DE112021005055T5

DE112021005055T5 - Numerisches Steuersystem und Verfahren zum Steuern von Industriemaschinen

Info

Publication number: DE112021005055T5
Application number: DE112021005055.9T
Authority: DE
Inventors: Kazutaka IMANISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2023-07-20
Also published as: US20240004371A1; JPWO2022097719A1; WO2022097719A1; CN116368440A

Abstract

Ein numerisches Steuersystem 1 ist versehen mit: einer numerischen Steuereinrichtung 5 mit einem Werkzeugmaschinensteuermodul 50; einer Robotersteuerung 6 mit einem Robotersteuermodul 60 zum Steuern der Bewegung eines Roboters 3; und einer Variablenspeichereinheit 58 zum Speichern der Werte einer Vielzahl von Variablen, die von beiden Modulen 50, 60 gelesen und geschrieben werden können. Das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 liest den Wert einer zweiten Variablen, die in einem zweiten Speicherbereich 582 der Variablenspeichereinheit 58 gespeichert ist, steuert die Bewegung einer Werkzeugmaschine 2 auf der Grundlage des gelesenen Wertes und schreibt den Wert einer ersten Variablen, die in einem ersten Speicherbereich 581 gespeichert ist, neu, und das Robotersteuermodul 60 liest den Wert der ersten Variablen, steuert die Bewegung des Roboters 3 auf der Grundlage des gelesenen Wertes der ersten Variablen und schreibt den Wert der zweiten Variablen neu.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein numerisches Steuersystem und ein industrielles Maschinensteuerverfahren.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde zur Förderung der Automatisierung einer Bearbeitungsstelle ein numerisches Steuersystem gewünscht, das den Betrieb einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks und den Betrieb eines Roboters zum Anbringen und Abnehmen des Werkstücks an der Werkzeugmaschine verriegelt steuert (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Im Allgemeinen wird der Betrieb der Werkzeugmaschine durch eine numerische Steuereinrichtung und der Betrieb des Roboters durch eine Robotersteuerung gesteuert. Um den Betrieb der Werkzeugmaschine und den Betrieb des Roboters in Verbindung miteinander zu steuern, ist es daher notwendig, sowohl die numerische Steuereinrichtung als auch die Robotersteuerung zu bedienen. Andererseits werden bei dem in Patentdokument 1 gezeigten numerischen Steuersystem die Auswahl eines Betriebsprogramms des Roboters und die Einstellung des Betriebsprogramms in Übereinstimmung mit einem Befehl des Benutzers von der numerischen Steuereinrichtung aus ermöglicht, wodurch die Einstellung durch den Benutzer erleichtert wird.
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2018-195055
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Wenn die vorhandene Werkzeugmaschine und der später installierte Roboter gemeinsam gesteuert werden, müssen eine numerische Steuereinrichtung zum Steuern der Werkzeugmaschine und eine Robotersteuerung zum Steuern des Roboters angeschlossen werden. Zu diesem Zeitpunkt ist es auch notwendig, der numerischen Steuereinrichtung und der Robotersteuerung neue Befehle wie I/O-Signale und M-Codes hinzuzufügen und ein externes Gerät wie eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) zu installieren. Da zu diesem Zeitpunkt das I/O-Signal auch über die Kontaktplanschaltung der numerischen Steuereinrichtung an die Robotersteuerung übertragen werden muss, ist es notwendig, die bestehende Kontaktplanschaltung zu bearbeiten. Aus diesem Grund gibt es Fälle, in denen eine flexible Handhabung an einem tatsächlichen Bearbeitungsort nicht möglich ist.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der oben genannten Probleme gemacht, und es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, ein numerisches Steuersystem und ein industrielles Maschinensteuerverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Werkzeugmaschine und einen Roboter leicht zu verriegeln.
Mittel zur Lösung der Probleme
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein numerisches Steuersystem, das den Betrieb einer Werkzeugmaschine und eines Roboters in Verbindung miteinander steuert, wobei das System Folgendes umfasst: eine numerische Steuereinrichtung mit einer ersten Steuerung, die den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines numerischen Steuerprogramms steuert;
eine Robotersteuereinrichtung mit einer zweiten Steuerung, die den Betrieb des Roboters auf der Grundlage eines Robotersteuerprogramms steuert; und eine Speichereinrichtung, die einen Variablenwert speichert, der von der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung gelesen und geschrieben werden kann, wobei die erste Steuerung den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert liest, um den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern, und die zweite Steuerung den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert liest, um den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein industrielles Maschinensteuerverfahren, das den Betrieb einer Werkzeugmaschine und eines Roboters in Verbindung miteinander unter Verwendung eines numerischen Steuersystems steuert, das eine erste Steuerung, die den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines numerischen Steuerprogramms steuert, eine zweite Steuerung, die den Betrieb des Roboters auf der Grundlage eines Robotersteuerprogramms steuert, und eine Speichereinrichtung umfasst, die einen Variablenwert speichert, der von der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung gelesen und geschrieben werden kann, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: die erste Steuerung den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert liest, um den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern, und die zweite Steuerung den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert liest, um den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern.
Auswirkungen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das numerische Steuersystem die erste Steuerung, die den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms steuert; die zweite Steuerung, die den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms steuert; und die Speichereinrichtung, die die Variablenwerte speichert, die sowohl von der ersten Steuerung als auch von der zweiten Steuerung gelesen und geschrieben werden können. Die erste Steuerung liest den wiederbeschreibbaren Variablenwert von der zweiten Steuerung und steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes, und die zweite Steuerung liest den wiederbeschreibbaren Variablenwert von der ersten Steuerung und steuert den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, da die Benachrichtigung und Anforderung von der ersten Steuerung an die zweite Steuerung, die Benachrichtigung und Anforderung von der zweiten Steuerung an die erste Steuerung und dergleichen über Variablen durchgeführt werden können, die von beiden gelesen und geschrieben werden können, ist es möglich, die Werkzeugmaschine und den Roboter miteinander zu verschränken, ohne ein I /O-Signal oder ein externes Gerät hinzuzufügen oder eine bestehende Leiterschaltung zu bearbeiten. Darüber hinaus ist es gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung möglich, verschiedene automatisierte Formen zu handhaben, indem einfach verschiedene Variablenwerte in der Speichereinrichtung gespeichert werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines numerischen Steuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuereinrichtung und einer Robotersteuerung;
3 ist ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für ein numerisches Steuerprogramm zeigt, das in einem Werkzeugmaschinen-Steuermodul ausgeführt wird;
4 ist ein Diagramm, das ein zweites Beispiel für ein numerisches Steuerprogramm zeigt, das in dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul ausgeführt wird; und
5 ist ein Beispiel für ein Unterprogramm, das in Übereinstimmung mit einem numerischen Steuerprogramm aufgerufen wird.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird ein numerisches Steuersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung eines numerischen Steuersystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Das numerische Steuersystem 1 umfasst eine Werkzeugmaschine 2 zur Bearbeitung eines Werkstücks (nicht dargestellt), eine numerische Steuereinrichtung (CNC) 5 zum Steuern des Betriebs der Werkzeugmaschine 2, einen in der Nähe der Werkzeugmaschine 2 vorgesehenen Roboter 3 und eine Robotersteuerung 6 zum Steuern des Betriebs des Roboters 3. Das numerische Steuersystem 1 steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 und des Roboters 3 in Verbindung miteinander unter Verwendung der numerischen Steuereinrichtung 5 und der Robotersteuerung 6, die kommunikativ miteinander verbunden sind.
