專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人控制器，特別涉及一種適用于通常用來(lái)完成多項(xiàng)作業(yè)的受控對(duì)象(包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人及一個(gè)或多個(gè)外軸的機(jī)械裝置)的機(jī)器控制器。
在日本公開(kāi)特許平4-252304中公開(kāi)了一種現(xiàn)在用于控制由多軸構(gòu)成的一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)及一個(gè)機(jī)器人的已知方法，并且在日本公開(kāi)特許昭63-216689中公開(kāi)了一種也由單個(gè)機(jī)器人及多個(gè)定位器完成的一種協(xié)調(diào)操作的方法。
其次，如

圖1所示，有一種方法可借助單獨(dú)一個(gè)控制器控制三個(gè)受控對(duì)象(由多軸構(gòu)成的一個(gè)單個(gè)機(jī)臺(tái)(A)及兩個(gè)機(jī)器人(B)和(C))。在這種情況下，所有三個(gè)受控對(duì)象(A)-(B)-(C)受到同步控制或者是先在(A)與(B)之間完成一種協(xié)調(diào)操作，然后在(A)與(C)之間完成一種協(xié)調(diào)操作。
然而，在對(duì)所有受控對(duì)象(A)-(B)-(C)進(jìn)行同步控制時(shí)，由于受控對(duì)象的受控方式為同時(shí)起/停模式，無(wú)法對(duì)其以不同速度進(jìn)行個(gè)別控制。另外，在(A)與(B)之間完成一種協(xié)調(diào)操作之后在(A)與(C)之間進(jìn)行一種協(xié)調(diào)操作之時(shí)，受控對(duì)象(C)在(A)與(B)間進(jìn)行協(xié)調(diào)操作過(guò)程中可獨(dú)立工作，并且受控對(duì)象(B)在(A)與(C)間進(jìn)行協(xié)調(diào)操作過(guò)程中可獨(dú)立工作。不過(guò)，問(wèn)題是受控對(duì)象(C)或(B)兩者不能同時(shí)對(duì)(A)進(jìn)行協(xié)調(diào)操作，因而降低了工作效率。
因此，本發(fā)明的開(kāi)發(fā)就是為了解決上述問(wèn)題，所以本發(fā)明的一個(gè)目的就是要提供一種甚至在受控對(duì)象處于多任務(wù)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)也能對(duì)機(jī)器進(jìn)行異步和同時(shí)控制的機(jī)器控制器。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種機(jī)器控制器用來(lái)控制多個(gè)受控對(duì)象，如機(jī)器人，外軸等。本機(jī)器控制器的特征在于其具有一個(gè)第一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)描述作為第一協(xié)調(diào)作業(yè)的多個(gè)受控對(duì)象的操作的命令及對(duì)該命令的執(zhí)行；(文中“描述(describing)”意為沿該作業(yè)運(yùn)動(dòng))。
一個(gè)第二系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)描述作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)的這些受控對(duì)象中任何一個(gè)的操作及由第一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)支配的這些受控對(duì)象之外的至少一個(gè)受控對(duì)象的操作的命令及對(duì)該命令的執(zhí)行；以及一個(gè)第三系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)啟動(dòng)第一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及第二系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的命令以及對(duì)這些命令的異步和同步執(zhí)行。
在這方面應(yīng)當(dāng)指出第三系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)是支承配第一及第二系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)的專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且具有調(diào)節(jié)第一及第二系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的主/從關(guān)系的功能。稱(chēng)作從系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)參考稱(chēng)作主系統(tǒng)的另一系統(tǒng)的輸出修正它自身的命令。
圖1為本發(fā)明適用的一個(gè)系統(tǒng)的透視圖；圖2為說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的總體示意圖；圖3為按照本發(fā)明的一個(gè)機(jī)器控制器的操作實(shí)例說(shuō)明；圖4為一種兩側(cè)對(duì)稱(chēng)作業(yè)示例的示圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的作業(yè)是雙對(duì)稱(chēng)時(shí)位置數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)軸的示例；而圖6為作業(yè)是雙對(duì)稱(chēng)時(shí)的操作示例。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖2示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中的機(jī)器控制器10的構(gòu)成有三個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行部分，包括系統(tǒng)-0執(zhí)行部分1，系統(tǒng)-1執(zhí)行部分2及系統(tǒng)-2執(zhí)行部分3，操作命令輸出區(qū)4和驅(qū)動(dòng)控制部分5。
