CN101898318B - 包含机器人和机床的加工系统中的机器人控制系统 - Google Patents

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Abstract

在现有的机器人控制系统中，当在机器人正在动作中操作机床控制器时，为了安全需要停止机器人的动作。与此相对，在本申请发明的包含机器人和机床的加工系统中的机器人控制系统，机器人控制器通过通信网络与机床控制器连接，能够在可手持移动的示教操作板的显示部中显示经由通信网络从机床控制器取得的与机床有关的信息。因此，即使在机器人和机床被安全栅包围时，操作者也可以使用可手持移动的示教操作板在安全栅外确认机床的信息，所以能够降低为了确认机床的状态或设定等操作者侵入安全栅的必要性。并且，操作者可以在不必侵入安全栅内的情况下，确认机床的状态或设定等，所以可以降低停止机器人的必要性，可以提高作业效率或生产效率。

Description

包含机器人和机床的加工系统中的机器人控制系统
技术领域
本发明涉及包含机器人和机床的加工系统中的机器人控制系统。
背景技术
在使用机床的加工中，为了提高机床的运转率，希望使机床24小时连续运转。为此需要操作者长时间进行向机床供给待加工工件的作业(即，装载作业)以及取出加工完的工件的作业(即，卸载作业)。但是，在使用机床的加工现场，由于加工时使用的切削液的飞沫或加工产生的切削粉漂浮，环境差。此外，在供给以及取出工件时，通过人工搬运或者使用起重机搬运重量大的工件，这是对操作者的身体带有危险的危险的作业。因此，代替使操作者长期从事装载以及卸载作业，往往使用产业机器人(以下简称为机器人)来进行装载以及卸载作业。
用于加工的机床或机器人由控制装置控制。车床或多工序自动数字控制机床这样的一般机床的控制装置被称为机床控制器或CNC装置，将机器人的控制装置称为机器人控制器。在为为了特定用途而设计的专用机床时，有时将PLC(可编程序控制器)作为控制装置。这些控制装置一般具备用于操作者进行机床的操作或机器人的示教的显示器和操作板。在机床的控制装置中，为了作业者可以通过目视确认加工状况，有时将显示器以及操作板固定设置在机床的前方的位置。另一方面，在机器人控制装置中，有时作为显示器以及操作板设计了操作者可以手持移动的示教操作板。此外，即使在为机床以及机器人的任何一个的控制装置时，有时把通过设置在控制装置中的显示器或操作板进行的显示或操作的对象限定为由该控制装置控制的机床或机器人。
在考虑与机器人组合起来使用的机床中，已知有在围绕加工作业区域的墙壁上设置有用于操作者进入到墙壁内部的安全门和用于机器人进入到墙壁内部进行装载以及卸载作业的另外的安全门。例如，在特开第3379115号公报(JP-B-3379115)中记载了专门地设置了用于操作者进行作业的安全门和用于搬运机器人将工件搬入搬出的侧面门的机床。
为了通过机器人进行装载以及卸载作业，在采用JP-B-3379115中公开的结构时，要求预先设置机床或者对既有的机床实施改造，以便专门地设置用于操作者的安全门和用于机器人将工件搬入搬出的安全门。即使在组合使用机器人和机床的情况下，希望可以直接使用以人力进行装载以及卸载作业为前提设计的既有的机床。此时，对于机床内部进行工件供给以及取出的机器人和在机床内部进行作业的操作者兼用一个安全门。
在组合使用机器人和机床时，为了防止动作中的机器人与机床的操作者产生干扰，希望以包围机器人的动作范围的方式来设置安全栅。此外，机床的操作者因为在设置有机床控制器的显示器以及操作板的场所进行机床的操作，所以希望通过安全栅将显示器以及操作板的设置场所与机器人的动作范围进行隔离。
但是，因为在安全门的附近设置机床控制器的显示器以及操作板以便操作者可以目视机床内部的状态，所以难以通过安全栅将显示器以及操作板的设置场所与机器人的动作范围进行隔离。因此，通过安全栅包围机器人的动作范围以及整个机床，在机器人正在动作时，有时操作者无法进入安全栅中。此时，为了在机器人正在动作时确认机床的状态，或者为了变更机床的设定，在暂时停止机器人后打开安全栅，操作者操作安全栅内的机床控制器的操作板。此外，为了在打开安全栅操作者操作安全栅内的机床的控制器的操作板的期间机器人不进行动作，设置安全塞，以便在操作者位于安全栅内的期间无法关闭安全栅，并且，通过操作安全电路的互锁，在安全栅打开的期间机器人不进行动作。
为了在机器人正在动作时进行使用机床控制器的显示器以及操作板的作业，在使机器人停止后，打开安全栅，操作者进入安全栅内进行作业，作业效率降低。此外，在1台机器人对多个机床进行装载以及卸载作业时，为了操作1台机床控制器的操作板，当停止机器人打开安全栅时，还停止针对由其他的机床控制器控制的机床的装载以及卸载作业。因此，当频繁地进行安全栅的开闭时，机床的生产效率降低。
作为操作者使用机床控制器的操作板进行的作业，例如，具有测定加工后的工件的加工精度，根据测定结果，变更机床的参数设定的作业。在将工具更换为新工具后，或者在改变待加工工件的批次后，或者在改变工件然后更换了工序后，或者在长时间停止后再次开始加工时，或者在每次预定次数的加工作业结束时，进行这样的作业。操作者测定加工完成后的工件的加工精度，在加工精度没有达到允许值时，关于在机床控制器中设定的工具长度、工具直径以及工件的加工位置，手动输入修正数据，以期提高加工精度。此外，还有时根据加工后的工件的加工品质的目视检查的结果，提高或者降低主轴的旋转速度或工具的进给速度，来进行提高加工品质的作业。在这样的作业中，为了操作安全栅内的机床控制器的操作板，如上所述，暂时停止机器人，在打开安全栅操作机床控制器的操作板后，再次开始机床以及机器人的动作，所以生产效率降低。
