WO2016129294A1 - 通信制御システム及び通信制御方法 - Google Patents

通信制御システム及び通信制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016129294A1
WO2016129294A1 PCT/JP2016/050047 JP2016050047W WO2016129294A1 WO 2016129294 A1 WO2016129294 A1 WO 2016129294A1 JP 2016050047 W JP2016050047 W JP 2016050047W WO 2016129294 A1 WO2016129294 A1 WO 2016129294A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
communication
synchronization
cycle
data
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/050047
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直希 木田
修一 稲田
努 大根
尭 和田
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Priority to KR1020177022326A priority Critical patent/KR101965994B1/ko
Priority to US15/544,701 priority patent/US10493623B2/en
Priority to CN201680009720.1A priority patent/CN107210942B/zh
Priority to EP16748939.2A priority patent/EP3258650B1/en
Publication of WO2016129294A1 publication Critical patent/WO2016129294A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40052—High-speed IEEE 1394 serial bus
    • H04L12/40058—Isochronous transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0008—Synchronisation information channels, e.g. clock distribution lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45104—Lasrobot, welding robot
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller
    • Y10S901/06—Communication with another machine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/30—End effector
    • Y10S901/41—Tool
    • Y10S901/42—Welding

Definitions

  • the present invention relates to a communication control system and a communication control method.
  • an industrial robot used for welding generally operates in synchronization with peripheral devices such as a welding power source, a positioner, and a slider.
  • peripheral devices such as a welding power source, a positioner, and a slider.
  • a synchronization method for example, a method of controlling communication via a network using RS-232C, RS-485, RS-422, Ethernet (registered trademark), CAN (Controller Area Network) (registered trademark), or the like is used. It is done.
  • Patent Document 1 discloses an indeterminate method of generating a transmission request at an arbitrary time in a communication control device that communicates with one or a plurality of control devices via a network. Communicating the transmission contents of the periodic transmission unit, the periodic transmission unit that generates a transmission request at regular intervals, the communication unit that communicates transmission data of the non-periodic transmission unit and the periodic transmission unit with the network The communication processing time required for the non-periodic transmission unit communication processing that is requested to be transmitted is calculated, the remaining time of the fixed period transmission unit is obtained, and the communication processing time is compared with the remaining period of the fixed period In addition, it is described that there is a schedule unit that transmits the transmission content of the non-periodic transmission unit to the communication unit.
  • An object of the present invention is to enable each device to operate synchronously even when the data transmitted and received to operate a plurality of devices in synchronization exceeds the capacity that can be transmitted and received in one communication. There is.
  • the present invention is a communication control system in which a control device and one or more control target devices are connected via a network, and the control device is for synchronizing with the control target device.
  • the control device For instructing the control target device to operate synchronously, and storage means for storing information on a synchronization period that is a period of the above and a communication period that is a plurality of periods provided in one period of the synchronization period
  • storage means for storing information on a synchronization period that is a period of the above and a communication period that is a plurality of periods provided in one period of the synchronization period
  • control is performed so that the control command is transmitted and received between each control target device during the synchronization period
  • a control command corresponding to each control target device is assigned to at least one communication cycle among a plurality of communication cycles provided in the synchronization cycle, and data including the assigned control command is transmitted and received for each communication cycle.
  • a communication control system characterized by a control unit.
  • the control target device includes at least one of industrial robots and welding power sources used for welding, and the communication control means is provided for all communication cycles of a plurality of communication cycles provided during the synchronization cycle.
  • the control commands corresponding to the industrial robot and the welding power source may be transmitted and received.
  • the communication control means can transmit or receive a control command to / from the control target device during the communication cycle either within the first interval or the second interval when the communication cycle is equally divided into three. It may be.
  • the synchronization period may be 10 msec or less and the communication period may be 5 msec or less.
  • the communication control system further includes a branch device that is provided between the control device and the control target device in the network and that sequentially transmits data transmitted from the communication control means of the control device to each control target device. It may be. Further, the network may be configured by wire.
  • the present invention is a communication control method for communicating and synchronizing between a control device and one or more control target devices, and operates in synchronization with the control target device.
  • Each control target device during a step of calculating a control command for instructing each control target device for each control target device and a synchronization period that is predetermined as a period for synchronizing between the control device and the control target device
  • At least one of a communication cycle that is a period provided with a plurality of control commands corresponding to each control target device and a step of controlling to transmit / receive control commands to / from each of the control target devices.
  • a communication control method including a step of assigning to a communication cycle and a step of transmitting and receiving data including the assigned control command for each communication cycle.
  • each device can be operated in synchronization even when data transmitted / received to operate a plurality of devices in synchronization exceeds the capacity that can be transmitted / received in one communication, each device can be operated in synchronization.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a welding system 1 according to the present embodiment.
  • a welding system 1 includes a control device 10, a welding robot 21, a welding power source 22, a positioner 23, a slider 24, a digital input device 25, and a digital output device. 26.
  • the control device 10 functions as a master
  • the other welding robot 21, the welding power source 22, the positioner 23, the slider 24, the digital input device 25, and the digital output device 26 function as slaves.
  • the welding system 1 is comprised so that a master and a slave may operate
  • slave devices 20 when it is not necessary to distinguish the welding robot 21, the welding power source 22, the positioner 23, the slider 24, the digital input device 25, and the digital output device 26, they may be referred to as slave devices 20. Moreover, in this Embodiment, the slave apparatus 20 is used as an example of a control object apparatus.
  • EtherCAT registered trademark
  • wired communication is performed in the network and EtherCAT (registered trademark) is used as the communication method, but the present invention is not limited to such a configuration.
  • the type of communication method is not limited to EtherCAT, and wired communication or wireless communication may be used.
  • the control device 10 is a device that controls processing in the welding system 1 and generates a control command for instructing each slave device 20 to operate in synchronization.
  • the control device 10 generates a control command for each slave device 20, stores the generated control command in a frame, and transmits it to each slave device 20. That is, in a frame (hereinafter referred to as a control command frame) that the control device 10 transmits as a control command for the slave device 20, for example, control command data for the welding robot 21 or a control command for the welding power source 22. Such data is stored.
  • a period for synchronization between the control device 10 and the slave device 20 (hereinafter referred to as a synchronization cycle) is determined in advance. Also, a communication cycle that is a period obtained by further dividing the synchronization cycle is determined in advance. That is, a plurality of communication periods shorter than the synchronization period are provided in one synchronization period, and the synchronization period has a length equal to or longer than two communication periods.
  • the format of a frame transmitted and received in order to operate synchronously in the welding system 1 is determined by a communication method such as EtherCAT, for example, and the maximum capacity of the frame that can be transmitted and received at one time (for example, 1500 bytes) is also decided. For this reason, even if a control command frame having a number of bytes exceeding the maximum capacity is transmitted, it is discarded, for example, by the receiving device, and data transmission / reception is not normally performed. Also in the present embodiment, if the control device 10 tries to store all the control commands for the slave devices 20 in one control command frame, the maximum capacity of the determined frame will be exceeded.
  • the control device 10 does not concentrate the control commands for all the slave devices 20 in one communication cycle and transmits them at a time, but provides a plurality of control commands in the synchronization cycle so as to be within the maximum frame capacity.
  • the control command for each slave device 20 is distributed in each of the communication cycles.
  • the control apparatus 10 produces
  • the control device 10 controls the control command data for the welding robot 21, the control command data for the welding power source 22, and the control command data for the digital output device 26. Is transmitted in a control command frame.
  • the control device 10 receives the control command data for the welding robot 21, the control command data for the welding power source 22, and the control command for the positioner 23. Data and control command data for the slider 24 are stored in a control command frame and transmitted.
  • a control command for each slave device 20 is assigned to at least one communication cycle among a plurality of communication cycles provided in the synchronization cycle. Sent.
  • control device 10 transmits a clock signal for notifying each slave device 20 of the synchronization timing for each synchronization cycle.
  • the control device 10 repeatedly executes such processing for transmitting the clock signal and the control command frame for each synchronization period, and performs control to synchronize with each slave device 20.
  • the welding robot 21 includes an arm having a plurality of joints and performs various operations related to welding. Further, a welding torch for performing welding work on the workpiece is provided at the tip of the arm of the welding robot 21.
  • the welding power source 22 supplies power to electrodes (for example, welding wires) held on the welding torch of the welding robot 21.
  • electrodes for example, welding wires
  • an arc is generated at the electrode of the welding torch provided in the welding robot 21.
  • the positioner 23 adjusts the position of the workpiece.
  • the slider 24 is disposed under the welding robot 21 and moves the welding robot 21.
  • the digital input device 25 is, for example, a keyboard or a touch panel display, and accepts input of digital data from the outside.
  • the digital output device 26 is a display device having a display, for example, and outputs digital data to the outside.
  • each slave device 20 When each slave device 20 receives a control command frame in which data of a control command addressed to itself (hereinafter, control command data generated by the control device 10 is referred to as command data) is stored, Get command data addressed to itself. Each slave device 20 executes an operation by reflecting the control command of the command data acquired within one synchronization period at each timing of receiving the clock signal, with the reception interval of the clock signal as a synchronization period.
  • each slave device 20 when each slave device 20 receives a control command frame in which command data addressed to itself is stored, the slave device 20 returns data of content that feeds back an operation state at the time of reception (that is, an execution result of the control command at the time of reception). (Hereinafter, data generated as a result of executing the control command is referred to as monitor data). Each slave device 20 stores the generated monitor data in the control command frame instead of the command data addressed to itself, and transmits it to the control device 10.
