・排他のためのイ
ンターロック信号待ちをしている単位動作を示すブロッ
クのＮｎのことである。

第４図の動作管理テーブルにおいて、起動管理状態ａと
しては起動待と起動済の状態があり、起動待をＯ′、起
動済を１′で示す。これにより、同期排他ステップ定義
テーブルに記憶させた動作シーケンスがどこまで進んで
いるかを知ることができる。次欄の動作状態すには動作
完と動作中の状態があり、動作完を１′、動作中を２で
示す。これにより、起動された動作Ｎαに対応する動作
単位が完了しているか、あるいは実行中であるかを知る
ことができる。次欄のメツセージＮαは、各設備へ送信
すべき制御情報を検索する開始点を与えるポインタであ
る。

動作シーケンスを進行させる起動判定は、第３図の同期
・排他ステップ定義テーブルに登録されている全ての同
期・排他ステップ先に対し、そこに登録されている完了
待動作Ｎα、および起動待動作Ｎαを読出し、全ての完
了待動作Ｎαが起動済、かつ動作完了であり、さらに、
全ての起動待動作Ｎαが起動待である同期・排他ステッ
プＮａをさがす。

そして、この同期・排他ステップ尚に対する起動待動作
Ｎαの単位動作を起動させ、動作管理テーブル中のその
動作Ｎｎ°に対する起動管理状態ａを起動済゛１′とし
、動作状態すを動作中゛２′とする。

従来は、以上のような方法で動作シーケンスを制御して
いる。しかし、異常が生じ作業ステーションが停止した
場合、オペレータが故障状況を判断し、作業再開可能な
、異常が生じる以前の単位動作から作業を再開するため
には、第４図に示す動作管理テーブルの内部状態を、そ
の時の状態に設定しなおす必要がある。この場合、各単
位動作は、互いにインタロックをかけたり、かけられた
りしているため、どの動作Ｎαの起動管理状態ａ、およ
び動作状態すを修正すれば良いか判定し難い。特にその
動作Ｎαを起動待動作Ｎｕにもつ同期排他ステップが２
つ以上存在する単位動作、すなわち、その単位動作を起
動するシーケンスが２通り以上存在する合流動作が含ま
れている場合は、動作管理テーブルの内部状態の再設定
が困難である。このため異常が発生した場合、作業ステ
ーションの再立ち上げに多くの時間を要している。また
、変更箇所を誤った場合、機器の暴走や破壊を招く危険
もある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決
し、設備に異常が発生し、作業の途中から再立上げを行
う場合１作業を再開させる単位動作を指定するだけで、
再・立上げに必要な制御用データテーブルの内部状態を
自動的に再立上げ可能な状態に設定し得る異常回復方式
を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、教示あるいはプロ
グラムされた複数の設備の各単位動作を組み合わせて同
期または排他を含む一連の動作シーケンスを実行する制
御装置において、同期または排他されるべき各単位動作
の起動順序関係を記憶する第１の記憶手段と、各単位動
作の動作状態を記憶する第２の記憶手段と、各単位動作
を起動する動作指令を記憶する第３の記憶手段と、単位
動作に至るシーケンスが２種以上存在する単位動作（以
下、合流動作と呼ぶ）が起動された際、その起動に関係
した起動順序関係を正常時に記憶する第４の記憶手段を
有し、単位動作を実行中に異常を生じ停止した場合、再
立ち上げを希望する単位動作の指定により前記第１の記
憶手段を参照して正常時とは次のシーケンスをたどり、
その途中で２種以上の逆シーケンスが存在す時は、前記
第４の記憶手段を参照することにより、前記第２の記憶
手段の内容を指定された前記単位動作から再立ち上げ可
能な状態に自動的に修正するよう構成したことに特徴が
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第５図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

