JPS60218113A - ロボツト制御方式 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、多関節ロボットなどにおける可動部を制御
するロボット制御方式に関するものである。

第１図は従来の一般的な多関節ロボットの制御方式の一
例を示すブロック図で１図において、（１ａ）〜（１ｅ
）はマイクロプロセッサで、（１ａ）は入出力専用プロ
セッサ、（１ｂ）は統括プロセッサ、（１ｃ）は演算専
用プロセッサ、（１ｄ）はたとえばロボット（５）にお
ける左腕の位置や速度などの制御信号を生起する左腕サ
ーボプロセッサ、（１ｅ）はロボット（５）における右
腕の位置や速度などの制御信号を生起する右腕サーボプ
ロセッサである。

（２ａ）〜（２ｅ）は各マイクロプロセッサ（１ａ）〜
（ｌｅ）より専有的に呼び出し可能なローカルメモリ、
（３）はすべてのマイクロプロセッサ（１ａ）〜（１ｅ
）より呼び出し可能なコモンメモリ、（４ａ）、（４ｂ
）は、ロボット（５）の可動部、つまり可動部の各ジヨ
イント部を駆動するアクチュエータ（５ａ）〜（５ｈ）
に対して制御信号を入出力するパワモジュールである。

（７）は上位の計算機、あるいは他のロボットとの通信
制御インタフェース、（８）はロボットコントローラに
取り付けた入力指令装置である。

統括プロセッサ（１ｂ）は、通信制御インタフェース（
７）もしくは入力指令装置（８）よりロポッ１−（５）
を駆動制御するための指令を受けると、演算専用プロセ
ッサ（ＩＣ）を利用しながら、右腕および左腕がある一
定サンプリング時間内に移動する量を、各アクチュエー
タ（５ａ）〜（５ｈ）の操作量に分解して演算し、左腕
サーボプロセッサ（ｌｄ）および右腕サーボプロセッサ
（ｌｅ）に知らせる。

これらの左腕サーボプロセッサ（ｌｄ）および右腕サー
ボプロセッサ（ｌｅ）は、アクチュエータ（５ａ）〜（
５ｈ）より位置および速度などの現在値を入力し、演算
専用プロセッサ（１ｃ）より指令された所定の操作量と
なるように、制御信号を出力し、ロボット（５）におけ
るアクチュエータ（５ａ）〜（５ｈ）の軌跡を制御する
。

また、各マイクロプロセッサ（ｌａ）〜（１ｅ）間の交
信は、コモンメモリ（３）を介してすべて行なわれる。

各マイクロプロセッサ（１ａ）〜（ｌｅ）には、各マイ
クロプロセッサ固有のプログラムコード、並びに他のマ
イクロプロセッサに知らせる必要のないローカルなデー
タがストアされている。

従来のこの種口ボット制御方式にしたがえば、各マイク
ロプロセッサ（１ａ）〜（１ｅ）が専用的な作業をして
おり、たとえば入出力専用プロセッサ（１ａ）が何らか
の原因で故障した場合には、ロボット（５）の全機能が
停＋ｈする欠点があった。これは故障したマイクロプロ
セッサ（ｌａ）のローカルメモリ（２ａ）が他のマイク
ロプロセッサ（１ｂ）〜（ｌｅ）から読取ることができ
ないために、故障したマイクロプロセッサ（ｌａ）のリ
スクを、他のマイクロプロセッサ（１ｂ）〜（ｌｅ）が
代替えして続行できないことと、各マイクロプロセッサ
（１ａ）〜（ｌｅ）と入力指令装置（８）の交信手段が
１通りしかないことに起因するためである。

［発明の概要］ この発明は上記欠点を改善するためになされたもので、
可動部におけるアクチュエータを所定のプログラムにし
たがって駆動制御する複数のマイクロプロセッサと、こ
れらマイクロプロセッサのうちの少なくとも２つ以上の
マイクロプロセッサから参照できる複数のコモンメモリ
と、複数のサーボ系を駆動制御する複数のサーボプロセ
ッサとを備え、少なくとも２つの上記マイクロプロセッ
サは、対応する他のコントローラもしくは計算機システ
ムと交信可能にすることにより、マイクロプロセッサが
何らかの原因で故障した場合でも、故障したマイクロプ
ロセッサのローカルメモリを他のメモリから読取れるよ
うにし、もって故障したマイクロプロセッサのリスクを
、他のマイクロプロセッサが代替えして続行でき、ロボ
ットの全機能を停止させることのない、作業の安全性の
高いロボット制御方式を提供することを目的とする。

［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第２図はこの発明の一実施例によるロボット制御方式の
一例を示すブロック図である。なお、以下の説明におい
て第１図と同一個所には同一符号が付されている。

