CN107042513B - 加工机器人系统 - Google Patents

Abstract

加工机器人系统具备内置于机器人控制装置的连接设定信息群存储装置、示教操作板以及个人计算机。连接设定信息群存储装置用于存储连接设定信息群并且将该连接设定信息群作为一个文件来输出，该连接设定信息群至少包括关于加工装置与机器人控制装置之间的数字通信标准的设定的信息以及关于在加工装置与机器人控制装置之间通过数字通信而发送和接收的输入/输出信号的分配的信息。示教操作板和个人计算机具有能够进行连接设定信息群中包含的各设定信息的显示和编辑的画面。通过这样的加工机器人系统，能够简单地实现与数字控制方式的加工装置之间的连接设定。

Description

加工机器人系统

技术领域

本发明涉及一种将加工装置连接于机器人、例如工业用机器人来进行加工的加工机器人系统。

背景技术

已知一种将加工装置连接于工业用机器人来进行加工的加工机器人系统(例如日本特表2014-520671号公报)。该加工机器人系统中的加工装置具备搭载于机器人的前端的加工工具，构成为按照来自该机器人的控制装置的指令来对利用加工工具的加工处理进行控制。

在上述加工装置是模拟控制方式的装置的情况下，如果作业者正确地进行了加工装置与机器人控制装置之间的接线，则加工装置与机器人控制装置之间的通信设定会自动完成。另外，在模拟控制方式的加工装置中，可调整的参数是有限的，因此通过机器人控制装置来设定加工装置控制用的参数的作业量比较少。也就是说，在与模拟控制方式的加工装置连接的机器人控制装置中，作业者进行设定作业的负担不是很多。

另一方面，近来，作为连接于工业用机器人的加工装置，多数情况下数字控制方式的装置较为普及，一般来说，通过数字通信将机器人控制装置与加工装置连接。另外，考虑到要将数字控制方式的加工装置与多个机器人制造商的机器人控制装置连接，采用公开化或标准化的现场总线通信标准的加工装置在市面上迅速普及。作为该现场总线通信标准，例如有DeviceNet(注册商标)、EtherNet/IP(注册商标)、PROFIBUS(注册商标)等。在与这种数字控制方式的加工装置连接的机器人控制装置中，需要根据各加工装置的现场总线通信标准的种类而进行的通信设定。

另外，在这些数字控制方式的加工装置的大部分加工装置中，构成为通过按加工对象切换多个加工处理控制方式而能够利用一台加工装置实施多个作业。并且，与模拟控制方式的加工装置相比较，数字控制方式的加工装置具备多种多样的功能，还广泛地准备能够通过机器人控制装置进行调整的功能和参数。因此，在与数字控制方式的加工装置连接的机器人控制装置中，作业者进行用于控制该加工装置的设定的负担大。

因此，一般存在如下做法：预先在机器人控制装置内安装使与特定制造商的特定机种的加工装置之间的连接设定自动化的自动设定软件。

并且，一般还存在如下做法：在机器人控制装置与数字控制方式的加工装置之间的通信期间，通过D/A(Digital to Analog：数字/模拟)转换将数字信号转换为模拟信号，由此实现通信硬件、连接设定软件的简单化。

在此，对上述这样的现有技术的问题点进行说明。

在进行模拟通信的加工装置的情况下，即使该加工装置的制造商、机种发生了改变，也不需要对机器人控制装置内的软件进行加工装置与机器人控制装置之间的通信设定。与此相对，在进行数字通信的加工装置的情况下，需要根据各加工装置的现场总线通信标准的种类对机器人控制装置内的通信软件实施不同的通信设定。并且，在这些数字通信设定期间，需要预先对加工装置设定标准值，并对机器人控制装置实施与该标准值相应的通信设定。

另外，关于通过上述现场总线通信而在加工装置与机器人控制装置之间发送和接收的I/O(input/output：输入/输出)信号，未对利用第几个信号来控制何物这样的规定进行标准化，针对各加工装置的制造商、机种存在多种规定。因此，在机器人控制装置中，需要按照加工装置制造商所公开的信息来设定I/O信号的分配的作业(所谓的I/O映射)。

