JP2830469B2 - 生産設備の操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、生産設備の操作装置に係り、特に、複数の
生産設備をネットワークで結合して１台の操作盤で任意
の生産設備を操作できるようにした生産設備の操作装置
に関する。

（従来の技術） 例えば、今日の自動車生産工場における工場設備自動
化FA（ファクトリ・オートメーション）の普及は著し
く、多数のロボット等の生産設備（以下、FA機器と呼
ぶ。）が使用されている。

通常、このFA機器には、これに制御信号を出力するコ
ントローラと、これにFA機器の動作に対する各種指示を
出す操作盤と、FA機器を教示するための教示盤等が別々
に付加されている。第５図はこれらの一例を示したもの
であって、ロボット制御盤を例示している。

同図に示すように、従来は、操作盤２とコントローラ
３とが一体になったものが多く、このような操作盤内蔵
型の制御盤１がロボット１台ごとにそれぞれ１台ずつ配
置される。なお、図中、４は教示盤、５は操作盤２上の
表示ランプ、６は同上のLED表示、７は同上の操作ボタ
ン、８は同上のプッシュボタンである。

このロボット制御盤１のブロック図を第６図に示す。
同図に示すように、操作盤２上の各種スイッチ７、８や
表示装置５、６等の入出力信号及び外部との入出力信号
は、入力端子台９及び出力端子台10を介してコントロー
ラ３内の入出力インタフェースユニット11に接続され、
シーケンスコントローラ12で処理される。このシーケン
スコントローラ12っでは、操作盤２の操作ボタン７等や
外部入力信号に応じてロボットコントローラ13に対しロ
ボット動作に関する各種指示を行う一方、ロボットコン
トローラ13からの情報に応じて操作盤２上の表示ランプ
５やLED表示６の点消灯を行う。なお、ロボットのアク
チュエータ14はロボットコントローラ13からの信号によ
り動作し、また、教示盤４はインタフェース15を介して
ロボットコントローラ13に接続されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のFA機器の操作装置に
あっては、前記ロボット制御盤１のように各コントロー
ラ３ごとに操作盤２が付いて（主に内蔵されて）いたた
め、装置が勢い大型になるばかりか、例えば車体ライン
のように１つのステーションごとに複数台のFA機器（ロ
ボット等）が配置される場合には、結果としてFA機器の
台数分だけの操作盤が必要になる。その上、治具等の操
作が別途加わる場合にはこれをも含めた上位の操作盤等
が必要になることも多い。このように、操作盤の台数が
増加すると、その分スペースをとるのみならず、ライン
稼働中は使用しないものも多いのでその分コストが高く
つき、さらに、操作盤の台数が多い分だけ操作が繁雑に
なってしまう。この操作の繁雑さは、各操作盤の操作手
順が統一されてない場合にはより一層問題となる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたものであり、各生産設備をネットワークで結合
し、１台でネットワーク上の任意の生産設備を操作でき
るようにした生産設備の操作装置を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、所定の作業を行
う複数の生産設備と、他との通信が可能な通信インタフ
ェースを有して前記生産設備の制御を行う複数の第１制
御装置と、インターフェイスを有し、前記第１制御装置
ごとに設けられ、各生産設備を操作するために各第１制
御装置に入出力するデータである動作データを記憶する
動作データ記憶手段と、前記生産設備の動作データの入
出力に応じて前記動作データを更新する動作データ更新
手段と、複数の前記生産設備から任意に選択した生産設
備に前記動作データを入出力する入出力装置とを有して
なり、入出力装置は、前記動作データ更新手段によって
更新された前記動作データを前記生産設備のすべてにつ
いて表示することが可能な動作表示部を有することを特
徴とする。

（作用） このように構成された生産設備操作装置にあっては、
第２制御装置は選択された生産設備に対応する第１制御
装置と通信し、第１制御装置の動作データ記憶手段から
生産設備の操作に関するデータを読出す。このとき、動
作記憶手段のデータは動作データ更新手段によって更新
されており、常に最新の動作データを読み出すことがで
きる。

