專利名稱：機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)機器人控制器，特別涉及一種適用于通常用來完成多項作業(yè)的受控對象(包括一個或多個機器人及一個或多個外軸的機械裝置)的機器控制器。
在日本公開特許平4-252304中公開了一種現(xiàn)在用于控制由多軸構(gòu)成的一個轉(zhuǎn)臺及一個機器人的已知方法，并且在日本公開特許昭63-216689中公開了一種也由單個機器人及多個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一個控制器控制三個受控對象(由多軸構(gòu)成的一個單個機臺(A)及兩個機器人(B)和(C))。在這種情況下，所有三個受控對象(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，在對所有受控對象(A)-(B)-(C)進行同步控制時，由于受控對象的受控方式為同時起/停模式，無法對其以不同速度進行個別控制。另外，在(A)與(B)之間完成一種協(xié)調(diào)操作之后在(A)與(C)之間進行一種協(xié)調(diào)操作之時，受控對象(C)在(A)與(B)間進行協(xié)調(diào)操作過程中可獨立工作，并且受控對象(B)在(A)與(C)間進行協(xié)調(diào)操作過程中可獨立工作。不過，問題是受控對象(C)或(B)兩者不能同時對(A)進行協(xié)調(diào)操作，因而降低了工作效率。
因此，本發(fā)明的開發(fā)就是為了解決上述問題，所以本發(fā)明的一個目的就是要提供一種甚至在受控對象處于多任務(wù)競爭時也能對機器進行異步和同時控制的機器控制器。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種機器控制器用來控制多個受控對象，如機器人，外軸等。本機器控制器的特征在于其具有一個第一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于存儲描述作為第一協(xié)調(diào)作業(yè)的多個受控對象的操作的命令及對該命令的執(zhí)行；(文中“描述(describing)”意為沿該作業(yè)運動)。
一個第二系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于存儲描述作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)的這些受控對象中任何一個的操作及由第一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)支配的這些受控對象之外的至少一個受控對象的操作的命令及對該命令的執(zhí)行；以及一個第三系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于存儲啟動第一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)及第二系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的命令以及對這些命令的異步和同步執(zhí)行。
在這方面應(yīng)當指出第三系列執(zhí)行機構(gòu)是支承配第一及第二系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的啟動的專門的系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，并且具有調(diào)節(jié)第一及第二系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)之間的主/從關(guān)系的功能。稱作從系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)參考稱作主系統(tǒng)的另一系統(tǒng)的輸出修正它自身的命令。
圖1為本發(fā)明適用的一個系統(tǒng)的透視圖；圖2為說明本發(fā)明一個實施例的總體示意圖；圖3為按照本發(fā)明的一個機器控制器的操作實例說明；圖4為一種兩側(cè)對稱作業(yè)示例的示圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的作業(yè)是雙對稱時位置數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)軸的示例；而圖6為作業(yè)是雙對稱時的操作示例。
下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施例進行描述。
圖2示出本發(fā)明的一個實施例，其中的機器控制器10的構(gòu)成有三個系統(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)動控制部分5。
每個系統(tǒng)執(zhí)行部分都由教學設(shè)備6進行示教以便解釋和執(zhí)行所存儲的命令，并且生成一個在那里形成的操作命令送到操作命令輸出區(qū)4。當這些操作命令準備妥當時就同時發(fā)出以便可以驅(qū)動多個受控對象。
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“系統(tǒng)”指的是作業(yè)，并且一個作業(yè)就是用于一組至少由兩臺機器構(gòu)成的組合的一個命令行。
但是，系統(tǒng)-0與其余系統(tǒng)不同點在于它只支配對其他系統(tǒng)的命令。在本申請中，系統(tǒng)-0所完成的作業(yè)稱作“主作業(yè)”，而支配實際操作的作業(yè)稱為“子作業(yè)”。在本發(fā)明中，控制器具有單獨一個系統(tǒng)-0執(zhí)行部分和兩個或更多個支配實際操作的系統(tǒng)執(zhí)行部分。并且如后面所描述的，上述的兩個或更多個完成實際操作的系統(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)支配的多個受控對象在系統(tǒng)之內(nèi)是互相同步控制的。因此，預定由各個系統(tǒng)支配的作業(yè)可以稱為協(xié)調(diào)作業(yè)。
