JP2017134722A - 共通の言語仕様のプログラムにて複数の種類の製造装置を駆動する製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の種類の製造装置の動作プログラムの生成または修正が容易な製造システムを提供する。【解決手段】製造システム１０は、互いに異なる言語仕様の動作プログラムにて駆動する複数の種類の製造装置を備える。製造システム１０は、製造装置にて実行するための動作プログラムを生成するセル制御装置５と、セル制御装置５にて生成された動作プログラムを、それぞれの製造装置に送信する通信装置７ａとを備える。互いに種類の異なる製造装置に共通の言語仕様が予め定められている。セル制御装置５は、共通の言語仕様に基づいて生成された共通プログラム３０を読み込む読取り部２１と、共通プログラム３０をそれぞれの製造装置の動作プログラムに変換する変換部２３とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の種類の製造装置を備える製造システムに関する。

製造工場等に配置される製造システムでは、部品の加工や運搬等の作業を製造装置が行うことにより、生産性が向上することが知られている。製造システムでは、種類の異なる製造装置が用いられたり、複数台の同一の製造装置が用いられたりする。複数の製造装置を用いる場合には、複数の製造装置が作業を分担して製品を製造する。

多くの製造システムでは、製造装置として、工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣ（Programmable Logic Controller）が使用されている。工作機械、ロボット装置およびＰＬＣを用いることにより、製品の加工を自動化することができる。

工作機械で製品を加工するために、作業者は、工作機械が加工する内容に合わせて加工プログラムを生成する必要がある。加工プログラムは、一般的にＮＣプログラム言語を用いて生成される。ロボット装置にて作業を実施するためには、作業者は、ロボット装置の作業内容に合わせてロボットプログラムを生成する必要がある。ロボットプログラムは、一般的にロボット言語を用いて生成される。また、ＰＬＣを駆動するために、作業者は、作業の順序に合わせてラダープログラム（シーケンスプログラム）を生成する必要がある。ラダープログラムは、一般的にラダー言語を用いて生成される。

特開平５−２１６５２４号公報には、一つの制御装置において、ロボット言語のプログラムとＮＣ言語のプログラムとを内部処理用データに解釈して実行するロボットが開示されている。特開平９−３０５２１３号公報には、一つの制御装置において、ロボット言語のプログラムと、ＮＣ言語プログラムとを切り替えて使用するロボット制御装置が開示されている。

特開２０１３−１３４７８６号公報においては、ＮＣプログラムを変換構成テーブルに従ってロボット言語に変換するロボット制御装置が開示されている。そして、ロボット制御装置は、変換されたロボット言語を実行することが開示されている。また、特開平７−１６８６１７号公報には、ロボットシミュレーションシステムで作成したシミュレーションの言語プログラムをロボット言語のプログラムに変換する方法が開示されている。また、特開平６−２３８５８０号公報には、統一されたロボット言語を作成し、プログラミング装置で種類の異なるロボット言語に書き変えるプログラムの生成方法が開示されている。

特開平５−２１６５２４号公報 特開平９−３０５２１３号公報 特開２０１３−１３４７８６号公報 特開平７−１６８６１７号公報 特開平６−２３８５８０号公報

工作機械の加工プログラムで使用されるＮＣプログラム言語、ロボット装置のロボットプログラムで使用されるロボット言語、およびＰＬＣのラダープログラムで使用されるラダー言語は、いずれも互いに言語仕様が異なるプログラム言語である。

このために、工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣを備える製造システムでは、互いに異なる言語仕様のプログラムを生成しなければならない。製造システムの使用者は、それぞれのプログラムを生成できるように、工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣの言語仕様を習得する必要がある。

一般的に、一人の作業者が全ての言語仕様を習得することは困難である。プログラムを生成する作業者は、製造装置ごとに選任されている。言語仕様の習得は、複数の作業者にて分担されている。製造システムを稼働させるためには、それぞれの製造装置の作業者同士の間で、製造装置のプログラムの内容を決める必要がある。そして、作業者は、決定したプログラムの内容に合わせてプログラムを生成する必要がある。

プログラムの内容には、各製造装置が行う作業の内容および製造装置同士の間で行う通信の内容等が含まれる。しかしながら、作業者が、プログラムの内容を誤解してプログラムを生成してしまう場合がある。または、作業者同士で決めたプログラムの内容が間違っている場合がある。この結果、製造システムが正しく動作しないためにプログラムを修正する必要が生じる。プログラムの修正においては、問題を有する製造装置のプログラムの修正だけではなく、他の製造装置のプログラムの修正が必要になる場合がある。または、製造装置同士の間の通信の内容を変更するために、フィールドネットワークのデジタル信号の割り付けを修正する必要が生じる場合がある。また、プログラムの修正の内容に応じて、それぞれの製造装置のプログラムの作業者に修正を依頼する必要があり、作業者の日程の調整が必要になる場合がある。

このように、工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣ等の複数の種類の製造装置のプログラムが異なる言語にて形成されており、製造装置同士のデータの受信および送信、またはインターロックの設定は、ネットワークを用いて行わなければならない。このために、製造装置のプログラムの生成または修正に多くの労力が必要になる。この結果、プログラムの生成や修正に多大な費用がかかり、製造システムの採算が取れない場合があった。例えば、複数の種類の製品を製造する場合には、製品の種類を追加するごとに、プログラムの生成または修正が必要になるために、多大な労力が必要であった。

また、製造装置のプログラムの生成または修正を行う時には、製品の製造を停止する必要がある。この結果、製造システムの稼働率が下がってしまう。実際の製造システムを稼働せずに、シミュレータを用いて、複数の製造装置の動作を確認する方法が考えられる。しかしながら、工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣのプログラムの全てについて、個別にシミュレーションを実行する必要がある。さらに、製造装置同士の間のデータやインターロックの通信のシミュレーションを実施するためには、高性能なシミュレータが必要になる。

