KR101965994B1 - 통신 제어 시스템 및 통신 제어 방법 - Google Patents

통신 제어 시스템 및 통신 제어 방법 Download PDF

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츠토무 오네
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

제어 장치(10)와 1개 또는 복수의 제어 대상 장치가 네트워크를 통해서 접속되어 있고, 제어 장치(10)는, 제어 대상 장치와의 동기를 취하기 위한 기간인 동기 주기와 동기 주기의 1주기 내에 복수 마련된 기간인 통신 주기의 정보를 기억하는 기억 수단과, 제어 대상 장치에 대하여 동기하여 동작하도록 지령하기 위한 제어 지령을 제어 대상 장치마다 연산하는 연산 수단과, 기억 수단에서 기억된 정보를 기초로, 동기 주기 내에 각 제어 대상 장치와의 사이에서 제어 지령을 송수신하도록 제어하고, 각 제어 대상 장치에 대응하는 제어 지령의 각각을, 동기 주기 내에 복수 마련된 통신 주기 중 적어도 1개의 통신 주기에 할당하고, 할당한 제어 지령을 포함하는 데이터를 통신 주기마다 송수신하는 통신 제어 수단을 구비한다. 따라서, 복수의 장치를 동기하여 동작시키기 위해 송수신하는 데이터가 1회의 통신으로 송수신 가능한 용량을 넘는 경우에 있어서도 각 장치를 동기하여 동작시키는 것이 가능하다.

Description

통신 제어 시스템 및 통신 제어 방법
본 발명은, 통신 제어 시스템 및 통신 제어 방법에 관한 것이다.
예컨대 용접에 이용되는 산업용 로봇은, 용접 전원, 포지셔너, 슬라이더라고 하는 주변의 장치와 시각 동기하여 동작하는 것이 일반적이다. 동기시키는 방법으로서는, 예컨대, RS-232C, RS-485, RS-422, Ethernet(등록상표), CAN(Controller Area Network)(등록상표) 등을 이용한 네트워크를 통해서 통신 제어하는 방법이 이용된다.
장치간에서 동기를 취하기 위한 종래 기술로서, 예컨대, 특허 문헌 1에는, 네트워크를 통해서, 1개 또는 복수의 제어 장치와 통신하는 통신 제어 장치에 있어서, 임의의 시각에 송신 요구를 발생시키는 비 정주기(fixed-cycle) 송신부와, 정주기로 송신 요구를 발생시키는 정주기 송신부와, 비 정주기 송신부와 정주기 송신부의 송신 데이터를 네트워크와 통신하는 통신부와, 정주기 송신부의 송신 내용을 통신부에 전송하고, 송신 요구가 있는 비 정주기 송신부 통신 처리에 요하는 통신 처리 시간을 연산하고, 정주기 송신부의 정주기의 남은 시간을 구하고, 통신 처리 시간과 정주기의 남은 시간을 비교하여, 비 정주기 송신부의 송신 내용을 통신부에 전송하는 스케줄부를 갖는 것이 기재되어 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2012-170036호 공보
복수의 장치를 동기하여 동작시키기 위해서는, 통상, 장치간에서 데이터의 송수신이 행해지지만, 예컨대, 관절이 많은 다축의 산업용 로봇을 사용하거나, 동기시키는 장치의 수가 증가하거나 하는 것에 의해, 동기를 위해 송수신하는 데이터의 용량이 증가하여 버리는 경우가 있다. 단, 1회의 통신으로 송수신 가능한 데이터 용량에는 제한이 있는 것이 일반적이다. 그 때문에, 동기를 위해 송수신하는 데이터 용량이 증가했기 때문에, 1회의 동기 통신으로는 데이터의 송수신을 행할 수 없고, 각 장치간에서 정상적으로 동기가 행해지지 않는 경우가 있었다. 또, 특허 문헌 1의 기술은, 동기를 위해 송수신하는 데이터가 대용량이 된 경우의 것은 아니다.
본 발명의 목적은, 복수의 장치를 동기하여 동작시키기 위해 송수신하는 데이터가, 1회의 통신으로 송수신 가능한 용량을 넘는 경우에 있어서도, 각 장치를 동기하여 동작시키는 것을 가능하게 하는 것에 있다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은, 제어 장치와 1개 또는 복수의 제어 대상 장치가 네트워크를 통해서 접속되는 통신 제어 시스템으로서, 제어 장치는, 제어 대상 장치와의 동기를 취하기 위한 기간인 동기 주기와, 동기 주기의 1주기 중에 복수 마련된 기간인 통신 주기의 정보를 기억하는 기억 수단과, 제어 대상 장치에 대하여 동기하여 동작하도록 지령하기 위한 제어 지령을 제어 대상 장치마다 연산하는 연산 수단과, 기억 수단에 기억된 정보를 기초로, 동기 주기 중에 각 제어 대상 장치와의 사이에서 제어 지령을 송수신하도록 제어하고, 각 제어 대상 장치에 대응하는 제어 지령의 각각을, 동기 주기 중에 복수 마련된 통신 주기 중 적어도 1개의 통신 주기에 할당하고, 할당한 제어 지령을 포함하는 데이터를 통신 주기마다 송수신하는 통신 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 제어 시스템이다.
여기서, 제어 대상 장치에는, 용접에 이용되는 산업용 로봇 및 용접 전원의 각각이 적어도 1개 이상 포함되고, 통신 제어 수단은, 동기 주기 중에 복수 마련된 통신 주기의 모든 통신 주기에서, 산업용 로봇 및 용접 전원에 대하여 각각에 대응하는 제어 지령의 송수신을 행하는 것이더라도 좋다.
또한, 통신 제어 수단은, 통신 주기 중에 있어서 제어 대상 장치에 대하여 제어 지령을 송수신하는 타이밍이, 통신 주기를 균등하게 3분할한 경우의 1번째의 구간 내 또는 2번째의 구간 내의 어느 쪽이더라도 좋다.
또한, 동기 주기가 10msec 이하의 길이이고, 통신 주기가 5msec 이하의 길이이더라도 좋다.
그리고, 통신 제어 시스템은, 네트워크에 있어서 제어 장치와 제어 대상 장치의 사이에 마련되고, 제어 장치의 통신 제어 수단으로부터 송신된 데이터를 각 제어 대상 장치에 차례로 송신하는 분기 장치를 더 구비하는 것이더라도 좋다.
또한, 네트워크는 유선으로 구성되는 것이더라도 좋다.
또한, 다른 관점으로부터 파악하면, 본 발명은, 제어 장치와 1개 또는 복수의 제어 대상 장치의 사이에서 통신을 행하여 동기시키는 통신 제어 방법으로서, 제어 대상 장치에 대하여 동기하여 동작하도록 지령하기 위한 제어 지령을 제어 대상 장치마다 연산하는 스텝과, 제어 장치와 제어 대상 장치의 사이에서 동기를 취하기 위한 기간으로서 미리 정해진 동기 주기 중에, 각 제어 대상 장치와의 사이에서 제어 지령을 송수신하도록 제어하는 스텝과, 각 제어 대상 장치에 대응하는 제어 지령의 각각을, 동기 주기의 1주기 중에 복수 마련된 기간인 통신 주기 중 적어도 1개의 통신 주기에 할당하는 스텝과, 할당한 제어 지령을 포함하는 데이터를 통신 주기마다 송수신하는 스텝을 포함하는 통신 제어 방법이다.
