JPS61233802A - 動作シ−ケンスの高速制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、工業用ロボット、自動機械などの動作制御を
行うシーケンス制御装置において、複雑な制御シーケン
スを有する大規模なシステムの７−ケンス制御を高速に
処理する動作シーケンスの高速制御装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

自動加工機械やロボット等を組合わせて部品の加工、組
立作業等を行うファクトリ・オートメーションの分野で
は、一連の工程における設置ロボット台数の増加に伴っ
てこれらのロボットの動作を制御するシーケンス制御装
置に対し高速応答性が要求されるようになっている。

第７図は、２台のロボットを用いた部品取付はステーシ
ョンの構成図である。

第７図において、１０は部品供給コンベア、１１は部品
ハンドリング・ロボット、１２は部品位置決め装置、１
３は回転テーブル、１４はネジ締めロボット、１５は部
品取付作業中のパレット、１６は未処理パレット、１７
はパレット搬送台車、１８は搬送台車の走行ガイド・ラ
イン、１９はパレットのセツティングおよび取出し用の
ガイドレールである。なお、部品供給コンベア１０上の
Ｏ×Δ等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１９は台車１７側から必要に応
じて伸縮することができる。

第８図は、第７図における設備の同期排他動作シーケン
スを示すクーケンス・チャートであり、（Ａ）は回転テ
ーブル１３．（Ｂ）はハンドリングロボット１１、（Ｃ
）は位置決め装置１２、（Ｄ）はネジ締めロボット１４
の動作シーケンスをそれぞれ動作順に示してお９、これ
ら各設備１１〜１４はブロック１００〜１１３に示され
た単位動作（すなわち、教示データやプログラムで指示
される動作）を同期制御あるいは排他制御をしながら協
調的に進める。この場合、（Ａ）〜（Ｄ）で示す各設備
のシーケンス間を横切って引かれている実線は、゛各設
備のシーケンスにおける同期制御あるいは排他制御を行
うためのインタロック関係を示している。また、各ブロ
ックの前後に書かれた矢印は、その出発点のブロックに
書かれたブロックの動作が完了した時点で、矢印の終点
のブロックに書かれた単位動作が起動されることを表し
ており、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の箱に書かれたすべて
の動作が完了した時点で矢印の終点の箱に書かれた単位
動作が起動されることを表している０ 例えば、台車１７が回転テーブル１３の位置に到着し、
未処理パレット１６が回転テーブル１３の上に載せられ
ると、回転テーブル１３は回転して未処理パレット１６
を作業位置に移す。未処理パレット１６が作業位置に移
ったことにより、ハンドリングロボット１１の「部品を
つかむ」という作業のインタロックが解除され、ハンド
リングロボット１１は「部品をつかむ」という作業を行
い、つかんだ部品を位置決め装置１２の上に載せる。部
品□が位置決め装置１２の上に載せられることにより、
位置決め装置１２はインタロックが解除され、部品の位
置決めを行う。この時、ハンドリングロボット１１は位
置決めされた部品を次の工程でバレン）１５に載せるた
めに第１の待機位置に移動し、位置決め装置１２によっ
て部品の位置決めが完了すると、この部品をパレット１
５の上に載せ、この後第７図に図示する初期位置（第１
．　２待機位置）に戻る。

このようにしてパレット１５の上に部品が置かれると、
ネジ締めロボット１４に対するインタロックが解除され
、ネジ締めが開始される。ネジ締めが完了すると、回転
テーブル１３に対するインタロックが解除され、回転テ
ーブル１３が回転し、ネジ締めの完了した部品はパレッ
ト１５から外されて台車１７によって搬出される。

第８図において、ハンドリングロボット１１が位置決め
された部品をパレット１５にのせる動作１０９と、ネジ
締めロボット１４がネジ締めを行う動作１０ｇは、相互
にインターロックがかけられており、２つの動作が同時
に行われないように排他されている。これは、パレット
１５上でロボット１１とロボット１４のアームが衝突す
る場合　　　□を防止、：するためである。

