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CN1144568A - 机器控制器 - Google Patents

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Abstract

在受控对象处于多任务竞争中也能对机器进行异步和同时控制的机器控制器，包括第一执行机构，存储描述作为第一协调作业的多个受控对象的操作的命令及其执行，第二执行机构，存储描述作为第二协调作业的由第一执行机构支配的多个受控对象之外至少一个受控对象操作命令及其执行，第三执行机构，存储启动第一及第二系列执行机构的命令及对命令的异步和同时执行。第一与第二执行机构有主从关系，从机构参考主机构的输出校正自己的命令。

Description

机器控制器
本发明涉及一种工业机器人控制器，特别涉及一种适用于通常用来完成多项作业的受控对象(包括一个或多个机器人及一个或多个外轴的机械装置)的机器控制器。
在日本公开特许平4-252304中公开了一种现在用于控制由多轴构成的一个转台及一个机器人的已知方法，并且在日本公开特许昭63-216689中公开了一种也由单个机器人及多个定位器完成的一种协调操作的方法。
其次，如图1所示，有一种方法可借助单独一个控制器控制三个受控对象(由多轴构成的一个单个机台(A)及两个机器人(B)和(C))。在这种情况下，所有三个受控对象(A)-(B)-(C)受到同步控制或者是先在(A)与(B)之间完成一种协调操作，然后在(A)与(C)之间完成一种协调操作。
然而，在对所有受控对象(A)-(B)-(C)进行同步控制时，由于受控对象的受控方式为同时起/停模式，无法对其以不同速度进行个别控制。另外，在(A)与(B)之间完成一种协调操作之后在(A)与(C)之间进行一种协调操作之时，受控对象(C)在(A)与(B)间进行协调操作过程中可独立工作，并且受控对象(B)在(A)与(C)间进行协调操作过程中可独立工作。不过，问题是受控对象(C)或(B)两者不能同时对(A)进行协调操作，因而降低了工作效率。
因此，本发明的开发就是为了解决上述问题，所以本发明的一个目的就是要提供一种甚至在受控对象处于多任务竞争时也能对机器进行异步和同时控制的机器控制器。
为解决上述问题，本发明提供一种机器控制器用来控制多个受控对象，如机器人，外轴等。本机器控制器的特征在于其具有：
一个第一系统执行机构，用于存储描述作为第一协调作业的多个受控对象的操作的命令及对该命令的执行；(文中“描述(describing)”意为沿该作业运动)。
一个第二系统执行机构，用于存储描述作为第二协调作业的这些受控对象中任何一个的操作及由第一系统执行机构支配的这些受控对象之外的至少一个受控对象的操作的命令及对该命令的执行；以及
一个第三系统执行机构，用于存储启动第一系统执行机构及第二系统执行机构的命令以及对这些命令的异步和同步执行。
在这方面应当指出第三系列执行机构是支承配第一及第二系统执行机构的启动的专门的系统执行机构，并且具有调节第一及第二系统执行机构之间的主/从关系的功能。称作从系统执行系统参考称作主系统的另一系统的输出修正它自身的命令。
图1为本发明适用的一个系统的透视图；图2为说明本发明一个实施例的总体示意图；图3为按照本发明的一个机器控制器的操作实例说明；图4为一种两侧对称作业示例的示图；图5为根据本发明的作业是双对称时位置数据反转轴的示例；而图6为作业是双对称时的操作示例。
下面参照附图对本发明的一个实施例进行描述。
图2示出本发明的一个实施例，其中的机器控制器10的构成有三个系统执行部分，包括系统-0执行部分1，系统-1执行部分2及系统-2执行部分3，操作命令输出区4和驱动控制部分5。
每个系统执行部分都由教学设备6进行示教以便解释和执行所存储的命令，并且生成一个在那里形成的操作命令送到操作命令输出区4。当这些操作命令准备妥当时就同时发出以便可以驱动多个受控对象。
这些执行系统变成多任务模式异步执行系统。术语“系统”指的是作业，并且一个作业就是用于一组至少由两台机器构成的组合的一个命令行。
但是，系统-0与其余系统不同点在于它只支配对其他系统的命令。在本申请中，系统-0所完成的作业称作“主作业”，而支配实际操作的作业称为“子作业”。在本发明中，控制器具有单独一个系统-0执行部分和两个或更多个支配实际操作的系统执行部分。并且如后面所描述的，上述的两个或更多个完成实际操作的系统执行部分被定义为主系统执行部分，而其他则定义为附属系统执行部分。
应当指出，系统间的作业是异步执行的，但是由系统-0之外的系统支配的多个受控对象在系统之内是互相同步控制的。因此，预定由各个系统支配的作业可以称为协调作业。
本发明的控制器的操作可以通过图3中作业的执行这一示例来说明。
标号201表示要由系统-0执行部分执行的主作业，标号202表示为驱动受控对象(A)和(B)应由系列1执行部分执行的子作业(SUB1)，而标号203表示为驱动受控对象(A)和(C)应由系统-2执行部分执行的子作业(SUB2)。也即子作业1及2具有共同的受控对象(A)。在此例中受控对象(B)和(C)为焊接机器人，而受控对象(A)为一转台(即工件定位器)。但本发明实质与受控对象(A)、(B)及(C)实际上是什么毫无关系。
在收到第二行命令时，主作业201使系统-1执行部分启动(PSTART)执行子作业(SUB1)。与此类似，在收到第三行命令时，主作业201使系统-2执行部分启动(PSTART)执行子作业(SUB2)，但在这种情况下，在此命令上附加的标示〔SYNC〕指明受控对象是成对的，并且附有此〔SYNC〕标记的是从作业，而没有〔SYNC〕标记的作业是主作业。在作业有三个或更多个时，只有其中的一个没有标记〔SYNC〕，所有其余作业均附加有标记〔SYNC〕。
在系统-1的情况下，因为对于受控对象(A)与(B)的操作已经经过学习，系统-1执行部分解释并执行与之有关的命令，从而使对受控对象(A)与(B)的操作命令写于操作命令输出区4。与此类似，在系统-2的情况下，系统-2执行部分解释并执行与之有关的命令，但因为系统-2具有得自系统-0关于它带有标记〔SYNC〕(即附属于系列1)的知识，它针对同样由系统-1支配的受控对象(A)计算出由系统-1生成的操作命令输出数据(该数据临时存储于操作命令输出区4以供参考)与示教数据(由教学设备6示教并存储)的差，生成对受控对象(C)的操作命令输出数据以补偿计数所得之差，并且生成的数据写于操作命令输出区。
生成操作命令输出数据的原因是由于受控对象(C)的操作轨线(即机器人的焊接线)因为受控对象(A)的转台的旋转造成偏移而必须校正该偏移量。
这样，当所有受控对象的操作命令输出数据准备妥当时，此数据实际上输出到伺服系统。
这样，这主系统执行其自己的控制操作而完全不考虑其他系统，但附属系列中每个都参考来自主系统的操作命令输出数据并校正每个控制循环中受影响的它自己的操作命令。这样，对所有受控对象的轴的所有命令都汇集在一起以便送到驱动控制部分5，于是不必担心任何标示为附属(或从)系统的系统的操作相对于主系统会发生滞后。
其次，介绍图3示例中的示教方法。
(1)对机器人B与转台A之间的协调作业(SUB1)示教。
(2)对机器人C与转台A之间的协调作业(SUB2)进行登录(暂时只登录标题而不考虑具体示教)。
(3)准备并登录主作业。
(4)使主作业进行下一个操作(使主作业逐步操作进行操作确认)。使两个PSTART命令执行以启动SUB1及SUB2。
(5)为SUB1制作操作对象(前提为要进行的作业的标记可通过教学设备的键开关(未示出)完成)，使机器人B运动到阶段1(第1示教点)并确定转台的位置。
(6)将操作对象转接于SUB2并对于SUB1就机器人C的阶段1(第1示教点)进行示教。
(7)甚至在阶段2(第2示教点)之后，按上面节(5)与(6)的顺序对各阶段示教。
如上所述，因为所要的作业的标记与转接可通过显示装置6的键开关进行，在某一项作业中所确定的位置可用来准备和添加其他作业，非常简便。
此外，在工作为双对称时(参见图4)，在按下面的叙述在机器人B和转台A’之间进行协调作业(SUB1)示教之后可以在机器C和转台A’之间准备一协调作业(SUB2)。
其实现方式如下。当将一种操作对第一协调作业进行示教，并且由上述第一协调作业支配的多个受配对象之外的一个以上的受控对象的操作作为第二协调作业产生时，在控制器10中增加一转换设备以便将由第一协调作业支配的受控对象之外的受控对象的位置数据根据由第一协调作业支配的受控对象的位置数据转换为双对称数据。
实际上，是将储存在系列1执行部分中的工作作业读出。在工作为双对称时，由机器人机构确定的各个具体的轴的转动方向(由箭头表示)被反转而产生位置数据而为系统-2执行部分产生作业(在这实施例中的机器人的情况下，上述各轴如图5中所述之第一、第四及第六各轴)。结果，其操作如图6所示。
当左右两边的工作相同时，只要将存储于系统-1执行部分中的作业复制就可达到目的。
如上所述，按照本发明，甚至在受控对象为重叠时，也可对它们进行同时和异步控制，工作效率从而得到提高。另外，对于作业的示教与在通常的系统中几乎相同并且仅仅是主作业中主/从关系的调节。由于这一原因，在示教后主/从关系的这种简单改变提供了极高的实用性。
本发明用于多个机器人互相协调完成焊接操作的情况。