본 발명에 의하면, 복수의 장치를 동기하여 동작시키기 위해 송수신하는 데이터가, 1회의 통신으로 송수신 가능한 용량을 넘는 경우에 있어서도, 각 장치를 동기하여 동작시킬 수 있다.
도 1은 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시의 형태와 관련되는 제어 장치의 기능 구성예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 장치의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는 용접 시스템에 있어서 행해지는 통신의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 5는 정기 통신에서 제어 장치가 각 슬레이브 장치에 송신하는 제어 지령 프레임의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 정기 통신에서 제어 장치가 각 슬레이브 장치에 송신하는 제어 지령 프레임의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 터치 센싱에 있어서 용접 로봇을 정지할 때에 행해지는 통신의 처리 순서의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 재송 처리에 의해 제어 지령 프레임이 송수신되는 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 재송 처리에 의해 제어 지령 프레임이 송수신되는 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 재송 처리에 의해 제어 지령 프레임이 송수신되는 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 재송 처리에 의해 제어 지령 프레임이 송수신되는 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12에 나타내는 용접 시스템에 있어서 행해지는 통신의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
<시스템 구성>
우선, 본 발명의 통신 제어 시스템을 구비하는 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템(1)에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템(1)의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템(1)은, 제어 장치(10)와, 용접 로봇(21)과, 용접 전원(22)과, 포지셔너(23)와, 슬라이더(24)와, 디지털 입력 장치(25)와, 디지털 출력 장치(26)를 구비하고 있다. 여기서, 제어 장치(10)는 마스터, 그 외의 용접 로봇(21), 용접 전원(22), 포지셔너(23), 슬라이더(24), 디지털 입력 장치(25), 디지털 출력 장치(26)는 슬레이브로서 기능한다. 그리고, 용접 시스템(1)은, 마스터로부터 송신된 프레임이 차례로 모든 슬레이브를 통과하여 가고, 되돌아서 다시 마스터에 돌아오는 것에 의해, 마스터 및 슬레이브를 동기하여 동작시키도록 구성된다.
이하에서는, 용접 로봇(21), 용접 전원(22), 포지셔너(23), 슬라이더(24), 디지털 입력 장치(25), 디지털 출력 장치(26)를 구별할 필요가 없는 경우에는, 슬레이브 장치(20)로 칭하는 경우가 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 제어 대상 장치의 일례로서, 슬레이브 장치(20)가 이용된다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 네트워크에 있어서 유선에 의한 통신이 행해지고, 통신 방식으로는 EtherCAT(등록상표)를 이용하는 것으로서 설명하지만, 이와 같은 구성으로 한정되는 것은 아니다. 본 실시의 형태에 있어서, 통신 방식의 종류는 EtherCAT로 한정되지 않고, 또한 유선에 의한 통신이더라도 무선에 의한 통신이더라도 좋은 것으로 한다.
제어 장치(10)는, 용접 시스템(1)에 있어서의 처리를 제어하는 장치이고, 각 슬레이브 장치(20)에 대하여 동기하여 동작하도록 지령하기 위한 제어 지령을 생성한다. 여기서, 제어 장치(10)는, 슬레이브 장치(20)마다 제어 지령을 생성하고, 생성한 제어 지령을 프레임에 저장하여, 각 슬레이브 장치(20)에 송신한다. 즉, 제어 장치(10)가 슬레이브 장치(20)의 제어 지령으로서 송신하는 프레임(이하, 제어 지령 프레임이라고 칭한다) 내에는, 예컨대, 용접 로봇(21)용의 제어 지령의 데이터나, 용접 전원(22)용의 제어 지령의 데이터 등이 저장된다.
또한, 제어 장치(10)가 제어 지령 프레임을 송신함에 있어서, 제어 장치(10)와 슬레이브 장치(20)의 사이에서 동기를 취하기 위한 기간(이하, 동기 주기라고 칭한다)이 미리 정해져 있다. 또한, 동기 주기를 더 분할한 기간인 통신 주기도 미리 정해져 있다. 즉, 동기 주기의 1주기 내에, 동기 주기보다 짧은 통신 주기가 복수 마련되어 있고, 동기 주기는, 2개의 통신 주기 이상의 길이를 갖고 있다.
여기서, 용접 시스템(1)에서 동기하여 동작시키기 위해 송수신되는 프레임의 포맷은, 예컨대 EtherCAT와 같은 통신 방식에서 정해져 있고, 1회로 송수신 가능한 프레임의 최대 용량(예컨대, 1500byte)도 정해져 있다. 그 때문에, 최대 용량을 넘은 바이트 수의 제어 지령 프레임이 송신되더라도, 예컨대 수신측의 장치에서 파기되어, 데이터의 송수신이 정상적으로 행해지지 않는다. 본 실시의 형태에 있어서도, 제어 장치(10)는, 모든 슬레이브 장치(20)용의 제어 지령을 1개의 제어 지령 프레임에 저장하고자 하면, 정해진 프레임의 최대 용량을 넘어 버린다.
그래서, 제어 장치(10)는, 모든 슬레이브 장치(20)용의 제어 지령을 1개의 통신 주기에 집중시켜 1회로 송신하는 것이 아니라, 프레임의 최대 용량에 들어가도록, 동기 주기 내에서 복수 마련된 통신 주기의 각각에 각 슬레이브 장치(20)용의 제어 지령을 분산시킨다. 그리고, 제어 장치(10)는, 통신 주기마다 제어 지령 프레임을 생성하여 송신한다.
예컨대, 동기 주기 내에서의 1번째의 통신 주기에 있어서, 제어 장치(10)는, 용접 로봇(21)용의 제어 지령의 데이터, 용접 전원(22)용의 제어 지령의 데이터, 디지털 출력 장치(26)용의 제어 지령의 데이터를 제어 지령 프레임에 저장하여 송신한다. 다음으로, 예컨대, 동기 주기 내에서의 2번째의 통신 주기에 있어서, 제어 장치(10)는, 용접 로봇(21)용의 제어 지령의 데이터, 용접 전원(22)용의 제어 지령의 데이터, 포지셔너(23)용의 제어 지령의 데이터, 슬라이더(24)용의 제어 지령의 데이터를 제어 지령 프레임에 저장하여 송신한다. 단, 제어 장치(10)는 모든 슬레이브 장치(20)와의 사이에서 동기를 취하기 위해, 각각의 슬레이브 장치(20)용의 제어 지령은, 동기 주기 내에 복수 마련된 통신 주기 중 적어도 1개의 통신 주기에 할당하여 송신된다.
또한, 제어 장치(10)는, 동기 주기마다, 각 슬레이브 장치(20)에 대하여 동기의 타이밍을 알리기 위한 클록 신호를 송신한다. 제어 장치(10)는, 이와 같은 클록 신호 및 제어 지령 프레임을 송신하는 처리를 동기 주기마다 반복하여 실행하여, 각 슬레이브 장치(20)와의 사이에서 동기를 취하는 제어를 행한다.
