(57)【要約】【課題】  ＰＬＣを用いることなく、作業目的に応じて使用される複数の制御対象機器についてのトータル制御を、簡単且つフレキシブルに実現することができる制御システムを提供する。【解決手段】  外部より与えられる制御開始信号を受けて自身が制御対象とする機器であるバルブＡ，Ｂに制御信号を出力し、バルブＡ，Ｂ側より動作完了信号が与えられると外部に対して制御開始信号を出力するように構成される動作ユニット１３Ａ，１３Ｂを、バルブＡ，Ｂの動作順序に従って制御開始信号が伝達されるように接続することで制御システムを構成する。【選択図】  図４
2006039933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御対象機器を組み合わせ、それらの制御対象機器をシーケンシャルに制御することで一連の作業を実行させるように制御する制御システムにおいて、
各制御対象機器について夫々配置され、外部より与えられる制御開始信号を受けて自身が制御対象とする機器に対して制御信号を出力し、前記制御対象機器より動作完了信号が与えられると、外部に対して制御開始信号を出力するように構成される複数の制御ユニットを備え、
前記複数の制御ユニットを、前記複数の制御対象機器の動作順序に従って前記制御開始信号が伝達されるように接続することで構成されることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記制御ユニットには、信号入力用コネクタと信号出力用コネクタとが隣り合わせに配置されており、
前記複数の制御対象機器の動作順序に従って、前記信号出力用コネクタと前記信号入力用コネクタとの間を接続するループ状のケーブルを備えたことを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
前記信号出力用コネクタに、外部より与えられる制御開始信号を受けた場合に、自身が制御対象とする機器より動作完了信号が出力されるのを待つことなく、前記制御開始信号を出力するための並列動作用信号出力端子を備え、
前記信号入力用コネクタに、前記出力端子より出力される制御開始信号を入力するための並列動作用信号入力端子を備え、
並列動作させる制御ユニット間は、前記並列動作用の信号端子間を接続する並列動作用ケーブルを介して接続するようにしたことを特徴とする請求項２記載の制御システム。
【請求項４】
前記制御ユニットの１つとして、前記複数の制御対象機器の一部が、作業形態に応じて変更される場合に使用される割込み用ユニットを備え、
前記割込み用ユニットは、各作業形態に応じて変更される複数の制御対象機器が並列に接続されると共に、前記複数の制御対象機器との間において信号の入出力先を切換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の制御システム。
【請求項５】
操作用スイッチを備えた操作ユニットと、前記制御ユニットとの間に接続され、前記操作ユニットより出力される操作信号を認識すると、前記制御ユニットに対して制御開始信号を出力する起動ユニットを備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の制御システム。
【請求項６】
前記起動ユニットは、２つで対をなす場合、夫々を構成するＣＰＵが、前記操作ユニットにおいて１つの制御を起動するために同時に操作される必要がある異なるスイッチのオンオフ状態を認識し、
各ＣＰＵは、対応するスイッチのオン状態を認識すると、それを他方のＣＰＵに伝達し、何れか一方のスイッチがオンした時点から、そのオン状態が継続している所定時間内に他方のスイッチもオンしたことを認識すると制御許可信号を出力し、
前記２つのＣＰＵより夫々出力される制御許可信号の論理積条件によって、前記制御開始信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の制御システム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の制御システムに使用されることを特徴とする制御ユニット。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れかに記載の制御システムに使用されることを特徴とする起動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御対象機器を組み合わせ、それらの制御対象機器をシーケンシャルに制御することで一連の作業を実行させるように制御する制御システム、並びにその制御システムに使用される制御ユニット及び起動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来のＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いて構成される制御システムの一例を示すものである。ＰＬＣ１は、加工機２を構成するバルブやモータ、リミットスイッチなどを制御単位とする数個〜数十個のユニットを、統括的に制御するようになっている。操作パネル３は、作業者がＰＬＣ１に制御を実行させる場合に操作を行う。また、セフティユニット４は、制御対象機器の動作をセンサなどを介して監視し、必要に応じて制御対象機器の動作を停止させるため、非常停止信号をＰＬＣ１に出力するようになっている。
【０００３】