本発明の製造システムは、互いに異なる言語仕様の動作プログラムにて駆動する複数の種類の製造装置を備える。製造システムは、製造装置にて実行するための動作プログラムを生成するプログラム生成装置と、プログラム生成装置にて生成された動作プログラムを、それぞれの製造装置に送信する送信装置とを備える。製造システムは、製造装置同士の間で通信するための通信装置を備える。互いに種類の異なる製造装置に共通の言語仕様が予め定められている。プログラム生成装置は、共通の言語仕様に基づいて生成された共通プログラムを読み込む読取り部と、共通プログラムをそれぞれの製造装置の動作プログラムに変換する変換部とを含む。

上記発明においては、変換部は、共通プログラムを製造装置の動作プログラムに変換する時に、製造装置同士の間で情報または信号を通信するための指令を自動的に追加する機能を有することができる。

上記発明においては、プログラム生成装置に入力される共通プログラムのシミュレーションを実行するシミュレーション装置を備えることができる。

本発明によれば、複数の種類の製造装置の動作プログラムの生成または修正が容易な製造システムを提供することができる。

実施の形態における第１の製造システムのブロック図である。 製造システムの動作プログラムを生成する制御を説明する概略図である。 共通プログラムの構成のブロック図である。 セル制御装置の抽出部および変換部の機能を説明するブロック図である。 実施の形態におけるシミュレータのブロック図である。 実施の形態における第２の製造システムの第１の製造セルのブロック図である。 第２の製造システムの動作プログラムを生成する制御を説明するブロック図である。 実施の形態における第３の製造システムの動作プログラムを生成する制御を説明するブロック図である。 実施の形態における第４の製造システムの動作プログラムを生成する制御を説明するブロック図である。

図１から図９を参照して、実施の形態における製造システムについて説明する。本実施の形態の製造システムは、製品を製造するための複数の製造装置を備える。また、本実施の形態の製造システムは、複数の種類の製造装置を備える。本実施の形態では、製造装置として、ロボット装置、工作機械およびＰＬＣを例に取り上げて説明する。ロボット装置、工作機械およびＰＬＣは、互いに作業内容が異なり、種類の異なる製造装置である。

図１は、本実施の形態における第１の製造システムのブロック図である。製造システム１０は、複数の製造セル４ａ，４ｂを備える。図１に示す例では、製造システム１０は、第１の製造セル４ａと、第２の製造セル４ｂとを備える。製造セルは、予め定められた作業を実施するための一つの集合である。製造セルは、任意の方法にて設定することができる。例えば、１つの製造工程を実施するために１つの製造セルが設定される。または、類似する作業を集めて製造セルが設定される。

本実施の形態の製造セル４ａ，４ｂは、複数の製造装置を含む。第１の製造セル４ａは、第１のロボット装置１ａと、第１の工作機械２ａと、第１のＰＬＣ３ａとを含む。第２の製造セル４ｂは、第２のロボット装置１ｂと、第２の工作機械２ｂとを含む。それぞれの製造装置は、製造装置を制御する制御装置を備える。

本実施の形態における工作機械２ａ，２ｂは、数値制御式である。工作機械２ａ，２ｂは、ワークに対して工具を相対的に移動することにより切削等の加工を行うことができる。工作機械２ａ，２ｂは、工具やテーブルが配置された本体部と、本体部の制御を行う機械制御装置とを含む。ロボット装置１ａ，１ｂは、工作機械２ａ，２ｂにて加工するためのワークを工作機械２ａ，２ｂに配置したり、工作機械２ａ，２ｂにて加工が完了したワークを取り出したりする。ロボット装置１ａ，１ｂは、ワークを把持するハンドと、ハンドを移動するアームを有するロボットと、ハンドおよびロボットを制御するロボット制御装置とを含む。

ＰＬＣは、複数の製造装置を予め定められた順序にて稼働させるために使用される。ＰＬＣの動作には、所定の製造装置に対して作業の指令を発信する動作と、所定の製造装置から作業の終了を受信する動作が含まれる。本実施の形態では、第１の製造セル４ａに、第１のＰＬＣ３ａが配置されている。第１のＰＬＣ３ａは、第１の工作機械２ａおよび第１のロボット装置１ａが行う作業の順序を制御している。第１のＰＬＣ３ａは、第１の工作機械２ａおよび第１のロボット装置１ａに対して、加工プログラムやロボットプログラムの実行命令を発信したり、作業の結果を受け取ったりする。

例えば、第１のＰＬＣ３ａは、セル制御装置５からの加工要求を受信すると、第１の工作機械２ａに対して加工の準備の命令を発信する。第１のＰＬＣ３ａは、第１の工作機械２ａから加工の準備が完了した報告を受けると、第１のロボット装置１ａに対してワークを装着する命令を発信する。第１のＰＬＣ３ａは、第１のロボット装置１ａからワークの装着が完了した報告を受け取ると、第１の工作機械２ａに対してワークの加工を開始する命令を発信する。第１のＰＬＣ３ａは、第１の工作機械２ａから加工が完了した報告を受信すると、第１のロボット装置１ａに対して第１の工作機械２ａからワークを取り出す命令を発信する。第１のＰＬＣ３ａは、第１のロボット装置１ａからワークを取り出した報告を受信すると、一つの加工工程が完了したと判断する。そして、第１のＰＬＣ３ａは、新しい加工要求を受信する。