在以手动的方式进行以上这样的机器人控制装置中的用于通信和控制的设定的全部设定时，在以往的机器人控制装置的软件中，存在进行设定所需的多个设定事项分散在各种画面中从而难以了解这样的问题点。因此，除非是对与加工装置连接的机器人控制装置的软件熟知的作业者，否则不容易通过手动进行设定。

另外，在上述那样的设定成功的情况下，考虑将通过机器人控制装置的软件而进行了备份的设定数据应用于另外的加工机器人系统的机器人控制装置。可是，在以往的机器人控制装置的软件中，上述的各种设定信息按机器人控制装置的功能类别而被备份为多个相分别的文件。此时，存在同机器人控制装置与加工装置之间的通信没有关系的设定信息也一起被文件化的情况。由此，在实施机器人控制装置与加工装置之间的通信时，会发生不知道该使用哪个备份文件来恢复以前成功的设定才好这样的状况。并且，在该状况下，有时还导致进行同机器人控制装置与加工装置之间的连接没有关系的多余的设定。因而，即使在一个加工机器人系统中实现了上述那样的通过手动进行的设定，也难以在另外的加工机器人系统中应用与该设定相同的设定。

另外，在已了解要连接于机器人控制装置的加工装置的所有规格的情况下，考虑开发使与该加工装置之间的连接设定自动化的自动设定软件并预先在机器人控制装置内安装该自动设定软件。但是，在世界中存在很多加工装置的制造商、机种，因此难以针对这些所有的加工装置预先在机器人控制装置内准备好自动设定软件，开发成本也变得庞大。并且，需要与要连接的加工装置的规格变更相应地更新这些自动设定软件，因此软件的维护成本也变得庞大。

另外，在使用由D/A转换器转换得到的模拟信号来进行通信的加工机器人系统的情况下，虽然使与加工装置之间的连接设定简单化，但是无法通过机器人控制装置对数字控制方式的加工装置所具备的各种功能进行控制。

以上那样的问题点存在于具备进行数字通信的加工装置的以往的加工机器人系统。然而，简单地实现与采用公开化的现场总线通信标准的各制造商的数字控制方式的加工装置之间的连接设定的面向工业用机器人的接口尚未确立。当前，由于利用机器人控制装置同与之连接的加工装置的组合，因此在每次进行该连接作业时都需要熟练的作业者和庞大的设定时间。

发明内容

本发明提供一种加工机器人系统，该加工机器人系统具备能够简单地实现与数字控制方式的加工装置之间的连接设定的机器人控制装置。

根据本发明的第一方式，提供一种加工机器人系统，该加工机器人系统具备：加工装置，其通过数字控制来进行使用加工工具的加工处理；机器人，其使所述加工工具移动；机器人控制装置，其通过数字通信一边控制所述加工装置一边进行所述机器人的定位动作的控制；存储装置，其用于存储连接设定信息群并且将该连接设定信息群作为一个文件来输出，该连接设定信息群至少包括关于所述加工装置与所述机器人控制装置之间的数字通信标准的设定的信息以及关于在所述加工装置与所述机器人控制装置之间通过数字通信而发送和接收的输入/输出信号的分配的信息；以及编辑装置，其具有能够进行所述连接设定信息群中包含的各设定信息的显示和编辑的画面。

根据本发明的第二方式，提供一种加工机器人系统，是上述第一方式的加工机器人系统，其中，所述机器人控制装置通过读取所述文件来完成用于与所述加工装置之间的通信和控制的设定。

根据本发明的第三方式，提供一种加工机器人系统，是上述第一方式或第二方式的加工机器人系统，其中，所述编辑装置是连接于所述机器人控制装置的具有所述画面的示教操作板或个人计算机。

根据本发明的第四方式，提供一种加工机器人系统，是上述第一方式至上述第三方式中的任一方式的加工机器人系统，其中，所述连接设定信息群包含关于每个加工处理控制方式的加工指令参数的设定的信息。

根据本发明的第五方式，提供一种加工机器人系统，是上述第一方式至上述第四方式中的任一方式的加工机器人系统，其中，所述连接设定信息群包含关于加工的顺序控制的设定的信息。

