JPS5927308A - セル制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御作業機械と工業用ロボットを含む作
業セルを複数セル群集中管理装置に接続して成るセル制
御システムに関し、特に作業セル制御の効率化が可能な
セル制御システムに関する。

製造工程の無人化を目的として、近年楠々の工場自動化
システムが開発されつつある。例えは、工業用ロボット
と、数値制御工作機械と、モニター等の自動化機器とか
ら構成される加工セルが設けられ、加工セルに未加工部
品を搬送すると、後は工業用ロボットが部品を取上げ、
数値制御工作機械に七ッ卜し、工作機械で部品加工し、
加工終了後工作機械から工業用ロボットが加工済部品を
取上げ、所定場所に運ぶという作業を繰返すシステムが
開発されている。

この様な加工セルをコンピュータと接続し、工場全体の
自動化を達成する試みがなされている。

ｆｆ１Ｊち、第１図に示す様に、加工セルを構成する工
作機械３Ｆ制御する数値制御装Ｎ２と、ロポット５を制
御するロボット制御装置４と、モニタ装ｆｒｔ６とがラ
インＬＮを介しフンピユータＣＩＣに接続され、コンピ
ュータＣＩＣがこれら装置をシーフェンス制御して、所
望の作業を実行するものであった。しかしながら、小規
模な工場はともかく、通常の規模の工場ではこれら加工
セルを多数接続する必要があり、コンピュータＣＩＣの
負荷が増え、迅速な制御を行なうことか出来ず、加工セ
ルの作業効率が低下するという欠点があった。しかも、
生産管理、工程変更等をコンピータＣＩＣで行なう場合
には更に負荷が増加し、一層制御を難しくするという欠
点もあった。

従って、本発明の目的は、係るセル制御の効率を高め、
セルの分散制御を可能とするセル制御システムを提供す
るにある。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例概略図であり、図中、第１図
と同一のものは同一の記号で示してあり、ＣＩＣはコン
ピュータから成るセル群集中管理装置であり、各セルの
作業指示情報を発したり、各セルの作業進歩状況を示す
信号を受け、工場全体の進行状況を把握するもの、ＳＬ
Ｎはシリアルルーブラインであり、ループ状にケーブル
が配線され、セル群集中管理装置ＣＩＣと各セルを接続
するデータへイウェイである。１００は・ｒンター７エ
イス装置であり、シリアルルーブラインＳＬＮに接続さ
れ、シリアルルーブラインＳＬＮを介しセル群集中管理
装置ＣＩＣとセル内の各装置との情報のやりとりを行な
うものでセルコントローラに内蔵され７１　述’するも
の、１′はセルコントローラであり、数値制御装置２、
ロボット制御袋ｆｍｃ　４　、モニタ装置６と接続され
、これらをシーケンス制御Ｊるものである。

第２図の実施例構成の動作について説ＩＪ（ｌする。

後述するセルコントローラ１′が数値制御装置２、ロボ
ット制御装置、モニタ装置６を制御して作業準備処理が
完了すると、インターフェイス装置６１００ヲ介し、シ
リアルルーブラインＳＬＮに準備完了信号を送出し、セ
ル群集中管理装置１Ｊ″ＣＩＣに通知する。シリアルル
ープＳＬＮでは空スロットに信号がのり、指定宛先で当
該スロットの信号が受取られる様に構成されている。次
にセル群集中管理装置ＣＩＣは当Ｈの作業指示情報（部
品番号、数量等）をシリアルルーブラインＳＬＮを介し
インターフェイス９１１１００に伝え、インターフェイ
ス装置１００は指定された装置２．４に送り込む。その
後、セルコントローラ１′は後述するシーケンス処理を
行ない、数値制御装置２、ロボット制御装置４、モニタ
装ｙ１６をシーケンス制御して、供給された部品の作業
を工作機械６、ロボット５に行なわしめる。逆に、数値
制御装置２、ロボット制御装置４は作業毎に完了信号（
作業状態情報）をインターフェイス装置１００を介しシ
リアルルーブラインＳＬＮに与え、セル群集中管理装置
ＣＩＣへ通知する。

これによりセル群集中管理装置ＣＩＣは作業進歩状況を
把握できる。

一方、セル群集中管理装置ＣＩＣは作業内容である制御
プログラムを各装置２，４に与え、工作機械５、ロボッ
ト５の作業内容も変更出来る。即ち、−１！／’群１Ｍ
−’！理装置ＣＩＣはシリアルルーブラインＳＬＮを介
しインターフェイス装置１００に当該制御プログラムを
与え、インターフェイス装置１００は指定された数値制
御装置２又はロボット制御装置４のメモリに当該制御プ
ログラムをロードする。