第１の製造セル４ａにおいて、第１のＰＬＣ３ａは、通信装置８ａを介して第１のロボット装置１ａのロボット制御装置に接続されている。第１のＰＬＣ３ａは、通信装置８ａを介して第１の工作機械２ａの機械制御装置に接続されている。第１のＰＬＣ３ａは、第１のロボット装置１ａおよび第１の工作機械２ａと情報および信号を通信できるように形成されている。第２の製造セル４ｂには、ＰＬＣが配置されておらずに、第２のロボット装置１ｂのロボット制御装置と第２の工作機械２ｂの機械制御装置とが通信装置８ｂを介して接続されている。第２のロボット装置１ｂおよび第２の工作機械２ｂは、互いに情報および信号を通信できるように形成されている。

製造システム１０は、製造セル４ａ，４ｂを制御する製造管理装置としてのセル制御装置５を備える。セル制御装置５は、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する演算処理装置にて構成されている。セル制御装置５は、通信装置７ａを介して第１のＰＬＣ３ａ、第１のロボット装置１ａのロボット制御装置、および第１の工作機械２ａの機械制御装置に接続されている。また、セル制御装置５は、通信装置７ｂを介して、第２のロボット装置１ｂのロボット制御装置および第２の工作機械２ｂの機械制御装置に接続されている。

セル制御装置５は、製造装置の制御装置から製造装置の稼働状態を取得したり、製造装置の制御装置に動作プログラムの実行指令を送出したりする。動作プログラムには、製造装置を駆動するための動作の指令（コード）が記載されている。また、本実施の形態のセル制御装置５は、それぞれの製造装置の動作プログラムを生成し、製造装置に対して動作プログラムを送出するように形成されている。通信装置７ａ，７ｂは、セル制御装置５にて生成された動作プログラムを、それぞれの製造装置に送信する送信装置として機能する。

製造システム１０は、製品の製造計画を設定する生産計画装置６を備える。生産計画装置６は、セル制御装置５と通信できるように形成されている。本実施の形態における生産計画装置６は、工場全体の製品の生産を管理する。

工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣの間での通信には、ＯＮまたはＯＦＦの２値にて構成されるデジタル信号が用いられる。例えば、フィールドネットワークにて工作機械とＰＬＣとを接続し、更にロボット装置とＰＬＣとを接続することによりデジタル信号の発信および受信を行うことができる。

本実施の形態では、製造セル４ａ，４ｂは、製品を製造する工場に配置される。これに対して、セル制御装置５および生産計画装置６は、工場とは異なる建屋に配置されていても構わない。例えば、セル制御装置５は、製造工場の敷地にある別の建屋に配置されていても構わない。この場合には、セル制御装置５と製造セル４ａ，４ｂとは、例えば、イントラネット等のネットワークを介して接続することができる。また、生産計画装置６は、工場とは離れた地域に配置された事務所に配置されていても構わない。生産計画装置６は、例えば、インターネット等のネットワークを介して、セル制御装置５と互いに通信できるように接続される。

図２に、本実施の形態の製造システムにおいて、プログラムの流れを説明する概略図を示す。本実施の形態における製造システムは、複数の種類の製造装置を備える。それぞれの製造装置は、予め生成された動作プログラムに基づいて駆動される。

ロボット装置１ａ，１ｂは、ロボット言語にて記載されたロボットプログラム４１により駆動される。工作機械２ａ，２ｂは、ＮＣ（Numerical Control）プログラム言語にて記載された加工プログラム４２により駆動される。さらに、ＰＬＣ３ａは、ラダー言語にて記載されたラダープログラム４３により駆動される。このように、複数の製造装置は、互いに異なる言語仕様の動作プログラムにて駆動される。

本実施の形態における製造システム１０は、製造装置にて実行するための動作プログラムを生成するプログラム生成装置を備える。本実施の形態においては、セル制御装置５がプログラム生成装置として機能する。

本実施の形態の製造システム１０では、互いに種類の異なる製造装置を駆動するための１つの共通の言語仕様が予め定められている。本発明では、共通の言語仕様により定められた言語を共通言語と称する。また、本発明では、共通言語にて記載されたプログラムを共通プログラムと称する。共通プログラム３０には、共通言語を用いて、それぞれの製造装置を駆動するための指令としてのコードが記載されている。このように、共通プログラム３０は、複数の製造装置に共通の言語にて生成されている。

図１および図２を参照して、本実施の形態のセル制御装置５は、共通プログラム３０に基づいて、ロボット装置１ａ，１ｂを駆動するためのロボットプログラム４１を生成する。セル制御装置５は、共通プログラム３０に基づいて、工作機械２ａ，２ｂを駆動するための加工プログラム４２を生成する。さらに、セル制御装置５は、共通プログラム３０に基づいてＰＬＣ３ａを駆動するためのラダープログラム４３を生成する。

図３に、本実施の形態における共通プログラムの概略図を示す。共通プログラム３０には、それぞれの製造装置を駆動するためのプログラムが記載されている。図３に示す例では、製造セル４ａ，４ｂごとに分けてプログラムが記載されている。共通プログラム３０は、第１の製造セル４ａに関連して、第１のロボット装置１ａを駆動するための第１のロボット装置のプログラム３１ａと、第１の工作機械２ａを駆動するための第１の工作機械のプログラム３２ａと、第１のＰＬＣ３ａを駆動するための第１のＰＬＣのプログラム３３ａとを有する。また、共通プログラム３０は、第２の製造セル４ｂに関連して、第２のロボット装置１ｂを駆動するための第２のロボット装置のプログラム３１ｂと、第２の工作機械２ｂを駆動するための第２の工作機械のプログラム３２ｂとを有する。それぞれの製造装置のプログラムの最初には、製造装置を指定する指令が記載されている。そして、それぞれの製造装置のプログラムには、製造装置を駆動するための指令が記載されている。