  • control command frame is transmitted from the control device 10 to each slave device 20, received by all the slave devices 20, and then turned back and passes through all the slave devices 20, and finally the control device.
  • control apparatus 10 acquires the monitor data of each slave apparatus 20 stored in the returned control command frame. Command data and monitor data are exchanged between the control device 10 and each slave device 20, and synchronous control by the control device 10 is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the control device 10 according to the present embodiment.
  • the control device 10 includes a control command unit 11 that generates a control command for each slave device 20 and outputs a control command frame, a storage unit 12 that stores information about a synchronization period and a communication cycle, and each slave device 20. And a communication unit 13 for transmitting and receiving data.
  • the control command unit 11 calculates a specified value that specifies the operation of each slave device 20 and generates command data. Then, the control command unit 11 transmits a control command frame storing the generated command data to each slave device 20 via the communication unit 13. In addition, the control command unit 11 receives the control command frame returned through each slave device 20 from the communication unit 13, acquires the monitor data stored in the received control command frame, and acquires each slave device 20. Recognize the processing result. Further, the control command unit 11 transmits a clock signal to each slave device 20 for each synchronization period.
  • control command unit 11 sends commands for setting parameters and correcting parameters used for the operation of the slave device 20 before transmitting a clock signal or a control command frame to each slave device 20. 20 to send.
  • the command transmitted here is a command that is transmitted irregularly with respect to a periodic command that is transmitted at a constant cycle, such as a synchronization cycle or a communication cycle, and uses the surplus time of the synchronization cycle or communication cycle. And sent.
  • communication performed for parameter setting or the like of the slave device 20 is referred to as non-periodic communication, and communication performed in the synchronization period or communication period after the non-periodic communication is performed is referred to as periodic communication. I will do it.
  • the control command unit 11 is used as an example of a calculation unit and a communication control unit.
  • the storage unit 12 stores a database (hereinafter referred to as a synchronization DB) that defines information related to the synchronization period and the communication period.
  • the synchronization DB stores the length of time of the synchronization period and the communication period, the timing of the communication period for transmitting command data addressed to each slave device 20 in the synchronization period, and the command data addressed to each slave device 20. Information such as the position in the control command frame is stored.
  • the information in the synchronization DB is used when the control command unit 11 transmits a clock signal and a control command frame by regular communication.
  • the storage unit 12 is used as an example of a storage unit.
  • the communication unit 13 transmits and receives data in regular communication and non-periodic communication. For example, in regular communication, the communication unit 13 transmits the control command frame generated by the control command unit 11 from the control device 10 to each slave device 20. In addition, the communication unit 13 receives the control command frame returned through each slave device 20, and outputs the received control command frame to the control command unit 11.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the control device 10.
  • the control device 10 is realized by, for example, a general-purpose PC (Personal Computer), and includes a CPU 101, a main memory 102 that is a storage area, and a magnetic disk device (HDD: Hard Disk Disk Drive) 103.
  • the CPU 101 executes various programs such as an OS (Operating System) and application software to realize each function of the control device 10.
  • the main memory 102 is a storage area for storing various programs and data used for execution thereof
  • the HDD (magnetic disk device) 103 is a storage for storing input data for various programs, output data from various programs, and the like. It is an area.
  • control apparatus 10 includes a communication I / F 104 for performing communication with the outside, a display mechanism 105 including a video memory and a display, an input device 106 such as a keyboard and a mouse, and a storage medium. And a driver 107 for reading and writing.
  • control command unit 11 in the control device 10 is realized by the CPU 101 executing various programs such as the OS and application software.
  • the storage unit 12 is realized by the HDD 103, for example.
  • the communication part 13 is implement
  • FIG. 3 is merely a hardware configuration example, and the control device 10 is not limited to the illustrated configuration.
  • the program for realizing the embodiment of the present invention can be provided by being stored and distributed in a magnetic disk, an optical disk, a semiconductor memory, or other recording medium, or distributed via a network. .
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of communication performed in the welding system 1.
  • the control command unit 11 of the control device 10 acquires the information of the synchronization DB stored in the storage unit 12 (step 101).
  • the control command unit 11 detects each slave device 20 existing on the network in the welding system 1 (step 102).
  • information such as the IP address of each slave device 20 is stored in advance in the synchronization DB or the like.
  • the control command unit 11 transmits data to the network, and detects in what order slave devices 20 having a predetermined IP address are arranged on the network.
  • control command unit 11 transmits a non-periodic communication command to each slave device 20 via the communication unit 13 in order to perform parameter setting and parameter correction in each detected slave device 20 (step 103). . After the parameter setting and correction of each slave device 20 is performed by the non-periodic communication command, the control command unit 11 starts the regular communication (step 104).
  • the control command unit 11 In the regular communication, the control command unit 11 generates a clock signal for each synchronization period based on the information in the synchronization DB acquired in step 101 and transmits the clock signal to each slave device 20. In addition, the control command unit 11 generates command data for each slave device 20. Then, the control command unit 11 assigns each command data corresponding to each slave device 20 to at least one communication cycle of the synchronization cycle based on the information in the synchronization DB, and assigns the command data assigned thereto.
  • a control command frame including is transmitted every communication cycle.
  • control command unit 11 receives the control command frame that has returned after passing through all the slave devices 20, and recognizes the processing result of each slave device 20 based on the monitor data stored in the control command frame. . Such transmission / reception of the control command frame is performed for each communication cycle, and processing of one synchronization cycle is performed. Further, processing in one synchronization cycle is repeatedly executed, and the slave devices 20 are controlled to operate in synchronization.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining an example of a control command frame transmitted from the control device 10 to each slave device 20 by regular communication.
  • the synchronization period is divided into five, and five communication periods are included in the synchronization period. Also, it is assumed that the synchronization period is 5 msec and the communication period is 1 msec.
  • data 1 to data 6 are data generated for each slave device 20 as command data addressed to the slave device 20.
  • data 1 is data for the welding robot 21
  • data 2 is data for the welding power source 22
  • data 3 is data for the positioner 23.
  • Data 4 is data for the slider 24
  • data 5 is data for the digital input device 25
  • data 6 is data for the digital output device 26.
  • the control device 10 allocates data 1 to data 6 that are data addressed to each slave device 20 based on the synchronization DB stored in the storage unit 12 and transmits the data in each communication cycle.
  • data 1, data 2, and data 6 are transmitted in the first communication cycle.
  • data 1, data 2, data 3, and data 4 are transmitted in the second communication cycle.
  • data 1, data 2, data 3, and data 4 are transmitted as in the second communication cycle.
  • data 1, data 2, and data 5 are transmitted.
  • data 1 and data 2 are transmitted.
  • the data 1 for the welding robot 21 and the data 2 for the welding power source 22 are transmitted and received in all five communication cycles. Further, the data 3 for the positioner 23 and the data 4 for the slider 24 are transmitted / received in the second and third communication cycles of the five communication cycles. Further, the data 5 for the digital input device 25 is transmitted / received in the fourth communication cycle, and the data 6 for the digital output device 26 is transmitted / received in the first communication cycle.
  • a control command frame storing data 1, data 2, and data 6 is transmitted 1 msec after the start of transmission.
  • a control command frame is transmitted 2 msec after the start of transmission, 3 msec after the start of transmission, 4 msec after the start of transmission, and 5 msec after the start of transmission.
  • a control command frame is transmitted / received in the fifth communication cycle after 5 msec from the start of transmission, one synchronization cycle is completed. Then, the next synchronization cycle starts. That is, after 6 msec from the start of transmission, a control command frame storing data 1, data 2, and data 6 is transmitted in the first communication period of the next synchronization period.
  • each slave device 20 is transmitted in at least one communication cycle of a plurality of communication cycles in one synchronization cycle. It only needs to be sent and received. That is, in the example shown in FIG. 6, each data of data 1 to data 6 may be transmitted / received in at least one communication cycle among the communication cycles divided into five.
  • each slave device 20 operates by reflecting the acquired command data within one synchronization period at every timing of receiving the clock signal. However, when there are a plurality of acquired command data, Reflect the acquired command data. That is, when the slave device 20 receives a plurality of command data within one synchronization cycle, the slave device 20 reflects the command data received at the end of the synchronization cycle.
  • command data is transmitted to the welding robot 21 and the welding power source 22 in all five communication cycles within the synchronization cycle, the command transmitted in the last fifth communication cycle.
  • the contents of the data are reflected. That is, when the welding robot 21 and the welding power source 22 receive the command data in the first to fourth communication cycles, the monitoring data indicating the operation state at that time is stored and transmitted to the control device 10. However, as a result, the command data of the first to fourth communication periods are not used for executing the operation.
  • command data is transmitted in the second and third communication cycles within the synchronization cycle, so that the contents of the command data transmitted in the third communication cycle are reflected. Is done.
  • command data is not normally transmitted / received due to noise or the like
  • the previous command data is adopted within the same synchronization period.
  • the content of the command data transmitted and received in the fourth communication cycle, which is the previous one is Reflected.
  • command data is transmitted and received in two or more communication cycles during one synchronization cycle, for example, command data is transmitted and received only in one communication cycle during one synchronization cycle. Compared to the above, it becomes easier to secure command data, and the reliability of synchronous control is improved.
  • arc copying means that the relative position between the tip of the welding torch and the welding line is kept constant even if a deviation from the taught welding line trajectory occurs in the welding operation, and the target position of the welding torch is opened. This is a function that keeps it from going ahead.
  • Touch sensing is a method of detecting the position of a workpiece by applying a voltage between the workpiece and the welding wire and detecting the position of the workpiece by using the phenomenon of voltage drop that occurs when the welding wire contacts the workpiece. This function corrects the position of the welding robot 21 based on the position of the workpiece.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a communication processing procedure performed when the welding robot 21 is stopped in touch sensing.