図において、（ｌａ）〜（ｌｅ）は第１図と同様のマイ
クロプロセッサで、（１ａ）は入出力専用プロセッサ、
（１ｂ）は統括プロセッサ、（ＩＣ）は演算専用プロセ
ッサ、（１ｄ）はたとえばロボット（５）における左腕
の位置や速度などの制御信号を生起する左腕サーボプロ
セッサ、（１ｅ）はロボット（５）における右腕の位置
や速度などの制御信号を生起する右腕サーボプロセッサ
である。

（３ａ）〜（３ｅ）は独立したコモンメモリで、各マイ
クロプロセッサ（１ａ）〜（１ｅ）に対するローカルメ
モリを持たない。入出力専用プロセッサ（１ａ）は上段
のバスＢｌを介してコモンメモリ（３ａ）〜（３ｃ）　
、　（３ｅ）を呼び出すことができる。

また、統括プロセッサ（１ｂ）は中段の／（スＢ２を介
してコモンメモリ（３ｂ）〜（３ｄ）を呼び出すことが
できる。さらに、演算専用プロセッサ（ｌｃ）は下段の
バスＢ３を介してコモンメモリ（３ａ）。

（３ｄ）、（３ｅ）を呼び出すことができる。

通信制御インタフェース（７ａ）〜（７Ｃ）は、入出力
専用プロセッサ（ｌａ）、統括プロセッサ（ｌｂ）およ
び演算専用プロセッサ（ＩＣ）と接続され、これらの各
マイクロプロセッサ（１ａ）〜（ＩＣ）はいずれも通信
用のマイクロプロセッサとなり得る。また、入力指令装
置（８）は入出力専用プロセッサ（ｌａ）、統括プロセ
ッサ（ｌｂ）の両方から呼び出し可能である。さらに、
パワモジュール（４ａ）、（４ｂ）は左腕サーボプロセ
ッサ（ｌｄ）、右腕サーボプロセッサ（１ｅ）から入出
力可能な構成である。

通常の動作時においては、第１図の場合と同様に、入出
力専用プロセッサ（１ａ）はコモンメモリ（３ａ）に、
統括プロセッサ（１ｂ）はコモンメモリ（３ｂ）に、演
算専用プロセッサ（ｌｃ）はコモンメモリ（３Ｃ）に、
左腕サーボプロセッサ（１ｄ）はコモンメモリ（３ｄ）
に、右腕サーボプロセッサ（ｌｅ）はコモンメモリ（３
ｅ）にそれぞれローカルなデータと、専用のコードを置
き、従来の第１図に示した制御方式と同様の動作を行な
う。

このとき、各マイクロプロセッサ（ｌａ）〜（ｌｅ）間
の情報交換は、上記したあらかじめ定められたコモンメ
モリ（３ａ）〜（３ｅ）間で行なう。

いま、他の計算機から通信回線を介して、通信制御イン
タフェース（７ａ）から入出力専用プロセッサ（１ａ）
で入力指令を受け、コモンメモリ（３ａ）に貯わえなが
ら、統括プロセッサ（ｌｂ）がこれを解読して、各アク
チュエータ（５ａ）〜（５ｈ）の操作量を演算している
ときに、入出力専用プロセッサ（１ａ）もしくは通信制
御インタフェース（７ａ）が故障したとする。

このとき、コモンメモリ（３ａ）上の情報、あるいは図
示しない検知類回路により、入出力専用プロセッサ（１
ａ）が故障したことを、統括プロセッサ（１ｂ）が知り
、通信制御インタフェース（７ｂ）を介してホストに指
令の送付先を変更するように要求し、その後、統括プロ
セッサ（１ｂ）は本来の機能である統括プロセッサと、
入出力専用プロセッサ（１ａ）の機能を兼ねる。

また、各マイクロプロセッサ（１ａ）〜（ｌｅ）のうち
の１つが故障した場合、他のコモンメモリにプログラム
コードのバックアップを取り、コモンメモリを切換えて
使用するか、あるいは上位の計算機より、失なわれたプ
ログラムコードを他のコモンメモリにロードすることに
より、ロボット□　。５．。１．−う□オ、ｏ２６１，
５６゜さらに、左腕サーボプロセッサ（ｌｄ）、右腕サ
ーボプロセッサ（１ｅ）のいずれか一方が故障した場合
には、片方のマイクロプロセッサ（１ｄ）もしくは（ｌ
ｅ）でロボット（５）の制御を行なう。このとき、アク
チュエータ（５ａ）〜（５ｈ）の動作速度を１／２に低
下させるなどの手段を用いなければならないため、ロボ
ット（５）の性能は必然的に低下するけれども、左腕お
よび右腕のサーボを共に制御することができ、その故障
に対処できる利点がある。