この様な機能を行なうインターフェイス装置１００及び
セルコントローラ１′について説明する。

第３図は第２図実施例構成のインターフェイス装置１０
０のブロック図であり、図中、１０１はネットワークプ
ロセッサであり、シリアルルーブラインＳＬＮと接続す
るネットワーク制御部１０１ａと、シリアルルーブライ
ン８ＬＮへ送り出すデータの記憶のための出力バッ７ア
１０１ｂと、シリアルルーブラインＳＬＮからのデータ
の記憶のための入カッくノ７ア１０１Ｃとを有し、ネッ
トワーク制御部１０１ａはシリアルループラインＳＬＮ
上の情報が当該インターフェイス装置１００に接続され
た機器のアドレスを示す時に、これを入カッ（ノファ１
０１Ｃに取り込み、一方、シリアルループラインＳＬＮ
上の空スロットを検出し、出力バッファ１０１ｂのデー
タを送り出す機能を持つものである。１０２はインター
フェイス制御部であり、Ｒ８−２３２ｃ規格に従って信
号のやりとりを行なうインターフェイス回路１０２ａ、
　１０２ｂ、　１０２ｃ　、！：、ＤＩ／ＤＯインター
フェイスに従って信号のやりとりを行なうインターフェ
イス回路１０２ｄとを含み、インターフェイス回路＋　
０２ａ、　１０２ｂ、　１０２ｃは各々数値制御装置２
、四ホット制御装置４、モニタ装＠６と接続される。−
力、インターフェイス回路１０２ｄはシーケンサのイン
ターフェイス規格であるＤＩ／］）Ｏインターフェイス
のセルコントローラ１′に接続される。

第３図実施例構成の動作を説明すると、シリアルループ
ＳＬＮ上のデ〜りがネットワーク制御部１０１ａによっ
ｔ自己に接続された機器のアドレスを含むデータである
と識別すると、係るデータを人カバソファ１０１Ｃへ送
り込むとともに当該アドレスに対応するインターフェイ
ス回路１０２ａ〜１０２ｄを選択する。これにより当該
選択されたインターフェイス回路はＲ８−２３２ｃ　（
全二重伝送手順）又はＤＩ／ＤＯ（接点インターフェイ
ス手順）インターフェイスに従って接続された装置２，
４゜６．１′と制御信号のやりとりを行ない人力バッフ
７１０１Ｃのデータを当該接続装置へ送り込む。

逆に、シリアルルーブラインＳＬＨにデータを送り込む
には、接続機器から送信要求が各インターフェイス回路
１０２ａ〜１０２ｄ　　へ送られると、当該インターフ
ェイス回路は前述の定められたインターフェイス規格に
従って制御信号のやりとりをイＪ′ない、各機器からの
データを受取り、１バカバツフア１０１ｂへ送り込む。

これとともにネットワーク制御１ｌｌ（（１０１ａはシ
リアルルーブラインＳＬ、Ｎの空スロットを選択し、出
力バッファ１０１ｂのデータをシリアルルーブラインＳ
ＬＮへ送り込ム。

この様に、インターフェイス装置１００は複数のインタ
ーフェイス規格の異なる信号をまとめて伝送路へ送り込
むことかでき、インターフェイス規格の異なる機器を１
つのインターフェイス装置で伝送路と接続できるという
効果がある。

次に、セルコンローラ１′について第４図のブロック図
により説明する。

図中、１′はセルコントローラであり、１ｏはプロセッ
サであり、制御プログラムに基いて所定の演算処理を行
なうもの、１１はプログラムメモリであり、プロセッサ
１０の実行する制御プログラムを格納するものであり、
本発明では制御プログラムとして、（１）作業のための
シーケンスプログラム、（２）電源投入／切断プログラ
ム、（３）イニシャル処理プログラム、（４）作業内容
設定処理プログラムを含んでいる。１２はデータメモリ
であり、プロセッサ１０の演算結果等を記憶するもの、
１３は入出力ボートであり、１４は操作盤である。操作
盤１４は第５図の正面図に示す如く、各装置の電源投入
／切断を指令する電源スイッチＰＷ１各装置の原点復帰
を指令するイニシャルスイッチＯＲ。

