本發(fā)明涉及通信控制系統(tǒng)以及通信控制方法。

背景技術(shù)：

例如焊接中所用的產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人一般與焊接電源、定位器、滑塊這樣的外圍的裝置時(shí)刻同步地進(jìn)行動(dòng)作。作為使同步的方法，例如使用利用經(jīng)由rs-232c、rs-485、rs-422、ethernet(注冊(cè)商標(biāo))、can(controllerareanetwork)(注冊(cè)商標(biāo))等的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信控制的方法。

作為用于在裝置間取得同步的現(xiàn)有技術(shù)，例如在專利文獻(xiàn)1中記載了如下方案：在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與1個(gè)或多個(gè)控制裝置進(jìn)行通信的通信控制裝置中具有：非固定周期發(fā)送部，其在任意的時(shí)刻產(chǎn)生發(fā)送請(qǐng)求；固定周期發(fā)送部，其在固定周期產(chǎn)生發(fā)送請(qǐng)求；通信部，其將非固定周期發(fā)送部和固定周期發(fā)送部的發(fā)送數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；和調(diào)度部，其將固定周期發(fā)送部的發(fā)送內(nèi)容傳輸?shù)酵ㄐ挪?，運(yùn)算有發(fā)送請(qǐng)求的非固定周期發(fā)送部通信處理所需的通信處理時(shí)間，求取固定周期發(fā)送部的固定周期的剩余時(shí)間，將通信處理時(shí)間和固定周期的剩余時(shí)間進(jìn)行比較，將非固定周期發(fā)送部的發(fā)送內(nèi)容傳輸?shù)酵ㄐ挪俊?/p>

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：jp特開2012-170036號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

為了使多個(gè)裝置同步地進(jìn)行動(dòng)作，通常在裝置間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，例如有使用關(guān)節(jié)多的多軸的產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、或者使同步的裝置的數(shù)目增加，從而為了同步所收發(fā)的數(shù)據(jù)的容量增加的情況。其中，一般能在1次通信收發(fā)的數(shù)據(jù)容量有限制。為此，為了增加為了同步而收發(fā)的數(shù)據(jù)容量，而有在1次同步通信中不進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)而在各裝置間不能正常地進(jìn)行同步的情況。另外，專利文獻(xiàn)1的技術(shù)不是為了同步而收發(fā)的數(shù)據(jù)成為大容量的情況的技術(shù)。

本發(fā)明的目的在于，在為了使多個(gè)裝置同步地進(jìn)行動(dòng)作而收發(fā)的數(shù)據(jù)超過能在1次通信中收發(fā)的容量的情況下，也能使各裝置同步地動(dòng)作。

用于解決課題的手段

在相關(guān)的目的下，本發(fā)明是控制裝置和1個(gè)或多個(gè)控制對(duì)象裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接的通信控制系統(tǒng)，該通信控制系統(tǒng)的特征在于，控制裝置具備：存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)用于取得與控制對(duì)象裝置的同步的期間即同步周期和在同步周期的1個(gè)周期中設(shè)有多個(gè)的期間即通信周期的信息；運(yùn)算單元，其對(duì)每個(gè)控制對(duì)象裝置運(yùn)算用于對(duì)控制對(duì)象裝置指令同步地進(jìn)行動(dòng)作的控制指令；和通信控制單元，其根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元的信息進(jìn)行控制以使得在同步周期中與各控制對(duì)象裝置之間收發(fā)控制指令，將與各控制對(duì)象裝置對(duì)應(yīng)的各個(gè)控制指令分別分配到在同步周期中設(shè)有多個(gè)的通信周期當(dāng)中的至少1個(gè)通信周期，在每個(gè)通信周期收發(fā)包含所分配的控制指令的數(shù)據(jù)。

在此可以，在控制對(duì)象裝置中，分別包含至少1個(gè)以上焊接所用的產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人以及焊接電源，通信控制單元在同步周期中設(shè)有多個(gè)的通信周期的全部通信周期中，對(duì)產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人以及焊接電源進(jìn)行分別對(duì)應(yīng)的控制指令的收發(fā)。

另外可以，通信控制單元在通信周期中對(duì)控制對(duì)象裝置收發(fā)控制指令的定時(shí)位于將該通信周期均等地分割成3份的情況下的第1個(gè)區(qū)間內(nèi)或第2個(gè)區(qū)間內(nèi)的任一者。

進(jìn)而可以，同步周期為10msec以下的長(zhǎng)度，通信周期為5msec以下的長(zhǎng)度。

并且可以，通信控制系統(tǒng)還具備：分支裝置，其在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)于控制裝置與控制對(duì)象裝置之間，將從控制裝置的通信控制單元發(fā)送的數(shù)據(jù)依次發(fā)送到各控制對(duì)象裝置。

另外可以，網(wǎng)絡(luò)以有線的方式構(gòu)成。

另外，若從其他觀點(diǎn)來捕捉，本發(fā)明是在控制裝置與1個(gè)或多個(gè)控制對(duì)象裝置之間進(jìn)行通信并使該控制裝置與該1個(gè)或多個(gè)控制對(duì)象裝置同步，所述通信控制方法的特征在于，包括如下步驟：對(duì)每個(gè)控制對(duì)象裝置運(yùn)算用于對(duì)控制對(duì)象裝置指令同步地進(jìn)行動(dòng)作的控制指令；進(jìn)行控制，以使得在作為用于在控制裝置與控制對(duì)象裝置之間取得同步的期間而預(yù)先確定的同步周期中，在與各控制對(duì)象裝置之間收發(fā)控制指令；將與各控制對(duì)象裝置對(duì)應(yīng)的各個(gè)控制指令分配到在同步周期的1個(gè)周期中設(shè)有多個(gè)的期間即通信周期當(dāng)中的至少1個(gè)通信周期；和在每個(gè)該通信周期收發(fā)包含所分配的控制指令的數(shù)據(jù)。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，在為了使多個(gè)裝置同步地進(jìn)行動(dòng)作而收發(fā)的數(shù)據(jù)超過在1次通信能收發(fā)的容量的情況下，也能使各裝置同步地進(jìn)行動(dòng)作。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)的概略構(gòu)成的一例的圖。