作为操作者使用机床控制器的操作板进行的另外的作业，存在机床由于轻度的原因而停止时的恢复作业。在机床控制器的显示器远离安全栅操作者无法从安全栅外目视确认时，难以确认是否在机床中产生了不良或者发出警报，或者难以确认机床是否在正确地动作。当在机床中发生了警报时，首先，通过后退动作使工具后退到不干扰工件的安全的位置上，然后确认警报的内容，在进行了消除警报的原因所需要的应对措施之后，通过恢复动作使工具恢复到加工位置，然后再次开始加工。但是，如果由于轻微的原因而导致机床停止时，有时仅仅复位警报再次开始加工即可。在每次产生机床的停止时，不管机床停止的原因，为了确认警报的原因以及进行后退动作和恢复动作，在暂时停止机器人，打开安全栅，操作机床控制器的操作板后，再次开始机床以及机器人的动作，这会使作业效率变差。此外，由于机器人的动作的再次作业中的作业错误等而产生新的故障，本来只是由于轻微的原因导致机床停止动作，而有可能导致在恢复上花费大量时间的整个系统停止动作。
作为希望操作者使用机床控制器的操作板进行的另外的作业，存在机床的加工状况的确认作业。这是确认对加工程序执行了几个循环，或者确认整个加工程序完成了何种比例这样的当前加工状况的作业。通过该确认作业，可以掌握剩余的所需要的加工时间，开始下一加工的设置作业。但是，由于该确认作业，当打开安全栅停止机器人时，作业效率降低。
发明内容
作为本发明的一个方式，是一种包含机器人和机床的加工系统中的机器人控制系统，提供一种可以降低为了与机床相关联的作业而使机器人的动作停止的必要性，可以提高作业效率的机器人控制系统。
根据本发明的一方式，机器人控制系统具有控制机器人的机器人控制器、与机器人控制器连接的可手持移动的示教操作板、以及在控制机床的机床控制器上连接机器人控制器的通信网络，示教操作板具有显示与机器人以及机床有关的信息的显示部，机器人控制器具有经由通信网络从机床控制器取得与机床有关的信息，按照被赋予的画面程序在示教操作板的显示部上显示机床用画面，并在示教操作板的显示部的机床用画面上显示取得的与机床有关的信息的处理部。
在上述机器人控制系统中，通过通信网络连接有机器人控制器和机床控制器，可以在能够手持移动的示教操作板的显示部中显示经由通信网络从机床控制器取得的与机床有关的信息。因此，即使在机器人以及机床被安全栅包围的情况下，因为操作者可以使用能够手持移动的示教操作板在安全栅外确认机床的信息，所以可以降低为了确认机床的状态或设定等操作者侵入安全栅内的必要性。因为操作者可以不必侵入安全栅地确认机床的状态或设定等，所以降低了停止机器人的必要性，可以提高作业效率或生产效率。
附图说明
通过与附图相关联的以下实施方式的说明，本发明的目的、特征以及优点将会变得更为明确。在该附图中，
图1是应用了本发明一实施方式的机器人系统的加工系统的全体结构图。
图2是表示加工系统以及安全栅的位置关系的平面图。
图3是在图1中所示的加工系统的方框图。
图4是表示在图3所示的存储器中存储的各种程序和参数信息的说明图。
图5表示在示教操作板的显示部上显示的当前画面位置的一例。
图6表示在示教操作板的显示部上显示的程序检查画面的一例。
图7表示在示教操作板的显示部上显示的警报画面的一例。
图8表示在示教操作板的显示部上显示的操作者消息画面的一例。
图9表示在示教操作板的显示部上显示的工具修正画面的一例。
图10表示在示教操作板的显示部上显示的机械操作画面的一例。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。在附图中，对相同或者类似的构成要素赋予相同的参照符号。
最初，参照图1以及图2，说明应用了本发明的一实施方式的机器人控制系统的加工系统10的整体结构。
参照图1以及图2，加工系统10具备：机器人12；多个机床14、16；控制机器人12的机器人控制器18；分别控制机床14、16的机床控制器20、22。关于机器人12的机械结构，只要是能够搬运工件则可以为任意的结构。在图1所示的实施方式中，机器人12具有多关节机器人的机械结构，在机器人12的手尖安装了作业工具(末端执行器)24。此外，在图示实施方式中，设置有两台机床14、16。机床14、16都具有加工单元的形式。各个机床14、16具备：主轴(未图示)；在主轴的前方放置工件W1、W2的工作台(未图示)；包围主轴以及工作台周围的飞溅保护壁这样的壁，穿过设置在壁上的安全门26、28进行工件W1、W2的供给以及取出。在机床14、16的背面设置机床控制器20、22，在安全门26、28的侧方设置用于操作机床控制器20、22的操作板21、23。
在机床14、16的前方设置规定行走轴的行走装置30，机器人12在行走装置30上移动。隔着行走装置30在机床14、16的相反侧，沿着机床14、16配置多个作业托板P1、P2、P3、P4。在图1所示的实施方式中，在作业托板P1上放置工件W1，在作业托盘P2上放置与工件W1不同种类的工件W2。作业托盘P3用于放置加工完的工件W1，作业托盘P4用于放置加工完的工件W2。此外，隔着行走装置30在作业托盘P1、P2、P3、P4的相反侧，在机床14、16的前方，配置放置台32。在放置台32上设置工件W1用定位夹具34a和工件W2用定位夹具34b。
机器人控制器18通过机器人电缆66以及行走装置电缆68分别与机器人12以及行走装置30连接，可以控制机器人12以及行走装置30的动作。并且，机器人控制器18通过数字信号输入输出电缆70，与放置台32的定位夹具34a、34b连接。
加工系统10如图2所示，具备包围机器人12以及机床14、16的安全栅36。机器人12在行走装置30上行走，移动到机床14、16各自前方，当操作者操作机床14、16的操作板21、23时，存在操作者与机器人12发生干扰的可能性。为了防止这样的机器人12与操作者间的干扰，以全部包围机器人12、行走装置30、机床14、16的方式设置了安全栅。此外，在安全栅36的前方，设置用于操作者进入到安全栅36的内侧的安全门38，在安全门38上安装安全塞40。为了打开安全门38，需要取下安全塞40。当取下安全塞40时，向机器人控制器18传递非常停止信号，机器人12以及行走装置30不进行动作。
通过设置安全塞40，在加工系统10中，操作者为了操作机床14的操作板21或机床16的操作板23，需要从安全门38取下安全塞40然后打开安全门38。通过取下安全塞40，机器人12以及行走装置30非常停止。操作者在安全栅36内进行作业的期间，手持从安全门38取下的安全塞40进行作业，由此可以防止由于其他的操作者错误地关闭安全门38从而使机器人12以及行走装置30启动。