本發(fā)明的控制器的操作可以通過圖3中作業(yè)的執(zhí)行這一示例來說明。
標號201表示要由系統(tǒng)-0執(zhí)行部分執(zhí)行的主作業(yè)，標號202表示為驅(qū)動受控對象(A)和(B)應(yīng)由系列1執(zhí)行部分執(zhí)行的子作業(yè)(SUB1)，而標號203表示為驅(qū)動受控對象(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具有共同的受控對象(A)。在此例中受控對象(B)和(C)為焊接機器人，而受控對象(A)為一轉(zhuǎn)臺(即工件定位器)。但本發(fā)明實質(zhì)與受控對象(A)、(B)及(C)實際上是什么毫無關(guān)系。
在收到第二行命令時，主作業(yè)201使系統(tǒng)-1執(zhí)行部分啟動(PSTART)執(zhí)行子作業(yè)(SUB1)。與此類似，在收到第三行命令時，主作業(yè)201使系統(tǒng)-2執(zhí)行部分啟動(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示〔SYNC〕指明受控對象是成對的，并且附有此〔SYNC〕標記的是從作業(yè)，而沒有〔SYNC〕標記的作業(yè)是主作業(yè)。在作業(yè)有三個或更多個時，只有其中的一個沒有標記〔SYNC〕，所有其余作業(yè)均附加有標記〔SYNC〕。
在系統(tǒng)-1的情況下，因為對于受控對象(A)與(B)的操作已經(jīng)經(jīng)過學習，系統(tǒng)-1執(zhí)行部分解釋并執(zhí)行與之有關(guān)的命令，從而使對受控對象(A)與(B)的操作命令寫于操作命令輸出區(qū)4。與此類似，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，但因為系統(tǒng)-2具有得自系統(tǒng)-0關(guān)于它帶有標記〔SYNC〕(即附屬于系列1)的知識，它針對同樣由系統(tǒng)-1支配的受控對象(A)計算出由系統(tǒng)-1生成的操作命令輸出數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)臨時存儲于操作命令輸出區(qū)4以供參考)與示教數(shù)據(jù)(由教學設(shè)備6示教并存儲)的差，生成對受控對象(C)的操作命令輸出數(shù)據(jù)以補償計數(shù)所得之差，并且生成的數(shù)據(jù)寫于操作命令輸出區(qū)。
生成操作命令輸出數(shù)據(jù)的原因是由于受控對象(C)的操作軌線(即機器人的焊接線)因為受控對象(A)的轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)造成偏移而必須校正該偏移量。
這樣，當所有受控對象的操作命令輸出數(shù)據(jù)準備妥當時，此數(shù)據(jù)實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)，但附屬系列中每個都參考來自主系統(tǒng)的操作命令輸出數(shù)據(jù)并校正每個控制循環(huán)中受影響的它自己的操作命令。這樣，對所有受控對象的軸的所有命令都匯集在一起以便送到驅(qū)動控制部分5，于是不必擔心任何標示為附屬(或從)系統(tǒng)的系統(tǒng)的操作相對于主系統(tǒng)會發(fā)生滯后。
其次，介紹圖3示例中的示教方法。
(1)對機器人B與轉(zhuǎn)臺A之間的協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB1)示教。
(2)對機器人C與轉(zhuǎn)臺A之間的協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB2)進行登錄(暫時只登錄標題而不考慮具體示教)。
(3)準備并登錄主作業(yè)。
(4)使主作業(yè)進行下一個操作(使主作業(yè)逐步操作進行操作確認)。使兩個PSTART命令執(zhí)行以啟動SUB1及SUB2。
(5)為SUB1制作操作對象(前提為要進行的作業(yè)的標記可通過教學設(shè)備的鍵開關(guān)(未示出)完成)，使機器人B運動到階段1(第1示教點)并確定轉(zhuǎn)臺的位置。
(6)將操作對象轉(zhuǎn)接于SUB2并對于SUB1就機器人C的階段1(第1示教點)進行示教。
(7)甚至在階段2(第2示教點)之后，按上面節(jié)(5)與(6)的順序?qū)Ω麟A段示教。
如上所述，因為所要的作業(yè)的標記與轉(zhuǎn)接可通過顯示裝置6的鍵開關(guān)進行，在某一項作業(yè)中所確定的位置可用來準備和添加其他作業(yè)，非常簡便。
此外，在工作為雙對稱時(參見圖4)，在按下面的敘述在機器人B和轉(zhuǎn)臺A’之間進行協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB1)示教之后可以在機器C和轉(zhuǎn)臺A’之間準備一協(xié)調(diào)作業(yè)(SUB2)。
其實現(xiàn)方式如下。當將一種操作對第一協(xié)調(diào)作業(yè)進行示教，并且由上述第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的多個受配對象之外的一個以上的受控對象的操作作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)產(chǎn)生時，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)支配的受控對象之外的受控對象的位置數(shù)據(jù)根據(jù)由第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的受控對象的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙對稱數(shù)據(jù)。
