DE4431315A1 - Steuerungsverfahren und Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisierungssystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfah­ ren und eine Steuerungsvorrichtung für ein Fabrik-Automa­ tisierungssystem (das im folgenden mit FA-System abge­ kürzt wird), das Zellen enthält, wovon jede durch mehrere Arbeitsmaschinen gebildet ist, die wenigstens eine auto­ matisierte Maschine wie etwa einen Roboter umfassen.

Das hier mit dem Ausdruck "Roboter" bezeichnete Gerät umfaßt eine automatisierte Maschine, die entsprechend einem im voraus erstellten Programm automatisch gesteuert wird, um eine komplizierte Operation oder einen kompli­ zierten Arbeitsvorgang auszuführen. Typischerweise be­ sitzt der "Roboter" einen Mehrachsen-Mechanismus. Unter Robotern werden auch industrielle Roboter und numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen verstanden. Weiterhin be­ zeichnet der Ausdruck "Zelle" einen eine Einheit bilden­ den Block eines Arbeitssystems zum Ausführen einer Reihe von Arbeiten, wobei der eine Einheit bildende Block eine automatisierte Maschine wie etwa einen Roboter und Peri­ pheriemaschinen (oder -geräte) enthält. Ein Fabrik-Auto­ matisierungssystem ist typischerweise durch eine Kombina­ tion von mehreren Zellen gebildet, denen jeweils spezi­ elle Arbeiten zugewiesen sind. Eine Peripheriemaschine ist eine Arbeitsmaschine oder ein Arbeitsgerät, das ein Förderband, eine Teilezufuhrmaschine, einen End-Effektor (der eine mechanische Hand umfaßt) und dergleichen ent­ hält. Die Peripheriemaschine arbeitet in Verbindung mit einer automatisierten Maschine wie etwa einem Roboter in einer Zelle. Die Peripheriemaschine (oder das Peripherie­ gerät) besitzt eine einfachere Funktion und wird im allgemeinen mittels einer Folgesteuerung betrieben.

In einem herkömmlichen Steuerungsverfahren für ein FA-Sy­ stem sind eine Folgesteuerungseinrichtung (programmier­ bare Steuereinrichtung) zum Steuern der Eingänge und Ausgänge (die im folgenden mit E/A) abgekürzt werden) verschiedener Peripheriemaschinen oder -geräte und eine Robotersteuerungseinrichtung zum Steuern von Robotern über eine parallele E/A-Schnittstelle verbunden. Die Folgesteuerungseinrichtung führt hauptsächlich eine ständige Überwachung der über die E/A-Schnittstelle der verschiedenen Peripheriemaschinen und über die parallele E/A-Schnittstelle der Robotersteuereinrichtung geschick­ ten Eingangs- und Ausgangssignale, eine Synchronisation der Operationen der verschiedenen Peripheriemaschinen mit der Operation der Roboter sowie eine Folgesteuerung des gesamten FA-Systems aus.

Aus der JP 61-110204-A ist ein Beispiel eines solchen Steuerungsverfahrens für ein FA-System bekannt. In diesem bekannten Beispiel wird ein Verfahren zum Schreiben von Programmen der Robotersteuerungseinrichtung, einer visu­ ellen Vorrichtung und der Folgesteuerungseinrichtung unter Verwendung einer Sprache eines gemeinsamen, ein­ heitlichen Systems beschrieben.

Typischerweise sind in der obenbeschriebenen herkömmli­ chen Technik Robotersteuerungseinrichtungen zum Steuern von entsprechenden Robotern so beschaffen, daß sie mehre­ re im FA-System enthaltene Roboter steuern, wobei jede Robotersteuerungseinrichtung ein Programm enthält, gemäß dem ein Roboter durch die Robotersteuerungseinrichtung in der Weise gesteuert wird, daß er eine Arbeit oder mehrere verschiedene Arbeiten ausführt. In diesem Fall muß jeder Roboter im allgemeinen ein unterschiedliches Programm besitzen. Wenn ferner Roboter verschiedener Arten verwen­ det werden, müssen die Roboter nach Roboterprogrammen arbeiten, für die in vielen Fällen Robotersprachen ver­ schiedener Systeme verwendet werden.

Was die Programmiersprache der Folgesteuerungseinrichtung für die Ausführung der Folgesteuerung von von den Robo­ tern verschiedenen Peripheriemaschinen (oder Peripherie­ geräten) und des gesamten FA-Systems betrifft, ist der­ zeit ein Leiterdiagramm die gebräuchlichste Programmier­ sprache. Dies ist jedoch eine Programmiersprache, die von Robotersprachen vollständig verschieden ist. Unter diesen Umständen muß die Person, die mit der Aufgabe der Kon­ struktion eines FA-Systems betraut ist, mehrere verschie­ dene Programmiersprachen lernen. Weiterhin müssen für die Steuerung eines FA-Systems mehrere Programme unter Ver­ wendung dieser verschiedenen Programmiersprachen erzeugt werden. Dies stellt einen der Hauptfaktoren dar, die die Verbesserung der Entwicklungseffizienz des Steuerungspro­ gramms des FA-Systems behindern.

Für das FA-System-Steuerungsverfahren, das in der obener­ wähnten JP 61-110204-A (die dem am 8. März 1988 erteilten US-Patent Nr. 4,730,258 entspricht) beschrieben ist, wird ein Verfahren zum Schreiben von Programmen für die Robo­ tersteuerungseinrichtung, die visuelle Vorrichtung bzw. die Folgesteuerungseinrichtung unter Verwendung einer ein einziges, einheitliches System benutzenden gemeinsamen Sprache beschrieben. Dadurch ist es für den Benutzer nicht mehr notwendig, verschiedene Programmiersprachen zu lernen. Das Programm selbst muß jedoch in Einzelprogramme für jede der einzelnen Verarbeitungen wie etwa der Robo­ tersteuerung oder der Folgesteuerung unterteilt und damit beschrieben werden, um eine Übereinstimmung mit dem Funktion der Vorrichtung zu erzielen, die das einzelne Programm tatsächlich abarbeitet. (In dem obenbeschriebe­ nen Beispiel des Standes der Technik wird ein solches Programm für eine Einheit als Task bezeichnet.) Der Benutzer muß mehrere Programme (Tasks) erzeugen. Ebenso wie oben hat dies das Problem zur Folge, daß die Entwick­ lungseffizienz des Steuerungsprogramms für das FA-System nicht verbessert werden kann.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung zu schaffen, mit denen dann, wenn für die Entwicklung eines FA-Systems ein eine Einheit bildendes Element (das im folgenden als Zelle bezeichnet wird), das eine Gruppe von mehreren Arbeitsmaschinen umfaßt, konstruiert werden soll, Programme für die Steuerung von Arbeiten, die die Synchronisation von Operationen der in den Zellen enthal­ tenen Arbeitsmaschinen umfassen, in einem Zellensteue­ rungsprogramm vereinheitlicht werden können, so daß ein Benutzer die Arbeitsspezifikationen der Zelle insgesamt beschreiben kann, ohne daß die spezielle Konfiguration der Steuerungsvorrichtung berücksichtigt werden muß und ohne daß verschiedene Programme für die jeweiligen Steue­ rungsvorrichtungen, die verschiedene Programmiersprachen verwenden, sowie das Lernen verschiedener Programmier­ sprachen erforderlich sind, so daß folglich die Mannstun­ den für die Programmentwicklung reduziert werden können und eine Verbesserung der Entwicklungseffizienz erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuerungsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung eines Fabrik-Automatisierungssystems, die die im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 6 angegebenen Merkmale besitzen.

Durch die vorliegende Erfindung werden ein Steuerungsver­ fahren und eine Steuerungsvorrichtung für ein Fabrik- Automatisierungssystem geschaffen, wobei das System einen Computer verwendet und eine mehrere Arbeitsmaschinen enthaltende Zelle besitzt, wobei wenigstens eine der Arbeitsmaschinen eine automatisierte Maschine ist, welche eine Reihe von Arbeiten entsprechend einem Steuerungspro­ gramm ausführt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die im folgenden beschriebene Steuerung ausgeführt: Aus einem Zellensteue­ rungsprogramm, in dem die Spezifikationen der Operationen der Gesamtzelle beschrieben sind und das in den Computer eingegeben worden ist, werden durch den Computer die auf den Arbeitsablauf mehrerer Arbeitsmaschinen bezogenen Informationen sowie die Informationen bezüglich der Steuerung der Eingänge und Ausgänge mehrerer Arbeitsma­ schinen entnommen. Das Zellensteuerungsprogramm enthält Informationen bezüglich des Arbeitsablaufs mehrerer Arbeitsmaschinen, Informationen bezüglich der Steuerung der Eingänge und Ausgänge mehrerer Arbeitsmaschinen, Informationen bezüglich der Steuerung der Operation der automatisierten Maschine sowie Informationen bezüglich der Synchronisation der Operationen der Arbeitsmaschinen. Auf der Grundlage der entnommenen Informationen wird durch den Computer ein Folgesteuerungsprogramm erzeugt, in dem die Steuerung des Arbeitsablaufs mehrerer Arbeits­ maschinen und die Steuerung der Eingänge und Ausgänge mehrerer Arbeitsmaschinen beschrieben sind. Aus dem Zellensteuerungsprogramm werden durch den Computer eine Information bezüglich der Steuerung der Operation der automatisierten Maschine und eine Information bezüglich der Synchronisation der Operationen zwischen den Arbeits­ maschinen entnommen. Auf der Grundlage der entnommenen Informationen wird durch den Computer ein Steuerungspro­ gramm für die automatisierte Maschine erzeugt, in dem die Verarbeitung für die Ausführung der Steuerung bezüglich der Positionierung und der Operationsbahn der automati­ sierten Maschine beschrieben ist. Die Arbeit der Zelle wird in Übereinstimmung mit dem Folgesteuerungsprogramm und dem Steuerungsprogramm für die automatisierte Maschi­ ne gesteuert.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Konfigu­ ration einer Ausführungsform der Steuerungsvor­ richtung für ein FA-System gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels einer Endgerät-Bildschirmanzeige, die von einer in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung enthaltenen Zellensteuerungsprogramm-Editierein­ heit erstellt wird;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung eines beispielhaften Petrinetzes, das einen Teil des Produktionspro­ zesses einer Teileeinschub-Arbeitszelle repräsen­ tiert, auf die das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden;

Fig. 4 eine Vorderansicht der Teileeinschub-Arbeits­ zelle, auf die die vorliegende Erfindung angewen­ det wird;

Fig. 5 eine Draufsicht der Teileeinschub-Arbeitszelle von Fig. 4, auf die die vorliegende Erfindung an­ gewendet wird;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Zustands vor dem Einschub des Teils und dem Festklemmen der An­ schlußleitungen in der Teileeinschub-Arbeits­ zelle, auf die die die vorliegende Erfindung an­ gewendet wird;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Zustands nach dem Einschub der Teile und dem Festklemmen der Anschlußleitungen in der Teileeinschub-Arbeits­ zelle, auf die die vorliegende Erfindung angewen­ det wird;