  • the welding power source 22 detects a voltage drop due to the contact (step 201). And the welding power supply 22 stores the monitor data which notifies that it contacted in the control command flame
  • the monitor data which notifies that it contacted in the control command flame
  • the control device 10 when receiving the monitor data for notifying that the welding wire has contacted the workpiece (step 202), the control device 10 sends a command to stop the operation of the welding robot 21 as command data for the welding robot 21 in the control command frame. To store. And the control apparatus 10 transmits a control command flame
  • command data having the same content is normally generated for the same slave device 20 in each communication cycle within one synchronization cycle.
  • the bit portion corresponding to the stop instruction in the command data may be generated with a different value even within one synchronization period.
  • the slave apparatus 20 which received the stop command performs the process which stops operation
  • two control command frames are transmitted and received in steps 201 to 204.
  • the contents of the command data of the two control command frames are different.
  • steps 201 to 204 two control command frames are transmitted and received after the welding power source 22 detects contact until the welding robot 21 stops. Therefore, the control command frame is transmitted / received to / from the welding robot 21 and the welding power source 22 in all five communication cycles within the synchronization cycle, and the stop command bit is reflected in the next communication cycle when the control device 10 detects contact. Since the transmission / reception interval of the stop command is shortened by transmitting the command data, the time from when the welding power source 22 detects contact until the welding robot 21 stops is shortened, and accurate touch sensing is performed.
  • the shorter the communication cycle is, the shorter the interval at which the control device 10 receives the position information of the welding torch in the welding robot 21, and the stability is improved. Further, with regard to the synchronization period, the shorter the synchronization period, the shorter the interval itself for transmitting / receiving command data corresponding to each synchronization period. Therefore, accurate touch sensing is performed and the stability of arc scanning is improved.
  • the synchronization period for example, when the length is greater than 0 msec and less than or equal to 10 msec, highly accurate touch sensing and arc copying are performed.
  • the communication cycle for example, when the length is greater than 0 msec and less than or equal to 5 msec, highly accurate touch sensing and arc copying are performed.
  • control command for the welding robot 21 and the welding power source 22 is not limited to touch sensing, but is an important factor in welding work as compared with the control command for other slave devices 20. Therefore, when these control commands are transmitted and received during the entire communication cycle, the control device 10 and the welding robot 21 and the welding power source 22 can easily operate in synchronization, and the quality of the welding work is improved. .
  • each slave device 20 there may be a period during which the received command data is unavailable (hereinafter referred to as an unusable area) due to restrictions of each slave device 20 within the period of the synchronization cycle.
  • the command data of the control command frame is not used.
  • the unusable area exists in the first communication cycle corresponding to the first communication cycle and the fifth communication cycle corresponding to the last communication cycle in the synchronization cycle.
  • the length of the unusable area is 1/4 of the communication cycle (that is, 250 ⁇ sec), and in the example shown in FIG. 11, it is assumed that it is shorter than 1/4 of the communication cycle. To do.
  • control command frame is transmitted and received in each communication cycle.
  • the transmission / reception of the control command frame is performed near the end of each communication cycle.
  • the control command frame is transmitted and received in the third end section. It has been broken. Therefore, the control command frame received in the fifth communication cycle in the synchronization cycle is not used because it is in the unusable area.
  • FIG. 9 shows a case where transmission / reception of a control command frame is performed near the end of each communication cycle (end period) and further retransmission processing is performed.
  • this retransmission processing the transmission / reception of the control command frame is failed, so that it is retransmitted at most twice to complement the transmission / reception.
  • the control command frame transmitted in the fifth communication cycle within the synchronization cycle is not used because it is in the unusable area. Therefore, the number of control command frames that can be used within the synchronization period is 12 including the retransmitted frames.
  • the example shown in FIG. 10 shows a case where the transmission / reception of the control command frame is performed near the center of the communication cycle and the retransmission process is further performed.
  • transmission / reception of the control command frame is performed in an intermediate section when the communication cycle is divided into three, and further retransmission processing is performed.
  • the control command frame transmitted in the fifth communication cycle within the synchronization cycle is not in the unusable area and can be used. Therefore, the number of control command frames that can be used within the synchronization period is 13 including the retransmitted frames.
  • transmission / reception of the control command frame is performed near the center of the communication cycle (intermediate section), for example, transmission / reception of the control command frame is performed near the end of the communication cycle (end period) as shown in FIG.
  • end period the number of control command frames that can be transmitted and received within the synchronization period may increase. If the number of control command frames that can be transmitted and received within the synchronization period increases, it becomes easier to secure command data and the reliability of synchronization control is improved.
  • the timing for transmitting and receiving the control command frame may be set immediately after the unusable area.
  • the length of the synchronization period and the communication period are the same, and the unusable area is shortened.
  • the control command frame is transmitted / received before the center of the communication cycle, that is, in the initial interval when the communication cycle is divided into three. By doing so, the control command frame retransmitted in the fifth communication cycle is also transmitted and received without entering the unusable area. Therefore, in the example shown in FIG. 11, the number of control command frames that can be used within the synchronization period is 15 including the retransmitted frames.
  • the timing for transmitting / receiving the control command frame is equally divided into three in consideration of the period for retransmitting the control command frame when the transmission / reception fails.
  • the timing for transmitting and receiving the control command frame is more preferably in the second intermediate section when the communication cycle is equally divided into three.
  • the transmission / reception timing of the control command frame is based on, for example, the longest unusable region among all the slave devices 20 in the welding system 1 so as not to enter the unusable region of any slave device 20. Is set.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another configuration example of the welding system 1 according to the present embodiment.
  • a branch device 30 is newly provided in the configuration shown in FIG.
  • the branch device 30 is provided between the control device 10 and the slave device 20 in the network, and is connected to each slave device 20.
  • the welding system 1 shown in FIG. 1 is configured such that data generated by the control device 10 passes through each slave device 20 in turn, and returns to the control device 10 again.
  • the welding system 1 shown in FIG. 12 is configured such that communication from the control device 10 to each slave device 20 is performed via the branch device 30.
  • the branching device 30 when certain data is transmitted from the control device 10, the branching device 30 first receives the data. Thereafter, the branching device 30 transmits the received data to the welding robot 21, loops back, and receives data from the welding robot 21 again. Next, the branching device 30 transmits data to the welding power source 22, loops back, and receives data from the welding power source 22 again. In this way, the data transmitted from the control device 10 is first transmitted to the branch device 30, and then sequentially transmitted from the branch device 30 to each slave device 20. Then, the branching device 30 transmits data to the digital output device 26 that is the last slave device 20, and returns the received data to the control device 10 when receiving the data again from the digital output device 26.
  • the control device 10 when there is a slave device 20 that is not operating normally, such as a slave device 20 that is turned off or a slave device 20 that has an error, the control device 10 operates normally.
  • the slave device 20 that is not connected is disconnected from the network. That is, the control device 10 controls the branch device 30 so that the slave device 20 that is not operating normally is disconnected from the network and data is not transmitted to the slave device 20 that has been disconnected.
  • the control device 10 instructs the branch device 30 to block the port of the branch device 30 connected to the slave device 20 that is not operating normally. Therefore, for example, when the power supply of the welding power source 22 is OFF, the branching device 30 transmits the data returned from the welding robot 21 to the positioner 23 instead of the welding power source 22 after transmitting the data to the welding robot 21. Send to.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of communication performed in the welding system 1 illustrated in FIG.
  • the control command unit 11 of the control device 10 acquires information of the synchronization DB stored in the storage unit 12 (step 301).
  • the control command unit 11 detects each slave device 20 connected via the branch device 30 (step 302). Then, the control command unit 11 determines that the slave device 20 that is not operating normally on the network is an invalid device, and controls the branch device 30 to perform processing for disconnecting from the network (step 303).
  • control command unit 11 transmits a non-periodic communication command to each slave device 20 via the communication unit 13 in order to perform parameter setting and parameter correction in each detected slave device 20 (step 304).
  • This non-periodic communication command is first transmitted from the control device 10 to the branch device 30, and then sequentially transmitted to other slave devices 20 other than the slave device 20 disconnected from the network in step 303.
  • the control command unit 11 starts the regular communication (step 305).
  • the control command unit 11 In the regular communication, the control command unit 11 generates a clock signal for each synchronization period based on the information in the synchronization DB and transmits the clock signal to the branch device 30 as in step 104 shown in FIG. In addition, the control command unit 11 generates a control command frame for each communication cycle provided in a single synchronization cycle based on the information in the synchronization DB, and transmits the control command frame to the branch device 30.
  • the branching device 30 transmits the clock signal and the control command frame transmitted from the control device 10 to the other slave devices 20 in order without transmitting them to the slave device 20 disconnected from the network in step 303. To go.
  • the control command frame is transmitted to all the slave devices 20 except the slave device 20 disconnected from the network, and then returned from the branch device 30 to the control device 10.
  • the data transmitted by the control device 10 is not transmitted to the slave devices 20 that are not operating normally on the network, but in order to the other slave devices 20. Sent to.
  • the control device 10 since the control device 10 is continuously connected to each slave device 20, for example, if the power supply of a certain slave device 20 is OFF, the entire welding system 1 is used. There are cases where communication for synchronous control is not performed.
  • the configuration shown in FIG. 12 even when there is a slave device 20 that is not operating normally in the welding system 1, the control command frame is transmitted to another slave device 20 that is operating normally. . Therefore, each slave device 20 that is operating normally is controlled to operate in synchronization.
  • the present invention is not limited to such a configuration.
  • the present embodiment is applied to other systems including industrial robots.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

