CN118119899A

CN118119899A - 控制系统

Info

Publication number: CN118119899A
Application number: CN202380012306.6A
Authority: CN
Inventors: 武知枫; 衣笠靖启; 田中康之
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2023-09-06
Publication date: 2024-05-31
Also published as: WO2024070540A1

Abstract

在作为安全关联部的通知用基板(54)设置：非易失性存储器(54c、54d)；和主处理器(54a、54b)，执行从非安全关联部接收安全关联参数并保存于非易失性存储器(54c、54d)的保存处理、以及从非易失性存储器(54c、54d)读取安全关联参数并向作为安全关联部的监视用基板(53)传送的参数传送处理，在监视用基板(53)设置第一从处理器(53a、53b)，第一从处理器(53a、53b)执行接收通过参数传送处理被传送的安全关联参数的接收处理、以及使用安全关联参数的运算处理。

Description

控制系统

技术领域

本公开涉及对机器人等的设备进行控制的控制系统。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种控制设备的控制系统。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-136715号公报

发明内容

然而，在控制设备的控制系统中，作为依据ISO13849-1的类别3等的标准的安全关联部，可以考虑设置多个具有处理器的基板。该情况下，若在多个基板分别设置存储安全关联参数的非易失性存储器，则存在非易失性存储器故障的风险以及成本提高的这种问题。

本公开鉴于这方面而作出，其目的在于在具有多个基板作为安全关联部的控制系统中，降低存储安全关联参数的非易失性存储器故障的风险，并且削减成本。

-解决问题的手段-

为了达到上述的目的，本公开是控制设备的控制系统，所述控制系统具有：非安全关联部，根据规定的输入来输出安全关联参数；主基板以及从基板，是依据ISO13849-1的类别3并使用所述安全关联参数来执行规定的处理的安全关联部，所述主基板具有：非易失性存储器；和主处理器，执行从所述非安全关联部接收所述安全关联参数并保存于所述非易失性存储器的保存处理、以及从所述非易失性存储器读取所述安全关联参数并向所述从基板传送的参数传送处理，所述从基板具有：从处理器，执行接收所述参数传送处理中被传送的所述安全关联参数的接收处理、以及使用所述安全关联参数的运算处理。

由此，由于从主处理器向从处理器发送安全关联参数，因此可以在从基板不设置存储安全关联参数的非易失性存储器。因此，与在主基板和从基板双方设置有非易失性存储器的情况相比，能够降低非易失性存储器故障的风险，并且削减成本。

另外，在将存储安全关联参数的非易失性存储器仅设置在主基板而不设置在从基板的情况下，用户仅针对主基板进行安全关联参数的设定作业、安全关联参数是否被正确地设定于非易失性存储器的确认作业即可，可以不针对从基板进行。例如，仅针对主基板进行由非安全关联部输出的安全关联参数与在非易失性存储器所设定的安全关联参数是否一致的确认作业即可，可以不针对从基板进行。因此，与在主基板和从基板双方设置有非易失性存储器的情况相比，能够降低安全关联参数的设定作业、确认作业所花费的时间和劳力。

根据本公开，能够抑制安全关联参数的设定作业、确认作业所花费的时间和劳力，并且能够降低非易失性存储器故障的风险并削减成本。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式所涉及的机器人控制系统的结构的框图。

图2是表示本公开的实施方式所涉及的机器人控制系统的主要部分的框图。

图3是表示参数传送处理时的主处理器的动作的流程图。

图4是表示参数传送处理时的第一从处理器的动作的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行详细地说明。以下的优选实施方式的说明在本质上仅仅是示例，并不意图限制本公开、其应用物或者其用途。

图1表示本实施方式所涉及的机器人控制系统1的结构。该机器人控制系统1控制作为设备的机器人2。

机器人控制系统1具有示教器3、区域传感器4、控制器5。

机器人2具有九个电动机21和分别检测并输出对应的电动机21的旋转轴的位置的九个编码器22。在图1中，省略一部分的电动机21以及编码器22的图示。各个机器人2是具有六个旋转关节的6轴机器人，九个电动机21之中的六个电动机21是使旋转关节旋转的电动机，三个电动机21是外部轴(未图示)的电动机。

示教器3具有输入部31、操作输入用基板32、TP侧通信用基板33。

输入部31接受用户进行的输入，输出与该输入相应的输入信号。

操作输入用基板32基于由输入部31输出的输入信号，生成操作输入信息，使用IEC61784-3所规定的通信方式向TP侧通信用基板33发送。

TP侧通信用基板33接受由操作输入用基板32发送的操作输入信息，经由通信介质M向控制器5发送。TP侧通信用基板33是非安全关联部。

区域传感器4输出表示人是否进入机器人2的作业范围内的监测结果。

控制器5控制机器人2。控制器5具备：主要控制基板51、作为从基板的传感器输入用基板52、作为从基板的监视用基板53、作为主基板的通知用基板54、电动机控制部55、九个放大器56。