在加工系统10中，在操作者操作一方的机床14的机床控制器20的操作板21时，即使另一方的机床16的加工完成，但在机床14的机床控制器20的操作板21的操作完成操作者退出到安全栅36的外部之前，机器人12无法开始针对另一方机床16的装载以及卸载作业。例如，当在两个机床14、16中的一个机床14中产生警报加工停止时，操作操作板21进行警报的恢复作业，由此可以再次开始机床14的加工。但是，在恢复作业过程中，因为从安全门38取下安全塞40，机器人12成为非常停止状态，所以无法进行针对另一机床16的装载以及卸载作业。因此，必须判断优先进行发生警报的机床14的恢复作业，还是优先使正常动作中的机床16继续进行加工。
为了避免这样的状况，在图示实施方式中，如图2所示那样，通过网络电缆42连接机器人控制器18和机床控制器20、22，并且，通过从设置在安全栅36内侧的机器人控制器18直到安全栅36外侧布线的操作板电缆44，将机器人控制器18和可手持移动的示教操作板46连接，操作者可以在安全栅36的外侧操作示教操作板46。由此，在保持关闭安全门38的状态下，可以使用示教操作板46从安全栅36的外侧进行机器人控制器18以及机床控制器20、22的状态参照、操作以及设定。操作板电缆44以及示教操作板46可以使用标准上附属于机器人控制器18的产品。因此，为了构筑图示的加工系统10(机器人控制系统)，不仅可以通过构成通信网络的网络电缆42相互连接机器人控制器18和机床控制器20、22，还可以将成本上升抑制为最小。
以下说明图1所示的加工系统10的动作。在加工系统10中，机器人12在行走装置30上移动，使用作业工具24抓持作业托盘P1上的工件W1或作业托盘P2上的工件W2，临时将工件W1或工件W2放置在放置台32的定位夹具34a或34b中，等待各机床14、16结束加工。在机床14不是正在加工时，机器人12通过作业工具24抓持放置在定位夹具34a上的工件W1来对其进行搬运，并且将其安装到机床14的内部。当工件W1的安装完成时，机器人控制器18对机床控制器20发出加工开始命令，机床控制器20按照加工开始命令，使机床14开始加工安装的工件W1。当加工完成时，机床控制器20对机器人控制器18发出加工完成信号。当机器人控制器18取得加工完成信号时，机器人12从机床14取出并搬运加工完的工件W1，将其放置在作业托盘P3上。同样地，在机床16不是正在加工时，机器人12通过作业工具24抓持放置在定位夹具34b上的工件W2来对其进行搬运，并且将其安装到机床16的内部。当工件W2的安装完成时，机器人控制器18对机床控制器22发出加工开始命令，机床控制器22按照加工开始命令，使机床16开始加工安装的工件W2。当加工完成时，机床控制器22对机器人控制器18发出加工完成信号。当机器人控制器18取得加工完成信号时，机器人12从机床16取出并搬运加工完的工件W2，将其放置在作业托盘P4上。
然后，参照图3详细说明机器人控制器18。
机器人控制器18，作为进行后述的各种处理的处理部，具备CPU(中央运算装置)48。在从CPU48延伸的总线50上连接RAM等存储器52和硬盘等存储装置54。CPU48执行在存储器52中存储的各种程序，来控制机器人12的动作。在存储装置54中保存了将在存储器52上展开的各种程序。当接通机器人控制器18的电源时，为使CPU48能够直接执行存储装置54中保存的各种程序，从存储装置54读出各种程序，在存储器52上展开。
CPU48还经由总线50与操作板接口56、伺服接口58以及网络接口60连接。在操作板接口56上，通过操作板电缆44连接示教操作板46。操作者使用设置在示教操作板46上的显示器(显示部)46a和输入按钮(输入部)46b，可以进行机器人控制器18的操作。在伺服接口58上通过机器人电缆66连接机器人12，通过行走装置电缆68连接行走装置30。机器人控制器18根据通过机器人电缆66以及行走装置电缆68所传递的动作指令，使机器人12以及行走装置30各自的伺服电动机动作。在网络接口60上经由网络电缆42连接机床控制器20以及22。由此，可以在机器人控制器18和各机床14、16的机床控制器20、22之间进行通信。
CPU48经由总线50与数字信号输入输出电路62以及非常停止输入输出电路64连接。在数字信号输入输出电路62上，通过数字信号输入输出电缆70连接放置台32上的定位夹具34a、34b，通过数字信号输入输出电缆72连接机器人12的作业工具24。由此，可以在机器人控制器18和定位夹具34a、34b以及作业工具24之间，进行数字信号的交换。在非常停止输入输出电路64上，通过非常停止信号电缆74连接机床控制器20、22以及安全塞40。非常停止输入输出电路64当检测到从机床控制器20、22以及安全塞40发送的非常停止信号时，CPU48经由伺服接口58切断机器人12以及行走装置30的动力，可以使机器人12以及行走装置30非常停止。
机床控制器20、22具有与机器人控制器18大体相同的结构。机床控制器20、22，代替机器人控制器18的示教操作板46，具备操作板21、23，操作者使用操作板21、23的显示器21a、23a以及输入按钮21b、23b，可以操作机床控制器20、22。机床控制器20、22其他的基本结构与机器人控制器18大体相同，所以省略详细的说明。
如图4所示，在机器人控制器18的存储器52中展开存储在存储装置54中保存的控制程序76、作业程序78、80以及梯形程序82。机器人控制器18按照控制程序76进行控制动作。作业程序78是用于机器人12使用操作工具24进行与工件W1有关的作业的程序，作业程序80是用于机器人12使用操作工具24进行与工件W2有关的作业的程序。作业程序78、80都由控制程序76进行解释，变换为机器人12、作业工具24以及行走装置30的动作。从机器人控制器18向机器人12以及行走装置30的动作命令经由伺服接口58进行传递。梯形程序82是用于输入输出针对作业工具24或定位夹具34a、34b的数字信号的程序。但是，通过作业程序78、80直接使用数字信号输入输出电路62来进行数字信号的输入输出。