　制御装置１０と１つまたは複数の制御対象装置とがネットワークを介して接続されており、制御装置１０は、制御対象装置との同期を取るための期間である同期周期と同期周期の１周期中に複数設けられた期間である通信周期との情報を記憶する記憶手段と、制御対象装置に対して同期して動作するように指令するための制御指令を制御対象装置ごとに演算する演算手段と、記憶手段にて記憶された情報をもとに、同期周期中に各制御対象装置との間で制御指令を送受信するように制御し、各制御対象装置に対応する制御指令のそれぞれを、同期周期中に複数設けられた通信周期のうち少なくとも１つの通信周期に割り当てて、割り当てた制御指令を含むデータを通信周期ごとに送受信する通信制御手段とを備える。従って、複数の装置を同期して動作させるために送受信するデータが１回の通信で送受信可能な容量を超える場合においても各装置を同期して動作させることが可能である。

Description

通信制御システム及び通信制御方法
　本発明は、通信制御システム及び通信制御方法に関する。
　例えば溶接に用いられる産業用ロボットは、溶接電源、ポジショナ、スライダといった周辺の装置と時刻同期して動作するのが一般的である。同期させる方法としては、例えば、ＲＳ－２３２Ｃ、ＲＳ－４８５、ＲＳ－４２２、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＣＡＮ（Controller Area Network）（登録商標）などを用いたネットワークを介して通信制御する方法が用いられる。
　装置間で同期を取るための従来技術として、例えば、特許文献１には、ネットワークを介して、ひとつまたは複数の制御装置と通信する通信制御装置において、任意の時刻で送信要求を発生する非定周期送信部と、定周期で送信要求を発生する定周期送信部と、非定周期送信部と定周期送信部の送信データをネットワークと通信する通信部と、定周期送信部の送信内容を通信部に伝送し、送信要求のある非定周期送信部通信処理に要する通信処理時間を演算し、定周期送信部の定周期の残り時間を求め、通信処理時間と定周期の残り時間とを比較して、非定周期送信部の送信内容を通信部に伝送するスケジュール部とを有することが記載されている。
特開２０１２－１７００３６号公報
　複数の装置を同期して動作させるためには、通常、装置間でデータの送受信が行われるが、例えば、関節が多い多軸の産業用ロボットを使用したり、同期させる装置の数が増えたりすることにより、同期のために送受信するデータの容量が増加してしまう場合がある。ただし、１回の通信で送受信可能なデータ容量には制限があるのが一般的である。そのため、同期のために送受信するデータ容量が増加したために、１回の同期通信ではデータの送受信が行えず、各装置間で正常に同期が行われない場合があった。なお、特許文献１の技術は、同期のために送受信するデータが大容量になった場合のものではない。
　本発明の目的は、複数の装置を同期して動作させるために送受信するデータが、１回の通信で送受信可能な容量を超える場合においても、各装置を同期して動作させることを可能にすることにある。
　かかる目的のもと、本発明は、制御装置と１つまたは複数の制御対象装置とがネットワークを介して接続される通信制御システムであって、制御装置は、制御対象装置との同期を取るための期間である同期周期と、同期周期の１周期中に複数設けられた期間である通信周期との情報を記憶する記憶手段と、制御対象装置に対して同期して動作するように指令するための制御指令を制御対象装置ごとに演算する演算手段と、記憶手段にて記憶された情報をもとに、同期周期中に各制御対象装置との間で制御指令を送受信するように制御し、各制御対象装置に対応する制御指令のそれぞれを、同期周期中に複数設けられた通信周期のうち少なくとも１つの通信周期に割り当てて、割り当てた制御指令を含むデータを通信周期ごとに送受信する通信制御手段とを備えることを特徴とする通信制御システムである。
　ここで、制御対象装置には、溶接に用いられる産業用ロボット及び溶接電源のそれぞれが少なくとも１つ以上含まれ、通信制御手段は、同期周期中に複数設けられた通信周期の全ての通信周期で、産業用ロボット及び溶接電源に対してそれぞれに対応する制御指令の送受信を行う、ものであってよい。
　また、通信制御手段は、通信周期中において制御対象装置に対して制御指令を送受信するタイミングが、通信周期を均等に３分割した場合の１つ目の区間内または２つ目の区間内のいずれかであってよい。
　さらに、同期周期が１０ｍｓｅｃ以下の長さで、通信周期が５ｍｓｅｃ以下の長さであってよい。
　そして、通信制御システムは、ネットワークにおいて制御装置と制御対象装置との間に設けられ、制御装置の通信制御手段から送信されたデータを各制御対象装置へ順番に送信する分岐装置をさらに備える、ものであってよい。
　また、ネットワークは有線にて構成される、ものであってよい。
　また、他の観点から捉えると、本発明は、制御装置と１つまたは複数の制御対象装置との間で通信を行い同期させる通信制御方法であって、制御対象装置に対して同期して動作するように指令するための制御指令を制御対象装置ごとに演算するステップと、制御装置と制御対象装置との間で同期を取るための期間として予め定められた同期周期中に、各制御対象装置との間で制御指令を送受信するように制御するステップと、各制御対象装置に対応する制御指令のそれぞれを、同期周期の１周期中に複数設けられた期間である通信周期のうち少なくとも１つの通信周期に割り当てるステップと、割り当てた制御指令を含むデータを通信周期ごとに送受信するステップとを含む通信制御方法である。
　本発明によれば、複数の装置を同期して動作させるために送受信するデータが、１回の通信で送受信可能な容量を超える場合においても、各装置を同期して動作させることができる。
本実施の形態に係る溶接システムの概略構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る制御装置の機能構成例を示したブロック図である。 制御装置のハードウェア構成例を示す図である。 溶接システムにおいて行われる通信の処理手順の一例を示すフローチャートである。 定期通信にて制御装置が各スレーブ装置に送信する制御指令フレームの一例を説明するための図である。 定期通信にて制御装置が各スレーブ装置に送信する制御指令フレームの一例を説明するための図である。 タッチセンシングにおいて溶接ロボットを停止する際に行われる通信の処理手順の一例を説明するための図である。 再送処理により制御指令フレームが送受信される処理の一例について説明するための図である。 再送処理により制御指令フレームが送受信される処理の一例について説明するための図である。 再送処理により制御指令フレームが送受信される処理の一例について説明するための図である。 再送処理により制御指令フレームが送受信される処理の一例について説明するための図である。 本実施の形態に係る溶接システムの他の構成例を示す図である。 図１２に示す溶接システムにおいて行われる通信の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜システム構成＞
　まず、本発明の通信制御システムを備える本実施の形態に係る溶接システム１について説明する。図１は、本実施の形態に係る溶接システム１の概略構成の一例を示す図である。
　図１に示すように、本実施の形態に係る溶接システム１は、制御装置１０と、溶接ロボット２１と、溶接電源２２と、ポジショナ２３と、スライダ２４と、デジタル入力装置２５と、デジタル出力装置２６とを備えている。ここで、制御装置１０はマスター、その他の溶接ロボット２１、溶接電源２２、ポジショナ２３、スライダ２４、デジタル入力装置２５、デジタル出力装置２６はスレーブとして機能する。そして、溶接システム１は、マスターから送信されたフレームが順番に全てのスレーブを通過していき、折り返して再びマスターへ戻ることにより、マスター及びスレーブを同期して動作させるように構成される。
　以下では、溶接ロボット２１、溶接電源２２、ポジショナ２３、スライダ２４、デジタル入力装置２５、デジタル出力装置２６を区別する必要がない場合には、スレーブ装置２０と称する場合がある。また、本実施の形態では、制御対象装置の一例として、スレーブ装置２０が用いられる。
　また、本実施の形態では、ネットワークにおいて有線による通信が行われ、通信方式にはＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を用いるものとして説明するが、このような構成に限られるものではない。本実施の形態において、通信方式の種類はＥｔｈｅｒＣＡＴに限られず、また有線による通信でも無線による通信でも良いものとする。
　制御装置１０は、溶接システム１における処理を制御する装置であり、各スレーブ装置２０に対して同期して動作するように指令するための制御指令を生成する。ここで、制御装置１０は、スレーブ装置２０ごとに制御指令を生成し、生成した制御指令をフレームに格納して、各スレーブ装置２０に送信する。即ち、制御装置１０がスレーブ装置２０の制御指令として送信するフレーム（以下、制御指令フレームと称する）の中には、例えば、溶接ロボット２１用の制御指令のデータや、溶接電源２２用の制御指令のデータなどが格納される。
　また、制御装置１０が制御指令フレームを送信するにあたり、制御装置１０とスレーブ装置２０との間で同期を取るための期間（以下、同期周期と称する）が予め定められている。また、同期周期をさらに分割した期間である通信周期も予め定められている。即ち、同期周期の１周期中に、同期周期よりも短い通信周期が複数設けられており、同期周期は、２つの通信周期以上の長さを有している。
　ここで、溶接システム１にて同期して動作させるために送受信されるフレームのフォーマットは、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴのような通信方式にて定められており、１回で送受信可能なフレームの最大容量（例えば、１５００ｂｙｔｅ）も決まっている。そのため、最大容量を超えたバイト数の制御指令フレームが送信されても、例えば受信側の装置にて破棄されて、データの送受信が正常に行われない。本実施の形態においても、制御装置１０は、全てのスレーブ装置２０用の制御指令を１つの制御指令フレームに格納しようとすると、定められたフレームの最大容量を超えてしまう。