Bei der Werkzeugmaschine 2 handelt es sich beispielsweise um eine Drehmaschine, eine Kugelmühle, eine Fräsmaschine, eine Schleifmaschine, eine Laserbearbeitungsmaschine, eine Spritzgießmaschine oder ähnliches. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Werkzeugmaschine 2 führt verschiedene Vorgänge aus, wie z.B. einen Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück (nicht dargestellt), einen Öffnungs-/Schließvorgang eines Spannfutters, das das Werkstück hält, und einen Öffnungs-/Schließvorgang einer Tür, die in einem Bearbeitungsbereich des Werkstücks vorgesehen ist, in Übereinstimmung mit verschiedenen Befehlssignalen, die von der numerischen Steuereinrichtung 5 in Übereinstimmung mit einem später beschriebenen Verfahren übertragen werden.
Der Roboter 3 bewegt sich unter der Kontrolle der Robotersteuerung 6 und führt einen vorbestimmten Arbeitsgang durch, z. B. an einem Werkstück, das von der Werkzeugmaschine 2 bearbeitet werden soll. Der Roboter 3 ist zum Beispiel ein Mehrgelenkroboter, und ein Werkzeug 32 zum Halten, Bearbeiten und Prüfen eines Werkstücks ist an einem Armspitzenabschnitt 31 des Roboters 3 angebracht. Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, in dem der Roboter 3 ein sechsachsiger Knickarmroboter ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. In der folgenden Beschreibung ist der Roboter 3 ein sechsachsiger Knickarmroboter. Die Anzahl der Achsen ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die numerische Steuereinrichtung 5 und die Robotersteuerung 6 sind jeweils ein Computer mit Hardware wie einer arithmetischen Verarbeitungseinheit wie einer CPU (Central Processing Unit), einer Hilfsspeichereinheit wie einer HDD (Hard Disk Drive) oder SSD (Solid State Drive), in der verschiedene Programme gespeichert sind, eine Hauptspeichereinheit wie RAM (Random Access Memory), in der Daten gespeichert werden, die vorübergehend für die Recheneinheit zur Ausführung der Programme benötigt werden, und ein Bedienmittel wie eine Tastatur, über die der Bediener verschiedene Operationen ausführt, und ein Anzeigemittel wie ein Display zur Anzeige verschiedener Arten von Informationen für einen Bediener. Die Robotersteuerung 6 und die numerische Steuereinrichtung 5 können verschiedene Signale zu- und voneinander senden und empfangen, z.B. über Ethernet (eingetragenes Warenzeichen).
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm der numerischen Steuereinrichtung 5 und der Robotersteuerung 6.
Zunächst wird die detaillierte Konfiguration der numerischen Steuereinrichtung 5 beschrieben. Wie in 2 gezeigt, implementiert die oben erwähnte Hardwarekonfiguration in der numerischen Steuereinrichtung 5 verschiedene Funktionen, wie z.B. ein Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50, das als erste Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der Werkzeugmaschine 2 dient, eine Speichereinheit 51 zur Speicherung numerischer Steuerprogramme, eine Variablenspeichereinheit 58 zur Speicherung von Werten einer Vielzahl von Variablen, die von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 und einem später beschriebenen Roboter-Steuermodul 60 gelesen und geschrieben werden können, und eine Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59.
Die Speichereinheit 51 speichert numerische Steuerprogramme zum Steuern von Operationen der Werkzeugmaschine 2 (z.B. eine Operation der Steuerachse, eine Drehung der Spindel, ein Öffnen/Schließen des Futters, ein Öffnen/Schließen der Tür und ähnliches). Die in der Speichereinheit 51 gespeicherten numerischen Steuerprogramme werden im Voraus von einem Bediener erstellt, um den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 in Verbindung mit dem Betrieb des Roboters 3 unter der Kontrolle der Robotersteuerung 6 zu steuern, und sind in einer Programmiersprache unter Verwendung von G-Code, M-Code oder dergleichen geschrieben.
Das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 liest und schreibt den in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwert auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms und steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine 2. Genauer gesagt umfasst das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eine Programmeingabeeinheit 52, eine Eingabeanalyseeinheit 53, eine Interpolationssteuereinheit 54, eine I/O-Steuereinheit 55 und eine Servosteuereinheit 56.
Die Programmeingabeeinheit 52 liest das numerische Steuerprogramm aus der Speichereinheit 51 und gibt das numerische Steuerprogramm sequentiell in die Eingabeanalyseeinheit 53 ein.
Die Eingabeanalyseeinheit 53 analysiert sequentiell den Befehlstyp auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms, das von der Programmeingabeeinheit 52 für jeden Block eingegeben wird, und überträgt das Analyseergebnis an die I/O-Steuereinheit 55, die Interpolationssteuereinheit 54 und die Variablenspeichereinheit 58.
Die Eingabeanalyseeinheit 53 gibt den erfassten Befehl an die I/O-Steuereinheit 55 weiter, wenn der auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms erfasste Befehlstyp beispielsweise ein Befehl zum Öffnen und Schließen des Futters der Werkzeugmaschine 2 oder ein Befehl zum Öffnen und Schließen der Tür der Werkzeugmaschine 2 ist. Wenn ein Befehl von der Eingangsanalyseeinheit 53 eingegeben wird, gibt die I/O-Steuereinheit 55 ein dem Eingangsbefehl entsprechendes I/O-Signal an die Werkzeugmaschine 2 weiter. Bei einer solchen Konfiguration werden das Spannfutter und die Tür der Werkzeugmaschine 2 gemäß einem vom numerischen Steuerprogramm festgelegten Verfahren geöffnet und geschlossen.
Wenn der auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms erfasste Befehlstyp beispielsweise ein Befehl zum Bewegen der Steuerachse der Werkzeugmaschine 2 ist, gibt die Eingabeanalyseeinheit 53 den erfassten Befehl in die Interpolationssteuereinheit 54 ein. Wenn ein Befehl von der Eingabeanalyseeinheit 53 eingegeben wird, berechnet die Interpolationssteuereinheit 54 einen Bewegungspfad der Steuerachse entsprechend dem Befehl, indem sie eine Interpolationsverarbeitung durchführt, und gibt den berechneten Bewegungspfad in die Servosteuereinheit 56 ein. Die Servosteuereinheit 56 regelt den Servomotor der Werkzeugmaschine 2 rückwirkend so, dass sich die Steuerachse entlang des von der Interpolationssteuereinheit 54 berechneten Bewegungspfades bewegt. Auf diese Weise wird die Bewegung der Werkzeugmaschine 2 durch ein Verfahren gesteuert, das durch das numerische Steuerprogramm bestimmt wird.