図３における例では、製造セルごとに製造装置のプログラムが記載されているが、この形態に限られず、共通プログラム３０は、任意の順序で記載することができる。

図１および図２を参照して、共通プログラム３０は、作業者が予め生成してセル制御装置５に入力する。または、共通プログラム３０は、生産計画装置６からセル制御装置５に送信されても構わない。共通プログラム３０は、セル制御装置５の記憶部に記憶される。セル制御装置５は、共通プログラム３０を読み取る読取り部２１を有する。読取り部２１は、共通プログラムを読み込む。セル制御装置５は、抽出部２２を有する。抽出部２２は、共通プログラム３０からそれぞれの製造装置に対応するプログラムの部分を抽出する。

図４に、セル制御装置の抽出部および変換部を説明するブロック図を示す。抽出部２２は、それぞれの製造装置に対応する動作プログラムを抽出する。例えば、抽出部２２は、共通プログラム３０の中から第１の工作機械のプログラム３２ａを抽出する。次に、抽出部２２は、共通プログラム３０の中から第２の工作機械のプログラム３２ｂを抽出する。このように、他の製造装置についても、製造装置ごとに共通言語にて記載された製造装置のプログラムを抽出する。

セル制御装置５は、共通プログラム３０の共通言語にて記載された指令を、それぞれの製造装置の動作プログラムに変換する変換部２３を備える。変換部２３は、共通プログラム３０における工作機械の指令を加工プログラムに変換する加工プログラム変換部２３ａを有する。加工プログラム変換部２３ａは、共通言語で記載された共通プログラムの一部をＮＣプログラム言語で記載された加工プログラムに変換する。加工プログラム変換部２３ａは、第１の工作機械のプログラム３２ａを第１の工作機械の加工プログラム４２ａに変換する。また、加工プログラム変換部２３ａは、第２の工作機械のプログラム３２ｂを、第２の工作機械の加工プログラム４２ｂに変換する。

変換部２３は、共通プログラム３０におけるロボット装置の指令をロボットプログラムに変換するロボットプログラム変換部２３ｂを有する。ロボットプログラム変換部２３ｂは、共通言語で記載された共通プログラムの一部をロボット言語にて記載されたロボットプログラムに変換する。ロボットプログラム変換部２３ｂは、第１のロボット装置のプログラム３１ａを第１のロボット装置のロボットプログラム４１ａに変換する。また、ロボットプログラム変換部２３ｂは、第２のロボット装置のプログラム３１ｂを、第２のロボット装置のロボットプログラム４１ｂに変換する。

第１のＰＬＣ３ａについても同様に、変換部２３は、共通プログラム３０におけるＰＬＣの指令をラダープログラムに変換するラダープログラム変換部２３ｃを有する。ラダープログラム変換部２３ｃは、共通言語で記載された共通プログラムの一部をラダー言語にて記載されたラダープログラムに変換する。ラダープログラム変換部２３ｃは、第１のＰＬＣのプログラム３３ａを第１のＰＬＣのラダープログラム４３ａに変換する。

このように、セル制御装置５の変換部２３は、共通プログラム３０に基づいて、それぞれの製造装置の動作プログラムを生成する。そして、セル制御装置５は、通信装置７ａ，７ｂを介して、それぞれの製造装置に動作プログラムを送信する。例えば、セル制御装置５は、第１の工作機械２ａに対して、第１の工作機械の加工プログラム４２ａを送信する。セル制御装置５は、第１のロボット装置１ａに対して、第１のロボット装置のロボットプログラム４１ａを送信する。

共通プログラム３０には、ロボット装置に関する部分、工作機械に関する部分、およびＰＬＣに関する部分が混在して記載されている。セル制御装置５の抽出部２２は、それぞれの製造装置に該当する部分を共通プログラム３０から抽出することができる。そして、変換部２３は、それぞれの製造装置ごとに、共通プログラム３０を製造装置に対応する言語仕様の動作プログラムに変換することができる。製造装置では、動作プログラムがコンパイラーもしくはインタプリタにて処理された後に製造装置が駆動される。

本実施の形態の製造システムでは、工作機械、ロボット装置、およびＰＬＣを駆動するためのプログラムを１つの言語にて記載することができる。このため、作業者は、１つの言語仕様を習得することにより、複数の種類の製造装置の指令および複数台の製造装置の指令を含む共通プログラムを生成することができる。共通プログラムの途中に問題を発見した場合でも、１つの共通プログラムを修正することにより対応することができる。このために、プログラムの生成や修正を行う時の作業者の労力を低減できる。

また、製造する製品が変更になった場合にはプログラムを修正する場合がある。この場合にも作業者は、共通プログラムの修正にて対応することができる。また、作業者は、修正内容に応じて、製造装置同士の情報および信号の通信の設定、またはインターロックの設定等を変更する必要がない。更には、作業者は、フィールドネットワークのデジタル信号の割り付けを変更する必要もない。このため、製品が変更になった場合にも作業者の労力を低減することができる。または、本実施の形態の製造システムは、新しい品種の追加を少ない労力にて行うことができる。

このように、本実施の形態の製造システムは、製造装置を駆動するためのプログラムの生成または修正が容易になり、作業員の労力を低減することができる。また、プログラムの生成または修正が容易になるために、プログラムの生成または修正を行う時に、製品の製造を停止する時間を短くすることができる。この結果、製造システムの稼働率の低下を抑制することができる。

図５に、本実施の形態のシミュレータのブロック図を示す。本実施の形態の製造システム１０は、共通プログラム３０のシミュレーションを実行するシミュレーション装置としてのシミュレータ６１を備える。シミュレータ６１には、共通プログラム３０が入力される。すなわち、シミュレータ６１は、共通言語にて記載されたプログラムを入力することができる。シミュレータ６１は、共通プログラム３０を読み込んでシミュレータプログラム６３を生成するプログラム変換部６２を備える。シミュレータ６１は、シミュレータプログラム６３を実行するプログラム実行部６４を有する。プログラム実行部６４は、シミュレータプログラム６３に基づいて、シミュレーションを実施する。表示部６５は、シミュレーションの結果を表示する。