また、ロボット１１が部品をつかむ動作１０３は、回転
テーブル１３に未処理パレット１６をのせる動作１０２
と同期して起動されるように、インターロックがかけら
れている。

このように、複数の設備を協調して動作させる　　　□
場合には、各設備の単位動作の起動に際して、同期、排
他のための数多くのインターロックを設け　　　□る必
要がある。

従来、第８図に示すような複数設備相互間の同期、排他
を含む動作クーケンスを実現するためには、複数台のロ
ボットあるいは加工機械の制御装置に対して、それぞれ
の動作シーケンスを教示、あるいはプログラムする際に
、インターロック信号の０Ｎ１０ＦＦおよびインターロ
ック信号待ちの命令を、同期・排他して動作させたい各
単位動作の前後に、あらかじめ埋め込んで教示データ、
あるいはプログラムを作成している。すなわち、第８図
に示す動作起動シーケンスをそのままの形でプログラム
していた。

このような方法で、複数設備間の動作の同期・排他制御
を行う場合、同期・排他して動作させるべき設備の数が
増加し、その結果、インターロックを取るべき単位作業
の数が増えると、インターロックを含んだ教示やプログ
ラム作成の労力は膨大なものとなり、しかも作成した一
連のプログラムのデバッグも面倒となる。さらに、同期
をとるだめのインターロック信号の発生や、インターロ
ック信号待ちの命令が一連の動作７−ケンスの中に埋め
込まれてしまうため、変更修正する場合、それに要する
労力と時間はきわめて犬となる。゛そこで、設備の数が
増え、動作クーケンスが複雑になった場合、インターロ
ックを取りながら協調動作させるための同期排他条件を
容易にプログラムするための方法として、個々の単位動
作間の起動順序関係を記憶させたテーブルに基づき複数
動作の協調制御を行う動作シーケンスの制御方法が”ワ
ークステーション制御用ステーションコントローラ（Ｓ
ＣＲ）の提案“第２２回ＢＩＣＥ学術講演会で提案され
ている。

しかし、起動すべき単位動作数が多くなった場合には、
各単位動作の起動可能判定を行うのに要する処理時間が
増大し、所望の制御応答性能が得られないという問題点
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、入出力信号点数の多い大規模な自動化
システムのシーケンス制御を高速に行うことができる動
作シーケンスの高速制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、複数設備間の協調動作シーケンスを実現する
際、高速応答が要求される一連の動作クーケンスを１つ
の単位動作とみなし、主制御装置を実行させ、高速応答
が要求されるシーケンスは、従来制御装置で制御するこ
とにより、動作シーケンスを高速で実行するようにした
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示したもので、３０
は統括制御装置（主制御装置）、３２はサブ制御装置（
従制御装置）、３１は統括制御用メモリ、３５．３７は
ロボット制御装置、３４゜３６はロボット動作教示デー
タ用メモリ、２６はリレー制御盤、１１はハンドリング
ロボット、１４はネジ締めロボット、１２は部品位置決
め装置、１３は回転テーブルである。２７．２８．２９
は統括制御情報を記憶しておくテーブルである。

この構成において、まず、第８図に示した動作シーケン
スを統括制御用メモリ３１内のテーブル２７．２８．２
９に記憶させる方法について説明する。

テーブル２７は、同期排他ステップ定義テーブルであり
、第８図において同期あるいは排他のだめのインターロ
ック信号待ちをしている単位動作（起動待動作）および
インターロックをかけている単位動作（完了待動作）の
組合わせを登録するテーブルであり、統括制御装置３０
用のテーブル２７Ａとサブ制御装置３２用のテーブル２
７Ｂとを有している。