斯様な制御システムの構成は極めて一般的なものであるが、例えば、特許文献１などに開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１７７４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして、ＰＬＣ１は、予め記述されているラダープログラム５に基づいて、上記の制御処理をシーケンシャルな手順で実行する。従って、制御対象機器が追加や変更された場合には、それに応じてラダープログラム５を変更しなければならない。そして、その際には、当初にプログラム設計に携わった者や、プログラムの内容を理解できる者が変更作業を行う必要があり、制御系の変更を簡単に行うことができなかった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＬＣを用いることなく、作業目的に応じて使用される複数の制御対象機器についてのトータル制御を、簡単且つフレキシブルに実現することができる制御システム、並びにその制御システムに使用される制御ユニット及び起動ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の制御システムは、複数の制御対象機器を組み合わせ、それらの制御対象機器をシーケンシャルに制御することで一連の作業を実行させるように制御するものにおいて、
各制御対象機器について夫々配置され、外部より与えられる制御開始信号を受けて自身が制御対象とする機器に対して制御信号を出力し、前記制御対象機器より動作完了信号が与えられると、外部に対して制御開始信号を出力するように構成される複数の制御ユニットを備え、
前記複数の制御ユニットを、前記複数の制御対象機器の動作順序に従って前記制御開始信号が伝達されるように接続することで構成されることを特徴とする。
【０００７】
斯様に構成すれば、１つの制御対象機器が対応する制御ユニットより出力される制御信号に応じて動作し、その動作が完了したことを示す信号を前記制御ユニットに返すと、当該制御ユニットは、接続されている他の制御ユニットに制御開始信号を出力する。すると、その信号を受けた制御ユニットは、自身が制御対象とする機器に制御信号を出力する。以上のような信号伝達の連鎖により、複数の制御対象機器は、夫々に対応する制御ユニットの接続順序に従ってシーケンシャルに動作するようになる。従って、従来必要としていたＰＬＣを用いることなく、各制御対象機器毎に用意される制御ユニットを動作順序に基づいて接続するだけで、それらのトータル制御を実現することができる。
【０００８】
この場合、請求項２に記載したように、前記制御ユニットに、信号入力用コネクタと信号出力用コネクタとを隣り合わせに配置し、
前記複数の制御対象機器の動作順序に従って、前記信号出力用コネクタと前記信号入力用コネクタとの間を接続するループ状のケーブルを備えると良い。斯様に構成すれば、そのケーブルの接続状態を参照すれば、複数の制御対象機器がどのような順序で動作させるようにシステムが構成されているのかが容易に把握される。
【０００９】
また、請求項３に記載したように、前記信号出力用コネクタに、外部より与えられる制御開始信号を受けた場合に、自身が制御対象とする機器より動作完了信号が出力されるのを待つことなく、前記制御開始信号を出力するための並列動作用信号出力端子を備え、前記信号入力用コネクタに、前記出力端子より出力される制御開始信号を入力するための並列動作用信号入力端子を備え、
並列動作させる制御ユニット間を、前記並列動作用の信号端子間を接続する並列動作用ケーブルを介して接続するように構成しても良い。斯様に構成すれば、あるタイミングで出力される制御開始信号によって２つ以上の制御対象機器を同時に動作させる必要がある場合は、それらの機器間の制御ユニット同士を並列動作用ケーブルを介して接続することで、前記制御開始信号が複数の制御ユニットに同時に伝達されるようになる。
【００１０】
また、請求項４に記載したように、前記制御ユニットの１つとして、前記複数の制御対象機器の一部が、作業形態に応じて変更される場合に使用される割込み用ユニットを備え、
前記割込み用ユニットを、各作業形態に応じて変更される複数の制御対象機器が並列に接続されると共に、前記複数の制御対象機器との間において信号の入出力先を切換え可能に構成しても良い。
【００１１】
例えば、ある製造工程に対応して１つの制御システムを構成する際において、製品のバリエーションに応じてその工程の一部を変更したい場合には、対応する工程部分に予め割込み用ユニットを配置しておく。そして、その割込み用ユニットに、各製品について行うべき作業に対応する制御対象機器を並列に接続し、それらとの間における信号の入出力先を切換えるようにすれば、工程の一部の変更を容易且つ柔軟に行うことができる。
【００１２】
また、請求項５に記載したように、操作用スイッチを備えた操作ユニットと、前記制御ユニットとの間に接続され、前記操作ユニットより出力される操作信号を認識すると、前記制御ユニットに対して制御開始信号を出力する起動ユニットを備えると良い。斯様に構成すれば、ユーザの操作タイミングに応じて制御対象機器を制御する必要がある場合には、操作ユニット→起動ユニット→制御ユニット→制御対象機器、の経路で制御を行うことができる。
【００１３】
また、請求項６に記載したように、前記起動ユニットは、２つで対をなす場合、夫々を構成するＣＰＵが、前記操作ユニットにおいて１つの制御を起動するために同時に操作される必要がある異なるスイッチのオンオフ状態を認識し、
各ＣＰＵは、対応するスイッチのオン状態を認識すると、それを他方のＣＰＵに伝達し、何れか一方のスイッチがオンした時点から、そのオン状態が継続している所定時間内に他方のスイッチもオンしたことを認識すると制御許可信号を出力し、