此外，在机器人控制器18的存储器52中存储机床14的设定参数信息84以及机床16的设定参数信息86。设定参数信息84、86包含：机床14、16的各控制轴的结构以及名称(X、Y、Z、R轴等)；各控制轴的最大以及最小的行程长；夹具、吹风枪、自动门等的总数等。经由网络接口60，通过CPU48从各个机床控制器20、22取得这些设定参数信息84、86，用于生成与各机床14、16有关的示教操作板46的各种画面。
并且，在机器人控制器18的存储器52中展开存储在存储装置54中保存的用于机床14、16的各种画面程序，即当前位置画面程序88、程序检查画面程序90、报警画面程序92、消息画面程序94、工具修正画面程序96以及机械操作画面程序98。这些画面程序88～98都由程序76进行解释，CPU48按照画面程序88～98，使示教操作板46的显示器(显示部)46a显示机床用画面。此外，当通过示教操作板46的输入按钮46b进行了输入操作时，通过各画面程序88～98解释操作的内容。CPU48按照解释后的操作的内容，通过控制程序76生成操作命令，经由网络接口60把该操作命令发送给机床14、16的机床控制器20、22。
若对机床的每个种类生成与各机床关联的机床用画面，则画面生成工时数变得巨大。因此，CPU48，根据经由网络接口60从各机床14、16取得并已存储在存储器52中的各机床的设定参数信息84、86，遵照各画面程序88～98，生成机床用画面。
然后，参照图5～图10，说明通过各画面程序88～98生成的画面的例子。在图5～图10中，对于具有相同功能的画面构成要素赋予相同的参照符号。
图5表示通过当前位置画面程序88(图4)在示教操作板46的显示器(显示部)46a上显示的当前位置画面的一例。在当前位置画面中显示CNC选择按钮(选择部)100、系统选择按钮120、绝对坐标显示栏104、机械坐标显示栏106、进给速度显示栏108、主轴转速显示栏110、机床状态显示栏112～120。在当前位置画面中，在其下方区域还具有前页显示按钮122、下页显示按钮124、更新/参照模式切换按钮126。如果在示教操作板46的显示器46a中装配了触摸板，操作者可以通过触摸板(即，显示操作板46的另一输入部)选择或按动在各种画面上显示的按钮，或者可以输入数值或文字。在没有装配触摸板时，可以使用示教操作板46的输入按钮(输入部)46b进行同样的操作。
为了选择经由网络接口60与机器人控制器18连接的机床控制器20、22中的某一个而设置了CNC选择按钮100。当按动CNC选择按钮100时，一览显示全部的机床控制器20、22，操作者可以选择进行与哪个机床控制器20、22有关的显示。当选择了某个机床控制器20或22时，在CNC选择按钮100上显示所选择的机床控制器20或22的名称(在图中为“CNC1”)。
为了选择通过CNC选择按钮100选择的机床控制器20或22所控制的系统的编号而设置了系统选择按钮102。当按动了系统选择按钮102时，显示系统编号的选择菜单，操作者可以通过编号选择系统。当选择了某个系统时，在系统选择按钮102上显示所选择的系统的编号(在图中为“PATH1”)。当选择了机床控制器20或22和系统时，CPU48(图3)经由网络接口60从机床控制器20或22取得所选择的机床控制器20或22控制的、属于所选择的系统的控制轴的最大数量。
所谓“系统”是指设置在机床14、16中的全部的控制轴中的、同时控制的控制轴的集合。一般，在设置有8个控制轴的机床中，同时控制全部这8个轴的情况较少。例如，有时使用8个轴中的5个控制轴来控制通过工具的加工动作，使用2个控制轴控制工具更换转塔的动作，使用1个控制轴控制周边设备。此时，将系统1分配给用于加工的5个轴，将系统2分配给用于工具更换转塔的两个轴，将系统3分配给用于周边设备的1个轴，对各个系统的每个系统生成作业程序78、80。然后，通过同时执行多个系统的作业程序78、80，例如，在通过工具进行加工的过程中，可以使工具更换转塔进行动作，同时可以使周边设备也进行动作。因为系统不同的控制轴之间具有关联而不进行动作，所以在当前位置画面中显示属于所选择的1个系统的控制轴的当前位置，不显示属于未选择的系统的控制轴的上述结构，对于操作者来说是便利的。
当选择了机床控制器20或22以及系统时，CPU48经由网络接口60从被选择的机床控制器20或22取得属于被选择的机床控制器20或22的被选择的系统的各个控制轴的当前位置。然后，CPU48在绝对坐标显示栏104中，与属于被选择的机床控制器20或22的被选择的系统的各个控制轴的名称对应地显示在机械坐标中的当前位置。可以在取得当前位置的同时，经由网络接口60从被选择的机床控制器20或22取得绝对坐标显示栏104以及机械坐标显示栏106中的各控制轴的名称(在图中为X、Y、Z、A、B)，但也可以预先取得全部控制轴的名称。
按照每个一定的周期更新绝对坐标显示栏104以及机械坐标显示栏106。当设置在机床14、16中的任意的控制轴动作时，在绝对坐标显示栏104以及机械坐标显示栏106中显示的控制轴的当前位置实时地变化。在图示的例子中，可以在绝对坐标显示栏104以及机械坐标显示栏106的各个中，显示5个控制轴的当前位置。当设置在机床14、16中的控制轴为6个以上时，分为多页显示这些控制轴的当前位置。然后，通过按动前页显示按钮122或下页显示按钮124，可以显示之前或者以下5个轴的当前位置。
当选择了机床控制器20或22时，CPU48还经由网络接口60从被选择的机床控制器20或22取得在对应的机床14、16中执行的加工的进给速度以及主轴转速以及它们的显示单位。然后，CPU48在进给速度显示栏108中显示被选择的机床控制器20或22控制的当前的进给速度，在主轴转速显示栏110中显示被选择的机床控制器20或22控制的当前的主轴转速。按照每个一定周期更新进给速度显示栏108以及主轴转速显示栏110，实时地显示进给速度以及主轴转速。如上所述，从机床控制器20、22取得进给速度以及主轴转速的显示单位。一般，进给速度的单位显示为“mm/分(或mm/min)”，主轴转速的单位显示为“/分(或/min)”。但是，作为进给速度的单位，还可以使用“mm/秒(或mm/sec)”或“cm/分(或cm/min)”等，作为主轴转速的单位，可以使用“/秒(或/sec)”或“/毫秒(或/msec)”等。
