JPH05333908A - 入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の入出力装置により、デバッグ動作時
に外部機器の動作状況とパソコンに表示された情報とい
う２種類の情報を照合し、デバッグ動作時における異常
動作の判断を行う。 【構成】 本発明の入出力装置は、当該装置を制御する
主制御装置や他の入出力装置と高速で通信するための高
速通信手段と、電磁弁やセンサ等と交信するための並列
入出力回路と、入出力装置の制御を行うＣＰＵ等を動作
させるための電源回路と、デバッグ装置と通信を行うた
めのデバッグ用通信手段と、入出力動作の制御プログラ
ムを記憶するプログラムメモリと、制御データを一時記
憶する演算用メモリから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット本体か
ら独立して設置される制御装置を補助し、センサ等の入
力や電磁弁等の出力を担当する入出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、多品種小量生産に於ける部品の挿
入、組立等の作業に汎用性に富む産業用ロボットの使用
が増大している。このロボットの制御装置は設置された
機械から独立して配置される自立型が多く、また該機械
も複数の独立した部分から構成される場合が多い。その
場合、制御装置と該機械を結ぶ配線が膨大になりその結
果配線工程が増大するので、それを避けるために該機械
毎に入出力装置を取り付け、制御装置は入出力装置と通
信回線を用いて入出力情報の授受を行う、という方法が
一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の入出力
装置は、主制御装置と独立して動作できないために、外
部機器の一部が先に組み上がっても、該機器全体が組み
上がり配線も完了した状態でないと主制御装置を使い個
々の該機器の動作確認ができない。このため、該機器全
てが完成して組み上がった状態まで待つ事になり、納期
が長くなる。それを解決するために入出力機器の一部が
完成するとその都度、入出力装置のＯＮ、ＯＦＦスイッ
チを使い該機器を駆動して動作確認を行っていたが入出
力機器に近づくために危険な場合があり、しかも入出力
機器が動作しない場合にその原因を調べるために配線か
ら調べるので時間がかかる、という問題点があった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑み機器全体が組
み上がらなくても主制御装置と独立してデバッグ動作が
できる機能を入出力装置に持たせる事で、先に組み上が
った外部機器から動作確認を行うことができる入出力装
置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、外部機器と接続され、該機器の動作状態を確認し該
機器へ動作指令を発する第一の通信手段と、自装置より
上流側の装置と高速で通信する第二の通信手段と、自装
置より下流側の装置と高速で通信する第三の通信手段
と、パソコンと通信する第四の通信手段と、第二の通信
手段を通じて得る動作指令が自装置宛の場合は第一の通
信手段へ出力して外部機器を駆動し、自装置以外の場合
は第三の通信手段を通して下流側へ送信し、下流側装置
で得る動作確認情報に外部機器から得た外部機器動作確
認信号を付加した状態でそのまま上流側へ送信する一方
で第四の通信手段に対してパソコンが接続されている場
合には第二の通信手段の機能を停止し、あたかも最上流
の入出力装置として振舞い、第四の通信手段を介してパ
ソコンと通信するように制御する制御手段とを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】本発明の入出力装置は、通常の使用時において
は該装置を制御する主制御装置の制御に基づき外部機器
の制御動作を行い、デバッグ動作時においてはパソコン
からの指令に基づき外部機器を動かし該機器からの出力
情報を受信してパソコンへ送信し表示する。その結果と
して、外部機器の動作状況とパソコンに表示された情報
という２種類の情報を照合し、デバッグ動作時における
異常動作の判断を行う。