Wenn der auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms erfasste Befehlstyp ein Befehl zum Lesen des in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwerts oder ein Befehl zum Umschreiben des in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwerts ist, gibt die Eingabeanalyseeinheit 53 den erfassten Befehl in die Variablenspeichereinheit 58 ein.
Die Variablenspeichereinheit 58 enthält einen Variablenspeicher 58m zum Speichern einer Vielzahl von Werten von Variablen und liest oder schreibt die im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwerte in Übereinstimmung mit einem Befehl, der von der Eingangsanalyseeinheit 53 oder einem Befehl, der von einem später beschriebenen Robotersteuermodul 60 der Robotersteuerung 6 über die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 eingegeben wird.
Der Variablenspeicher 58m speichert die Vielzahl von Variablenwerten, die durch Zahlen oder Zeichenketten in einem numerischen Steuerprogramm zum Steuern des Betriebs der Werkzeugmaschine 2 im Werkzeugmaschinensteuermodul 50 und einem Robotersteuerprogramm zum Steuern des Betriebs des Roboters 3 im Robotersteuermodul 60 bezeichnet werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden als im Variablenspeicher 58m gespeicherte Variablen ein Fall beschrieben, in dem einige Makrovariablen (z.B. #100 bis #199 und #500 bis #599) in vielen numerischen Steuereinrichtungen definiert sind. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Wenn ein Befehl zum Lesen des im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwertes von der Eingangsanalyseeinheit 53 eingegeben wird, liest die Variablenspeichereinheit 58 den durch den Befehl bezeichneten Variablenwert aus dem Variablenspeicher 58m und überträgt den gelesenen Wert an die Eingangsanalyseeinheit 53. Wenn außerdem ein Befehl zum Umschreiben des im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwerts von der Eingangsanalyseeinheit 53 eingegeben wird, schreibt die Variablenspeichereinheit 58 den durch den Befehl im Variablenspeicher 58m bezeichneten Variablenwert auf einen dem Befehl entsprechenden Wert um. Mit einer solchen Konfiguration ist es für das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 möglich, den im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwert zu lesen oder zu überschreiben.
Wenn ein Befehl zum Lesen des im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwertes vom Robotersteuermodul 60 über die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 eingegeben wird, liest die Variablenspeichereinheit 58 den durch den Befehl bezeichneten Variablenwert aus dem Variablenspeicher 58m und überträgt den gelesenen Wert über die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 an das Robotersteuermodul 60. Wenn ferner ein Befehl zum Umschreiben des im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwerts vom Robotersteuermodul 60 über die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 eingegeben wird, schreibt die Variablenspeichereinheit 58 den durch den Befehl bezeichneten Variablenwert im Variablenspeicher 58m auf einen dem Befehl entsprechenden Wert um. Mit einer solchen Konfiguration ist es dem Robotersteuermodul 60 möglich, den im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwert zu lesen oder neu zu schreiben.
Der Variablenspeicher 58m umfasst einen ersten Speicherbereich 581 zum Speichern einer Vielzahl von Werten erster Variablen, die für die Benachrichtigung oder Anforderung von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 an das Roboter-Steuermodul 60 verwendet werden sollen, und einen zweiten Speicherbereich 582 zum Speichern einer Vielzahl von Werten zweiter Variablen, die für die Benachrichtigung oder Anforderung von dem Roboter-Steuermodul 60 an das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 verwendet werden sollen. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, in dem die Variablen #500 bis #599 als die erste Variable und die Variablen #100 bis #199 als die zweite Variable zugewiesen werden.
Da die im ersten Speicherbereich 581 gespeicherte erste Variable zur Benachrichtigung oder Anforderung des Werkzeugmaschinen-Steuermoduls 50 an das Roboter-Steuermodul 60 verwendet wird, ist es vorteilhaft, dass die erste Variable sowohl vom Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 als auch vom Roboter-Steuermodul 60 lesbar und zumindest vom Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 überschreibbar ist. Da die zweite Variable, die im zweiten Speicherbereich 582 gespeichert ist, für die Benachrichtigung oder Anforderung des Robotersteuermoduls 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 verwendet wird, ist es außerdem vorteilhaft, dass die zweite Variable sowohl vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 als auch vom Robotersteuermodul 60 lesbar und zumindest von der Robotersteuerung 6 überschreibbar ist.
Die erste Variable #500 wird beispielsweise zugewiesen, um dem Robotersteuermodul 60 den Stoppzustand der Spindel der Werkzeugmaschine 2 vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zu melden. Wenn der Wert der ersten Variablen #500 0 ist, zeigt sie an, dass die Spindel der Werkzeugmaschine 2 in Bewegung ist, und wenn der Wert der ersten Variablen #500 1 ist, zeigt sie an, dass die Spindel der Werkzeugmaschine 2 angehalten ist.
Die erste Variable #501 wird zum Beispiel zugewiesen, um dem Robotersteuermodul 60 vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 mitzuteilen, dass jede Achse der Werkzeugmaschine 2 zum Zeitpunkt des Eindringens des Roboters 3 in eine Position außerhalb des Störungsbereichs zurückgezogen wird. Wenn der Wert der ersten Variablen #501 0 ist, zeigt er an, dass jede Achse der Werkzeugmaschine 2 in einem vorbestimmten Störungsbereich liegt, und wenn der Wert der ersten Variablen #501 1 ist, zeigt er an, dass jede Achse der Werkzeugmaschine 2 außerhalb des Störungsbereichs liegt.
Die erste Variable #502 wird beispielsweise zugewiesen, um dem Robotersteuermodul 60 den offenen/geschlossenen Zustand der Tür der Werkzeugmaschine 2 vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zu melden. Wenn der Wert der ersten Variablen #502 0 ist, zeigt sie an, dass die Tür der Werkzeugmaschine 2 nicht geöffnet ist, und wenn der Wert der ersten Variablen #502 1 ist, zeigt sie an, dass die Tür der Werkzeugmaschine 2 geöffnet ist.
Die erste Variable #503 wird z. B. zugewiesen, um den Austausch eines Werkstücks der Werkzeugmaschine 2 an das Robotersteuermodul 60 vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der ersten Variablen #503 0 ist, zeigt sie an, dass der Austausch eines Werkstücks nicht angefordert wird, und wenn der Wert der ersten Variablen #503 1 ist, zeigt sie an, dass der Austausch des Werkstücks angefordert wird.
Die zweite Variable #100 wird z.B. zugewiesen, um das Anhalten des numerischen Steuerprogramms, das im Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 ausgeführt wird, vom Roboter-Steuermodul 60 an das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #100 gleich 0 ist, zeigt sie an, dass der Stopp des numerischen Steuerprogramms nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #100 gleich 1 ist, zeigt sie an, dass der Stopp des numerischen Steuerprogramms angefordert wird.
Die zweite Variable #101 wird z. B. zugewiesen, um den Öffnungsvorgang der Tür der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #101 0 ist, zeigt sie an, dass der Türöffnungsvorgang nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #101 1 ist, zeigt sie an, dass der Türöffnungsvorgang angefordert wird.