在主要控制基板51，由示教器3输出的信号作为规定的输入而被输入，设定与该信号相应的安全关联参数。并且，主要控制基板51输出所设定的安全关联参数。主要控制基板51是非安全关联部。

传感器输入用基板52生成表示由区域传感器4输出的监测结果的传感器输入信息。

监视用基板53基于对应的九个编码器22的输出，来生成并输出监视信息，所述监视信息表示是否满足使旋转关节旋转的九个电动机21的旋转轴的位置(角度)是安全区域内、并且该九个电动机21的旋转轴的速度小于限制速度的这种安全条件。另外，监视用基板53参照由通知用基板54输出的通知信号(后述)，在通知信号为低电平的情况下，通过向放大器56输出停止信号来使机器人2紧急停止。

通知用基板54能够执行接收操作输入信息、传感器输入信息以及监视信息的接收处理、和基于这些信息来生成与机器人2有关的通知信号并向外部输出的通知信号输出处理。

电动机控制部55通过控制九个放大器56来控制九个电动机21。

放大器56在由监视用基板53输出了停止信号时，使电动机21停止。放大器56在由监视用基板53未输出停止信号时，能够通过电动机控制部55的控制使电动机21旋转。

通知用基板54、监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32是依据ISO13849-1的类别3、并使用安全关联参数来执行规定的处理的安全关联部。

如图2所示，通知用基板54具有：两个主处理器54a、54b；非易失性存储器54c、54d，与各个主处理器54a、54b对应；和易失性存储器54e、54f，与各个主处理器54a、54b对应。换句话说，通知用基板54具有两个非易失性存储器54c、54d。各个主处理器54a、54b执行如下处理：保存处理，从主要控制基板51接收所述安全关联参数并保存至与各个主处理器54a、54b对应的非易失性存储器54c、54d；和参数传送处理，从所述非易失性存储器54c、54d读取所述安全关联参数，并将该安全关联参数在赋予了检查数据的状态下向监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32传送。检查数据是CRC(Cyclic RedundancyCheck：循环冗余校验)的CRC值。另外，各个主处理器54a、54b使用对应的非易失性存储器54c、54d所保存的安全关联参数的一部分，来执行第一运算处理。第一运算处理包含生成用于控制机器人2的通知信号的上述的通知信号输出处理。

各个主处理器54a、54b还判断在第一运算处理中获得的第一算出值与通过另外的主处理器54a、54b输出的第一算出值是否一致。第一算出值是第一运算处理的结果或者是在第一运算处理的过程中获得的算出值。各个主处理器54a、54b在通过各个主处理器54a、54b获得的第一算出值与通过另外的主处理器54a、54b获得的第一算出值一致的情况下，维持原样继续处理，另一方面，在规定的次数不一致的情况下，使机器人2停止。

监视用基板53具有两个第一从处理器53a、53b、和与各个第一从处理器53a、53b对应的易失性存储器53c、53d。各个第一从处理器53a、53b执行与检查数据一起接收通过通知用基板54的主处理器54a、54b所传送的安全关联参数的接收处理，并将在接收处理中接收到的安全关联参数保存到对应的易失性存储器53c、53d。另外，各个第一从处理器53a、53b还执行使用对应的易失性存储器53c、53d所保存的安全关联参数的第二运算处理。第二运算处理包含：上述的监视信息的生成处理、以及基于来自通知用基板54的所述通知信号来生成所述停止信号的处理。

各个第一从处理器53a、53b还判断在第二运算处理中获得的第二算出值与通过另外的第一从处理器53a、53b输出的第二算出值是否一致。第二算出值是第二运算处理的结果或者是在第二运算处理的过程中获得的算出值。各个第一从处理器53a、53b在通过各个第一从处理器53a、53b所获得的第二算出值与通过另外的第一从处理器53a、53b所获得的第二算出值一致的情况下，维持原样继续处理，另一方面，在规定的次数不一致的情况下，使机器人2停止。

传感器输入用基板52具有：两个第二从处理器52a、52b、和与各个第二从处理器52a、52b对应的易失性存储器52c、52d。各个第二从处理器52a、52b执行与检查数据一起接收通过通知用基板54的主处理器54a、54b传送的安全关联参数的接收处理，并将在接收处理中接收到的安全关联参数保存到对应的易失性存储器52c、52d。另外，各个第二从处理器52a、52b还执行使用了安全关联参数的第三运算处理。