【０００７】

【実施例】図２は本発明の接続図である。本図におい
て、入出力装置２Ｃと２Ｄと２Ｅと２Ｆと２Ｇは連鎖型
に接続されている。つまり、入出力装置２Ｃの２４Ｃ端
子と入出力装置２Ｄの２２Ｄ端子間に信号線１２Ｃを用
いて両装置間の情報が授受され、入出力装置２Ｄの２４
Ｄ端子と入出力装置２Ｅの２２Ｅ端子間に信号線１２Ｄ
を用いて両装置間の情報が授受され、入出力装置２Ｅの
２４Ｅ端子と入出力装置２Ｆの２２Ｆ端子間に信号線１
２Ｅを用いて両装置間の情報が授受され、入出力装置２
Ｆの２４Ｆ端子と入出力装置の２２Ｇ端子間に信号線１
２Ｆを用いて両装置間の情報が授受され、入出力装置２
Ｇより下方の装置はないので該装置２Ｇの２４Ｇ端子か
ら出力される情報は再び同端子に入力されるという短絡
の形をとる。従って主制御装置２Ａから送信された情報
は、該装置２Ａから信号線１２Ａを通って入出力装置２
Ｃの端子２２Ｃに転送され、該装置２Ｃから入出力装置
２Ｄへ転送され、該装置２Ｄから入出力装置２Ｅへ転送
され、該装置２Ｅから入出力装置２Ｆへ転送され、該装
置２Ｆから入出力装置２Ｇへ転送される。更に、入出力
装置２Ｇから主制御装置２Ａへ情報を逆に送信すること
もできる。それぞれの入出力装置は、自装置に接続され
ている外部機器を動かし、かつ該機器に付属しているセ
ンサの情報を受信する用途としての入出力端子台を持
つ。この端子台から外部機器を駆動する信号が出力さ
れ、かつ外部機器付属のセンサから出力される情報がこ
の端子台で受信される。例えば、入出力装置２Ｃは入出
力装置端子台２１Ｃを持ち、この端子台２１Ｃから外部
機器を駆動する信号が信号線１３Ｃを通り外部機器の例
えばモータを駆動し、外部機器のセンサが得た情報は信
号線１４Ｃを通り入出力端子台２１Ｃへ入力される。他
の入出力端子台２１Ｄ，２１Ｅ、２１Ｆ，２１Ｇについ
ては入出力端子台２１Ｃと同じ機能を持つので説明は省
略する。更に信号線１３Ｄ，１３Ｅ、１３Ｆ，１３Ｇ及
び１４Ｃ，１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇについても信号線１
３Ｃ、１４Ｃと同じ機能を持つので説明は省略する。こ
の様に接続することにより、主制御装置２Ａは例えば入
出力装置２Ｇに接続されている外部機器を駆動できると
同時に、入出力装置２Ｇに接続されている外部機器の動
作状態を検出できる。更に、それぞれの入出力装置はパ
ソコン２Ｂと接続するための端子を使ってパソコン２Ｂ
と交信を行い、例えばパソコン２Ｂからデバッグ動作を
開始する指令を受信する。本図では、入出力装置２Ｅは
端子２３Ｅから信号線１２Ｂを使いパソコン２Ｂと交信
している。他の入出力装置の端子２３Ｃと２３Ｄと２３
Ｆと２３Ｇは端子２３Ｅと同じ機能を持つのでこれらの
端子の説明は省略する。

【０００８】図１は各入出力装置の構成図である。本図
において、当該装置を制御するために当該装置制御用Ｃ
ＰＵ９、及び制御プログラム記憶用プログラムメモリ１
０（内容については後述する）、外部機器の入出力情報
その他を一時的に記憶する演算用メモリ１１、モニタ装
置としてのパソコン２Ｂと情報の転送を行うためのデバ
ッグ用通信手段１２、他の入出力装置と情報の転送を行
う上流用高速通信手段５と下流用高速通信手段６、外部
機器と情報転送を行う並列入出力回路７、及び通信コネ
クタ２、３、４及び外部機器例えば電磁弁、センサ等の
信号と接続される入出力端子台１、及び制御用ＣＰＵ９
を動作させるための５ボルトの電源回路８から構成され
る。デバッグ用通信手段１２は、９６００ｂｐｓの通信
速度を持つＲＳ２３２Ｃ規格を用いて規格対応のレシー
バドライバＩＣとシリアルコントローラＩＣを備え、パ
ソコン２Ｂと通信する。並列入出力回路７は、一時的に
記憶する例えばバッファ回路や電圧変換回路から構成さ
れる。上流用高速通信手段５は、主制御装置２Ａ又は他
の入出力装置と通信し、高速で情報を素早く送るために
通信手段として通信速度６４０ＫｂｐｓのＲＳ４２２Ａ
通信規格と規格対応のレシーバドライバＩＣとシリアル
コントローラＩＣを備えている。下流用高速通信手段６
は、他の入出力装置と通信し、高速情報を素早く送るた
め上流用高速通信手段５と同じ手段を備えている。上流
用通信手段５へ受信された情報は直ちに下流用通信手段
６から送信されると共に、該情報がある決められた条件
に適合すれば演算用メモリ１１に記憶されている外部機
器を駆動するための情報を外部機器に出力し、該機器を
駆動する。更に、下流用高速通信手段６に受信された情
報は、直ちに上流用高速通信手段５から送信されると共
にその後すぐに外部機器からの信号を入力し、上流用高
速通信手段５から送信する。