Die zweite Variable #102 wird zum Beispiel zugewiesen, um den Schließvorgang der Tür der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #102 0 ist, zeigt sie an, dass der Schließvorgang der Tür nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #102 1 ist, zeigt sie an, dass der Schließvorgang der Tür angefordert wird.
Die zweite Variable #103 wird beispielsweise zugewiesen, um einen Öffnungsvorgang des Spannfutters der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #103 0 ist, zeigt sie an, dass der Öffnungsvorgang des Futters nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #103 1 ist, zeigt sie an, dass der Öffnungsvorgang des Futters angefordert wird.
Die zweite Variable #104 wird beispielsweise zugewiesen, um einen Schließvorgang des Spannfutters der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #104 0 ist, zeigt sie an, dass der Schließvorgang des Futters nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #104 1 ist, zeigt sie an, dass der Schließvorgang des Futters angefordert wird.
Die zweite Variable #105 wird beispielsweise zugewiesen, um die Ausführung der ersten Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #105 0 ist, zeigt sie an, dass die Ausführung der ersten Bearbeitung nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #105 1 ist, zeigt sie an, dass die Ausführung der ersten Bearbeitung angefordert wird.
Die zweite Variable #106 wird z.B. zugewiesen, um die Ausführung der zweiten Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #106 gleich 0 ist, bedeutet dies, dass die Ausführung der zweiten Bearbeitung nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #106 gleich 1 ist, bedeutet dies, dass die Ausführung der zweiten Bearbeitung angefordert wird.
Die zweite Variable #107 wird z.B. zugewiesen, um die Ausführung der dritten Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 anzufordern. Wenn der Wert der zweiten Variablen #107 gleich 0 ist, bedeutet dies, dass die Ausführung der dritten Bearbeitung nicht angefordert wird, und wenn der Wert der zweiten Variablen #107 gleich 1 ist, bedeutet dies, dass die Ausführung der dritten Bearbeitung angefordert wird.
Die zweite Variable #150 wird beispielsweise zugewiesen, um dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den Betriebszustand des Roboters 3 vom Roboter-Steuermodul 60 mitzuteilen. Wenn der Wert der zweiten Variable #150 0 ist, zeigt der Roboter 3 an, dass er sich bewegt, und wenn der Wert der zweiten Variable #150 1 ist, zeigt der Roboter 3 an, dass der Betrieb des Roboters 3 abgeschlossen ist.
Es ist zu beachten, dass die Vielzahl der im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwerte nach dem Einschalten der numerischen Steuereinrichtung 5 auf einen vorbestimmten Anfangswert (z. B. 0) zurückgesetzt werden.
Im Folgenden wird die Konfiguration der Robotersteuerung 6 im Detail beschrieben. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Robotersteuerung 6 die oben erwähnte Hardwarekonfiguration, die verschiedene Funktionen implementiert, wie z. B. ein Robotersteuermodul 60, das als zweite Steuereinheit zum Steuern des Betriebs des Roboters 3 dient, eine Speichereinheit 61 zum Speichern eines Robotersteuerprogramms und eine Datenübertragungs-/Empfangseinheit 69.
Die Speichereinheit 61 speichert Robotersteuerprogramme zum Steuern des Betriebs des Roboters 3. Die in der Speichereinheit 61 gespeicherten Robotersteuerprogramme werden im Voraus von einem Bediener erstellt, um den Betrieb des Roboters 3 in Verbindung mit dem Betrieb der Werkzeugmaschine 2 unter dem Steuern der numerischen Steuereinrichtung 5 zu steuern.
Das Robotersteuermodul 60 liest und schreibt die in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwerte auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms und steuert den Betrieb des Roboters 3. Genauer gesagt umfasst das Robotersteuermodul 60 eine Programmeingabeeinheit 62, eine Eingabeanalyseeinheit 63, eine Bahnsteuereinheit 64, eine I/O-Steuereinheit 65 und eine Servosteuereinheit 66.
Die Programmeingabeeinheit 62 liest das Robotersteuerprogramm aus der Speichereinheit 61 und gibt das Robotersteuerprogramm sequentiell in die Eingabeanalyseeinheit 63 ein.
Die Eingabeanalyseeinheit 63 analysiert sequentiell den Befehlstyp auf der Grundlage des von der Programmeingabeeinheit 62 für jeden Block eingegebenen Robotersteuerprogramms und überträgt das Analyseergebnis an die Bahnsteuereinheit 64, die I/O-Steuereinheit 65 und die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 69.
Wenn der auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms erfasste Befehlstyp beispielsweise ein Befehl zum Bewegen eines Steuerpunkts des Roboters 3 (z. B. des Armspitzenabschnitts 31) ist, gibt die Eingabeanalyseeinheit 63 den erfassten Befehl in die Bahnsteuereinheit 64 ein. Wenn ein Befehl von der Eingabeanalyseeinheit 63 eingegeben wird, berechnet die Bahnsteuereinheit 64 eine Bewegungstrajektorie des Steuerpunkts, wenn der Steuerpunkt des Roboters 3 in eine durch den Befehl bestimmte Position bewegt wird, berechnet einen Winkel jedes Gelenks des Roboters 3 gemäß der berechneten Bewegungstrajektorie als Zielwinkel und überträgt diese Zielwinkel an die Servosteuereinheit 66. Die Servosteuereinheit 66 erzeugt ein Robotersteuersignal für den Roboter 3 durch Rückkopplungssteuern jedes Servomotors des Roboters 3, um den von der Bahnsteuereinheit 64 übertragenen Zielwinkel jedes Gelenks zu realisieren, und gibt das Robotersteuersignal an die Servomotoren des Roboters 3 weiter. Mit einer solchen Konfiguration wird der Betrieb des Roboters 3 durch ein Verfahren gesteuert, das durch das Robotersteuerprogramm bestimmt wird.
Wenn der auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms erfasste Befehlstyp beispielsweise ein Befehl zum Antrieb des am Armspitzenabschnitt 31 des Roboters 3 angebrachten Werkzeugs 32 ist, gibt die Eingabeanalyseeinheit 63 den erfassten Befehl an die I/O-Steuereinheit 65 weiter. Wenn ein Befehl von der Eingangsanalyseeinheit 63 eingegeben wird, gibt die I/O-Steuereinheit 65 ein I/O-Signal, das dem Eingangsbefehl entspricht, an das Werkzeug 32 weiter. Bei einer solchen Konfiguration bewegt sich das Werkzeug 32 des Roboters 3 gemäß einem durch das Robotersteuerprogramm festgelegten Verfahren.
Wenn der auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms erfasste Befehlstyp beispielsweise ein Befehl zum Lesen des in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwerts oder ein Befehl zum Umschreiben des in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwerts ist, gibt die Eingabeanalyseeinheit 63 den erfassten Befehl in die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 69 ein.