読み出されたデータから、生産設備が現在制御可能で
ある否かを判断し、制御可能である場合には生産設備に
関する情報及び操作内容を入出力装置に表示しつつこれ
により選択された操作信号を第１制御装置に送出する。
この操作信号を受けた第１制御装置は生産設備に制御信
号を送り、当該生産設備に所望の動作を実行させる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の一実施例に係る生産設備操作装置
の構成を示すブロック図であり、１つのステーションに
設置された複数台のロボットを結合して得たネットワー
クシステムを例示している。なお、第５図及び第６図と
同じものには同一符号を付し、その説明は一部省略す
る。

生産設備の１つたるロボットＡを駆動するアクチュエ
ータ14Aは、第１制御装置たるFA機器用コントローラ20A
（以下、FAコントローラと呼ぶ。）によって制御される
が、このFAコントローラ20Aは、従来のコントローラ３
に新たに、他のコントローラとの通信が可能な通信イン
タフェース21と、各種入出力データを記憶する入出力デ
ータテーブル22と、２つの切り替えスイッチ23、24とを
付加して構成されている。なお、その他のロボットＢ、
Ｃ等にも、それ専用のFAコントローラ20B、20C等がそれ
ぞれ接続されている。

操作関係の入出力信号は、スイッチ23により、入出力
インタフェースユニット11及び入出力端子台９、10を介
して接続するか、あるいは、通信インタフェース21を介
して外部と接続するかが選択される。前者を選択した場
合には、従来と同様、専用操作盤２による操作が可能と
なり、後者を選択した場合には、ネットワーク通信を用
いた後述の単一操作盤による操作ができるようになる。
なお、常に外部と接続する場合（後者）には、入出力イ
ンタフェースユニット11及び入出力端子台９、10は不要
である。

いずれの場合にせよ、操作関連の入出力信号は、入出
力データテーブル22に反映され、その後、従来と同様、
シーケンスコントローラ12で処理される。入出力データ
テーブル22に記憶される入出力データとして、出力デー
タについては、原位置等の他、異常、エラーコード、速
度、起動中、連動等といったロボットの動作中の状態変
化を表すデータがあり、入力データについては、例えば
起動、停止、連動、プログラムNo.、速度、リセット等
のデータがある。

また、スイッチ24を、インタフェース15を介して教示
盤４と接続すれば、ロボットＡの教示が可能となる。

各ロボットの操作は、十分な操作柔軟性をもつ入出力
装置たるタッチパネル付きCRTディスプレイ25（以下、
単にCRTと呼ぶ。）により行われ、操作者は、後述のよ
うに、画面を見ながらこの１台のCRT25で任意のロボッ
トを操作することができるようになっている。

その際のCRT25の制御は、第２制御装置たる１台のCRT
用コントローラ26によって行われるが、このCRTコント
ローラ26は、CRT25の入出力信号を処理する操作パネル
コントローラ27と、他のコントローラと通信可能な通信
インタフェース28と、このネットワークに結合されてい
るロボット等のネットワークノードの種類とNo.に関す
るデータを記憶するデータテーブル29と、各ロボットの
操作パネル表示に関するデータを各ロボット別に記憶す
るデータライブラリ30A、30B等とから構成されている。
また、図示しないが、操作パネルコントローラ27には、
画面作成ツールやデータコンフィギュレーション等に関
する適当なプログラミングが施されている。

そして、以上の各FAコントローラ20A、20B、20C等やC
RTコントローラ26は、各自の通信インタフェース21、28
を介して、リンクとして例えばリアルタイムLAN（構内
情報通信網）31によって相互に結合され、ネットワーク
システムを形成している。すなわち、操作装置と生産装
置との間における操作に関するデータの通信は、CRTコ
ントローラ26を中心にして、その通信インタフェース2
8、リアルタイムLAN31、各FAコントローラ20の通信イン
タフェース21を介して集中的に行われるようになってい
る。

次に、このように構成された操作装置の動作を説明す
る。

CRTコントローラ26の操作パネルコントローラ27に
は、機能としてコンフィギュレーションモードとラニン
グモードの２つの動作モードがある。

操作に際しては、まず、コンフィギュレーションモー
ドに設定して、ネットワークに結合されている設備（ロ
ボット等）の種類とそのノードNo.を記憶させて前記デ
ータテーブル29を作成すると共に、後述する第３図
（ａ）に示すようなメイン表示画面作成用のデータを作
成する。なお、各ロボットの操作パネル表示データにつ
いては、各ロボット別に予め、ライブラリ30A、30B等と
して持っている。