当选择了机床控制器20或22时，CPU48还经由网络接口60从被选择的机床控制器20或22取得对应的机床14、16的运转状态。然后，CPU48在机床状态显示栏112～120中显示机床14、16的运转状态。在图示的例子中，作为机床14、16的运转状态，取得动作模式、自动运转的状态、轴移动的状态、辅助功能的执行状态以及警报的状态。
在机床状态显示栏112中，作为取得的机床14、16的动作模式，显示“MDI”：手动数据输入运转(MDI运转)、“MEM”：按照在存储器中存储的程序的自动运转(存储器运转)、“RMT”：在经由接口从外部读入程序的同时进行的自动运转(DNC运转)，“EDIT”：存储器编辑、“HDL”：手动手柄进给、“JOG”：慢进给、“INC”：增量进给、“REF”：手动基准点恢复、“***”：其他中的某一个。在机床状态显示栏114中，作为取得的机床14、16的自动运转的状态，显示“***”：复位状态、“STOP”：自动运转停止状态、“HOLD”自动运转停止状态、“STRT”：自动运转启动状态、“MSTR”：手动数值指令启动状态中的某一个。在机床状态显示栏116中，作为取得的机床14、16的移动轴的状态，显示“MTN”：正在执行轴移动、“DWL”：停留状态(执行了使转移到下一方框的动作延迟指令的时间的功能的状态)中的某一个。在机床状态显示栏118中，作为取得的机床14、16的辅助功能的执行状态，显示“FIN“：正在执行辅助功能、“***”：其他中的某一个。在机床状态显示栏120中，作为取得的机床14、16的警报的状态，显示“ALM”：发生警报中、“BAT”：锂电池的电压降低、“***”：其他中的某一个。
为了通过更新模式和参照模式切换当前位置画面的模式，设置有更新/参照模式切换按钮126。操作者通过按动更新/参照模式切换按钮126，可以选择更新模式和参照模式中的某一个，在更新/参照模式切换按钮126中显示被选择的模式。当选择参照模式在更新/参照模式切换按钮126中显示了“参照”时，操作者无论在当前位置画面中进行何种操作，也不会变更被选择的机床控制器20或22的内部数据。因此，内部数据不会受到误操作的影响，是安全的。另一方面，当选择更新模式在更新/参照模式切换按钮126中显示了“更新”时，可以进行在进给速度显示栏108、主轴转速显示栏110、机床状态显示栏112～120中显示的数据的变更操作。详细地说，当操作者按动选择了进给速度显示栏108、主轴转速显示栏110、机床状态显示栏112～120中的希望变更数据的栏时，催促输入与选择的栏对应的新的数据。当通过示教操作板46的输入按钮46b输入了新的数据时，经由网络接口60把新的数据发送给被选择的机床控制器20或22，变更机床控制器20或22的内部数据。机床控制器20、22即使接收到新数据，但在新数据为超过允许范围的数据等不恰当的数据时，则不变更内部数据。
如此，在当前位置画面中，操作者从经由网络接口60以及网络电缆42与机器人控制器18连接的机床控制器20、22，可以通过CNC选择按钮100选择希望的机床控制器20或22。CPU48因为经由网络接口60从被选择的机床控制器20或22取得设置在各机床14、16中的控制轴的结构或控制轴的名称等信息，并在当前显示画面中显示取得的信息，所以不必对机床14、16的每个种类生成当前位置画面。
图6表示通过程序检查画面程序90(图4)在示教操作板46的显示器46a上显示的程序检查画面的一例。在程序检查画面中，与当前位置画面相同，显示CNC选择按钮100、系统选择按钮102、机床状态显示栏112～120、前页显示按钮122、下页显示按钮124、更新/参照模式切换按钮126。除了这些之外，在程序检查画面中还显示执行程序行显示栏128、执行程序编号显示栏130、执行程序行编号显示栏132。
通过CPU48经由网络接口60从机床控制器20或22取得被选择的机床控制器20或22执行的加工程序的内容，并在执行程序行显示栏128中显示该加工程序的内容。此时，通过执行光标128a强调加工程序中的当前执行的行(以下称为执行行)。在执行程序行显示栏128中存在8行的显示空间，显示包含执行行的8行的程序行。在显示其他的程序行时，按动前页显示按钮122或下页显示按钮124，可以切换显示页。
通过CPU48经由网络接口60从机床控制器20或22取得被选择的机床控制器20或22执行的加工程序被分配的程序编号，并在执行程序编号显示栏130中显示该程序编号。例如可以通过英文字母“O”以及继它之后的四位数字的组合显示在机床14、16中执行的加工程序的程序编号。
通过CPU48经由网络接口60从机床控制器20或22取得被选择的机床控制器20或22执行的加工程序中的执行行的编号，并在执行程序行编号显示栏132中显示该执行行的编号。例如可以通过英文字母“N”以及继它之后的四位数字的组合显示在机床14、16中执行的加工程序的执行行的编号。
机床控制器20、22有时先于实际的执行读取加工程序的程序行。因此，在发生警报时，有时执行光标128a实际上强调了在由机床控制器20、22执行的程序行(执行行)之前行进的行。此时，在执行程序行显示栏128中，因为通过与其他的行不同的颜色强调显示先读取的行，所以在发生警报后再次开始执行加工程序时，希望在使执行光标128a从在先读取的行返回到实际执行的行之后，再次开始执行加工程序。在程序检查画面中，在通过更新/参照模式切换按钮126从参照模式切换为更新模式时，操作者可以把在执行程序行显示栏128中显示的执行光标128a移动到希望的程序行。然后，在按动更新/参照模式切换按钮126从更新模式切换为参照模式时，CPU48可以经由网络接口60对被选择的机床控制器20或22发送表示实际行的位置的参数。由此，机床控制器20、22在发生警报后，可以从与发生警报时执行光标128a强调的行不同的实际的执行行开始，再次开始执行加工程序。