Wenn ein Befehl zum Lesen des Variablenwerts von der Eingabeanalyseeinheit 63 empfangen wird, überträgt die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 69 den Befehl an die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 der numerischen Steuereinrichtung 5. Wie oben beschrieben, liest die Variablenspeichereinheit 58 bei Eingabe eines solchen Lesebefehls den durch den Befehl bezeichneten Variablenwert aus dem Variablenspeicher 58m und gibt den gelesenen Wert über die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 und die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 69 an die Eingabeanalyseeinheit 63 zurück. Beim Empfang eines Befehls zum Neuschreiben des Variablenwerts von der Eingabeanalyseeinheit 63 überträgt die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 69 den Befehl an die Datenübertragungs-/Empfangseinheit 59 der numerischen Steuereinrichtung 5. Wie oben beschrieben, schreibt die Variablenspeichereinheit 58 den durch den Befehl bezeichneten Variablenwert im Variablenspeicher 58m auf einen dem Befehl entsprechenden Wert um, wenn ein solcher Umschreibebefehl eingegeben wird. Mit einer solchen Konfiguration ist es dem Robotersteuermodul 60 möglich, den im Variablenspeicher 58m gespeicherten Variablenwert zu lesen oder neu zu schreiben.
Das oben beschriebene numerische Steuersystem 1 führt wiederholt einen ersten Schritt zum Umschreiben von Variablen, einen zweiten Schritt zum Umschreiben von Variablen, einen ersten Schritt zum Lesen von Variablen, einen zweiten Schritt zum Lesen von Variablen, einen Schritt zum Steuern der Werkzeugmaschine und einen Schritt zum Steuern des Roboters, die im Folgenden beschrieben werden, in der Reihenfolge aus, die durch das numerische Steuerprogramm und das Robotersteuerprogramm bestimmt wird, und steuert dadurch die Vorgänge der Werkzeugmaschine 2 und des Roboters 3 in Verbindung miteinander.
Im ersten Schritt des Umschreibens der Variablen schreibt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den ersten Variablenwert, der im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, gemäß dem numerischen Steuerprogramm um. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, verschiedene Meldungen und Anforderungen vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 an das Robotersteuermodul 60 zu übertragen.
Im zweiten Schritt des Umschreibens der Variablen schreibt das Robotersteuermodul 60 den zweiten Variablenwert, der im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, gemäß dem Robotersteuerprogramm um. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, verschiedene Meldungen und Anforderungen vom Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zu übertragen.
Im zweiten Variablenleseschritt liest das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 den zweiten Variablenwert, der im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, gemäß dem numerischen Steuerprogramm. Wie oben beschrieben, wird der zweite Variablenwert durch das Robotersteuermodul 60 im zweiten Variablenumschreibeschritt entsprechend umgeschrieben. Daher ist es für das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 möglich, verschiedene Benachrichtigungen und Anforderungen vom Roboter-Steuermodul 60 durch Lesen des zweiten Variablenwertes zu erhalten.
Im ersten Variablenleseschritt liest das Robotersteuermodul 60 den ersten Variablenwert, der im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, gemäß dem Robotersteuerprogramm. Wie oben beschrieben, wird der erste Variablenwert durch das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 im ersten Variablenumschreibeschritt entsprechend umgeschrieben. Daher ist es für das Robotersteuermodul 60 möglich, verschiedene Benachrichtigungen und Anforderungen von dem Werkzeugmaschinensteuermodul 50 durch Lesen des ersten Variablenwertes zu erhalten.
Im Schritt des Werkzeugmaschinensteuerns steuert das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms und des zweiten Variablenwerts, der im zweiten Variablenleseschritt gelesen wurde. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 zu einem Zeitpunkt und in einem Modus zu steuern, die auf der Grundlage verschiedener Meldungen und Anforderungen bestimmt werden, die von dem Robotersteuermodul 60 übertragen werden.
Im Schritt des Robotersteuerns steuert das Robotersteuermodul 60 den Betrieb des Roboters 3 und des Werkzeugs 32 auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms und des ersten Variablenwerts, der im ersten Variablenleseschritt gelesen wurde. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den Betrieb des Roboters 3 zu einem Zeitpunkt und in einem Modus zu steuern, der auf der Grundlage verschiedener Meldungen und Anforderungen bestimmt wird, die von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 übertragen werden.
3 ist ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für ein numerisches Steuerprogramm zeigt, das von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 ausgeführt wird.
Zunächst werden in den mit den laufenden Nummern „N10“ bis „N16“ gekennzeichneten Blöcken verschiedene Befehle „G00“, „M03“, „G83“ und „G80“ zur Bearbeitung eines Werkstücks durch die Werkzeugmaschine 2 in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Auf diese Weise steuert das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 in Übereinstimmung mit dem durch das numerische Steuerprogramm festgelegten Verfahren und bearbeitet das Werkstück.
Als nächstes wird in dem durch die laufende Nummer „N20“ gekennzeichneten Block ein Befehl „SO“ zum Anhalten der Drehung der Spindel der Werkzeugmaschine 2 in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Damit stoppt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Drehung der Spindel der Werkzeugmaschine 2.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N21“ angegebenen Block ein Befehl „#500=1“ zum Umschreiben des ersten Variablenwerts #500 von „0“ als Anfangswert auf „1“ in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit schreibt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den ersten Variablenwert #500, der im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, von „0“ auf „1“ zurück, um dem Roboter-Steuermodul 60 mitzuteilen, dass die Spindel der Werkzeugmaschine 2 angehalten ist.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N30“ gekennzeichneten Block ein Befehl „G00“ zum Zurückziehen jeder Achse der Werkzeugmaschine 2 aus einem vorbestimmten Störungsbereich in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit bewegt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 jede Achse der Werkzeugmaschine 2 in eine durch den Befehl „G00“ bezeichnete Position.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N31“ angegebenen Block ein Befehl „#501=1“ zum Umschreiben des ersten Variablenwerts #501 von „0“ als Anfangswert auf „1“ in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit schreibt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den ersten Variablenwert #501, der im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, von „0“ auf „1“ um, um dem Roboter-Steuermodul 60 mitzuteilen, dass jede Achse der Werkzeugmaschine 2 außerhalb des Störbereichs liegt.
Als nächstes wird in dem mit der laufenden Nummer „N32“ gekennzeichneten Block ein Befehl „M88“ zum Öffnen der Tür der Werkzeugmaschine 2 in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Damit öffnet das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Tür der Werkzeugmaschine 2.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N33“ angegebenen Block ein Befehl „#502=1“ zum Umschreiben des ersten Variablenwerts #502 von „0“ als Anfangswert auf „1“ in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit schreibt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den ersten Variablenwert #502, der im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, von „0“ auf „1“ zurück, um dem Roboter-Steuermodul 60 mitzuteilen, dass die Tür der Werkzeugmaschine 2 geöffnet ist.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N34“ angegebenen Block ein Befehl „#503=1“ zum Umschreiben des ersten Variablenwerts #503 von „0“ als Anfangswert auf „1“ in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit schreibt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 den im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeicherten ersten Variablenwert #503 von „0“ auf „1“ um, um das Robotersteuermodul 60 aufzufordern, ein Werkstück in der Werkzeugmaschine 2 zu ersetzen.