　そこで、制御装置１０は、全てのスレーブ装置２０用の制御指令を１つの通信周期に集中させて１回で送信するのではなく、フレームの最大容量に収まるように、同期周期の中で複数設けられた通信周期のそれぞれに各スレーブ装置２０用の制御指令を分散させる。そして、制御装置１０は、通信周期ごとに制御指令フレームを生成して送信する。
　例えば、同期周期内での１つ目の通信周期において、制御装置１０は、溶接ロボット２１用の制御指令のデータ、溶接電源２２用の制御指令のデータ、デジタル出力装置２６用の制御指令のデータを制御指令フレームに格納して送信する。次に、例えば、同期周期内での２つ目の通信周期において、制御装置１０は、溶接ロボット２１用の制御指令のデータ、溶接電源２２用の制御指令のデータ、ポジショナ２３用の制御指令のデータ、スライダ２４用の制御指令のデータを制御指令フレームに格納して送信する。ただし、制御装置１０は全てのスレーブ装置２０との間で同期を取るため、それぞれのスレーブ装置２０用の制御指令は、同期周期中に複数設けられた通信周期のうち少なくとも１つの通信周期に割り当てて送信される。
　また、制御装置１０は、同期周期ごとに、各スレーブ装置２０に対して同期のタイミングを知らせるためのクロック信号を送信する。制御装置１０は、このようなクロック信号及び制御指令フレームを送信する処理を同期周期ごとに繰り返し実行して、各スレーブ装置２０との間で同期を取る制御を行う。
　次に、各スレーブ装置２０について説明する。
　溶接ロボット２１は、複数の関節を有する腕（アーム）を備え、溶接に関する各種作業を行う。また、溶接ロボット２１の腕の先端には、ワークに対する溶接作業を行うための溶接トーチが設けられる。
　溶接電源２２は、溶接ロボット２１の溶接トーチに保持された電極（例えば、溶接ワイヤ）に電力を供給する。溶接電源２２が電力を供給することにより、溶接ロボット２１に設けられた溶接トーチの電極にてアークが発生する。
　ポジショナ２３は、ワークの位置を調節する。
　スライダ２４は、溶接ロボット２１の下に配置され、溶接ロボット２１を移動させる。　デジタル入力装置２５は、例えば、キーボード、タッチパネルディスプレイであり、外部からデジタルデータの入力を受け付ける。
　デジタル出力装置２６は、例えば、ディスプレイを有する表示装置であり、デジタルデータを外部に出力する。
　そして、各スレーブ装置２０は、自身宛ての制御指令のデータ（以下、制御装置１０が生成した制御指令のデータをコマンドデータと称する）が格納された制御指令フレームを受信すると、制御指令フレームの中から自身宛てのコマンドデータを取得する。また、各スレーブ装置２０は、クロック信号の受信間隔を同期周期として、クロック信号を受信したタイミングごとに、１つの同期周期内で取得済みのコマンドデータの制御指令を反映させて動作を実行する。
　また、各スレーブ装置２０は、自身宛てのコマンドデータが格納された制御指令フレームを受信すると、受信した時点における動作状況（即ち、受信した時点における制御指令の実行結果）をフィードバックする内容のデータを生成する（以下、制御指令の実行結果として生成されるデータをモニタデータと称する）。そして、各スレーブ装置２０は、自身宛てのコマンドデータに代えて、生成したモニタデータを制御指令フレームに格納し、制御装置１０へ送信する。
　このようにして、制御指令フレームは、制御装置１０から各スレーブ装置２０に送信され、全てのスレーブ装置２０で受信された後、折り返してまた全てのスレーブ装置２０を通過して最終的に制御装置１０に戻る。そして、制御装置１０は、戻ってきた制御指令フレームに格納されている各スレーブ装置２０のモニタデータを取得する。制御装置１０と各スレーブ装置２０との間でコマンドデータ及びモニタデータがやり取りされて、制御装置１０による同期制御が行われる。
＜制御装置の機能構成＞
　次に、本実施の形態に係る制御装置１０の機能構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る制御装置１０の機能構成例を示したブロック図である。制御装置１０は、各スレーブ装置２０に対する制御指令を生成して制御指令フレームを出力する制御指令部１１と、同期周期及び通信周期に関する情報を記憶する記憶部１２と、各スレーブ装置２０との間でデータの送受信を行う通信部１３とを備える。
　制御指令部１１は、各スレーブ装置２０の動作を指定する指定値を演算してコマンドデータを生成する。そして、制御指令部１１は、生成したコマンドデータを格納した制御指令フレームを、通信部１３を介して各スレーブ装置２０に送信する。また、制御指令部１１は、各スレーブ装置２０を通過して戻ってきた制御指令フレームを通信部１３から受け取り、受け取った制御指令フレームに格納されているモニタデータを取得して、各スレーブ装置２０の処理結果を認識する。さらに、制御指令部１１は、同期周期ごとに、各スレーブ装置２０に対してクロック信号を送信する。
　また、制御指令部１１は、各スレーブ装置２０にクロック信号や制御指令フレームを送信する前に、スレーブ装置２０の動作に用いられるパラメータの設定およびパラメータの補正等を行うための指令を各スレーブ装置２０に送信する。ここで送信される指令は、同期周期または通信周期のような一定周期で送信される定期的な指令に対して、不定期に送信される指令であり、同期周期や通信周期の余剰時間を利用して送信される。以下では、このようなスレーブ装置２０のパラメータ設定等のために行われる通信を非定期通信と称し、非定期通信が行われた後の同期周期または通信周期にて行われる通信を定期通信と称することとする。本実施の形態では、演算手段、通信制御手段の一例として、制御指令部１１が用いられる。
　記憶部１２は、同期周期及び通信周期に関する情報を定めたデータベース（以下、同期ＤＢと称する）を記憶する。この同期ＤＢには、同期周期及び通信周期の時間の長さ、同期周期の中で各スレーブ装置２０宛てのコマンドデータを送信する通信周期のタイミング、各スレーブ装置２０宛てのコマンドデータが格納される制御指令フレーム内の位置などの情報が記憶される。この同期ＤＢの情報は、制御指令部１１が定期通信でクロック信号及び制御指令フレームを送信する際に用いられる。本実施の形態では、記憶手段の一例として、記憶部１２が用いられる。
　通信部１３は、定期通信及び非定期通信においてデータの送受信を行う。例えば、定期通信において、通信部１３は、制御指令部１１が生成した制御指令フレームを、制御装置１０から各スレーブ装置２０に送信する。また、通信部１３は、各スレーブ装置２０を通過して戻ってきた制御指令フレームを受信し、受信した制御指令フレームを制御指令部１１に出力する。
＜制御装置のハードウェア構成＞
　次に、制御装置１０のハードウェア構成について説明する。図３は、制御装置１０のハードウェア構成例を示す図である。
　図３に示すように、制御装置１０は、例えば汎用のＰＣ（Personal Computer）等により実現され、ＣＰＵ１０１と、記憶領域であるメインメモリ１０２及び磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）１０３とを備える。ここで、ＣＰＵ１０１は、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行し、制御装置１０の各機能を実現する。また、メインメモリ１０２は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、ＨＤＤ（磁気ディスク装置）１０３は、各種プログラムに対する入力データや各種プログラムからの出力データ等を記憶する記憶領域である。
　また、制御装置１０は、外部との通信を行うための通信Ｉ／Ｆ１０４と、ビデオメモリやディスプレイ等からなる表示機構１０５と、キーボードやマウス等の入力デバイス１０６と、記憶媒体に対してデータの読み書きを行うためのドライバ１０７とを備える。
　そして、例えば、ＣＰＵ１０１がＯＳやアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行することにより、制御装置１０における制御指令部１１の機能が実現される。また、記憶部１２は、例えば、ＨＤＤ１０３により実現される。さらに、通信部１３は、例えば、通信Ｉ／Ｆ１０４により実現される。ただし、図３はハードウェアの構成例に過ぎず、制御装置１０は図示の構成に限定されない。なお、本発明の実施の形態を実現するプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより、提供することができる。
＜通信の処理手順＞
　次に、溶接システム１において行われる通信の処理手順について説明する。図４は、溶接システム１において行われる通信の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、作業者が制御装置１０の電源を入れると、制御装置１０の制御指令部１１は、記憶部１２に記憶された同期ＤＢの情報を取得する（ステップ１０１）。次に、制御指令部１１は、溶接システム１内のネットワーク上に存在する各スレーブ装置２０を検出する（ステップ１０２）。ここで、各スレーブ装置２０の検出に際し、予め各スレーブ装置２０のＩＰアドレス等の情報が同期ＤＢ等に記憶されている。そして、制御指令部１１は、ネットワークにデータを送信し、予め定められたＩＰアドレスを有するスレーブ装置２０がネットワーク上にどのような順番で配置されているかを検出する。
　次に、制御指令部１１は、検出した各スレーブ装置２０におけるパラメータ設定及びパラメータの補正を行うために、通信部１３を介して各スレーブ装置２０に非定期通信の指令を送信する（ステップ１０３）。非定期通信の指令により各スレーブ装置２０のパラメータ設定及び補正が行われた後、制御指令部１１は、定期通信を開始する（ステップ１０４）。
　定期通信において、制御指令部１１は、ステップ１０１で取得した同期ＤＢの情報をもとに、同期周期ごとにクロック信号を生成し、各スレーブ装置２０に送信する。また、制御指令部１１は、スレーブ装置２０ごとにコマンドデータを生成する。そして、制御指令部１１は、同期ＤＢの情報をもとに、各スレーブ装置２０に対応するコマンドデータのそれぞれを、同期周期中の通信周期の少なくとも１つの通信周期に割り当てて、割り当てたコマンドデータを含む制御指令フレームを通信周期ごとに送信する。