各个第二从处理器52a、52b还判断在第三运算处理中获得的第三算出值与通过另外的第二从处理器52a、52b输出的第三算出值是否一致。第三算出值是第三运算处理的结果或者是在第三运算处理的过程中获得的算出值。各个第二从处理器52a、52b在通过各个第二从处理器52a、52b所获得的第三算出值与通过另外的第二从处理器52a、52b所获得的第三算出值一致的情况下，维持原样继续处理，另一方面，在规定的次数不一致的情况下，使机器人2停止。

操作输入用基板32具有两个第三从处理器32a、32b、和与各个第三从处理器32a、32b对应的易失性存储器32c、32d。各个第三从处理器32a、32b执行接收处理，该接收处理将通过通知用基板54的主处理器54a、54b传送的安全关联参数与检查数据一起经由主要控制基板51以及TP侧通信用基板33进行接收。各个第三从处理器32a、32b将在接收处理中接收到的安全关联参数保存到对应的易失性存储器32c、32d。另外，各个第三从处理器32a、32b还执行使用了安全关联参数的第四运算处理。

各个第三从处理器32a、32b还判断在第四运算处理中获得的第四算出值与通过另外的第三从处理器32a、32b输出的第四算出值是否一致。第四算出值是第四运算处理的结果或者是在第四运算处理的过程中获得的算出值。各个第三从处理器32a、32b在通过各个第三从处理器32a、32b所获得的第四算出值与通过另外的第三从处理器32a、32b所获得的第四算出值一致的情况下，维持原样继续处理，另一方面，在规定的次数不一致的情况下，使机器人2停止。

在如上述这样构成的机器人控制系统1中，若用户为了设定安全关联参数，在示教器3进行规定的输入，则示教器3将与该输入相应的信号输出至控制器5。然后，在控制器5的主要控制基板51，通过示教器3输出的信号作为规定的输入而被输入，设定与该信号相应的安全关联参数。然后，主要控制基板51将所设定的安全关联参数输出至通知用基板54。通知用基板54的各个主处理器54a、54b执行从主要控制基板51接收所述安全关联参数并保存至与各个主处理器54a、54b对应的非易失性存储器54c、54d的保存处理。详细地，各个主处理器54a、54b从主要控制基板51与检查数据一起接收安全关联参数，针对接收到的安全关联参数进行CRC的计算。具体地说，将安全关联参数除以固定的常数(生成多项式)后的余数作为第一CRC值来算出。然后，校验算出的第一CRC值与从主要控制基板51接收到的检查数据是否一致。在第一CRC值与检查数据一致的情况下，各个主处理器54a、54b删除存储在非易失性存储器54c、54d的过去的数据，并将从主要控制基板51接收到的安全关联参数写入非易失性存储器54c、54d。接下来，各个主处理器54a、54b从非易失存储器54c、54d读取所写入的安全关联参数，针对所读取的安全关联参数进行CRC的计算，算出第二CRC值。然后，各个主处理器54a、54b校验算出的第二CRC值与所述第一CRC值是否一致。在第一CRC值以及第二CRC值一致的情况下，各个主处理器54a、54b将表示改写成功的信息和一致的CRC值(第一或者第二CRC值)向主要控制基板51发送。之后，基于示教器3的显示，用户确认保存于非易失性存储器54c、54d的安全关联参数和通过所述规定的输入而设定于主要控制基板51的安全关联参数相同，向示教器3进行规定的输入。据此，各个主处理器54a、54b将一致的CRC值(第一或者第二CRC值)写入非易失存储器54c、54d。由此，存储在非易失性存储器54c、54d的安全关联参数有效化。

另外，在机器人控制系统1的启动时，通知用基板54的各个主处理器54a、54b从主要控制基板51接收检查数据，对接收到的检查数据与非易失性存储器54c、54d所存储的CRC值是否一致进行校验。在检查数据与CRC值一致的情况下，各个主处理器54a、54b向主要控制基板51发送校验结果。然后，各个主处理器54a、54b执行将从非易失性存储器54c、54d读取到的安全关联参数在赋予了检查数据的状态下向监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32传送的参数传送处理。

接下来，参照图3对参数传送处理时的主处理器54a、54b的详细动作进行说明。在此，进行多个安全关联参数的传送。

首先，在(S10 1)中，设定n＝0。

接下来，在(S102)中，主处理器54a、54b设为n＝n+1。然后，主处理器54a、54b从非易失性存储器54c、54d读取第n个安全关联参数，在赋予了检查数据的状态下向监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32传送。

接下来，在(S103)中，主处理器54a、54b从监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32接收校验结果。

接下来，在(S104)中，主处理器54a、54b基于在(S103)中接收到的校验结果来判断有无异常。主处理器54a、54b在判断为有异常的情况下，进入(S105)的处理，在判断为无异常的情况下，进入(S106)的处理。