다음으로, 각 슬레이브 장치(20)에 대하여 설명한다.
용접 로봇(21)은, 복수의 관절을 갖는 팔(암)을 구비하고, 용접에 관한 각종 작업을 행한다. 또한, 용접 로봇(21)의 팔의 선단에는, 워크에 대한 용접 작업을 행하기 위한 용접 토치가 마련된다.
용접 전원(22)은, 용접 로봇(21)의 용접 토치에 유지된 전극(예컨대, 용접 와이어)에 전력을 공급한다. 용접 전원(22)이 전력을 공급하는 것에 의해, 용접 로봇(21)에 마련된 용접 토치의 전극에서 아크가 발생한다.
포지셔너(23)는, 워크의 위치를 조절한다.
슬라이더(24)는, 용접 로봇(21)의 아래에 배치되어, 용접 로봇(21)을 이동시킨다. 디지털 입력 장치(25)는, 예컨대, 키보드, 터치 패널 디스플레이이고, 외부로부터 디지털 데이터의 입력을 받는다.
디지털 출력 장치(26)는, 예컨대, 디스플레이를 갖는 표시 장치이고, 디지털 데이터를 외부에 출력한다.
그리고, 각 슬레이브 장치(20)는, 자신 앞으로 보내는 제어 지령의 데이터(이하, 제어 장치(10)가 생성한 제어 지령의 데이터를 커맨드 데이터라고 칭한다)가 저장된 제어 지령 프레임을 수신하면, 제어 지령 프레임 내에서 자신 앞으로 보내는 커맨드 데이터를 취득한다. 또한, 각 슬레이브 장치(20)는, 클록 신호의 수신 간격을 동기 주기로 하여, 클록 신호를 수신한 타이밍마다, 1개의 동기 주기 내에서 취득 완료한 커맨드 데이터의 제어 지령을 반영시켜 동작을 실행한다.
또한, 각 슬레이브 장치(20)는, 자신 앞으로 보내는 커맨드 데이터가 저장된 제어 지령 프레임을 수신하면, 수신한 시점에 있어서의 동작 상황(즉, 수신한 시점에 있어서의 제어 지령의 실행 결과)을 피드백하는 내용의 데이터를 생성한다(이하, 제어 지령의 실행 결과로서 생성되는 데이터를 모니터 데이터라고 칭한다). 그리고, 각 슬레이브 장치(20)는, 자신 앞으로 보내는 커맨드 데이터 대신에, 생성한 모니터 데이터를 제어 지령 프레임에 저장하고, 제어 장치(10)에 송신한다.
이와 같이 하여, 제어 지령 프레임은, 제어 장치(10)로부터 각 슬레이브 장치(20)에 송신되고, 모든 슬레이브 장치(20)에서 수신된 후, 되돌아서 또한 모든 슬레이브 장치(20)를 통과하여 최종적으로 제어 장치(10)로 돌아온다. 그리고, 제어 장치(10)는, 돌아온 제어 지령 프레임에 저장되어 있는 각 슬레이브 장치(20)의 모니터 데이터를 취득한다. 제어 장치(10)와 각 슬레이브 장치(20)의 사이에서 커맨드 데이터 및 모니터 데이터가 교환되어, 제어 장치(10)에 의한 동기 제어가 행해진다.
<제어 장치의 기능 구성>
다음으로, 본 실시의 형태와 관련되는 제어 장치(10)의 기능 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 본 실시의 형태와 관련되는 제어 장치(10)의 기능 구성예를 나타낸 블록도이다. 제어 장치(10)는, 각 슬레이브 장치(20)에 대한 제어 지령을 생성하여 제어 지령 프레임을 출력하는 제어 지령부(11)와, 동기 주기 및 통신 주기에 관한 정보를 기억하는 기억부(12)와, 각 슬레이브 장치(20)와의 사이에서 데이터의 송수신을 행하는 통신부(13)를 구비한다.
제어 지령부(11)는, 각 슬레이브 장치(20)의 동작을 지정하는 지정치를 연산하여 커맨드 데이터를 생성한다. 그리고, 제어 지령부(11)는, 생성한 커맨드 데이터를 저장한 제어 지령 프레임을, 통신부(13)를 통해서 각 슬레이브 장치(20)에 송신한다. 또한, 제어 지령부(11)는, 각 슬레이브 장치(20)를 통과하고 돌아온 제어 지령 프레임을 통신부(13)로부터 받고, 받은 제어 지령 프레임에 저장되어 있는 모니터 데이터를 취득하여, 각 슬레이브 장치(20)의 처리 결과를 인식한다. 또한, 제어 지령부(11)는, 동기 주기마다, 각 슬레이브 장치(20)에 대하여 클록 신호를 송신한다.
또한, 제어 지령부(11)는, 각 슬레이브 장치(20)에 클록 신호나 제어 지령 프레임을 송신하기 전에, 슬레이브 장치(20)의 동작에 이용되는 파라미터의 설정 및 파라미터의 보정 등을 행하기 위한 지령을 각 슬레이브 장치(20)에 송신한다. 여기서 송신되는 지령은, 동기 주기 또는 통신 주기와 같은 일정 주기로 송신되는 정기적인 지령에 대하여, 부정기적으로 송신되는 지령이고, 동기 주기나 통신 주기의 잉여 시간을 이용하여 송신된다. 이하에서는, 이와 같은 슬레이브 장치(20)의 파라미터 설정 등을 위해 행해지는 통신을 비정기 통신이라고 칭하고, 비정기 통신이 행해진 후의 동기 주기 또는 통신 주기에 행해지는 통신을 정기 통신이라고 칭하는 것으로 한다. 본 실시의 형태에서는, 연산 수단, 통신 제어 수단의 일례로서, 제어 지령부(11)가 이용된다.
기억부(12)는, 동기 주기 및 통신 주기에 관한 정보를 정한 데이터베이스(이하, 동기 DB라고 칭한다)를 기억한다. 이 동기 DB에는, 동기 주기 및 통신 주기의 시간의 길이, 동기 주기 내에서 각 슬레이브 장치(20) 앞으로 보내는 커맨드 데이터를 송신하는 통신 주기의 타이밍, 각 슬레이브 장치(20) 앞으로 보내는 커맨드 데이터가 저장되는 제어 지령 프레임 내의 위치 등의 정보가 기억된다. 이 동기 DB의 정보는, 제어 지령부(11)가 정기 통신으로 클록 신호 및 제어 지령 프레임을 송신할 때에 이용된다. 본 실시의 형태에서는, 기억 수단의 일례로서, 기억부(12)가 이용된다.
통신부(13)는, 정기 통신 및 비정기 통신에 있어서 데이터의 송수신을 행한다. 예컨대, 정기 통신에 있어서, 통신부(13)는, 제어 지령부(11)가 생성한 제어 지령 프레임을, 제어 장치(10)로부터 각 슬레이브 장치(20)에 송신한다. 또한, 통신부(13)는, 각 슬레이브 장치(20)를 통과하고 돌아온 제어 지령 프레임을 수신하고, 수신한 제어 지령 프레임을 제어 지령부(11)에 출력한다.