以上の処理を行った後にランニングモードに移行設定
されるが、その際の操作パネルコントローラ27の処理フ
ローを、第２図及び第３図を参照しつつ説明する。

まず、CRT25のパネル面に、第３図（ａ）に示すよう
な通常表示画面（メイン表示）を表示する。このメイン
表示により、ラインの状態等（例えば設備ステータス、
ワークNo.、在庫量等）が表示される（以上、ステップ
１）。

次に、タッチパネルにより特定の設備（例えばロボッ
トＡ）が選択されると、操作パネルコントローラ27は、
ロボットＡが他のコントローラの支配下にあるか否か
を、ネットワークを通じてロボットＡの入出力データテ
ーブル22に照会する。なお、入出力データテーブル22に
はロボットの通信状態ステータスも記憶されている（以
上、ステップ２）。

ステップ２の後、照会を基に、ロボットＡが他のコン
トローラによって支配されているか否か、つまりロボッ
トＡの制御が可能か否かを判断し（ステップ３）、その
判断としてロボットＡの制御ができない場合にはエラー
メッセージを表示してステップ１に戻る（ステップ
４）。

ステップ３の判断としてロボットＡの制御が可能な場
合には、ロボットＡのデータ及び処理内容を対応するデ
ータライブラリ30Aから取り出し、第３図（ｂ）に示す
ような設備操作画面をCRT25のパネル面に表示する（ス
テップ５）。

その後、ロボットＡ（FAコントローラ20A）と交信
し、画面表示のデータに対しロボットＡの入出力データ
テーブル22の出力データに変化があるか否かを判断し
（ステップ６）、その判断としてデータに変化があれ
ば、画面表示を書き替えて最新のデータを表示するよう
にする（ステップ７）。

ステップ６の判断としてデータに変化がなければ、操
作パネル（CRT）25のタッチ入力の有無を判断し（ステ
ップ８）、その判断としてタッチ入力がない場合にはス
テップ６に戻る。

ステップ８の判断としてタッチ入力があった場合に
は、引き続き、それがモード抜け入力であるか否かを判
断し（ステップ９）、その判断としてタッチ入力がモー
ド抜け入力であれば、ロボットＡの制御を解除すること
をFAコントローラ20Aの入出力データテーブル22に入力
してその旨宣言し（ステップ10）、ステップ１に戻る。

ステップ９の判断としてタッチ入力がモード抜け入力
でなければ、選択されたタッチ入力位置に応じて、起
動、モードセレクト、速度設定等の操作関連のデータ処
理を行い（ステップ11）、次いで、ロボットＡと交信し
て、その処理後のデータをロボットＡの入出力データテ
ーブル22に送信し記憶させる（ステップ12）。

このようなフローに従って処理された操作内容は、ロ
ボットＡの入出力データテーブル22からシーケンスコン
トローラ12に送られ、シーケンスコントローラ12は、そ
の入力データに従って動作を選択しロボットコントロー
ラ13に指示を出す。これを受けてロボットコントローラ
13はロボットＡのアクチュエータ14Aを実際に動作させ
る。そして、ロボットＡの動作の結果や状態等は、図示
しないセンサ等によって検出されて入出力データテーブ
ル22に反映されるようになっている。

また、設備（ロボット等）の異常等の特殊な状態が検
出された場合には、割込み処理によって、CRT25のパネ
ル面に、異常場所を知らせるような特別な画面表示（診
断画面、第３図（ｃ）参照）を強制的に表示し、診断処
理等の異常処理が簡単に行えるようになっている。