根据本发明的第六方式，提供一种加工机器人系统，是上述第一方式至上述第五方式中的任一方式的加工机器人系统，其中，所述连接设定信息群包含关于与所述加工装置的警报的代码编号以及与该代码编号对应的消息内容的信息。

根据本发明的第七方式，提供一种加工机器人系统，是上述第一方式至上述第六方式中的任一方式的加工机器人系统，其中，所述文件是具有可读性的文件。

附图说明

根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征及优点和其它目的、特征及优点会变得更加明确。

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的加工机器人系统的结构的图。

图2是表示连接设定信息群存储装置内存储的连接设定信息群的具体例的图。

图3是例示出示教操作板或PC的显示部中显示的连接设定信息编辑用的画面的主页的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在参照的附图中，对相同的构件或功能部分标注相同的附图标记。设在不同的附图中被标注了相同的附图标记的结构要素是指具有相同功能的结构要素。另外，为了易于理解，这些附图适当变更了比例尺。并且，附图所示的结构是一例，本发明不限定于图示的结构。

图1是表示本发明的一个实施方式的加工机器人系统的结构的图。

如图1所示，本实施方式的加工机器人系统10具备机器人11、加工装置12以及机器人控制装置13。

机器人11是工业用机器人、例如垂直多关节型机器人。在机器人11的臂部的前端处安装有装卸自如的加工工具14。机器人11按照来自机器人控制装置13的指令来使加工工具14移动。

加工装置12是通过数字控制来进行使用加工工具14的加工处理的装置，例如是向焊炬供给电力的焊接电源(也称为电弧焊接机)。此外，在图1中，作为机器人11，图示出电弧焊接机器人，加工工具14为焊炬。并且，对作为电弧焊接机器人的机器人11设置有向焊炬送入焊接线的送线装置15。当然，机器人11不限定于这种电弧焊接机器人，例如也可以是实施激光焊接、激光切割或等离子体切割等加工处理的机器人。

机器人控制装置13通过数字通信一边控制加工装置12一边控制机器人11的定位动作。具体地说，机器人控制装置13对驱动上述机器人11的各轴的伺服电动机(未图示)进行控制来进行加工工具14的定位。并且，机器人控制装置13向加工装置12输出加工的处理控制指令。另外，机器人控制装置13构成为通过读取后述的库文件16来完成与加工装置12之间的连接设定。

在机器人控制装置13内内置有连接设定信息群存储装置17，该连接设定信息群存储装置17用于存储关于与加工装置12之间的各种连接设定的多个设定信息(以下称为连接设定信息群)。

连接设定信息群存储装置17中存储的连接设定信息群的各种设定信息显示于后述的示教操作板18或个人计算机(以下简记为PC)19的显示部，并且是能够编辑的。另外，连接设定信息群存储装置17能够将编辑好的连接设定信息群作为一个库文件16输出到机器人控制装置13外。此外，在图1所示的结构中，连接设定信息群存储装置17位于机器人控制装置13内，但是也可以位于机器人控制装置13外。

示教操作板18是与机器人控制装置13以能够通信的方式连接且供作业者进行机器人11的动作示教的装置。另外，示教操作板18具备输入部和显示部，该输入部用于对加工装置12设定加工的处理控制指令、例如控制参数，该显示部用于显示图形用户界面(以下简记为GUI)的画面。对于输入部，例如使用键盘、小键盘、拨盘等。对于显示部，使用液晶面板、LED面板等。在显示部的GUI画面中显示关于加工装置12与机器人控制装置13之间的通信和控制的设定信息。而且，作业者能够一边看着GUI画面中显示的设定信息一边进行编辑。

并且，PC 19能够与机器人控制装置13以能够通信的方式连接。而且，在将PC 19连接于机器人控制装置13后，与示教操作板18相同地，在PC 19的显示部的GUI画面中显示关于与加工装置12之间的通信和控制的设定信息。由此，与示教操作板18相同地，作业者能够一边看着GUI画面中显示的设定信息一边进行编辑。也就是说，示教操作板18和PC 19是具有能够进行上述各种设定信息的显示和编辑的GUI画面的编辑装置。