每個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行部分都由教學(xué)設(shè)備6進(jìn)行示教以便解釋和執(zhí)行所存儲(chǔ)的命令，并且生成一個(gè)在那里形成的操作命令送到操作命令輸出區(qū)4。當(dāng)這些操作命令準(zhǔn)備妥當(dāng)時(shí)就同時(shí)發(fā)出以便可以驅(qū)動(dòng)多個(gè)受控對(duì)象。
這些執(zhí)行系統(tǒng)變成多任務(wù)模式異步執(zhí)行系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”指的是作業(yè)，并且一個(gè)作業(yè)就是用于一組至少由兩臺(tái)機(jī)器構(gòu)成的組合的一個(gè)命令行。
但是，系統(tǒng)-0與其余系統(tǒng)不同點(diǎn)在于它只支配對(duì)其他系統(tǒng)的命令。在本申請(qǐng)中，系統(tǒng)-0所完成的作業(yè)稱(chēng)作“主作業(yè)”，而支配實(shí)際操作的作業(yè)稱(chēng)為“子作業(yè)”。在本發(fā)明中，控制器具有單獨(dú)一個(gè)系統(tǒng)-0執(zhí)行部分和兩個(gè)或更多個(gè)支配實(shí)際操作的系統(tǒng)執(zhí)行部分。并且如后面所描述的，上述的兩個(gè)或更多個(gè)完成實(shí)際操作的系統(tǒng)執(zhí)行部分被定義為主系統(tǒng)執(zhí)行部分，而其他則定義為附屬系統(tǒng)執(zhí)行部分。
應(yīng)當(dāng)指出，系統(tǒng)間的作業(yè)是異步執(zhí)行的，但是由系統(tǒng)-0之外的系統(tǒng)支配的多個(gè)受控對(duì)象在系統(tǒng)之內(nèi)是互相同步控制的。因此，預(yù)定由各個(gè)系統(tǒng)支配的作業(yè)可以稱(chēng)為協(xié)調(diào)作業(yè)。
本發(fā)明的控制器的操作可以通過(guò)圖3中作業(yè)的執(zhí)行這一示例來(lái)說(shuō)明。
標(biāo)號(hào)201表示要由系統(tǒng)-0執(zhí)行部分執(zhí)行的主作業(yè)，標(biāo)號(hào)202表示為驅(qū)動(dòng)受控對(duì)象(A)和(B)應(yīng)由系列1執(zhí)行部分執(zhí)行的子作業(yè)(SUB1)，而標(biāo)號(hào)203表示為驅(qū)動(dòng)受控對(duì)象(A)和(C)應(yīng)由系統(tǒng)-2執(zhí)行部分執(zhí)行的子作業(yè)(SUB2)。也即子作業(yè)1及2具有共同的受控對(duì)象(A)。在此例中受控對(duì)象(B)和(C)為焊接機(jī)器人，而受控對(duì)象(A)為一轉(zhuǎn)臺(tái)(即工件定位器)。但本發(fā)明實(shí)質(zhì)與受控對(duì)象(A)、(B)及(C)實(shí)際上是什么毫無(wú)關(guān)系。
在收到第二行命令時(shí)，主作業(yè)201使系統(tǒng)-1執(zhí)行部分啟動(dòng)(PSTART)執(zhí)行子作業(yè)(SUB1)。與此類(lèi)似，在收到第三行命令時(shí)，主作業(yè)201使系統(tǒng)-2執(zhí)行部分啟動(dòng)(PSTART)執(zhí)行子作業(yè)(SUB2)，但在這種情況下，在此命令上附加的標(biāo)示〔SYNC〕指明受控對(duì)象是成對(duì)的，并且附有此〔SYNC〕標(biāo)記的是從作業(yè)，而沒(méi)有〔SYNC〕標(biāo)記的作業(yè)是主作業(yè)。在作業(yè)有三個(gè)或更多個(gè)時(shí)，只有其中的一個(gè)沒(méi)有標(biāo)記〔SYNC〕，所有其余作業(yè)均附加有標(biāo)記〔SYNC〕。
在系統(tǒng)-1的情況下，因?yàn)閷?duì)于受控對(duì)象(A)與(B)的操作已經(jīng)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，系統(tǒng)-1執(zhí)行部分解釋并執(zhí)行與之有關(guān)的命令，從而使對(duì)受控對(duì)象(A)與(B)的操作命令寫(xiě)于操作命令輸出區(qū)4。與此類(lèi)似，在系統(tǒng)-2的情況下，系統(tǒng)-2執(zhí)行部分解釋并執(zhí)行與之有關(guān)的命令，但因?yàn)橄到y(tǒng)-2具有得自系統(tǒng)-0關(guān)于它帶有標(biāo)記〔SYNC〕(即附屬于系列1)的知識(shí)，它針對(duì)同樣由系統(tǒng)-1支配的受控對(duì)象(A)計(jì)算出由系統(tǒng)-1生成的操作命令輸出數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)于操作命令輸出區(qū)4以供參考)與示教數(shù)據(jù)(由教學(xué)設(shè)備6示教并存儲(chǔ))的差，生成對(duì)受控對(duì)象(C)的操作命令輸出數(shù)據(jù)以補(bǔ)償計(jì)數(shù)所得之差，并且生成的數(shù)據(jù)寫(xiě)于操作命令輸出區(qū)。
生成操作命令輸出數(shù)據(jù)的原因是由于受控對(duì)象(C)的操作軌線(xiàn)(即機(jī)器人的焊接線(xiàn))因?yàn)槭芸貙?duì)象(A)的轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)造成偏移而必須校正該偏移量。