　また、制御指令部１１は、全てのスレーブ装置２０を通過して戻ってきた制御指令フレームを受け取り、制御指令フレームに格納されているモニタデータをもとに各スレーブ装置２０の処理結果を認識する。このような制御指令フレームの送受信が通信周期ごとに行われて、１つの同期周期の処理となる。さらに、１つの同期周期の処理が繰り返し実行されて、各スレーブ装置２０が同期して動作するように制御される。
＜定期通信にて送信される制御指令フレームの説明＞
　次に、定期通信にて制御装置１０が各スレーブ装置２０に送信する制御指令フレームについて説明する。図５及び図６は、定期通信にて制御装置１０が各スレーブ装置２０に送信する制御指令フレームの一例を説明するための図である。図５及び図６に示す例では、同期周期が５分割され、同期周期中に通信周期が５つ含まれている。また、同期周期が５ｍｓｅｃ、通信周期が１ｍｓｅｃとして予め定められているものとする。
　図５に示すように、データ１～データ６は、スレーブ装置２０宛てのコマンドデータとしてスレーブ装置２０ごとに生成されるデータである。ここで、データ１は溶接ロボット２１用のデータ、データ２は溶接電源２２用のデータ、データ３はポジショナ２３用のデータである。また、データ４はスライダ２４用のデータ、データ５はデジタル入力装置２５用のデータ、データ６はデジタル出力装置２６用のデータである。
　そして、制御装置１０は、記憶部１２に記憶された同期ＤＢをもとに、各スレーブ装置２０宛てのデータであるデータ１～データ６を、各通信周期に割り当てて送信する。図５に示す例では、１つ目の通信周期で、データ１、データ２、データ６が送信される。２つ目の通信周期では、データ１、データ２、データ３、データ４が送信される。３つ目の通信周期では、２つ目の通信周期と同様に、データ１、データ２、データ３、データ４が送信される。４つ目の通信周期では、データ１、データ２、データ５が送信される。最後の５つ目の通信周期では、データ１、データ２が送信される。
　付言すると、溶接ロボット２１用のデータ１、溶接電源２２用のデータ２は、５つの通信周期の全てで送受信が行われる。また、ポジショナ２３用のデータ３、スライダ２４用のデータ４は、５つの通信周期のうち２つ目及び３つ目の通信周期で送受信が行われる。さらに、デジタル入力装置２５用のデータ５は、４つ目の通信周期で送受信が行われ、デジタル出力装置２６用のデータ６は、１つ目の通信周期で送受信が行われる。
　具体的には、図６に示すように、定期通信の開始時間を「０ｍｓｅｃ」とすると、送信開始から１ｍｓｅｃ後に、データ１、データ２、データ６を格納した制御指令フレームが送信される。同様に、同じ同期周期内の処理として、送信開始から２ｍｓｅｃ後、送信開始から３ｍｓｅｃ後、送信開始から４ｍｓｅｃ後、送信開始から５ｍｓｅｃ後において、制御指令フレームが送信される。また、送信開始から５ｍｓｅｃ後、５つ目の通信周期にて制御指令フレームの送受信が行われると、１つの同期周期が終了する。そして、次の同期周期が開始する。即ち、送信開始から６ｍｓｅｃ後、次の同期周期の１つ目の通信周期において、データ１、データ２、データ６を格納した制御指令フレームが送信される。
　このように、同期して動作するためのデータを各通信周期に割り当てることにより、１回に送受信可能なフレームの最大容量を超えないようにデータの送受信が行われる。また、制御装置１０及び各スレーブ装置２０で同期して動作するためには、各スレーブ装置２０用のデータは、１回の同期周期における複数の通信周期のうちの少なくともいずれか１つの通信周期で送受信されれば良い。即ち、図６に示す例では、データ１～データ６の各データは、５つに分割された通信周期のうちの少なくともいずれか１つの通信周期で送受信されれば良い。
　また、各スレーブ装置２０は、クロック信号を受信したタイミングごとに、１つの同期周期内で取得済みのコマンドデータを反映させて動作するが、取得済みのコマンドデータが複数ある場合には、最後に取得したコマンドデータを反映させる。即ち、スレーブ装置２０は、１つの同期周期内で複数のコマンドデータを受信した場合には、その同期周期の最後に受信したコマンドデータを反映させる。
　図６に示す例では、溶接ロボット２１及び溶接電源２２に対して、同期周期内で５つの通信周期の全てでコマンドデータが送信されるため、最後の５つ目の通信周期で送信されたコマンドデータの内容が反映される。即ち、溶接ロボット２１及び溶接電源２２は、１つ目～４つ目の通信周期でコマンドデータを受信した際には、その時点における動作状況を示すモニタデータを格納して制御装置１０に送信するが、結果的に１つ目～４つ目の通信周期のコマンドデータは動作の実行には使用されないこととなる。
　同様に、ポジショナ２３及びスライダ２４では、同期周期内で２つ目及び３つ目の通信周期にてコマンドデータが送信されるため、３つ目の通信周期で送信されたコマンドデータの内容が反映される。
　また、ノイズ等の発生が原因でコマンドデータの送受信が正常に行われなかった場合には、同じ同期周期内で１つ前のコマンドデータが採用される。例えば、溶接ロボット２１において、５つ目の通信周期にてコマンドデータの送受信が正常に行われなかった場合には、１つ前にあたる４つ目の通信周期にて送受信されたコマンドデータの内容が反映される。そのため、１回の同期周期中に２つ以上の通信周期にてコマンドデータの送受信が行われることで、例えば、１回の同期周期中に１つの通信周期のみでコマンドデータの送受信が行われる構成と比較して、コマンドデータを確保し易くなり同期制御の信頼性が向上する。
　また、例えば、アーク倣いの安定性向上やタッチセンシングの精度向上などの観点から、同期周期及び通信周期は短いことが好ましい。ここで、アーク倣いとは、溶接作業において、教示された溶接線の軌跡とのずれが生じても、溶接トーチの先端と溶接線との相対位置を一定に保ち、溶接トーチの狙い位置が開先からずれないようにする機能である。また、タッチセンシングとは、ワークと溶接ワイヤとの間に電圧を印加しておき、溶接ワイヤがワークに接触したときに生じる電圧降下の現象を利用することによりワークの位置を検出し、検出したワークの位置をもとに溶接ロボット２１の位置を補正する機能である。
　図７は、タッチセンシングにおいて溶接ロボット２１を停止する際に行われる通信の処理手順の一例を説明するための図である。まず、溶接ワイヤがワークに接触した際、溶接電源２２は、接触による電圧降下を検知する（ステップ２０１）。そして、溶接電源２２は、接触をしたことを通知するモニタデータを制御指令フレームに格納し、制御装置１０へ送信する。
　次に、制御装置１０は、溶接ワイヤがワークに接触したことを通知するモニタデータを受信すると（ステップ２０２）、溶接ロボット２１に対するコマンドデータとして、溶接ロボット２１の動作を停止する命令を制御指令フレームに格納する。そして、制御装置１０は制御指令フレームを溶接ロボット２１に送信し、停止命令を実行する（ステップ２０３）。そして、溶接ロボット２１は、停止命令を受け付けると、動作を停止する処理を実行する（ステップ２０４）。
　ここで、図５及び図６に示すように、１つの同期周期内の各通信周期では、通常、同一のスレーブ装置２０に対しては同じ内容のコマンドデータが生成される。ただし、例外として、コマンドデータ内の停止命令に該当するビット部分については、１つの同期周期内であっても異なる値のものが生成される場合がある。そして、停止命令を受け付けたスレーブ装置２０は動作を停止する処理を行う。図７に示す例では、ステップ２０１～２０４において２つの制御指令フレームが送受信されているが、ステップ２０３で停止命令が行われているため２つの制御指令フレームのコマンドデータの内容は異なる。
　このように、ステップ２０１～２０４では、溶接電源２２が接触を検知してから溶接ロボット２１が停止するまでに、２つの制御指令フレームの送受信が行われている。そこで、溶接ロボット２１及び溶接電源２２に対して、同期周期内で５つの通信周期の全てで制御指令フレームを送受信し、制御装置１０が接触を検知した次の通信周期で停止命令ビットを反映したコマンドデータを送信することで、停止命令の送受信間隔が短くなるため、溶接電源２２が接触を検知してから溶接ロボット２１が停止するまでの時間が短くなり、精度の良いタッチセンシングが行われる。
　また、アーク倣いについても、通信周期が短いほど、制御装置１０が溶接ロボット２１における溶接トーチの位置情報などを受信する間隔が短くなるため、安定性が向上する。さらに、同期周期についても、同期周期が短いほど各同期周期に対応するコマンドデータを送受信する間隔自体が短くなる。そのため、精度の良いタッチセンシングが行われ、またアーク倣いの安定性も高くなる。同期周期としては、例えば、０ｍｓｅｃより大きく１０ｍｓｅｃ以下の長さである場合に、高精度なタッチセンシング及びアーク倣いが行われる。また、通信周期としては、例えば、０ｍｓｅｃより大きく５ｍｓｅｃ以下の長さである場合に、高精度なタッチセンシング及びアーク倣いが行われる。
　さらに、図７に示すように、タッチセンシングでは、制御指令フレームを用いて溶接ロボット２１及び溶接電源２２と制御装置１０との間でやり取りが行われる。そのため、溶接ロボット２１用のコマンドデータ及び溶接電源２２用のコマンドデータを格納した制御指令フレームの送受信間隔が短いほど、タッチセンシングの精度が向上する。即ち、図５及び図６に示すように、溶接ロボット２１及び溶接電源２２に対するコマンドデータは、１つの同期周期中に複数設けられた通信周期の全ての期間で送受信を行うことが好ましい。
　また、溶接ロボット２１及び溶接電源２２に対する制御指令は、タッチセンシングに限られず、他のスレーブ装置２０に対する制御指令と比較して溶接作業において重要な要素である。そのため、これらの制御指令が通信周期の全ての期間で送受信されることにより、制御装置１０と溶接ロボット２１及び溶接電源２２との間で同期して動作し易くなり、溶接作業の品質が向上する。
＜再送処理の説明＞
　次に、定期通信にて行われる再送処理について説明する。定期通信では、制御指令フレームの送受信が失敗した場合にリトライする再送処理が行われる。図８～１１は、再送処理により制御指令フレームが送受信される処理の一例について説明するための図である。図８～１１に示す例において、同期周期は５ｍｓｅｃ、通信周期は１ｍｓｅｃとする。また、図５及び図６に示す溶接ロボット２１のように、１つの同期周期内の全ての通信周期にてコマンドデータを送受信する場合について説明する。