另外，上述的库文件16是将加工装置12与机器人控制装置13之间的连接所需的各种设定信息汇集而成的文件。该库文件16被从连接设定信息群存储装置17输出到机器人控制装置13外。另外，在存在与图1所示的加工机器人系统10类似的另外的加工机器人系统的情况下，还能够使该另外的加工机器人系统的机器人控制装置读取库文件16。在该情况下，不需要在另外的加工机器人系统中重新进行机器人控制装置与加工装置之间的连接设定。

图2是表示本实施方式的连接设定信息群存储装置17内存储的连接设定信息群的具体例的图。根据图2，上述的连接设定信息群中包含关于加工装置12与机器人控制装置13之间的数字通信标准的设定的信息21。也就是说，需要根据现场总线通信标准的种类对机器人控制装置13内的通信软件实施不同的通信设定，此时的设定信息21存储在连接设定信息群存储装置17内。

并且，关于在加工装置12与机器人控制装置13之间通过上述现场总线通信而发送和接收的I/O信号，未对利用第几个信号来控制何物这样的规定进行标准化。因此，在机器人控制装置13中，需要按照加工装置制造商所公开的信息来设定I/O信号的分配的作业(所谓的I/O映射)。因而，此时的设定信息22也存储在连接设定信息群存储装置17内。

并且，关于与加工装置12的多个加工处理控制方式相应的加工指令参数的设定，也需要通过机器人控制装置13来实施。除此之外，根据加工装置12的机种的不同，所支持的功能、加工的开始和结束的顺序控制存在差异。其结果是，也需要按加工装置12的机种登记推荐的设定、调整值。优选的是，此时的设定信息23也存储在连接设定信息群存储装置17内。

此外，在未设置显示器的加工装置12中，在由于检测出加工装置12的异常而发生警报时，需要通过设置于机器人控制装置13的显示器来报知该警报的内容。在这种情况下，需要事先将加工装置12的警报的代码编号和与此对应的消息内容全部登记到机器人控制装置13中。优选的是，此时的设定信息24也存储在连接设定信息群存储装置17内。

如以上这样，各种连接设定的信息21～24存储在连接设定信息群存储装置17内。也就是说，在连接设定信息群存储装置17中统一管理关于与加工装置12之间的连接设定的多个信息21～24。这些信息21～24显示在上述的示教操作板18或PC 19的显示部的画面上。由于能够对显示在这些画面上的各种信息21～24进行编辑，因此能够简单地实现与加工装置12之间的连接设定。另外，如图1所示，连接设定信息群存储装置17能够将该编辑结果汇集成一个库文件16而输出到机器人控制装置13外。另外，也能够通过使机器人控制装置13读取事先创建的库文件16来完成与加工装置12之间的连接设定。并且，如果使与机器人控制装置13相分别的另外的机器人控制装置读取库文件16，则不需要针对另外的机器人控制装置重新进行连接设定作业。其结果是，能够大幅缩短具备另外的机器人控制装置的加工机器人系统的启动时间。

进一步地，参照图1和图2来具体说明上述的加工机器人系统10的动作。在此，作为机器人11，以电弧焊接机器人为例进行说明。因此，以下所说明的焊接电源与加工装置12对应。

如上所述，在加工机器人系统10的机器人控制装置13中内置有连接设定信息群存储装置17。在连接于机器人控制装置13的示教操作板18或PC 19的显示部中显示专用画面，在该专用画面中能够对连接设定信息群存储装置17中存储的各种设定信息进行编辑。在该专用画面中存在主页，能够通过该主页对与各种设定相应的设定画面进行切换来显示。

在此，图3是例示出示教操作板18或PC 19的显示部中显示的连接设定信息编辑用的画面25的主页的图。优选的是，如该图所示那样在画面25上准备与以下这样的各种设定对应的按键26～32。这样的画面25是通过GUI而制作的。