Fig. 8 ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Petri­ netzes, das durch Hinzufügung eines weiteren Ope­ rationsablauf-Moduls zu dem in Fig. 3 gezeigten Petrinetz erhalten wird;

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erzeugen eines Zellensteuerungsprogramms unter Verwendung einer Datenbank für die Operationsab­ lauf-Module;

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung eines Zellensteue­ rungsprogramms, das durch Codierung des in Fig. 3 gezeigten Petrinetzes erhalten wird;

Fig. 11 eine beispielhafte Beschreibung eines M-Netzes unter Verwendung eines Petrinetzes;

Fig. 12 ein Ergebnis, das durch Codieren eines Teils des in Fig. 11 gezeigten Petrinetzes erhalten wird;

Fig. 13 ein Diagramm, das ein Codeerzeugungs-Algorithmus der Zellensteuerungsprogramm-Umsetzungseinrich­ tung zum Erzeugen eines Folgesteuerungsprogramms und eines Robotersteuerungsprogramms anhand eines Zellensteuerungsprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 14 ein Diagramm, das eine Prozedur zum Erzeugen des Folgesteuerungsprogramms und des Robotersteue­ rungsprogramms konkret erläutert;

Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung eines Programms in Oberflächensprache für die aus dem in Fig. 10 ge­ zeigten Zellensteuerungsprogramm gemäß der vor­ liegenden Erfindung erzeugte Folgesteuerung;

Fig. 16 ein Diagramm zur Erläuterung eines Programms in Oberflächensprache für die aus dem in Fig. 10 ge­ zeigten Zellensteuerungsprogramm gemäß der vor­ liegenden Erfindung erzeugte Robotersteuerung;

Fig. 17 ein Diagramm zur Erläuterung eines Folgesteue­ rungsprogramms im internen Code in mnemonischer Darstellung, das aus dem Programm in Oberflächen­ sprache für die in Fig. 15 gezeigte Folgesteue­ rung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;

Fig. 18 ein Diagramm zur Erläuterung eines Robotersteue­ rungsprogramms im internen Code in mnemonischer Darstellung, das aus dem Programm in Oberflächen­ sprache für die in Fig. 16 gezeigte Robotersteue­ rung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;

Fig. 19 ein Diagramm zur Erläuterung der allgemeinen Konfiguration des in der Vorrichtung der vorlie­ genden Erfindung verwendeten Folgesteuerungspro­ gramms im internen Code;

Fig. 20 ein Diagramm zur Erläuterung der allgemeinen Konfiguration des in der Vorrichtung der vorlie­ genden Erfindung verwendeten Robotersteuerungs­ programms im internen Code;

Fig. 21 ein Diagramm zur Erläuterung des Verarbeitungsab­ laufs eines Interpretierers einer Folgesteuerung im internen Code in einer in der Vorrichtung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung enthaltenen Inter­ pretations- und Abarbeitungseinheit für das Fol­ gesteuerungsprogramm;

Fig. 22 ein Diagramm zur Erläuterung des Verarbeitungsab­ laufs eines Interpretierers einer Robotersteue­ rung im internen Code in einer in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenen In­ terpretations- und Abarbeitungseinheit für das Robotersteuerungsprogramm;

Fig. 23 ein Diagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer beispielhaften Interpretations- und Abar­ beitungseinheit für ein Folgesteuerungsprogramm und ein Robotersteuerungsprogramm, die in Fig. 1 gezeigt sind;

Fig. 24 ein Diagramm zur Erläuterung eines weiteren Beispiels einer Interpretations- und Abarbei­ tungseinheit für ein Folgesteuerungsprogramm und ein Robotersteuerungsprogramm, die in Fig. 1 ge­ zeigt sind;

Fig. 25 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Folgesteuerungsprogramms, das ein Leiter­ diagramm verwendet, das aus dem Zellensteuerungs­ programm von Fig. 10 umgesetzt worden ist, damit es der Steuerungsvorrichtung von Fig. 24 gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht;

Fig. 26 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Robotersteuerungsprogramms, das aus dem Zellensteuerungsprogramm von Fig. 10 umgesetzt worden ist, damit es der Steuerungsvorrichtung von Fig. 24 gemäß der vorliegenden Erfindung ent­ spricht; und

Fig. 27 ein Diagramm zur Erläuterung eines weiteren Beispiels des Robotersteuerungsprogramms, das aus dem Zellensteuerungsprogramm von Fig. 10 umge­ setzt worden ist, damit es der Steuerungsvorrich­ tung von Fig. 24 gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Steuerungsvor­ richtung für ein FA-System gemäß der vorliegenden Erfin­ dung. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Zelle, die einen Roboter 8 und verschiedene Peripheriema­ schinen (oder -geräte) 9a und 9b enthält und damit ein FA-System bildet. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Zellensteuerungsprogramm-Editiereinheit. Die Zellensteue­ rungsprogramm-Editiereinheit 1 wird von einer Bedienungs­ person mittels einer Anzeigevorrichtung und einer Einga­ bevorrichtung (wie etwa einer Tastatur und eventuell einer Zeigereinrichtung (Maus)) dazu verwendet, ein Zellensteuerungsprogramm 2 zu editieren, das in diagramm­ artiger Form unter Verwendung eines Petrinetzes vorliegt. Das Zellensteuerungsprogramm 2 führt die Steuerung der Operation des Roboters 8 oder der Peripheriemaschinen 9a und 9b, die zusammen die Zelle 10 bilden, aus und überwacht den Zustand der Gesamtzelle 10 auf der Grund­ lage von Transitionsregeln der Betriebsart.

Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Zellensteuerungspro­ gramm-Umsetzungseinheit, die einen Mikrocomputer umfaßt. Diese Zellensteuerungsprogramm-Umsetzungseinheit 3 ent­ hält einen Zellensteuerungsprogramm-Speicher 3a, einen Umsetzungsprozedur-Speicher 3b, eine Recheneinheit 30, einen Folgesteuerungsdatenspeicher 3d, einen E/A-Steuer­ befehlspeicher 3e, einen Folgesteuerungsprogrammspeicher 3f, einen Robotersteuerbefehlsspeicher 3g, einen Roboter­ betriebszeitablaufspeicher 3h sowie einen Robotersteue­ rungsprogrammspeicher 3i. Jeder der Speicher 3a, 3b, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h und 3i ist durch eine Speichervorrichtung gebildet. Die Recheneinheit 30 enthält einen Mikrocompu­ ter (CPU).

Die Recheneinheit 30 speichert zunächst das Zellensteue­ rungsprogramm 2 in dem Zellensteuerungsprogrammspeicher 3a. Dann trennt die Recheneinheit 30 gemäß der im Umset­ zungsprozedurspeicher 3b gespeicherten Umsetzungsprozedur die Folgesteuerungsdaten und die E/A-Steuerbefehle im Zellensteuerungsprogramm 2, entnimmt diese Daten und diese Befehle aus dem Zellensteuerungsprogramm 2 und speichert sie im Folgesteuerungsdatenspeicher 3d bzw. im E/A-Steuerbefehlspeicher 3e. Auf der Grundlage dieser Arten von Informationen überwacht die Recheneinheit 30 die E/A-Zustände des Roboters 8 und der Peripheriemaschi­ nen 9a und 9b. Gleichzeitig erzeugt die Recheneinheit 30 ein Folgesteuerungsprogramm 4, das die Verarbeitung zum Ausführen der Steuerung des Operationsablaufs der in der Zelle 10 enthaltenen Maschinen, d. h. des Roboters 8 und der Peripheriemaschinen 9a und 9b, und zum Ausführen der Steuerung der Eingänge und Ausgänge dieser Maschinen sowie der Verarbeitung zur Verwaltung von Betriebsart­ übergängen der Gesamtzelle 10 beschreibt. Gleichzeitig trennt die Recheneinheit 30 Robotersteuerbefehle und Informationen bezüglich des Roboterbetriebszeitablaufs, entnimmt diese Befehle und Informationen aus dem Zellen­ steuerungsprogramm 2 und speichert sie im Robotersteuer­ befehl-Speicher 3g bzw. im Roboterbetriebszeitablaufspei­ cher 3h. Auf der Grundlage dieser Arten von Informationen erzeugt die Recheneinheit 30 ein Robotersteuerungspro­ gramm 5 zum Ausführen der Positionierung und der Bahn­ steuerung des Roboters 8. Das Folgesteuerungsprogramm 4 wird von einer Interpretations- und Abarbeitungseinheit 6 für das Folgesteuerungsprogramm interpretiert und mit hoher Geschwindigkeit abgearbeitet. Ebenso wird das Robotersteuerungsprogramm 5 von einer Interpretations- und Abarbeitungseinheit 7 für das Robotersteuerungspro­ gramm interpretiert und mit hoher Geschwindigkeit abgear­ beitet.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Bildschirmanzeige eines Datenendgeräts der Zellensteuerungsprogramm-Editierein­ heit 1, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthal­ ten ist. Die Bildschirmanzeige ist eine graphische Benut­ zeroberfläche (GUI) mit mehreren Fenstern.

Die Programmiersprache des Zellensteuerungsprogramms 2 (die im folgenden mit Zellensteuerungssprache bezeichnet wird) ist eine Sprache des graphischen Typs (graphische Sprache), in der der Operationsablauf der Maschinen in der Zelle 10 und die Abfolge der Betriebsarten der gesam­ ten Zelle 10 unter Verwendung einer diagrammartigen Darstellung in Form eines Petrinetzes beschrieben sind. In dieser Zellensteuerungssprache ist eine "Stelle" des Petrinetzes als Betriebszustand einer Maschine oder eines Geräts, die in der Zelle 10 enthalten sind, definiert, während eine "Transition" als Übergangsbedingung im Zeitpunkt des Übergangs zum nächsten Betriebszustand definiert ist und ein die Stelle und die Transition verbindender Pfeil als Richtung des Ablaufs definiert ist. Die Stelle, in der ein Balken angeordnet ist, ist als im momentanen Zeitpunkt aktiver Zustand (der im folgenden als aktiver Zustand bezeichnet wird) definiert. An jeder Stelle ist höchstens ein Balken vorhanden. Ein solches sicheres Petrinetz wird als Zellensteuerungsspra­ che betrachtet.

In einem in Fig. 2 gezeigten Petrinetz-Editierfenster 11 kann das Petrinetz unter Verwendung einer Zeigereinrich­ tung wie etwa einer Maus in einem graphischen Bild auf dem Bildschirm editiert werden. Ein Betriebsart-Eingabe­ fenster 12 ist ein Fenster zum Eingeben der Betriebsart des Ablaufs, der momentan editiert wird. Ein Zustands­ endebedingung-Eingabefenster 13 ist ein Fenster zum Ein­ geben der Bedingung eines normalen Endes (OK-Bedingung) oder der Bedingung eines anomalen Endes (NG-Bedingung) über eine Tastatur oder dergleichen für den momentan editierten Zustand S204, auf den durch einen Mauszeiger im Netzeditierfenster gezeigt wird.