這樣，當(dāng)所有受控對(duì)象的操作命令輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備妥當(dāng)時(shí)，此數(shù)據(jù)實(shí)際上輸出到伺服系統(tǒng)。
這樣，這主系統(tǒng)執(zhí)行其自己的控制操作而完全不考慮其他系統(tǒng)，但附屬系列中每個(gè)都參考來(lái)自主系統(tǒng)的操作命令輸出數(shù)據(jù)并校正每個(gè)控制循環(huán)中受影響的它自己的操作命令。這樣，對(duì)所有受控對(duì)象的軸的所有命令都匯集在一起以便送到驅(qū)動(dòng)控制部分5，于是不必?fù)?dān)心任何標(biāo)示為附屬(或從)系統(tǒng)的系統(tǒng)的操作相對(duì)于主系統(tǒng)會(huì)發(fā)生滯后。
其次，介紹圖3示例中的示教方法。
(1)對(duì)機(jī)器人B與轉(zhuǎn)臺(tái)A之間的協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB1)示教。
(2)對(duì)機(jī)器人C與轉(zhuǎn)臺(tái)A之間的協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB2)進(jìn)行登錄(暫時(shí)只登錄標(biāo)題而不考慮具體示教)。
(3)準(zhǔn)備并登錄主作業(yè)。
(4)使主作業(yè)進(jìn)行下一個(gè)操作(使主作業(yè)逐步操作進(jìn)行操作確認(rèn))。使兩個(gè)PSTART命令執(zhí)行以啟動(dòng)SUB1及SUB2。
(5)為SUB1制作操作對(duì)象(前提為要進(jìn)行的作業(yè)的標(biāo)記可通過(guò)教學(xué)設(shè)備的鍵開(kāi)關(guān)(未示出)完成)，使機(jī)器人B運(yùn)動(dòng)到階段1(第1示教點(diǎn))并確定轉(zhuǎn)臺(tái)的位置。
(6)將操作對(duì)象轉(zhuǎn)接于SUB2并對(duì)于SUB1就機(jī)器人C的階段1(第1示教點(diǎn))進(jìn)行示教。
(7)甚至在階段2(第2示教點(diǎn))之后，按上面節(jié)(5)與(6)的順序?qū)Ω麟A段示教。
如上所述，因?yàn)樗淖鳂I(yè)的標(biāo)記與轉(zhuǎn)接可通過(guò)顯示裝置6的鍵開(kāi)關(guān)進(jìn)行，在某一項(xiàng)作業(yè)中所確定的位置可用來(lái)準(zhǔn)備和添加其他作業(yè)，非常簡(jiǎn)便。
此外，在工作為雙對(duì)稱(chēng)時(shí)(參見(jiàn)圖4)，在按下面的敘述在機(jī)器人B和轉(zhuǎn)臺(tái)A’之間進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB1)示教之后可以在機(jī)器C和轉(zhuǎn)臺(tái)A’之間準(zhǔn)備一協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB2)。
其實(shí)現(xiàn)方式如下。當(dāng)將一種操作對(duì)第一協(xié)調(diào)作業(yè)進(jìn)行示教，并且由上述第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的多個(gè)受配對(duì)象之外的一個(gè)以上的受控對(duì)象的操作作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)產(chǎn)生時(shí)，在控制器10中增加一轉(zhuǎn)換設(shè)備以便將由第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的受控對(duì)象之外的受控對(duì)象的位置數(shù)據(jù)根據(jù)由第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的受控對(duì)象的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)。
實(shí)際上，是將儲(chǔ)存在系列1執(zhí)行部分中的工作作業(yè)讀出。在工作為雙對(duì)稱(chēng)時(shí)，由機(jī)器人機(jī)構(gòu)確定的各個(gè)具體的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(由箭頭表示)被反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)而為系統(tǒng)-2執(zhí)行部分產(chǎn)生作業(yè)(在這實(shí)施例中的機(jī)器人的情況下，上述各軸如圖5中所述之第一、第四及第六各軸)。結(jié)果，其操作如圖6所示。
當(dāng)左右兩邊的工作相同時(shí)，只要將存儲(chǔ)于系統(tǒng)-1執(zhí)行部分中的作業(yè)復(fù)制就可達(dá)到目的。
如上所述，按照本發(fā)明，甚至在受控對(duì)象為重疊時(shí)，也可對(duì)它們進(jìn)行同時(shí)和異步控制，工作效率從而得到提高。另外，對(duì)于作業(yè)的示教與在通常的系統(tǒng)中幾乎相同并且僅僅是主作業(yè)中主/從關(guān)系的調(diào)節(jié)。由于這一原因，在示教后主/從關(guān)系的這種簡(jiǎn)單改變提供了極高的實(shí)用性。
本發(fā)明用于多個(gè)機(jī)器人互相協(xié)調(diào)完成焊接操作的情況。
權(quán)利要求