圖2是表示本實(shí)施方式所涉及的控制裝置的功能構(gòu)成例的框圖。

圖3是表示控制裝置的硬件構(gòu)成例的圖。

圖4是表示在焊接系統(tǒng)中進(jìn)行的通信的處理過程的一例的流程圖。

圖5是用于說明在定期通信中控制裝置發(fā)送到各從屬裝置的控制指令幀的一例的圖。

圖6是用于說明在定期通信中控制裝置發(fā)送到各從屬裝置的控制指令幀的一例的圖。

圖7是用于說明在接觸傳感中將焊接機(jī)器人停止時(shí)進(jìn)行的通信的處理過程的一例的圖。

圖8是用于說明通過重發(fā)處理來收發(fā)控制指令幀的處理的一例的圖。

圖9是用于說明通過重發(fā)處理來收發(fā)控制指令幀的處理的一例的圖。

圖10是用于說明通過重發(fā)處理來收發(fā)控制指令幀的處理的一例的圖。

圖11是用于說明通過重發(fā)處理來收發(fā)控制指令幀的處理的一例的圖。

圖12是表示本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)的其他構(gòu)成例的圖。

圖13是表示在圖12所示的焊接系統(tǒng)中進(jìn)行的通信的處理過程的一例的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

<系統(tǒng)構(gòu)成>

首先說明具備本發(fā)明的通信控制系統(tǒng)的本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)1。圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)1的概略構(gòu)成的一例的圖。

如圖1所示那樣，本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)1具備控制裝置10、焊接機(jī)器人21、焊接電源22、定位器23、滑塊24、數(shù)字輸入裝置25和數(shù)字輸出裝置26。在此控制裝置10是主機(jī)，其他焊接機(jī)器人21、焊接電源22、定位器23、滑塊24、數(shù)字輸入裝置25、數(shù)字輸出裝置26作為從機(jī)發(fā)揮功能。并且焊接系統(tǒng)1構(gòu)成為：通過從主機(jī)發(fā)送的幀依次通過全部從機(jī)、折返再度返回主機(jī)來使主機(jī)以及從機(jī)同步地動(dòng)作。

以下在不需要區(qū)別焊接機(jī)器人21、焊接電源22、定位器23、滑塊24、數(shù)字輸入裝置25、數(shù)字輸出裝置26的情況下，有時(shí)稱作從屬裝置20。另外，在本實(shí)施方式中，作為控制對(duì)象裝置的一例而使用從屬裝置20。

另外，在本實(shí)施方式中，在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行有線的通信，在通信方式中說明為使用ethercat(注冊(cè)商標(biāo))的方式，但并不限于這樣的構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，通信方式的種類并不限于ethercat，既可以是有線的通信，也可以是無線的通信。

控制裝置10是對(duì)焊接系統(tǒng)1中的處理進(jìn)行控制的裝置，對(duì)各從屬裝置20生成用于指令同步地進(jìn)行動(dòng)作那樣的控制指令。在此，控制裝置10按每個(gè)從屬裝置20生成控制指令，將所生成的控制指令存放在幀并發(fā)送到各從屬裝置20。即，在控制裝置10作為從屬裝置20的控制指令而發(fā)送的幀(以下稱作控制指令幀)中存放例如焊接機(jī)器人21用的控制指令的數(shù)據(jù)、焊接電源22用的控制指令的數(shù)據(jù)等。

另外，每當(dāng)控制裝置10發(fā)送控制指令幀，就預(yù)先確定用于在控制裝置10與從屬裝置20之間取得同步的期間(以下稱作同步周期)。另外還預(yù)先確定將同步周期進(jìn)一步分割的期間即通信周期。即，在同步周期的1個(gè)周期中設(shè)有多個(gè)比同步周期短的通信周期，同步周期具有2個(gè)通信周期以上的長(zhǎng)度。

在此，為了在焊接系統(tǒng)1中使同步地動(dòng)作而收發(fā)的幀的格式例如以ethercat那樣的通信方式確定，還決定能在1次收發(fā)的幀的最大容量(例如1500字節(jié))。為此，即使發(fā)送超過最大容量的字節(jié)數(shù)的控制指令幀，例如也會(huì)在接收側(cè)的裝置被丟棄，不能正常地進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。在本實(shí)施方式中，控制裝置10若想要將全部的從屬裝置20用的控制指令存放在1個(gè)控制指令幀中，就會(huì)超過確定的幀的最大容量。

為此，控制裝置10不是將全部從屬裝置20用的控制指令集中在1個(gè)通信周期通過1次進(jìn)行發(fā)送，而是使各從屬裝置20用的控制指令分散在在同步周期中設(shè)有多個(gè)的通信周期的各個(gè)周期，從而容納在幀的最大容量中。然后控制裝置10在每個(gè)通信周期生成控制指令幀并發(fā)送。

例如在同步周期內(nèi)的第1個(gè)通信周期，控制裝置10將焊接機(jī)器人21用的控制指令的數(shù)據(jù)、焊接電源22用的控制指令的數(shù)據(jù)、數(shù)字輸出裝置26用的控制指令的數(shù)據(jù)存放在控制指令幀中并發(fā)送。接下來，例如在同步周期內(nèi)的第2個(gè)通信周期，控制裝置10將焊接機(jī)器人21用的控制指令的數(shù)據(jù)、焊接電源22用的控制指令的數(shù)據(jù)、定位器23用的控制指令的數(shù)據(jù)、滑塊24用的控制指令的數(shù)據(jù)存放在控制指令幀中并發(fā)送。其中，控制裝置10為了在與全部從屬裝置20之間取得同步，將各個(gè)從屬裝置20用的控制指令分配到同步周期中設(shè)有多個(gè)的通信周期當(dāng)中至少1個(gè)通信周期并發(fā)送。