各装置の動作開始を指令するランスイッチＲＵ　Ｎ　。

人力モードを指示するモードスイッチＭＤ、指令数値を
人力するテンキーＴＫを有しており、入力モードとして
は、動作回数人力モード、プログラム選択モード等があ
り、対応するモードスイッチＭＤを押した後、テンキー
ＴＫで指令数値を入力するものである。更に、操作盤１
４は表示手段として、人力データや出力データを表示す
る数値表示器ＤＰ、アラーム出力を表示するアラーム表
示部ＡＬ、入力モードが動作回数モードの時点灯する動
作モード表示部ＣＴ、入力モードがプログラム選択モー
ドの時点灯する選択上−ド表示部ＰＳを備え、各表示部
ＡＬ、ＣＴ、Ｐａが点灯した時の数イ１へデータが数値
表示器ＤＰに表示されるものである。１５，１６．１７
は入出力ポートであり、各々数値制御装置２、ロボット
制御装置４、モニタ装置６と接続するためのもの、１８
はこれらを接続するアドレス・データバスである。１９
はイ＞　ター７工イス回路であり、第３図のインターフ
ェイス装置１００のインターフェイス回路１０２ｄと接
続し、データのやりとりを行なうものである。

２０は数値制御装置２の制御部であり、］二作機械３を
数値制御するもの、２１はメモリであり、数値制御デー
タ等を記憶するもの、４ｏはロボット制御装置４の制御
部であり、ロボット５を制御するもの、４１はメモリで
あり、ロボット５の制御データ等を記憶するものである
。

次に、第４図実施例倫成の動作について＃（ｌ！　Ｉｕ
）ずる。

（１）電源供給／切断処理 操作者が電源スィッチＰＷを押下すると、電源供給信号
が入出力ボート１３、バス１８を介しプロセッサ１０に
通知される。これにより、プロセッサ１０はプログラム
メモリ１１の電源投入／切断プログラムを順次読出し実
行する。即ち、プロセッサ１０は先づロボット制御装置
４、ロボット５の電源を投入するため電源投入指令をバ
ス１８、入出力ボート１６を介しロボット制御装置４に
伝え、ロボット制御装置４、ロボット５の電源を投入せ
しめる。ロボット制御装置４、ロボット５の電源投入が
完了すると、ロボット制御装置４から投入完了信号が入
出力ボート１６、バス１８を介しプロセッサ１０へ通知
される。これによりプロセッサ１０はロボット制御装置
４、ロボット５の電源投入を確認し、次に電源投入指令
をバス１８、入出力ボート１７を介しモニタ装置６°へ
伝え、モニタ装置６の電源を投入せしめる。尚、モニタ
装置６としては工作機械３の主軸モータの過負荷検出機
能とか、工作機械６の寸法測定センサの検出表示機能で
ある。モニタ装置６の電源投入が完了すると、入出力ボ
ート１７、バス１８を介しプロセッサ１０に投入完了信
号が通知され、これを確認する。最後にプロセッサ１０
は電源投入指令をバス１８、入出力ボート１５を介し数
値制御装置２へ伝え、数値制御装置２、工作機械６の電
源を投入せしめる。数値制御装置２、工作機械３の電源
投入が完了すると、数値制御装置Ｉ￥２から投入完了（
４号が入出力ｔニー）１５、バス１８を介してプロセッ
サ１０に通知され、電源投入シーフェンスが完了する。

もし投入完了信号が電源投入指令送出後所定時間経過し
ても通知されない場合にはプロセッサ１０はバス１８、
入出力ボート１６を介し操作盤１４のアラーム表示器Ａ
Ｌを点灯し、これに対応するアラームコードを数値表示
器ＤＰに表示し、操作者に通知する。電源の切断の場合
には、電源スィッチＦＷをオフし上述と逆の順序で順次
電源切断指令をプロセッサ１０が発する。この場合、電
源投入完了信号の代りに各装置２，４゜６からは、電源
切断指令を受取った際に受領信号を兄し、これによりプ
ロセッサ１０は次の電源切断指令を発する。

（２）イニシャル処理 電源投入完了後、操作者がイニシャルスイッチ０几を押
下すると、イニシャル信号が入出力ボート１５、バス１
８を介しプロセッサ１０に通知され、プロセッサ１０は
プログラムメモリ１１のイニシャル処理プログラムを順
次読出し実行する。