Ein Befehlseingabefenster 14 ist ein Fenster zum Eingeben eines Befehls zum Festlegen von Operationen von Maschinen oder Geräten (wie etwa eines Operationsbefehls des Robo­ ters oder eines Einschaltens/Ausschaltens der E/A-Schnittstelle) in dem momentan editierten Zustand S204 oder zum Eingeben einer anderen Verarbeitung. Das Be­ fehlseingabefenster 14 schafft damit mittels einer Maus oder mittels Funktionstasten eine einfache Eingabeumge­ bung unter Verwendung einer Menüauswahlform.

Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes im Petrinetz-Editierfen­ ster 11 erzeugtes Petrinetz, das in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Das Petrinetz von Fig. 3 repräsentiert einen Teil eines Produktionsprozes­ ses einer in den Fig. 4 und 5 gezeigten Teileeinschub- Arbeitszelle.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel einer Teileeinschub- Arbeitszelle gemäß der vorliegenden Erfindung zum Ausfüh­ ren von Einschubarbeiten für Teile mit verschiedenen Formen in eine gedruckte Schaltungskarte. Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Zelle, während Fig. 5 eine Draufsicht der Zelle ist. Die Teileeinschub-Arbeitszelle schiebt elektronische Bauelemente wie etwa integrierte Schalt­ kreise in eine gedruckte Schaltungskarte ein. Die Teile­ einschub-Arbeitszelle positioniert eine auf einem Förder­ band 21 zugeführte gedruckte Schaltungskarte, hält ein Teil mit einer Hand 24, welche an einem Ende eines Teile­ einschub-Roboters 14 angeordnet ist, und schiebt das Teil an einer vorgegebenen Position ein.

Die Anschlußleitungen des eingeschobenen Teils werden mittels eines Festklemmgreifers 25 gebogen, der an einem Ende eines Festklemm-Roboters 20 angeordnet ist, der sich seinerseits unter dem Förderband befindet, wodurch ver­ hindert wird, daß das Teil herabfällt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen, wie die Teileeinschuboperation und das Festklemmen der Anschlußleitungen der Fig. 4 und 5 ausgeführt werden. Die Fig. 6 und 7 sind vergrößerte Ansichten von Zuständen von entsprechenden Vorrichtungen unmittelbar vor bzw. unmittelbar nach dem Einschieben. Der Teileeinschub-Roboter 19 bewegt ein von der Hand 24 gehaltenes Teil 26 über eine positionierte gedruckte Schaltungskarte 27 an eine vorgegebene Position (Einschubpunkt), senkt sein Handgelenk 19a auf eine vorgegebene Höhe ab und gibt dann das Teil 26 frei, indem er die Hand öffnet. In diesem Zeitpunkt bewegt sich der Festklemm-Roboter 20 an eine vorgegebene Position (Festklemmpunkt) direkt unter der gedruckten Schaltungs­ karte, hebt sein Handgelenk 20a auf eine vorgegebene Höhe an und wartet.

Wenn die Freigabe des Teils 26 durch einen an der Hand 24 des Teileeinschub-Roboters 19 angeordneten (nicht gezeig­ ten) Sensor bestätigt worden ist, wird eine Mittelschub­ stange 28, die am Handgelenk 19a des Teileeinschub-Robo­ ters 19 angeordnet ist, abgesenkt, um das Teil 26 nach unten zu schieben und tief in ein vorgegebenes Loch in der gedruckten Schaltungskarte 27 einzuschieben. Wenn durch einen am Handgelenk 19a des Teileeinschub-Roboters 19 angeordneten (nicht gezeigten) Sensor festgestellt wird, daß die Mittelschubstange 28 auf eine vorgegebene Höhe abgesenkt worden ist, wird der Festklemmgreifer 25 des Festklemm-Roboters 20 geschlossen, um die Anschluß­ leitungen 26a des Teils 26 umzubiegen. Wenn durch einen am Festklemmgreifer 25 angeordneten (nicht gezeigten) Sensor festgestellt wird, daß der Festklemmvorgang been­ det ist, wird der Festklemmgreifer 25 geöffnet, außerdem wird die Mittelschubstange 28 des Teileeinschub-Roboters 19 hochgehoben.

Danach wird der Teileeinschub-Roboter 19 an einen Ein­ schubvorbereitungspunkt bewegt, ferner wird der Fest­ klemm-Roboter 20 an einen Festklemmvorbereitungspunkt bewegt.

Die obenerwähnte Fig. 3 beschreibt einen Teil des Ablaufs der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Einschub- und Festklem­ moperationen, d. h. ein Teil der Arbeitsspezifikationen der Teileeinschub-Arbeitszelle wird unter Verwendung eines Petrinetzes beschrieben. In Fig. 3 bilden die Zustände S100 bis S105 einen Modul 18a des Operationsab­ laufs des Teileeinschub-Roboters 19, während die Zustände S200 bis S205 einen Modul 18b des Operationsablaufs des Festklemm-Roboters 20 bilden.

Die Module 18a und 18b beschreiben Abläufe von Operatio­ nen von den jeweiligen Gerätegruppen. Jede der Geräte­ gruppen ist durch eine Kombination von Maschinen oder Geräten gebildet, die hinsichtlich der Funktionen aufein­ ander bezogen sind und parallel arbeiten können. Im folgenden wird eine solche Gerätegruppe als Einheit bezeichnet. D.h., daß die den Operationsablauf des Moduls 18a aus führende Einheit ein Teileeinschub-Roboter 19 ist und die den Operationsablauf des Moduls 18b aus führende Einheit der Festklemm-Roboter 20 ist. Die beiden Module 18a und 18b sind über zwei Synchronisationsstellen 17 REQ1 und REQ2 miteinander verbunden. Eine Stelle 15 bezeichnet den Betriebszustand des Roboters oder von Peripheriemaschinen oder -geräten. Eine Transition 16 bezeichnet die Bedingung für einen Übergang von einem bestimmten Zustand zum nächsten Zustand. Konkrete Inhalte des Zustands der Stelle 15 sind als Befehle definiert.

Die Übergangsbedingung der Transition 16 wird durch Verbindungsrelationen des Petrinetzes und die Endbedin­ gung eines jeden Zustands entschieden. Der an die Transi­ tion 16 angefügte Ausdruck OK1 hat die Bedeutung des normalen Endes des Eingangszustands der Transition 16. Die Bedingung dieses normalen Endes ist als Zustandsende­ bedingung-Ausdruck definiert. Die Synchronisationsstelle 17 definiert die Verbindungsrelation der Synchronisation zwischen dem Modul 18a und dem Modul 18b. Beispielsweise bezeichnet in Fig. 3 der Ausdruck REQ2 die Synchronisati­ onsstelle für die Erzielung eines synchronisierten Zeit­ ablaufs zwischen dem normalen Ende des Zustands S103 und dem normalen Ende des Zustands S202. Durch Anwendung der Diagrammschreibweise des Petrinetzes, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, kann der Betriebsablauf einer jeden Einheit strukturell und explizit beschrieben werden.

Durch eine derartige Vereinheitlichung des Steuerungspro­ gramms des Roboters und des Steuerungsprogramms der Peripheriemaschinen oder -geräte zu einem Zellensteue­ rungsprogramm 2 und durch Beschreiben des Betriebsablaufs einer jeden Einheit in der Weise, daß ihn die Bedienungs­ person intuitiv verstehen kann, kann die die Software des FA-Systems entwicklende Person das Zellensteuerungspro­ gramm 2 einfach in einer solchen Form erzeugen, um direkt die Arbeitsspezifikationen der Gesamtzelle zu beschrei­ ben, ohne sich die Unterschiedlichen Konfiguration der Steuerungsvorrichtung für die Maschinen oder Geräte in der Zelle sowie die Programmiersprachen bewußt machen zu müssen. Das bedeutet, daß der Programmentwickler des Zellensteuerungsprogramms 2 im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehrere verschiedene Programmiersprachen lernen muß. Im Ergebnis wird die Entwicklungseffizienz des Programms verbessert, ferner wird die Wartung des Programms als Software vereinfacht.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel, in dem zu dem in Fig. 3 ge­ zeigten Petrinetz ein Modul 18c hinzugefügt ist. Ein Modul ist ein Teilsteuerungsprogramm. Der Betriebsablauf des Moduls 18c stellt ein Beispiel einer Beschreibung einer Fehlerverarbeitung dar, die ausgeführt wird, wenn das Einschieben des Teils 26 durch den Teileeinschub- Roboter 19 nicht gelungen ist. Der Modul 18c hat die Bedeutung, dann, wenn die Mittelschubstange 28 während eines vorgegebenen Zeitintervalls nicht auf eine vorgege­ bene Höhe abgesenkt werden kann, das Einschieben des Teils 26 aus eben diesen Gründen als nicht gelungen anzusehen, so daß das Teil 26 erneut ergriffen und ausge­ stoßen wird.

In der Zellensteuerungsprogramm-Editiereinheit 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Abwandlungsweg für die Hinzufügung des Zellensteuerungsprogramms 2 in Form eines Moduls zum Petrinetz einfach dargestellt werden. Aufgrund einer solchen Konstruktion des Petrinetzes, die Module verwendet, wird die Arbeitsteilung durch die Darstellung von Modulen bei der Entwicklung des Zellen­ steuerungsprogramms 2 möglich. Die Zellensteuerungspro­ gramm-Editiereinheit 1 hat die Funktion der Unterstützung einer solchen Programmentwicklung durch Module. Genauer wird die Programmregistrierung für jeden Modul ermög­ licht. Wenn das Programm zum Ausführen einer Steuerung der Gesamtzelle 10 entwickelt wird, werden diese Module Gelegenheitsanforderungen genannt und in dem Netzeditier­ fenster 11 verbunden, so daß das endgültige Zellensteue­ rungsprogramm 2 auf diese Weise erzeugt werden kann. Falls somit die Arbeitsteilung bei der Entwicklung des Zellensteuerungsprogramms 2 Erleichterung bringt, kann die Entwicklungseffizienz des Zellensteuerungsprogramms verbessert werden.

Außerdem kann auch ein im folgenden beschriebenes alter natives Verfahren komplementiert werden. Bei der Konstruk­ tion einer Zelle eines FA-Systems werden Module von Betriebsabläufen von häufig verwendeten Universaleinhei­ ten in der Datenbank als vorbereitete Module gespeichert. Bei einer neuen Konstruktion einer Zelle werden die Zellenkonfigurationsdaten (Informationen bezüglich der Arten von Einheiten und eine konkrete E/A-Zuweisung) eingegeben. Geeignete Module gemäß der Zellenkonfigurati­ on werden von der Datenbank automatisch abgerufen und miteinander verbunden, um das endgültige Zellensteue­ rungsprogramm 2 zu erzeugen.