另外，控制裝置10在每個(gè)同步周期對(duì)各從屬裝置20發(fā)送用于通知同步的定時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)?？刂蒲b置10在每個(gè)同步周期重復(fù)執(zhí)行這樣的發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)以及控制指令幀的處理，從而進(jìn)行在與各從屬裝置20之間取得同步的控制。

接下來說明各從屬裝置20。

焊接機(jī)器人21具備有多個(gè)關(guān)節(jié)的臂(arm)，進(jìn)行與焊接相關(guān)的各種作業(yè)。另外，在焊接機(jī)器人21的臂的前端設(shè)有用于對(duì)工件進(jìn)行焊接作業(yè)的焊炬。

焊接電源22對(duì)保持于焊接機(jī)器人21的焊炬的電極(例如焊絲)提供電力。通過由焊接電源22提供電力，從而在設(shè)于焊接機(jī)器人21的焊炬的電極產(chǎn)生電弧。

定位器23調(diào)節(jié)工件的位置。

滑塊24配置于焊接機(jī)器人21的下方，使焊接機(jī)器人21移動(dòng)。

數(shù)字輸入裝置25例如是鍵盤、觸控面板顯示器，從外部接受數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的輸入。

數(shù)字輸出裝置26例如是具有顯示器的顯示裝置，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到外部。

然后，各從屬裝置20若接收到存放給自身的控制指令的數(shù)據(jù)(以下將控制裝置10生成的控制指令的數(shù)據(jù)稱作命令數(shù)據(jù))的控制指令幀，就從控制指令幀中取得給自身的命令數(shù)據(jù)。另外，各從屬裝置20將時(shí)鐘信號(hào)的接收間隔作為同步周期，在每個(gè)接收到時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)使在1個(gè)同步周期內(nèi)取得完畢的命令數(shù)據(jù)的控制指令得以反映，來執(zhí)行動(dòng)作。

另外，各從屬裝置20若接收到存放給自身的命令數(shù)據(jù)的控制指令幀，則生成反饋在所接收到的時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)作狀況(即接收到的時(shí)間點(diǎn)的控制指令的執(zhí)行結(jié)果)的內(nèi)容的數(shù)據(jù)(以下將作為控制指令的執(zhí)行結(jié)果而生成的數(shù)據(jù)稱作監(jiān)視數(shù)據(jù))。然后，各從屬裝置20取代給自身的命令數(shù)據(jù)而將所生成的監(jiān)視數(shù)據(jù)存放于控制指令幀中，發(fā)送給控制裝置10。

如此，控制指令幀從控制裝置10被發(fā)送到各從屬裝置20，在由全部從屬裝置20被接收后，折返還通過全部從屬裝置20，并最終返回到控制裝置10。然后，控制裝置10取得存放于返回的控制指令幀的各從屬裝置20的監(jiān)視數(shù)據(jù)。在控制裝置10與各從屬裝置20之間交換命令數(shù)據(jù)以及監(jiān)視數(shù)據(jù)，從而由控制裝置10進(jìn)行同步控制。

<控制裝置的功能構(gòu)成>

接下來說明本實(shí)施方式所涉及的控制裝置10的功能構(gòu)成。圖2是表示本實(shí)施方式所涉及的控制裝置10的功能構(gòu)成例的框圖?？刂蒲b置10具備：生成針對(duì)各從屬裝置20的控制指令并輸出控制指令幀的控制指令部11；存儲(chǔ)與同步周期以及通信周期相關(guān)的信息的存儲(chǔ)部12；和在與各從屬裝置20之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)的通信部13。

控制指令部11運(yùn)算指定各從屬裝置20的動(dòng)作的指定值來生成命令數(shù)據(jù)。然后控制指令部11將存放所生成的命令數(shù)據(jù)的控制指令幀經(jīng)由通信部13發(fā)送到各從屬裝置20。另外，控制指令部11從通信部13收到通過各從屬裝置20而返回的控制指令幀，取得存放于收到的控制指令幀的監(jiān)視數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)各從屬裝置20的處理結(jié)果。進(jìn)而，控制指令部11在每個(gè)同步周期對(duì)各從屬裝置20發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。

另外，控制指令部11在對(duì)各從屬裝置20發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)、控制指令幀前，將用于進(jìn)行從屬裝置20的動(dòng)作中所用的參數(shù)的設(shè)定以及參數(shù)的補(bǔ)正等的指令發(fā)送給各從屬裝置20。這里發(fā)送的指令相對(duì)于在同步周期或通信周期那樣一定周期發(fā)送的定期性的指令是不定期發(fā)送的指令，利用同步周期、通信周期的剩余時(shí)間發(fā)送。以下，將這樣的為了從屬裝置20的參數(shù)設(shè)定等而進(jìn)行的通信稱作非定期通信，將在進(jìn)行非定期通信后的同步周期或通信周期進(jìn)行的通信稱作定期通信。在本實(shí)施方式中，作為運(yùn)算單元、通信控制單元的一例而使用控制指令部11。

存儲(chǔ)部12存儲(chǔ)確定與同步周期以及通信周期相關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫(以下稱作同步db)。在該同步db中存儲(chǔ)同步周期以及通信周期的時(shí)間的長(zhǎng)度、在同步周期中對(duì)給各從屬裝置20的命令數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送的通信周期的定時(shí)、給各從屬裝置20的命令數(shù)據(jù)被存放的控制指令幀內(nèi)的位置等信息。該同步db的信息用于控制指令部11在定期通信中發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)以及控制指令幀時(shí)。在本實(shí)施方式中，作為存儲(chǔ)單元的一例而使用存儲(chǔ)部12。