即ち、プロセッサ１０は原点復帰指令をバス１８、入出
力ボート１６を介し、ロボット制御装置４へ伝える。ロ
ボット制御装置４はロボット５を原点復帰動作せしめる
。次に、プロセッサ１０は原点復帰指令をバス１８、入
出力ボート１５を介し、数値制御装置２へ伝え、工作機
械３を原点復帰動作せしめる。殻層にプロセッサ１０は
クリア指令をバス１８、入出力ボート１７を介しモニタ
装置６に与え、モニタ装置６をクリアせしめる。

前述の電源投入処理の後、イニシャルスイッチＯｉｔの
押下無に、自動的にイニシャル処理を実行してもよい。

前述の電源投入処理、イニシャル処理により作業準備が
終了し、これらを作業準備処理と称す。

（３）作業内容設定処理 これらが終了すると、当日の作業予定表に従い作業を実
行するための制御プログラムを選択する。

ロボット制御装置４のメモリ４１と数値制御装置ｕ２の
メモリ２１には作業内容に対応して複数の制御プログラ
ムが格納されている。

従って、操作者はプログラム選択モードを指示するモー
ドスイッチＭＤを押下し、プログラム選択モードとし、
テンキーＴＫによりプログラム番号を入力する。これに
より選択モード表示部ＰＳが点灯し、入カブ四グラム番
号が数値表示器ＤＰに表示される。この選択モード指令
とプログラム番号は入出力ボート１３、バス１８を介し
プロセッサ１０に伝えられ、プロセッサ１０はプログラ
ムメモリ１１から作業内容設定処理プログラムを順次読
出し実行する。即ち、プロセッサ１０は係るプログラム
番号をバス１８、入出力ボート１５゜１６を介し数値制
御装置２、ロボット制御部＠４へ伝え、各々の制御部２
０．４０にメモリ２１゜４１の当該プログラム番号に対
応する制御プログラムを選択セしぬる。

次に、同様に作業予定表に従って作業の動作同数、即ち
作業部品数、を入力する。この場合、通常ロボット制御
装置Ｆｆ　４の制御部４０が動作回数を計数している。

従って操作者が！１４１１作同数入カモードを指示する
モードスイッチＭＤを押下し、動作回数入力モードとし
、テンキーＴＫにより動作回数を入力する。

これにより動作モード表示部Ｐ８が点灯し、入力」５１
作同数が数値表示器ＤＰに表示される。この動作モード
指令と動作回数は入出力ボート１３、バス１８を介しプ
ロセッサ１０に伝えられ、プロセッサ１０はプログラム
メモリ１１から作業内容設宇処理プログラムを順次読出
し実行する。即ち、プロセッサ１０は動作回数をバス１
８、入出力ボート１６を介しロボット制御装置４へ伝え
、制御部４０はメモリ４１に指令動作回数として記憶せ
（４）シルフェンス処理 これら処理の終了後、操作者がランスイッチＲＵＮを押
下すると、作業１１？Ｊ始指令が入出力ボ一ト１６、バ
ス１８を介しプロセッサ１ｏに伝えられる。これにより
プロセッサ１ｏはプログラムメモリ１１のシーケンスプ
ログラムを順次読出し実行する。即ち、プロセッサ１ｏ
はバス１８、入出力ボート１６を介し、ロボット制御製
筒４に作業開始指令を与え、ロボット制御装置４では、
制御部４０かメモリ４１の前述の選択された制御プログ
ラムを実行してロボット５を制御する。例えば、ロボッ
ト５が部品を把み、工作機械５のチャックに搬送せしめ
るとすると、搬送終了後完了信号を入出力ボート１６、
バス１８を介しプロセッサ１゜に伝える。次にプロセッ
サ１０はバス１８、入出力ボート１５を介し数値制御部
Ｗｉ２に作業指令を与え、数値制御部ｖ２では、制御部
２ｄがメモリ２１の選択された制御プログラムを実行し
て工作機械５を制御し、ロボット５によって取付けられ
た部品を加工する。この間にモニタ装置６は工作機械５
の動作を監視し、異常があれば、入出カポ−）１７、バ
ス１８を介しプロセッサ１０に伝える。プロセッサ１０
はこれにより数値制御部＠２へバス１８、入出力ボート
１５を介し作業停止指令を与え、工作機械３の動作を停
止せしめるとともにバス１８、入出力ボート１３を介し
操作盤１４のアラーム表示部ＡＬを点灯し、対応するア
ラームコードを数値表示部ＤＰに表示せしめる。