前記２つのＣＰＵより夫々出力される制御許可信号の論理積条件によって、前記制御開始信号を出力するように構成するのが好ましい。
【００１４】
例えば、「安全カテゴリ２」の基準を満たすためには、操作ユニットにおいて「両手操作」を行う必要がある。そのような場合に、２つの起動ユニットは、操作ユニットにおいて１つの制御を起動するため同時に操作される必要がある異なるスイッチのオンオフ状態を、夫々のＣＰＵで認識する。各ＣＰＵは、対応するスイッチのオン状態を認識するとそれを他方に伝達し、何れか一方のスイッチがオンした時点から、そのオンが継続している所定時間内に他方のスイッチもオンしたことを認識すると制御許可信号を出力する。これにより、操作ユニットにおける「両手操作」が確認される。そして、各ＣＰＵより夫々出力される制御許可信号の論理積条件で制御ユニットに制御開始信号が出力されるので、「両手操作」が行われたことがダブルチェックされる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の制御システムによれば、従来必要としていたＰＬＣを用いることなく、各制御対象機器毎に用意される制御ユニットを動作順序に基づいて接続するだけで、それらのトータル制御を実現することができる。従って、ラダープログラム言語を理解する知識を有していない者であっても、制御システムを簡単に構成することが可能であり、システムの変更も容易に行うことができる。
【００１６】
請求項２記載の制御システムによれば、ループ状ケーブルの接続状態を参照することで、複数の制御対象機器をどのような順序で動作させるようにシステムが構成されているのかを容易に把握することができる。従って、例えば接続に誤りがあるか否かを容易に確認することができる。
請求項３記載の制御システムによれば、あるタイミングで出力される制御開始信号によって２つ以上の制御対象機器を同時に動作させる必要がある場合は、それらの機器間の制御ユニット同士を並列動作用ケーブルを介して接続すれば良いので、直列動作と並列動作との選択・実行を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項４記載の制御システムによれば、一部が変更される工程部分に予め割込み用ユニットを配置して、各製品について行うべき作業に対応する制御対象機器を並列に接続し、それらとの間における信号の入出力先を切換えることで、工程の一部の変更を容易且つ柔軟に行うことができる。
請求項５記載の制御システムによれば、ユーザの操作タイミングに応じて制御対象機器を制御する必要がある場合には、操作ユニット→起動ユニット→制御ユニット→制御対象機器、の経路で制御を行うことができる。
【００１８】
請求項６記載の制御システムによれば、起動ユニットは、２つで対をなす場合、操作ユニットにおいて１つの制御を起動するため同時に操作される必要がある異なるスイッチのオンオフ状態を、異なるＣＰＵで認識する。各ＣＰＵは、対応するスイッチのオン状態を認識するとそれを他方に伝達し、何れか一方のスイッチがオンした時点から、そのオンが継続している所定時間内に他方のスイッチもオンしたことを認識すると制御許可信号を出力する。従って、例えば２ハンドコントローラなどを使用せずとも、「両手操作」が行われたことをダブルチェックして安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図１２を参照して説明する。図１は、本発明の制御システムを構成する各ユニットの構成を示すものである。この制御システムは、基本ユニット１１，起動ユニット１２，動作ユニット（制御ユニット）１３を備えて構成されている。基本ユニット１１と起動ユニット１２とは、本体側面に設けられた電源バス接続部１４，信号バス接続部１５を介して図１中横方向に連結されており、また、複数の動作ユニット１３も、本体側面に設けられた電源バス接続部１６を介して横方向に連結されている。これらは、実際には例えばＤＩＮレールにより支持された状態で連結されている。
【００２０】
図１中左端側に位置する起動ユニット１２の電源バス接続部１４と、動作ユニット１３の電源バス接続部１６には、電源ユニット１７より直流２４Ｖの電源が供給されるようになっている。また、運転準備スイッチや非常停止スイッチ，セフティプラグなどが接続される運転準備ユニット１８に対しても、２４Ｖの電源が供給されるようになっている。
起動ユニット１２は、操作パネルと動作ユニット１３との間に接続され、操作スイッチの操作信号に応じて制御開始信号を動作ユニット１３に出力するものである。また、基本ユニット１１は、起動ユニット１２の機能を２個分備えて構成されており、制御システムの制御を起動するための初期条件が成立しているかどうかもチェックし、それらの条件が成立している場合に制御の起動を許可するようになっている。
【００２１】
動作ユニット１３は、基本ユニット１１又は起動ユニット１２，或いは動作ユニット１３と例えばモータやバルブなどの制御対象機器との間に接続される。また、動作ユニット１３は、例えば、前記制御対象機器に付随して配置されているリミットスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を動作完了信号として受けるようになっている。そして、動作ユニット１３は、何れかのユニット１１〜１３より制御開始信号が与えられると制御対象機器に制御信号を出力する。制御対象機器が動作した結果として動作完了信号が返信されると、自身が制御開始信号を他のユニット１１〜１３に対して出力するようになっている。
【００２２】