【０００９】電源を投入すると、主制御装置２Ａ及び各
入出力装置のＣＰＵは、自装置のプログラムメモリより
制御プログラムを読み出して実行を開始すると、自動的
に各入出力装置は自己の固有装置番号を決定するアドレ
ス割付モードとなる。このモードは後で詳述する。該モ
ードにより各入出力装置は自己の固有装置番号を決定
し、その後の通常入出力モードで主制御装置２Ａから送
られる制御命令に従い外部機器を動作させる。通常入出
力モードについては後で詳述する。各入出力装置はこの
制御命令を上流用通信手段５で受信して下流用通信手段
６から送信する一方で、該命令に含まれる装置番号と自
己固有装置番号が等しいか否か判断し、等しい場合には
制御命令に含まれる動作指示に従い外部機器を動かす。
主制御装置は該命令を全ての入出力装置に送信した後、
全ての入出力装置に接続されている外部機器の、例えば
センサから出力される情報をもれなく入力する。

【００１０】各入出力装置はパソコン２Ｂからデバッグ
開始指令を受信すると自動的にデバッグモード（後で詳
述する）に入り、自装置のプログラムを実行して自装置
より下流の入出力装置をデバッグの対象とし、自装置よ
り上流の入出力装置から送信される情報を上流用通信手
段５でカットする。その後に続いて送信されるデバッグ
指令を使い、特定の外部機器を動かしたり入出力装置に
接続されている外部機器の入力情報を随時調べる。デバ
ッグ指令は５種類あり、出力指令定期入力指令変
化時入力指令随時入力指令入出力領域設定指令の内
の少なくともいずれか１つを持つ。の指令を入出力装
置が受信すると、制御指令中の出力情報を演算用メモリ
１１に記憶する。を受信すると、該装置は演算メモリ
３に記憶されている外部機器の入力情報を、定期的にデ
バッグ用通信手段４からパソコン２Ｂへ出力する。を
受信すると、該装置は演算メモリ１１に記憶されている
外部機器の入力情報の変化時に、デバッグ用通信手段１
２からパソコン２Ｂへ出力する。を受信するとその直
後に、該装置２Ｅは演算メモリ３に記憶されている外部
機器の入力情報をデバッグ用通信手段１２からパソコン
２Ｂへ出力する。を受信すると、以後指令中に含まれ
た装置番号の範囲の情報に限定する情報に従い、演算メ
モリ１１に記憶されている入出力情報の中で上記範囲に
あるものだけを参照するようになる。この範囲を限定す
る情報は、演算メモリ１１の中の入出力領域設定用レジ
スタ領域に入出力開始装置番号と入出力終了装置番号と
いう形で記憶されており、この指令はこの領域へ書き込
むことにより２つの装置番号を変更する。

【００１１】図３は、本発明の入出力装置の動作のフロ
ーチャートである。入出力装置の電源がＯＮにされる
（Ｓ１）と、自動的にアドレス割付モードに入り、自装
置より上流側から送信される装置番号を検出する（Ｓ
２）。もし、この装置番号を検出すると、この番号に１
を増やした番号を自己装置番号（Ｓ３）とし、自己装置
番号を自装置より下流の装置へ送信（Ｓ４）する。そし
て、下流側から送信される装置番号を検出（Ｓ５）し、
検出すれば下流より送信されてくる装置番号と自己装置
番号の比較（Ｓ６）をして不一致であれば通常入出力モ
ードで動作（Ｓ７）し、一致すれば終端入出力モードで
動作（Ｓ８）する。もしＳ２で、上流側より送信される
装置番号を検出する以前に、デバッグ開始指令を検出
（Ｓ９）するとデバッグモードに入る。