<제어 장치의 하드웨어 구성>
다음으로, 제어 장치(10)의 하드웨어 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 제어 장치(10)의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(10)는, 예컨대 범용의 PC(Personal Computer) 등에 의해 실현되고, CPU(101)와, 기억 영역인 메인 메모리(102) 및 자기 디스크 장치(HDD : Hard Disk Drive)(103)를 구비한다. 여기서, CPU(101)는, OS(Operating System)나 애플리케이션 소프트웨어 등의 각종 프로그램을 실행하여, 제어 장치(10)의 각 기능을 실현한다. 또한, 메인 메모리(102)는, 각종 프로그램이나 그 실행에 이용하는 데이터 등을 기억하는 기억 영역이고, HDD(자기 디스크 장치)(103)는, 각종 프로그램에 대한 입력 데이터나 각종 프로그램으로부터의 출력 데이터 등을 기억하는 기억 영역이다.
또한, 제어 장치(10)는, 외부와의 통신을 행하기 위한 통신 I/F(104)와, 비디오 메모리나 디스플레이 등으로 이루어지는 표시 기구(105)와, 키보드나 마우스 등의 입력 디바이스(106)와, 기억 매체에 대하여 데이터의 읽기 쓰기를 행하기 위한 드라이버(107)를 구비한다.
그리고, 예컨대, CPU(101)가 OS나 애플리케이션 소프트웨어 등의 각종 프로그램을 실행하는 것에 의해, 제어 장치(10)에 있어서의 제어 지령부(11)의 기능이 실현된다. 또한, 기억부(12)는, 예컨대, HDD(103)에 의해 실현된다. 또한, 통신부(13)는, 예컨대, 통신 I/F(104)에 의해 실현된다. 단, 도 3은 하드웨어의 구성예에 지나지 않고, 제어 장치(10)는 도시된 구성으로 한정되지 않는다. 또, 본 발명의 실시의 형태를 실현하는 프로그램은, 자기 디스크나 광 디스크, 반도체 메모리, 그 외의 기록 매체에 저장하여 배포하거나, 네트워크를 통해서 전달하거나 하는 것에 의해, 제공할 수 있다.
<통신의 처리 순서>
다음으로, 용접 시스템(1)에 있어서 행해지는 통신의 처리 순서에 대하여 설명한다. 도 4는 용접 시스템(1)에 있어서 행해지는 통신의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, 작업자가 제어 장치(10)의 전원을 넣으면, 제어 장치(10)의 제어 지령부(11)는, 기억부(12)에 기억된 동기 DB의 정보를 취득한다(스텝 101). 다음으로, 제어 지령부(11)는, 용접 시스템(1) 내의 네트워크상에 존재하는 각 슬레이브 장치(20)를 검출한다(스텝 102). 여기서, 각 슬레이브 장치(20)의 검출에 있어서, 미리 각 슬레이브 장치(20)의 IP 어드레스 등의 정보가 동기 DB 등에 기억되어 있다. 그리고, 제어 지령부(11)는, 네트워크에 데이터를 송신하고, 미리 정해진 IP 어드레스를 갖는 슬레이브 장치(20)가 네트워크상에 어떠한 순번으로 배치되어 있는지를 검출한다.
다음으로, 제어 지령부(11)는, 검출한 각 슬레이브 장치(20)에 있어서의 파라미터 설정 및 파라미터의 보정을 행하기 위해, 통신부(13)를 통해서 각 슬레이브 장치(20)에 비정기 통신의 지령을 송신한다(스텝 103). 비정기 통신의 지령에 의해 각 슬레이브 장치(20)의 파라미터 설정 및 보정이 행해진 후, 제어 지령부(11)는, 정기 통신을 개시한다(스텝 104).
정기 통신에 있어서, 제어 지령부(11)는, 스텝 101에서 취득한 동기 DB의 정보를 기초로, 동기 주기마다 클록 신호를 생성하고, 각 슬레이브 장치(20)에 송신한다. 또한, 제어 지령부(11)는, 슬레이브 장치(20)마다 커맨드 데이터를 생성한다. 그리고, 제어 지령부(11)는, 동기 DB의 정보를 기초로, 각 슬레이브 장치(20)에 대응하는 커맨드 데이터의 각각을, 동기 주기 내의 통신 주기의 적어도 1개의 통신 주기에 할당하고, 할당한 커맨드 데이터를 포함하는 제어 지령 프레임을 통신 주기마다 송신한다.
또한, 제어 지령부(11)는, 모든 슬레이브 장치(20)를 통과하고 돌아온 제어 지령 프레임을 받고, 제어 지령 프레임에 저장되어 있는 모니터 데이터를 기초로 각 슬레이브 장치(20)의 처리 결과를 인식한다. 이와 같은 제어 지령 프레임의 송수신이 통신 주기마다 행해져, 1개의 동기 주기의 처리가 된다. 또한, 1개의 동기 주기의 처리가 반복 실행되어, 각 슬레이브 장치(20)가 동기하여 동작하도록 제어된다.
<정기 통신에서 송신되는 제어 지령 프레임의 설명>
다음으로, 정기 통신에서 제어 장치(10)가 각 슬레이브 장치(20)에 송신하는 제어 지령 프레임에 대하여 설명한다. 도 5 및 도 6은 정기 통신에서 제어 장치(10)가 각 슬레이브 장치(20)에 송신하는 제어 지령 프레임의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 6에 나타내는 예에서는, 동기 주기가 5분할되고, 동기 주기 내에 통신 주기가 5개 포함되어 있다. 또한, 동기 주기가 5msec, 통신 주기가 1msec로서 미리 정해져 있는 것으로 한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 데이터 1~데이터 6은, 슬레이브 장치(20) 앞으로 보내는 커맨드 데이터로서 슬레이브 장치(20)마다 생성되는 데이터이다. 여기서, 데이터 1은 용접 로봇(21)용의 데이터, 데이터 2는 용접 전원(22)용의 데이터, 데이터 3은 포지셔너(23)용의 데이터이다. 또한, 데이터 4는 슬라이더(24)용의 데이터, 데이터 5는 디지털 입력 장치(25)용의 데이터, 데이터 6은 디지털 출력 장치(26)용의 데이터이다.
그리고, 제어 장치(10)는, 기억부(12)에 기억된 동기 DB를 기초로, 각 슬레이브 장치(20) 앞으로 보내는 데이터인 데이터 1~데이터 6을, 각 통신 주기에 할당하여 송신한다. 도 5에 나타내는 예에서는, 1번째의 통신 주기에서, 데이터 1, 데이터 2, 데이터 6이 송신된다. 2번째의 통신 주기에서는, 데이터 1, 데이터 2, 데이터 3, 데이터 4가 송신된다. 3번째의 통신 주기에서는, 2번째의 통신 주기와 마찬가지로, 데이터 1, 데이터 2, 데이터 3, 데이터 4가 송신된다. 4번째의 통신 주기에서는, 데이터 1, 데이터 2, 데이터 5가 송신된다. 마지막 5번째의 통신 주기에서는, 데이터 1, 데이터 2가 송신된다.