通信部13在定期通信以及非定期通信中進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。例如在定期通信中，通信部13將控制指令部11生成的控制指令幀從控制裝置10發(fā)送到各從屬裝置20。另外，通信部13接收通過各從屬裝置20而返回的控制指令幀，將接收到的控制指令幀輸出給控制指令部11。

<控制裝置的硬件構(gòu)成>

接下來說明控制裝置10的硬件構(gòu)成。圖3是表示控制裝置10的硬件構(gòu)成例的圖。

如圖3所示那樣，控制裝置10例如由通用的pc(personalcomputer，個(gè)人計(jì)算機(jī))等實(shí)現(xiàn)，具備cpu101和作為存儲(chǔ)區(qū)域的主存儲(chǔ)器102以及磁盤裝置(hdd：harddiskdrive，硬盤驅(qū)動(dòng)器)103。在此，cpu101執(zhí)行os(operatingsystem，操作系統(tǒng))、應(yīng)用軟件等各種程序，實(shí)現(xiàn)控制裝置10的各功能。另外，主存儲(chǔ)器102是存儲(chǔ)各種程序或其執(zhí)行中所用的數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)區(qū)域，hdd(磁盤裝置)103是存儲(chǔ)對(duì)各種程序的輸入數(shù)據(jù)、來自各種程序的輸出數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)區(qū)域。

另外，控制裝置10具備：用于進(jìn)行與外部的通信的通信i/f104；由視頻存儲(chǔ)器、顯示器等構(gòu)成的顯示機(jī)構(gòu)105；鍵盤、鼠標(biāo)等輸入器件106；和用于對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫的驅(qū)動(dòng)器107。

并且例如通過cpu101執(zhí)行os、應(yīng)用軟件等各種程序來實(shí)現(xiàn)控制裝置10中的控制指令部11的功能。另外，存儲(chǔ)部12例如由hdd103實(shí)現(xiàn)。進(jìn)而通信部13例如由通信i/f104實(shí)現(xiàn)。其中圖3只是硬件的構(gòu)成例，控制裝置10并不限定于圖示的構(gòu)成。另外，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式的程序能存放在磁盤、光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、其他記錄介質(zhì)中來分發(fā)，或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，由此提供。

<通信的處理過程>

接下來說明在焊接系統(tǒng)1中進(jìn)行的通信的處理過程。圖4是表示在焊接系統(tǒng)1中進(jìn)行的通信的處理過程的一例的流程圖。

首先，若作業(yè)者將控制裝置10的電源接通，則控制裝置10的控制指令部11取得存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部12的同步db的信息(步驟101)。接下來，控制指令部11檢測(cè)存在于焊接系統(tǒng)1內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)上的各從屬裝置20(步驟102)。在此，在各從屬裝置20的檢測(cè)時(shí)，預(yù)先將各從屬裝置20的ip地址等信息存儲(chǔ)在同步db等中。然后控制指令部11對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，來檢測(cè)具有預(yù)先確定的ip地址的從屬裝置20在網(wǎng)絡(luò)上以怎樣的順序配置。

接下來，控制指令部11為了進(jìn)行檢測(cè)到的各從屬裝置20中的參數(shù)設(shè)定以及參數(shù)的補(bǔ)正，經(jīng)由通信部13對(duì)各從屬裝置20發(fā)送非定期通信的指令(步驟103)。在通過非定期通信的指令進(jìn)行各從屬裝置20的參數(shù)設(shè)定以及補(bǔ)正后，控制指令部11開始定期通信(步驟104)。

在定期通信中，控制指令部11根據(jù)在步驟101取得的同步db的信息在每個(gè)同步周期生成時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)送給各從屬裝置20。另外，控制指令部11對(duì)每個(gè)從屬裝置20生成命令數(shù)據(jù)。然后，控制指令部11根據(jù)同步db的信息將與各從屬裝置20對(duì)應(yīng)的各個(gè)命令數(shù)據(jù)分配到同步周期中的通信周期的至少1個(gè)通信周期，將包含所分配的命令數(shù)據(jù)的控制指令幀在每個(gè)通信周期進(jìn)行發(fā)送。

另外，控制指令部11收到通過全部從屬裝置20而返回的控制指令幀，根據(jù)存放于控制指令幀的監(jiān)視數(shù)據(jù)來認(rèn)識(shí)各從屬裝置20的處理結(jié)果。這樣的控制指令幀的收發(fā)在每個(gè)通信周期進(jìn)行，從而成為1個(gè)同步周期的處理。進(jìn)而，重復(fù)執(zhí)行1個(gè)同步周期的處理來進(jìn)行控制，以使得各從屬裝置20同步地動(dòng)作。

<在定期通信中發(fā)送的控制指令幀的說明>

接下來說明在定期通信中由控制裝置10對(duì)各從屬裝置20發(fā)送的控制指令幀。圖5以及圖6是用于說明在定期通信中由控制裝置10對(duì)各從屬裝置20發(fā)送的控制指令幀的一例的圖。在圖5以及圖6所示的示例中，同步周期被分割成5份，在同步周期中包含5個(gè)通信周期。另外，預(yù)先確定為同步周期為5msec，通信周期為1msec。

如圖5所示那樣，數(shù)據(jù)1～數(shù)據(jù)6是作為給從屬裝置20的命令數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)從屬裝置20生成的數(shù)據(jù)。在此，數(shù)據(jù)1是焊接機(jī)器人21用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)2是焊接電源22用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)3是定位器23用的數(shù)據(jù)。另外，數(shù)據(jù)4是滑塊24用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)5是數(shù)字輸入裝置25用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)6是數(shù)字輸出裝置26用的數(shù)據(jù)。