Andererseits liest das Robotersteuermodul 60 die ersten Variablenwerte #500, #501, #502 und #503 in vorbestimmten Intervallen gemäß dem Robotersteuerprogramm. Wenn die ersten Variablenwerte #500, #501, #502 und #503, die in dem ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert sind, alle „1“ sind, d.h. wenn sich die Spindel der Werkzeugmaschine 2 in einem gestoppten Zustand befindet, jede Achse außerhalb des Störungsbereichs liegt, die Tür in einem offenen Zustand ist und ein Werkstückwechselvorgang von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 angefordert wird, steuert das Roboter-Steuermodul 60 die Operationen des Roboters 3 und des Werkzeugs 32 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Verfahren, um das Werkstück zu wechseln. Wenn also im Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Ausführung des durch die Sequenznummer „N34“ angezeigten Blocks abgeschlossen ist, beginnt das Roboter-Steuermodul 60 mit den Werkstückwechselvorgängen unter Verwendung des Roboters 3 und des Werkzeugs 32. Wenn die Werkstückwechseloperationen abgeschlossen sind, schreibt das Robotersteuermodul 60 die zweiten Variablenwerte #150, die im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert sind, von „0“ auf „1“, was ein Anfangswert ist, gemäß dem Robotersteuerprogramm um.
Als nächstes liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den Blöcken, die durch die Sequenznummern „N36“ bis „N37“ gekennzeichnet sind, den zweiten Variablenwert #150 und bestimmt wiederholt in einem vorbestimmten Zyklus, ob der gelesene Wert „0“ ist oder nicht. Das heißt, das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 wartet auf den Abschluss des Werkstückwechselvorgangs durch das Robotersteuermodul 60. Wenn der gelesene zweite Variablenwert #150 „1“ ist, d.h. wenn das Robotersteuermodul 60 meldet, dass der Werkstückwechselvorgang abgeschlossen ist, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zu dem durch die nächste Sequenznummer „N38“ angegebenen Block über.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N38“ angegebenen Block ein Befehl „#503=0“ zum Umschreiben des ersten Variablenwerts #503 von „1“ auf „0“ in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Damit zieht das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Anforderung für den Werkstückwechselvorgang an das Roboter-Steuermodul 60 zurück.
Als nächstes wird in dem durch die laufende Nummer „N39“ gekennzeichneten Block ein Befehl „M89“ zum Schließen der Tür der Werkzeugmaschine 2 in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit schließt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Tür der Werkzeugmaschine 2.
Als nächstes wird in dem durch die Sequenznummer „N40“ angegebenen Block ein Befehl „#502=0“ zum Zurückschreiben des ersten Variablenwerts #502 von „1“ auf „0“ in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Somit schreibt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den ersten Variablenwert #502, der im ersten Speicherbereich 581 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, von „1“ auf „0“ zurück, um dem Roboter-Steuermodul 60 mitzuteilen, dass die Tür der Werkzeugmaschine 2 geschlossen ist.
Anschließend werden in den mit den laufenden Nummern „N41“ bis „N43“ bezeichneten Blöcken verschiedene Befehle „M03“ und „G00“ zur Bearbeitung eines neuen, durch die Werkzeugmaschine 2 ersetzten Werkstücks in das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 eingegeben. Auf diese Weise steuert das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 in Übereinstimmung mit dem durch das numerische Steuerprogramm festgelegten Verfahren und bearbeitet das Werkstück.
4 ist ein Diagramm, das ein zweites Beispiel für ein numerisches Steuerprogramm zeigt, das von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 ausgeführt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Robotersteuermodul 60 den Betrieb des Roboters 3 gemäß dem Robotersteuerprogramm steuert und die im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeicherten zweiten Variablenwerte #100 bis #107 gemäß dem Robotersteuerprogramm überschreibt.
Das in 4 gezeigte numerische Steuerprogramm überwacht eine Anforderung des Robotersteuermoduls 60, indem es die zweiten Variablenwerte #100 bis #107 in einem vorbestimmten Zeitraum im Werkzeugmaschinensteuermodul 50 ausliest und den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 entsprechend den ausgelesenen zweiten Variablenwerten #100 bis #107 steuert.
Zunächst liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den mit den Sequenznummern „N60“ bis „N62“ gekennzeichneten Blöcken den zweiten Variablenwert #101, der im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, und bestimmt, ob der gelesene Wert „1“ ist oder nicht. Wenn der zweite Variablenwert #101 „1“ ist, d.h. wenn der Öffnungsvorgang der Tür der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 angefordert wird, ruft das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 ein Unterprogramm mit der Programmnummer „0001“ gemäß dem Befehl „M98“ zum Aufrufen des Unterprogramms auf, und wenn der zweite Variablenwert #101 „0“ ist, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zum nächsten Satz über.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Unterprogramm mit der Programmnummer „0001“ zeigt. Wenn das in 5 gezeigte Unterprogramm aufgerufen wird, öffnet das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Tür der Werkzeugmaschine 2 gemäß dem Befehl „M88“, setzt dann den zweiten Variablenwert #101 auf „0“ zurück und kehrt dann gemäß dem Befehl „M99“ zum in 4 gezeigten Hauptprogramm zurück.
Als nächstes liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den Blöcken, die durch die Sequenznummern „N70“ bis „N72“ gekennzeichnet sind, den zweiten Variablenwert #102, der im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, und bestimmt, ob der gelesene Wert „1“ ist oder nicht. Wenn der zweite Variablenwert #102 „1“ ist, d.h. wenn der Schließvorgang der Tür der Werkzeugmaschine 2 von dem Robotersteuermodul 60 angefordert wird, führt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 das Unterprogramm mit der Programmnummer „0002“ aus, und wenn der zweite Variablenwert #102 „0“ ist, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zum nächsten Satz über. Hier schließt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Tür der Werkzeugmaschine 2, indem es das Unterprogramm mit der Programmnummer „0002“ ausführt, setzt dann den zweiten Variablenwert #102 auf „0“ zurück und kehrt dann zu dem in 4 dargestellten Hauptprogramm zurück.
Als nächstes liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den Blöcken, die durch die Sequenznummern „N80“ bis „N82“ gekennzeichnet sind, den zweiten Variablenwert #103, der in dem zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, und bestimmt, ob der gelesene Wert „1“ ist oder nicht. Wenn der zweite Variablenwert #103 „1“ ist, d.h. wenn der Futteröffnungsvorgang der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 angefordert wird, führt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 das Unterprogramm mit der Programmnummer „0003“ aus, und wenn der zweite Variablenwert #103 „0“ ist, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zum nächsten Satz über. Hier schließt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 das Futter der Werkzeugmaschine 2, indem es das Unterprogramm mit der Programmnummer „0003“ ausführt, setzt dann den zweiten Variablenwert #103 auf „0“ zurück und kehrt dann zu dem in 4 dargestellten Hauptprogramm zurück.