图7表示通过警报画面程序92(图4)在示教操作板46的显示器46a中显示的警报画面的一例。在警报画面中，与当前位置画面相同，显示CNC选择按钮100、系统选择按钮102、机床状态显示栏112～120、前页显示按钮122、下页显示按钮124、更新/参照模式切换按钮126。除了这些以外，在警报画面中还显示发生警报显示栏134、警报复位按钮136。
通过CPU48经由网络接口从机床控制器20或22取得在被选择的机床控制器20或22中发生的全部警报的内容，并在发生警报栏134中显示该全部警报的内容。当操作者按动了警报复位按钮136时，CPU48经由网络接口60对被选择的机床控制器20或22发送复位命令。机床控制器20或22按照复位命令，解除全部的发生警报，重新检测在该时刻产生的警报。此时，机床控制器20、22可以不进行已经检测完的警报的再次检测，仅追加检测新产生的警报。通过按动警报复位按钮136，对机床控制器20或22发出复位命令，在机床控制器20或22中解除已经检测完的全部的警报，重新进行全部的警报的检测。
图8表示通过消息画面程序94(图4)在示教操作板46的显示器46a中显示的操作者消息画面的一例。在操作者消息画面中，与当前位置画面相同，显示CNC选择按钮100、系统选择按钮102、机床状态显示栏112～120、前页显示按钮122、下页显示按钮124、更新/参照模式切换按钮126。除此之外，在操作者消息画面中还显示操作者消息显示栏138。通过CPU48经由网络接口从机床控制器20或22取得在被选择的机床控制器20或22中发生的警报以外的操作者消息的内容，并在操作者消息显示栏138中显示该操作者消息的内容。
图9表示通过工具修正画面程序96(图4)在示教操作板46的显示器46a中显示的工具修正画面的一例。在工具修正画面的下方区域，与当前位置画面的下方区域相同，显示前页显示按钮122、下页显示按钮124、更新/参照模式切换按钮126。在工具修正画面的上方区域中，一览显示工具修正编号140、工具修正X轴方向偏置142、工具修正Y轴方向偏置144、工具修正半径偏置146。
通过CPU48经由网络接口60从机床控制器20或22取得在被选择的机床控制器20或22中设定的工具修正编号，将其分别作为工具修正编号140、工具修正X轴方向偏置142、工具修正Y轴方向偏置144以及工具修正半径偏置146，在工具修正画面上显示。当操作者在按动更新/参照模式切换按钮126从参照模式切换为更新模式，并选择了工具修正编号的某一个时，在工具修正画面上显示工具修正值输入画面。CPU48经由网络接口60向被选择的机床控制器20或22发送操作者在工具修正值输入画面中输入的工具修正值的设定命令。
机床控制器20、22在接收到工具修正值的设定命令时，当在机床14、16选择的动作模式中不希望按照设定命令变更工具修正值时，或者在发送的工具修正值超过了允许范围时，可以忽视工具修正值的设定命令，不变更工具修正值。
图10表示通过机械操作画面程序98(图4)在示教操作板46的显示器46a中显示的机械操作画面的一例。机械操作画面是用于操作者通过示教操作板46操作机床14、16的各控制轴的画面。在机械操作画面中，与当前位置画面相同，显示CNC选择按钮100、系统选择按钮102、绝对坐标显示栏104。并且，在机械操作画面中显示机械状态变更按钮148、超调选择变更按钮150、轴选择按钮152、轴选择下页显示按钮154。通过这些按钮，可以进行下述操作：手动地移动设置在机床14、16中的控制轴所需要的动作模式的切换；在机床14、16中设置的控制轴的移动速度的调整中使用的超调值的选择；实际移动的控制轴的选择。超调值是在想要临时变更通过加工程序设定的控制轴的移动速度时，为了在不变更所设定的移动速度的数值本身的情况下变更控制轴的实际的移动速度，而预先设定的值。通过对设定的移动速度乘以作为超调值指定的比例(％)，可以变更控制轴的速度。
为了能够显示并且可变更与被选择的机床控制器20或22对应的机床14或16的当前的动作模式，而设置了机床状态变更按钮148，包含表示手动基准点恢复模式的REF按钮、表示慢进给模式的JOG按钮以及表示手动手柄进给模式的HDL按钮。当操作者在机械操作画面中按动这些按钮中的某一个时，CPU48经由网络接口60对被选择的机床控制器20或22发送动作模式切换命令。由此，切换机床14或16的动作模式。
为了能够显示并且变更在被选择的机床控制器20或22中设定的当前的超调值，而设置了超调选择变更按钮150，包含0％按钮、25％按钮、50％按钮以及100％按钮。当操作者在机械操作画面中按动了这些按钮中的某一个时，CPU48经由网络接口60向被选择的机床控制器20或22发送超调变更命令。由此，变更超调值。
为了能够显示并且可选择与被选择的机床控制器20或22控制的机床14或16的各控制轴对应的按钮，而设置了轴选择按钮152。CPU48经由网络接口60，取得与全部的机床控制器20、22控制的控制轴的结构或控制轴的名称有关的信息，并在轴选择按钮152上显示该信息。以能够选择+(正)移动方向和-(逆)移动方向的方式，在轴选择按钮152上分别显示与4个控制轴对应的按钮。在机床14或16具有5个以上的控制轴时，通过按动轴选择下页显示按钮154，可以变更在轴选择按钮152上显示的控制轴的编号。
操作者通过在机械操作画面中按动轴选择按钮152中的某一个按钮，可以选择想要移动的控制轴及其移动方向。此外，操作者通过按动示教操作板46的输入按钮46b中的机械轴移动用按钮，可以移动机床14或16的一个控制轴。详细地说，操作者通过在按动了轴选择按钮152中的某一个按钮的状态下按动示教操作板46的输入按钮46b中的机床轴移动用按钮时，CPU48经由网络接口60向被选择的机床控制器20或22发送与通过轴选择按钮152选择的控制轴对应的轴移动命令。机床控制器20或22按照接收到的轴移动命令，按照基于通过超调选择变更按钮150选择的超调值的速度，使通过轴选择按钮152选择的移动轴移动。此外，当操作者脱离示教操作板46的输入按钮46b中的机床轴移动用按钮时，CPU48经由网络接口60向被选择的机床控制器20或22发送针对通过轴选择按钮152选择的控制轴的轴停止命令。机床控制器20或22按照接收到的轴停止命令，停止通过轴选择按钮152选择的控制轴的移动。