Claims (6)

1.一种用于控制多个受控对象，如机器人、外轴等的机器控制器，其构成包括：
一个第一系统执行机构，用于存储描述作为第一协调作业的多个受控对象的操作的命令，及对这些命令的执行；
一个第二系统执行机构，用于存储描述作为第二协调作业的由第一系统执行机构支配的这些受控对象中任何一个的操作及这些受控对象之外的一或多个受控对象的操作的命令，及对这些命令的执行；以及
一个第三系统执行机构，用于存储启动上述第一系统执行机构及上述第二系统执行机构的命令，以及对这些命令的异步和同步执行。
2.如权利要求1中的机器控制器，其特征在于具备一个转换装置，因而当多个受控对象的操作为双对称并且当将一种操作对第一协调作业进行示教，并且由上述第一协调作业支配的多个受控对象之外的一个或更多个受控对象的操作作为第二协调作业由第一协调作业产生时，上述一个或多个受控对象的位置数据根据由上述第一协调作业支配的受控对象的位置数据转换为双对称数据。
3.如权利要求1中的机器控制器，其特征在于包括一操作命令输出区用来临时存储由系统执行部分输出的操作命令。
4.如权利要求3中的机器控制器，其特征在于由上述第三系列执行机构将一个系列执行机构标记为主系统，而将另一系统执行机构标记为从系统。
5.如权利要求4中的机器控制器，其特征在于标记为从系统的系统执行机构参考由标记为主系统的系统执行机构输出到上述操作命令输出区中的操作命令并控制它自己的操作以求补偿在示教时的差。
6.如权利要求5中的机器控制器，其特征在于具备一个可以用来准备和编辑上述协调作业的操作对象作业标记与转接设备，从而可以将由某一协调作业标记的位置用于任何其他作业的准备与增添。
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