CN107210942A - 通信控制系统以及通信控制方法 - Google Patents

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Abstract

控制装置和1个或多个控制对象装置经由网络连接，控制装置具备：存储单元，存储用于取得与控制对象装置的同步的期间即同步周期和在同步周期的1个周期中设有多个的期间即通信周期的信息；运算单元，对每个控制对象装置运算用于对控制对象装置指令同步地进行动作的控制指令；和通信控制单元，根据存储于存储单元的信息来进行控制以使得在同步周期中与各控制对象装置之间收发控制指令，将与各控制对象装置对应的各个控制指令分配到在同步周期中设有多个的通信周期当中的至少1个通信周期，在每个通信周期收发包含所分配的控制指令的数据。因此，在为了使多个装置同步动作而收发的数据超过在1次通信能收发的容量的情况下，也能使各装置同步地动作。

Description

通信控制系统以及通信控制方法
技术领域
本发明涉及通信控制系统以及通信控制方法。
背景技术
例如焊接中所用的产业用机器人一般与焊接电源、定位器、滑块这样的外围的装置时刻同步地进行动作。作为使同步的方法，例如使用利用经由RS-232C、RS-485、RS-422、Ethernet(注册商标)、CAN(Controller Area Network)(注册商标)等的网络进行通信控制的方法。
作为用于在装置间取得同步的现有技术，例如在专利文献1中记载了如下方案：在经由网络与1个或多个控制装置进行通信的通信控制装置中具有：非固定周期发送部，其在任意的时刻产生发送请求；固定周期发送部，其在固定周期产生发送请求；通信部，其将非固定周期发送部和固定周期发送部的发送数据与网络进行通信；和调度部，其将固定周期发送部的发送内容传输到通信部，运算有发送请求的非固定周期发送部通信处理所需的通信处理时间，求取固定周期发送部的固定周期的剩余时间，将通信处理时间和固定周期的剩余时间进行比较，将非固定周期发送部的发送内容传输到通信部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2012-170036号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了使多个装置同步地进行动作，通常在装置间进行数据的收发，例如有使用关节多的多轴的产业用机器人、或者使同步的装置的数目增加，从而为了同步所收发的数据的容量增加的情况。其中，一般能在1次通信收发的数据容量有限制。为此，为了增加为了同步而收发的数据容量，而有在1次同步通信中不进行数据的收发而在各装置间不能正常地进行同步的情况。另外，专利文献1的技术不是为了同步而收发的数据成为大容量的情况的技术。
本发明的目的在于，在为了使多个装置同步地进行动作而收发的数据超过能在1次通信中收发的容量的情况下，也能使各装置同步地动作。
用于解决课题的手段
在相关的目的下，本发明是控制装置和1个或多个控制对象装置经由网络连接的通信控制系统，该通信控制系统的特征在于，控制装置具备：存储单元，其存储用于取得与控制对象装置的同步的期间即同步周期和在同步周期的1个周期中设有多个的期间即通信周期的信息；运算单元，其对每个控制对象装置运算用于对控制对象装置指令同步地进行动作的控制指令；和通信控制单元，其根据存储于存储单元的信息进行控制以使得在同步周期中与各控制对象装置之间收发控制指令，将与各控制对象装置对应的各个控制指令分别分配到在同步周期中设有多个的通信周期当中的至少1个通信周期，在每个通信周期收发包含所分配的控制指令的数据。
在此可以，在控制对象装置中，分别包含至少1个以上焊接所用的产业用机器人以及焊接电源，通信控制单元在同步周期中设有多个的通信周期的全部通信周期中，对产业用机器人以及焊接电源进行分别对应的控制指令的收发。
另外可以，通信控制单元在通信周期中对控制对象装置收发控制指令的定时位于将该通信周期均等地分割成3份的情况下的第1个区间内或第2个区间内的任一者。
进而可以，同步周期为10msec以下的长度，通信周期为5msec以下的长度。
并且可以，通信控制系统还具备：分支装置，其在网络中设于控制装置与控制对象装置之间，将从控制装置的通信控制单元发送的数据依次发送到各控制对象装置。
另外可以，网络以有线的方式构成。