在(S105)中，主处理器54a、54b向主要控制基板51通知异常。换句话说，主处理器54a、54b基于校验结果来向主要控制基板51通知异常，结束参数传送处理。

在(S106)中，主处理器54a、54b判断n是否为最大值。在此，最大值是传送的安全关联参数的个数。主处理器54a、54b在判断n不是最大值的情况下返回到(S102)，在判断n是最大值的情况下进入到(S107)。

在(S107)中，主处理器54a、54b向主要控制基板51通知传送处理的结束，参数传送处理结束。

接下来，参照图4对参数传送处理时的第一从处理器53a、53b的动作进行说明。此外，第二从处理器52a、52b以及第三从处理器32a、32b也执行与参数传送处理时相同的动作。

首先，在(S201)中，第一从处理器53a、53b分别从通知用基板54与检查数据一起接收安全关联参数。

接下来，在(S202)中，第一从处理器53a、53b分别针对(S201)中接收到的安全关联参数进行CRC的计算。详细地，算出安全关联参数除以固定的常数(生成多项式)而得到的余数。

接下来，在(S203)中，第一从处理器53a、53b分别校验安全关联参数的CRC。换句话说，第一从处理器53a、53b对(S202)中算出的余数与(S201)中接收到的检查数据是否一致进行校验。

接下来，在(S204)中，第一从处理器53a、53b分别将(S203)中的校验的结果、即表示(S202)中算出的余数与检查数据是否一致的值，作为校验结果(错误检测的结果)向另外的第一从处理器53a、53b发送。

接下来，在(S205)中，第一从处理器53a、53b将(S203)中的校验的结果、即表示(S202)中算出的余数与检查数据是否一致的值，作为校验结果(错误检测的结果)发送至通知用基板54的主处理器54a、54b。这样，在(S202)以及(S203)中，第一从处理器53a、53b使用所述检查数据对(S201)中接收到的安全关联参数进行错误检测，将所述错误检测的结果发送至主处理器54a、54b。所述校验结果在上述(S103)中通过主处理器54a、54b接收。由此，参数传送处理时的第一从处理器53a、53b侧的处理结束。

因此，根据本实施方式，由于从主处理器54a、54b向第一从处理器53a、53b、第二从处理器52a、52b以及第三从处理器32a、32b发送安全关联参数，因此可以将存储安全关联参数的非易失性存储器不设置在监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32。因此，与在通知用基板54、监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32的全部设置有非易失性存储器的情况相比，能够降低非易失性存储器故障的风险，并且削减成本。

另外，由于存储安全关联参数的非易失性存储器不设置在监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32，因此用户可以不对监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32进行安全关联参数的设定作业、和安全关联参数是否被正确地设定于非易失性存储器的确认作业。因此，与在通知用基板54、监视用基板53、传感器输入用基板52以及操作输入用基板32的全部设置有非易失性存储器的情况相比，能够降低安全关联参数的设定作业、确认作业所花费的时间和劳力。

此外，在上述实施方式中，在机器人控制系统1设置有四对处理器，但是本公开也能够应用于处理器的个数是四对以外的个数的情况。例如，也能够应用于仅设置有一对主处理器和从该主处理器接收安全关联参数的一对从处理器的情况。

产业上的可利用性

本公开的控制系统能够抑制安全关联参数的设定作业、确认作业所花费的时间和劳力，并且能够降低非易失性存储器故障的风险，削减成本，作为控制设备的控制系统有用。

-符号说明-

1机器人控制系统

2机器人

32操作输入用基板

32a、32b第三从处理器

51主要控制基板

53监视用基板

53a、53b第一从处理器

52传感器输入用基板

52a、52b第二从处理器

54通知用基板

54a、54b主处理器

54c、54d非易失性存储器。

Claims

1.一种控制系统，对设备进行控制，所述控制系统具有：

非安全关联部，根据规定的输入来输出安全关联参数；和

主基板以及从基板，是依据ISO13849-1的类别3并使用所述安全关联参数来执行规定的处理的安全关联部，

所述主基板具有：非易失性存储器；和主处理器，执行从所述非安全关联部接收所述安全关联参数并保存于所述非易失性存储器的保存处理、以及从所述非易失性存储器读取所述安全关联参数并向所述从基板传送的参数传送处理，

所述从基板具有：从处理器，执行接收在所述参数传送处理中被传送的所述安全关联参数的接收处理、以及使用所述安全关联参数的运算处理。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

所述参数传送处理中的所述安全关联参数的传送在对所述安全关联参数赋予了检查数据的状态下进行，

所述接收处理是与所述检查数据一起接收所述安全关联参数的处理，

所述从处理器还执行：错误检测处理，使用所述检查数据进行针对所述接收处理中接收到的所述安全关联参数的错误检测，将所述错误检测的结果发送至所述主处理器，

所述主处理器还执行：异常通知处理，接收在所述错误检测处理中所发送的错误检测的结果，基于错误检测的结果向所述非安全关联部通知异常。