JPS5927311A - 作業セルコントロ−ラ - 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】 他の自動化機器で構成される加工セル全体の制御を行な
う作業セルコントローラに関し、特に上位装置との接続
に際し、上位装置の負担を軽減しうル作業セルコントロ
ーラに関する。

製造工程の無人化を目的として、近年抽々の工場自動化
システムが開発されつつある。例えば、工業用ロボット
き、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、稜は工業用ロボットが部品を取上げ、
数値制御工作機械にセットし、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、所定場所に運ぶきいう作業を繰返すシステムが
開発されている。

このシステムは第１図に示す如く、工作機械３を制御す
る数値制御装置２と、ロボット５を制御するロボット制
御装置４と、モニタ装置６とがシーケンサ１に接続され
、シーケンサ１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。一方、工場全体の
自動化を考えルト、中央にホストコンピュータから成る
セフ１群集中制御装置を設け、これと各セルを接続し７
、作業指示情報をセルへ与え、又セルから作業状態情報
を受けて作業の進行状況を管理するシステムを構築する
ことが要望される。しかし従来の構成では、シーケンサ
１自体は上位機１種とのインターフェイス機能を持たな
いので、このシステム構築が不可能であった０又、例え
、シーケンサ１にインターフェイス機能を時たせても、
上位装置から数値部）御装置２等に作業指示情報を与え
るためには、位装置の負荷が増大するという欠点があっ
た〇従って、本発明の目的は、上位装置との接続を可能
とするさともに上位装置の作業指示情報の送出に際し負
荷を軽減しうる作業セルコントローラを提供するにある
。

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全体図であり、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はシリアルループラインであり、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
するデータハイウェイである。１′はセルコントローラ
であり、数値制御装置ｔ　２　、ロボット制御装置ｄ。

モニタ装置６と接続され、これらをシーケンス制御し、
且つシリアルルーグラインＳＬＮ’ｉ＝介しセル群集中
制御装置ＣＩＣとデータのやりとりを行なうものである
〇 第２図の実施例構成の動作について説明する。

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
完了するき、内蔵する伝送インターフェイス回路を介し
、シリアルループラインＳＬＮに準備完了信号を送出し
、セル群集中管理装置ＣＩ　Ｃに通知する。シリアルル
ープ８ＬＮ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ＣＩ　Ｃは当日の作業指示情報（
テープ番号、動作日数等）をシリアルループラインＳＬ
Ｎを介し伝送インターフェイス回路に伝え、伝送インタ
ーフェイス回路は指定された装置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［４、モニ
タ装置６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３、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）を伝送インターフェイス回路を介しシリ
アルループラインＳＬＮに与え、セル群集中管理装置Ｃ
Ｉ　Ｃ：へ通知する。これによりセル群集中管理装置Ｃ
Ｉ　Ｃ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３．ロボッ
ト５の作業内容も変更出来る０即ち、セル群集中管理装
置（”　１　（’はシリアルループラインＳＬＮを介し
伝送インターフェイス回路に当該制御プログラムを与え
、セルコントローラ１′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。

！＠３図は本発明の一実施例ブロック図であり、図中、
１′はセルコントローラであり、１０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）を源投入／切断プログラム、（
３）イニシャル処理プログラム、（４）作業自答設定処
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、１５は
入出力ボートであり、１４は操作盤である。操作盤１４
は第４図の正面図に示す如く、各装置の電源投入／切断
を指令する電源スィッチＰＷ、　　各装置の原点復帰を
指令するイニシャルスイッチ０■（、各装置の動作開始
を指令するランスイッチＲＵ　Ｎ　、入力モードを指示
するモードスイッチＭＩ）、指令数１１Ｇを入力するテ
ンキーＴＫを有しており、入力モードとしては、動作回
数入力モード、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Ｍｉ）を押した後、テンキーＬｌ＋　
ｌ（で指令α値を入力するものである。更に、操作盤１
４は表示手段さして。

入力データや出力データを表示する数値表示器Ｉ）Ｐ、
アラーム出力を表示するアラーム表示部ＡＬ　、人力モ
ードが動作回数モードの時点口する動作モード表示部Ｃ
Ｔ、入力モードがプログラム選択モードの時点灯する選
択モード表示部ＰＳを備え、各表示部ＡＬ、ＣＴ、Ｐ８
　が点灯した時の数値データが数値表示器ＤＰに表示さ
れるものである。