また、動作ユニット１３は、上述したように、他のユニットより制御開始信号を受けて制御対象機器に制御信号を出力し、動作完了信号が返信されると制御開始信号を他のユニットに対して出力する機能部分を２つ内蔵している。何故なら、一般に、１つの制御対象については、可逆的な動作を行うものが殆どだからである。例えば、制御対象がモータであれば「正転」と「逆転」、また、ワークを固定するクランプであれば、１つのバルブによる「クランプ」と「アンクランプ」とを行う必要がある。従って、上記機能部分を２つ内蔵することで、ユニット間の配線を容易にすることができる。
そして、各ユニット１１〜１３は、例えば、６ピンのコネクタ１９Ｌ，１９Ｒを２つ並べたコネクタ１９を本体正面側に備えている。コネクタ１９Ｒは信号入力用のコネクタであり、コネクタ１９Ｌは信号出力用のコネクタである。基本ユニット１１及び動作ユニット１３は、コネクタ１９を２つ備えている。
【００２３】
図２は、動作ユニット１３の電気的構成を概略的に示す機能ブロック図である。動作ユニット１３は、ＣＰＵ２０を中心として構成されている。ＣＰＵ２０は、コネクタ１９Ｒより与えられる制御開始信号などの入力信号や、制御対象機器側より与えられる動作完了信号をＩ／Ｏポート２１を介して読み込む。また、制御対象機器に出力する制御信号や、コネクタ１９Ｌを介して他のユニットに出力する制御開始信号を、Ｉ／Ｏポート２１を介して出力する。尚、上記制御信号は、Ｉ／Ｏポート２１よりドライバ２２を介して制御対象機器に出力される。また、動作ユニット１３は、２つのコネクタ１９（ＣＮ１，ＣＮ２）に対応して、上記の構成を独立に２組備えている。
【００２４】
また、図３は、基本ユニット１１と起動ユニット１２とが、「両手制御」を行うために対をなす場合の図２相当図である。基本ユニット１１及び起動ユニット１２の構成は、原則的に動作ユニット１３と同様であり、操作パネルより出力される操作信号を受けて動作ユニット１３に制御開始信号を出力する場合に、夫々のＣＰＵ２０Ａ，２０Ｂによって「両手制御（２ハンドコントロール）」を行うため、対をなすように接続される場合がある。
【００２５】
即ち、「両手制御」は、事故防止のため、作業者が両手で２つのスイッチを同時に操作したと判断される場合に、制御の開始を許可する制御形態である。図３は、その制御にかかる構成部分のみを図示している。尚、Ｉ／Ｏポート２１などの図示は省略している。
基本ユニット１１並びに起動ユニット１２は、２つのスイッチ２３Ａ，２３ＢによるＯＮ／ＯＦＦ信号を夫々のＣＰＵ２０Ａ，２０Ｂによって個別に参照している。そして、一方のＣＰＵ２０（Ａ，Ｂ）は、対応するスイッチ２３（Ａ，Ｂ）がＯＮされたことを認識すると、他方のＣＰＵ２０（Ｂ，Ａ）に対して割込み信号ＩＮＴを出力するようになっている。各ＣＰＵ２０（Ａ，Ｂ）は、２つのスイッチ２３（Ａ，Ｂ）が同時にＯＮされたことを認識すると、出力許可信号（ハイアクティブ）をＡＮＤゲート２４の各入力端子に夫々出力し、ＡＮＤゲート２４は、それらの論理積をとって制御開始信号を出力する。尚、ＡＮＤゲート２４は、基本ユニット１１側に配置されている。
【００２６】
図４は、図１に示す各ユニットを、制御対象機器に接続した場合の実態配線に近い電気的接続状態を示すものである。尚、制御対象機器による制御対象としては、以下のような製造工程を前提とする。２つの動作ユニット１３Ａ，１３Ｂは、夫々図示しないバルブＡ，Ｂを制御する。バルブＡは、作業者によってセットされるワークを治具台に対してクランプ（固定），アンクランプ（開放）するものである。また、バルブＢは、治具台にセットされたワークのはね出し動作（エジェクト）を行なうものである。
【００２７】
そして、動作ユニット１３Ａは、バルブＡのシリンダをクランプ位置，アンクランプ位置に変位させるためのソレノイド３２Ａ，３３Ａを駆動すると共に、前記シリンダがクランプ位置，アンクランプ位置に到達したことを検出するためのリミットスイッチ３４Ａ，３５ＡのＯＮ／ＯＦＦ状態を参照するようになっている。図４中、上段のコネクタ１９はソレノイド３２Ａ側に対応し、下段のコネクタ１９はソレノイド３２Ｂ側に対応する。また、動作ユニット１３Ｂについては、バルブＢに関して上記と対称に構成されている。
【００２８】
操作パネル（操作ユニット）３６は、緊急停止用のスイッチやセフティプラグが接続されると共に、本体に操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を備えている。そして、それらのスイッチの内、ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４のＯＮ／ＯＦＦ信号は、ケーブルを介して基本ユニット１１に出力されている。また、基本ユニット１１において、ＳＷ１及びＳＷ３の信号は、内蔵される２つの起動ユニット１２の機能の内、左側ユニット（ＣＮ１側）に与えられており、ＳＷ１及びＳＷ４の信号は右側ユニット（ＣＮ２側）に与えられている。
【００２９】
操作パネル３６には、運転準備ユニット（セフティユニット）３７が接続されている。運転準備ユニット３７は、操作パネル３６を介して緊急停止スイッチやセフティプラグの接続状態を確認した上で、電力の供給を制御する。
ここで想定する製造工程は、以下のような手順となる。
（１）作業者が治具台にワークをセット
（２）作業者がパネル操作によりクランプ動作を起動
（３）治具台にセットされたワークをクランプ
（４）作業者がワークに小物をセット、ワーク加工を開始
（５）加工完了後、作業者がパネル操作によりアンクランプ動作を起動
（６）治具台にセットされたワークをアンクランプ
（７）治具台にセットされたワークをはね出し