製造システム１０がシミュレータ６１を備えることにより、実際に製造システム１０を稼働する前に、それぞれの製造装置の動作を確認することができる。共通プログラム３０を用いて複数の製造装置を稼働した時に、異常が生じるか否かを予め判別することができる。製造装置の動作に異常が生じる場合には、作業者は、共通プログラム３０を修正することができる。そして、作業者は、異常が発生しなくなるまで、シミュレーションを繰り返すことができる。

本実施の形態におけるシミュレータ６１は、１つの共通プログラム３０に基づいてシミュレータプログラム６３を生成するために、互いに異なる言語にて記載された複数の動作プログラムを解釈する必要がない。また、全ての製造装置の指令が共通プログラムに含まれているために、製造装置同士の間のインターロックのシミュレーションおよび情報の通信のシミュレーションを容易に実行することができる。このために、高性能なシミュレータ６１を用いなくても構わない。また、シミュレータ６１を備えることにより、製造装置の動作の確認をするために製品の製造を停止する必要がなく、製造システムの稼働率の低下を抑制することができる。なお、製造システムは、シミュレーション装置を備えていなくても構わない。

ところで、製造システムにて実施される作業には、複数の製造装置が順番に作業を実施したり、同時に作業を実施したりする場合が含まれる。多くの作業では、複数の製造装置の作業の連携が必要になる。本実施の形態のセル制御装置の変換部は、共通プログラムを製造装置の動作プログラムに変換する時に、複数の製造装置同士の間で情報または信号を通信するための指令を自動的に追加する機能を有する。次に、この機能について例を取り上げて説明する。

図６は、本実施の形態における第２の製造システムの第１の製造セルのブロック図である。第１の製造セル４ａは、第１の工作機械２ａ、第２の工作機械２ｂ、および第１のロボット装置１ａを含む。工作機械２ａ，２ｂおよびロボット装置１ａは、通信装置８ａにより互いに通信できるように形成されている。なお、工作機械とロボット装置とが互いに接続されている場合には、製造セルにＰＬＣが配置されていなくても構わない。

図７に、第２の製造システムにおけるプログラムの生成の制御を説明するブロック図を示す。ここでは、第１の製造セル４ａのプログラムについて説明する。共通プログラム３０は、第１の工作機械のプログラム３４ａと、第１のロボット装置のプログラム３３ａと、第２の工作機械のプログラム３４ｂと、第１のロボット装置のプログラム３３ｂと、第１の工作機械のプログラム３４ｃとを含む。

図７に示す例では、共通プログラム３０は、矢印９１に示す様に実際の作業の順序にて記載されている。例えば、始めに第１の工作機械２ａがワークの加工を行った後に、第１のロボット装置１ａはワークを第２の工作機械２ｂに移動する。第２の工作機械２ｂが加工を行った後に、第１のロボット装置１ａはワークを第１の工作機械２ａに移動する。そして、第１の工作機械２ａがワークの加工を行う。

第２の製造システムのセル制御装置５の変換部２３は、製造装置の動作プログラムを生成する時に、インターロック信号の送信または受信に関するコードを動作プログラムに自動的に追加する。インターロック信号は、製造装置が予め定められた順序で作業を実施するように、製造装置の稼働または停止を制御するための信号である。

連続する第１の製造装置による作業と第２の製造装置による作業がある場合に、変換部２３は、先に実行される第１の製造装置の動作プログラムに対して、第１の製造装置の動作の完了を示すインターロック信号を第２の製造装置に送信するコードを自動的に追加する。また、変換部２３は、次に実行される第２の製造装置の動作プログラムに対して、第１の製造装置からインターロック信号を受信するまで待機するコードを自動的に追加する。

第１の工作機械２ａに関しては、変換部２３は、第１の工作機械のプログラム３４ａに基づいて、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａを生成する。動作プログラムの動作部分とは、動作プログラムのうち製造装置が作業を実施する指令が記載されている部分である。変換部２３は、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａの後に、第１のインターロック信号の送信コード５２ａを追加する。第１のインターロック信号の送信コード５２ａには、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａに基づく動作が終了した時に、第１のロボット装置に作業の終了を送信する指令が記載されている。

変換部２３は、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａと第１のインターロック信号の送信コード５２ａとを組み合わせて、第１の工作機械の加工プログラムを生成する。生成された第１の工作機械の加工プログラムは、第１の工作機械２ａに送信される。

第１のロボット装置に関しては、変換部２３は、第１のロボット装置のプログラム３３ａに基づいて、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａを生成する。変換部２３は、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａの前に、第１のインターロック信号の受信コード５１ａを追加する。第１のインターロック信号の受信コード５１ａには、第１の工作機械２ａから第１のインターロック信号を受信するまで待機する指令が記載されている。また、変換部２３は、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａの後に、第２のインターロック信号の送信コード５１ｂを追加する。第２のインターロック信号の送信コード５１ｂには、第２の工作機械２ｂに第１のロボット装置の作業の終了を送信する指令が記載されている。

変換部２３は、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａと、第１のインターロック信号の受信コード５１ａと、第２のインターロック信号の送信コード５１ｂとを組み合わせて、第１のロボット装置のロボットプログラムを生成する。セル制御装置５は、第１のロボット装置のロボットプログラムを第１のロボット装置１ａに送信する。

このように、前の作業の製造装置の動作プログラムの最後に作業の終了の信号を送信する送信コードが追加され、後の作業の製造装置の動作プログラムの最初に送信コードを受信する受信コードが追加される。そして、インターロック信号のコードが追加された動作プログラムは、対応する製造装置に送信される。