Fig. 9 ist ein Diagramm, das eine Übersicht über ein Verfahren zum Erzeugen des Zellensteuerungsprogramms 2 unter Verwendung der Datenbank von Modulen von Betriebs­ abläufen gibt. In einer Betriebsablaufmodul-Datenbank 101 sind die Module von Betriebsabläufen von universellen Geräten gespeichert. Durch die Eingabe von Zellenkonfi­ gurationsdaten 102 wie etwa der Arten von die Zelle bildenden Einheiten (ARM 001, ARM 002, Einheit 001) und der Informationen (z. B. entspricht das lokale Argument x100 im Modul dem wirklichen Anschluß X100) bezüglich der Zuweisung von Steuersignalen von Betätigungselementen und von Sensorsignalen der Einheiten zu E/A-Anschlüssen werden die erforderlichen Module von der Datenbank 101 automatisch abgerufen. Die abgerufenen Module 103a und 103b werden auf dem Bildschirm der Zellensteuerungspro­ gramm-Editiereinheit 1 in der Diagrammform eines Petri­ netzes angezeigt. Durch die Verbindung von zu synchroni­ sierenden Zustandsstellen über eine Synchronisationsstel­ le 103c werden die Module 103a und 103b verbunden, ferner kann ein Zellensteuerungsprogramm 103 gemäß den Zellen­ konfigurationsdaten 102 erzeugt werden.

Fig. 10 zeigt das Zellensteuerungsprogramm 2, das durch Codieren des in Fig. 3 gezeigten Petrinetzes erhalten wird, das mittels der Zellensteuerungsprogramm-Editier­ einheit 1 editiert wird. Die Zellensteuerungsprogramm- Editiereinheit 1 codiert das editierte Petrinetz automa­ tisch. In dem Zellensteuerungsprogramm 2 von Fig. 10 ist ein Netztyp 29 eine Aussage bezüglich der Tatsache, ob das danach beschriebene Programm ein den Betriebsablauf von Einheiten in der Zelle 10 definierender Abschnitt (S-Netz: Ablaufnetz) oder ein die Transitionsregel der Betriebsart der Gesamtzelle 10 definierender Abschnitt (M-Netz: Betriebsartnetz) ist. Eine Betriebsartnummer 30 ist eine Aussage bezüglich der Tatsache, welche Betriebs­ art den Ablauf des danach beschriebenen Programms ent­ hält, indem eine Referenznummer der Betriebsart verwendet wird.

In dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel wird der Betriebsab­ lauf von Einheiten in der zweiten Betriebsart beschrie­ ben. In einem Zellenblock 31 werden Verbindungsrelationen zwischen dem Petrinetz und Operationen der Einheiten in jedem Zustand definiert. In einem "Zellen"-Kennzeichen 32 sind eine Referenznummer des Zustands sowie der Typ und die Referenznummer der Einheit, die den Betrieb in diesem Zustand abarbeitet, definiert.

Die Einheit im Zustand S104, die im Zellenblock 31 ent­ halten ist, ist ARM1. ARM1 bezeichnet den Teileeinschub- Roboter 19, der den ersten Roboter darstellt, sowie Peripheriegeräte, die dem Teileeinschub-Roboter 19 zuge­ hören, etwa die Hand 24. Ein Übergangsbedingungsausdruck 33 ist ein Ausdruck, der die Verbindungsrelationen des Petrinetzes definiert. Der Übergangsbedingungsausdruck 33 definiert die Referenznummer eines Zustands, der mit der den Eingang darstellenden Eingangstransition dieses Zustands und mit der Endbedingung dieses Zustands verbun­ den ist. Die Eingangstransition des Zustands S104 ist mit dem normalen Ende OK1 des Zustands S103 und mit OK der Synchronisationsstelle REQ2 verbunden. Ein Befehlsblock 34 befiehlt die Festlegung von Operationen von die Ein­ heit bildenden Maschinen oder Geräten in diesem Zustand oder eine andere Verarbeitung. Die Verarbeitung im Zu­ stand S104 ist durch RST Y101 (Abschalten des Ausgangs Y101, d. h. Heben der Mittelschubstange 28) und SET TD102 001.0 (Setzen eines Einschaltverzögerungszeitgebers TD102) gegeben. In einem "def"-Block 35 (in diesem Fall bedeutet "def" Definition) werden Endbedingungen von entsprechenden Zuständen definiert. In einem "def"-Kenn­ zeichen 36 wird die Referenznummer des Zustands defi­ niert. In einem Definitionsausdruck 37 werden Bedingungs­ ausdrücke für normales Ende (OK) und anomales Ende (NG) definiert.

Die Bedingung für normales Ende (OK1) des Zustands S104 lautet X101 = AUS (Eingabe X101 ist AUS, d. h. der Sensor der Mittelschubstange 28 ist AUS) und TD102 = AUS (der Einschaltverzögerungszeitgeber TD102 ist AUS, d. h. ist nicht im Zeitgeberabschlußzustand). Die Bedingung für anomales Ende (NG1) des Zustands S104 lautet X101 = EIN und TD102 = EIN (selbst wenn der Einschaltverzögerungs­ zeitgeber TD102 im Zeitgeberabschlußzustand ist, bleibt der Sensor der Mittelschubstange 28 eingeschaltet).

Fig. 11 zeigt ein Beispiel, in dem das M-Netz 39 unter Verwendung eines Petrinetzes beschrieben wird. In dem M-Netz 39 repräsentiert eine Stelle eine Betriebsart, während eine Transition eine Übergangsbedingung der Betriebsart repräsentiert. In einer Vorbereitungsbe­ triebsart M001 wird beispielsweise dargestellt, daß ein Übergang entweder in eine automatische Betriebsart M002 oder in eine manuelle Betriebsart M004 in Abhängigkeit von der Bedingungsdifferenz (wie etwa eingeschalte­ te/ausgeschaltete Knöpfe auf der Steuerkonsole) ausge­ führt wird.

Fig. 12 zeigt das Ergebnis, das durch Codieren eines Teils des Petrinetzes von Fig. 11 erhalten wird. In derselben Weise wie beim S-Netz 38 werden Verbindungsrelationen des Petrinetzes und der auszuführenden Verarbeitung, wenn ein Übergang in jede der Betriebsarten erfolgt ist, in einem "Zellen"-Block von Fig. 12 beschrieben, während die Endbedingungen der jeweiligen Betriebsarten in einem "def"-Block beschrieben werden. Wenn beispielsweise ein Übergang in die automatische Betriebsart M002 erfolgt, wird mit der Abarbeitung des Zustands S050 und des Zu­ stands S150 begonnen, wird der Ausgang Y002 eingeschaltet (Anzeigelampe für automatischen Betrieb der Steuerkonsole wird erleuchtet) und der Ausgang Y000 ausgeschaltet (Stopp-Anzeigelampe wird gelöscht) werden. Ferner besteht die Bedingung eines normalen Endes (OK1) der automati­ schen Betriebsart M002 darin, daß der Eingang X002 EIN ist (d. h. ein Stopp-Knopf der Steuerkonsole ist ge­ drückt)
Fig. 13 zeigt einen Codeerzeugungsalgorithmus der Zellen­ steuerungsprogramm-Umsetzungseinheit 3. Der Codeerzeu­ gungsalgorithmus erzeugt ein Folgesteuerungsprogramm 4 und ein Robotersteuerungsprogramm 5 anhand des in Fig. 10 gezeigten Zellensteuerungsprogramms 2. In dem Folgesteue­ rungsprogramm 4 ist die Verarbeitung zum Steuern des Betriebsablaufs der Roboter und verschiedener Peripherie­ maschinen oder -geräte (Einheiten) und zum Ausführen der Steuerung der mit diesen Geräten verbundenen E/A-Schnitt­ stellen beschrieben. In dem Robotersteuerungsprogramm 5 ist die Verarbeitung der Steuerung der Positionierung und der Operationsbahnen des Roboters beschrieben. Das Zel­ lensteuerungsprogramm 2 enthält ein S-Netz 38, das ein Abschnitt ist, der den Betriebsablauf der in der Zelle 10 enthaltenen Einheiten definiert, und ein M-Netz 39, das ein Abschnitt ist, der die Übergangsregel der Betriebsart der Gesamtzelle 10 definiert. Ferner enthält jedes S-Netz 38 und jedes M-Netz 39 einen "Zellen-"-Block und einen "def"-Block.

In dem "Zellen"-Block sind die Verbindungsrelationen der entsprechenden Zustände des Petrinetzes und der Betrieb der Einheiten in den entsprechenden Zuständen definiert.

In dem "def"-Block sind die Endbedingungen der jeweiligen Zustände definiert. Die Zellensteuerungsprogramm-Umset­ zungseinheit 3 entnimmt zunächst aus den Inhalten des "Zellen"-Blocks des M-Netzes 39 und des "Zellen"-Blocks des S-Netzes 38 die Zustandsverbindungsdaten 41a und ferner aus den Inhalten des "def"-Blocks des M-Netzes 39 und des "def"-Blocks des S-Netzes 38 die Endbedingungsda­ ten 41b der jeweiligen Zustände. Die Zustandsverbindungs­ daten 41a und die Endbedingungsdaten 41b werden zusammen­ geführt und ergeben die Folgesteuerdaten 41. Ferner entnimmt die Zellensteuerungsprogramm-Umsetzungseinheit 3 aus dem "Zellen"-Block des M-Netzes 39 und aus dem "Zellen"-Block des S-Netzes 38 E/A-Steuerbefehle 40 und erzeugt zunächst aus den E/A-Steuerbefehlen 40 und den obenbeschriebenen Folgesteuerdaten 41 ein Programm in Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44. Ferner wird dieses Programm in Oberflächensprache für die Folgesteue­ rung 44 in ein Folgesteuerungsprogramm im internen Code 46 umgesetzt, das Binärform besitzt und für die Interpre­ tations- und Abarbeitungsverarbeitung durch den Interpre­ tierer (Interpretations- und Abarbeitungseinheit 6 für das Folgesteuerungsprogramm) in der Steuereinrichtung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird.

Das Programm in Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44 und das Folgesteuerungsprogramm im internen Code 46 werden allgemein als Folgesteuerungsprogramm 4 bezeich­ net.

Ferner basiert die Oberflächensprache für die Folgesteue­ rung in der vorliegenden Ausführungsform auf der Be­ schreibung einer Regel, die WENN-DANN-Form besitzt. In der in jeder Regel beschriebenen Verarbeitung werden Auswertungsausdrücke bezüglich des Abarbeitungsstatus des Betriebs einer Einheit in jedem Zustand, Eingangssignale, die von außerhalb, etwa von einem Sensor geliefert wer­ den, sowie Werte interner Variablen als Bedingungen verwendet. Wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, wird der Betrieb der Einheit in diesem Zustand beendet, außerdem wird der Betrieb der Einheit im nächsten Zustand begonnen. Eine solche Verarbeitung ist in jeder Regel beschrieben.

Eine solche Darstellungsform, deren Inhalte der sie betrachtende Benutzer intuitiv verstehen kann, wird in dem Programm in Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44 hauptsächlich angestrebt. Gegebenenfalls ist die Programmeditierung auf dieser Oberflächensprachenebene ebenfalls möglich.

Weiterhin entnimmt die Zellensteuerungsprogramm-Umset­ zungseinheit 3 Robotersteuerbefehle 42 aus dem "Zellen"-Block des M-Netzes 39 und aus dem "Zellen"-Block des S-Netzes 38. Gleichzeitig damit entnimmt die Zellensteue­ rungsprogramm-Umsetzungseinheit 3 eine Referenznummer des Zustands, in dem diese Robotersteuerbefehle 42 abgearbei­ tet werden (im folgenden als Zustandsnummer bezeichnet), d. h. eine Information, die den Roboterbetriebszeitablauf 43 angibt. Auf der Grundlage dieser Arten von Informatio­ nen erzeugt die Zellensteuerungsprogramm-Umsetzungsein­ heit 3 ein Programm in Oberflächensprache für die Robo­ tersteuerung 45.