すると、加工後のワークが取り外し可能となり、作業が完了する。
【００３０】
そして、上記（２）における起動操作に操作パネル３６の（ＳＷ１，ＳＷ３）（両手操作）を割り当て、上記（５）における起動操作に操作パネル３６の（ＳＷ１，ＳＷ４）（両手操作）を割り当てるとする。この場合、上記（１）〜（７）の制御シーケンスを実現するためには、基本ユニット１１と、２つの動作ユニット１３Ａ，１３Ｂを以下のように接続する。尚、以下でＣＮ１は、基本ユニット１１の左側コネクタ１９と動作ユニット１３の上段コネクタ１９であり、ＣＮ２は基本ユニット１１の右側コネクタ１９と動作ユニット１３の下段コネクタ１９である。また、Ｌ，Ｒは各コネクタ１９のＬ，Ｒを示す。
工程      基本ユニット１１      動作ユニット１３Ａ      動作ユニット１３Ｂ
（２，３）      ＣＮ１Ｌ      →      ＣＮ１Ｒ
ＣＮ１Ｒ      ←      ＣＮ１Ｌ
（５，６）      ＣＮ２Ｌ      →      ＣＮ２Ｒ
ＣＮ２Ｌ        →      ＣＮ１Ｒ
（７）                                                      ＣＮ１Ｌ
↓
ＣＮ２Ｒ
ＣＮ２Ｒ                  ←                  ＣＮ２Ｌ
【００３１】
ここで、図５は、上記のように接続を行うためのフラットケーブルの構成を示すものである。図５（ａ）は、基本ユニット１１のＣＮ１と、動作ユニット１３ＡのＣＮ１とを接続するケーブル３８であり、ケーブル３８側の両端には、基本ユニット１１の各６ピンコネクタＣＮ１Ｌ，Ｒに接続される２つのコネクタをペアとするコネクタ３９と、動作ユニット１３Ａの各６ピンコネクタＣＮ１Ｌ，Ｒに接続される２つのコネクタをペアとするコネクタ４０とが配置されている。
【００３２】
図５（ｂ）は、基本ユニット１１のＣＮ２と、動作ユニット１３ＡのＣＮ２と、動作ユニット１３ＢのＣＮ１及びＣＮ２とを接続するケーブル４１である。このケーブル４１では、上記４つのコネクタのＬ，Ｒに夫々接続される２つのコネクタをペアとするコネクタ４２〜４５が配置されている。尚、ケーブル３８，４１は何れも５芯のフラットケーブルであり、第１実施例では第６ピンは使用しない（第６ピンを使用するケースについては、第２実施例において説明する）。
【００３３】
次に、本実施例の作用について図６乃至図８も参照して説明する。図６は、動作ユニット１３を構成するＣＰＵ２０によって実行される制御内容を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、コネクタ１９Ｒを介して他のユニットより制御開始信号が入力されるまで待機している（ステップＳ１）。そして、当該信号が入力されると（「ＹＥＳ」）ドライバ２２を介して制御信号を外部に出力する（ステップＳ２）。即ち、ＣＮ１に対応するユニット部分であれば、バルブのシリンダをクランプ位置に変位させるためのソレノイド３２Ａを駆動することになる。
【００３４】
続いて、ＣＰＵ２０は、制御対象機器側より動作完了信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ３）、当該信号が入力されると（「ＹＥＳ」）、コネクタ１９Ｒより他のユニットに制御開始信号を出力する（ステップＳ４）。それから、ステップＳ１に戻る。例えば、前記動作完了信号は、ＣＮ１に対応するユニット部分であれば、バルブのシリンダがクランプ位置に変位したことでリミットスイッチ３４より出力されるＯＮ信号である。
【００３５】
尚、図４に示す構成においてバルブＣも追加して制御する必要があり、そのバルブＣを、操作パネル３６の（ＳＷ１，ＳＷ５）の両手操作で制御する場合には、ＳＷ５の操作信号を受ける起動ユニット１２と、バルブＣを駆動するためのソレノイド３２Ｃ，３３Ｃ及びそれらによる変位を確認するためのリミットスイッチ３４Ｃ，３５Ｃに動作ユニット１３Ｃを接続する。そして、基本ユニット１１と起動ユニット１２とを、電源バス及び信号バスで接続し、動作ユニット１３Ｃと動作ユニット１３Ｂとを電源バスで接続して増設を行えば良い。
【００３６】
この時、基本ユニット１１と起動ユニット１２との間における（ＳＷ１，ＳＷ５）の両手操作を認識するための割込み信号は、信号バスを介して伝達される。また、（ＳＷ１，ＳＷ５）の操作による起動タイミングと、他のバルブＡ，Ｂとの動作シーケンスとに応じて、図４又は図５に示す各ユニットの配線を、追加した起動ユニット１２及び動作ユニット１３Ｃを加えて再度行うようにすれば良い。
【００３７】
そして、図７は、基本ユニット１１または起動ユニット１２を構成するＣＰＵ２０（Ａ，Ｂ）による制御内容を示すフローチャートである。尚、これらのユニット１１または１２は、安全カテゴリ２を満たす上述した「両手制御」を実現するために特殊な処理を行なっている。例えば、基本ユニット１１において、ＣＮ１側のユニット部分に対応するＣＰＵ２０Ａは、操作パネル３６のＳＷ１がＯＮされたか（ステップＳ１１）、または起動ユニット１２側のＣＰＵ２０Ｂによる割込みが発生したか否か（即ち、ＳＷ５がＯＮされたか）を判断する（ステップＳ１７）。
【００３８】