第２図（ａ）にテーブル２７Ａの情報、第２図（ｂ）　
　にテーブル２７Ｂの情報をそれぞれ示している。第２
図において、回転テープ／Ｉ／１３の動作（パレットを
載せる）１０１と、台車１７の動作（台車の到着）およ
び回転テーブル１３の動作１ｔａ／！ｉ（パレットを取
り外す）の同期待ちについては、第２図（ａ）の同期排
他ステップ１に示すように、完了待動作Ｎｏとして１０
０と１１３、起動待動作ＮＯとして１０１を登録する。

また、ロボット１１の動作１０９（パレットに部品を載
せる）と、ロボット１４の動作１０８（ネジ締めする）
の排他については、第２図（ａ）　　のステップ３に示
すように、起動待動作Ｎ０１０９に対して完了動作Ｎｏ
　１０２．１０７．１１１を登録する。

一方、テーブル２７Ｂについては高速処理を要求される
単位動作が前述のテーブル２７Ａと同様な形で登録され
る。

また、これらテーブル２７Ａ、２７Ｂにおける完了時動
作Ｎｏおよび起動待動作Ｎｏで示される６　　　各設備
の単位動作の実行に関する情報は、動作管理テーブル２
８に第３図に示す形で記憶しておく。

第３図において、起動管理状態６１としては起動待と起
動済の状態があり、起動待をＩ□Ｉ、起動済をＩＩ′で
示す。これにより、同期・排他ステップ定義テーブル２
７に記憶させた動作シーケンスが、どこまで進んでいる
かを示すことができる。次欄の動作状態６２には、動作
完と動作中の状態があり、動作完を′Ｉ１１動作中をＩ
２′で示す。これにより、起動された動作Ｎｏに対する
単位動作が完了しているか、あるいは実行中であるかを
示している。次欄のメツセージＮ０６３は、後述するよ
うに、制御メツセージ・テーブル２９に記憶されている
制御情報の中から、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を示している。

統括制御装置３０およびサブ制御装置では、第３図のテ
ーブル２８の内容を参照し、各同期排他　　゛ステップ
に登録しである完了時動作Ｎｏの単位動作がすべて起動
済で完了し、起動待動作Ｎｏの単位動作がすべて起動待
である場合、起動待動作Ｎ。

の単位動作を起動する。本実施例は、単位動作１０３〜
１０７までを統括制御装置３０では１つの単位動作とみ
なし、高速処理が要求される≠位動作１０３〜１０７を
サブ制御装置３２が制御する。第２図（ａ）の負の動作
Ｎｏは、高速処理が要求される単位動作の先頭（例では
１０３）を表し、第２図（ａ）　　の負の動作Ｎｏは、
高速処理が要求される単位動作の終りの動作Ｎｏを表し
ている。

制御メツセージテーブル２９には、統括制御装置３０お
よびサブ制御装［３２が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に従って起動する動作
ＮＯに対応して、各設備へ送信する制御情報を第４図で
示される形で登録しておく。

統括制御装置３０およびサブ統括制御装置３２は、以上
のような構成のテーブル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の構成とその動作については、本発明
と同一出願人による特願昭５８−７７９８５号に詳しく
説明しであるのでその詳細な説明は省略し、第５図のブ
ロック図と第６図のフローチャートを用いて概略につい
てのみ簡単に説明する。

第５図において、４０は起動判定部、４１は起動動作Ｎ
Ｏ読出部、４２は制御メツセージ読出部、４３は制御メ
ツセージ送信部、４４は完了信号ラッチ部、４５は管理
情報更新部である。

動作起動判定部４０は、第２図（ａ）に示した同期排他
ステップ定義テーブル２７および第３図に示した動作管
理テーブル２８から、完了時動作および起動待動作ＮＯ
とそれらの起動管理状態６１および動作状態６２を読み
出しく矢印５０．５２）、すべての完了時動作ＮＯが起
動済で動作完であり、すべての起動待動作ＮＯが起動待
である起動可能な同期排他ステップＮｏを選び、それを
起動動作Ｎｏ読出部４１へ送る（矢印５１）。

