CN1034437A - 工业机器人的控制系统 - Google Patents

Abstract

一个工业机器人的控制系统，包括从存储介质读 出的操作程序，对该程序进行译码和计算以获取数据 并以此数据为基础控制自动机床。其外存具有常规 内存的功能并只限于存储一个程序在构成存储介质 的IC卡(以此为例)中，该卡可插入外存以提供操作 程序。在作为外存的存储介质的软盘设备(以此为 例)中事先存有多个操作程序，需用的程序由键盘选 择直接供给机器人的控制器以控制机器人的操作。

Description

本发明涉及一种工业机器人的控制系统，尤其涉及一种存储器的改进，该存储器存有机器人的运行程序，并用于工业设备（诸如：需要对程序进行修改的数字控制设备等）的整个控制系统。

图6是工业机器人常规控制系统的框图，图7概要地示明了常规控制系统的控制面板，如图6所示，一个自动机床包括一个驱动马达11，一个速度检测器12以及一个安装在自动机床1的一个运转轴上的位置传感器13。机器人的控制器2包括一个用于控制驱动马达11的驱动器21，一个内部存储器（例如：IC存储器或磁泡存储器）23，它构成一个位于控制器2中的主存储器用以存储程序，一个存储器控制电路24，用于控制内存23，一个命令驱动器21驱动马达的命令电路25，一个直接为运行进行必要的计算的算术电路26，一个用于各种操作的控制面板27，一个外部存储器（它由磁带型，软磁盘设备等记录介质和装入器构成）28，作为一个辅助存储器存储和置换程序，一个RAM29以及一个把它们互联的接口22。

如图7所示，控制面板27包括多个控制开关（有一电源开关，多个操作模式选择开关及一个启动开关等）31，用于对自动机床进行操纵，功能开关（有一指示项目选择开关，一个速度命令开关等）32，控制各种功能，一个程序信息指示器（由-CRT，一个液晶装置，一个七段元件等构成）33。外存28，用于外存的控制开关34（有一写开关和一读开关）和用于键入各自信息的10个键35。

在上述的常规控制系统中，机器人的多个操作程序存在内存23中，需用于操作的程序通过键入操作从内存23中读出而存入RAM29中。RAM29中的内容通过存储器控制电路24和算术电路26供给驱动器21以进行读出和操作。

如上述，在常规控制系统中，内存23存有程序。因此，为了防止存储器23的内容丢失，必须采用后备电池IC存储器或非易失性存储器部件（例如：磁泡存储器）作为存储器23。进而，由于存有多个程序，因此要求存储器容量足够大。

此外，由于一个内存23的容量有限且存储的程序数量不能无限制地增加，所以同时提供外存28作为辅助存储器以便存储或置换程序。

但是，常规的控制系统有如下问题：

a）内存23的增加容量，

b）为了读出进行读和操作的程序，必须有复杂的硬件和软件，

c）要求有后备存储器以供存储，除构成主存储器的内存23之外，还要求有构成辅助存储器的外存28，从而增加了系统成本。

d）在读出和操作中有选择地读出存在内存23中程序的操作过程很复杂，而且在内存23和外存28之间传送程序和数据的过程也很复杂。

图8是工业机器人的另一常规控制系统的框图。

当操作很多且控制器102中的存储器不能存储用于操作的程序时，图8中的个人计算机103便用于将大量程序存储在它的FDD（软磁盘机）104中。从FDD中有选择地读出一个必要的程序并将其通过CMT装载器105存入构成存储介质的CMT（盒式磁带）106。在CMT106中存储的程序通过连接于控制器102的CMT装载器108传送到控制器102中的存储器里，以便机器人101执行再现操作，有如上述。从而得以适应多种操作。

另外，在未曾图示的另一方法中，图8所示的个人计算机103和控制器102中配备有数据传输设备，以使个人计算机的FDD104中存储器的程序直接传输到控制器102中的存储器里。在控制器102中的CMT装载器108配备有电源，它来自机器人101的电源，在个人计算机103中的CMT装载器105则配备有独立提供的电源，而两个CMT装载器的功能可被视为是相同的。

在上述方法中，程序从个人计算机的外存通过CMT传送到机器人的控制器，可以写入CMT的程序的容量较小且读、写程序的操作耗时过多，因此，其效率较低。直接传输程序的方法要求有昂贵的数据传输设备并修改机器人的控制器和数据传输设备之间的连接，因此不是常用的方法。

鉴于上述问题而提出了本发明，其目的是要解决上述问题并提供了一个结构简单、操作易行的工业机器人的控制系统。

为了达到上述目的，根据本发明的工业机器人的控制系统（其中，机器人的操作程序从存储介质读出并被译码和计算以获取数据，使自动机床受这些数据控制）的特征在于：

1）配有一外寸，用于存储和读出操作程序，以及一控制器，用于对来自外存的操作程序进行译码和计算以控制自动机床。尤其是，外存具备常规内存的能力，存在例如IC卡中的程序限制为一个程序以便IC卡可插入外存，从而将操作程序从外存中读出或写入外存。