부언하면, 용접 로봇(21)용의 데이터 1, 용접 전원(22)용의 데이터 2는, 5개의 통신 주기 전부에서 송수신이 행해진다. 또한, 포지셔너(23)용의 데이터 3, 슬라이더(24)용의 데이터 4는, 5개의 통신 주기 중 2번째 및 3번째의 통신 주기에서 송수신이 행해진다. 또한, 디지털 입력 장치(25)용의 데이터 5는, 4번째의 통신 주기에서 송수신이 행해지고, 디지털 출력 장치(26)용의 데이터 6은, 1번째의 통신 주기에서 송수신이 행해진다.
구체적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 정기 통신의 개시 시간을 「0msec」라고 하면, 송신 개시로부터 1msec 후에, 데이터 1, 데이터 2, 데이터 6을 저장한 제어 지령 프레임이 송신된다. 마찬가지로, 동일한 동기 주기 내의 처리로서, 송신 개시로부터 2msec 후, 송신 개시로부터 3msec 후, 송신 개시로부터 4msec 후, 송신 개시로부터 5msec 후에 있어서, 제어 지령 프레임이 송신된다. 또한, 송신 개시로부터 5msec 후, 5번째의 통신 주기에서 제어 지령 프레임의 송수신이 행해지면, 1개의 동기 주기가 종료된다. 그리고, 다음의 동기 주기가 개시된다. 즉, 송신 개시로부터 6msec 후, 다음의 동기 주기의 1번째의 통신 주기에 있어서, 데이터 1, 데이터 2, 데이터 6을 저장한 제어 지령 프레임이 송신된다.
이와 같이, 동기하여 동작하기 위한 데이터를 각 통신 주기에 할당하는 것에 의해, 1회에 송수신 가능한 프레임의 최대 용량을 넘지 않도록 데이터의 송수신이 행해진다. 또한, 제어 장치(10) 및 각 슬레이브 장치(20)에서 동기하여 동작하기 위해서는, 각 슬레이브 장치(20)용의 데이터는, 1회의 동기 주기에 있어서의 복수의 통신 주기 중 적어도 어느 1개의 통신 주기에서 송수신되면 된다. 즉, 도 6에 나타내는 예에서는, 데이터 1~데이터 6의 각 데이터는, 5개로 분할된 통신 주기 중 적어도 어느 1개의 통신 주기에서 송수신되면 된다.
또한, 각 슬레이브 장치(20)는, 클록 신호를 수신한 타이밍마다, 1개의 동기 주기 내에서 취득 완료한 커맨드 데이터를 반영시켜 동작하지만, 취득 완료한 커맨드 데이터가 복수 있는 경우에는, 마지막에 취득한 커맨드 데이터를 반영시킨다. 즉, 슬레이브 장치(20)는, 1개의 동기 주기 내에서 복수의 커맨드 데이터를 수신한 경우에는, 그 동기 주기의 마지막에 수신한 커맨드 데이터를 반영시킨다.
도 6에 나타내는 예에서는, 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)에 대하여, 동기 주기 내에서 5개의 통신 주기 모두에서 커맨드 데이터가 송신되기 때문에, 마지막 5번째의 통신 주기에서 송신된 커맨드 데이터의 내용이 반영된다. 즉, 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)은, 1번째~4번째의 통신 주기에서 커맨드 데이터를 수신했을 때에는, 그 시점에 있어서의 동작 상황을 나타내는 모니터 데이터를 저장하여 제어 장치(10)에 송신하지만, 결과적으로 1번째~4번째의 통신 주기의 커맨드 데이터는 동작의 실행에는 사용되지 않게 된다.
마찬가지로, 포지셔너(23) 및 슬라이더(24)에서는, 동기 주기 내에서 2번째 및 3번째의 통신 주기에서 커맨드 데이터가 송신되기 때문에, 3번째의 통신 주기에서 송신된 커맨드 데이터의 내용이 반영된다.
또한, 노이즈 등의 발생이 원인이 되어 커맨드 데이터의 송수신이 정상적으로 행해지지 않았던 경우에는, 동일한 동기 주기 내에서 1개 앞의 커맨드 데이터가 채용된다. 예컨대, 용접 로봇(21)에 있어서, 5번째의 통신 주기에서 커맨드 데이터의 송수신이 정상적으로 행해지지 않았던 경우에는, 1개 앞에 해당하는 4번째의 통신 주기에서 송수신된 커맨드 데이터의 내용이 반영된다. 그 때문에, 1회의 동기 주기 내에 2개 이상의 통신 주기에서 커맨드 데이터의 송수신이 행해짐으로써, 예컨대, 1회의 동기 주기 내에 1개의 통신 주기만으로 커맨드 데이터의 송수신이 행해지는 구성과 비교하여, 커맨드 데이터를 확보하기 쉬워져 동기 제어의 신뢰성이 향상된다.
또한, 예컨대, 아크 추적의 안정성 향상이나 터치 센싱의 정밀도 향상 등의 관점으로부터, 동기 주기 및 통신 주기는 짧은 것이 바람직하다. 여기서, 아크 추적이란, 용접 작업에 있어서, 교시된 용접선의 궤적과의 어긋남이 생겨도, 용접 토치의 선단과 용접선의 상대 위치를 일정하게 유지하여, 용접 토치의 목표 위치가 개선(開先)으로부터 어긋나지 않게 하는 기능이다. 또한, 터치 센싱이란, 워크와 용접 와이어의 사이에 전압을 인가하여 두고, 용접 와이어가 워크에 접촉했을 때에 생기는 전압 강하의 현상을 이용하는 것에 의해 워크의 위치를 검출하고, 검출한 워크의 위치를 기초로 용접 로봇(21)의 위치를 보정하는 기능이다.
도 7은 터치 센싱에 있어서 용접 로봇(21)을 정지할 때에 행해지는 통신의 처리 순서의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 우선, 용접 와이어가 워크에 접촉했을 때, 용접 전원(22)은, 접촉에 의한 전압 강하를 검지한다(스텝 201). 그리고, 용접 전원(22)은, 접촉을 한 것을 통지하는 모니터 데이터를 제어 지령 프레임에 저장하고, 제어 장치(10)에 송신한다.
다음으로, 제어 장치(10)는, 용접 와이어가 워크에 접촉한 것을 통지하는 모니터 데이터를 수신하면(스텝 202), 용접 로봇(21)에 대한 커맨드 데이터로서, 용접 로봇(21)의 동작을 정지하는 명령을 제어 지령 프레임에 저장한다. 그리고, 제어 장치(10)는 제어 지령 프레임을 용접 로봇(21)에 송신하고, 정지 명령을 실행한다(스텝 203). 그리고, 용접 로봇(21)은, 정지 명령을 접수하면, 동작을 정지하는 처리를 실행한다(스텝 204).