１５ａ、ＩＳａ、１７　　は接点インターフェイス回路
であり、各々数値制御部ｒｉ２、ロボット制御部Ｒ４、
モニタ装置６と接続され、信号をＩ）Ｉ／ＤＯ（接点）
インターフェイスでやりとりするもので、主に電源投入
、作業開始、動作モード指令等の制御信号が接点信号で
やりとりされるもの、１５ｂ、　１６ｂはデータインタ
ーフェイス回路であり、各々数値制御装置２、ロボット
制御装置４と接続され、信号を１＜８−２３２（’イン
ターフェイスでやりとりするもので、主にデータ（情報
）を全二重でやりとりするもの、１８は伝送、インター
フェイス回路であり１・７リアルループラインＳＬＮ上
のデータが当該セルコントローラ１′又はこれに接続さ
れた装置２．Ａ、６のアドレスを示す時、これを取り込
み、逆にシリアルルーブラインＳｌ、Ｎ上の空スロント
を検出し、データをシリアルループラインＳ　Ｌ　Ｎに
送り出すものであり、セル群集中管理装置ＣＩＣとは、
Ｒ８−２３２Ｃインターフエイスで信号のやりとりを行
ない、内部にネッヮーク制御部、人出カバッファ等を有
するものである。１９はこれらを接続するアドレス・デ
ータバスである。２ｏは数値制御装置２の制御部であり
、工作機械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、４０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４
１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。同、数値制御装置２、ロボット制御装置
４は、編集モードで外部からデータを制御部２０．４０
が取込み、メモ１１２１．４１に格納し、運転モードで
メモリ２１．４１の制御プログラムを制御部２０．４０
が実行するものとする０次に、ｖｇ３図実施例構成の動
作について説枦するＯ （］）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
が操作盤１４から入出力ボート１３、パス１９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１
０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パス１９、
接点インターフェイス回路１６ｇ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
号が接点インターフェイス回路１６ａ、パス１９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１
０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パス１９、接点インターフェイ
ス回路１７を介しモニタ装置６へ伝え、モニタ装置乙の
電源を投入せしめる。伺、モニタ装置６としては工作控
、械３の主軸モータの過負荷検出機能とか、工作機械３
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、接点インターフェイス回路１
７、パス１９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１９、接点インターフェイス回路１５ａ
を介し数値制御装置２へ伝え、数１直制御装Ｎ２、工作
機械乙の電源を投入せしめる。数値制御装置２、工作機
械６の電源投入が完了すると、数値制御装置２から投入
完了信号が接点インターフェイス回路１５ａ、バス１９
を介してプロセッサ１０に通知され、電源投入ジ−フェ
ンスが完了する０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１９、入出力ボート１３を介し操作盤１４
のアラーム表示器Ａ、Ｌを点灯（２、これに対応するア
ラームコードｆ数値表示器１）　Ｈに表示し、操作者に
通知する。電源の切断の゛場合には、ＩＭ源スイッチＰ
Ｗをオフし上述と逆の順序で順次電蝕切断指令をプロセ
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
に受領信号を発し、これによりプロセッサ１０は次の電
源切断指令を発する。この電源投入が終了すると電源投
入完了信号がプロセッサ１０から、ノ（ス１９、伝送イ
ンターフェイス回路１８を介しシリアルルーフライン８
１，Ｎへ送られ、セル群集中制御装置１：（：１（：へ
通知される。

（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・ンチｏｌ＜
４を押下すると、イニシャル信号が入出力ボート）３，
バス１９を介しプロセッサｊＯに通知され、プロセッサ
１０はプログラムメモ１１１１σ）イニシャル処理プロ
グラムを順次読出し実行する０即ち、プロセッサ１０は
原点復帰指令をノ（ス１９、接点インターフェイス回路
１６２を介し、ロボ′ノド制御装置４へ伝える。ロボッ
ト制御部署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）くス１９、接点
インターフェイス回路１５ａ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はクリア指令をノくス１９、接点インターフ
ェイス回路１７を介しモニタ装置乙に与え、加工監視装
置６をクリアせしめる０前述の電源投入処理の後、イニ
シャルスイ・ンチ０１（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
理さ称す。このイニシャル処理完了信号は前述の電源投
入信号と同様プロセッサ１０からセル群集中制御装置Ｃ
ＩＣへ伝えられ、セル群集中制御装９７ＣＩＣとの交信
が可能となる。

（３）　作業内容設定処理 これらが終了するき、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〇ロボット制御
装置４のメモリ４１と数値制御装置２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。