在操作时，由于操作程序只须存储器IC卡这样的存储介质插入外存进行置换，所以无需昂贵和大容量内存而只要简单插入IC卡即可。因此，可以避免复杂操作引起的操作错误。

2）配有一外存，例如一个能够有选择地从事先存储的多个操作程序中读出一个必要程序的个人计算机，它包括一个传输程序的数据传输设备，一个具有IC卡装载器的控制器，用于对IC卡装载器提供的操作程序进行译码和计算，以控制自动机器人，以及一条数据传输电缆，一连接端子位于其一端，用于插入IC卡装载器以形成数据传输设备和IC卡装载器之间的连接，从而通过数据传输电缆从外存到控制器提供操作程序。

如上述，由于本发明的控制系统构成了具有数据传输功能的控制系统，所以相应于各种生产的操作程序可事先存在个人计算机的FDD之类的外存中。由一键盘可选择需要的程序并将其直接供给机器人的控制器以执行读出和操作。因此，机器人的操作不会被外部来的工作选择信号中断，而且可以在程序控制机器人连续进行操作。

如上述，根据本发明，作为主存的内存及作为辅助存储器的外存一起分享一个存储器，从而简化了系统装置。一个程序存在单个例如作为存储介质的IC卡中因此排除了控制器中涉及软、硬件的复杂程序控制并避免控制系统费用过多，因为在此无需大容量存储器，此外，由于复杂操作而给操作员带来的负担可以减少从而防止了操作失误。其结果，可望实现低费用、易操作的工业机器人控制系统。

图1是根据本发明的第一个实施例的控制系统框图;

图2概要地示出了图1实施例中所用的控制面板;

图3是根据本发明的第二个实施例的机器人控制系统构成图，该系统具有数据传输功能;

图4是一流程图，用于示明根据第二个实施例，将数据传输到机器人的控制器的程序选择过程。

图5是一透视图，示明连在数据传输设备和机器人的控制器之间的数据传输电缆的一部分和连到IC卡装载器的连接端子;

图6是常规控制系统的框图;

图7示明意常规控制系统的控制面板;

图8示明了机器人的另一常规控制系统的构成图。

现在结合附图对本发明进行详细叙述：

参见图1，它示出了本发明的第一个实施例的框图，而图2示出了用于该实施例的控制面板，一个自动机床包括一个驱动马达11，一个速度检测器12和一安装在转动轴（未示出）上的位置传感器13。根据轴的运动检测到的工作速度（驱动马达的转速）以及现在位置的信息作为反馈提供给机器人的控制器5。

机器人的控制器5包括一个驱动器21，用于控制驱动马达11，一个外存3，一个控制外存3的存储器控制电路24，一个指示驱动器运动的命令电路25，一个执行用于直接操作的算术运算的算术电路26，一个用于各种操作的控制面板4以及一个把这些联接到一起的接口22。

如图2所示，控制面板4包括控制自动机床操作的控制开关6，控制各种功能的功能键7，当功能键7按下时用于指示程序信息等的指示器8，外存（IC卡装载器）3以及控制切换开关9，控制切换开关9包括一个On开关和一个OFF开关，用于轴驱动马达，一个用于回到起始点的HOMING开关，一个TEACH开关，一个CHECK开关，以及一个用于自动操作的AUTO开关。功能开关7包括用于告警的ALARM（告警）开关，一个用于步进信息的STEP开关，一个SPEED开关，用于指示表示示教速度和运动速度之指标比的运动速度表征;以及用于增加和减小该比率的INCREASE和DELREASE开关。

存储介质10a和10b用具有IC存储器的可读、写IC卡。一个IC卡只能存一个机器人操作程序并可插入和拔离外存3。CHECR和AUTO开关用于自动操作。CHECK开关有值班操作员时进行自动操作而外存3的切换是由切换开关9完成的。AUTO开关用于在无值班操作员时自动操作，IC卡由来自传感器（未表示出）的检测信号选择并指明处理对象的典型。

现在叙述实施例的操作

a）作为存储介质的IC卡10a中写有机器人的操作程序，它被插入外存（IC卡装载器）3中。此后，按下ON和HOMING开关进行初始化。控制开关6的CHECK或AUTO开关按下以选择模式，再按下启动开关以控制自动再现操作，从而该机器人开始自动再现操作。在机器人操作期间，可操作控制开关7由指示器8指示出操作程序的步信息（当时的步骤或操作号码）以及再现速度信息（表示运动速度的指标量）。进而，指示器8可以立刻指出操作期间的错误和告警信息。