여기서, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 1개의 동기 주기 내의 각 통신 주기에서는, 통상, 동일한 슬레이브 장치(20)에 대해서는 동일한 내용의 커맨드 데이터가 생성된다. 단, 예외로서, 커맨드 데이터 내의 정지 명령에 해당하는 비트 부분에 대해서는, 1개의 동기 주기 내이더라도 상이한 값인 것이 생성되는 경우가 있다. 그리고, 정지 명령을 접수한 슬레이브 장치(20)는 동작을 정지하는 처리를 행한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 스텝 201~204에 있어서 2개의 제어 지령 프레임이 송수신되고 있지만, 스텝 203에서 정지 명령이 행해지고 있기 때문에 2개의 제어 지령 프레임의 커맨드 데이터의 내용은 상이하다.
이와 같이, 스텝 201~204에서는, 용접 전원(22)이 접촉을 검지하고 나서 용접 로봇(21)이 정지할 때까지, 2개의 제어 지령 프레임의 송수신이 행해지고 있다. 그래서, 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)에 대하여, 동기 주기 내에서 5개의 통신 주기 전부에서 제어 지령 프레임을 송수신하고, 제어 장치(10)가 접촉을 검지한 다음의 통신 주기에서 정지 명령 비트를 반영한 커맨드 데이터를 송신함으로써, 정지 명령의 송수신 간격이 짧아지기 때문에, 용접 전원(22)이 접촉을 검지하고 나서 용접 로봇(21)이 정지할 때까지의 시간이 짧아져, 정밀도가 좋은 터치 센싱이 행해진다.
또한, 아크 추적에 대해서도, 통신 주기가 짧을수록, 제어 장치(10)가 용접 로봇(21)에 있어서의 용접 토치의 위치 정보 등을 수신하는 간격이 짧아지기 때문에, 안정성이 향상된다. 또한, 동기 주기에 대해서도, 동기 주기가 짧을수록 각 동기 주기에 대응하는 커맨드 데이터를 송수신하는 간격 자체가 짧아진다. 그 때문에, 정밀도가 좋은 터치 센싱이 행해지고, 또한 아크 추적의 안정성도 높아진다. 동기 주기로서는, 예컨대, 0msec보다 크고 10msec 이하의 길이인 경우에, 정밀도가 좋은 터치 센싱 및 아크 추적이 행해진다. 또한, 통신 주기로서는, 예컨대, 0msec보다 크고 5msec 이하의 길이인 경우에, 정밀도가 좋은 터치 센싱 및 아크 추적이 행해진다.
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 터치 센싱에서는, 제어 지령 프레임을 이용하여 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)과 제어 장치(10)의 사이에서 교환이 행해진다. 그 때문에, 용접 로봇(21)용의 커맨드 데이터 및 용접 전원(22)용의 커맨드 데이터를 저장한 제어 지령 프레임의 송수신 간격이 짧을수록, 터치 센싱의 정밀도가 향상된다. 즉, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)에 대한 커맨드 데이터는, 1개의 동기 주기 내에 복수 마련된 통신 주기의 모든 기간에서 송수신을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)에 대한 제어 지령은, 터치 센싱으로 한정되지 않고, 다른 슬레이브 장치(20)에 대한 제어 지령과 비교하여 용접 작업에 있어서 중요한 요소이다. 그 때문에, 이러한 제어 지령이 통신 주기의 모든 기간에서 송수신되는 것에 의해, 제어 장치(10)와 용접 로봇(21) 및 용접 전원(22)의 사이에서 동기하여 동작하기 쉬워져, 용접 작업의 품질이 향상된다.
<재송 처리의 설명>
다음으로, 정기 통신에서 행해지는 재송 처리에 대하여 설명한다. 정기 통신에서는, 제어 지령 프레임의 송수신이 실패한 경우에 재시도하는 재송 처리가 행해진다. 도 8~11은 재송 처리에 의해 제어 지령 프레임이 송수신되는 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 8~11에 나타내는 예에 있어서, 동기 주기는 5msec, 통신 주기는 1msec로 한다. 또한, 도 5 및 도 6에 나타내는 용접 로봇(21)과 같이, 1개의 동기 주기 내의 모든 통신 주기에서 커맨드 데이터를 송수신하는 경우에 대하여 설명한다.
여기서, 각 슬레이브 장치(20)에서는, 동기 주기의 기간 내에 있어서, 각 슬레이브 장치(20)의 제약에 의해, 수신한 커맨드 데이터가 사용 불가하게 되는 기간(이하, 사용 불가 영역이라고 칭한다)이 존재하는 경우가 있다. 슬레이브 장치(20)에서 제어 지령 프레임의 수신이 이 사용 불가 영역에 행해지면, 제어 지령 프레임의 커맨드 데이터가 사용되지 않게 된다. 도 8~11에 나타내는 예에 있어서, 사용 불가 영역은, 동기 주기 내에서, 최초의 통신 주기에 해당하는 1번째의 통신 주기와, 마지막의 통신 주기에 해당하는 5번째의 통신 주기에 존재한다. 또한, 도 8~10에 나타내는 예에서는, 사용 불가 영역의 길이는 통신 주기의 1/4(즉, 250μsec)이고, 도 11에 나타내는 예에서는, 통신 주기의 1/4보다 짧은 것으로 하여 설명한다.
우선, 도 8에 나타내는 예에서는 재송 처리는 행해지고 있지 않고, 각 통신 주기에 있어서 1개의 제어 지령 프레임의 송수신이 행해진다. 또한, 제어 지령 프레임의 송수신은, 각 통신 주기의 종료 부근에서 행해지고 있다. 부언하면, 통신 주기를, 균등하게 앞으로부터 「초기 구간」, 「중간 구간」, 「종기(終期) 구간」의 3개의 구간으로 분할한 경우에, 제어 지령 프레임의 송수신이 3번째의 종기 구간에서 행해지고 있다. 그 때문에, 동기 주기에서 5번째의 통신 주기에서 수신된 제어 지령 프레임은, 사용 불가 영역에 들어가 있기 때문에 사용되지 않는다.
다음으로, 도 9에 나타내는 예는, 제어 지령 프레임의 송수신이 각 통신 주기의 종료 부근(종기 구간)에서 행해지고, 또한 재송 처리가 행해진 경우를 나타내고 있다. 이 재송 처리에서는, 제어 지령 프레임의 송수신이 실패한 것에 의해, 최대 2회 재송되어, 송수신을 보완한다. 또한, 도 8에 나타내는 예와 마찬가지로, 동기 주기 내에서 5번째의 통신 주기에서 송신된 제어 지령 프레임은 사용 불가 영역에 들어가 있기 때문에 사용되지 않는다. 그 때문에, 동기 주기 내에서 사용 가능한 제어 지령 프레임의 수는, 재송된 것도 포함하여 12개가 된다.