Als nächstes liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den Blöcken, die durch die Sequenznummern „N80“ bis „N82“ gekennzeichnet sind, den zweiten Variablenwert #103, der im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, und bestimmt, ob der gelesene Wert „1“ ist oder nicht. Wenn der zweite Variablenwert #103 „1“ ist, d.h. wenn der Spannfutteröffnungsvorgang der Werkzeugmaschine 2 vom Robotersteuermodul 60 angefordert wird, führt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 das Unterprogramm mit der Programmnummer „0003“ aus, und wenn der zweite Variablenwert #103 „0“ ist, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zum nächsten Satz über. Hier schließt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 das Futter der Werkzeugmaschine 2, indem es das Unterprogramm mit der Programmnummer „0003“ ausführt, setzt dann den zweiten Variablenwert #103 auf „0“ zurück und kehrt dann zu dem in 4 dargestellten Hauptprogramm zurück.
Als nächstes liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den Blöcken, die durch die Sequenznummern „N90“ bis „N92“ angegeben sind, den zweiten Variablenwert #105, der in dem zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, und bestimmt, ob der gelesene Wert „1“ ist oder nicht. Wenn der zweite Variablenwert #105 „1“ ist, d.h. wenn ein erster Bearbeitungsvorgang durch die Werkzeugmaschine 2 von dem Robotersteuermodul 60 angefordert wird, führt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 das Unterprogramm mit der Programmnummer „0005“ aus, und wenn der zweite Variablenwert #105 „0“ ist, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zum nächsten Satz über. Hier führt das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 das Unterprogramm mit der Programmnummer „0005“ aus, um den ersten Bearbeitungsvorgang der Werkzeugmaschine 2 auszuführen, setzt dann den zweiten Variablenwert #105 auf „0“ zurück und kehrt dann zu dem in 4 dargestellten Hauptprogramm zurück.
Als nächstes liest das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 in den Blöcken, die durch die Sequenznummern „N100“ bis „N101“ gekennzeichnet sind, den zweiten Variablenwert #100, der im zweiten Speicherbereich 582 des Variablenspeichers 58m gespeichert ist, und bestimmt, ob der gelesene Wert „0“ ist oder nicht. Wenn der zweite Variablenwert #100 „0“ ist, d.h. wenn der Stopp des numerischen Steuerprogramms nicht vom Robotersteuermodul 60 angefordert wird, kehrt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zu dem durch die Sequenznummer „N50“ angegebenen Block zurück und überwacht die zweiten Variablenwerte #100 bis #107 erneut. Wenn der zweite Variablenwert #100 „1“ ist, d.h. wenn das Robotersteuermodul 60 den Stopp des numerischen Steuerprogramms anfordert, geht das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 zu dem durch die Sequenznummer „N110“ angegebenen Block und beendet das in 4 dargestellte numerische Steuerprogramm.
Wie oben beschrieben, überwacht das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 die Anforderung vom Roboter-Steuermodul 60, indem es die zweiten Variablenwerte #101 bis #107 in einem vorbestimmten Zeitraum liest, bis der zweite Variablenwert #100 von „0“ auf „1“ umgeschrieben wird, mit anderen Worten, bis der Stopp des numerischen Steuerprogramms von dem Robotersteuermodul 60 angefordert wird, und, wenn einer der zweiten Variablenwerte #101 bis #107 von dem Robotersteuermodul 60 von „0“ auf „1“ umgeschrieben wird, den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 in einer Weise steuert, die der umgeschriebenen zweiten Variablen zu dem umgeschriebenen Zeitpunkt entspricht.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Effekte erzielt. Das numerische Steuersystem 1 umfasst das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50, das den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms steuert, das Roboter-Steuermodul 60, das den Betrieb des Roboters 3 auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms steuert, und die Variablen-Speichereinheit 58, die eine Vielzahl von Variablenwerten speichert, die sowohl vom Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 als auch vom Roboter-Steuermodul 60 gelesen und geschrieben werden können. Das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 liest einen wiederbeschreibbaren Variablenwert vom Robotersteuermodul 60 und steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes, und das Robotersteuermodul 60 liest einen wiederbeschreibbaren Variablenwert vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 und steuert den Betrieb des Roboters 3 auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes. Da es gemäß dem numerischen Steuersystem 1 möglich ist, die Benachrichtigung und Anforderung von dem Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 an das Roboter-Steuermodul 60 und die Benachrichtigung und Anforderung von dem Roboter-Steuermodul 60 an das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 über Variablen durchzuführen, die von beiden gelesen und geschrieben werden können, ist es möglich, die Werkzeugmaschine 2 und den Roboter 3 auf einfache Weise miteinander zu verriegeln, ohne ein I /O-Signal oder ein externes Gerät hinzuzufügen oder eine bestehende Kontaktplanschaltung zu bearbeiten. Darüber hinaus ist es gemäß dem numerischen Steuersystem 1 möglich, verschiedene automatisierte Formen nur durch Speichern verschiedener Variablenwerte in der Variablenspeichereinheit 58 zu handhaben.
Im numerischen Steuersystem 1 liest und schreibt das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 den in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwert auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms, und das Robotersteuermodul 60 liest und schreibt den in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwert auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms. Das heißt, in dem numerischen Steuersystem 1 werden Variablen, die in dem numerischen Steuerprogramm und dem Robotersteuerprogramm definiert sind, als Variablen verwendet, die für die Übertragung von Meldungen und Anforderungen zwischen dem Werkzeugmaschinensteuermodul 50 und dem Robotersteuermodul 60 verwendet werden. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 und den Betrieb des Roboters 3 in Verbindung miteinander zu steuern, ohne die Software der bestehenden numerischen Steuereinrichtung 5 oder der Robotersteuerung 6 zu aktualisieren.
In dem numerischen Steuersystem 1 speichert der erste Speicherbereich 581 der Variablenspeichereinheit 58 den ersten Variablenwert, der entsprechend dem numerischen Steuerprogramm umgeschrieben werden soll, der zweite Speicherbereich 582 der Variablenspeichereinheit 58 speichert den zweiten Variablenwert, der entsprechend dem Robotersteuerprogramm umgeschrieben werden soll, das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 auf der Grundlage des zweiten Variablenwertes steuert und den ersten Variablenwert gemäß dem numerischen Steuerprogramm umschreibt, und das Roboter-Steuermodul 60 den Betrieb des Roboters 3 auf der Grundlage des ersten Variablenwertes steuert und den zweiten Variablenwert gemäß dem Robotersteuerprogramm umschreibt. Mit einer solchen Konfiguration ist es in dem numerischen Steuersystem 1 möglich, eine Benachrichtigung, eine Anforderung oder ähnliches von dem Werkzeugmaschinensteuermodul 50 an das Robotersteuermodul 60 unter Verwendung der ersten Variablen zu übertragen, und eine Benachrichtigung, eine Anforderung oder ähnliches von dem Robotersteuermodul 60 an das Werkzeugmaschinensteuermodul 50 unter Verwendung der zweiten Variablen zu übertragen.