第１のロボット装置のプログラム３３ａに基づく作業より後の作業についても同様に、変換部２３は、インターロック信号の送信コードまたは受信コードを追加する制御を実施する。第２の工作機械２ｂに関しては、変換部２３は、第２の工作機械のプログラム３４ｂに基づいて、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂを生成する。変換部２３は、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂの前に、第２のインターロック信号の受信コード５２ｂを追加する。また、変換部２３は、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂの後に、第３のインターロック信号の送信コード５２ｃを追加する。第２のインターロック信号の受信コード５２ｂと、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂと、第３のインターロック信号の送信コード５２ｃとを組み合わせることにより、第２の工作機械の加工プログラムが生成される。第２の工作機械の加工プログラムは、第２の工作機械２ｂに送信される。

次に、変換部２３は、第１のロボット装置のプログラム３３ｂに基づいて、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ｂを生成する。変換部２３は、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ｂに、第３のインターロック信号の受信コード５１ｃと、第４のインターロック信号の送信コード５１ｄとを追加して第１のロボット装置のロボットプログラムを生成する。生成された第１のロボット装置のロボットプログラムは、第１のロボット装置１ａに送信される。

次に、変換部２３は、第１の工作機械のプログラム３４ｃに基づいて、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｃを生成する。変換部２３は、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｃの前に、第４のインターロック信号の受信コード５２ｄを追加することにより、第１の工作機械の加工プログラムを生成する。そして、セル制御装置５は、第１の工作機械の加工プログラムを第１の工作機械２ａに送信する。

図７に示す第１の製造セルを駆動すると、始めに、第１の工作機械２ａは、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａに記載された制御によりワークを加工する。ワークの加工が完了した後に、第１の工作機械２ａは、第１のインターロック信号を第１のロボット装置１ａに送信する。第１のロボット装置１ａは、第１のインターロック信号を受信するまで待機している。第１のロボット装置１ａは、第１のインターロック信号を受信した後に、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａに基づいて作業を開始する。そして、第１のロボット装置１ａは、作業が終了した後に、第２のインターロック信号を第２の工作機械２ｂに送信する。

第２の工作機械２ｂは、第２のインターロック信号を受信した後に、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂに基づいてワークの加工を開始する。第２の工作機械２ｂは、ワークの加工が終了した後に、第１のロボット装置１ａに対して第３のインターロック信号を送信する。

次に、第１のロボット装置１ａは、第３のインターロック信号を受信した後に、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ｂに記載された作業を実施する。第１のロボット装置１ａは、作業の終了後に第４のインターロック信号を第１の工作機械２ａに送信する。第１の工作機械２ａは、第４のインターロック信号を受信した後に、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｃに基づいて作業を実施する。

このように、本実施の形態の第２の製造システムにおいて、セル制御装置５は、複数の製造装置に関するインターロック信号の送信の指令および受信の指令を自動的に動作プログラムに追加する。作業者は、複数の製造装置同士の間のインターロック信号の送信の指令および受信の指令を共通プログラム３０に記載する必要はない。作業者は、製造装置の動作に関する指令を共通プログラム３０に記載すれば良い。このために、作業者が共通プログラムを生成したり修正したりする労力を低減することができる。または、作業者が製造装置のインターロックの設定を誤ることが回避される。

図８に、本実施の形態における第３の製造システムの動作プログラムを生成する制御を説明する概略図を示す。第３の製造システムでは、複数の製造装置が、予め定められた工程を同時に開始し、そして、同時に終了する制御を実施する。複数の製造装置のうち、１つの製造装置の作業が終了した場合に、１つの製造装置は他の全ての製造装置の作業が終了するまで待機する制御を実施する。作業者は、共通プログラム３０に、複数の製造装置が予め定められた工程を同時に開始し、更に同時に終了する指令を記載する。セル制御装置５の変換部２３は、この指令を読み込むことにより、それぞれの動作プログラムに、同時に開始する待ち合わせコードと、同時に終了する待ち合わせコードとを追加する。

本実施の形態における第３の製造システムは、図６に示す第１の製造セル４ａを備える。ここでは、第１の製造セル４ａの制御について説明する。共通プログラム３０は、第１の工作機械のプログラム３４ａと、第２の工作機械のプログラム３４ｂと、第１のロボット装置のプログラム３３ａとを含む。

セル制御装置５の変換部２３は、第１の工作機械２ａに関して、第１の工作機械のプログラム３４ａを第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａに変換する。変換部２３は、工程を同時に開始する指令に基づいて、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａの前に、同時開始の待ち合わせコード５６ａを追加する。また、変換部２３は、工程を同時に終了する指令に基づいて、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａの後に、同時終了の待ち合わせコード５６ｂを追加する。第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａと、同時開始の待ち合わせコード５６ａと、同時終了の待ち合わせコード５６ｂとが組み合わされて、第１の工作機械の加工プログラムが生成される。セル制御装置５は、この加工プログラムを第１の工作機械２ａに送信する。

第２の工作機械についても同様に、変換部２３は、第２の工作機械のプログラム３４ｂを第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂに変換する。そして、変換部２３は、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂの前に、同時開始の待ち合わせコード５６ｃを追加する。変換部２３は、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂの後に、当時終了の待ち合わせコード５６ｄを追加する。そして、セル制御装置５は、この加工プログラムを第２の工作機械２ｂに送信する。

第１のロボット装置についても同様に、変換部２３は、第１のロボット装置のプログラム３３ａを、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａに変換する。そして、変換部２３は、同時開始の待ち合わせコード５５ａおよび同時終了の待ち合わせコード５５ｂを追加して、第１のロボット装置１ａのロボットプログラムを生成する。セル制御装置５は、このロボットプログラムを第１のロボット装置１ａに送信する。