工作機械３の部品加工が終了すると、数値制御部［２は
完了信号を入出力ボート１５、バス１Ｂを介しプロセッ
サ１０に通知し、プロセッサ１Ｄはバス１８、入出力ボ
ート１６を介しロボット制御装置４に作業指令を与える
。ロボット制御装置４では、制御部４０はメモリ４１の
制御プログラムを実行し、ロボット５を制御し、ロボッ
ト５が工作機械５の加工済部品を取外し、所定の収納場
所へ連ぶ。これによりロボット制御装置４から完了信号
が入出力ボート１６、バス１８を介しプロセッサ１０へ
伝えられる。次にプロセッサ１０は前述の作業開始指令
をロボット制御装置４へ与え同様の動作を繰返す。

前述の如くロボット制御部＠４は動作回数を計数し、動
作終了毎にメモリ４１に設定された指令動作回数と比較
し、もし−蚊していれは、作業終了信号を入出力ボート
１６、バス１８を介しプロセッサ１０に通知し、以降プ
ロセッサ１０は次の作業開始指令が人力されるまで、シ
ーフェンス処理を実行しない。プロセッサ１０はバス１
８、入出力ボート１５を介し操作盤１４の作業終了表示
部を点灯せしめ、操作者に通知する。

シーフェンス処理は上述の如くであるか、更に前述の完
了信号を利用して各装置の状態を操作盤１４で集中監視
できる。即ち、前述の完了信号をプロセッサ１０が受け
ると、プロセッサ１０はバス１８、入出力ボート１６を
介し操作１１１１１４の数値表示部ＤＰに進行状況を数
値で表示する。同様に動作同数も表示する。

更に、セル群集中管理装置ＣＩＣの指令、制御プログラ
ムがセルコントローラ１′のインターフェイス回路１９
、数値制御装置２の制御部２０、ロボット制御装置４の
制御部４０、モニタ装置６へ与えられ、逆に前述の完了
信号が生産工程状況の把握のためインターフェイス装置
１００を介しセル群集中管埋装＠ＣＩＣへ通知される。

以上説明した様に、本発明によれは、少なくとも数値制
御作業機械と工業用ロボットとから構成される作業セル
をセル群集中管理装置に複数接続し、該作業セルを該セ
ル群集中管理装置が集中制御するセル制御システムにお
いて、該作業セルと該セル群集中管理装置との間にイン
ターフェイス装置を含むセルコントローラを設け、該セ
ルコントローラが該作業セルの数値制御作業機械と工業
用ロボットのシーフェンス制御を行うよう構成されてい
るので、作業セル内の作業を行うためのシーフェンス制
御は専用のセルコントローラで行なうので、迅速に且つ
効率良い作業セルの制御が可能となるという効果を奏す
る他に、セル群集中管理装置は工場全体の作業セルの制
御に専念できるので、工場全体の作業管理、生産管理を
行うことができるので、全体として効率の良い工場自動
化システムが実現できるという効果も奏する。

尚、本発明を一実施例により説明したが、本発明は上述
の実雄例に限定されること４「＜、本発明の主旨に従い
種々の変形か川船であり、これらを本発明の範囲から排
除するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセル制御システム構成図、第２図は本発
明の一実施例構成図、第５図は第２図実施例のインター
フェイス装置ブロック図、第４図は第２図実施例のセル
コントローラブロック図、第５図は第４図構成の操作盤
説明図である。 図中、ＣＩＣ・・・セル群集中管埋装＠、ＳＬＮ・・・
シリアルルーブライン、１ｏｏ・・・インターフェイス
装置、１′・・・セルコントローラ、２・・・数値制御
装置、６・・・工作機械、４・・・ロボット制御装置、
５・・・ロボット。 特許出願人　　ファナック株式会社 代理人　　弁理士　辻　　　實　外１名箒／謬 第２　図 ＄　３　図 第、５′″　回

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも数値制御作業機械と工業用ロボットと
   から構成される作業セルをセル群集中管理装置に複数接
   続し、該作業セルを該セル群集中管理装置が集中制御す
   るセル制御システムにおいて、該作業セルと該セル群集
   中管理装置との間にインターフェイス装置を含むセルコ
   ントローラを設け、該セルコントローラか該作業セルの
   数値制御作業機械と工業用ロボットのシーフェンス制御
   を行うことを特徴とするセル制御システム。
2. （２）前記セル群集中管理装置は前記セルコントローラ
   に該作業セルの作業指示情報を与えることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載のセル制御システム。
3. （３）前記セル群集中管理装置はｉｆｆ記セルコントロ
   ーラから作業状態情報を受けて作業進歩状況を把握する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（２
   ）項記載のセル制御システム。