在CHECK模式下，一旦两个IC卡10a和10b插入外存3并由控制面板的切换开关9或来自外部的选择信号交替切换，则存在两个IC卡中的两个程序可以交替操作，此外，若一个IC卡在另一卡中存储的程序运行时被交换，则可在不需要程序转换时间的情况下转换程序，进而，若外存3只有一个IC卡装载器，则在操作之后从外存3中拔出IC卡10a并插入另一IC卡10b。这样，另一操作程序运行而以上述方式执行再现操作。

b）当机器人在示教操作时，存有不用程序的IC卡或新的IC卡被插到外存（IC卡装载器）3中。然后，由控制开关6的TEACH开关选择示教模式执行示教操作，从而将示教程序直接写入IC卡中。IC卡备有写保护开关，若该开关接通，则可防止发生诸如操作失误引起的程序丢失之类的麻烦。

外存不限于可安装两个卡的设备，它可以是能安装一个或三个及更多卡的设备。

图3是根据本发明的第二个实施例的配置框图，它表明了具有数据传输功能的机器人的控制系统。图4是一流程图，表明了根据本发明的第二个实施例将数据传输到机器人的控制器的程序选择过程。图5是根据第二个实施例连接于数据传输设备和机器人的控制器之间的数据传输电缆的一部分以及连接到IC卡装载器的连接端子的透视图。图3中，51表示机器人，52是机器人的控制器，53是个人计算机，54是FDD，55是数据传输设备，56是数据传输电缆，57是连接端，58是IC卡装载器。

工业机器人51包括作为存储介质的IC卡的控制系统，执行读出存在IC卡中的数据，并同时在没有存储数据传输到控制器52的存储器的情况下进行再现操作。在该系统中，在个人计算机53中的数据传输设备55通过数据传输电缆56（它有一图5所示的连接端子，其连接结构与IC卡相同）与控制器52的IC卡装载器58相连。因此，存在FDD54中许多程序中的一个需用程序可由个人计算机53的键盘选择并直接供给控制器52的IC卡装载器以执行读出和操作。

由于这样的结构，存在FDD54中相应于不同操作的多个程序中的一个需用程序由个人计算机53的键盘所选定（在这种情况下，例如选定NO.3），所以，数据从数据传输设备55通过数据传输电缆56和连接端子57传输到机器人的控制器52并使机器人操作。这时，如图4所示，当选择的程序号5与被选择程序的号不符时，则n加1并从FDD54中检索下一程序的号，反复进行检索直至发现要选择的程序，以这种方法，由于个人计算机配备有预定容量的缓冲存储器，所以可在传输程序期间由来自另一设备的工作选择信号选择下一程序。因此，机器人51的操作不会中断且可连续这些不同程序的读和操作。

图5为数据传输电缆56的IC卡装载器一侧示意图。

控制系统可以在不提供任何特殊修改或在机器人的控制器52一侧无需用于数据传输的设备的情况下传输数据并将该控制系统应用于机器人从事各种生产。

本发明不限于上述结构，下列功能和构成可作为其它实施例（仅叙述与上述实施例的不同点）：

1）机器人的控制器52可包括一个程序数据存储器;

2）有两个或更多的IC卡装载器58，且数据传输电缆56的连接端子57可插入另一IC卡装载器中而无需拔出该IC卡。可由切换开关切换IC卡装载器。

3）具有数据传输功能的控制系统可提供多个数据传输设备，例如个人计算机53，FDD54以及数据传输设备56。

如上所述的，根据本发明，由于无需在机器人一例配备价格昂贵的数据输设备以及任何其他用于连接数据传输设备的修改和设备，所以可提供造价低廉的机器人。此外，由于无需将存在个人计算机的FDD中的机器人操作程序传输到机器人的存储器，因此无须耗时进行程序修改并可连续有效地执行各种操作。

Claims (4)

1、一种工业机器人的控制系统，其中，从存储介质读出机器人的操作程序并将其进行译码和计算以获取数据，从而使自动机床受这些数据控制，其特征在于：

外存装置，用于存储并读出操作程序，以及控制装置，用于对所述外存提供的操作程序进行译码和计算以便控制自动机床。

2、权利要求1所述的工业机器人的控制系统，其中所述外存包括多个存储介质，用于存储另一组操作程序且其中的操作程序之一被有选择地从上述多个存储介质中读出。

3、一种工业机器人的控制系统，其中，从存储介质读出机器人的操作程序并将其进行译码和计算以获取数据，并在这些数据的基础上对自动机床进行控制，其特征在于：

外存装置，用于选择地从多个事先存储的操作程序中读出一个需用的程序，它还包括一个用于传输程序的数据传输设备;

控制装置，包括一个IC卡装载器，该控制装置对所述IC卡装载器提供的操作程序进行译码和计算以便对自动机床实施控制，它还配备有一数据传输电缆，其一端安装有一连接端子，以插入所述IC卡装载器在所述数据传输设备和IC卡装载器之间形成连接，从而使外存提供的操作程序通过数据传输电缆供给所述控制装置。

4、权利要求3所述的工业机器人的控制系统，其中所述外存装置包括一个计算机。

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