在绝对坐标显示栏104中，通过绝对坐标显示通过轴选择按钮152选择的控制轴的当前位置。在被选择的机床控制器20、22移动对应的机床14或16的移动轴的期间，在绝对坐标显示栏104中显示的控制轴的当前位置也变化。因此，操作者通过参照在绝对坐标显示栏104中显示的数值，可以容易地确认控制轴的移动状态。
机床控制器20、22在接收到轴移动命令时，当在机床14、16选择的动作模式中不希望按照轴移动命令移动控制轴时，或者在机床14、16中发生了警报时，或者在轴移动命令超过了机床14、16的控制轴的动作范围时等，判断为不允许移动轴，可以忽略轴移动命令，不使移动轴移动。这样，在机床控制器20、22中当不希望移动控制轴时，就不执行轴移动，所以可以确保安全。
在图示的加工系统10(机器人控制系统)中，经由机器人控制器18，能够以操作机器人12或行走装置30的目的，以及以确认机器人12的状态或者变更设定的目的，使用示教操作板46，并且，经由通过网络电缆42与机器人控制器18连接的机床控制器20、22，还能够以操作机床14、16的控制轴的目的，以及确认机床14、16的状态或者变更设定的目的，使用示教操作板46。因此，操作者可以使用一台示教操作板46，进行机器人12的状态确认、操作以及设定，并且可以进行机床14、16的状态确认、操作以及设定，操作效率得到提高。此外，在图2中，位于安全栅36外侧的操作者可以使用设置在安全栅36外侧的示教操作板46，操作在图1所示的加工机械中设置的全部的控制轴，所以可以安全地进行控制轴的操作。
并且，机器人控制器18通过网络检测通过网络电缆42连接的机床控制器20、22，从使用示教操作板46选择的机床控制器20、22中，取得控制轴的结构、控制轴的名称、控制轴的当前位置等与对应的机床14或16有关的信息，根据取得的信息，在示教操作板46的显示器46a中显示与被选择的机床控制器20或22的操作有关的各种画面，所以不需要对种类不同的每个机床生成各种画面。此外，在由于发生了警报机床14、16停止时，操作者可以使用示教操作板46在安全栅36的外侧确认警报的原因或者进行用于恢复的操作，所以不必为了与机床14、16有关的作业而停止机器人18，可以安全并且迅速地进行由于警报停止后的加工系统的恢复。并且，因为操作者可以使用教操作板46在安全栅36的外侧调整工具修正值，所以可以根据加工完成后测定到的工件的加工精度，安全地进行工具修正，可以容易地改善加工精度。
至此，根据图示实施方式，说明了本发明的一实施方式的机器人控制系统，但本发明并不限于图示实施方式的结构。例如，在图示实施方式中，通过网络电缆42连接了机器人控制器18和机床控制器20、22，但还可以通过通信网络相互连接机器人控制器18和机床控制器20、22，还可以通过无线通信网络连接机器人控制器18和机床控制器20、22。此外，本发明的一实施方式的机器人控制系统还可以用于仅具备1台或者具备3台以上的机床(因此，机床控制器)的加工系统。
以下开列本发明的各种方式。
机器人控制系统具有控制机器人的机器人控制器、与机器人控制器连接的可手持移动的示教操作板、以及在控制机床的机床控制器上连接机器人控制器的通信网络。示教操作板具有显示与机器人以及机床有关的信息的显示部。机器人控制器具有经由通信网络从机床控制器取得与机床有关的信息，按照被赋予的画面程序在示教操作板的显示部上显示机床用画面，并在示教操作板的显示部的机床用画面上显示与取得的机床有关的信息的处理部。
在上述机器人控制系统中，通过通信网络连接了机器人控制器和机床控制器，可以在可手持移动的示教操作板的显示部上显示经由网络从机床控制器取得的与机床有关的信息。因此，即使在机器人和机床被安全栅包围时，操作者也可以使用可手持移动的示教操作板在安全栅外确认机床的信息，所以能够降低为了确认机床的状态或设定等操作者侵入安全栅的必要性。操作者可以在不必侵入安全栅内的情况下，确认机床的状态或设定等，所以可以降低停止机器人的必要性，可以提高作业效率或生产效率。
机器人控制器的处理部，可以处理针对示教操作板的显示部上的机床用画面的输入操作，经由通信网络向机床控制器发送输入操作的内容。如果向机床控制器发送针对机床用画面的示教操作板的输入操作的内容，则可以使用示教操作板操作机床控制器。因此，即使在机器人和机床被安全栅包围时，操作者也可以使用可手持移动的示教操作板在安全栅外操作机床控制器，所以能够降低为了操作机床或者变更设定操作者侵入安全栅的必要性。
机器人控制器可以经由通信网络与分别控制不同机床的多个机床控制器连接。在该结构中，处理部，检测经由通信网络与机器人控制器连接的机床控制器，在示教操作板的显示部的机床用画面中显示用于从多个机床控制器选择希望的机床控制器的选择部，在机床用画面中显示从选择部选择的希望的机床控制器取得的信息。
机器人控制器的处理部，可以经由通信网络从通过选择部选择的希望的机床控制器取得希望的机床控制器控制的机床的设定参数信息，根据取得的设定参数信息，生成机床用画面。
机器人控制器的处理部，可以经由通信网络从机床控制器取得机床的控制轴的位置，在示教操作板的显示部的机床用画面中显示取得的控制轴的位置。
机器人控制器的处理部，可以从机床控制器取得机床的控制轴的名称，在机床用画面中与控制轴的位置相关联地显示取得的控制轴的名称。
机器人控制器的处理部，可以经由通信网络从机床控制器取得机床的进给速度以及主轴转速，在示教操作板的显示部的机床用画面中显示取得的进给速度以及主轴转速。
机器人控制器的处理部，可以经由通信网络从机床控制器取得机床的动作模式，在示教操作板的显示部的机床用画面中显示取得的动作模式。
机器人控制器的处理部，可以经由通信网络从机床控制器取得机床控制器正执行的加工程序，在示教操作板的显示部的机床用画面中显示取得的加工程序。