實際上，是將儲存在系列1執(zhí)行部分中的工作作業(yè)讀出。在工作為雙對稱時，由機器人機構(gòu)確定的各個具體的軸的轉(zhuǎn)動方向(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)(在這實施例中的機器人的情況下，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。
當左右兩邊的工作相同時，只要將存儲于系統(tǒng)-1執(zhí)行部分中的作業(yè)復制就可達到目的。
如上所述，按照本發(fā)明，甚至在受控對象為重疊時，也可對它們進行同時和異步控制，工作效率從而得到提高。另外，對于作業(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)系的這種簡單改變提供了極高的實用性。
本發(fā)明用于多個機器人互相協(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受控對象，如機器人、外軸等的機器控制器，其構(gòu)成包括一個第一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于存儲描述作為第一協(xié)調(diào)作業(yè)的多個受控對象的操作的命令，及對這些命令的執(zhí)行；一個第二系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于存儲描述作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)的由第一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)支配的這些受控對象中任何一個的操作及這些受控對象之外的一或多個受控對象的操作的命令，及對這些命令的執(zhí)行；以及一個第三系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于存儲啟動上述第一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)及上述第二系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的命令，以及對這些命令的異步和同步執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1中的機器控制器，其特征在于具備一個轉(zhuǎn)換裝置，因而當多個受控對象的操作為雙對稱并且當將一種操作對第一協(xié)調(diào)作業(yè)進行示教，并且由上述第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的多個受控對象之外的一個或更多個受控對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，上述一個或多個受控對象的位置數(shù)據(jù)根據(jù)由上述第一協(xié)調(diào)作業(yè)支配的受控對象的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙對稱數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1中的機器控制器，其特征在于包括一操作命令輸出區(qū)用來臨時存儲由系統(tǒng)執(zhí)行部分輸出的操作命令。
4.如權(quán)利要求3中的機器控制器，其特征在于由上述第三系列執(zhí)行機構(gòu)將一個系列執(zhí)行機構(gòu)標記為主系統(tǒng)，而將另一系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)標記為從系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4中的機器控制器，其特征在于標記為從系統(tǒng)的系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)參考由標記為主系統(tǒng)的系統(tǒng)執(zhí)行機構(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償在示教時的差。
6.如權(quán)利要求5中的機器控制器，其特征在于具備一個可以用來準備和編輯上述協(xié)調(diào)作業(yè)的操作對象作業(yè)標記與轉(zhuǎn)接設(shè)備，從而可以將由某一協(xié)調(diào)作業(yè)標記的位置用于任何其他作業(yè)的準備與增添。
全文摘要
在受控對象處于多任務(wù)競爭中也能對機器進行異步和同時控制的機器控制器，包括第一執(zhí)行機構(gòu)，存儲描述作為第一協(xié)調(diào)作業(yè)的多個受控對象的操作的命令及其執(zhí)行，第二執(zhí)行機構(gòu)，存儲描述作為第二協(xié)調(diào)作業(yè)的由第一執(zhí)行機構(gòu)支配的多個受控對象之外至少一個受控對象操作命令及其執(zhí)行，第三執(zhí)行機構(gòu)，存儲啟動第一及第二系列執(zhí)行機構(gòu)的命令及對命令的異步和同時執(zhí)行。第一與第二執(zhí)行機構(gòu)有主從關(guān)系，從機構(gòu)參考主機構(gòu)的輸出校正自己的命令。
文檔編號B25J9/16GK1144568SQ95192198
公開日1997年3月5日 申請日期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 申請人:株式會社安川電機