Weiterhin wird das Programm in Oberflächensprache für die Robotersteuerung 45 in ein Robotersteuerungsprogramm im internen Code 47 umgesetzt, das Binärform besitzt und für die Interpretation und die Abarbeitung geeignet ist, die durch den in der Steuereinrichtung enthaltenen Interpre­ tierer (Interpretations- und Abarbeitungseinheit 7 für Robotersteuerungsprogramm erfolgen.

Das Programm in Oberflächensprache für die Robotersteue­ rung 45 und das Robotersteuerungsprogramm im internen Code 47 werden zusammengeführt und als Robotersteuerungs­ programm 5 bezeichnet. In der gleichen Weise wie das Programm in Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44 strebt auch das Programm in Oberflächensprache für die Robotersteuerung 45 eine leichte Verstehbarkeit für den Benutzer an. Gegebenenfalls ist die Programmeditierung auf der Oberflächensprachenebene ebenfalls möglich.

Fig. 14 zeigt konkret die Prozedur zum Erzeugen des Folgesteuerungsprogramms 4 und des Robotersteuerungspro­ gramms 5 auf der Grundlage des in Fig. 13 gezeigten Algorithmus, wobei ein Teil des Zellensteuerungsprogramms 2 von Fig. 10 als Beispiel genommen wird. In Fig. 14 bezeichnen die Bezugszeichen 38a und 38b Teile des "Zellen"-Blocks bzw. des "def"-Blocks des S-Netzes 38 des Zellensteuerungsprogramms 2. Im Zellenblock 38a stellt eine Kombination aus einem "Zellen"-Kennzeichen 32 und einem Zustandsübergangsausdruck 33 eine Zustandsverbin­ dungsdateneinheit 41a und 41a′ des Petrinetzes dar.

Die Zustandsverbindungsdateneinheit 41a von Fig. 14 gibt an, daß die Eingangstransition zum Zustand S104 einfach vorliegt und das normale Ende OK1 des Zustands S103 und OK der Synchronisationsstelle REQ2 mit der Transition als Eingänge verbunden sind. In der gleichen Weise gibt eine weitere Zustandsverbindungsdateneinheit 41a′ an, daß die Eingangstransition des Zustands S105 einfach vorliegt und OK1 des Zustands S104 mit der Transition verbunden ist.

Weiterhin sind im "def"-Block 38b Endbedingungen der entsprechenden Zustände definiert. Eine Endbedingungsda­ teneinheit 41b des normalen Endes OK1 des Zustands S103 gibt an, daß die Operation im Zustand S103 ohne Fehler beendet worden ist (normal beendet). In der gleichen Weise gibt die Endbedingungsdateneinheit 41b′ von OK1 des Zustands S104 an, daß der Eingang S101 AUS ist und der Einschaltverzögerungszeitgeber TD102 nicht im Zeitgeber­ abschlußzustand ist.

Aus der Zustandsverbindungsdateneinheit 41a und aus der Endbedingungsdateneinheit 41b werden ein vorhergehender Abschnitt 48a einer Regel im Programm in Oberflächenspra­ che für die Folgesteuerung 44 und ein Zustandsübergangs­ befehl 48b (EXEC S104) zu einem folgenden Abschnitt erzeugt (Verarbeitung 1001 und 1002). Das bedeutet, "wenn der Zustand S103 normal endet und die Synchronisations­ stelle REQ2 erfüllt ist" wird als vorhergehender Ab­ schnitt 48a erzeugt, während "der Zustand S104 wird abgearbeitet (d. h. ein Aktivierungsmerker und ein Abar­ beitungsmerker des Zustands S104 sind gesetzt)" als Zustandsübergangsbefehl 48b erzeugt wird.

In der gleichen Weise werden aus der Zustandsverbindungs­ dateneinheit 41a′ und der Endbedingungsdateneinheit 41b′ ein vorhergehender Abschnitt 48a′ der Regel und ein Zustandsübergangsbefehl 48b′ zu einem folgenden Abschnitt dieser Regel erzeugt (Verarbeitung 1003 und 1004). Gleichzeitig damit wird aus dem in der Zustandsverbin­ dungsdateneinheit 41a und 41a′ enthaltenen Zellenkennzei­ chen die Zustandsnummer, d. h. der Roboterbetriebszeitab­ lauf 43 bzw. 43′ entnommen, ferner werden die im Programm in Oberflächensprache für die Robotersteuerung 45 enthal­ tenen Zustands kennzeichenbefehle erzeugt (Verarbeitung 1005 und 1006).

Weiterhin werden aus dem Befehlsblock des "Zellen"-Blocks 38a E/A-Steuerbefehle 40 entnommen, ferner werden die Befehle des nachfolgenden Abschnitts der Regel in der Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44 erzeugt (Verarbeitung 1007).

Aus dem Befehlsblock des "Zellen"-Blocks 38a werden Robotersteuerbefehle 42 entnommen, ferner werden die Befehle des Programms in Oberflächensprache für die Robotersteuerung 45 erzeugt (Verarbeitung 1008 und 1009)
In bezug auf Fig. 14 ist der Fall des S-Netzes beschrie­ ben worden. Die Umsetzung kann jedoch im Fall des M-Netzes in gleicher Weise erfolgen.

Weiterhin werden in den Fig. 13 und 14 die E/A-Steuerbe­ fehle 40 vollständig zum Folgesteuerungsprogramm 4 über­ tragen. Alternativ kann ein Teil dieser E/A-Steuerbefehle 40 zum Robotersteuerungsprogramm 5 übertragen werden.

In dem Codeerzeugungsalgorithmus, der in der Zellensteue­ rungsprogramm-Umsetzungseinheit 3 von Fig. 13 gezeigt ist, besteht der "Zellen"-Block aus Verbindungsrelationen von Zuständen des Petrinetzes und Einheitsoperationen in den jeweiligen Zuständen, während der "def"-Block aus Endbedingungen der jeweiligen Zustände besteht. Selbst dann, wenn das Zellensteuerungsprogramm 2 in einer ande­ ren Form beschrieben wird, ist jedoch die Codeerzeugung in gleicher Weise möglich. Beispielsweise ist selbst in einer Beschreibungsform, in der die Operationen der Einheiten in den jeweiligen Zuständen zu einem Block zusammengefaßt sind und die Verbindungsrelationen und Endbedingungen der jeweiligen Zustände in einem weiteren Block zusammengefaßt sind, ein Codeerzeugungsalgorithmus, der demjenigen von Fig. 13 ähnlich ist, ebenfalls anwend­ bar. Weiterhin ist selbst in einer Beschreibungsform, in der die Zustandsverbindungsrelationen, die Operationen der Einheiten in den jeweiligen Zuständen und die Zu­ standsendbedingungen in drei getrennten Blöcken zusammen­ gefaßt sind, ein Codeerzeugungsalgorithmus, der demjeni­ gen von Fig. 13 ähnlich ist, ebenfalls anwendbar.

Fig. 15 zeigt das Programm in Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44, die aus dem in Fig. 10 gezeigten Zellensteuerungsprogramm 2 erzeugt wird. Fig. 16 zeigt das Programm in Oberflächensprache für die Robotersteue­ rung 45. Bei der Verarbeitung der in Fig. 15 gezeigten Regel 48 werden dann, wenn der Zustand S201 normal endet und die Synchronisationsstelle REQ1 normal endet, der Ausgang Y200 und der Einschaltverzögerungszeitgeber TD200 gesetzt, weiterhin wird der Abarbeitungsstatus des Zu­ stands S202 zur Abarbeitung (EXEC S202) geändert.

Die Robotersteuerbefehle 49 sind Befehle zum Erhöhen des Handgelenks des ARM2 um 10 mm (MOVZ + 10.0) im Zustand S201 (STT 201).

Fig. 17 zeigt ein Ergebnis, das durch Umsetzen des Pro­ gramms in Oberflächensprache für die Folgesteuerung 44 von Fig. 15 in das Folgesteuerungsprogramm im internen Code 46 erhalten wird. Fig. 18 zeigt das Ergebnis, das durch Umsetzen des Programms in Oberflächensprache für die Robotersteuerung 45 von Fig. 16 in das Robotersteue­ rungsprogramm im internen Code 47 erhalten wird.

Die internen Codes der Fig. 17 und 18 sind durch Umsetzen von Binärcodes in mnemonische Codes dargestellt. In dem Folgesteuerungsprogramm im internen Code 46 von Fig. 17 sind Befehlscodes zum Ausführen vorgegebener Verarbeitun­ gen für jeden Zustand einer jeden Einheit in jeder Be­ triebsart beschrieben. Durch ein Betriebsartkennzeichen 50, ein Einheitenkennzeichen 51 und ein Zustandskennzei­ chen 52 ist die Startadresse eines Befehlscodes im Pro­ gramm spezifiziert. Nach dem Zustandskennzeichen 52 werden Befehlscodes 53 beschrieben. In dem Robotersteue­ rungsprogramm im internen Code 47 von Fig. 18 ist die Startadresse der internen Codes zum Definieren der Verar­ beitung in jedem Zustand ebenfalls durch solche Kennzei­ chen spezifiziert.

Die Fig. 19 und 20 zeigen allgemeine Konfigurationen des Folgesteuerungsprogramms im internen Code 46 bzw. des Robotersteuerungsprogramms 47 im internen Code. In Fig. 19 ist eine Kennzeichentabelle 54 am Beginn des Programms angesiedelt. Die Kennzeichentabelle 54 definiert Pro­ grammadressen des Betriebskennzeichens 50, des Einheiten­ kennzeichens 51 und des Zustandskennzeichens 52. In einem Betriebsartblock 55 ist die auf das S-Netz 58 bezogene Verarbeitung beschrieben. Die auf das S-Netz 38 bezogene Verarbeitung ist eine Operationsfolge einer jeden Einheit in der durch das Betriebskennzeichen 50 spezifizierten Betriebsart. In einem im Betriebsartblock 55 enthaltenen Zustandsblock 56 ist eine Ablaufverarbeitung, die den durch das Zustandskennzeichen 52 spezifizierten Zustand als Aktivierungsbedingung besitzt (Verarbeitung, die der Regel 48 in dem Programm 44 in Oberflächensprache ent­ spricht) durch Befehlscodes 53 beschrieben. In einem Block für reguläre Verarbeitung 57 sind die regulär zu verarbeitenden Inhalte ohne Berücksichtigung der Be­ triebsart (wie etwa eine auf das M-Netz 39 bezogene Verarbeitung, eine Zeitgeber- oder Zählerverarbeitung, eine verzahnte Verarbeitung oder dergleichen) beschrie­ ben.

Die Codekonfiguration von Fig. 20 ist die gleiche wie in Fig. 19, mit der Ausnahme, daß der Block für reguläre Verarbeitung 57 nicht vorhanden ist.