另外，若从其他观点来捕捉，本发明是在控制装置与1个或多个控制对象装置之间进行通信并使该控制装置与该1个或多个控制对象装置同步，所述通信控制方法的特征在于，包括如下步骤：对每个控制对象装置运算用于对控制对象装置指令同步地进行动作的控制指令；进行控制，以使得在作为用于在控制装置与控制对象装置之间取得同步的期间而预先确定的同步周期中，在与各控制对象装置之间收发控制指令；将与各控制对象装置对应的各个控制指令分配到在同步周期的1个周期中设有多个的期间即通信周期当中的至少1个通信周期；和在每个该通信周期收发包含所分配的控制指令的数据。
发明的效果
根据本发明，在为了使多个装置同步地进行动作而收发的数据超过在1次通信能收发的容量的情况下，也能使各装置同步地进行动作。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的焊接系统的概略构成的一例的图。
图2是表示本实施方式所涉及的控制装置的功能构成例的框图。
图3是表示控制装置的硬件构成例的图。
图4是表示在焊接系统中进行的通信的处理过程的一例的流程图。
图5是用于说明在定期通信中控制装置发送到各从属装置的控制指令帧的一例的图。
图6是用于说明在定期通信中控制装置发送到各从属装置的控制指令帧的一例的图。
图7是用于说明在接触传感中将焊接机器人停止时进行的通信的处理过程的一例的图。
图8是用于说明通过重发处理来收发控制指令帧的处理的一例的图。
图9是用于说明通过重发处理来收发控制指令帧的处理的一例的图。
图10是用于说明通过重发处理来收发控制指令帧的处理的一例的图。
图11是用于说明通过重发处理来收发控制指令帧的处理的一例的图。
图12是表示本实施方式所涉及的焊接系统的其他构成例的图。
图13是表示在图12所示的焊接系统中进行的通信的处理过程的一例的流程图。
具体实施方式
以下参考附图来详细说明本发明的实施方式。
<系统构成>
首先说明具备本发明的通信控制系统的本实施方式所涉及的焊接系统1。图1是表示本实施方式所涉及的焊接系统1的概略构成的一例的图。
如图1所示那样，本实施方式所涉及的焊接系统1具备控制装置10、焊接机器人21、焊接电源22、定位器23、滑块24、数字输入装置25和数字输出装置26。在此控制装置10是主机，其他焊接机器人21、焊接电源22、定位器23、滑块24、数字输入装置25、数字输出装置26作为从机发挥功能。并且焊接系统1构成为：通过从主机发送的帧依次通过全部从机、折返再度返回主机来使主机以及从机同步地动作。
以下在不需要区别焊接机器人21、焊接电源22、定位器23、滑块24、数字输入装置25、数字输出装置26的情况下，有时称作从属装置20。另外，在本实施方式中，作为控制对象装置的一例而使用从属装置20。
另外，在本实施方式中，在网络中进行有线的通信，在通信方式中说明为使用EtherCAT(注册商标)的方式，但并不限于这样的构成。在本实施方式中，通信方式的种类并不限于EtherCAT，既可以是有线的通信，也可以是无线的通信。
控制装置10是对焊接系统1中的处理进行控制的装置，对各从属装置20生成用于指令同步地进行动作那样的控制指令。在此，控制装置10按每个从属装置20生成控制指令，将所生成的控制指令存放在帧并发送到各从属装置20。即，在控制装置10作为从属装置20的控制指令而发送的帧(以下称作控制指令帧)中存放例如焊接机器人21用的控制指令的数据、焊接电源22用的控制指令的数据等。
另外，每当控制装置10发送控制指令帧，就预先确定用于在控制装置10与从属装置20之间取得同步的期间(以下称作同步周期)。另外还预先确定将同步周期进一步分割的期间即通信周期。即，在同步周期的1个周期中设有多个比同步周期短的通信周期，同步周期具有2个通信周期以上的长度。
在此，为了在焊接系统1中使同步地动作而收发的帧的格式例如以EtherCAT那样的通信方式确定，还决定能在1次收发的帧的最大容量(例如1500字节)。为此，即使发送超过最大容量的字节数的控制指令帧，例如也会在接收侧的装置被丢弃，不能正常地进行数据的收发。在本实施方式中，控制装置10若想要将全部的从属装置20用的控制指令存放在1个控制指令帧中，就会超过确定的帧的最大容量。
为此，控制装置10不是将全部从属装置20用的控制指令集中在1个通信周期通过1次进行发送，而是使各从属装置20用的控制指令分散在在同步周期中设有多个的通信周期的各个周期，从而容纳在帧的最大容量中。然后控制装置10在每个通信周期生成控制指令帧并发送。
例如在同步周期内的第1个通信周期，控制装置10将焊接机器人21用的控制指令的数据、焊接电源22用的控制指令的数据、数字输出装置26用的控制指令的数据存放在控制指令帧中并发送。接下来，例如在同步周期内的第2个通信周期，控制装置10将焊接机器人21用的控制指令的数据、焊接电源22用的控制指令的数据、定位器23用的控制指令的数据、滑块24用的控制指令的数据存放在控制指令帧中并发送。其中，控制装置10为了在与全部从属装置20之间取得同步，将各个从属装置20用的控制指令分配到同步周期中设有多个的通信周期当中至少1个通信周期并发送。
另外，控制装置10在每个同步周期对各从属装置20发送用于通知同步的定时的时钟信号。控制装置10在每个同步周期重复执行这样的发送时钟信号以及控制指令帧的处理，从而进行在与各从属装置20之间取得同步的控制。
接下来说明各从属装置20。
焊接机器人21具备有多个关节的臂(arm)，进行与焊接相关的各种作业。另外，在焊接机器人21的臂的前端设有用于对工件进行焊接作业的焊炬。
焊接电源22对保持于焊接机器人21的焊炬的电极(例如焊丝)提供电力。通过由焊接电源22提供电力，从而在设于焊接机器人21的焊炬的电极产生电弧。
定位器23调节工件的位置。
滑块24配置于焊接机器人21的下方，使焊接机器人21移动。
数字输入装置25例如是键盘、触控面板显示器，从外部接受数字数据的输入。
数字输出装置26例如是具有显示器的显示装置，将数字数据输出到外部。
然后，各从属装置20若接收到存放给自身的控制指令的数据(以下将控制装置10生成的控制指令的数据称作命令数据)的控制指令帧，就从控制指令帧中取得给自身的命令数据。另外，各从属装置20将时钟信号的接收间隔作为同步周期，在每个接收到时钟信号的定时使在1个同步周期内取得完毕的命令数据的控制指令得以反映，来执行动作。
另外，各从属装置20若接收到存放给自身的命令数据的控制指令帧，则生成反馈在所接收到的时间点的动作状况(即接收到的时间点的控制指令的执行结果)的内容的数据(以下将作为控制指令的执行结果而生成的数据称作监视数据)。然后，各从属装置20取代给自身的命令数据而将所生成的监视数据存放于控制指令帧中，发送给控制装置10。
如此，控制指令帧从控制装置10被发送到各从属装置20，在由全部从属装置20被接收后，折返还通过全部从属装置20，并最终返回到控制装置10。然后，控制装置10取得存放于返回的控制指令帧的各从属装置20的监视数据。在控制装置10与各从属装置20之间交换命令数据以及监视数据，从而由控制装置10进行同步控制。
<控制装置的功能构成>
接下来说明本实施方式所涉及的控制装置10的功能构成。图2是表示本实施方式所涉及的控制装置10的功能构成例的框图。控制装置10具备：生成针对各从属装置20的控制指令并输出控制指令帧的控制指令部11；存储与同步周期以及通信周期相关的信息的存储部12；和在与各从属装置20之间进行数据的收发的通信部13。
控制指令部11运算指定各从属装置20的动作的指定值来生成命令数据。然后控制指令部11将存放所生成的命令数据的控制指令帧经由通信部13发送到各从属装置20。另外，控制指令部11从通信部13收到通过各从属装置20而返回的控制指令帧，取得存放于收到的控制指令帧的监视数据，认识各从属装置20的处理结果。进而，控制指令部11在每个同步周期对各从属装置20发送时钟信号。
另外，控制指令部11在对各从属装置20发送时钟信号、控制指令帧前，将用于进行从属装置20的动作中所用的参数的设定以及参数的补正等的指令发送给各从属装置20。这里发送的指令相对于在同步周期或通信周期那样一定周期发送的定期性的指令是不定期发送的指令，利用同步周期、通信周期的剩余时间发送。以下，将这样的为了从属装置20的参数设定等而进行的通信称作非定期通信，将在进行非定期通信后的同步周期或通信周期进行的通信称作定期通信。在本实施方式中，作为运算单元、通信控制单元的一例而使用控制指令部11。
存储部12存储确定与同步周期以及通信周期相关的信息的数据库(以下称作同步DB)。在该同步DB中存储同步周期以及通信周期的时间的长度、在同步周期中对给各从属装置20的命令数据进行发送的通信周期的定时、给各从属装置20的命令数据被存放的控制指令帧内的位置等信息。该同步DB的信息用于控制指令部11在定期通信中发送时钟信号以及控制指令帧时。在本实施方式中，作为存储单元的一例而使用存储部12。
通信部13在定期通信以及非定期通信中进行数据的收发。例如在定期通信中，通信部13将控制指令部11生成的控制指令帧从控制装置10发送到各从属装置20。另外，通信部13接收通过各从属装置20而返回的控制指令帧，将接收到的控制指令帧输出给控制指令部11。
<控制装置的硬件构成>
接下来说明控制装置10的硬件构成。图3是表示控制装置10的硬件构成例的图。
如图3所示那样，控制装置10例如由通用的PC(Personal Computer，个人计算机)等实现，具备CPU101和作为存储区域的主存储器102以及磁盘装置(HDD：Hard Disk Drive，硬盘驱动器)103。在此，CPU101执行OS(Operating System，操作系统)、应用软件等各种程序，实现控制装置10的各功能。另外，主存储器102是存储各种程序或其执行中所用的数据等的存储区域，HDD(磁盘装置)103是存储对各种程序的输入数据、来自各种程序的输出数据等的存储区域。
另外，控制装置10具备：用于进行与外部的通信的通信I/F104；由视频存储器、显示器等构成的显示机构105；键盘、鼠标等输入器件106；和用于对存储介质进行数据的读写的驱动器107。
并且例如通过CPU101执行OS、应用软件等各种程序来实现控制装置10中的控制指令部11的功能。另外，存储部12例如由HDD103实现。进而通信部13例如由通信I/F104实现。其中图3只是硬件的构成例，控制装置10并不限定于图示的构成。另外，实现本发明的实施方式的程序能存放在磁盘、光盘、半导体存储器、其他记录介质中来分发，或者经由网络发布，由此提供。
<通信的处理过程>
接下来说明在焊接系统1中进行的通信的处理过程。图4是表示在焊接系统1中进行的通信的处理过程的一例的流程图。
首先，若作业者将控制装置10的电源接通，则控制装置10的控制指令部11取得存储于存储部12的同步DB的信息(步骤101)。接下来，控制指令部11检测存在于焊接系统1内的网络上的各从属装置20(步骤102)。在此，在各从属装置20的检测时，预先将各从属装置20的IP地址等信息存储在同步DB等中。然后控制指令部11对网络发送数据，来检测具有预先确定的IP地址的从属装置20在网络上以怎样的顺序配置。
接下来，控制指令部11为了进行检测到的各从属装置20中的参数设定以及参数的补正，经由通信部13对各从属装置20发送非定期通信的指令(步骤103)。在通过非定期通信的指令进行各从属装置20的参数设定以及补正后，控制指令部11开始定期通信(步骤104)。
在定期通信中，控制指令部11根据在步骤101取得的同步DB的信息在每个同步周期生成时钟信号，发送给各从属装置20。另外，控制指令部11对每个从属装置20生成命令数据。然后，控制指令部11根据同步DB的信息将与各从属装置20对应的各个命令数据分配到同步周期中的通信周期的至少1个通信周期，将包含所分配的命令数据的控制指令帧在每个通信周期进行发送。
另外，控制指令部11收到通过全部从属装置20而返回的控制指令帧，根据存放于控制指令帧的监视数据来认识各从属装置20的处理结果。这样的控制指令帧的收发在每个通信周期进行，从而成为1个同步周期的处理。进而，重复执行1个同步周期的处理来进行控制，以使得各从属装置20同步地动作。
<在定期通信中发送的控制指令帧的说明>
接下来说明在定期通信中由控制装置10对各从属装置20发送的控制指令帧。图5以及图6是用于说明在定期通信中由控制装置10对各从属装置20发送的控制指令帧的一例的图。在图5以及图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个通信周期。另外，预先确定为同步周期为5msec，通信周期为1msec。
如图5所示那样，数据1～数据6是作为给从属装置20的命令数据对每个从属装置20生成的数据。在此，数据1是焊接机器人21用的数据，数据2是焊接电源22用的数据，数据3是定位器23用的数据。另外，数据4是滑块24用的数据，数据5是数字输入装置25用的数据，数据6是数字输出装置26用的数据。
并且控制装置10根据存储于存储部12的同步DB将给各从属装置20的数据即数据1～数据6分配到各通信周期来发送。在图5所示的示例中，在第1个通信周期发送数据1、数据2、数据6。在第2个通信周期发送数据1、数据2、数据3、数据4。在第3个通信周期，与第2个通信周期同样地发送数据1、数据2、数据3、数据4。在第4个通信周期发送数据1、数据2、数据5。在最后的第5个通信周期发送数据1、数据2。
附带一提，焊接机器人21用的数据1、焊接电源22用的数据2在5个通信周期的全部中都进行收发。另外，定位器23用的数据3、滑块24用的数据4在5个通信周期当中第2个以及第3个通信周期进行收发。进而，数字输入装置25用的数据5在第4个通信周期进行收发，数字输出装置26用的数据6在第1个通信周期进行收发。
具体地，若如图6所示那样将定期通信的开始时间设为“0msec”，则从发送开始起1msec后发送存放有数据1、数据2、数据6的控制指令帧。同样地，作为相同同步周期内的处理，在发送开始起2msec后、发送开始起3msec后、发送开始起4msec后、发送开始起5msec后发送控制指令帧。另外，若在发送开始起5msec后、第5个通信周期进行控制指令帧的收发，则1个同步周期结束。然后开始下一同步周期。即，在发送开始起6msec后、下一同步周期的第1个通信周期发送存放数据1、数据2、数据6的控制指令帧。
通过如此将用于同步地进行动作的数据分配到各通信周期，从而不超过能在1次收发的帧的最大容量那样进行数据的收发。另外，为了在控制装置10以及各从属装置20同步地进行动作，各从属装置20用的数据在1次同步周期中的多个通信周期当中至少任意1个通信周期收发即可。即，在图6所示的示例中，数据1～数据6的各数据在被分割成5份的通信周期当中至少任意1个通信周期收发即可。
另外，各从属装置20在每个接收到时钟信号的定时使在1个同步周期内取得完毕的命令数据得以反映而动作，但在取得完毕的命令数据有多个的情况下，使最后取得的命令数据得以反映。即，从属装置20在1个同步周期内接收到多个命令数据的情况下，使在该同步周期的最后接收到的命令数据得以反映。
在图6所示的示例中，由于对焊接机器人21以及焊接电源22在同步周期内在5个通信周期的全部都发送命令数据，因此反映在最后的第5个通信周期发送的命令数据的内容。即，在第1个～第4个通信周期接收到命令数据时，焊接机器人21以及焊接电源22存放表示该时间点的动作状况的监视数据并发送给控制装置10，但结果第1个～第4个通信周期的命令数据并未使用在动作的执行中。
同样地，在定位器23以及滑块24中，由于在同步周期内在第2个以及第3个通信周期发送命令数据，因此反映在第3个通信周期发送的命令数据的内容。
另外，在由于噪声等的产生的原因而未正常进行命令数据的收发的情况下，在相同的同步周期内采用前1个命令数据。例如在焊接机器人21中，在第5个通信周期未正常进行命令数据的收发的情况下，反映在前1个的第4个通信周期收发的命令数据的内容。为此，通过在1次同步周期中在2个以上的通信周期进行命令数据的收发，从而与例如在1次同步周期中仅在1个通信周期进行命令数据的收发的构成比较，变得易于确保命令数据，提升了同步控制的可靠性。
另外，例如从电弧仿形的稳定性提升、接触传感的精度提升等观点出发，优选同步周期以及通信周期短。在此，所谓电弧仿形是指如下功能：在焊接作业中，即使与示教的焊接线的轨迹产生偏离，也能将焊炬的前端与焊接线的相对位置保持得恒定，从而焊炬的目标的位置不会从坡口偏离。另外，所谓接触传感是指如下功能：预先在工件与焊丝之间施加电压，利用焊丝接触到工件时产生的电压降的现象来检测工件的位置，根据检测到的工件的位置来补正焊接机器人21的位置。
图7是用于说明在接触传感中在将焊接机器人21停止时进行的通信的处理过程的一例的图。首先，在焊丝接触到工件时，焊接电源22探测因接触而产生的电压降(步骤201)。然后焊接电源22将通知进行了接触这一情况的监视数据存放在控制指令帧，并发送给控制装置10。
接下来，控制装置10若接收到通知焊丝接触到工件这一情况的监视数据(步骤202)，则将使焊接机器人21的动作停止的命令作为对焊接机器人21的命令数据存放在控制指令帧。然后控制装置10将控制指令帧发送给焊接机器人21，执行停止命令(步骤203)。然后，焊接机器人21若接受停止命令，就执行使动作停止的处理(步骤204)。
在此如图5以及图6所示那样，在1个同步周期内的各通信周期，通常对同一从属装置20生成相同内容的命令数据。但作为例外，有关于与命令数据内的停止命令相当的比特部分即使在1个同步周期内也生成不同的值的比特部分。然后，接受到停止命令的从属装置20进行使动作停止的处理。在图7所示的示例中，在步骤201～204收发2个控制指令帧，但由于在步骤203进行停止命令，因此2个控制指令帧的命令数据的内容不同。
如此在步骤201～204，从焊接电源22探测到接触起到焊接机器人21停止为止，进行2个控制指令帧的收发。为此，对焊接机器人21以及焊接电源22在同步周期内在5个通信周期的全部收发控制指令帧，由于通过在控制装置10探测到接触的下一通信周期发送反映了停止命令比特的命令数据，从而停止命令的收发间隔缩短，因此从焊接电源22探测到接触起到焊接机器人21停止为止的时间变短，能进行精度良好的接触传感。
另外，关于电弧仿形，也由于是通信周期越短则控制装置10接收到焊接机器人21中的焊炬的位置信息等的间隔越短，因此稳定性得到提升。进而，关于同步周期，也是同步周期越短则与各同步周期对应的对命令数据进行收发的间隔自身越短。由此进行精度良好的接触传感，电弧仿形的稳定性也变高。作为同步周期，在是例如大于0msec且10msec以下的长度的情况下，进行高精度的接触传感以及电弧仿形。另外，作为通信周期，在是例如大于0msec且5msec以下的长度的情况下，进行高精度的接触传感以及电弧仿形。
进而如图7所示那样，在接触传感中，使用控制指令帧在焊接机器人21以及焊接电源22与控制装置10之间进行交换。为此，存放焊接机器人21用的命令数据以及焊接电源22用的命令数据的控制指令帧的收发间隔越短，接触传感的精度就越提升。即，如图5以及图6所示那样，对焊接机器人21以及焊接电源22的命令数据优选在1个同步周期中设有多个通信周期的全部期间进行收发。
另外，对焊接机器人21以及焊接电源22的控制指令并不限于接触传感，与对其他从属装置20的控制指令比较在焊接作业是重要的要素。为此，通过在通信周期的全部期间收发这些控制指令，从而易于在控制装置10与焊接机器人21以及焊接电源22之间同步地进行动作，提升了焊接作业的品质。
<重发处理的说明>
接下来说明在定期通信中进行的重发处理。在定期通信中，在控制指令帧的收发失败的情况下进行重试的重发处理。图8～11是用于说明通过重发处理来收发控制指令帧的处理的一例的图。在图8～11所示的示例中，同步周期为5msec，通信周期为1msec。另外，对如图5以及图6所示的焊接机器人21那样，在1个同步周期内的全部通信周期收发命令数据的情况进行说明。
在此有如下情况：在各从属装置20中，在同步周期的期间内，由于各从属装置20的制约而存在不能使用接收到的命令数据的期间(以下称作不能使用区域)。在从属装置20中，若在该不能使用区域进行控制指令帧的接收，就不使用控制指令帧的命令数据。在图8～11所示的示例中，不能使用区域在同步周期内存在于相当于最初的通信周期的第1个通信周期和相当于最后的通信周期的第5个通信周期。另外，在图8～10所示的示例中，不能使用区域的长度是通信周期的1/4(即250μsec)，在图11所示的示例中，短于通信周期的1/4，据此进行说明。
首先在图8所示的示例中，不进行重发处理，在各通信周期进行1个控制指令帧的收发。另外，控制指令帧的收发在各通信周期的结束附近进行。附带一提，在将通信周期均等地从前起分割成「初始区间」、「中间区间」、「终期区间」这3个区间的情况下，在第3个终期区间进行控制指令帧的收发。为此，在同步周期在第5个通信周期接收到的控制指令帧由于进入不能使用区域，因此未被使用。
接下来，图9所示的示例表示在各通信周期的结束附近(终期区间)进行控制指令帧的收发、进而进行重发处理的情况。在该重发处理中，由于控制指令帧的收发失败，因此最多2次重发，来补足收发。另外，与图8所示的示例同样，由于在同步周期内在第5个通信周期发送的控制指令帧进入到不能使用区域，因此未被使用。为此，在同步周期内能使用的控制指令帧的数量将重发的份包括在内而成为12个。
另一方面，在图10所示的示例中，示出控制指令帧的收发在通信周期的中央附近进行、进而进行重发处理的情况。附带一提，控制指令帧的收发在将通信周期分割成3份的情况下的中间区间进行，进而进行重发处理。在该重发处理中，在同步周期内在第5个通信周期发送的控制指令帧由于不进入不能使用区域，因此能使用。为此，在同步周期内能使用的控制指令帧的数量将重发的份也包括在内而成为13个。如此，若控制指令帧的收发在通信周期的中央附近(中间区间)进行，则例如有如下情况：与图9那样在通信周期的结束附近(终期区间)进行控制指令帧的收发的情况比较，在同步周期内能收发的控制指令帧的数量增加。若在同步周期内能收发的控制指令帧的数量增加，就会易于确保命令数据，同步控制的可靠性得到提升。
附带一提，不能使用区域由于也存在于第1个通信周期中，因此紧接该不能使用区域之后设定收发控制指令帧的定时即可。在图11所示的示例中，与图8～图10的示例比较，同步周期以及通信周期的长度相同，缩短了不能使用区域。
如图11所示那样，若不能使用区域比图8～10的情况更短，则由于在通信周期的中央附近之前、即将通信周期分割成3份的情况下的初始区间进行控制指令帧的收发，因而在第5个通信周期被重发的控制指令帧也不进入不能使用区域地被收发。为此在图11所示的示例中，同步周期内中能使用的控制指令帧的数量将重发的份也包括在内而成为15个。附带一提，如图9～图11所示那样，收发控制指令帧的定时考虑用于在该收发失败的情况下重发控制指令帧的期间而优选位于将通信周期均等分割成3份的情况下的第1个初始区间内或第2个中间区间内的任一者。若进一步考虑不能使用区域长的情况，则收发控制指令帧的定时更优选位于将通信周期均等分割成3份的情况下的第2个中间区间内。
另外，如上述，不能使用区域的长度根据制约对每个从属装置20决定。由此，控制指令帧的收发的定时例如以焊接系统1内的全部从属装置20中不能使用区域的最长的区域为基准进行设定，以使得不会进入任一个从属装置20的不能使用区域。
<焊接系统的其他构成例>
接下来说明本实施方式所涉及的焊接系统1的其他构成例。图12是表示本实施方式所涉及的焊接系统1的其他构成例的图。在图12所示的构成中，在图1所示的构成中新设置分支装置30。该分支装置30在网络中设于控制装置10与从属装置20之间，与各从属装置20连接。在此，图1所示的焊接系统1构成为：在控制装置10生成的数据依次通过各从属装置20，折返再度返回控制装置10。另一方面，图12所示的焊接系统1构成为：从控制装置10向各从属装置20的通信经由分支装置30进行。
例如在某数据从控制装置10发送的情况下，首先由分支装置30接收数据。之后分支装置30将接收到的数据发送到焊接机器人21，折返地从焊接机器人21再度接收数据。接下来，分支装置30将数据发送到焊接电源22，折返地从焊接电源22再度接收数据。如此，从控制装置10发送的数据首先被发送到分支装置30，之后从分支装置30对各从属装置20依次发送。然后分支装置30对最后的从属装置20即数字输出装置26发送数据，若折返地从数字输出装置26再度接收数据，则将接收到的数据回送给控制装置10。
在此，在存在电源断开的从属装置20或发生错误的从属装置20那样未正常动作的从属装置20的情况下，控制装置10进行将未正常动作的从属装置20从网络切断的处理。即，控制装置10对分支装置30进行控制，以使得将未正常动作的从属装置20从网络切断，从而不对切断的从属装置20发送数据。
具体地，控制装置10例如对分支装置30发出命令，以使得阻断与未正常动作的从属装置20连接的分支装置30的端口。为此例如在焊接电源22的电源成为断开的情况下，分支装置30在向焊接机器人21发送数据后，将从焊接机器人21回送来的数据发送到定位器23，而不是焊接电源22。
图13是表示在图12所示的焊接系统1进行的通信的处理过程的一例的流程图。
首先，若作业者将控制装置10的电源接通，则控制装置10的控制指令部11取得存储于存储部12的同步DB的信息(步骤301)。接下来，控制指令部11检测经由分支装置30连接的各从属装置20(步骤302)。然后控制指令部11将在网络上未正常动作的从属装置20判断为无效的装置，控制分支装置30以进行从网络切断的处理(步骤303)。
接下来，控制指令部11为了进行检测到的各从属装置20中的参数设定以及参数的补正，经由通信部13对各从属装置20发送非定期通信的指令(步骤304)。该非定期通信的指令首先从控制装置10发送到分支装置30，之后对在步骤303从网络切断的从属装置20以外的其他从属装置20依次发送。在通过非定期通信的指令进行各从属装置20的参数设定以及补正后，控制指令部11开始定期通信(步骤305)。
在定期通信中，控制指令部11与图4所示的步骤104同样，根据同步DB的信息在每个同步周期生成时钟信号，发送到分支装置30。另外，控制指令部11根据同步DB的信息在1个同步周期中设有多个的通信周期的每一个周期生成控制指令帧，发送到分支装置30。分支装置30不将从控制装置10发送的时钟信号以及控制指令帧发送到在步骤303从网络切断的从属装置20，而对其他从属装置20依次发送。另外，控制指令帧在被发送到除了从网络切断的从属装置20以外的全部从属装置20之后，从分支装置30回送到控制装置10。
如此在图12所示的焊接系统1中，控制装置10发送的数据不对在网络上未正常动作的从属装置20发送，而对其他从属装置20依次发送。在此，在图1所示的焊接系统1中，由于从控制装置10到各从属装置20连续地连接，因此有例如若某从属装置20的电源切断则在焊接系统1全体不进行同步控制的通信的情况。另一方面，在图12所示的构成中，在焊接系统1内存在未正常动作的从属装置20的情况下，控制指令帧也会发送到正常动作的其他从属装置20。为此，正常动作的各从属装置20被控制得同步地动作。
另外，在本实施方式中，说明了在进行焊接的系统进行同步控制的情况，但并不限定于这样的构成。关于本实施方式，运用在包括产业用机器人在内的其他系统中。
以上使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式。能不脱离本发明的精神以及范围地进行各种变更或采用代替方式，这对本领域技术人员来说是明确的。
标号的说明
1 焊接系统
10 控制装置
11 控制指令部
12 存储部
13 通信部
20 从属装置
21 焊接机器人
22 焊接电源
23 定位器
24 滑块
25 数字输入装置
26 数字输出装置
30 分支装置。

Claims (7)

1.一种通信控制系统，控制装置和1个或多个控制对象装置经由网络连接，所述通信控制系统的特征在于，
所述控制装置具备：
存储单元，其存储用于取得与所述控制对象装置的同步的期间即同步周期和在该同步周期的1个周期中设有多个的期间即通信周期的信息；
运算单元，其对每个该控制对象装置运算用于对所述控制对象装置指令同步地进行动作的控制指令；和
通信控制单元，其根据存储于所述存储单元的信息来进行控制以使得在所述同步周期中与各控制对象装置之间收发所述控制指令，将与各控制对象装置对应的各个控制指令分配到在该同步周期中设有多个的所述通信周期当中的至少1个通信周期，在每个该通信周期收发包含所分配的控制指令的数据。
2.根据权利要求1所述的通信控制系统，其特征在于，
在所述控制对象装置中，分别包含至少1个以上焊接所用的产业用机器人以及焊接电源，
所述通信控制单元在所述同步周期中设有多个的所述通信周期的全部通信周期中，对所述产业用机器人以及所述焊接电源进行分别对应的所述控制指令的收发。
3.根据权利要求1或2所述的通信控制系统，其特征在于，
所述通信控制单元在所述通信周期中对所述控制对象装置收发所述控制指令的定时位于将该通信周期均等地分割成3份的情况下的第1个区间内或第2个区间内的任一者。
4.根据权利要求1或2所述的通信控制系统，其特征在于，
所述同步周期为10msec以下的长度，所述通信周期为5msec以下的长度。
5.根据权利要求1或2所述的通信控制系统，其特征在于，
所述通信控制系统还具备：
分支装置，其在所述网络中设于所述控制装置与所述控制对象装置之间，将从该控制装置的所述通信控制单元发送的数据依次发送到各控制对象装置。
6.根据权利要求1或2所述的通信控制系统，其特征在于，
所述网络以有线的方式构成。
7.一种通信控制方法，在控制装置与1个或多个控制对象装置之间进行通信并使该控制装置与该1个或多个控制对象装置同步，所述通信控制方法的特征在于，包括如下步骤：
对每个该控制对象装置运算用于对所述控制对象装置指令同步地进行动作的控制指令；
进行控制，以使得在作为用于在所述控制装置与所述控制对象装置之间取得同步的期间而预先确定的同步周期中，在与各控制对象装置之间收发所述控制指令；
将与各控制对象装置对应的各个控制指令分配到在该同步周期的1个周期中设有多个的期间即通信周期当中的至少1个通信周期；和
在每个该通信周期收发包含所分配的控制指令的数据。
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