并且控制裝置10根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部12的同步db將給各從屬裝置20的數(shù)據(jù)即數(shù)據(jù)1～數(shù)據(jù)6分配到各通信周期來發(fā)送。在圖5所示的示例中，在第1個(gè)通信周期發(fā)送數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)6。在第2個(gè)通信周期發(fā)送數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3、數(shù)據(jù)4。在第3個(gè)通信周期，與第2個(gè)通信周期同樣地發(fā)送數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3、數(shù)據(jù)4。在第4個(gè)通信周期發(fā)送數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)5。在最后的第5個(gè)通信周期發(fā)送數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2。

附帶一提，焊接機(jī)器人21用的數(shù)據(jù)1、焊接電源22用的數(shù)據(jù)2在5個(gè)通信周期的全部中都進(jìn)行收發(fā)。另外，定位器23用的數(shù)據(jù)3、滑塊24用的數(shù)據(jù)4在5個(gè)通信周期當(dāng)中第2個(gè)以及第3個(gè)通信周期進(jìn)行收發(fā)。進(jìn)而，數(shù)字輸入裝置25用的數(shù)據(jù)5在第4個(gè)通信周期進(jìn)行收發(fā)，數(shù)字輸出裝置26用的數(shù)據(jù)6在第1個(gè)通信周期進(jìn)行收發(fā)。

具體地，若如圖6所示那樣將定期通信的開始時(shí)間設(shè)為“0msec”，則從發(fā)送開始起1msec后發(fā)送存放有數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)6的控制指令幀。同樣地，作為相同同步周期內(nèi)的處理，在發(fā)送開始起2msec后、發(fā)送開始起3msec后、發(fā)送開始起4msec后、發(fā)送開始起5msec后發(fā)送控制指令幀。另外，若在發(fā)送開始起5msec后、第5個(gè)通信周期進(jìn)行控制指令幀的收發(fā)，則1個(gè)同步周期結(jié)束。然后開始下一同步周期。即，在發(fā)送開始起6msec后、下一同步周期的第1個(gè)通信周期發(fā)送存放數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)6的控制指令幀。

通過如此將用于同步地進(jìn)行動(dòng)作的數(shù)據(jù)分配到各通信周期，從而不超過能在1次收發(fā)的幀的最大容量那樣進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。另外，為了在控制裝置10以及各從屬裝置20同步地進(jìn)行動(dòng)作，各從屬裝置20用的數(shù)據(jù)在1次同步周期中的多個(gè)通信周期當(dāng)中至少任意1個(gè)通信周期收發(fā)即可。即，在圖6所示的示例中，數(shù)據(jù)1～數(shù)據(jù)6的各數(shù)據(jù)在被分割成5份的通信周期當(dāng)中至少任意1個(gè)通信周期收發(fā)即可。

另外，各從屬裝置20在每個(gè)接收到時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)使在1個(gè)同步周期內(nèi)取得完畢的命令數(shù)據(jù)得以反映而動(dòng)作，但在取得完畢的命令數(shù)據(jù)有多個(gè)的情況下，使最后取得的命令數(shù)據(jù)得以反映。即，從屬裝置20在1個(gè)同步周期內(nèi)接收到多個(gè)命令數(shù)據(jù)的情況下，使在該同步周期的最后接收到的命令數(shù)據(jù)得以反映。

在圖6所示的示例中，由于對(duì)焊接機(jī)器人21以及焊接電源22在同步周期內(nèi)在5個(gè)通信周期的全部都發(fā)送命令數(shù)據(jù)，因此反映在最后的第5個(gè)通信周期發(fā)送的命令數(shù)據(jù)的內(nèi)容。即，在第1個(gè)～第4個(gè)通信周期接收到命令數(shù)據(jù)時(shí)，焊接機(jī)器人21以及焊接電源22存放表示該時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)作狀況的監(jiān)視數(shù)據(jù)并發(fā)送給控制裝置10，但結(jié)果第1個(gè)～第4個(gè)通信周期的命令數(shù)據(jù)并未使用在動(dòng)作的執(zhí)行中。

同樣地，在定位器23以及滑塊24中，由于在同步周期內(nèi)在第2個(gè)以及第3個(gè)通信周期發(fā)送命令數(shù)據(jù)，因此反映在第3個(gè)通信周期發(fā)送的命令數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

另外，在由于噪聲等的產(chǎn)生的原因而未正常進(jìn)行命令數(shù)據(jù)的收發(fā)的情況下，在相同的同步周期內(nèi)采用前1個(gè)命令數(shù)據(jù)。例如在焊接機(jī)器人21中，在第5個(gè)通信周期未正常進(jìn)行命令數(shù)據(jù)的收發(fā)的情況下，反映在前1個(gè)的第4個(gè)通信周期收發(fā)的命令數(shù)據(jù)的內(nèi)容。為此，通過在1次同步周期中在2個(gè)以上的通信周期進(jìn)行命令數(shù)據(jù)的收發(fā)，從而與例如在1次同步周期中僅在1個(gè)通信周期進(jìn)行命令數(shù)據(jù)的收發(fā)的構(gòu)成比較，變得易于確保命令數(shù)據(jù)，提升了同步控制的可靠性。

另外，例如從電弧仿形的穩(wěn)定性提升、接觸傳感的精度提升等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選同步周期以及通信周期短。在此，所謂電弧仿形是指如下功能：在焊接作業(yè)中，即使與示教的焊接線的軌跡產(chǎn)生偏離，也能將焊炬的前端與焊接線的相對(duì)位置保持得恒定，從而焊炬的目標(biāo)的位置不會(huì)從坡口偏離。另外，所謂接觸傳感是指如下功能：預(yù)先在工件與焊絲之間施加電壓，利用焊絲接觸到工件時(shí)產(chǎn)生的電壓降的現(xiàn)象來檢測(cè)工件的位置，根據(jù)檢測(cè)到的工件的位置來補(bǔ)正焊接機(jī)器人21的位置。