起動動作Ｎｏ読出部４１は、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ＮＯを読み出しく矢印
５７）、それを制御メツセージ読出部４２へ送る（矢印
５４）。読み出した動作Ｎ。

が負の場合はサブ制御装置３２に起動をかける（矢印６
５）。

制御メツ七−ジ読出部４２は、起動動作ＮＯ読出部４１
から受は取った動作ＮＯからそれに対する制御情報と送
り先アドレスを読み出し、制御メツセージ送信部４３に
送る（矢印５８）。

制御メツセージ送信部４３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
５９）。

各設備は統括制御装置３０から送られて来た制御情報に
従い、あらかじめ教示あるいはプロゲラ　　　、ニムさ
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４４へ　　　□２６（％
□６゜、。　　　　　　　　　−［動作管４情報更新部
４゛″″″さ７た完了信　　　、３、号の内容を参照し
、該動作ＮＯの動作状態を動作　　　；□・： 中から動作完の状態へ更新する（矢印６２）。　　　　
　゛統括制御装置３０は以上の動作を繰り返すことによ
り、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、複数設備の同期排他制御を自
動的に行う。

サブ制御装置３２の構成は統括制御装置３０と同様であ
り、統括制御装置３０から起動信号を受は取ると上記と
同様の処理を行い、設備を制御する。そして、起動待動
作Ｎｏが負である単位動作を起動するまで繰り返す。サ
ブ制御装置３２が起動判定すべき同期排他ステップは、
統括制御装置３０が起動判定する同期排他ステップに較
べて少なく、高速で処理を実行できる。

本実施例によれば、高速応答が要求される一連の動作シ
ーケンスを１つの単位動作とみなし、統括制御装置３０
が参照する同期排他ステップ定義テーブル２７Ａに登録
し、高速応答が要求される一連のシーケンスをサブ制御
装置３２が参照する同期排他ステップ定義テーブル２７
Ｂに登録することにより、動作７−ケンス制御を高速に
実行できる。

なお、本実施例では、統括制御装置３０とサブ制御装置
３２とを独立して設けているが、これらを統合して１つ
の′装置とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、複数の
ロボットや加工設備群の同期および排他作業を含む複雑
な協調作業における動作シーケンスの制御において、高
速処理が要求される動作シーケンスを別の装置で制御す
るようにしたため、大規模な自動化システムの動作シー
ケンス制御を高速に実行できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す部品取付ステーション
の制御システム構成図、第２図は第１図における同期排
他ステップ定義テーブルの構成図、第３図は第１図の動
作管理テーブルの構成図、第４図は第１図の制御メツセ
ージ・テーブルの構成図、第５図は第１図の統括制御装
置の構成図、第６図は第５図の統括制御装置の概略動作
を示すフローチャート、第７図は２台のロボットを用い
た部品取付ステーションの構成図、第８図は第７図の同
期排他動作７−ケンスチャートである。 ２７・・・同期排他ステップ定義テーブル、２８・・・
動作管理テーブル、 ２９・・・制御メツセージテーブル、 ３０・・・統括制御装置、 ３１・・・統括制御用メモリ、 ３２・・・サブ制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）教示あるいはプログラムされた単位動作を組合わ
   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
   する制御システムにおいて、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
   段を有する制御用記憶装置、 上記第１、第２の記憶手段に記憶された各単位動作の起
   動順序関係と動作状態とを参照して起動すべき単位動作
   を決定する主制御装置 上記第１の記憶手段に記憶された高速処理区間の指示情
   報を基に上記主制御装置と同様の処理を実行し、起動す
   べき単位動作を決定する従制御装置を設けたことを特徴
   とする動作シーケンスの高速制御装置。
2. （２）前記第１の記憶手段は、一連の動作シーケンスの
   起動順序関係をすくなくとも２つ以上に分割して記憶し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の動作シーケンスの高速制御装置。