【００１２】図４は、本発明の入出力装置の通常入出力
モードである。図４において、上流より装置番号と出力
情報を含んだ出力情報を受信（Ｔ１）すると、受信した
出力指令を下流側から送信する（Ｔ２）と共に自己固有
装置番号と受信した出力指令中の装置番号を比較（Ｔ
３）し、一致すれば並列入出力回路より外部機器へ受信
した出力指令中の出力情報を送信して外部機器を動かし
（Ｔ４）、下流側より入力情報を受信（Ｔ５）すれば受
信した入力指令を上流側へすぐに送信（Ｔ６）しその後
外部機器の例えばセンサーからの入力情報を上流側へ送
信（Ｔ７）する。

【００１３】図５は、本発明の入出力装置の終端モード
時の動作のフローチャートである。上流側より装置番号
と出力情報を含んだ出力指令を受信（Ｕ１）すると、受
信した出力指令中の装置番号と自己固有装置番号を比較
（Ｕ２）して、一致すれば出力指令中の出力情報を外部
機器に送信（Ｕ３）して外部機器を動かし、その後外部
機器の入力情報を受信し、自己固有装置番号と共に上流
側へ送信（Ｕ４）する。

【００１４】図６は、デバッグモード時の動作のフロー
チャートであり、アドレス割付前にパソコンに接続され
ている入出力装置がパソコンからデバッグ開始指令を受
信すると自動的にこの動作に入る。本図において、入出
力装置はパソコン２Ｂからデバッグ開始指令を受信する
と、デバッグ開始指令中の装置番号に１だけ増やした装
置番号を自己固有装置番号にする（Ｖ１）。その開始指
令中に入出力領域設定情報があるので、その情報に基づ
き演算メモリ３に入出力情報記憶領域を確保して入出力
情報、入出力開始装置番号と入出力終了装置番号をその
中に記憶する（Ｖ２，この設定情報が例えば入出力動作
は図２の入出力装置２Ｅから開始し入出力装置２Ｆで終
了する、という内容であれば入出力記憶領域は装置２
Ｅ、２Ｆだけ確保される）。その後自己固有装置番号を
下流側へ送信（Ｖ３）し、下流側より送信されてくる装
置番号を受信（Ｖ４）するとその装置番号を終端装置番
号として演算メモリ１１の入出力情報記憶領域に記憶
（Ｖ５）する。装置番号を記憶後５種類のデバッグ指令
（出力指令定期入力指令変化時入力指令随時入
力指令入出力領域設定指令）のすくなくとも１種類以
上を受信（Ｖ６）すれば、その指令に対応する動作をす
る（Ｖ１６）が、それと共に一定時間間隔毎に自装置よ
り下流側に入出力情報記憶領域に記憶されている出力情
報に出力させる装置番号を付加した出力指令を送信する
（Ｖ８）。以下下流側の入出力装置に出力指令が次々と
転送されていくが、このとき下流側の入出力装置はデバ
ッグモードに入っていることは判らないので通常入出力
モード、もしくは最終入出力モードで動作を行う。この
モードの動作は図４及び図５で図示してある通りであ
る。デバッグモードに入っている入出力装置が下流側か
ら入力情報を受信する（Ｖ９）とその入力情報が上記の
入出力情報記憶領域に記憶されている設定情報の条件を
満たすか調べる（Ｖ１０）。設定条件の調べ方として
は、受信した入力情報の中の装置番号が入出力開始装置
番号より大きいか等しく、入出力終了装置番号より小さ
いか等しいかを調べるのであり、もしその条件をみたし
ていれば、入力情報を演算メモリ１１の入出力記憶領域
中の対応する所に記憶する。更に受信した入力情報の中
の装置番号が終端装置番号と等しいかを調べ、等しくな
ければ再度入力情報の受信をし、等しければ自己固有装
置番号が設定情報の条件を満たすかを調べる。当然デバ
ッグモードに入っている入出力装置の自己固有装置番号
が、他の通常入出力モードで動作している入出力装置の
自己固有装置に比較し最も小さいと考えれば、入出力情
報記憶領域の入出力開始装置番号が自己固有装置番号と
等しいか、を調べれば充分である。もし、この設定条件
を満たしていれば入力情報を演算メモリ１１に書き込み
（Ｖ１１）、更にその入力情報が終端装置のものか調べ
て（Ｖ１２）、終端装置のものでなければＶ９へ戻る
が、終端装置のものであれば引き続いて自己固有装置番
号が設定条件を満たすかを調べる（Ｖ１３）。もし設定
条件を満たしていれば、出力装置を使い外部機器を駆動
（Ｖ１４）し、外部機器の入力情報を演算メモリ１１に
書き込み（Ｖ１５）、Ｖ６へ戻る。