圖7是用于說明在接觸傳感中在將焊接機(jī)器人21停止時(shí)進(jìn)行的通信的處理過程的一例的圖。首先，在焊絲接觸到工件時(shí)，焊接電源22探測(cè)因接觸而產(chǎn)生的電壓降(步驟201)。然后焊接電源22將通知進(jìn)行了接觸這一情況的監(jiān)視數(shù)據(jù)存放在控制指令幀，并發(fā)送給控制裝置10。

接下來，控制裝置10若接收到通知焊絲接觸到工件這一情況的監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟202)，則將使焊接機(jī)器人21的動(dòng)作停止的命令作為對(duì)焊接機(jī)器人21的命令數(shù)據(jù)存放在控制指令幀。然后控制裝置10將控制指令幀發(fā)送給焊接機(jī)器人21，執(zhí)行停止命令(步驟203)。然后，焊接機(jī)器人21若接受停止命令，就執(zhí)行使動(dòng)作停止的處理(步驟204)。

在此如圖5以及圖6所示那樣，在1個(gè)同步周期內(nèi)的各通信周期，通常對(duì)同一從屬裝置20生成相同內(nèi)容的命令數(shù)據(jù)。但作為例外，有關(guān)于與命令數(shù)據(jù)內(nèi)的停止命令相當(dāng)?shù)谋忍夭糠旨词乖?個(gè)同步周期內(nèi)也生成不同的值的比特部分。然后，接受到停止命令的從屬裝置20進(jìn)行使動(dòng)作停止的處理。在圖7所示的示例中，在步驟201～204收發(fā)2個(gè)控制指令幀，但由于在步驟203進(jìn)行停止命令，因此2個(gè)控制指令幀的命令數(shù)據(jù)的內(nèi)容不同。

如此在步驟201～204，從焊接電源22探測(cè)到接觸起到焊接機(jī)器人21停止為止，進(jìn)行2個(gè)控制指令幀的收發(fā)。為此，對(duì)焊接機(jī)器人21以及焊接電源22在同步周期內(nèi)在5個(gè)通信周期的全部收發(fā)控制指令幀，由于通過在控制裝置10探測(cè)到接觸的下一通信周期發(fā)送反映了停止命令比特的命令數(shù)據(jù)，從而停止命令的收發(fā)間隔縮短，因此從焊接電源22探測(cè)到接觸起到焊接機(jī)器人21停止為止的時(shí)間變短，能進(jìn)行精度良好的接觸傳感。

另外，關(guān)于電弧仿形，也由于是通信周期越短則控制裝置10接收到焊接機(jī)器人21中的焊炬的位置信息等的間隔越短，因此穩(wěn)定性得到提升。進(jìn)而，關(guān)于同步周期，也是同步周期越短則與各同步周期對(duì)應(yīng)的對(duì)命令數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)的間隔自身越短。由此進(jìn)行精度良好的接觸傳感，電弧仿形的穩(wěn)定性也變高。作為同步周期，在是例如大于0msec且10msec以下的長(zhǎng)度的情況下，進(jìn)行高精度的接觸傳感以及電弧仿形。另外，作為通信周期，在是例如大于0msec且5msec以下的長(zhǎng)度的情況下，進(jìn)行高精度的接觸傳感以及電弧仿形。

進(jìn)而如圖7所示那樣，在接觸傳感中，使用控制指令幀在焊接機(jī)器人21以及焊接電源22與控制裝置10之間進(jìn)行交換。為此，存放焊接機(jī)器人21用的命令數(shù)據(jù)以及焊接電源22用的命令數(shù)據(jù)的控制指令幀的收發(fā)間隔越短，接觸傳感的精度就越提升。即，如圖5以及圖6所示那樣，對(duì)焊接機(jī)器人21以及焊接電源22的命令數(shù)據(jù)優(yōu)選在1個(gè)同步周期中設(shè)有多個(gè)通信周期的全部期間進(jìn)行收發(fā)。

另外，對(duì)焊接機(jī)器人21以及焊接電源22的控制指令并不限于接觸傳感，與對(duì)其他從屬裝置20的控制指令比較在焊接作業(yè)是重要的要素。為此，通過在通信周期的全部期間收發(fā)這些控制指令，從而易于在控制裝置10與焊接機(jī)器人21以及焊接電源22之間同步地進(jìn)行動(dòng)作，提升了焊接作業(yè)的品質(zhì)。

<重發(fā)處理的說明>

接下來說明在定期通信中進(jìn)行的重發(fā)處理。在定期通信中，在控制指令幀的收發(fā)失敗的情況下進(jìn)行重試的重發(fā)處理。圖8～11是用于說明通過重發(fā)處理來收發(fā)控制指令幀的處理的一例的圖。在圖8～11所示的示例中，同步周期為5msec，通信周期為1msec。另外，對(duì)如圖5以及圖6所示的焊接機(jī)器人21那樣，在1個(gè)同步周期內(nèi)的全部通信周期收發(fā)命令數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行說明。