これには、セル群集中制御装＠（”Ｉｃから作業指示を
行うオンライン制御モードさ、操作盤１４から作業指示
を行うオフライン制御モードとがあるＯ ■　オンライン市制御モード 前述のイニシャル処理完了信号によってセル群集中部１
＠１装置に１Ｃとセルコントローラｉ’トｈ＊信可能さ
なっているので、セル群集中制御装置ＣＩＣは作業指示
情報をシリアルループライン８ＬＮへ送出する。作業指
示情報としては作業のための制御プログラムを選択する
ためのテープ番号と作条回数等である。セルコントロー
ラ１′の伝送インターフェイス回路１８は自己の“アド
レス宛の情報であると識別すると、このシリアルループ
ラインＳＬＮ上の作業指示情報を取込み、バス１９を介
しプロセッサ１０へ伝える、プロセッサ１０はこれによ
り、作業内容設定処理プログラムをプログラムメモリ１
１から読出し実行する。即ち、プロセッサ１０は編集モ
ード指令をバス１９、接点インターフェイス回路１５ａ
，ＩＳａを介し，数値制御装置２の制御部２０、ロボッ
ト制御部ｆｔ　４の制御部４０へ送り込み、制御部２０
．１０を編集モードとせしめる。これに対する応答は制
御部２０、ｄＯから接点インターフェイス回路１５ａ１
１６ａ１バス１９を介しプロセッサ１ｏへ通知される。

次にプロセッサ１０はバス１９、データインターフェイ
ス回路１　５　ｂ　、　１　、６　１）を介し当該作栗
指示情報を制御部２０．ｄＯに送り、各々メモリ２１．
４１に格納せしめる。これに対する応答は制御部２０．
４０からデータインターフェイス回路ｊ５ｂ、１６ｂ、
バス１９を介しプロセッサ１ｏに通知される。更に、プ
ロセッサ１０はバス１９、接点インターフェイス回路１
５ａ、１６ａを介し運転（メモリ）モード指令を制御部
２０．１０へ送り、制御部２０．４０を運転モートキす
る０これの応答は編集モード指令の場合と同様である。

その後、プロセッサ１０けバス１９、接点インターフェ
イス回路１５ａ、１６ａを介し作業開始指令を制御部２
０．４０へ与え、制御部２０．４０は、メモリ２１゜４
１の内容に基いて処理を実行し、工作機械３、ロボット
５を制御する。

又、数仙制（１１１１装置２、ロボット制御装置４の各
メモ１２１．４ｊに作業のための制御プログラムをセル
群集中制御装置ＣＩ　Ｃから送り格納せしめる場合も同
様の制御がセルコントローラ１′で行なわ→する〇 ■　オフライン制御モード セル群集中制御装（＃、ＣＯ：から作業指示情報が送ら
れない場合や、緊急にロフト変更する場合に利用される
もので、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古し、
テンキーＴＫによりテープ（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、入力プ
ログラム番号が数値表示器］）ＰＫ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１９を介しプロセッサ１０に伝えられ、プロセッサ１
０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は前
述のオンライン制御モードと同様にして制御部２０．４
０？編集モードさし、次にテープ番号をメモリ２１．４
１に格納せしめ、更に制御部２０．４０を運転上−ドに
する。

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

従って操作者が動作回数人力モードを指示するモードス
イッチＭＴ）を押下し、動作回数人力モードとし、テン
キーＴＫにより動作回数を入力する。

これＫより動作モード表示部Ｐ８が点灯し、入力動作回
叡が数値表示器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１９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から作条内容設定処理プログラムを順次読出し実
行する０即ち、プロセッサ１０は前述と同様に制御部４
０を編集モードとし、次に動作回数をロボット制御装置
４へ伝え、制御部４０はメモリ４１に指令動作回数とし
て記憶せしめ更に制御部ＡＯを運転モードとせしめる。

（４）　　シーフェンス処理 これら処理の終了後、操作者がランスイッチＲＬＩＮを
押下すると、作業開始指令が入出力ボート１３、バス１
９を介しプロセッサ１０に伝えられる。オンライン制御
モードの場合には必要ない。

これによりプロセッサ１０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１０はバス１９、接点インターフェイ
ス回路１６ａを介し、　ロボット制（Ｉ￥ｌｌ装置Δに
作業開始指令を与え、ロボット制御装置４では制御部４
０がメモリ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３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接点インターフェイス回路１
６ａ、バス１９を介しプロセッサ１０に伝える。次にプ
ロセッサ１０はバス１９、接点インターフェイス回路１
５ａを介し数値制御装置２に作業開始指令を与え、数値
制御装置２では、制御部２０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３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３の動作を監視し、異常があれば
、接点インターフェイス回路１７、バス１９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
制御装置２ヘバス１９、接点インターフェイス回路１５
ａを介し作業停止指令を与え、工作機械３の動作を停止
せしめるとともにノくス１９、入出力４シート１５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１）Ｐ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ｆｉｔ制御装
制御２は完了信号を接点インターフェイス回路１５ａ、
パス１９を介しプロセッサ１０に通知し。