【００１５】このデバッグモードの終了は、パソコン２
Ｂの例えば割り込みキー（不図示）を押すことにより強
制終了信号がデバッグモードの入出力装置に送信されて
完了するものとする。

【００１６】

【発明の効果】上記の説明により、本発明の入出力装置
は、主制御装置に関係なく外部機器の制御が行えるので
外部機器が複数に分かれ、それぞれの外部機器に入出力
装置が接続されているような装置の製作時に、早く組み
上がった外部機器から順に動作テスト及び不都合箇所の
修正ができる。それ故に、従来の全てが完成後にのみ動
作テストが行える、という方式に比較して大幅に製作上
の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入出力装置の構成図である。

【図２】本発明の入出力装置と、他の装置との接続図で
ある。

【図３】本発明の入出力装置の動作のフローチャートで
ある。

【図４】本発明の入出力装置の、通常入出力モード動作
時のフローチャートである。

【図５】本発明の入出力装置の、終端入出力モード動作
時のフローチャートである。

【図６】デバッグモード時の動作のフローチャートであ
る。

【符号の簡単な説明】

１・・入出力端子台 ２、３、４・通信コネクタ ５・
・上流用高速通信手段 ６・・下流用高速通信手段 ７・・・並列入出力回路
８・・・電源回路 ９・・・ＣＰＵ １０・・・プログラムメモリ １１・
・・演算用メモリ １２・・デバッグ用通信手段 ２Ｃ、２Ｄ，２Ｅ，２
Ｆ，２Ｇ・・入出力装置 ２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ・・・入出力
端子台 ２Ａ・・・主制御装置 ２Ｂ・・・パソコン ２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ、２２Ｆ，２２Ｇ・・・上流側
の通信コネクタ ２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ、２３Ｆ、２３Ｇ・・パソコン
交信用の通信コネクタ ２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ、２４Ｆ，２４Ｇ・・・下流側
の通信コネクタ

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 図４は、本発明の入出力装置の通常入出
力モードである。図４において、上流より装置番号と出
力情報を含んだ出力指令を受信（Ｔ１）すると、受信し
た出力指令を下流側から送信する（Ｔ２）と共に自己固
有装置番号と受信した出力指令中の装置番号を比較（Ｔ
３）し、一致すれば並列入出力回路より外部機器へ受信
した出力指令中の出力情報を送信して外部機器を動かし
（Ｔ４）、下流側より入力情報を受信（Ｔ５）すれば受
信した入力情報を上流側へすぐに送信（Ｔ６）しその後
外部機器の例えばセンサーからの入力情報を上流側へ送
信（Ｔ７）する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部機器と接続され、該機器の動作状態
   を確認し、該機器へ動作指令を発する第一の通信手段
   と、自装置より上流側の装置と高速で通信する第二の通
   信手段と、自装置より下流側の装置と高速で通信する第
   三の通信手段とパソコンと通信する第四の通信手段と、
   第二の通信手段を通じて得る動作指令が自装置宛の場合
   は第一の通信手段へ出力して外部機器を駆動し、自装置
   以外の場合は第三の通信手段を通して下流側へ送信し、
   下流側装置で得る動作確認情報に外部機器から得た外部
   機器動作確認信号を付加した状態でそのまま上流側へ送
   信する一方で第四の通信手段に対してパソコンが接続さ
   れている場合には第二の通信手段の機能を停止し、あた
   かも最上流の入出力装置として振舞い、第四の通信手段
   を介してパソコンと通信するように制御する制御手段と
   を特徴とする入出力装置。