机器人控制器的处理部，当在机床中发生了警报时，可以经由通信网络从机床控制器取得与警报有关的信息，在示教操作板的显示部的机床用画面中显示取得的与警报有关的信息。
机器人控制器的处理部，可以根据针对示教操作板的显示部的机床用画面的输入操作，向机床控制器发送操作指令。
机器人控制器的处理部，可以根据针对示教操作板的显示部的机床用画面的输入操作，向机床控制器发送与机床有关的参数的设定以及变更指令。与机床有关的参数可以是机床的进给速度、主轴转速、动作模式、正在执行的加工程序中的执行行的位置、以及工具修正值中的至少一个。
至此，与优选实施方式相关联地说明了本发明，但在不超出权利要求范围的情况下，可以进行各种修正以及变更，这点本领域的技术人员一定会理解。

Claims (13)

1.一种机器人控制系统，其用于包含机器人以及机床的加工系统，其特征在于，
具有：
控制机器人(12)的机器人控制器(18)；
与所述机器人控制器连接的可手持移动的示教操作板(46)；以及
将所述机器人控制器连接到控制机床(14、16)的机床控制器(20、22)的通信网络(42)，
所述示教操作板具有显示部(46a)，所述显示部显示与所述机器人以及所述机床有关的信息，
所述机器人控制器具有处理部(48)，所述处理部经由所述通信网络从所述机床控制器取得与所述机床有关的信息，按照被赋予的画面程序在所述示教操作板的所述显示部上显示机床用画面，并在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面上显示所取得的与所述机床有关的所述信息，
所述机器人控制器、所述机器人、所述机床以及所述机床控制器被安全栅包围，所述示教操作板在所述安全栅的外侧。
2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部处理所述示教操作板的针对所述显示部上的所述机床用画面的输入操作，经由所述通信网络向所述机床控制器发送所述输入操作的内容。
3.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述机器人控制器，经由所述通信网络与分别控制不同机床的多个机床控制器连接，所述处理部，检测经由所述通信网络与所述机器人控制器连接的所述多个机床控制器，在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面中显示用于从所述多个机床控制器选择希望的机床控制器的选择部，并在所述机床用画面中显示从通过所述选择部选择出的所述希望的机床控制器所取得的所述信息。
4.根据权利要求3所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，经由所述通信网络从通过所述选择部选择出的所述希望的机床控制器取得所述希望的机床控制器控制的所述机床的设定参数信息，根据取得的所述设定参数信息，生成所述机床用画面。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，经由所述通信网络从所述机床控制器取得所述机床的控制轴的位置，并在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面中显示所取得的所述控制轴的位置。
6.根据权利要求5所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，从所述机床控制器取得所述机床的所述控制轴的名称，并在所述机床用画面中与所述控制轴的位置关联起来显示所取得的所述控制轴的所述名称。
7.根据权利要求1至4的任意一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，经由所述通信网络从所述机床控制器取得所述机床的进给速度以及主轴转速，并在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面中显示所取得的所述进给速度以及主轴转速。
8.根据权利要求1至4的任意一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，经由所述通信网络从所述机床控制器取得所述机床的动作模式，并在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面中显示所取得的所述动作模式。
9.根据权利要求1至4的任意一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，经由所述通信网络从所述机床控制器取得所述机床控制器正在执行的加工程序，并在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面中显示所取得的所述加工程序。
10.根据权利要求1至4的任意一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部，当在所述机床中发生了警报时，经由所述通信网络从所述机床控制器取得与所述警报有关的信息，并在所述示教操作板的所述显示部的所述机床用画面中显示所取得的与所述警报有关的信息。
11.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部根据所述示教操作板的针对所述显示部的所述机床用画面的所述输入操作，向所述机床控制器发送操作指令。
12.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述处理部根据所述示教操作板的针对所述显示部的所述机床用画面的所述输入操作，向所述机床控制器发送与所述机床有关的参数的设定以及变更指令。
13.根据权利要求12所述的机器人控制系统，其特征在于，
与所述机床有关的所述参数是所述机床的进给速度、主轴转速、动作模式、正在执行的加工程序中的执行行的位置、以及工具修正值中的至少一个。
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