第４図は、本発明の他の実施例に係る生産設備操作装
置の構成を示すブロック図である。

この実施例では、第１の実施例と違って、１つのFAコ
ントローラ内に操作パネルコントローラと教示装置コン
トローラを組み入れた構成となっている。

すなわち、複数台の設備制御装置のうちの１台40につ
いて、それを、シーケンスコントローラ41、ロボットコ
ントローラ42、ネットワークインタフェース43のほか、
操作パネルコントローラ44、教示装置コントローラ45と
で構成し、これらをバス46を介して相互に接続してな
る。そして、ロボットコントローラ42にはロボットのア
クチュエータ47が、操作パネルコントローラ44にはタッ
チパネル付CRT48が、教示装置コントローラ45には教示
装置49がそれぞれ接続されている。また、ネットワーク
インタフェース43は、リアルタイムLAN50に接続されて
いる。なお、この場合、第１制御装置は、シーケンスコ
ントローラ41、ロボットコントローラ42及びネットワー
クインタフェース43で形成され、入出力装置は、タッチ
パネル付CRT48で形成され、第２制御装置は、操作パネ
ルコントローラ44及びネットワークインタフェース43で
形成されている。

また、本実施例では、バス46として標準規格のものを
利用することによって、ロボットコントローラ42とアク
チュエータ47を除く全ての装置43〜45、48、49について
は標準規格ないし標準品を用いる。

このように構成された設備制御装置40と図示しない他
の通常の設備制御装置とをLAN50で結合してネットワー
クを形成することにより、１台の操作パネル（タッチパ
ネル付CRT）48で全ての生産設備（ロボット等）を操作
できるようになっている。

以上、本実施例によれば、柔軟な操作及び表示が可能
なタッチパネル付CRT25、48と、操作パネルコントロー
ラ27、44と、FAコントローラ20、41（及び42）とをリア
ルタイムLAN31、50を介して相互に結合しネットワーク
を形成するようにしたので、ネットワーク上にある複数
のFA機器の任意の１つを１台の操作装置（CRT）で操作
することができる。従って、操作すべきFA機器の多少に
かかわらず、操作盤の台数が１台で済む分、省スペース
及び省コストが図られるばかりか、全体に対する操作の
統一化・簡単化も実現される。

また、本実施例によれば、操作パネルコントローラ2
7、40に対し、操作手順のプログラミングが容易に行え
るほか、コンフィギュレーションモードにおいてユーザ
による自由な操作パネル設計が可能である。

さらに、本実施例によれば、当該ネットワークをホス
トコンピュータと接続することにより、生産指示、管理
データ通信、モニタリング、オフラインティーチ等にも
使用できるようになり、いわゆるCIM（コンピュータ・
インテグレイティッド・マニュファクチャリング）化が
可能になる。

また、本実施例によれば、ステーションの一括管理が
可能であり、モニタリングもできるばかりか、配線工数
の低減も図られる。

また、特に第１の実施例にあっては、スイッチ23によ
る通常の操作盤との切り替えも可能である。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、
１台の入出力装置でネットワーク上の任意の生産設備を
操作できるようにしたので、操作の簡単化のほか、省ス
ペースや省コストが図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る生産設備の操作装置
の構成を示すブロック図、 第２図は、第１図に示す操作パネルコントローラの動作
を示すフローチャート、 第３図（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第１図に示すタッチ
パネル付CRTの画面表示例を示す図、 第４図は、本発明の他の実施例に係る操作装置の構成を
示すブロック図、 第５図は、従来のロボット制御盤の外観図、 第６図は、そのブロック図である。 14…アクチュエータ（生産設備）、20…FAコントローラ
（第１制御装置）、21、28…通信インタフェース、25…
タッチパネル付CRT（入出力装置）、26…CRTコントロー
ラ（第２制御装置）、31…リアルタイムLAN。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の作業を行う複数の生産設備と、 他との通信が可能な通信インタフェースを有して前記生
   産設備の制御を行う複数の第１制御装置と、 インターフェイスを有し、前記第１制御装置を制御する
   第２制御装置と、 前記第１制御装置ごとに設けられ、各生産設備を操作す
   るために各第１制御装置に入出力するデータである動作
   データを記憶する動作データ記憶手段と、 前記生産設備の動作データの入出力に応じて前記動作デ
   ータを更新する動作データ更新手段と、 複数の前記生産設備から任意に選択した生産設備に前記
   動作データを入出力する入出力装置とを有してなり、 当該入出力装置は、前記動作データ更新手段によって更
   新された前記動作データを前記生産設備のすべてについ
   て表示することが可能な動作表示部を有することを特徴
   とする生産設備の操作装置。