　ここで、各スレーブ装置２０では、同期周期の期間内において、各スレーブ装置２０の制約により、受信したコマンドデータが使用不可となる期間（以下、使用不可領域と称する）が存在する場合がある。スレーブ装置２０にて制御指令フレームの受信がこの使用不可領域に行われると、制御指令フレームのコマンドデータが使用されないこととなる。図８～１１に示す例において、使用不可領域は、同期周期内で、最初の通信周期にあたる１つ目の通信周期と、最後の通信周期にあたる５つ目の通信周期に存在する。また、図８～１０に示す例では、使用不可領域の長さは通信周期の１／４（即ち、２５０μｓｅｃ）であり、図１１に示す例では、通信周期の１／４より短いものとして説明する。
　まず、図８に示す例では再送処理は行われておらず、各通信周期において１つの制御指令フレームの送受信が行われる。また、制御指令フレームの送受信は、各通信周期の終了付近にて行われている。付言すると、通信周期を、均等に前から「初期区間」、「中間区間」、「終期区間」の３つの区間に分割した場合に、制御指令フレームの送受信が３つ目の終期区間にて行われている。そのため、同期周期で５つ目の通信周期にて受信された制御指令フレームは、使用不可領域に入っているため使用されない。
　次に、図９に示す例は、制御指令フレームの送受信が各通信周期の終了付近（終期区間）にて行われ、さらに再送処理が行われた場合を示している。この再送処理では、制御指令フレームの送受信が失敗したことにより、最大２回再送され、送受信を補完する。また、図８に示す例と同様に、同期周期内で５つ目の通信周期にて送信された制御指令フレームは使用不可領域に入っているため使用されない。そのため、同期周期内で使用可能な制御指令フレームの数は、再送された分も含めて１２個となる。
　一方、図１０に示す例は、制御指令フレームの送受信が通信周期の中央付近で行われ、さらに再送処理が行われた場合を示している。付言すると、制御指令フレームの送受信が、通信周期を３分割した場合の中間区間にて行われ、さらに再送処理が行われている。この再送処理では、同期周期内で５つ目の通信周期にて送信された制御指令フレームは使用不可領域に入っていないため、使用可能である。そのため、同期周期内で使用可能な制御指令フレームの数は、再送された分も含めて１３個となる。このように、制御指令フレームの送受信が通信周期の中央付近（中間区間）で行われれば、例えば、図９のように制御指令フレームの送受信が通信周期の終了付近（終期区間）で行われた場合と比較して、同期周期内で送受信可能な制御指令フレームの数が増える場合がある。同期周期内で送受信可能な制御指令フレームの数が増えれば、コマンドデータを確保し易くなり同期制御の信頼性が向上する。
　付言すると、使用不可領域は１つ目の通信周期にも存在しているため、その使用不可領域の直後に制御指令フレームを送受信するタイミングを設定すれば良い。図１１に示す例では、図８～図１０の例と比較して、同期周期及び通信周期の長さは同じで、使用不可領域を短くしている。
　図１１に示すように、図８～１０の場合よりも使用不可領域が短ければ、通信周期の中央付近よりも前、即ち、通信周期を３分割した場合の初期区間に制御指令フレームの送受信を行うことで、５つ目の通信周期にて再送された制御指令フレームも使用不可領域に入らずに送受信される。そのため、図１１に示す例では、同期周期内で使用可能な制御指令フレームの数は、再送された分も含めて１５個となる。付言すると、図９～図１１に示すように、制御指令フレームを送受信するタイミングは、その送受信が失敗した場合に制御指令フレームを再送するための期間を考慮して、通信周期を均等に３分割した場合の１つ目の初期区間内または２つ目の中間区間内のいずれかにあることが好ましい。さらに使用不可領域が長い場合を考慮すると、制御指令フレームを送受信するタイミングは、通信周期を均等に３分割した場合の２つ目の中間区間内であることがより好ましい。
　また、使用不可領域の長さは、上述したように、制約によりスレーブ装置２０ごとに決まっている。そのため、制御指令フレームの送受信のタイミングは、例えば、どのスレーブ装置２０の使用不可領域にも入らないように、溶接システム１内の全てのスレーブ装置２０の中で使用不可領域の最も長いものを基準にして設定される。
＜溶接システムの他の構成例＞
　次に、本実施の形態に係る溶接システム１の他の構成例について説明する。図１２は、本実施の形態に係る溶接システム１の他の構成例を示す図である。図１２に示す構成では、図１に示す構成に新たに分岐装置３０が設けられている。この分岐装置３０は、ネットワークにおいて制御装置１０とスレーブ装置２０との間に設けられ、各スレーブ装置２０と接続される。ここで、図１に示す溶接システム１は、制御装置１０にて生成されたデータが順番に各スレーブ装置２０を通過していき、折り返して再び制御装置１０に戻るように構成されていた。一方、図１２に示す溶接システム１は、制御装置１０から各スレーブ装置２０への通信が分岐装置３０を介して行われるように構成されている。
　例えば、あるデータが制御装置１０から送信された場合、まず分岐装置３０がデータを受信する。その後、分岐装置３０は、受信したデータを溶接ロボット２１に送信し、折り返して溶接ロボット２１から再度データを受信する。次に、分岐装置３０は、データを溶接電源２２に送信し、折り返して溶接電源２２から再度データを受信する。このように、制御装置１０から送信されたデータは、まず分岐装置３０に送信され、その後、分岐装置３０から各スレーブ装置２０に対して順番に送信される。そして、分岐装置３０は、最後のスレーブ装置２０であるデジタル出力装置２６にデータを送信し、折り返してデジタル出力装置２６から再度データを受信すると、受信したデータを制御装置１０へ返送する。
　ここで、電源がＯＦＦになっているスレーブ装置２０やエラーが発生しているスレーブ装置２０のように、正常に動作していないスレーブ装置２０が存在する場合、制御装置１０は、正常に動作していないスレーブ装置２０をネットワークから切断する処理を行う。即ち、制御装置１０は、正常に動作していないスレーブ装置２０をネットワークから切断して切断したスレーブ装置２０に対してデータを送信しないように、分岐装置３０を制御する。
　具体的には、制御装置１０は、例えば、正常に動作していないスレーブ装置２０に接続されている分岐装置３０のポートを遮断するように、分岐装置３０に命令する。そのため、例えば、溶接電源２２の電源がＯＦＦになっている場合、分岐装置３０は、溶接ロボット２１にデータを送信した後、溶接ロボット２１から返送されてきたデータを、溶接電源２２ではなくポジショナ２３に送信する。
　図１３は、図１２に示す溶接システム１において行われる通信の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、作業者が制御装置１０の電源を入れると、制御装置１０の制御指令部１１は、記憶部１２に記憶された同期ＤＢの情報を取得する（ステップ３０１）。次に、制御指令部１１は、分岐装置３０を介して接続された各スレーブ装置２０を検出する（ステップ３０２）。そして、制御指令部１１は、ネットワーク上で正常に動作していないスレーブ装置２０を無効な装置と判断し、ネットワークから切断する処理を行うように分岐装置３０を制御する（ステップ３０３）。
　次に、制御指令部１１は、検出した各スレーブ装置２０におけるパラメータ設定及びパラメータの補正を行うために、通信部１３を介して各スレーブ装置２０に非定期通信の指令を送信する（ステップ３０４）。この非定期通信の指令は、まず制御装置１０から分岐装置３０に送信され、その後、ステップ３０３にてネットワークから切断されたスレーブ装置２０以外の他のスレーブ装置２０に対して順番に送信される。非定期通信の指令により各スレーブ装置２０のパラメータ設定及び補正が行われた後、制御指令部１１は、定期通信を開始する（ステップ３０５）。
　定期通信において、制御指令部１１は、図４に示すステップ１０４と同様に、同期ＤＢの情報をもとに同期周期ごとにクロック信号を生成し、分岐装置３０に送信する。また、制御指令部１１は、同期ＤＢの情報をもとに、１つの同期周期の中で複数設けられた通信周期ごとに制御指令フレームを生成し、分岐装置３０に送信する。分岐装置３０は、制御装置１０から送信されたクロック信号及び制御指令フレームを、ステップ３０３にてネットワークから切断したスレーブ装置２０には送信せずに、他のスレーブ装置２０に対して順番に送信していく。また、制御指令フレームは、ネットワークから切断されたスレーブ装置２０を除く全てのスレーブ装置２０に送信された後、分岐装置３０から制御装置１０へ返送される。
　このように、図１２に示す溶接システム１において、制御装置１０が送信するデータは、ネットワーク上で正常に動作していないスレーブ装置２０には送信されずに、他のスレーブ装置２０に対して順番に送信される。ここで、図１に示す溶接システム１では、制御装置１０から各スレーブ装置２０まで連続して接続されているため、例えばあるスレーブ装置２０の電源がＯＦＦになっていれば、溶接システム１全体で同期制御の通信が行われない場合がある。一方、図１２に示す構成では、溶接システム１内に正常に動作していないスレーブ装置２０が存在する場合においても、制御指令フレームは、正常に動作している他のスレーブ装置２０に送信される。そのため、正常に動作している各スレーブ装置２０は同期して動作するように制御される。
　また、本実施の形態では、溶接を行うシステムにて同期制御する場合について説明したが、このような構成に限られるものではない。本実施の形態については、産業用ロボットを含む他のシステムに適用される。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態には限定されない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。
１…溶接システム、１０…制御装置、１１…制御指令部、１２…記憶部、１３…通信部、
２０…スレーブ装置、２１…溶接ロボット、２２…溶接電源、２３…ポジショナ、２４…
スライダ、２５…デジタル入力装置、２６…デジタル出力装置、３０…分岐装置