３０は統括制御装置、３１は統括制御用メモリ、３２．
３３はロボット制御装置４，３５はロボット動作教示デ
ータ用メモリ、１．１．１４はプレイバック式のロボッ
ト、２６はリレー制御盤、１２は部品判定装置、３は回
転テーブル、４０は異常狸復制御装置、４１はモニタ端
末である。統括制御用メモリ３１中の２７．２８．２９
は、統括制御情報を記憶しているテーブルであり、２７
は同期排他ステップ定義テーブル、２８は動作管理テー
ブル、２９は制御メツセージ・テーブルである。

第６図は制御メツセージ・テーブル２９の構成図であり
、図中、ｉ、（ｎ＝１．２、・・・）−ｊｎ（ｎ＝１．
２、・・・）は、それぞれ起動プログラムＮα、動作パ
ラメータ嵐である。また、４２は履歴テーブルであり、
４３は異常回復時に使用する逆起動候補ステップ記憶ス
タック（以下、スタックと略称する）である。

統括制御用メモリ３１中の同期排他ステップ定義テーブ
ル２７の内容は第３図と同様である。

第７図は、統括制御用メモリ３１中の動作管理テーブル
２８の構成図である。第７図中、動作管理状態ａには、
第４図の起動待゛０′、起動済゛１′の他に復帰済゛２
′の状態が付加されている。

動作状態ｂ、およびメツセージＮαは第４図と同様であ
る。合流動作Ｃは、単位動作が合流動作であるか否かを
示している。合流動作とは、その動作Ｎαを起動待動作
Ｎαにもつ同期排他ステップが２つ以上存在する単位動
作、すなわち、その単位動作を起動するシーケンスが２
通り以上存在する単位動作のことである。

履歴テーブル４２は、シーケンス実行中に起動された同
期排他ステップのうち、その同期排他ステップの起動待
動作Ｎαに、上記合流動作を含むものについて、同期排
他ステップと合流動作Ｎαとを順に記憶しておくテーブ
ルであり、第８図に示すようなリングバッファである。

また、逆起動候補ステップ記憶スタック４３は、第９図
に示すように、異常回復時に逆起動の候補となる同期排
他ステップを記憶する。

統括制御装置３０は、テーブル２７．２８．２９を用い
て複数設備群の動作の同期排他制御を行う。統括制御装
置３０の構成を第１０図に示し、以下、その動作を説明
する。

第１０図において、４０１は動作起動判定部、４０２は
起動動作Ｎｏ続出部、４０３は動作管理情報更新部、４
０４は制御メツセージ読出部、４０５は完了信号ラッチ
部、４０６は制御メツセージ送信部である。

動作起動判定部４０１は、同期排他ステップ定義テーブ
ル２７、および動作管理テーブル２８から完了時、およ
び起動待動作Ｎαとそれらの起動管理状態ａ、および動
作状ｓｂを読み出しく矢印４１２．４１３）、その中か
ら、すべての完了時動作Ｎαが起動済かつ動作完であり
、すべての起動待動作Ｎｕが起動待である起動可能な同
期排他ステツー　プＮαを選び、それ起動動作Ｎｕ読出
部４０２に送る（矢印４１４）。

起動動作Ｎα読出部４０２は、まず同期排他ステップ定
義テーブル２７から該当する起動待動作音を読み出しく
矢印４１１）、それを制御メツセージ読出部４０４に送
る（矢印４１７）。そして、第６図の動作管理テーブル
の該動作Ｎｎの起動管理状態ａを起動済とし、動作状態
すを動作中とする　″（矢印４１５）。また、動作起動
判定部４０１から受け取った同期排他ステップの起動待
動作Ｎｏが合流動作である場合は、その同期排他ステッ
プと合流動作Ｎαを履歴テーブル４２の書込みポインタ
が示す場所に記憶しく矢印４２２）、書込みポインタを
＋１する。この場合、書込みポインタが最大書込数を越
えた時は、書込みポインタを１とする。