そして、ＳＷ１がＯＮされた場合は（ステップＳ１，「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０Ｂ側に当該事象を報知するための割込みを出力し（ステップＳ１２）、計時用のタイマをスタートさせる（ステップＳ１３）。続いて、ＣＰＵ２０Ａは、前記タイマによる計時がステップＳ１６において５００ｍｓを経過するまで、ステップＳ１７と同様にＣＰＵ２０Ｂによる割込みが発生したか否かを判断する（ステップＳ１４）。当該割込みが５００ｍｓ以内に発生すれば（「ＹＥＳ」）、操作パネル３６においてＳＷ１，ＳＷ５が作業者の両手によって操作されたと推定されるので、ＣＰＵ２０Ａは許可信号を出力する（ステップＳ１５）。その後は、動作ユニット１３と同様にステップＳ３，Ｓ４を実行する。また、前記割込みが５００ｍｓ以内に発生しなかった場合は（ステップＳ１６，「ＹＥＳ」）ステップＳ１に戻り、作業者によるＳＷ１のみの操作は無効化される。
【００３９】
一方、ステップＳ１１，Ｓ１７のループを回っている状態において、ＣＰＵ２０Ｂによる割込みが先に発生した場合も、上記と同様にタイマをスタートさせ（ステップＳ１８）、そのタイマによる計時がステップＳ２１において５００ｍｓを経過するまで、ＳＷ１がＯＮされたか否かを判断する（ステップＳ１９）。そのＯＮ操作が５００ｍｓ以内に発生すれば（「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０Ｂ側に割込み信号を出力して（ステップＳ２０）ステップＳ１５に移行する。
そして、上記の処理は、ＣＰＵ２０Ｂ側においても同様に実行される。その結果、図８に示すタイムチャートのように、２つのＣＰＵ２０Ａ，２０Ｂ間における処理に基づいてＡＮＤゲート２４より制御開始信号が出力される。
【００４０】
以上のように本実施例によれば、外部より与えられる制御開始信号を受けて自身が制御対象とする機器であるバルブＡ，Ｂに制御信号を出力し、バルブＡ，Ｂ側より動作完了信号が与えられると外部に対して制御開始信号を出力するように構成される動作ユニット１３Ａ，１３Ｂを、バルブＡ，Ｂの動作順序に従って制御開始信号が伝達されるように接続することで制御システムを構成した。
【００４１】
即ち、従来必要としていたＰＬＣを用いることなく、各制御対象機器毎に用意される動作ユニット１３を動作順序に基づいて接続するだけで、それらのトータル制御を実現することができる。従って、ラダープログラム言語を理解する知識を有していない者であっても制御システムを簡単に構成することが可能であり、システムの変更も容易に行うことができる。
【００４２】
また、操作パネル３６と動作ユニット１３との間に接続され、操作パネル３６より出力される操作信号を認識すると、動作ユニット１３に対して制御開始信号を出力する基本ユニット１１又は起動ユニット１２を備えたので、ユーザの操作タイミングに応じてバルブを制御する必要がある場合には、操作パネル３６→基本ユニット１１又は起動ユニット１２→動作ユニット１３→バルブ、の経路で制御を行うことができる。
【００４３】
更に、基本ユニット１と起動ユニット１２とが、「両手操作」を行うための対を構成する場合、夫々のＣＰＵ２０Ａ，２０Ｂは、操作パネル３６において１つの制御を起動するために同時に操作される必要があるスイッチ、例えばＳＷ１，ＳＷ５のオンオフ状態を夫々認識すると、それを他方のＣＰＵに伝達する。
そして、何れか一方のスイッチがオンした時点からそのオン状態が継続している５００ｍｓ内に他方のスイッチもオンしたことを認識すると夫々が制御許可信号を出力し、２つのＣＰＵ２０Ａ，２０Ｂより夫々出力される制御許可信号の論理積条件によって制御開始信号を出力するように構成した。従って、例えば専用の２ハンドコントローラなどを使用せずとも、「両手操作」が行われたことを基本ユニット１１と起動ユニット１２とでダブルチェックして、安全性を向上させることができる。
【００４４】
加えて、各ユニット１１〜１３に、信号入力用コネクタ１９Ｒと信号出力用コネクタ１９Ｌとを隣り合わせに配置し、バルブＡ，Ｂの動作順序に従って、コネクタ１９Ｌ、１９Ｒ間をループ状のケーブル４０，４１で接続したので、それらのケーブル４０，４１の接続状態を参照すれば、複数の制御対象機器がどのような順序で動作させるようにシステムが構成されているのかを容易に把握することができる。従って、作業者は、例えば接続に誤りがあるか否かを容易に確認することができる。
【００４５】
（第２実施例）
図９乃至図１２は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分にいてのみ説明する。第２実施例は、自動車のドアを加工するための製造工程を例として、より具体的な構成例を示す。図９は、作業サイクルを示すチャートである。
（Ａ）この製造工程では、複数の車種のドアについて加工を行うようにしているため、作業者は、最初に「車種切替え」を行うための起動スイッチを操作する。それから、作業者は、ワーク（自動車のドアベースと、取り付け部品）を治具台にセットする。
（Ｂ）作業者は、ワークを治具台にクランプして溶接するための起動スイッチ（第１スタート）を操作する。すると、ワークを溶接位置までスイングさせる動作とクランプ動作とが実行され、その後に溶接が行われる。
（Ｃ）次に、作業者は、ワークを治具台より一旦アンクランプするための起動スイッチ（第２スタート）を操作する。それから、作業者は次のワーク（取り付け部品）をドアベースにセットする。
（Ｄ）そして、再びワークをクランプして溶接するための起動スイッチ（第３スタート）を操作する。すると、ワークのクランプ動作とスイングした状態を維持しているロボットアームにより溶接が実行される。
（Ｅ）次に、作業者は、ワークを治具台よりアンクランプすると共に、溶接用ロボットアームをアンスイングさせ、且つ、エジェクタを上昇させるための起動スイッチ（第４スタート）を操作する。すると、ワークのアンスイング動作とワークのアンクランプ動作、及び加工済みのワークを治具台よりはね出すためのエジェクタの上昇動作が実行される。それから、作業者は、加工済みのワークを治具台より取り出す。