한편, 도 10에 나타내는 예는, 제어 지령 프레임의 송수신이 통신 주기의 중앙 부근에서 행해지고, 또한 재송 처리가 행해진 경우를 나타내고 있다. 부언하면, 제어 지령 프레임의 송수신이, 통신 주기를 3분할한 경우의 중간 구간에서 행해지고, 또한 재송 처리가 행해지고 있다. 이 재송 처리에서는, 동기 주기 내에서 5번째의 통신 주기에서 송신된 제어 지령 프레임은 사용 불가 영역에 들어가 있지 않기 때문에, 사용 가능하다. 그 때문에, 동기 주기 내에서 사용 가능한 제어 지령 프레임의 수는, 재송된 것도 포함하여 13개가 된다. 이와 같이, 제어 지령 프레임의 송수신이 통신 주기의 중앙 부근(중간 구간)에서 행해지면, 예컨대, 도 9와 같이 제어 지령 프레임의 송수신이 통신 주기의 종료 부근(종기 구간)에서 행해진 경우와 비교하여, 동기 주기 내에서 송수신 가능한 제어 지령 프레임의 수가 증가하는 경우가 있다. 동기 주기 내에서 송수신 가능한 제어 지령 프레임의 수가 증가하면, 커맨드 데이터를 확보하기 쉬워져 동기 제어의 신뢰성이 향상된다.
부언하면, 사용 불가 영역은 1번째의 통신 주기에도 존재하고 있기 때문에, 그 사용 불가 영역의 직후에 제어 지령 프레임을 송수신하는 타이밍을 설정하면 된다. 도 11에 나타내는 예에서는, 도 8~도 10의 예와 비교하여, 동기 주기 및 통신 주기의 길이는 동일하고, 사용 불가 영역을 짧게 하고 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 도 8~10의 경우보다 사용 불가 영역이 짧으면, 통신 주기의 중앙 부근보다 앞, 즉, 통신 주기를 3분할한 경우의 초기 구간에 제어 지령 프레임의 송수신을 행함으로써, 5번째의 통신 주기에서 재송된 제어 지령 프레임도 사용 불가 영역에 들어가지 않고 송수신된다. 그 때문에, 도 11에 나타내는 예에서는, 동기 주기 내에서 사용 가능한 제어 지령 프레임의 수는, 재송된 것도 포함하여 15개가 된다. 부언하면, 도 9~도 11에 나타내는 바와 같이, 제어 지령 프레임을 송수신하는 타이밍은, 그 송수신이 실패한 경우에 제어 지령 프레임을 재송하기 위한 기간을 고려하여, 통신 주기를 균등하게 3분할한 경우의 1번째의 초기 구간 내 또는 2번째의 중간 구간 내의 어느 한쪽에 있는 것이 바람직하다. 또한, 사용 불가 영역이 긴 경우를 고려하면, 제어 지령 프레임을 송수신하는 타이밍은, 통신 주기를 균등하게 3분할한 경우의 2번째의 중간 구간 내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 사용 불가 영역의 길이는, 상술한 바와 같이, 제약에 의해 슬레이브 장치(20)마다 정해져 있다. 그 때문에, 제어 지령 프레임의 송수신의 타이밍은, 예컨대, 어느 슬레이브 장치(20)의 사용 불가 영역에도 들어가지 않도록, 용접 시스템(1) 내의 모든 슬레이브 장치(20) 중에서 사용 불가 영역이 가장 긴 것을 기준으로 하여 설정된다.
<용접 시스템의 다른 구성예>
다음으로, 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템(1)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 12는 본 실시의 형태와 관련되는 용접 시스템(1)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내는 구성에서는, 도 1에 나타내는 구성에 새롭게 분기 장치(30)가 마련되어 있다. 이 분기 장치(30)는, 네트워크에 있어서 제어 장치(10)와 슬레이브 장치(20)의 사이에 마련되고, 각 슬레이브 장치(20)와 접속된다. 여기서, 도 1에 나타내는 용접 시스템(1)은, 제어 장치(10)에서 생성된 데이터가 차례로 각 슬레이브 장치(20)를 통과하여 가고, 되돌아서 다시 제어 장치(10)로 돌아오도록 구성되어 있었다. 한편, 도 12에 나타내는 용접 시스템(1)은, 제어 장치(10)로부터 각 슬레이브 장치(20)로의 통신이 분기 장치(30)를 통해서 행해지도록 구성되어 있다.
예컨대, 어느 데이터가 제어 장치(10)로부터 송신된 경우, 우선 분기 장치(30)가 데이터를 수신한다. 그 후, 분기 장치(30)는, 수신한 데이터를 용접 로봇(21)에 송신하고, 되돌아서 용접 로봇(21)으로부터 재차 데이터를 수신한다. 다음으로, 분기 장치(30)는, 데이터를 용접 전원(22)에 송신하고, 되돌아서 용접 전원(22)으로부터 재차 데이터를 수신한다. 이와 같이, 제어 장치(10)로부터 송신된 데이터는, 우선 분기 장치(30)에 송신되고, 그 후, 분기 장치(30)로부터 각 슬레이브 장치(20)에 대하여 차례로 송신된다. 그리고, 분기 장치(30)는, 마지막의 슬레이브 장치(20)인 디지털 출력 장치(26)에 데이터를 송신하고, 되돌아서 디지털 출력 장치(26)로부터 재차 데이터를 수신하면, 수신한 데이터를 제어 장치(10)에 반송한다.
여기서, 전원이 OFF로 되어 있는 슬레이브 장치(20)나 에러가 발생하고 있는 슬레이브 장치(20)와 같이, 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)가 존재하는 경우, 제어 장치(10)는, 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)를 네트워크로부터 절단하는 처리를 행한다. 즉, 제어 장치(10)는, 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)를 네트워크로부터 절단하여 절단한 슬레이브 장치(20)에 대하여 데이터를 송신하지 않도록, 분기 장치(30)를 제어한다.
구체적으로는, 제어 장치(10)는, 예컨대, 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)에 접속되어 있는 분기 장치(30)의 포트를 차단하도록, 분기 장치(30)에 명령한다. 그 때문에, 예컨대, 용접 전원(22)의 전원이 OFF로 되어 있는 경우, 분기 장치(30)는, 용접 로봇(21)에 데이터를 송신한 후, 용접 로봇(21)으로부터 반송되어 온 데이터를, 용접 전원(22)이 아닌 포지셔너(23)에 송신한다.
도 13은 도 12에 나타내는 용접 시스템(1)에 있어서 행해지는 통신의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, 작업자가 제어 장치(10)의 전원을 넣으면, 제어 장치(10)의 제어 지령부(11)는, 기억부(12)에 기억된 동기 DB의 정보를 취득한다(스텝 301). 다음으로, 제어 지령부(11)는, 분기 장치(30)를 통해서 접속된 각 슬레이브 장치(20)를 검출한다(스텝 302). 그리고, 제어 지령부(11)는, 네트워크상에서 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)를 무효 장치라고 판단하고, 네트워크로부터 절단하는 처리를 행하도록 분기 장치(30)를 제어한다(스텝 303).