·焊接电源的设定

·现场总线设定

·I/O映射

·每个焊接控制方式的焊接指令参数的各种设定

·从焊接电源向机器人输入的参数的设定

·关于电弧焊接顺序的定时的设定

·焊接电源的警报代码的设定

在实施这样的各种设定时，作业者通过键操作或鼠标操作等来从画面25上的多个按键26～32中选择目标设定的按键。由此，打开与目标设定相应的设定画面。

而且，例如在与上述“焊接电源的设定”相应的设定画面中，能够设定焊接电源的制造商名和机种名、送线装置的名称以及现场总线通信标准的类别等。

在与上述“现场总线设定”相应的设定画面中，根据上述的焊接电源所采用的现场总线通信标准的类别来改变设定内容。例如，在选择DeviceNet(注册商标)来作为现场总线通信标准的情况下，能够设定电弧焊接机器人和焊接电源的各个MAC ID、供应商ID、I/O信号的输入输出规模等。

在与上述“I/O映射”相应的设定画面中，能够进行将在焊接电源与电弧焊接机器人的控制装置之间通过现场总线通信而发送和接收的I/O信号中的第几个信号用于何种目的这样的设定。作为一例，该设定是将第一个输入信号使用于电弧开指令还是使用于气体开指令这样的设定。

在与上述“每个焊接控制方式的焊接指令参数的各种设定”相应的设定画面中，能够针对多个焊接控制方式分别设定固有的名称和编号。并且，也能够设定每个焊接控制方式所需的焊接指令参数。作为焊接指令参数中的代表性参数，能够主要列举焊接时的电流、电压、送线速度等。此外，存在由焊接电源制造商准备了焊接电源固有参数的情况。这些参数的组合根据焊接控制方式的不同而不同，因此还能够设定该组合。并且，还针对这些焊接指令参数定义可能指令范围。另外，还存在通过现场总线通信向焊接电源发送该参数时需要对值进行转换的情况，因此能够设定关于该转换的信息、例如缩放信息。

在与上述“从焊接电源向机器人输入的参数的设定”相应的设定画面中，主要能够设定焊接中实际测量出的电流值、电压值。针对这些参数，也能够与上述焊接指令参数同样地进行输入范围的定义以及关于机器人通过现场总线通信来接收这些参数时的值的转换的信息、例如缩放信息的设定。

在与上述“关于电弧焊接顺序的定时的设定”相应的设定画面中，例如能够设定在机器人控制装置向焊接电源发送熔接检测指令后到从焊接电源接受响应信号为止的延迟时间。并且，还能够设定向机器人控制装置通知利用焊接电源进行的焊接结束的时机的方法。

在与上述“焊接电源的警报代码的设定”相应的设定画面中，能够设定按焊接电源规定的警报的代码编号和与此对应的消息。

此外，在本实施方式中，如上述那样与各种设定相应地准备多个设定画面，将各种设定所需的多个设定事项按设定画面一并进行显示，因此各种设定作业变得容易。

接着，在像以上所说明那样的各种设定完成之后，作业者通过键操作或鼠标操作等按下画面25上的输出按键(未图示)。由此，向一个保存目标位置输出包含所有的设定数据的库文件16(参照图1)。该保存目标位置既可以位于机器人控制装置13内的由存储器构成的连接设定信息群存储装置17内，也可以位于设置在机器人控制装置13外的外部存储装置内。优选的是，外部存储装置为硬盘等固定盘装置或软盘、光盘等可移动使用的存储装置等。

设输出的库文件16为具有可读性的文件且为采用灵活性高的格式的文件。在此，库文件16是XML(extensible Markup Language：可扩展标记语言)形式的文件。根据这种XML文件，作业者还能够根据作为示教操作板18或PC19的GUI的画面25来掌握设定内容并且容易地实施设定数据的修正。

在修正设定数据之后，当通过上述GUI的画面25来执行设定数据的读取处理时，将修正后的所有设定数据统一反映到机器人控制装置13内的连接设定信息群存储装置17中。之后，在焊接电源(加工装置12)和机器人控制装置13这两方的电源为接通状态时，自动建立焊接电源(加工装置12)与机器人控制装置13之间的相互通信。而且，当从电弧焊接机器人的机器人控制装置13输出电弧焊接指令时，从焊接电源输出与该指令相应的电流或电压。