（Ｆ）最後に、作業者は、エジェクタを下降させるための起動スイッチ（第５スタート）を操作する。するとエジェクタの下降動作が実行される。
以上で、一連の作業サイクルが終了する。
【００４６】
図１０（ａ）は、図９に示す作業サイクルを実行する場合の各ユニットの構成例を示すものである。起動ユニット１２Ａの左側には、生産指示ユニット（割込み用ユニット）５１及びその増設ユニット（割込み用ユニット）５２が接続されており、起動ユニット１２Ａの右側には、起動ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，基本ユニット１１，起動ユニット１２Ｆが接続されている。そして、６つの動作ユニット１３Ａ〜１３Ｆが用意されている。例えば、４種類の車種（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を切替えて上記の製造工程に流すものとする。その車種の選択切換えを行うために、ユニット５１及び５２が配置されている。そして、これらのユニット５１及び５２には、工程の選択切換えを行うためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４が設けられている。
【００４７】
５つの起動ユニット１２Ａ〜１２Ｆは、それらの途中に配置される基本ユニット１１とは、上述した（Ａ）〜（Ｆ）における作業サイクルの「車種切替え」操作と、「第１〜第５スタート」操作に対応して、操作パネル（図１０では図示せず）に接続される。また、動作ユニット１３Ａ〜１３Ｆは、制御対象機器と以下のように対応している。
動作ユニット      制御対象機器（上段／下段）
Ａ                  ［車種Ａ・Ｂ／車種Ｃ・Ｄ］
Ｂ                      スイング／アンスイング
Ｃ                  第１クランプ／第１アンクランプ
Ｄ                  第１クランプ／第１アンクランプ（車種Ａ・Ｂ）のみ
Ｅ                  第２クランプ／第２アンクランプ（車種Ｃ・Ｄ）のみ
Ｆ              エジェクタ：上昇／下降
但し、動作ユニット１３Ａに接続されているのは制御対象機器ではない。
【００４８】
そして、図１０（ａ）に示す各ユニットによって図９に示す作業サイクル（シーケンス）を実現するためには、各ユニットを図１０（ｂ）に示すように接続する。尚、図１０（ｂ）において、（Ａ）〜（Ｆ）及び起動ユニット１２Ａ〜１２Ｆ並びに基本ユニット１１の各コネクタ１９に対応し、（−Ａ）は生産指示ユニット５１，（−Ｄ）は増設ユニット５２のコネクタ１９に対応する。
また、（ａ１），（ｂ１），（ｃ１），（ｄ１）は、生産指示ユニット５１における車種別動作分岐用のコネクタ１９、（ａ２），（ｂ２），（ｃ２），（ｄ２）は、増設ユニット５２における車種別動作分岐用のコネクタ１９に対応する。更に、（１）〜（１０）は、動作ユニット１３Ａ〜１３Ｆの上下段のコネクタ１９に対応する。
【００４９】
以下ではコネクタの識別を容易にするため、図１０（ａ）に示す対応で表記する。また、第１実施例と同様に、Ｒが入力、Ｌが出力とする。先ず、起動ユニット１２Ａの（Ａ）Ｌと生産指示ユニット５１の（−Ａ）Ｒとを接続し、（−Ａ）Ｌと（ａ１）Ｒ，（ａ１）Ｌと（ｂ１）Ｒ，（ｂ１）Ｌと（１）Ｒ，（１）Ｌと（ｃ１）Ｒとを接続する。これらが車種Ａ，Ｂに対応する流れである。更に、（ｃ１）Ｌと（ｄ１）Ｒ，（ｄ１）Ｌと（１）／Ｒ，（１）／Ｌと（ｃ１）Ｒ，（ｃ１）Ｌと（Ｂ）Ｒとを接続する。これらが車種Ｃ，Ｄに対応する流れである。
【００５０】
即ち、生産指示ユニット５１において車種Ａ〜Ｄを夫々選択した場合に行われる処理は、以下のようになる。尚、処理における「飛ばし」とは、実質的な処理を行なわない工程を示す。
車種    処理
Ａ      飛ばし
Ｂ      １３Ａ（上）
Ｃ      飛ばし
Ｄ      １３Ａ（下）
次に、起動ユニット１２Ｂの（Ｂ）Ｌと動作ユニット１３Ｂの（２）Ｒとを接続し、（２）Ｌと動作ユニット１３Ｃの（３）Ｒ，（３）Ｌと起動ユニット１２Ｃの（Ｃ）Ｒとを接続する。
【００５１】
次に、起動ユニット１２Ｃの（Ｃ）Ｌと動作ユニット１３Ｃの（４）Ｒとを接続し、（４）Ｌと基本ユニット１１の（Ｄ）Ｒとを接続する。
そして、基本ユニット１１の（Ｄ）Ｌと増設ユニット５２の（−Ｄ）Ｒとを接続し、（−Ｄ）Ｌと（ａ２）Ｒ，（ａ２）Ｌと（ｂ２）Ｒ，（ｂ２）Ｌと（５）Ｒ，（５）Ｌと（ｃ２）Ｒとを接続する。これらが車種Ａ，Ｂに対応する流れである。更に、（ｃ２）Ｌと（ｄ２）Ｒ，（ｄ２）Ｌと（５）／Ｒ，（５）／Ｌと（ｃ２）Ｒ，（ｃ２）Ｌと（Ｅ）Ｒとを接続する。これらが車種Ｃ，Ｄに対応する流れである。
【００５２】
即ち、増設ユニット５２において車種Ａ〜Ｄを夫々選択した場合に行われる処理は、以下のようになる。
車種    処理
Ａ      飛ばし
Ｂ      １３Ｄ（上）：第１クランプ
Ｃ      飛ばし
Ｄ      １３Ｅ（上）：第２クランプ
【００５３】
次に、基本ユニット１１の（Ｅ）Ｌと動作ユニット１３Ｂの（６）Ｒとを接続するが、それに続く（６）Ｌ，動作ユニット１３Ｄの（７）Ｒ，（７）Ｌと動作ユニット１３Ｅの（８）Ｒとは、動作ユニット１３Ｂ，１３Ｄ，１３Ｅを並列動作させるため、並列動作用の６芯フラットケーブル５３によって接続する。即ち、コネクタの第６ピン（並列動作用信号出力端子）は、並列動作用の信号を入出力するために使用される。そして、（８）Ｌと起動ユニット１３Ｆの（９）Ｒ，（９）Ｌと起動ユニット１２Ｆの（Ｆ）Ｒ，（Ｆ）Ｌと動作ユニット１３Ｆの（１０）Ｒ，（１０）Ｌと起動ユニット１２Ａの（Ａ）Ｒとを接続する。