Im numerischen Steuersystem 1 können das Werkzeugmaschinen-Steuermodul 50 der numerischen Steuereinrichtung 5 und das Roboter-Steuermodul 60 der Robotersteuerung 6 über die Datenübertragungs-/Empfangseinheiten 59 und 69 miteinander kommunizieren, die Variablenspeichereinheit 58 ist in der numerischen Steuereinrichtung 5 vorgesehen, und das Roboter-Steuermodul 60 liest und schreibt den in der Variablenspeichereinheit 58 gespeicherten Variablenwert über die Kommunikation mit den Datenübertragungs-/Empfangseinheiten 59 und 69. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 und den Betrieb des Roboters 3 in Verbindung miteinander zu steuern, ohne eine externe Vorrichtung zum Speichern des Variablenwerts neu hinzuzufügen.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen sind möglich.
In der obigen Ausführungsform wird beispielsweise ein Fall beschrieben, in dem die Variablenspeichereinheit 58, die eine Vielzahl von Variablenwerten speichert, die sowohl vom Werkzeugmaschinensteuermodul 50 als auch vom Robotersteuermodul 60 gelesen und geschrieben werden können, in der numerischen Steuereinrichtung 5 vorgesehen ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Variablenspeichereinheit kann z.B. in einer Robotersteuereinrichtung vorgesehen sein, die mit der numerischen Steuereinrichtung kommunikativ verbunden ist. Da es in diesem Fall für das Werkzeugmaschinen-Steuermodul der numerischen Steuereinrichtung möglich ist, den Variablenwert, der in der variablen Speichereinheit, die in der Robotersteuereinrichtung vorgesehen ist, gespeichert ist, über die Kommunikation zu lesen und zu schreiben, kann im Wesentlichen die gleiche vorteilhafte Wirkung wie bei der obigen Ausführungsform erzielt werden.
Darüber hinaus kann die Variablenspeichereinheit beispielsweise in einem Server vorgesehen sein, der mit der numerischen Steuereinrichtung und der Robotersteuerung kommunikativ verbunden ist. Da es in diesem Fall für das Werkzeugmaschinen-Steuermodul der numerischen Steuereinrichtung und das Roboter-Steuermodul der Robotersteuereinrichtung möglich ist, die in der im Server bereitgestellten Variablen-Speichereinheit gespeicherten Variablenwerte über die Kommunikation zu lesen und zu schreiben, kann im Wesentlichen die gleiche vorteilhafte Wirkung wie in der obigen Ausführungsform erzielt werden.
Bezugszeichenliste

1: numerisches Steuersystem
2: Werkzeugmaschine
3: Roboter
31: Teil der Armspitze
32: Werkzeug
5: numerische Steuereinrichtung
51: Speichereinheit
50: Werkzeugmaschinensteuermodul (erste Steuerung)
58: variable Speichereinheit (Speichereinrichtung)
58m: variabler Speicher
581: erster Speicherbereich
582: zweiter Speicherbereich
59: Datenübertragungs-/Empfangseinheit
6: Robotersteuereinrichtung
61: Speichereinheit
60: Roboter-Steuermodul
69: Datenübertragungs-/Empfangseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018195055 [0003]

Claims

Numerisches Steuersystem, das den Betrieb einer Werkzeugmaschine und eines Roboters in Verbindung miteinander steuert, wobei das numerische Steuersystem umfasst: eine numerische Steuereinrichtung mit einer ersten Steuerung, die den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines numerischen Steuerprogramms steuert; eine Robotersteuereinrichtung mit einer zweiten Steuerung, die den Betrieb des Roboters auf der Grundlage eines Robotersteuerprogramms steuert; und eine Speichereinrichtung, die einen Variablenwert speichert, der von der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung gelesen und geschrieben werden kann, wobei die erste Steuerung den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert liest, um den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern, und die zweite Steuerung liest den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert, um den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern.
Numerisches Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerung liest und schreibt den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert auf der Grundlage des numerischen Steuerprogramms, und die zweite Steuerung liest und schreibt den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert auf der Grundlage des Robotersteuerprogramms.
Numerisches Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Variable im numerischen Steuerprogramm und im Robotersteuerprogramm durch eine Zahl oder eine Zeichenkette bezeichnet wird.
Numerisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Speichereinrichtung einen ersten Variablenwert speichert, der gemäß dem numerischen Steuerprogramm von der ersten Steuerung umgeschrieben wird, und einen zweiten Variablenwert, der gemäß dem Robotersteuerprogramm von der zweiten Steuerung umgeschrieben wird, die erste Steuerung den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des zweiten Variablenwerts steuert und den ersten Variablenwert entsprechend dem numerischen Steuerprogramm umschreibt, und die zweite Steuerung steuert den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des ersten Variablenwerts und schreibt den zweiten Variablenwert entsprechend dem Robotersteuerprogramm um.
Numerisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die numerische Steuereinrichtung und die Robotersteuereinrichtung können miteinander kommunizieren, die Speichereinrichtung in der numerischen Steuereinrichtung vorgesehen ist, und die zweite Steuerung liest und schreibt den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert über die Kommunikation zwischen ihnen.
Numerisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die numerische Steuereinrichtung und die Robotersteuereinrichtung können miteinander kommunizieren, die Speichereinrichtung ist in der Robotersteuereinrichtung vorgesehen, und die erste Steuerung liest und schreibt den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert über die Kommunikation zwischen ihnen.
Numerisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Speichereinrichtung in einem Server vorgesehen ist, der mit der numerischen Steuereinrichtung und der Robotersteuereinrichtung kommunizieren kann, und die erste Steuerung und die zweite Steuerung lesen und schreiben jeweils den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert über die Kommunikation zwischen ihnen.
Industrielles Maschinensteuerverfahren, das den Betrieb einer Werkzeugmaschine und eines Roboters in Verbindung miteinander unter Verwendung eines numerischen Steuersystems steuert, das eine erste Steuerung, die den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines numerischen Steuerprogramms steuert, eine zweite Steuerung, die den Betrieb des Roboters auf der Grundlage eines Robotersteuerprogramms steuert, und eine Speichereinrichtung enthält, die einen Variablenwert speichert, der von der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung gelesen und geschrieben werden kann, wobei das Verfahren umfasst: die erste Steuerung den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert liest, um den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern, und die zweite Steuerung liest den in der Speichereinrichtung gespeicherten Variablenwert, um den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des gelesenen Variablenwertes zu steuern.
Industrielles Maschinensteuerverfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: die erste Steuerung einen ersten Variablenwert, der in der Speichereinrichtung gespeichert ist, gemäß dem numerischen Steuerprogramm umschreibt; die zweite Steuerung einen zweiten Variablenwert, der in der Speichereinrichtung gespeichert ist, entsprechend dem Robotersteuerprogramm umschreibt; die erste Steuerung liest den zweiten Variablenwert gemäß dem numerischen Steuerprogramm, um den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des zweiten Variablenwertes zu steuern; und die zweite Steuerung liest den ersten Variablenwert gemäß dem Robotersteuerprogramm, um den Betrieb des Roboters auf der Grundlage des ersten Variablenwertes zu steuern.