Fig. 21 zeigt den Verarbeitungsablauf des Interpretierers des internen Codes für die Folgesteuerung in der Inter­ pretations- und Abarbeitungseinheit 6 für das Folgesteue­ rungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung. Zunächst liest der Interpretierer aus einer Variablen zum Spei­ chern der Betriebsartnummer die momentane Betriebsartnum­ mer ein (Verarbeitung 1701) und springt zur Adresse des Betriebsartkennzeichens 50, das die momentane Betriebsart anzeigt, die in dem Folgesteuerungsprogramm 46 im inter­ nen Code enthalten ist (Verarbeitung 1702)
Dann liest der Interpretierer aus einem Puffer zum Spei­ chern der Zustandsnummer und des Abarbeitungsstatus (Aktivierungsmerker SA, Abarbeitungsmerker SX, Normalbe­ endigungsmerker SC und Anomalbeendigungsmerker SE) eine Zustandsnummer mit gesetztem Aktivierungsmerker SA ein (Verarbeitung 1703). Die Zustandsnummer und der Abarbei­ tungsstatus sind Daten, die durch den Interpretierer auf der Grundlage des Verarbeitungsergebnisses der verschie­ denen Befehlscodes automatisch aktualisiert werden. Für einen Zustand werden eine Zustandsnummer und die obenbe­ schriebenen vier Typen von Merkern vorbereitet. Die Tatsache, daß der Aktivierungsmerker SA gesetzt ist, bedeutet, daß die Operation in diesem Zustand ausführbar geworden ist. In gleicher Weise gibt der Abarbeitungsmer­ ker SX an, daß die Operation in diesem Zustand momentan abgearbeitet wird. Der Normalbeendigungsmerker SC gibt an, daß die Operation in diesem Zustand normal beendet worden ist. Der Anomalbeendigungsmerker SE gibt an, daß während der Abarbeitung des Betriebs in diesem Zustand irgendein Fehler aufgetreten ist.

Auf der Grundlage der Zustandsnummer mit gesetztem Betä­ tigungsmerker SA wird ein Sprung zum Zustandskennzeichen 52, das den aktivierten Zustand anzeigt und im Folge­ steuerungsprogramm im internen Code 46 enthalten ist, ausgeführt (Verarbeitung 1704). Die nach dem Zustands­ kennzeichen 52 beschriebenen Befehlscodes 52 werden in der entsprechenden Reihenfolge interpretiert und abgear­ beitet. Das bedeutet, daß ein Sprung zu einer Funktion erfolgt, in der die tatsächlichen Verarbeitungsinhalte der Befehlscodes definiert sind (Verarbeitung 1705). Aus dem Folgesteuerungsprogramm im internen Code 46 werden soviele Operanden wie notwendig eingelesen und verarbei­ tet (Verarbeitung 1706)
Wenn die in der Funktion enthaltene Verarbeitung beendet ist, wird geprüft, ob danach ein nächster Befehlscode vorhanden ist (Verarbeitung 1707). Wenn ein weiterer Befehlscode vorhanden ist, wird er interpretiert und abgearbeitet.

Wenn kein nächster Befehlscode vorhanden ist, d. h. wenn der Befehlscodezug 53 beendet worden ist, wird festge­ stellt, ob ein weiterer aktivierter Zustand vorliegt (Verarbeitung 1708). Wenn ein weiterer aktivierter Zu­ stand vorliegt, wird ein Sprung zum Zustandskennzeichen 52 ausgeführt, das den aktivierten Zustand anzeigt, woraufhin die obenbeschriebene Verarbeitung wiederholt wird. Wenn kein weiterer aktivierter Zustand vorliegt, wird ein Sprung zum Abschnitt 57 für reguläre Verarbei­ tung des Folgesteuerungsprogramms im internen Code 46 ausgeführt (Verarbeitung 1709), weiterhin wird die Verar­ beitung der Befehlscodes 52 ausgeführt (Verarbeitungen 1710, 1711 und 1712)
Wenn die Verarbeitung des Blocks für reguläre Verarbei­ tung beendet worden ist, erfolgt ein Rücksprung zum Beginn dieses Verarbeitungsablaufs, woraufhin die obenbe­ schriebene Verarbeitung wiederholt wird. Durch die er­ wähnten Sprünge zum Zustandskennzeichen des aktivierten Zustands und durch die Verarbeitung lediglich der dem Zustandskennzeichen folgenden Befehlscodes ist es mög­ lich, nur die im momentan aktivierten Zustand zu überwa­ chende Information zu überwachen, d. h. nur die externen E/A-Signale und die Werte von internen Variablen. Es ist somit möglich, die für die Verarbeitung des Folgesteue­ rungsprogramms im internen Code 46 erforderliche Zeit zu reduzieren.

Fig. 22 zeigt den Verarbeitungsablauf des Interpretierers des internen Codes für die Robotersteuerung in der Inter­ pretations- und Abarbeitungseinheit 7 für das Roboter­ steuerungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Verarbeitungsablauf der Fig. 22 ist gleich demjenigen der Fig. 21 mit Ausnahme des Abschnitts, der den Abschnitt für reguläre Verarbeitung 56 betrifft.

Fig. 23 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer Zelle 10 zeigt, die zwei Roboter 59 und 60 und Peripheriemaschinen oder -geräte 61 sowie eine Steuerein­ richtung 58 zum Steuern der Zelle 10 enthält, auf die die in Fig. 1 gezeigte Steuerungsvorrichtung für ein FA-System gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die Steuereinrichtung 58 entspricht der Interpretations- und Abarbeitungseinheit 6 für das Folgesteuerungsprogramm und der Interpretations- und Abarbeitungseinheit 7 für das Robotersteuerungsprogramm, die in Fig. 1 gezeigt sind. Die Steuereinrichtung 58 und die Zellensteuerungs­ programm-Umsetzungseinheit 3 (die in Fig. 23 nicht ge­ zeigt sind) können getrennt voneinander angeordnet sein, wie in Fig. 23 gezeigt ist, sie können aber auch in einer Einheit ausgebildet sein. In dieser Steuereinrichtung 58 sind ein Folgesteuerungsprozessor 58a und ein Roboter­ steuerungsprozessor 58b über einen gemeinsam genutzten Speicher 58c durch einen Bus miteinander verbunden, so daß es möglich ist, Informationen zwischen dem Folge­ steuerungsprozessor 58a und dem Robotersteuerungsprozes­ sor 58b schnell auszuführen.

An den Robotersteuerungsprozessor 58b sind über eine Motortreiberschaltung 58i mehrere Roboter wie etwa der Roboter 59 mit der Nr. 1 und der Roboter 60 mit der Nr. 2 angeschlossen. Diese Roboter 59 und 60 werden gleichzei­ tig gesteuert.

In einem Robotersteuerungsprogrammspeicher 58g ist das Robotersteuerungsprogramm 5 gespeichert. Das Roboter­ steuerungsprogramm 5 wird durch einen in einem Interpre­ tations- und Abarbeitungsprozedurspeicher 58h gespeicher­ ten Interpretierer interpretiert und abgearbeitet. Durch eine Lehreinheit 58e werden gelehrte Positionsdaten und Bewegungsbahndaten des Roboters in einem Positionsspei­ cher 58f gespeichert. Mit einem Folgesteuerungsprozessor 58a sind über eine E/A-Schnittstelle 58j (nicht gezeigte) E/A-Anschlüsse verschiedener Peripheriemaschinen oder -geräte 61 angeschlossen. Auf diese Weise werden die verschiedenen Peripheriemaschinen oder -geräte überwacht und gesteuert.

In einem Folgesteuerungsprogrammspeicher 58l ist das Folgesteuerungsprogramm 4 gespeichert. Das Folgesteue­ rungsprogramm 4 wird durch einen Interpretierer interpre­ tiert und abgearbeitet, der in einem Interpretations- und Abarbeitungsprozedurspeicher 58k gespeichert ist. Eine Kommunikationseinheit 58d wird dazu verwendet, mit einem an die Steuereinrichtung 58 angeschlossenen Hostcomputer zu kommunizieren. Die Kommunikationseinheit 58d wird beispielsweise verwendet, wenn das Folgesteuerungspro­ gramm 4 und das Robotersteuerungsprogramm 5 von einem weiteren Computer, in dem die Zellensteuerungsprogramm- Umsetzungseinheit 3 enthalten ist, zur Steuereinrichtung 58 übertragen werden sollen.

Auf diese Weise kann eine einzige Steuereinrichtung 58, die den Folgesteuerungsprozessor 58a und den Roboter­ steuerungsprozessor 58b, die mittels eines gemeinsam genutzten Speichers 58c durch einen Bus verbunden sind, enthält, sämtliche Roboter- und Peripheriemaschinen oder -geräte, die in der Zelle des FA-Systems einer bestimmten Größe enthalten sind, steuern.

In der Steuereinrichtung 58 können verschiedene Arten von Informationen bezüglich der Betriebszustände der jeweili­ gen in der Zelle 10 enthaltenen Einheiten (etwa ein Abarbeitungsstatus der Operation einer Einheit in den jeweiligen Zuständen, Eingangssignale von außen wie etwa von Sensoren sowie Werte interner Variablen) vom Folge­ steuerungsprozessor 58a und vom Robotersteuerungsprozes­ sor 58b unter Verwendung der einen gemeinsam genutzten Speicher 58c verwendenden Busarchitektur gemeinsam ge­ nutzt werden. Wenn beide Verarbeitungssysteme mit einer Funktion zum Verwalten dieser Arten von Informationen versehen sind, kann daher eine komplizierte Folge, in der der Zustand der Gesamtzelle 10 im Betrieb der jeweiligen Einheiten genau widergespiegelt wird, einfach konstruiert werden. Auch in den in den Fig. 21 und 22 gezeigten Verarbeitungsabläufen der Interpretierer wird die Verar­ beitung auf der Grundlage von die Zustände der jeweiligen Einheiten betreffenden Informationen ausgeführt.

Fig. 24 zeigt ein weiteres Beispiel einer Steuerungsvor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel sind zwei Robotersteuereinrichtungen (Steuereinrichtung 63 für den Roboter Nr. 1 und Steuer­ einrichtung 64 für den Roboter Nr. 2) sowie eine Folge­ steuerungseinrichtung 62 über parallele E/A-Schnittstel­ len miteinander verbunden, um eine Zelle 10 zu steuern, die zwei Roboter 59 und 60 und verschiedene Peripheriema­ schinen oder -geräte 61, 65 und 66 enthält.

Bei einer solchen Konfiguration werden unter Verwendung einfacher E/A-Signale, die über die zwischen der Folge­ steuerungseinrichtung 62 und den Robotersteuereinrichtun­ gen 63 und 64 angeordneten parallelen E/A-Schnittstellen laufen, die Synchronisation der Operationen der jeweili­ gen Einheiten erreicht und der Funktionsablauf der gesam­ ten Zelle 10 gesteuert. D.h., daß Signalleitungen von den Robotersteuereinrichtungen an Eingangsanschlüsse der Folgesteuerungseinrichtung 62 angeschlossen sind und Signalleitungen von der Folgesteuerungseinrichtung 62 an Eingangsanschlüsse der Robotersteuereinrichtungen 63 und 64 angeschlossen sind. In den entsprechenden Steuerungs­ programmen wird die Verarbeitung unter Verwendung dieser E/A-Signale in Form von Sprungbedingungen der Verarbei­ tung ausgeführt, wobei die Synchronisation der Operatio­ nen der jeweiligen Einheiten auf diese Weise erhalten wird.