制御メツセージ読出部４０４は、起動動作Ｎα読出部４
０２から送られてきた動作Ｎαをもとに（矢印４１７）
、送信すべきメツセージＮαを動作管理テーブル２８か
ら読出しく矢印４１６）、さらに、このメツセージＮｏ
に対応する制御情報と送り先アドレスを制御メツセージ
・テーブル２９から読出しく矢印４２０）、制御メツセ
ージ送信部４０６に送る（矢印４２５）。そして、動作
管理情報更新部４０３にメツセージの送り先と起動動作
Ｎｎを通知する（矢印４１９）。

制御メツセージ送信部４０６は、送り先アドレスを解読
し、制御情報を該当する設備の制御装置へ送信する（矢
印４２４）。

各設備は、統括制御部３０から送られてきた制御情報に
したがい、予め教示、あるいはプログラムされた単位動
作を実行し、単位動作の実行が終了した時点で完了信号
を完了信号ラッチ部４０５へ送る（矢印４２３）。

動作管理情報更新部４０３は、ラッチされた完了信号の
内容を参照し、制御メツセージ読出部４０４より受け取
っていた情報をもとに動作管理テーブル２８中の該動作
Ｎｏの動作状態すを動作中から動作完の状態へ変更する
（矢印４１８）。

正常時には、統括制御装置３０は、以上の動作を繰返す
ことにより、複数設備の単位動作の起動における同期排
他制御を、統括制御用メモリ３１内のテーブルに記憶せ
しめた動作シーケンスに従って自動的に行う。

設備で異常が発生し、再立ち上げを行う際には、異常が
発生した単位動作Ｎｏを起動待動作ＮＬｌとする同期排
他ステップから、作業を再開させる単位動作Ｎαを完了
時動作Ｎｕとする同期排他ステップまで、異常が発生し
た単位動作について正常時とは逆のシーケンスをたどれ
ば良い。しかし、逆シーケンスの途中に合流動作があり
２種以上の逆シーケンスが存在する場合は、いずれか１
つの逆シーケンを決定する必要がある。そこで、本実施
例では、異常回復制御装置４０を第１１図のように構成
し、スタック４３に逆シーケンス候補ステップを以下の
要領で格納し、それを用いて１つの逆シーケンスを選択
した。

第１１図において、５１は作業再開動作Ｎαラッチ部、
５２はメツセージ退出部、５３は異常回復処理部、５４
は異常動作Ｈａ読出部、５５は異常信号ラッチ部である
。

異常信号ラッチ部５５は、異常が生じた設備から異常信
号を受信しく矢印８２）、異常動作Ｎα読出部５４へ異
常が生じた設備Ｎαを送信する（矢印８１）。

異常動作Ｎｎ読出部５４は、動作管理テーブル２８と制
御メツセージ・テーブル２９を読出しく矢印７８．８０
）、異常信号ラッチ部５５から送られてきた設備りによ
り第１２図に示すフローチャートに従い異常を生じた動
作Ｎｎを抽出し、異常回復処理部５３に送る（矢印７９
）。

作業再開動作Ｎαラッチ部５１は、外部のモニタ端末４
１から指定された、作業を再開させるべき動作Ｎｕを受
信しく矢印７１）、異常回復処理部５３へ送信する（矢
印７３）。

異常回復処理部５３は、作業再開動作翫ラッチ部５１と
異常動作翫読出部５４から、それぞれ指定された作業を
再開させる動作Ｎｏと異常停止した動作Ｎαを読出しく
矢印７３、矢印７９）、動作管理テーブル２８において
、まず異常停止した動作　翫の動作管理状態ａ、および
動作状態すを復帰済かつ動作完とする（矢印７７）。

次に第１３図（ａ）、第１３図（ｂ）に示すフローチャ
ートに従い、起動待動作Ｎａに復帰済の動作尚を含み、
かつ残りの起動待動作翫は起動済であり、完了待動作Ｎ
ｏがすべて起動待であるような同期排他ステップを見っ
け出し、スタック４３に格納する（矢印８５、第１３図
（ａ）１０１〜１０８）。