プロセッサ１０はバス１９、接点インターフェイス回路
１６ａを介しロボ・シト制＠ｌ装置４に作業（言合を与
える。ロボット制御装置４では、市制御部４０はメモリ
４１の制御プログラムを実行し、ロボ・ノド５を制御し
、ロボット５が工作機械６の力１１工済部品を取外し、
所定の収納場所へ運ぶ。これによりロボット制御装置４
から完了信号７％接点インターフェイス回路１６Ｂ、）
くス１９を介し７°ロセ・ンサ１０へ伝えられるｒ、次
にフ゛ロセ・ンサ１０は有ｊ述の作業開始指令をロボ・
ノド制御装置４へ与え１川様の動作を繰返すＯ 前述の如くロボット制（ｉｔ（ｌ装置１．４は動作ｔ！
ｌ！１姫父を信−１動作回数と比較し、もし一致してい
れば、作業終了信号を接点インターフェイス回路１６ａ
、〕（ス１９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３Ｆｌ始指令が入力される才で、
７−クニンス処理を実行しない。プロセッサ１０はバス
１９、入出力ボート１３を介し操作盤１ｄ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が、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）（ス１８、入出力ボート１３
を介し操作盤１４の数値表示部１’））’に進行状況を
数値で表示する。同様に動作回数も表示する。

前述の完了信号、作業終了信号はプロセッサ１０からパ
ス１９、伝送インターフェイス回路１８を介しシリアル
ループラインＳＬＮへ送り出され、セル群集中制御装置
ＳＬＮへ通知され、作業進行状況の把握等に利用される
。

以上説明した様に、本発明によれば、数値市１ｊ御作業
概械及び工業用ロボットを含む作業セルをシーフェンス
制御する作業セルコントローラにおいて、上位装置との
データのやりとりのためのインターフェイス回路と、該
シーフェンス制御を行うための制御部とを含み、該制御
部が該上位装置からの作業指示情報を該インターフェイ
ス回路を介し受信した際、該舷値制御作業機械又は工業
用ロボットを１１６集モードにせしめて該作業指示情報
を該数値制御作業機械又は工業用ロボ・ントのメモ１ノ
に格納せしめた後、該数値制御作業機械又は工業用ロボ
ットを運転モード々せしめる様構成されているので、上
位装置との接続が可能となｒ）、工場全体の自動化が達
成できるとともにセル内のｆｔ＋ＩＩ　Ｍは専用のセル
コントローラにより行われるので、適切な負荷分散が可
能となるという効果を萎する。

又、上位装置が作業指示情報を送出するに際し、数値制
御作業機械や工業用ロボ・ントの信号形態に伴なう制御
信号を送る必要がないので、負荷７％大幅に減少するこ
とができるという効果も奏するＯ同、本発明を一実施例
により説明したが、本発明は上述の実施例に限定される
ことなく、本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり
、これらを本発明の範囲から排除するものではない０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の構成説明図、第２図は本発明の一実施例
全体図、第３図は本発明の一実施し１１ブロック図・第
４図は第６図実施例構成の操作盤説明図である。 図中、１′・・・セルコントローラ、２・・・数値制御
部（音、６・・・工作機械、４・・・ロボット制御装置
、５・・・ロボット、６・・・モニタ装置、１０・・・
１０セツザ（制御部）、１１・・・プログラムメモリ、
１８・・・伝送インターフェイス回路。 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１数値制御作業機械及び工業用ロボットを含む作業
   セルをシーフェンス制御する作業セルコントローラにお
   いて、上位装置とのデータのやりきりのためのインター
   フェイス回路き、該シーフェンス制御を行うための制御
   部とを含み、該制御部が該上位装置からの作業指示情報
   を該インターフェイス回路を介し受信した際、該数値制
   御作業機械又は工業用ロボットを編集モードにせしめて
   該作業指示情報を該数値制御作業機械又は工業用ロボッ
   トのメモリに格納せしめた後、該数値制御作業機械又は
   工業用ロボットを運転モードとせしめることを特徴とす
   る作業セルコントローラ。 （２）　　前記数値制御作業機械又は工業用ロボットは
   第１の信号形態によって編集モード、運転モード指令を
   受は入れ、第２の信号形態によって情報を受は入れうる
   様構成され、前記制御部は前記作業指示情報に応じ該第
   １の信号形態で該編集モード、運転モード指令を発し、
   該第２の信号形態で該作業指示情報を送り出すことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の作業セルコン
   トローラ。 （３）前記第１の信号形態は接点インターフェイスであ
   り、前記第２の信号形態はＲ８−２５２（’インターフ
   ェイスであることを特徴とする特＃’Ｆ請求の範囲第（
   ２）項記載の作業セルコントローラ。