另外，在本实施方式中，能够使对与如图1所示的电弧焊接机器人(机器人11)相分别的另外的电弧焊接机器人进行控制的机器人控制装置读取上述库文件16。由此，作业者不实施关于在另外的电弧焊接机器人的控制装置与焊接电源之间的通信和控制的设定，这种设定就全部完成。也就是说，不需要对控制另外的电弧焊接机器人的控制装置重新进行设定作业。其结果是，大幅缩短了电弧焊接机器人系统的启动时间。之后，仅经由现场总线通信用的线将另外的电弧焊接机器人的控制装置连接于焊接电源，就能够通过另外的电弧焊接机器人的控制装置对焊接电源进行控制。

在以上所说明的那样的实施方式中，以电弧焊接机器人系统为例对加工机器人系统10进行了说明。但是，本发明的加工机器人系统不限于电弧焊接机器人系统，也能够应用于实施激光焊接、激光切割、等离子体切割等的加工机器人系统。

以上，使用典型的实施方式说明了本发明，但如果是本领域技术人员则应能理解，在不脱离本发明的范围的情况下能够对上述的各实施方式例进行变更和各种其它变更、省略、追加。另外，将上述的各实施方式适当组合也包含在本发明的范围内。

发明的效果

根据本发明的一个方式，构成为将关于与加工装置之间的连接设定的各种设定信息存储在连接设定信息群存储装置内，因此能够对各种连接设定信息进行统一管理。而且，具备具有能够对像这样存储的各种连接设定信息进行显示和编辑的画面的编辑装置，因此能够简单地实现与加工装置之间的连接设定。并且，还能够将该编辑结果汇集成一个文件并输出到连接设定信息群存储装置外。

根据本发明的其它方式，能够通过使机器人控制装置读取上述文件来完成与由该机器人控制装置控制的加工装置之间的连接设定。由此，不需要对机器人控制装置重新进行连接设定作业。

根据本发明的另一个方式，使用连接于机器人控制装置的示教操作板或PC来作为编辑装置，由此各种设定作业变得容易。

根据本发明的又一个方式，上述文件是具有可读性的文件，由此作业者能够在编辑装置的画面上容易地实施上述文件内的设定信息的掌握、修正。

Claims (7)

1.一种加工机器人系统，其特征在于，具备：

加工装置，其通过数字控制来进行使用加工工具的加工处理；

机器人，其使所述加工工具移动；

机器人控制装置，其通过数字通信一边控制所述加工装置一边进行所述机器人的定位动作的控制；

存储装置，其用于存储连接设定信息群并且将该连接设定信息群作为一个文件来输出，该连接设定信息群至少包括关于所述加工装置与所述机器人控制装置之间的数字通信标准的设定的信息以及关于在所述加工装置与所述机器人控制装置之间通过数字通信而发送和接收的输入/输出信号的分配的信息；以及

编辑装置，其具有能够进行所述连接设定信息群中包含的各设定信息的显示和编辑的画面，

其中，所述画面包括能够设定与所述加工装置所采用的作为数字通信标准的现场总线通信标准的类别相应的设定内容。

2.根据权利要求1所述的加工机器人系统，其特征在于，

所述机器人控制装置通过读取所述文件来完成用于与所述加工装置之间的通信和控制的设定。

3.根据权利要求1或2所述的加工机器人系统，其特征在于，

所述编辑装置是连接于所述机器人控制装置的具有所述画面的示教操作板或个人计算机。

4.根据权利要求1或2所述的加工机器人系统，其特征在于，

所述连接设定信息群包含关于每个加工处理控制方式的加工指令参数的设定的信息。

5.根据权利要求1或2所述的加工机器人系统，其特征在于，

所述连接设定信息群包含关于加工的顺序控制的设定的信息。

6.根据权利要求1或2所述的加工机器人系统，其特征在于，

所述连接设定信息群包含关于所述加工装置的警报的代码编号以及与该代码编号对应的消息内容的信息。

7.根据权利要求1或2所述的加工机器人系统，其特征在于，

所述文件是具有可读性的文件。