次に、スタック４３に格納されている同期排他ステップ
のうち、起動待動作Ｎαに同じ合流動作を含むものがあ
った場合、履歴テーブル４２に記憶されている同期排他
ステップを新しく記憶した順に読み出しく矢印８４）、
スタック４３に格納されている同期排他ステップと一致
するものがあるか否かを調べる（第１３図１０９）。

一致した場合は、履歴テーブル４２から読出した同期排
他ステップ以外で、合流動作を含む同期排他ステップを
スタック４３から消去する。そして、スタック４３に格
納された同期排他ステップのすべての起動待動作Ｎαを
起動待とし、すべての完了待動作Ｎｎを復帰済とする（
第１３図１１１〜１１６．１１９）。これらの同期排他
ステップの完了待動作Ｎαと指定された作業再開動作Ｎ
αとが一致するか否かを調べ、一致しなければ、以上の
処理を一致するまで繰返す（第１３図１１７．１１８）
。

一致した場合は、動作管理テーブル２８を調べ、復帰済
の動作Ｎαを起動待復し、作業再開動作Ｎｏを統括制御
装置３０に送信する（第１３図１２０゜１２１）。

メツセージ送出部５２は、指定された作業再開動作Ｎα
からは作業を再開できないと異常回復処理部５３で判定
した場合（具体的には後述する）、モニタ端末４１にエ
ラーメツセージを送信する（矢印７２）。

次に、異常回復処理部５３の動作の具体例を、第２図に
示した動作シーケンスにおいて動作Ｎｎ　１１３で異常
が発生し、動作Ｎα１０６から作業を再開させる例で説
明する。

監視員等が異常発生状況を判断し、再開動作Ｎαを入力
すると、まず、異常回復処理部５３は、異常が発生した
動作Ｎα１１３を復帰済かつ動作完とする。次番；、す
べての同期排他ステップを調べ、起動待動作Ｎαに復帰
済の動作Ｎαを１つ以上含み、残りの起動待動作Ｎｎは
起動済であり、完了待動作Ｈａがすべて起動待である同
期排他ステップＮｕ　６と７を見つける（第３図参照）
。ここで、同期排他ステップ＆６と７は、合流動作Ｎｏ
　１１３を起動待動作島に含むので、履歴テーブル４２
を調べ、同期排他ステップＮα６を選択する。そして、
同期排他ステップＮα６のすべての起動待動作Ｎｏを起
動待とし、すべての完了待動作嵐を復帰済とする。同期
排他ステップＮα６の完了待動作Ｎαと作業再開動作Ｎ
αとは一致しないので、一致する同期排他ステップが見
つかるまで以上の処理を繰返す。一致したならば、すべ
ての同期排他ステップを調べ、完了待動作Ｎαが復帰済
であれば起動待とする。そして、作業再開動作Ｎαを統
括制御部３０に送信する（第１１図矢印８３参照）。

第２図の例の場合、パレットにゆ部品は１つしか載せな
いが、複数個の部品をパレットに載せ、各々ネジ締めを
行う場合は、「ネジ締めロボット原点に戻る」というス
テップ１１３で故障した時、部品ハンドリングロボット
は、「次の部品をつかむ」というステップ１０３の動作
をすでに実行している。この場合、指定された作業再開
動作Ｎαからは作業を再開できないので、上記と同様の
操作で、動作Ｎα１０３で停止している動作シーケンス
を、さらに指定した作業が再開できる動作Ｎαまで戻す
ことにより、指定された作業再開動作Ｎαから作業を再
開できる状態に戻ることができる。このように、−回の
指定で指定された作業再開動作ＮＬ１から作業を再開で
きる状態に戻れない場合は、すべての同期排他ステップ
を調べ、起動待動作歯の起動管理状態ａが復帰済である
同期排他ステップをモニタ４１に表示することにより、
どの同期排他ステップで条件成立となったのかを示し、
新たな作業再開指示を指令するためのガイダンスを行う
。

異常回復処理部５３より作業再開動作Ｎｎを受け取った
統括制御部３０では、受は取った作業再開動作Ｎｏに対
する制御情報を制御メツセージ・テーブル２９から読出
し、その送信先に制御情報を送信し、先に述べた正常時
の動作シーケンスに戻る。