Claims (7)

  1. 　制御装置と１つまたは複数の制御対象装置とがネットワークを介して接続される通信制御システムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記制御対象装置との同期を取るための期間である同期周期と、当該同期周期の１周期中に複数設けられた期間である通信周期との情報を記憶する記憶手段と、
    　前記制御対象装置に対して同期して動作するように指令するための制御指令を当該制御対象装置ごとに演算する演算手段と、
    　前記記憶手段にて記憶された情報をもとに、前記同期周期中に各制御対象装置との間で前記制御指令を送受信するように制御し、各制御対象装置に対応する制御指令のそれぞれを、当該同期周期中に複数設けられた前記通信周期のうち少なくとも１つの通信周期に割り当てて、割り当てた制御指令を含むデータを当該通信周期ごとに送受信する通信制御手段と
    を備えることを特徴とする通信制御システム。
  2. 　前記制御対象装置には、溶接に用いられる産業用ロボット及び溶接電源のそれぞれが少なくとも１つ以上含まれ、
    　前記通信制御手段は、前記同期周期中に複数設けられた前記通信周期の全ての通信周期で、前記産業用ロボット及び前記溶接電源に対してそれぞれに対応する前記制御指令の送受信を行うこと
    を特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
  3. 　前記通信制御手段は、前記通信周期中において前記制御対象装置に対して前記制御指令を送受信するタイミングが、当該通信周期を均等に３分割した場合の１つ目の区間内または２つ目の区間内のいずれかにあること
    を特徴とする請求項１または２に記載の通信制御システム。
  4. 　前記同期周期が１０ｍｓｅｃ以下の長さで、前記通信周期が５ｍｓｅｃ以下の長さであること
    を特徴とする請求項１または２に記載の通信制御システム。
  5. 　前記ネットワークにおいて前記制御装置と前記制御対象装置との間に設けられ、当該制御装置の前記通信制御手段から送信されたデータを各制御対象装置へ順番に送信する分岐装置をさらに備えること
    を特徴とする請求項１または２に記載の通信制御システム。
  6. 　前記ネットワークは有線にて構成されること
    を特徴とする請求項１または２に記載の通信制御システム。
  7. 　制御装置と１つまたは複数の制御対象装置との間で通信を行い同期させる通信制御方法であって、
    　前記制御対象装置に対して同期して動作するように指令するための制御指令を当該制御
    対象装置ごとに演算するステップと、
    　前記制御装置と前記制御対象装置との間で同期を取るための期間として予め定められた同期周期中に、各制御対象装置との間で前記制御指令を送受信するように制御するステップと、
    　各制御対象装置に対応する制御指令のそれぞれを、当該同期周期の１周期中に複数設けられた期間である通信周期のうち少なくとも１つの通信周期に割り当てるステップと、　割り当てた制御指令を含むデータを当該通信周期ごとに送受信するステップと
    を含む通信制御方法。
PCT/JP2016/050047 2015-02-12 2016-01-04 通信制御システム及び通信制御方法 WO2016129294A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020177022326A KR101965994B1 (ko) 2015-02-12 2016-01-04 통신 제어 시스템 및 통신 제어 방법
US15/544,701 US10493623B2 (en) 2015-02-12 2016-01-04 Communication control system and communication control method
CN201680009720.1A CN107210942B (zh) 2015-02-12 2016-01-04 通信控制系统以及通信控制方法
EP16748939.2A EP3258650B1 (en) 2015-02-12 2016-01-04 Communication control system and communication control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015025586A JP6502114B2 (ja) 2015-02-12 2015-02-12 通信制御システム及び通信制御方法
JP2015-025586 2015-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016129294A1 true WO2016129294A1 (ja) 2016-08-18

Family

ID=56614622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/050047 WO2016129294A1 (ja) 2015-02-12 2016-01-04 通信制御システム及び通信制御方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10493623B2 (ja)
EP (1) EP3258650B1 (ja)
JP (1) JP6502114B2 (ja)
KR (1) KR101965994B1 (ja)
CN (1) CN107210942B (ja)
WO (1) WO2016129294A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022185589A1 (ja) * 2021-03-02 2022-09-09 オムロン株式会社 情報処理装置、方法およびプログラム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019087398A1 (ja) * 2017-11-06 2019-05-09 三菱電機株式会社 インバータ装置、制御システムおよび制御方法
JP7020198B2 (ja) * 2018-03-09 2022-02-16 オムロン株式会社 制御装置および制御システム
JP7231073B2 (ja) * 2018-03-09 2023-03-01 オムロン株式会社 制御装置および制御システム
JP2021091053A (ja) * 2019-12-11 2021-06-17 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステムおよびロボットの制御装置
JP7167072B2 (ja) * 2020-02-19 2022-11-08 株式会社安川電機 生産システム、通信方法、及びプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62131692A (ja) * 1985-12-03 1987-06-13 Iwatsu Electric Co Ltd 信号伝送装置
US5166491A (en) * 1987-12-15 1992-11-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Master computer controlled modular welder, weld control and power unit apparatus and method
JP2008066854A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 Toa Corp データ伝送方法
JP2011098377A (ja) * 2009-11-06 2011-05-19 Kobe Steel Ltd アーク溶接システム、シングルアーク溶接システムおよびタンデムアーク溶接システム
JP2013085116A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Canon Inc 通信システム、通信システムの制御方法、およびプログラム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4726013A (en) 1985-01-28 1988-02-16 Iwatsu Electric Co., Ltd. Time division multiplex telecommunications system and method for a key telephone system or the like
AT411880B (de) 1998-01-13 2004-07-26 Fronius Int Gmbh Steuervorrichtung für ein schweissgerät
US6738388B1 (en) 1998-09-10 2004-05-18 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Shadow function block interface for use in a process control network
DE10113261C2 (de) * 2001-03-16 2003-07-10 Siemens Ag Synchrones, getaktetes Kommunikationssystem mit dezentralen Ein-/Ausgabe-Baugruppen und Verfahren zur Einbindung dezentraler Ein-/Ausgabe-Baugruppen in ein solches System
KR100640361B1 (ko) * 2004-10-15 2006-10-30 삼성전자주식회사 동기화 이더넷 네트워크의 시간 할당 방법
US8005553B2 (en) * 2006-09-29 2011-08-23 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Automatic configuration of synchronous block execution for control modules run in fieldbus networks
JP5389071B2 (ja) 2011-02-17 2014-01-15 株式会社日立産機システム 通信制御装置
CN202121575U (zh) * 2011-05-19 2012-01-18 东南大学 一种无线传感器网络单/三相控制节点装置
CN105073349B (zh) * 2013-03-19 2017-05-10 松下知识产权经营株式会社 机器人系统的控制方法以及机器人系统
US9841749B2 (en) * 2014-04-01 2017-12-12 Bot & Dolly, Llc Runtime controller for robotic manufacturing system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62131692A (ja) * 1985-12-03 1987-06-13 Iwatsu Electric Co Ltd 信号伝送装置
US5166491A (en) * 1987-12-15 1992-11-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Master computer controlled modular welder, weld control and power unit apparatus and method
JP2008066854A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 Toa Corp データ伝送方法
JP2011098377A (ja) * 2009-11-06 2011-05-19 Kobe Steel Ltd アーク溶接システム、シングルアーク溶接システムおよびタンデムアーク溶接システム
JP2013085116A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Canon Inc 通信システム、通信システムの制御方法、およびプログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022185589A1 (ja) * 2021-03-02 2022-09-09 オムロン株式会社 情報処理装置、方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
EP3258650B1 (en) 2020-10-28
JP2016149645A (ja) 2016-08-18
JP6502114B2 (ja) 2019-04-17
US20180272528A1 (en) 2018-09-27
EP3258650A4 (en) 2018-10-03
EP3258650A1 (en) 2017-12-20
CN107210942B (zh) 2020-06-02
KR101965994B1 (ko) 2019-04-04
CN107210942A (zh) 2017-09-26
KR20170103923A (ko) 2017-09-13
US10493623B2 (en) 2019-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016129294A1 (ja) 通信制御システム及び通信制御方法
US10547471B2 (en) Communication control system and communication control method
JP6903687B2 (ja) 乏しいネットワーク接続下でのマルチエージェント調和
WO2012114435A1 (ja) 電動機制御システムおよび通信方法
EP1704025B1 (en) Control system, method and computer program for sychronizing several robots.
JP2015134396A (ja) 産業用ロボットを制御する制御システム、制御装置、溶接物製造方法およびプログラム
JP7059673B2 (ja) 制御装置、制御システム、制御方法、および、制御プログラム
JP4541241B2 (ja) プラント制御システム
WO2023281805A1 (ja) 通信システム、コントロールシステム、及び通信方法
JP2005246543A (ja) ロボットシステム
WO2023148956A1 (ja) 通信システム、通信装置、及び通信方法
JP4682907B2 (ja) モータ制御装置
JP7436525B2 (ja) 産業機械の制御装置
WO2021145124A1 (ja) 制御装置
JP2018147017A (ja) 制御システムおよび制御装置
JP7398686B1 (ja) ロボット制御装置、ロボット制御方法、およびプログラム
WO2023138536A1 (zh) 电机控制系统、电机控制方法和电机驱动和转发装置
JPWO2023281805A5 (ja)
JP2022163318A (ja) ロボット制御システム、下位制御装置、及び、ロボットの制御方法
JP2009297848A (ja) ロボット及びユニットコントローラ及び制御ユニット間協調制御方法
JP2002268751A (ja) サーボ制御装置
JP2021026587A (ja) 制御装置
CN117283525A (zh) 机器人系统、控制方法、产品制造方法及记录介质

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16748939

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15544701

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016748939

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177022326

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE