CN108886481B - 通信控制系统以及通信控制方法 - Google Patents

通信控制系统以及通信控制方法 Download PDF

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Abstract

在控制装置和1个或多个控制对象装置经由网络连接的通信控制系统中，多个控制对象装置的至少一个具有应被相互同步控制的次级主机以及次级从机，控制装置具备：存储单元，其存储用于与控制对象装置取得同步的期间即同步周期、在同步周期的1周期中设有多个的期间即通信周期、以及用于次级主机及次级从机以小于同步周期的相互通信周期相互进行通信的相互通信控制信息的各个信息；运算单元，其对每个控制对象装置运算用于指示对该控制对象装置同步地进行动作的控制指令；和通信控制单元，其对至少一个控制对象装置的次级主机以及次级从机发送包括相互通信控制信息指令的控制指令。

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、滑架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，例如有经由利用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记载了：在经由网络与一个或多个控制装置进行通信的通信控制装置中具有：非定周期发送部，其在任意的时刻产生发送请求；定周期发送部，其以定周期产生发送请求；通信部，其将非定周期发送部和定周期发送部的发送数据与网络进行通信；和进度安排部，其将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定周期发送部通信处理所需的通信处理时间，求取定周期发送部的定周期的剩余时间，将通信处理时间和定周期的剩余时间进行比较，并将非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动作，通常在装置间进行数据的收发，例如有因使用关节多的多轴的产业用机器人，或增加使同步的装置的数量，从而为了同步所收发的数据的容量增加的情况。但1次的通信中能收发的数据容量一般有限制。为此，由于为了同步而收发的数据容量增加，因此不能在1次的同步通信中进行数据的收发，有各装置间无法正常进行同步的情况。另外专利文献1的技术也不是为了同步而收发的数据成为大容量的情况。
并且，在多个装置中，有如定位器或滑架那样在装置中具有多个驱动轴(例如2轴)的情形，确保该装置的驱动轴之间的同步也是重要的。但在上述那样装置间的用于同步的数据容量增加的状况下，难以提升装置内的多个驱动轴之间的同步控制的精度。
本发明的目的在于，能使多个装置同步地动作并还能确保装置内的驱动轴的同步的精度。
用于解决课题的手段
本发明是一种通信控制系统，其中控制装置和1个或多个控制对象装置经由网络连接，所述多个控制对象装置的至少一个控制对象装置具有应被互相同步控制的次级主机以及次级从机，所述控制装置具备：存储单元，其存储用于与所述控制对象装置取得同步的期间即同步周期、该同步周期的1周期中设有多个的期间即通信周期以及用于所述次级主机以及所述次级从机以小于所述同步周期的相互通信周期相互进行通信的相互通信控制信息的各个信息；运算单元，其对每个该控制对象装置运算控制指令，该控制指令对所述控制对象装置指示同步地进行动作；和通信控制单元，其对所述至少一个控制对象装置的所述次级主机以及所述次级从机发送包括所述相互通信控制信息的所述控制指令。
作为本发明的一个实施方式，例如所述次级主机与所述次级从机间的相互通信中进行所述次级主机与所述次级从机间的动作补正的情况下，所述次级从机以所述次级主机为基准来调整自身的动作。
作为本发明的一个实施方式，例如所述同步周期是所述相互通信周期的倍数，所述同步周期为10msec以下，所述相互通信周期为500μsec以下，所述同步周期与所述相互通信周期的比率为20以上。
作为本发明的一个实施方式，例如所述次级主机的控制方式是位置控制，所述次级从机能选择位置控制或转矩控制的任一者。
本发明的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来使它们同步，所述多个控制对象装置的至少一个控制对象装置具有应被相互同步控制的次级主机以及次级从机，所述通信控制方法包括如下步骤：存储用于与所述控制对象装置取得同步的期间即同步周期、该同步周期的1周期中设有多个的期间即通信周期以及用于所述次级主机以及所述次级从机以小于所述同步周期的相互通信周期相互进行通信的相互通信控制信息的各个信息；对每个该控制对象装置运算控制指令，该控制指令用于对所述控制对象装置指示同步地进行动作；对所述至少一个控制对象装置的所述次级主机以及所述次级从机发送包括所述相互通信控制信息的所述控制指令。
发明的效果
根据本发明，关于使多个装置同步地进行动作且具有多个驱动轴的装置，能使装置内的驱动轴也同步地进行动作。
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结构的一例的图。
图2是表示本实施方式所涉及的控制装置的功能结构例的框图。
图3是表示控制装置的硬件结构例的图。
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对各从属装置发送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对各从属装置发送的控制指令帧的一例的图。
图7表示定位器、滑架的具体例的立体图，(a)是表示定位器的一例的图，(b)是表示滑架的一例的图。
图8是表示次级主机与次级从机之间的相互通信的示例的顺序图。
图9是用于说明在定期通信中控制装置对各从属装置发送的控制指令帧以及相互通信帧的一例的图。
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。
<系统结构>
首先说明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的概略结构的一例的图。
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、滑架24、数字输入装置25和数字输出装置26。在此，控制装置10作为主机发挥功能，其他的焊接机器人21、焊接电源22、定位器23、滑架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构成为从主机发送的帧按顺序通过全部从机，折回再度返回主机，由此使主机以及从机同步动作。
以下，在不需要区别焊接机器人21、焊接电源22、定位器23、滑架24、数字输入装置25、数字输出装置26的情况下，有称作从属装置20的情况。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。并且控制装置10和从属装置20通过网络连接，从而构建实施通信控制方法的通信控制系统。
另外，在本实施方式中，说明在网络中进行有线的通信，在通信方式中使用EtherCAT(注册商标)的情况，但并不限于这样的结构。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是控制焊接系统1中的处理的装置，生成控制指令，用于对各从属装置20指令以使得同步地进行动作。在此，控制装置10对每个从属装置20生成控制指令，将生成的控制指令存放到帧，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，在控制装置10发送控制指令帧时，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)被预先确定。另外，将同步周期进一步分割的期间即通信周期也预先确定。即，在同步周期的1周期中设置多个短于同步周期的通信周期，同步周期具有2个通信周期以上的长度。
在此，在焊接系统1中为了使同步地进行动作而收发的帧的格式例如根据EtherCAT这样的通信方式确定，也决定1次能收发的帧的最大容量(例如1500字节(byte))。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废弃，不能正常进行数据的收发。在本实施方式，控制装置10也是若要将全部从属装置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不是使全部从属装置20用的控制指令集中在1个通信周期且1次进行发送，而是使各从属装置20用的控制指令分散在同步周期中设有多个的通信周期的每一个通信周期中，从而收纳在帧的最大容量内。然后控制装置10按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个通信周期中，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到控制指令帧来发送。接下来，例如在同步周期内的第2个通信周期中，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、滑架24用的控制指令的数据存放到控制指令帧来发送。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个通信周期来发送。
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发送这样的时钟信号以及控制指令帧的处理，来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的臂的前端设置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。通过焊接电源22提供电力，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。
滑架24配置在焊接机器人21之下，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到反映来执行动作。
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，就生成反馈接收到的时间点的动作状况(即接收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生成的监视数据存放到控制指令帧，发送到控制装置10。
如此，控制指令帧从控制装置10被发送到各从属装置20，在全部从属装置20被接收后，折回再通过全部从属装置20，最终回到控制装置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，进行控制装置10的同步控制。
<控制装置的功能结构>
接下来说明本实施方式所涉及的控制装置10的功能结构。图2是表示本实施方式所涉及的控制装置10的功能结构例的框图。控制装置10具备：控制指令部11，其生成对各从属装置20的控制指令并输出控制指令帧；存储部12，其存储与同步周期以及通信周期相关的信息；和通信部13，其在与各从属装置20之间进行数据的收发。
控制指令部11运算指定各从属装置20的动作的指定值并生成命令数据。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接受通过各从属装置20并返回的控制指令帧，取得存放于接受到的控制指令帧中的监视数据来识别各从属装置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发送时钟信号和控制指令帧前，将从属装置20的动作中所用的用于进行参数的设定以及参数的补正等的指令发送到各从属装置20。这里发送的指令相对于以同步周期或通信周期这样的一定周期发送的定期的指令，是不定期发送的指令，利用同步周期或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，将以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存储同步周期以及通信周期的时间的长度、同步周期中将给各从属装置20的命令数据发送的通信周期的定时、存放给各从属装置20的命令数据的控制指令帧内的位置等信息。该同步DB的信息在控制指令部11在定期通信中发送时钟信号以及控制指令帧时使用。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并返回的控制指令帧，将接收到的控制指令帧输出到控制指令部11。
<控制装置的硬件结果>
接下来说明控制装置10的硬件结构。图3是表示控制装置10的硬件结构例的图。
如图3所示那样，控制装置10通过例如通用的PC(Personal Computer，个人计算机)等实现，具备CPU101和存储区域即主存储器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)和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是存储各种程序和其执行中所用的数据等的存储区域，HDD103是存储对各种程序的输入数据和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；键盘或鼠标等输入设备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CPU101通过执行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。但图3只是硬件的结构例，控制装置10并不限定于图示的结构。另外实现本发明的实施方式的程序能通过存放在磁盘、光盘、半导体存储器、其他记录介质中进行分发，或经由网络进行发布来提供。
<通信的处理次序>
接下来说明焊接系统1中进行的通信的处理次序。图4是表示焊接系统1中进行的通信的处理次序的一例的流程图。
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，各从属装置20的IP地址等信息预先存储在同步DB等。并且控制指令部11对网络发送数据，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了各从属装置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以在步骤101取得的同步DB的信息为基础，在每个同步周期生成时钟信号，发送到各从属装置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以同步DB的信息为基础将与各从属装置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，在每个通信周期发送包含所分配的命令数据的控制指令帧。
另外，控制指令部11接受通过全部从属装置20并返回的控制指令帧，以存放于控制指令帧的监视数据为基础来识别各从属装置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，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将各从属装置20控制得同步地进行动作。
<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控制装置10发送到各从属装置20的控制指令帧。图5以及图6是用于说明在定期通信中控制装置10发送到各从属装置20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5分割，在同步周期中包含5个通信周期。另外，同步周期被预先确定为5msec，通信周期被预先确定为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是滑架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。
然后，控制装置10以存储于存储部12的同步DB为基础，将给各从属装置20的数据即数据1～数据6分配到各通信周期地进行发送。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。
换句话说，焊接机器人21用的数据1、焊接电源22用的数据2在5个通信周期的全部都进行收发。另外，定位器23用的数据3、滑架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。
具体如图6所示那样，若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，作为相同的同步周期内的处理，从发送开始起2msec后、从发送开始起3msec后、从发送开始起4msec后、从发送开始起5msec后发送控制指令帧。另外，若从发送开始起5msec后在第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，从发送开始起6msec后，在接下来的同步周期的第1个通信周期发送存放有数据1、数据2、数据6的控制指令帧。
如此，通过将用于同步地进行动作的数据分配到各通信周期，从而进行数据的收发，以使得不超过1次能收发的帧的最大容量。另外，为了由控制装置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次的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个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到反映地进行动作，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到反映。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，使该同步周期的最后接收到的命令数据得到反映。
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，焊接机器人21以及焊接电源22在第1个～第4个通信周期接收到命令数据时，存放表示该时间点的动作状况的监视数据并发送到控制装置10，但结果，第1个～第4个通信周期的命令数据不在动作的执行中使用。
同样地，在定位器23以及滑架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，在因产生噪声等原因而未正常进行命令数据的收发的情况下，在相同同步周期内采用前1个数据。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，反映相当于在前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次的同步周期中在2个以上的通信周期进行命令数据的收发，与例如在1次的同步周期中仅在1个通信周期进行命令数据的收发的结构比较，易于确保命令数据，同步控制的可靠性提升。
另外，例如从电弧仿形的稳定性提升和接触感测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，也将焊炬的前端与焊接线的相对位置保持恒定，使得焊炬的瞄准位置不会从坡口偏离。另外，所谓接触感测，是在工件与焊丝之间施加电压，利用焊丝接触工件时产生的电压降的现象来检测工件的位置，以检测到的工件的位置为基础来补正焊接机器人21的位置。
如上述那样，在图5、图6中，焊接机器人21用的数据1、焊接电源22用的数据2在5个通信周期的全部都进行收发。另一方面，定位器23用的数据3、滑架24用的数据4仅在5个通信周期当中第2个以及第3个通信周期进行收发。在焊接系统1中，由于认为焊接机器人21、焊接电源22的重要性高，因此焊接机器人21、焊接电源22用的数据的收发次数与定位器23、滑架24用的数据的收发次数比较被设定得高。
但定位器23、滑架24在它们自身(装置自身)中具有多个驱动轴(例如2轴)，确保多个驱动轴之间的同步为了确保正确的动作是重要的。
图7表示定位器23、滑架24的具体例的立体图。图7(a)表示定位器23的一例。定位器23由于进行工件W的定位，因此具有分别向箭头A方向活动的2个驱动部23a、23b。然后，作为主要的驱动轴的主电动机M1使驱动部(主驱动部)23a驱动。进而追随主电动机M1的追随电动机M2作为进行追随的驱动轴而设，追随电动机M2使驱动部(追随驱动部)23b驱动。
进行追随的追随电动机M2由于相对于主电动机M1处于追随的关系，因此主电动机M1定义为主机，追随电动机M2定义为从机。但在焊接系统1中，由于控制装置10定义为主机，各从属装置20定义为从机，因此以下将主电动机M1定义为次级主机，将追随电动机M2定义为次级从机。
这样的定位器23需要将如柱子那样作为长的结构物的工件W旋转，使次级主机即主电动机M1和次级从机即追随电动机M2尽可能正确地同步，以使得不会在工件W产生扭转。
图7(b)表示滑架24的一例。滑架24为了使机器人R移动而具有在箭头B方向上运动的2个驱动部24a、24b。然后作为主要的驱动轴的主电动机M1使驱动部(主驱动部)24a驱动。进而追随主电动机M1的追随电动机M2作为进行追随的驱动轴而设，追随电动机M2使驱动部(追随驱动部)24b驱动。这里也与定位器23同样，将主电动机M1定义为次级主机，将追随电动机M2定义为次级从机。
这样的滑架24呈门型的结构，驱动部24a、24b分别相当于两个柱部分，需要使次级主机即主电动机M1和次级从机即追随电动机M2尽可能正确地同步，以使得在滑架24自身不会出现扭转。
过去采用如下方式：由编码器监视次级主机的移动位置(旋转位置)，将基于监视的脉冲信号的指令送往次级从机，使次级从机与次级主机同步。但在这样的方式中，由于以次级主机的动作结果为基础来使次级从机动作，因此动作开始会出现滞后，在加速、减速时等运转状况变化较大时，次级主机与次级从机间的位置偏差的偏差变大，同步控制变得困难。另外，需要脉冲编码器、用于该脉冲编码器的特殊的伺服放大器等特殊部件，这成为使成本等增加的要因。
为此在本实施方式中，通过定位器23、滑架24的多个驱动轴之间的相互的通信来确保同步，由此能容易地确保高的同步精度。
作为前提，控制指令部11在图4的步骤103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。在此，运算单元、作为通信控制单元的控制指令部11除了进一步对从属装置20中的定位器23、滑架24发送针对其他从属装置的非定期通信的指令以外，还发送用于进行多个驱动轴、即次级主机以及次级从机的动作、相互通信中所用的参数的设定、参数的补正等的指令。
存储部12除了存储与同步周期以及通信周期相关的信息以外，还存储与次级主机以及次级从机相互进行通信的相互通信相关的信息。即，在存储部12的同步DB中存储在次级主机与次级从机之间进行相互通信时关于相互通信的各种设定的相互通信设定信息，如次级主机以及次级从机在网络上的位置、在次级主机与次级从机之间进行相互通信的数据类别(位置数据、转矩数据等)、相互补正控制的功能的开启/关闭的命令、补正比率参数等。该同步DB的信息在控制指令部11在定期通信中发送时钟信号以及控制指令帧时使用。在本实施方式中，作为存储单元的一例而使用存储部12。
并且在本实施方式中，作为主机的控制装置10(运算单元、作为通信控制单元的控制指令部11)以存储于存储部12的信息为基础，还在给定位器23(或滑架24)的控制指令中进行分别针对与2轴对应的次级主机、次级从机的控制指令的运算。在给定位器23(或滑架24)的指令中包含各自针对次级主机、次级从机的指令，即，可以理解为包含次级主机、次级从机要设为目标的目标值、相互通信的各种设定。进而控制装置10(运算单元、作为通信控制单元的控制指令部11)对定位器23(或滑架24)发送包含要在相互通信周期进行相互通信的指令的控制指令。即，该控制指令包含相互通信控制信息，其总括地包含定位器23(或滑架24)的次级主机、次级从机进行相互通信时所需的相互通信设定信息、目标值等。定位器23(或滑架24)接收该控制指令，该次级主机、次级从机一边参考相互通信控制信息，一边朝向目标值进行相互通信。
接收到包含相互通信控制信息(包含相互通信设定信息、目标值等)的控制指令(以下仅叙述为“控制指令”)的定位器23(或滑架24)开始次级主机以及次级从机间的相互通信。在此相互通信的周期小于先述的同步周期。以下使用图8来具体说明相互通信。相互通信的方式例如能采用CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)这样的现有型的通信方式。
图8是表示定位器23(或滑架24)中的次级主机与次级从机之间的相互通信的示例的顺序图。首先次级主机以及次级从机接收来自控制装置(主机)10的控制指令(步骤11以及步骤21)
然后次级主机基于控制指令进行动作(步骤12)，并且次级从机也基于控制指令进行动作(步骤22)。然后次级主机将动作中的状态发送到次级从机(步骤13)，并且次级从机将动作中的状态发送到次级主机(步骤23)。
次级主机对应于步骤23接收次级从机的动作中的状态(步骤14)，并且次级从机对应于步骤13接收次级主机的动作中的状态(步骤24)。然后次级从机配合次级主机的动作状态来补正自身的动作(步骤25)。次级从机以次级主机的动作状态为基准来控制自己的动作，次级从机能追随次级主机。基本上，次级主机不会配合次级从机的动作状态来补正自身的动作。
次级主机在检测到次级从机的异常的情况下停止动作(步骤15)，次级从机在检测到次级主机的异常的情况下停止动作(步骤26)。然后次级主机以及次级从机将动作结果发送到控制装置(主机)10(步骤16以及步骤27)。以下重复步骤11以及步骤21以后的动作。
在上述的示例中，说明了相对于1个次级主机存在1个次级从机的情况，但也可以相对于1个次级主机存在多个次级从机。在这样的情况下，也能通过次级从机追随次级主机的动作来进行有效率的动作补正。即，在次级主机与次级从机间的相互通信中进行次级主机与次级从机间的动作补正的情况下，次级从机能以次级主机为基准调整自身的动作。
另外，同步周期大于这里的相互通信的周期(相互通信周期)，可以是相互通信周期的倍数。另外，能设定成同步周期为10msec以下，相互通信周期为500μsec以下，同步周期与相互通信周期的比率(同步周期/相互通信周期)为20以上。例如在如上述的示例那样同步周期为5msec的情况下，能将相互通信周期设定为125μsec(同步周期/相互通信周期＝40)。通过满足该条件，在次级主机与次级从机间使用相互通信带来的益处变大。另外，相互通信周期的值可以存储在控制装置10的存储部12，通信控制单元(控制指令部11)将其包含在控制指令中发送，也可以次级主机、次级从机独立地存储到存储器等存储装置。
在从属装置的内部，由于以快于同步周期(5msec)的周期(125μsec)即相互通信周期进行动作控制，因此即使在动作控制中动作状态时刻改变，也能确保高的追随性。从追随性的观点出发，相互通信周期越小越优选。
在本实施方式中，同步周期确定为5msec，通信周期确定为1msec，相互通信周期确定为125μsec。以5msec的长的同步周期，多个从属装置被同步控制，以125μsec的极小的相互通信周期，从属装置内的次级主机和次级从机被高速地动作补正，以1msec的稍短的通信周期监视各从属装置的动作结果。
在焊接系统1中，次级主机的控制方式固定在位置控制，次级从机能设定得选择位置控制或转矩控制的任一者。位置控制是控制次级主机、次级从机的位置(电动机的情况下是旋转角度)的控制方式，转矩控制是通过电流的控制来控制电动机的产生转矩的方式。在次级主机的控制方式是位置控制、次级从机的控制方式也是位置控制的情况下进行控制，以使得两者的位置的偏差的偏差减少。在次级主机的控制方式是位置控制、次级从机的控制方式是转矩控制的情况下，次级主机的转矩的指令作为次级从机的转矩的指令传达。
另外，次级主机的控制方式固定在位置控制，能按照状况(定位器、滑架中的工件的偏载、热引起的扭曲等)将次级从机的控制方式切换为位置控制或转矩控制。
另外，次级主机的控制方式能使用位置控制或速度控制。速度控制是对应于移动速度指令(电动机的情况下是旋转速度指令)无级地切换次级主机的速度的方式。在次级主机的控制方式中使用速度控制的情况下，一般作为次级从机的控制方式使用转矩控制。
图9是表示对应于图6表示相对于本实施方式的定期通信中的控制装置发送到各从属装置的控制指令帧，与次级主机与次级从机间的相互通信对应的相互通信帧处于怎样的关系的图。同步周期被5分割，在同步周期中包含5个通信周期，但在通信周期中包含相互通信周期。另外，预先确定为同步周期为5msec，通信周期为1msec、相互通信周期为125μsec。
在将编码器的脉冲信号用作控制输入等现有的方式中，是在次级主机动作后次级从机进行追随的控制。在这样的控制方式中，会在次级从机的活动中出现滞后，妨碍得到平稳的动作。另一方面，在本发明中，次级主机以及次级从机通过相互通信而同时开启，是在动作中相互进行补正的方式，因此防止在次级从机的活动中出现滞后，易于进行更平稳的控制。
另外，由于次级主机与次级从机间的相互通信周期小于从属装置间的同步周期，因此确保了从属装置的高的追随性。
另外，在现有的方式中，为了将来自位置检测用的传感器的位置反馈脉冲信号作为控制输入信号使用，专门需要进行脉冲输出的脉冲编码器这样的特殊品，因此会招致成本的增加。但通过采用本发明，不再需要采用这样的特殊品，能抑制成本的增加。
另外，本实施方式中说明了在进行焊接的系统中进行同步控制的情况下，但并不限于这样的结构。关于本实施方式，还适用于包含产业用机器人的其他系统。
以上使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术的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案，这对本领域技术人员是明确的。
本申请基于2016年3月24日申请的日本专利申请、特愿2016-060157，其内容通过参考被引入至此。
附图标记的说明
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 滑架；
25 数字输入装置；
26 数字输出装置。

Claims (6)

1.一种通信控制系统，其中控制装置和1个或多个控制对象装置经由网络连接，
所述多个控制对象装置的至少一个控制对象装置具有应被互相同步控制的次级主机以及次级从机，
所述控制装置具备：
存储单元，其存储用于与所述控制对象装置取得同步的期间即同步周期、该同步周期的1周期中设有多个的期间即通信周期、以及用于所述次级主机及所述次级从机以小于所述同步周期的相互通信周期相互进行通信的包含相互通信设定信息以及目标值的相互通信控制信息的各个信息；
运算单元，其对每个该控制对象装置运算控制指令，该控制指令对所述控制对象装置指示同步地进行动作；和
通信控制单元，其对所述至少一个控制对象装置的所述次级主机以及所述次级从机发送包括所述相互通信控制信息的所述控制指令。
2.根据权利要求1所述的通信控制系统，其中，
在所述次级主机与所述次级从机间的相互通信中进行所述次级主机与所述次级从机间的动作补正的情况下，所述次级从机以所述次级主机为基准来调整自身的动作。
3.根据权利要求1或2所述的通信控制系统，其中，
所述同步周期是所述相互通信周期的倍数，所述同步周期为10msec以下，所述相互通信周期为500μsec以下，所述同步周期与所述相互通信周期的比率为20以上。
4.根据权利要求1或2所述的通信控制系统，其中，
所述次级主机的控制方式是位置控制，所述次级从机能选择位置控制或转矩控制的任一者，在所述次级从机的控制方式是转矩控制的情况下，所述次级主机的转矩指令作为所述次级从机的转矩指令来被转达。
5.根据权利要求3所述的通信控制系统，其中，
所述次级主机的控制方式是位置控制，所述次级从机能选择位置控制或转矩控制的任一者，在所述次级从机的控制方式是转矩控制的情况下，所述次级主机的转矩指令作为所述次级从机的转矩指令来被转达。
6.一种通信控制方法，在控制装置与1个或多个控制对象装置之间进行通信来使它们同步，
所述多个控制对象装置的至少一个控制对象装置具有应被相互同步控制的次级主机以及次级从机，
所述通信控制方法包括如下步骤：
存储用于与所述控制对象装置取得同步的期间即同步周期、该同步周期的1周期中设有多个的期间即通信周期、以及用于所述次级主机及所述次级从机以小于所述同步周期的相互通信周期相互进行通信的包含相互通信设定信息以及目标值的相互通信控制信息的各个信息；
对每个该控制对象装置运算控制指令，该控制指令用于对所述控制对象装置指示同步地进行动作；
对所述至少一个控制对象装置的所述次级主机以及所述次级从机发送包括所述相互通信控制信息的所述控制指令。
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