다음으로, 제어 지령부(11)는, 검출한 각 슬레이브 장치(20)에 있어서의 파라미터 설정 및 파라미터의 보정을 행하기 위해, 통신부(13)를 통해서 각 슬레이브 장치(20)에 비정기 통신의 지령을 송신한다(스텝 304). 이 비정기 통신의 지령은, 우선 제어 장치(10)로부터 분기 장치(30)에 송신되고, 그 후, 스텝 303에서 네트워크로부터 절단된 슬레이브 장치(20) 이외의 다른 슬레이브 장치(20)에 대하여 차례로 송신된다. 비정기 통신의 지령에 의해 각 슬레이브 장치(20)의 파라미터 설정 및 보정이 행해진 후, 제어 지령부(11)는, 정기 통신을 개시한다(스텝 305).
정기 통신에 있어서, 제어 지령부(11)는, 도 4에 나타내는 스텝 104와 마찬가지로, 동기 DB의 정보를 기초로 동기 주기마다 클록 신호를 생성하고, 분기 장치(30)에 송신한다. 또한, 제어 지령부(11)는, 동기 DB의 정보를 기초로, 1개의 동기 주기 내에서 복수 마련된 통신 주기마다 제어 지령 프레임을 생성하고, 분기 장치(30)에 송신한다. 분기 장치(30)는, 제어 장치(10)로부터 송신된 클록 신호 및 제어 지령 프레임을, 스텝 303에서 네트워크로부터 절단한 슬레이브 장치(20)에는 송신하지 않고, 다른 슬레이브 장치(20)에 대하여 차례로 송신한다. 또한, 제어 지령 프레임은, 네트워크로부터 절단된 슬레이브 장치(20)를 제외한 모든 슬레이브 장치(20)에 송신된 후, 분기 장치(30)로부터 제어 장치(10)에 반송된다.
이와 같이, 도 12에 나타내는 용접 시스템(1)에 있어서, 제어 장치(10)가 송신하는 데이터는, 네트워크상에서 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)에는 송신되지 않고, 다른 슬레이브 장치(20)에 대하여 차례로 송신된다. 여기서, 도 1에 나타내는 용접 시스템(1)에서는, 제어 장치(10)로부터 각 슬레이브 장치(20)까지 연속하여 접속되어 있기 때문에, 예컨대 어느 슬레이브 장치(20)의 전원이 OFF로 되어 있으면, 용접 시스템(1) 전체에서 동기 제어의 통신이 행해지지 않는 경우가 있다. 한편, 도 12에 나타내는 구성에서는, 용접 시스템(1) 내에 정상적으로 동작하고 있지 않은 슬레이브 장치(20)가 존재하는 경우에 있어서도, 제어 지령 프레임은, 정상적으로 동작하고 있는 다른 슬레이브 장치(20)에 송신된다. 그 때문에, 정상적으로 동작하고 있는 각 슬레이브 장치(20)는 동기하여 동작하도록 제어된다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 용접을 행하는 시스템에서 동기 제어하는 경우에 대하여 설명했지만, 이와 같은 구성으로 한정되는 것은 아니다. 본 실시의 형태에 대해서는, 산업용 로봇을 포함하는 다른 시스템에 적용된다.
이상, 본 발명을 실시의 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태로는 한정되지 않는다. 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈하는 일 없이 다양하게 변경하거나 대체 태양을 채용하는 것이 가능한 것은, 당업자에게 분명하다.
1 : 용접 시스템
10 : 제어 장치
11 : 제어 지령부
12 : 기억부
13 : 통신부
20 : 슬레이브 장치
21 : 용접 로봇
22 : 용접 전원
23 : 포지셔너
24 : 슬라이더
25 : 디지털 입력 장치
26 : 디지털 출력 장치
30 : 분기 장치

Claims (7)

  1. 제어 장치와 1개 또는 복수의 제어 대상 장치가 네트워크를 통해서 접속되는 통신 제어 시스템으로서,
    상기 제어 장치는,
    상기 제어 대상 장치와의 동기를 취하기 위한 기간인 동기 주기와, 해당 동기 주기의 1주기 내에 복수 마련된 기간인 통신 주기의 정보를 기억하는 기억 수단과,
    상기 제어 대상 장치에 대하여 동기하여 동작하도록 지령하기 위한 제어 지령을 해당 제어 대상 장치마다 연산하는 연산 수단과,
    상기 기억 수단에서 기억된 정보를 기초로, 상기 동기 주기 내에 각 제어 대상 장치와의 사이에서 상기 제어 지령을 송수신하도록 제어하고, 각 제어 대상 장치에 대응하는 제어 지령의 각각을, 해당 동기 주기 내에 복수 마련된 상기 통신 주기 중 적어도 1개의 통신 주기에 할당하고, 할당한 제어 지령을 포함하는 데이터를 해당 통신 주기마다 송수신하는 통신 제어 수단
    을 구비하되,
    상기 통신 제어 수단은, 상기 통신 주기 내에 있어서 상기 제어 대상 장치에 대하여 상기 제어 지령을 송수신하는 타이밍이, 해당 통신 주기를 균등하게 3분할한 경우의 1번째의 구간 내 또는 2번째의 구간 내의 어느 한쪽에 있는 것을 특징으로 하는
    통신 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 대상 장치에는, 용접에 이용되는 산업용 로봇 및 용접 전원의 각각이 적어도 1개 이상 포함되고,
    상기 통신 제어 수단은, 상기 동기 주기 내에 복수 마련된 상기 통신 주기의 모든 통신 주기에서, 상기 산업용 로봇 및 상기 용접 전원에 대하여 각각 대응하는 상기 제어 지령의 송수신을 행하는
    것을 특징으로 하는 통신 제어 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동기 주기가 10msec 이하의 길이이고, 상기 통신 주기가 5msec 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 통신 제어 시스템.

  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크에 있어서 상기 제어 장치와 상기 제어 대상 장치의 사이에 마련되고, 해당 제어 장치의 상기 통신 제어 수단으로부터 송신된 데이터를 각 제어 대상 장치에 차례로 송신하는 분기 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 제어 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크는 유선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 제어 시스템.
  7. 제어 장치와 1개 또는 복수의 제어 대상 장치의 사이에서 통신을 행하여 동기시키는 통신 제어 방법으로서,
    상기 제어 대상 장치에 대하여 동기하여 동작하도록 지령하기 위한 제어 지령을 해당 제어 대상 장치마다 연산하는 스텝과,
    상기 제어 장치와 상기 제어 대상 장치의 사이에서 동기를 취하기 위한 기간으로서 미리 정해진 동기 주기 내에, 각 제어 대상 장치와의 사이에서 상기 제어 지령을 송수신하도록 제어하는 스텝과,
    각 제어 대상 장치에 대응하는 제어 지령의 각각을, 해당 동기 주기의 1주기 내에 복수 마련된 기간인 통신 주기 중 적어도 1개의 통신 주기에 할당하는 스텝과,
    할당한 제어 지령을 포함하는 데이터를 해당 통신 주기마다 송수신하는 스텝
    을 포함하되,
    상기 통신 주기 내에 있어서 상기 제어 대상 장치에 대하여 상기 제어 지령을 송수신하는 타이밍이, 해당 통신 주기를 균등하게 3분할한 경우의 1번째의 구간 내 또는 2번째의 구간 내의 어느 한쪽에 있는 것을 특징으로 하는
    통신 제어 방법.
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