第３図は統括プロセッサ（１ｂ）の実行フローチャート
の一例を示す。

いま、全マイクロプロセッサ（１ａ）〜（１ｅ）が正常
であるか否かを、判断ステップ３１において判断し、全
マイクロプロセッサ（１ａ）〜（１ｅ）が正常であると
き、処理ステップ３５番とおｌ／Ｘて、コモンメモリ（
３ａ）よりプログラム入力し、処理ステップ３６におい
て、左腕アクチュエータ（５ａ）〜（５ｄ）の指令値を
演算し、処理ステップ３７において、コモンメモリ（３
ｅ）に指令値を書込む。

また、処理ステップ３８において、右腕アクチュエータ
（５ｅ）〜（５ｈ）の指令値を演算し、処理ステップ３
９において、コモンメモリ（３ｄ）４こ指令値を書込み
む。

これに対し、全マイクロプロセッサ（１ａ）〜（１ｅ）
が正常でないことを、判断ステップ３１において検出し
たとき、判断ステップ３３４こおし）て、たとえば左腕
サーボプロセッサ（１ｄ）が故障力）否かを判断する。

左腕サーボプロセッサ（ｌｊ）が正常でないことを、判
断ステップ３３におｌ、Ｘて検出したとき、処理ステッ
プ３４において、右腕サーボプロセッサ（１ｅ）のサン
プリング時間を２倍に設定する。

第４図は左腕サーボプロセッサ（１ｄ）の実行フ　゛ロ
ーチャートの一例を示す。

いま、左腕サーボプロセッサ（１ｄ）が故障であるか否
かを、判断ステップ４１において判断し、左腕サーボプ
ロセッサ（１ｄ）が故障でないとき、処理ステップ４５
において、コモンメモリ（３ｅ）より右腕サーボプロセ
ッサ（１ｅ）に左腕の指令値を書込み、処理ステップ４
６において、左腕アクチュエータ（５ｅ）〜（５ｈ）の
駆動制御を実行し、処理ステップ４７において、パワモ
ジュール（４ｂ）に指令値を出力する。

こ゛れに対し、左腕サーボプロセッサ（ｌｄ）が故障で
あることを、判断ステップ４１において判断したとき、
処理ステップ４２において、コモンメモリ（３ｄ）より
右腕サーボプロセッサ（ｌｅ）に右腕の指令値を書込み
、処理ステップ４３において、右腕アクチュエータ（５
ａ）〜（５ｄ）の駆動制御を実行し、処理ステップ４４
において、パワモジュール（４ａ）に指令値を出力する
。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、可動部におけ
るアクチュエータを所定のプログラムにしたがって駆動
制御する複数のマイクロプロセッサと、これらマイクロ
プロセッサのうちの少なくとも２つ以」二のマイクロプ
ロセッサから参照できる複数のコモンメモリと、複数の
サーボ系を駆動制御する複数のサーボプロセッサとを備
え、少なくとも２つの−１−記マイクロプロセッサは、
対応する他のコントローラもしくは計算機システムと交
信可能にしたから、マイクロプロセッサが何らかの原因
で故障した場合でも、故障したマイクロプロセッサのロ
ーカルメモリを他のメモリから読取れるようにし、もっ
て故障したマイクロプロセッサのリスクを、他のマイク
ロプロセッサが代替えして続行でき、ロボットの全機能
を停止させることのない、作業の安全性の高いロボット
制御方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来におけるロボット制御方式の一例を示すブ
ロック回路図、第２図はこの発明による１ ０ボット制御力式の一例を示すブロック回路図、第４図
および第５図はこの発明によるロボット制御方式におけ
るプロセッサの動作の一例を示すフローチャートである
。 （１ａ）・ｍｓ入出力専用プロセッサ、（１ｂ）・・・
・統括プロセッサ、（ｌｃ）　Φφφ演算専用プロセッ
サ、（１ｄ）・・番左腕サーボプロセッサ、（１ｅ）・
・・右腕サーボプロセッサ、（３ａ）〜（３ｅ）・・・
コモンメモリ、（４ａ）　、（４ｂ）　・・・パワモジ
ュール、（５ａ）〜（５ｈ）・・・アクチュエータ、（
７ａ）〜（７Ｃ）・・・通信制御インタフェース、（８
）・・・入力指令装置。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分をす。 代理人　大岩増雄 ２ ２、発明の名称 ロボット制御方式 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 昭和５９年７月３１日（発送日） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄。 ７、補正の内容 Ａ、明細書： （１）第１３頁第２行目；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動部におけるアクチュエータを所定のプログラ
   ムにしたがって駆動制御する複数のマイクロプロセッサ
   と、これらマイクロプロセッサのうちの少なくとも２つ
   以上のマイクロプロセッサから参照できる複数のコモン
   メモリと、複数のサーボ系を駆動制御する複数のサーボ
   プロセッサとを備え、少なくとも２つの上記マイクロプ
   ロセッサは、対応する他のコントローラもしくは計算機
   システムと交信可能であることを特徴とするロボット制
   御方式。