第１の工作機械２ａ、第２の工作機械２ｂ、および第１のロボット装置１ａは、互いに通信している。複数の製造装置は、同時開始の待ち合わせコード５６ａ，５６ｃ，５５ａに基づいて、同時に作業を開始する。

第１の工作機械２ａは、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａに基づいて作業を実施する。第２の工作機械２ｂは、第２の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ｂに基づいて作業を実施する。第１のロボット装置１ａは、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａに基づいて作業を実施する。そして、いずれかの製造装置が作業を終了した場合には、次の作業に移行せずに、他の製造装置の作業が終了するまで待機する。

例えば、第１の工作機械２ａが、第２の工作機械２ｂおよび第１のロボット装置１ａよりも早く作業が終了した場合に、次の作業に移行せずに待機する。次に、第２の工作機械２ｂが作業を終了した場合に、第２の工作機械２ｂは、次の作業に移行せずに待機する。そして、最後に第１のロボット装置１ａが作業を終了した場合に、全ての製造装置の作業が終了したと判別することができる。この判定は、それぞれの製造装置にて実施することができる。または、製造セルにＰＬＣが配置されている場合には、ＰＬＣが判別しても構わない。全ての製造装置の作業が終了した場合に、第１の工作機械２ａ、第２の工作機械２ｂおよび第１のロボット装置１ａは、次の工程に移行する。

このように、第３の製造システムにおいては、作業者が同時に工程を開始する指令や同時に工程を終了する指令を共通プログラムに記載することにより、変換部２３は、自動的に待ち合わせコードを追加する。作業者は、同時に工程を実施するための製造装置同士の通信を行う指令を共通プログラムに記載する必要はない。作業者は、それぞれの製造装置の動作の指令に加えて、同時に工程を実施するための指令を記載すれば良く、共通プログラムの生成または修正の労力を低減することができる。

なお、上記の例では、複数の製造装置が同時の工程を開始して、更に同時に工程を終了する制御を実施しているが、この形態に限られず、同時に開始する制御および同時に終了する制御のうちいずれか一方を実施しても構わない。

図９に、本実施の形態における第４の製造システムの動作プログラムを生成する制御を説明する概略図を示す。第４の製造システムでは、製造装置同士の間で共有される共有変数の情報を送信したり受信したりする。共通変数は、複数の製造装置に用いられている共通の変数である。複数の製造装置は、共通変数の情報を互いに受信したり発信したりすることができる。

共通変数としては任意の部分の位置を例示することができる。共通変数の情報としては、位置データを例示することができる。位置データは、例えば、ワールド座標系の座標値から構成することができる。

第４の製造システムにおいては、第１の製造セル４ａに第１の工作機械２ａと第１のロボット装置１ａが配置されている例を取りあげて説明する。第１の工作機械２ａと第１のロボット装置１ａとは、通信装置８ａにて互いに通信可能に形成されている。共通プログラム３０には、第１の工作機械のプログラム３４ａと第１のロボット装置のプログラム３３ａとが記載されている。第１の工作機械のプログラム３４ａおよび第１のロボット装置のプログラム３３ａには、共通変数としてワールド座標系の座標値が設定されている。

第４の製造システムでは、第１の工作機械２ａがワークを加工した後には、第１のロボット装置１ａが第１の工作機械２ａからワークを取り出す作業を実施する。この時に、第１の工作機械２ａは、加工が終了したときのワークの位置を、ワークが固定されているテーブルの位置に基づいて算出することができる。第１の工作機械２ａは、ワークの位置データを第１のロボット装置１ａに送信する。第１のロボット装置１ａは、受信した位置データに基づいて、第１の工作機械２ａのテーブルに配置されたワークを取り出す時に、ロボットおよびハンドの位置および姿勢を定めることができる。

作業者は、共通プログラム３０に共通変数を指令として記載する。セル制御装置５の変換部２３は、共通変数の記載に基づいて、共通変数の情報を送信する送信コード、または、共通変数を受信する受信コードを動作プログラムに追加する。

変換部２３は、第１の工作機械のプログラム３４ａおよび第１のロボット装置のプログラム３３ａから共通変数を取得する。変換部２３は、第１の工作機械のプログラム３４ａを、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａに変換する。この時に、変換部２３は、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａの後に、共通変数のデータの送信コード５７ｂを追加する。共通変数のデータの送信コード５７ｂには、第１の工作機械２ａから第１のロボット装置１ａにワークの位置データを送信する指令が記載されている。第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａと、共通変数のデータの送信コード５７ｂとが組み合わされて、第１の工作機械２ａの加工プログラムが構成されている。この加工プログラムは、第１の工作機械２ａに送信される。

また、変換部２３は、第１のロボット装置のプログラム３３ａを、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａに変換する。この時に、変換部２３は、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａの前に、共通変数のデータの受信コード５７ａを追加する。共通変数のデータの受信コード５７ａには、ワークの位置データを第１の工作機械２ａから受信する指令が記載されている。第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａと共通変数のデータの受信コード５７ａとが組み合わされて、第１のロボット装置１ａのロボットプログラムが構成されている。このロボットプログラムは、第１のロボット装置１ａに送信される。

作業を開始すると、第１の工作機械２ａは、第１の工作機械の加工プログラムの動作部分４６ａに基づいてワークの加工を実施する。ワークの加工が完了した時に第１の工作機械２ａは、共通変数のデータの送信コード５７ｂに基づいて、加工が終了したときのワークの位置データを第１のロボット装置１ａに送信する。第１のロボット装置１ａは、共通変数データの受信コード５７ａに基づいて、ワークの位置データを受信する。第１のロボット装置１ａは、ワークの位置データに基づいてロボットおよびハンドの位置および姿勢を設定する。そして、第１のロボット装置１ａは、第１のロボット装置のロボットプログラムの動作部分４５ａに基づいて、ワークを第１の工作機械２ａから取り出す作業を実施する。