In diesem Beispiel hat die Zellensteuerungsprogramm- Umsetzungseinheit 3 zwei Funktionen. Eine der Funktionen besteht darin, das Folgesteuerungsprogramm 4, das unter Verwendung einer in der Folgesteuerungseinrichtung 62 vorhandenen Programmiersprache (Oberflächensprache oder interne Codes) beschrieben ist, und die Robotersteue­ rungsprogramme 5, die unter Verwendung einer in den Robotersteuereinrichtungen 63 und 64 vorhandenen Program­ miersprache (Oberflächensprache oder interne Codes) beschrieben ist, aus dem Zellensteuerungsprogramm 1 zu erzeugen, das unter Verwendung einer Zellensteuerungs­ sprache beschrieben ist.

Die andere der Funktionen besteht darin, unter Verwendung von parallelen E/A-Schnittstellen wie oben beschrieben in dem Folgesteuerungsprogramm 4 und in den Robotersteue­ rungsprogrammen 5 automatisch eine synchrone Verarbeitung zu erzeugen, vorausgesetzt, daß die Verbindungsinformati­ on der parallelen E/A-Schnittstellen zwischen der Folge­ steuerungseinrichtung 62 und den Robotersteuereinrichtun­ gen 63 und 64 im voraus gegeben ist.

Die Peripheriemaschinen oder -geräte (E/A-Schnittstellen) 65 und 66, die an die einzelnen Robotersteuereinrichtun­ gen 63 und 64 angeschlossen sind, werden durch E/A-Steu­ erbefehle im Robotersteuerungsprogramm 5 gesteuert, die ihrerseits in den einzelnen Robotersteuereinrichtungen 63 und 64 interpretiert und abgearbeitet werden.

Fig. 25 zeigt das Folgesteuerungsprogramm 4 unter Verwen­ dung eines Leiterdiagramms, das durch Umsetzung des Zellensteuerungsprogramms 2 von Fig. 10 erhalten wird, so daß es der Steuerungsvorrichtung von Fig. 24 entspricht. Die Fig. 26 und 27 zeigen das Robotersteuerungsprogramm 5.

Eingangskontakte X001 und X011 des Leiterdiagramms von Fig. 25 entsprechen dem Ausgang Nr. 1 (01) der Steuerein­ richtung 63 für den Roboter Nr. 1 bzw. dem Ausgang Nr. 1 (01) der Steuereinrichtung 64 für den Roboter Nr. 2.

Was die Ausgangskontakte von Fig. 25 betrifft, entspre­ chen Y000 und Y001 dem Eingang Nr. 0 (I0) bzw. dem Ein­ gang Nr. 1 (I1) der Steuereinrichtung für den Roboter Nr.

1; Y011 und Y012 entsprechen dem Eingang Nr. 0 (I0) bzw. Nr. 1 (I1) der Steuereinrichtung für den Roboter Nr. 2.

Das Robotersteuerungsprogramm 5 von Fig. 26 zeigt das Programm von ARM1. Das Robotersteuerungsprogramm 5 von Fig. 27 zeigt das Programm von ARM2. Im Falle von ARM1, d. h. des Roboters 59 mit der Nr. 1 dauert beispielsweise der Wartezustand an, bis der Eingang Nr. 1 (I0), d. h. der Ausgang Y000 der Folgesteuerungseinrichtung 62 einge­ schaltet wird. Wenn er eingeschaltet wird, geht die Verarbeitung weiter zu einem Operationsbefehl MOV P1(1) des nächsten Schritts.

Somit wird es durch die automatische Erzeugung des Pro­ gramms für die Synchronisation der Folgesteuerungsein­ richtung 62 mit den Robotersteuereinrichtungen 63 und 64 möglich, die Steuerungsvorrichtung mit einer herkömmli­ chen Konfiguration, wie sie in Fig. 24 gezeigt ist, zu beherrschen, ferner wird die Erzeugung des Zellensteue­ rungsprogramms 2, das im Betriebsablauf expliziert wird, erleichtert.

In den obenbeschriebenen Ausführungsformen ist der Fall beschrieben worden, in dem eine Kombination aus einem Roboter und anderen Peripheriemaschinen oder -geräten die Zelle des FA-Systems bildet. In einigen Fällen bilden numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen die Zelle. In einem solchen Fall kann die Steuerung in gleicher Weise ausgeführt werden. Beispielsweise kann die Verarbeitung zum Ausführen einer Arbeit an vorgegebenen Teilen unter Verwendung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine in dem Zellensteuerungsprogramm 2 beschrieben werden, ferner kann ein Teileprogramm für die numerisch gesteu­ erte Werkzeugmaschine durch die Zellensteuerungsprogramm- Umsetzungseinheit 3 erzeugt werden.

Wenn der Benutzer durch Kombination mehrerer Maschinen oder Geräte, die den Roboter enthalten, ein FA-System konstruiert, ermöglicht die obenbeschriebene Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung die Vereinheitlichung der Programme zum Steuern der Arbeitsvorgänge der jeweiligen Maschinen oder Geräte zu einem Zellensteuerungsprogramm, das die Arbeitsspezifikationen der gesamten Zelle im Zellensteuerungsprogramm 2 direkt beschreibt. Es ist unnötig, wie in der herkömmlichen Technik getrennte Programme unter Verwendung unterschiedlicher Programmier­ sprachen für die jeweiligen Steuerungsvorrichtungen zu erzeugen. Es ist außerdem unnötig, mehrere verschiedene Programmiersprachen zu lernen.

Da weiterhin der Betriebsablauf der Maschinen oder Geräte im FA-System strukturell und explizit beschrieben werden kann, können Techniken des Software Engineering wie etwa Programmaddition, Programmodifikation, Entwicklung durch Arbeitsteilung unter Verwendung von Modulen und Wieder­ verwendung solcher Module angewendet werden.

Da weiterhin die Verarbeitung zur Synchronisation des Betriebs eines Roboters mit dem Betrieb von Peripheriema­ schinen oder -geräten in einer Form beschrieben werden kann, die die Bedienungsperson oder der Benutzer bei Betrachtung intuitiv verstehen kann, kann selbst ein Programm zum Ausführen einer sehr komplizierten Arbeit verständlich beschrieben werden. Außerdem können aufgrund eines Synergieeffekts eine Verringerung der Mannstunden bei der Programmentwicklung und eine Verbesserung der Entwicklungseffizienz erzielt werden. Dadurch kann wie­ derum die Programmproduktivität verbessert werden.

Weiterhin kann eine komplizierte Arbeit, die in einem herkömmlichen Verfahren nur schwer zu implementieren ist, unter Verwendung eines Verfahrens implementiert werden, das als Mittel zum Interpretieren und Abarbeiten des Programms die Verarbeitung der internen Codes auf der Grundlage der Information der Betriebszustände der in dem FA-System enthaltenen jeweiligen Einheiten verwendet.

Claims (21)

1. Steuerungsverfahren für Fabrik-Automatisierungs­ system, das seinerseits einen Computer (3) verwendet und eine Zelle (10) enthält, die durch mehrere Arbeitsmaschi­ nen (8, 9a, 9b) gebildet ist, die wenigstens eine automa­ tisierte Maschine (8) umfassen, die eine Reihe von Arbei­ ten entsprechend einem Steuerungsprogramm ausführt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Entnehmen von Informationen (41a, 41b) bezüglich des Arbeitsablaufs der mehreren Arbeitsmaschinen und von Informationen (40) bezüglich der Steuerung der Eingänge und Ausgänge der mehreren Arbeitsmaschinen aus einem in den Computer (3) eingegebenen Zellensteuerungsprogramm (2), in dem Spezifikationen der Arbeit der Gesamtzelle (10) beschrieben sind, unter Verwendung des Computers (3), wobei das Zellensteuerungsprogramm (2) Informationen (41a, 41b) bezüglich des Arbeitsablaufs der mehreren Arbeitsmaschinen, Informationen (40) bezüglich der Steue­ rung der Eingänge und Ausgänge der mehreren Arbeitsma­ schinen, Informationen (42) bezüglich der Operations­ steuerung der automatisierten Maschine (8) sowie Informa­ tionen (43) bezüglich der Synchronisation der Operationen der Arbeitsmaschinen enthält,
Erzeugen eines Folgesteuerungsprogramms (4) auf der Grundlage der entnommenen Information (40, 41a, 41b) unter Verwendung des Computers (3), wobei in dem Folge­ steuerungsprogramm (4) die Steuerung des Operationsab­ laufs der mehreren Arbeitsmaschinen sowie die Steuerung der Eingänge und der Ausgänge der mehreren Arbeitsmaschi­ nen beschrieben sind,
Entnehmen von Informationen (42) bezüglich der Steuerung der Operation der automatisierten Maschine (8) und von Informationen (43) bezüglich der Synchronisation der Operationen der Arbeitsmaschinen aus dem Zellensteue­ rungsprogramm (2) unter Verwendung des Computers (3),
Erzeugen eines Steuerungsprogramms (5) für die automatisierte Maschine (8) auf der Grundlage der entnom­ menen Informationen unter Verwendung des Computers (3), wobei in dem Steuerungsprogramm (5) für die automatisier­ te Maschine (8) die Verarbeitung zum Steuern der Positio­ nierung und der Operationsbahn der automatisierten Ma­ schine (8) beschrieben ist, und
Steuern der Arbeit der Zelle (10) in Übereinstim­ mung mit dem Folgesteuerungsprogramm (4) und dem Steue­ rungsprogramm (5) für die automatisierte Maschine (8).

2. Steuerungsverfahren für Fabrik-Automatisierungs­ system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Schritt des Entnehmens von Informationen (41a, 41b) bezüglich des Operationsablaufs der mehreren Ar­ beitsmaschinen diese Informationen eine Information bezüglich der Verbindungsrelation der Betriebszustände der mehreren Arbeitsmaschinen miteinander sowie eine Information bezüglich der Endbedingungen der Betriebszu­ stände enthalten,
im Schritt des Erzeugens des Folgesteuerungspro­ gramms (4) die Anweisung zum Auswerten der Betriebszu­ standübergangsbedingung und zur Abarbeitung des Betriebs­ zustandsübergangs im Folgesteuerungsprogramm (4) auf der Grundlage der entnommenen Informationen bezüglich des Operationsablaufs der mehreren Arbeitsmaschinen erzeugt wird und die Eingabe-/Ausgabe-Steuerbefehlscodes der mehreren Arbeitsmaschinen auf der Grundlage der Informa­ tionen (40) bezüglich der Steuerung der Eingänge und Ausgänge der mehreren Arbeitsmaschinen erzeugt werden,
die Informationen (43) bezüglich der Synchronisa­ tion der Operationen der Arbeitsmaschinen, die aus dem Zellensteuerungsprogramm (2) entnommen werden, eine Zu­ standsreferenznummer enthält, die den Betriebszeitablauf der automatisierten Maschine (8) darstellt, und
der Schritt der Erzeugung des Steuerungsprogramms (5) für die automatisierte Maschine (8) die folgenden Schritte enthält: Erzeugen eines Zustandskennzeichen- Befehlscodes des Steuerungsprogramms (5) für die automa­ tisierte Maschine (8) auf der Grundlage der Zustandsrefe­ renznummer und Erzeugen von Steuerungsbefehlscodes für die automatisierte Maschine (8) des Steuerungsprogramms (5) für die automatisierte Maschine (8) auf der Grundlage der Information (42) bezüglich der Operationssteuerung der automatisierten Maschine (8).