本実施例によれば、作業ステーションで異常が生じ、各
設備が停止した場合、作業を再開させる動作Ｎαを指定
することのみで、正常時に記憶した履歴データを参照し
ながら、動作管理テーブル２８の内部状態を、異常が生
じた動作Ｎ［ｌに関係する単位動作シーケンスについて
のみ作業が再開できる状態まで自動的に設定しなおすこ
とができる。

また、本実施例において、動作状態６２に動作時という
状態（モード）を追加すれば、異常回復処理部５３から
統括制御部３０に作業再開動作Ｎαを送信しなくとも、
異常回復処理部５３で作業再開動作Ｎαを動作時とし、
統括制御部３０では動作時である動作に起動をかけてか
ら、先に述べた正常時の動作シーケンスを行えばよい。

なお、本実施例では、異常回復制御部４０と統括制御部
３０とを独立させているが、これらを統合して１つの装
置とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、設備に異常が発
生し、作業の途中から再立ち上げを行う場合、作業を再
開させる単位動作を指定するだけで、再立上げに必要な
制御用データテーブルの内部状態を再立ち上げ可能な状
態に自動的に設定することができ、再立ち上げに伴なう
労力、および誤操作を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は部品取付ステーションの構成図、第２図は第１
図における設備の同期排他シーケンス、第３図は同期排
他ステップ定義テーブル構成図、第４図は従来の動作管
理テーブル構成図、第５図は本発明の一実施例による制
御装置の全体構成図、第６図は制御メツセージ・テーブ
ル構成図、第７図は本発明の一実施例による動作管理テ
ーブル構成図、第８図は履歴テーブル構成図、第９図は
逆起動候補ステップ記憶スタック構成図、第１０図は統
括制御部の構成図、第１１図は異常回復制御装置の構成
図、第１２図は異常動作Ｎα読出部の処理フローチャー
ト、第１３図（、）、（ｂ）は異常回復処理部の処理フ
ローチャートである。３０：統括制御部、３１：統括制御用メモリ、４０：異
常回復制御部、５１：作業再開動作Ｎαラッチ部、５２
：メソセージ送出部、５３：異常回復処理部、５４：異
常動作Ｎα読出部、５５：異常信号ラッチ部。第　１　図第　２　団第　３　同第　４　図葛　５　図第　６　回 ′ＮＪ７　）２１３８８Ｆ２１　場９図 ′３Ｊ−ＪｌＯ回あ　７１　況易　１２　図晃　１８　回　（久）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）教示あるいはプログラムされた複数の設備の各単
位動作を組み合わせて同期または排他を誉む一連の動作
シーケンスを実行する制御装置において、同期または排
他されるべき各単位動作の起動順序関係を記憶する第１
の記憶手段と、各単位動作の動作状態を記憶する第２の
記憶手段と、各単位動作を起動する動作指令を記憶する
第３の記憶手段と、単位動作に至るシーケンスが２種以
上存在する単位動作（以下、合流動作と呼ぶ）が起動さ
れた際、その起動に関係した起動順序関係を正常時に記
憶する第４の記憶手段を有し、単位動作を実行中に異常
を生じ停止した場合、再立ち上げを希望する単位動作の
指定により前記第１の記憶手段を参照して正常時とは逆
のシーケンスをたどり、その途中で２種以上の逆シーケ
ンスが存在する時は、前記第４の記憶手段を参照するこ
とにより、前記第２の記憶手段の内容を指定された前記
単位動作から再立上げ可能な状態に自動的に修正するよ
う構成したことを特徴とする異常回復方式。
（２）前記第２の記憶手段は、単位動作が前記合流動作
か否かを記憶する領域を有し、正常時に前記合流動作が
起動された際、その起動に関係した起動順序関係と当該
合流動作を前記第４の記憶手段に記憶するよう構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の異常回復
方式。