在此有如下情況：在各從屬裝置20中，在同步周期的期間內(nèi)，由于各從屬裝置20的制約而存在不能使用接收到的命令數(shù)據(jù)的期間(以下稱作不能使用區(qū)域)。在從屬裝置20中，若在該不能使用區(qū)域進(jìn)行控制指令幀的接收，就不使用控制指令幀的命令數(shù)據(jù)。在圖8～11所示的示例中，不能使用區(qū)域在同步周期內(nèi)存在于相當(dāng)于最初的通信周期的第1個(gè)通信周期和相當(dāng)于最后的通信周期的第5個(gè)通信周期。另外，在圖8～10所示的示例中，不能使用區(qū)域的長(zhǎng)度是通信周期的1/4(即250μsec)，在圖11所示的示例中，短于通信周期的1/4，據(jù)此進(jìn)行說明。

首先在圖8所示的示例中，不進(jìn)行重發(fā)處理，在各通信周期進(jìn)行1個(gè)控制指令幀的收發(fā)。另外，控制指令幀的收發(fā)在各通信周期的結(jié)束附近進(jìn)行。附帶一提，在將通信周期均等地從前起分割成「初始區(qū)間」、「中間區(qū)間」、「終期區(qū)間」這3個(gè)區(qū)間的情況下，在第3個(gè)終期區(qū)間進(jìn)行控制指令幀的收發(fā)。為此，在同步周期在第5個(gè)通信周期接收到的控制指令幀由于進(jìn)入不能使用區(qū)域，因此未被使用。

接下來，圖9所示的示例表示在各通信周期的結(jié)束附近(終期區(qū)間)進(jìn)行控制指令幀的收發(fā)、進(jìn)而進(jìn)行重發(fā)處理的情況。在該重發(fā)處理中，由于控制指令幀的收發(fā)失敗，因此最多2次重發(fā)，來補(bǔ)足收發(fā)。另外，與圖8所示的示例同樣，由于在同步周期內(nèi)在第5個(gè)通信周期發(fā)送的控制指令幀進(jìn)入到不能使用區(qū)域，因此未被使用。為此，在同步周期內(nèi)能使用的控制指令幀的數(shù)量將重發(fā)的份包括在內(nèi)而成為12個(gè)。

另一方面，在圖10所示的示例中，示出控制指令幀的收發(fā)在通信周期的中央附近進(jìn)行、進(jìn)而進(jìn)行重發(fā)處理的情況。附帶一提，控制指令幀的收發(fā)在將通信周期分割成3份的情況下的中間區(qū)間進(jìn)行，進(jìn)而進(jìn)行重發(fā)處理。在該重發(fā)處理中，在同步周期內(nèi)在第5個(gè)通信周期發(fā)送的控制指令幀由于不進(jìn)入不能使用區(qū)域，因此能使用。為此，在同步周期內(nèi)能使用的控制指令幀的數(shù)量將重發(fā)的份也包括在內(nèi)而成為13個(gè)。如此，若控制指令幀的收發(fā)在通信周期的中央附近(中間區(qū)間)進(jìn)行，則例如有如下情況：與圖9那樣在通信周期的結(jié)束附近(終期區(qū)間)進(jìn)行控制指令幀的收發(fā)的情況比較，在同步周期內(nèi)能收發(fā)的控制指令幀的數(shù)量增加。若在同步周期內(nèi)能收發(fā)的控制指令幀的數(shù)量增加，就會(huì)易于確保命令數(shù)據(jù)，同步控制的可靠性得到提升。

附帶一提，不能使用區(qū)域由于也存在于第1個(gè)通信周期中，因此緊接該不能使用區(qū)域之后設(shè)定收發(fā)控制指令幀的定時(shí)即可。在圖11所示的示例中，與圖8～圖10的示例比較，同步周期以及通信周期的長(zhǎng)度相同，縮短了不能使用區(qū)域。

如圖11所示那樣，若不能使用區(qū)域比圖8～10的情況更短，則由于在通信周期的中央附近之前、即將通信周期分割成3份的情況下的初始區(qū)間進(jìn)行控制指令幀的收發(fā)，因而在第5個(gè)通信周期被重發(fā)的控制指令幀也不進(jìn)入不能使用區(qū)域地被收發(fā)。為此在圖11所示的示例中，同步周期內(nèi)中能使用的控制指令幀的數(shù)量將重發(fā)的份也包括在內(nèi)而成為15個(gè)。附帶一提，如圖9～圖11所示那樣，收發(fā)控制指令幀的定時(shí)考慮用于在該收發(fā)失敗的情況下重發(fā)控制指令幀的期間而優(yōu)選位于將通信周期均等分割成3份的情況下的第1個(gè)初始區(qū)間內(nèi)或第2個(gè)中間區(qū)間內(nèi)的任一者。若進(jìn)一步考慮不能使用區(qū)域長(zhǎng)的情況，則收發(fā)控制指令幀的定時(shí)更優(yōu)選位于將通信周期均等分割成3份的情況下的第2個(gè)中間區(qū)間內(nèi)。

另外，如上述，不能使用區(qū)域的長(zhǎng)度根據(jù)制約對(duì)每個(gè)從屬裝置20決定。由此，控制指令幀的收發(fā)的定時(shí)例如以焊接系統(tǒng)1內(nèi)的全部從屬裝置20中不能使用區(qū)域的最長(zhǎng)的區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，以使得不會(huì)進(jìn)入任一個(gè)從屬裝置20的不能使用區(qū)域。

<焊接系統(tǒng)的其他構(gòu)成例>

接下來說明本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)1的其他構(gòu)成例。圖12是表示本實(shí)施方式所涉及的焊接系統(tǒng)1的其他構(gòu)成例的圖。在圖12所示的構(gòu)成中，在圖1所示的構(gòu)成中新設(shè)置分支裝置30。該分支裝置30在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)于控制裝置10與從屬裝置20之間，與各從屬裝置20連接。在此，圖1所示的焊接系統(tǒng)1構(gòu)成為：在控制裝置10生成的數(shù)據(jù)依次通過各從屬裝置20，折返再度返回控制裝置10。另一方面，圖12所示的焊接系統(tǒng)1構(gòu)成為：從控制裝置10向各從屬裝置20的通信經(jīng)由分支裝置30進(jìn)行。