3. Steuerungsverfahren für Fabrik-Automatisierungs­ system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellensteuerungsprogramm (2) unter Verwendung einer graphischen Sprache beschrieben wird, die die Diagrammschreibweise eines Petrinetzes für die Darstel­ lung des Betriebszustandsübergangs der mehreren Arbeits­ maschinen verwendet.

4. Steuerungsverfahren für Fabrik-Automatisierungs­ system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es den Schritt der Erzeugung des Zellensteue­ rungsprogramms (2) enthält und
in diesem Schritt der Erzeugung des Zellensteue­ rungsprogramms (2) eine graphische Benutzeroberfläche mit Mehrfensterform verwendet wird, wobei in jedem Fenster Betriebsabläufe der mehreren Arbeitsmaschinen, Endbedin­ gungen der jeweiligen Zustände in den Betriebsabläufen sowie Operationsinhalte in den jeweiligen Zuständen enthalten sind und durch eine Zellensteuerungsprogramm- Editiereinrichtung (1) editiert werden.

5. Steuerungsverfahren für Fabrik-Automatisierungs­ system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Folgesteuerungsprogramm (4) und das Steue­ rungsprogramm (5) für die automatisierte Maschine, in denen die Synchronisationsverarbeitung zwischen einem Folgesteuerungs-Verarbeitungssystem und einem Verarbei­ tungssystem zur Steuerung der automatisierten Maschine (8) unter Verwendung eines Zustandskennzeichen-Befehls­ codes beschrieben sind, der einen Zustand anzeigt, daß momentan Operationen der Arbeitsmaschinen abgearbeitet werden.

6. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem, das einen Computer (3) verwendet und eine Zelle (10) enthält, die durch mehrere Arbeitsmaschinen (8, 9a, 9b) gebildet ist, die wenigstens eine automati­ sierte Maschine umfassen, die eine Reihe von Arbeiten in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm abarbeitet, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (3a) zum Speichern eines in den Computer (3) eingegebenen Zellensteuerungsprogramms (2), in dem Spezifikationen der Arbeit der gesamten Zelle (10) beschrieben sind, wobei das Zellensteuerungsprogramm (2) Informationen (41a, 41b) bezüglich des Operationsablaufs der mehreren Arbeitsmaschinen, Informationen (40) bezüg­ lich der Steuerung der Eingänge und Ausgänge der mehreren Arbeitsmaschinen, Informationen (42) bezüglich der Opera­ tionssteuerung der automatisierten Maschine (8) sowie Informationen (43) bezüglich der Synchronisationsopera­ tion der Arbeitsmaschinen enthält,
eine Einrichtung (30) zum Entnehmen von Informa­ tionen (41a, 41b) bezüglich des Operationsablaufs der mehreren Arbeitsmaschinen und von Informationen bezüglich der Steuerung der Eingänge und Ausgänge der mehreren Arbeitsmaschinen aus dem Zellensteuerungsprogramm (2) der Speichereinrichtung (3a),
eine Einrichtung (30) zum Erzeugen eines Folge­ steuerungsprogramms (4) auf der Grundlage der entnommenen Informationen (40, 41a, 41b), wobei in dem Folgesteue­ rungsprogramm (4) die Steuerung des Operationsablaufs der mehreren Arbeitsmaschinen und die Steuerung der Eingänge und Ausgänge der mehreren Arbeitsmaschinen beschrieben sind,
eine Einrichtung (30) zum Entnehmen von Informa­ tionen (42) bezüglich der Operationssteuerung der automa­ tisierten Maschine (8) sowie von Informationen bezüglich der Synchronisation der Operationen der Arbeitsmaschinen aus dem Zellensteuerungsprogramm (2),
eine Einrichtung (30) zum Erzeugen eines Steue­ rungsprogramms (5) für die automatisierte Maschine (8) auf der Grundlage der entnommenen Information, wobei in dem Steuerungsprogramm (5) für die automatisierte Maschi­ ne (8) die Verarbeitung zum Steuern der Positionierung und der Operationsbahn der automatisierten Maschine (8) beschrieben ist, und
Einrichtungen (6, 7) zum Steuern der Arbeit der Zelle (10) in Übereinstimmung mit dem Folgesteuerungspro­ gramm (4) und dem Steuerungsprogramm (5) für die automa­ tisierte Maschine (8).

7. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellensteuerungsprogramm (2) unter Verwendung einer graphischen Sprache beschrieben ist, die die Diagrammschreibweise eines Petrinetzes verwendet, um den Betriebszustandsübergang der mehreren Arbeitsmaschinen darzustellen.

8. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellensteuerungsprogramm (2) Betriebsabläufe der mehreren Arbeitsmaschinen sowie Übergangsregeln für die Betriebsarten der gesamten Zelle (10) definiert.

9. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellensteuerungsprogramm (2) dadurch be­ schrieben wird, daß auf der Grundlage der Informationen bezüglich der Synchronisation der Operationen der Ar­ beitsmaschinen Programmodule der Betriebsabläufe, die für die jeweiligen Arbeitsmaschinen erzeugt werden, verbunden werden (REQ1, REQ2).

10. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zellensteuerungsprogramm-Editiereinrichtung (1) enthält, die ihrerseits versehen ist mit
einer Datenbank (101) zum Speichern von jeweili­ gen Betriebsabläufen für die mehreren Arbeitsmaschinen in Form vorbereiteter Programmodule,
einer Einrichtung zum Laden der vorbereiteten Programmodule (103a, 103b) aus der Datenbank (101) in Übereinstimmung mit den eingegebenen Spezifikationen der mehreren Arbeitsmaschinen und
einer Einrichtung zum Verbinden der vorbereiteten Programmodule auf der Grundlage der Information bezüglich der Synchronisation des Betriebs der Arbeitsmaschinen.

11. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine graphische Benutzeroberfläche in Mehrfen­ sterform dazu verwendet wird, das Zellensteuerungspro­ gramm (2) zu erzeugen,
die Steuerungsvorrichtung eine Editiereinrichtung (1) enthält und
in jedem Fenster Betriebsabläufe der jeweiligen Arbeitsmaschinen, Endbedingungen der jeweiligen Zustände in den Betriebsabläufen sowie Operationsinhalte in den jeweiligen Zuständen eingegeben und durch die Editierein­ richtung (1) editiert werden.

12. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Editiereinrichtung (1) das Zellensteuerungs­ programm (2) intern in Form von Befehlscodes darstellt, die sämtlichen Arten von Informationen, die in die Fen­ ster eingegeben werden, eineindeutig entsprechen, und die Befehlscodes in einer oder in mehreren Dateien speichert.

13. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Editiereinrichtung (1) zum Editieren von Betriebsabläufen der jeweiligen Arbeitsmaschinen, die in dem Zellensteuerungsprogramm (3) in der Diagrammschreib­ weise eines Petrinetzes enthalten sind.

14. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Editiereinrichtung (1) zum Editieren von Betriebsabläufen der jeweiligen Arbeitsmaschinen, die in dem Zellensteuerungsprogramm (2) enthalten sind, wobei sie Befehlscodes verwendet, die den Diagrammschreibweisen des Petrinetzes eineindeutig entsprechen.

15. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) zum Erzeugen des Folgesteue­ rungsprogramms (4) und des Steuerungsprogramms (5) für die automatisierte Maschine (8) ein Steuerungsprogramm (5) für die automatisierte Maschine in Form eines Pro­ gramms in Oberflächensprache (44, 45) erzeugt, das vom Benutzer editiert werden kann, und das Programm in Ober­ flächensprache (44, 45) in ein Programm im internen Code (46, 47) umsetzt, das von den Zellenarbeit-Steuereinrich­ tungen (6, 7) abgearbeitet werden kann.

16. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) das Folgesteuerungsprogramm (4) und das Steuerungsprogramm (5) für die automatisierte Maschine (8) in Form von Programmen im internen Code (46, 47) erzeugt, die jeweils von den Zellenarbeit-Steuerein­ richtungen (6, 7) abgearbeitet werden.

17. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Folgesteuerungsprogramm (4) unter Verwendung einer Programmiersprache beschrieben wird, die auf der Beschreibung von Regeln in WENN-DANN-Form als Oberflä­ chensprache basiert.

18. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Folgesteuerungsprogramm (4) und das Steue­ rungsprogramm (5) für die automatisierte Maschine (8), in denen die Synchronisationsverarbeitung zwischen einem Folgesteuerungs-Verarbeitungssystem und einem Verarbei­ tungssystem für die Steuerung der automatisierten Maschi­ ne (8) unter Verwendung von Zustandskennzeichen-Befehls­ codes beschrieben ist, die einen Zustand angeben, in dem die Operationen der Arbeitsmaschinen momentan abgearbei­ tet werden.

19. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenarbeit-Steuereinrichtung (6) direkt zur Adresse eines Zustandskennzeichen-Befehlscodes (53) springt, der im Folgesteuerungsprogramm (4) beschrieben ist, und wahlweise nur E/A-Signale und interne Variablen überwacht, die im momentan abgearbeiteten Zustand über­ wacht werden müssen, um die für die Abarbeitung des Folgesteuerungsprogramms (4) erforderliche Zeit zu redu­ zieren.

20. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zellenarbeit-Steuereinrichtungen (6, 7) eine Folgesteuerungseinrichtung (62) und eine Steuereinrich­ tung (63, 64) für die automatisierte Maschine (8) enthal­ ten, die gegenseitig über E/A-Schnittstellen verbunden sind, und
die Einrichtung (30) ein Programm für die Folge­ steuerungseinrichtung (62) in Form eines Leiterdiagramms sowie ein Programm in Robotersprache für die Steuerein­ richtungen (63, 64) für die automatisierte Maschine (8) erzeugt.

21. Steuerungsvorrichtung für Fabrik-Automatisie­ rungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zellenarbeit-Steuereinrichtungen (6, 7) eine Steuereinrichtung aufweisen, die ihrerseits einen Folge­ steuerungsprozessor (58a), einen Steuerungsprozessor (58b) für die automatisierte Maschine (8) sowie einen gemeinsam genutzten Speicher (58c) enthält, der mit beiden Prozessoren (58a, 58b) über Busleitungen verbunden ist, und
der gemeinsam genutzte Speicher (58c) gemeinsame Informationen bezüglich der Betriebszustände der Arbeits­ maschinen speichert, die sowohl im Folgesteuerungspro­ gramm (4) als auch im Steuerungsprogramm (5) für die automatisierte Maschine (8) verwendet werden.