このように、本実施の形態の変換部は、共通プログラムに記載された共通変数に基づいて、自動的に共通変数のデータの送信コードまたは共通変数のデータの受信コードを動作プログラムに追加する。作業者は、共通プログラムに、共通変数を送信する指令または受信する指令を記載する必要はなく、共通プログラムを生成または修正する労力を低減することができる。

上記の実施の形態では、工作機械が共通変数のデータを送信し、ロボット装置が共通変数のデータを受信しているが、この形態に限られず、予め定められた作業に基づいて、ロボット装置が共通変数のデータを送信し、工作機械が共通変数のデータを受信しても構わない。

また、共通変数のデータの送信コードまたは受信コードを自動的に追加する制御は、任意の変数を共通変数に設定して実施することができる。例えば、ワークの形状を共通変数として設定することができる。ハンドに接触センサを配置することにより、ロボット装置はワークの形状を測定することができる。実際のワークの形状には製造誤差が含まれている。ロボット装置は、ワークの形状のデータを共通変数のデータとして工作機械に送信することができる。工作機械は、実際のワークの形状に基づいて、加工を行うときの工具の位置を補正する制御を実施することができる。

本実施の形態の製造システムは、２個の製造セルを備えるが、この形態に限られず、３個以上の製造セルを備える製造システムにも本発明を適用することができる。また、製造セルが設定されていない複数の製造装置を備える製造システムにも本発明を適用することができる。

本実施の形態においては、セル制御装置が製造装置の動作プログラムを生成するプログラム生成装置の機能を有するが、この形態に限られず、セル制御装置とは別に、ＣＰＵ等を有するプログラム生成装置が配置されていても構わない。この場合には、セル制御装置は、プログラム生成装置にて生成された製造装置の動作プログラムを取得して、それぞれの製造装置に動作プログラムを送信することができる。

本実施の形態の製造セルに含まれる製造装置は、ワークを加工する工作機械、ワークを工作機械に取り付けるロボット装置、および工作機械とロボット装置とを制御するＰＬＣである。製造装置としては、この形態に限られず、製品を製造するために任意の作業を行う装置を採用することができる。例えば、製造装置としては、ワークの搬送を行う搬送装置、塗装を行う塗装装置、溶接を行う溶接装置、および印刷を行う印刷装置等を例示することができる。

上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

１ａ 第１のロボット装置
１ｂ 第２のロボット装置
２ａ 第１の工作機械
２ｂ 第２の工作機械
３ａ 第１のＰＬＣ
５ セル制御装置
７ａ，７ｂ 通信装置
８ａ，８ｂ 通信装置
１０ 製造システム
２３ 変換部
２３ａ 加工プログラム変換部
２３ｂ ロボットプログラム変換部
２３ｃ ラダープログラム用変換部
３０ 共通プログラム
３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ ロボット装置のプログラム
３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 工作機械のプログラム
４１，４１ａ，４１ｂ ロボットプログラム
４２，４２ａ，４２ｂ 加工プログラム
４３，４３ａ ラダープログラム
５１ａ，５１ｃ，５２ｂ，５２ｄ インターロック信号の受信コード
５１ｂ，５１ｄ，５２ａ，５２ｃ インターロック信号の送信コード
５５ａ，５６ａ，５６ｃ 同時開始の待ち合わせコード
５５ｂ，５６ｂ，５６ｄ 同時終了の待ち合わせコード
５７ａ 共通変数の受信コード
５７ｂ 共通変数の送信コード

本発明の製造システムは、互いに異なる言語仕様の動作プログラムにて駆動する複数の種類の製造装置を備える。製造システムは、製造装置にて実行するための動作プログラムを生成するプログラム生成装置と、プログラム生成装置にて生成された動作プログラムを、それぞれの製造装置に送信する送信装置とを備える。製造システムは、製造装置同士の間で通信するための通信装置を備える。互いに種類の異なる製造装置に共通の言語仕様が予め定められている。プログラム生成装置は、共通の言語仕様に基づいて生成された共通プログラムを読み込む読取り部と、共通プログラムをそれぞれの製造装置の動作プログラムに変換する変換部とを含む。共通プログラムには、それぞれの製造装置における個々の動作の指令が共通の言語仕様にて記載されている。変換部は、共通の言語仕様による個々の動作の指令を、それぞれの製造装置の言語仕様による動作の指令に変換して、それぞれの製造装置の動作プログラムを生成する。

Claims (3)

1. 互いに異なる言語仕様の動作プログラムにて駆動する複数の種類の製造装置と、
   前記製造装置にて実行するための動作プログラムを生成するプログラム生成装置と、
   前記プログラム生成装置にて生成された動作プログラムを、それぞれの前記製造装置に送信する送信装置と、
   前記製造装置同士の間で通信するための通信装置とを備え、
   互いに種類の異なる前記製造装置に共通の言語仕様が予め定められており、
   前記プログラム生成装置は、前記共通の言語仕様に基づいて生成された共通プログラムを読み込む読取り部と、前記共通プログラムをそれぞれの前記製造装置の動作プログラムに変換する変換部とを含むことを特徴とする、製造システム。
2. 前記変換部は、前記共通プログラムを前記製造装置の動作プログラムに変換する時に、前記製造装置同士の間で情報または信号を通信するための指令を自動的に追加する機能を有する、請求項１に記載の製造システム。
3. 前記プログラム生成装置に入力される前記共通プログラムのシミュレーションを実行するシミュレーション装置を備える、請求項１または２に記載の製造システム。

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