【００５４】
図１１は、上述したように複数（図１１では２つ）の動作ユニット１３を並列動作させる場合に、ケーブルカラーが緑である６芯フラットケーブル５３によって接続した状態を示すものである。その他のユニットは５芯フラットケーブル４１で接続されており、そのケーブルカラーはグレーとなっている。即ち、第１実施例のように複数の動作ユニット１３を全て直列に動作させる場合は、それらを５芯フラットケーブル４１で接続すれば良い。また、動作ユニット１３は、制御開始信号を常にコネクタ１９Ｌの第５ピン，第６ピンに同時に出力しているが、５芯フラットケーブル４１で接続した場合は第５ピンのみが
有効となる。
【００５５】
図１２は、２つ以上の動作ユニット１３が６芯フラットケーブル５３を介して接続された場合に、それらの並列動作を可能とするように動作するＣＰＵ２０の処理内容を示すフローチャートであり、第１実施例の図６相当図である。ＣＰＵ２０は、制御開始信号が入力されステップＳ１，Ｓ２を実行すると、制御開始信号が第６ピンに入力されたか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００５６】
即ち、動作ユニット１３が５芯フラットケーブル４１で接続されていれば、前記信号は第５ピンのみに入力されるためステップＳ５では「ＮＯ」と判断され、第１実施例と同様にステップＳ３，Ｓ４を実行する。一方、６芯フラットケーブル５３で接続されている場合は、制御開始信号が第６ピンにも入力されるのでステップＳ５では「ＹＥＳ」と判断される。この場合は、そのままステップＳ４に移行する。従って、下流側のユニットには、制御信号と略同時に制御開始信号が出力されるようになり、並列動作が実行される。
【００５７】
以上のように第２実施例によれば、信号出力用コネクタ１９に、外部より与えられる制御開始信号を受けた場合に、自身が制御対象とする機器より動作完了信号が出力されるのを待つことなく、制御開始信号を下流側のユニットに出力するための第６ピンを備えて、並列動作させるユニット間は６芯フラットケーブル５３で接続するようにした。従って、作業者は接続するケーブルを選択するだけで、複数の動作ユニット１３を直列動作させるか、並列動作させるかを容易に選択することができる。また、５芯フラットケーブル４１と６芯フラットケーブル５３とを色分けしたので、それらの色の違いによって並列動作させている動作ユニット１３がどの部分に該当するのかを、容易に認識することができる。
【００５８】
また、１つの製造工程において、４種類の車種Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを切替えて作業するために、生産指示ユニット５１及び５２を備え、これらのユニット５１及び５２に、各車種毎の作業形態に応じて変更される複数の制御対象機器を並列に接続し、複数の制御対象機器との間において信号の入出力先を切換え可能に構成した。従って、工程の一部の変更を容易且つ柔軟に行うことができる。
【００５９】
本発明は上記し、図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
制御ユニットは、動作ユニット１３のように２つの機能部（上，下）をセットにして構成する必要はなく、１つの機能部のみで構成しても良い。
信号入力用，信号出力用のコネクタ配置は、適宜変更して実施すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施例であり、制御システムを構成する各ユニットの構成を示す図
【図２】動作ユニットの電気的構成を概略的に示す機能ブロック図
【図３】基本ユニット及び起動ユニットについての図２相当図
【図４】図１に示す各ユニットを、制御対象機器に接続した場合の実態配線に近い電気的接続状態を示す図
【図５】基本ユニット,動作ユニット間を接続するためのケーブルの構成を示すもので、（ａ）は基本ユニットのＣＮ１側,（ｂ）は基本ユニットのＣＮ２側を示す図
【図６】動作ユニットを構成するＣＰＵによって実行される制御内容を示すフローチャート
【図７】基本ユニットまたは起動ユニットを構成するＣＰＵによる制御内容を示すフローチャート
【図８】図７に示すフローチャートに従った場合の処理内容の一例を示すタイミングチャート
【図９】本発明の第２実施例であり、自動車のドアを加工するための製造工程について作業サイクルを示す図
【図１０】（ａ）は、図９に示す作業サイクルを実行する場合の各ユニットの構成例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す各ユニット間の接続関係を説明する図
【図１１】２つの動作ユニットを並列動作させる場合に、６芯フラットケーブルを用いて接続した状態を示す図
【図１２】図６相当図
【図１３】従来技術を示す図１相当図
【符号の説明】
【００６１】
図面中、１１は基本ユニット（起動ユニット）、１２は起動ユニット、１３は動作ユニット（制御ユニット）、３８，４１はフラットケーブル、５１は生産指示ユニット（割込み用ユニット）、５２は増設ユニット（割込み用ユニット）、５３はフラットケーブルを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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