1.一種用于控制多個(gè)受控對(duì)象，如機(jī)器人、外軸等的機(jī)器控制器，其構(gòu)成包括一個(gè)第一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)描述作為第一協(xié)調(diào)作業(yè)的多個(gè)受控對(duì)象的操作的命令，及對(duì)這些命令的執(zhí)行；一個(gè)第二系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)描述作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)的由第一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)支配的這些受控對(duì)象中任何一個(gè)的操作及這些受控對(duì)象之外的一或多個(gè)受控對(duì)象的操作的命令，及對(duì)這些命令的執(zhí)行；以及一個(gè)第三系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)啟動(dòng)上述第一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及上述第二系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的命令，以及對(duì)這些命令的異步和同步執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1中的機(jī)器控制器，其特征在于具備一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置，因而當(dāng)多個(gè)受控對(duì)象的操作為雙對(duì)稱(chēng)并且當(dāng)將一種操作對(duì)第一協(xié)調(diào)作業(yè)進(jìn)行示教，并且由上述第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的多個(gè)受控對(duì)象之外的一個(gè)或更多個(gè)受控對(duì)象的操作作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)由第一協(xié)調(diào)作業(yè)產(chǎn)生時(shí)，上述一個(gè)或多個(gè)受控對(duì)象的位置數(shù)據(jù)根據(jù)由上述第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的受控對(duì)象的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1中的機(jī)器控制器，其特征在于包括一操作命令輸出區(qū)用來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)由系統(tǒng)執(zhí)行部分輸出的操作命令。
4.如權(quán)利要求3中的機(jī)器控制器，其特征在于由上述第三系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)將一個(gè)系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)記為主系統(tǒng)，而將另一系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)記為從系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4中的機(jī)器控制器，其特征在于標(biāo)記為從系統(tǒng)的系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)參考由標(biāo)記為主系統(tǒng)的系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出到上述操作命令輸出區(qū)中的操作命令并控制它自己的操作以求補(bǔ)償在示教時(shí)的差。
6.如權(quán)利要求5中的機(jī)器控制器，其特征在于具備一個(gè)可以用來(lái)準(zhǔn)備和編輯上述協(xié)調(diào)作業(yè)的操作對(duì)象作業(yè)標(biāo)記與轉(zhuǎn)接設(shè)備，從而可以將由某一協(xié)調(diào)作業(yè)標(biāo)記的位置用于任何其他作業(yè)的準(zhǔn)備與增添。
全文摘要
在受控對(duì)象處于多任務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中也能對(duì)機(jī)器進(jìn)行異步和同時(shí)控制的機(jī)器控制器，包括第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)描述作為第一協(xié)調(diào)作業(yè)的多個(gè)受控對(duì)象的操作的命令及其執(zhí)行，第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)描述作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)的由第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)支配的多個(gè)受控對(duì)象之外至少一個(gè)受控對(duì)象操作命令及其執(zhí)行，第三執(zhí)行機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)啟動(dòng)第一及第二系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)的命令及對(duì)命令的異步和同時(shí)執(zhí)行。第一與第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)有主從關(guān)系，從機(jī)構(gòu)參考主機(jī)構(gòu)的輸出校正自己的命令。
文檔編號(hào)B25J9/16GK1144568SQ95192198
公開(kāi)日1997年3月5日 申請(qǐng)日期1995年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月23日
發(fā)明者岡林千夫, 坂梨浩司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)