例如在某數(shù)據(jù)從控制裝置10發(fā)送的情況下，首先由分支裝置30接收數(shù)據(jù)。之后分支裝置30將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到焊接機(jī)器人21，折返地從焊接機(jī)器人21再度接收數(shù)據(jù)。接下來，分支裝置30將數(shù)據(jù)發(fā)送到焊接電源22，折返地從焊接電源22再度接收數(shù)據(jù)。如此，從控制裝置10發(fā)送的數(shù)據(jù)首先被發(fā)送到分支裝置30，之后從分支裝置30對(duì)各從屬裝置20依次發(fā)送。然后分支裝置30對(duì)最后的從屬裝置20即數(shù)字輸出裝置26發(fā)送數(shù)據(jù)，若折返地從數(shù)字輸出裝置26再度接收數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)回送給控制裝置10。

在此，在存在電源斷開的從屬裝置20或發(fā)生錯(cuò)誤的從屬裝置20那樣未正常動(dòng)作的從屬裝置20的情況下，控制裝置10進(jìn)行將未正常動(dòng)作的從屬裝置20從網(wǎng)絡(luò)切斷的處理。即，控制裝置10對(duì)分支裝置30進(jìn)行控制，以使得將未正常動(dòng)作的從屬裝置20從網(wǎng)絡(luò)切斷，從而不對(duì)切斷的從屬裝置20發(fā)送數(shù)據(jù)。

具體地，控制裝置10例如對(duì)分支裝置30發(fā)出命令，以使得阻斷與未正常動(dòng)作的從屬裝置20連接的分支裝置30的端口。為此例如在焊接電源22的電源成為斷開的情況下，分支裝置30在向焊接機(jī)器人21發(fā)送數(shù)據(jù)后，將從焊接機(jī)器人21回送來的數(shù)據(jù)發(fā)送到定位器23，而不是焊接電源22。

圖13是表示在圖12所示的焊接系統(tǒng)1進(jìn)行的通信的處理過程的一例的流程圖。

首先，若作業(yè)者將控制裝置10的電源接通，則控制裝置10的控制指令部11取得存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部12的同步db的信息(步驟301)。接下來，控制指令部11檢測(cè)經(jīng)由分支裝置30連接的各從屬裝置20(步驟302)。然后控制指令部11將在網(wǎng)絡(luò)上未正常動(dòng)作的從屬裝置20判斷為無效的裝置，控制分支裝置30以進(jìn)行從網(wǎng)絡(luò)切斷的處理(步驟303)。

接下來，控制指令部11為了進(jìn)行檢測(cè)到的各從屬裝置20中的參數(shù)設(shè)定以及參數(shù)的補(bǔ)正，經(jīng)由通信部13對(duì)各從屬裝置20發(fā)送非定期通信的指令(步驟304)。該非定期通信的指令首先從控制裝置10發(fā)送到分支裝置30，之后對(duì)在步驟303從網(wǎng)絡(luò)切斷的從屬裝置20以外的其他從屬裝置20依次發(fā)送。在通過非定期通信的指令進(jìn)行各從屬裝置20的參數(shù)設(shè)定以及補(bǔ)正后，控制指令部11開始定期通信(步驟305)。

在定期通信中，控制指令部11與圖4所示的步驟104同樣，根據(jù)同步db的信息在每個(gè)同步周期生成時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)送到分支裝置30。另外，控制指令部11根據(jù)同步db的信息在1個(gè)同步周期中設(shè)有多個(gè)的通信周期的每一個(gè)周期生成控制指令幀，發(fā)送到分支裝置30。分支裝置30不將從控制裝置10發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)以及控制指令幀發(fā)送到在步驟303從網(wǎng)絡(luò)切斷的從屬裝置20，而對(duì)其他從屬裝置20依次發(fā)送。另外，控制指令幀在被發(fā)送到除了從網(wǎng)絡(luò)切斷的從屬裝置20以外的全部從屬裝置20之后，從分支裝置30回送到控制裝置10。

如此在圖12所示的焊接系統(tǒng)1中，控制裝置10發(fā)送的數(shù)據(jù)不對(duì)在網(wǎng)絡(luò)上未正常動(dòng)作的從屬裝置20發(fā)送，而對(duì)其他從屬裝置20依次發(fā)送。在此，在圖1所示的焊接系統(tǒng)1中，由于從控制裝置10到各從屬裝置20連續(xù)地連接，因此有例如若某從屬裝置20的電源切斷則在焊接系統(tǒng)1全體不進(jìn)行同步控制的通信的情況。另一方面，在圖12所示的構(gòu)成中，在焊接系統(tǒng)1內(nèi)存在未正常動(dòng)作的從屬裝置20的情況下，控制指令幀也會(huì)發(fā)送到正常動(dòng)作的其他從屬裝置20。為此，正常動(dòng)作的各從屬裝置20被控制得同步地動(dòng)作。

另外，在本實(shí)施方式中，說明了在進(jìn)行焊接的系統(tǒng)進(jìn)行同步控制的情況，但并不限定于這樣的構(gòu)成。關(guān)于本實(shí)施方式，運(yùn)用在包括產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人在內(nèi)的其他系統(tǒng)中。

以上使用實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實(shí)施方式。能不脫離本發(fā)明的精神以及范圍地進(jìn)行各種變更或采用代替方式，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明確的。

標(biāo)號(hào)的說明

1焊接系統(tǒng)

10控制裝置

11控制指令部

12存儲(chǔ)部

13通信部

20從屬裝置

21焊接機(jī)器人

22焊接電源

23定位器

24滑塊

25數(shù)字輸入裝置

26數(shù)字輸出裝置

30分支裝置。