特許 7614229 数値制御システム及び産業機械の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(54)【発明の名称】数値制御システム及び産業機械の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/414 20060101AFI20250107BHJP

   G05B 19/4155 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

G05B19/414 R

G05B19/4155 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022569957

(86)(22)【出願日】2021-12-10

(86)【国際出願番号】 JP2021045663

(87)【国際公開番号】W WO2022131173

(87)【国際公開日】2022-06-23

【審査請求日】2023-07-11

(31)【優先権主張番号】P 2020207641

(32)【優先日】2020-12-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】今西 一剛

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１５４７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１４４７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０６－０４３９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５２７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７１５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５５０００８８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４２

Ｂ２５Ｊ ９／２２－１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械の動作を制御するとともに、ロボットの動作を制御するためのロボット指令を生成する数値制御装置と、
前記数値制御装置と通信可能でありかつ前記ロボット指令に基づいて前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備える数値制御システムにおいて、
前記ロボットに対する複数のロボット指令ブロックを含む数値制御プログラムに基づいて前記ロボット指令ブロック毎に前記ロボット指令を生成するロボット指令生成部と、
プログラム起動指令を生成するロボットプログラム起動指令部と、
指定ブロック範囲に属する複数の前記ロボット指令ブロックに基づいて生成された複数の前記ロボット指令をロボット指令群として予め一括して前記数値制御装置から前記ロボット制御装置へ送信した後、前記プログラム起動指令を前記数値制御装置から前記ロボット制御装置へ送信する一括処理と、１つの前記ロボット指令ブロック毎に前記ロボット指令及び前記プログラム起動指令を前記数値制御装置から前記ロボット制御装置へ送信する逐次処理と、で切り替え可能な第１通信部と、
前記ロボット指令及び前記プログラム起動指令を受信する第２通信部と、
前記第２通信部によって受信された前記ロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成するロボットプログラム生成部と、
前記ロボットプログラム生成部によって前記ロボット指令群に基づく前記ロボットプログラムが生成された後、前記第２通信部によって前記プログラム起動指令を受信したことに応じて前記ロボットプログラムを起動し、当該ロボットプログラムに基づいて前記ロボットの動作を制御する動作制御部と、を備える、数値制御システム。

【請求項2】

前記第１通信部及び前記第２通信部は、
前記第１通信部が前記ロボット指令群の送信を開始する際に第１ハンドシェイク処理を実行し、
前記第２通信部が前記ロボット指令群の受信を完了した際に第２ハンドシェイク処理を実行し、
前記ロボットプログラム生成部が前記ロボット指令群に基づく前記ロボットプログラムの生成が完了した際に第３ハンドシェイク処理を実行する、請求項１に記載の数値制御システム。

【請求項3】

前記第１通信部は、前記第３ハンドシェイク処理を実行した後に前記プログラム起動指令を前記第２通信部へ送信する、請求項２に記載の数値制御システム。

【請求項4】

前記指定ブロック範囲は、前記数値制御プログラムに基づいて定められる、請求項１から３の何れかに記載の数値制御システム。

【請求項5】

前記数値制御装置は、複数の工作機械指令ブロックを含む工作機械用の数値制御プログラムに基づいて前記工作機械の動作を制御し、
前記ロボット指令生成部、前記ロボットプログラム起動指令部、並びに前記第１通信部は、前記工作機械用の数値制御プログラムの停止中に、前記ロボット指令の生成、前記プログラム起動指令の生成、並びに前記ロボット指令群及び前記プログラム起動指令の送信を実行する、請求項１から４の何れかに記載の数値制御システム。

【請求項6】

前記数値制御装置は、複数の工作機械指令ブロックを含む工作機械用の数値制御プログラムに基づいて前記工作機械の動作を制御し、
前記ロボット指令生成部、前記ロボットプログラム起動指令部、並びに前記第１通信部は、前記工作機械の軸移動の停止中に、前記ロボット指令の生成、前記プログラム起動指令の生成、並びに前記ロボット指令群及び前記プログラム起動指令の送信を実行する、請求項１から４の何れかに記載の数値制御システム。

【請求項7】

前記数値制御装置は、前記ロボット指令生成部、前記ロボットプログラム起動指令部、及び前記第１通信部を備え、
前記ロボット制御装置は、前記第２通信部、前記ロボットプログラム生成部、及び前記動作制御部を備える、請求項１から６の何れかに記載の数値制御システム。

【請求項8】

前記数値制御装置及び前記ロボット制御装置と通信可能に接続された外部演算装置をさらに備え、
前記外部演算装置は、前記ロボット指令生成部及び前記ロボットプログラム生成部を備える、請求項１から６の何れかに記載の数値制御システム。

【請求項9】

工作機械の動作を制御する数値制御装置と、当該数値制御装置と通信可能でありかつロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備える数値制御システムを用いて前記工作機械及び前記ロボットの動作を制御する産業機械の制御方法において、
前記数値制御装置が、前記ロボットに対する複数のロボット指令ブロックを含む数値制御プログラムに基づいて前記ロボット指令ブロック毎にロボットの動作を制御するためのロボット指令を生成する工程と、
前記数値制御装置が、プログラム起動指令を生成する工程と、
前記数値制御装置が、指定ブロック範囲に属する複数の前記ロボット指令ブロックに基づいて生成された複数の前記ロボット指令をロボット指令群として予め一括して前記ロボット制御装置へ送信する一括処理と、１つの前記ロボット指令ブロック毎に前記ロボット指令を前記ロボット制御装置へ送信する逐次処理と、の何れかを実行する工程と、
前記ロボット制御装置が、前記ロボット指令群又は１つの前記ロボット指令を受信する工程と、
前記ロボット制御装置が、前記ロボット指令群に属する複数又は１つの前記ロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成する工程と、
前記ロボット制御装置において前記ロボットプログラムが生成された後、前記数値制御装置が、前記ロボット制御装置へプログラム起動指令を送信する工程と、
前記ロボット制御装置が、前記プログラム起動指令を受信したことに応じて、前記ロボットプログラムを起動し、当該ロボットプログラムに基づいて前記ロボットの動作を制御する工程と、を備える、産業機械の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、数値制御システム及び産業機械の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、加工現場の自動化を促進するため、ワークを加工する工作機械の動作とこの工作機械の近傍に設けられたロボットの動作とを連動して制御する数値制御システムが望まれている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

一般的に、工作機械を制御するための数値制御プログラムとロボットを制御するためのロボットプログラムとは、プログラム言語が異なる。このため工作機械の動作とロボットの動作とを連動させるためには、オペレータは数値制御プログラムとロボットプログラムとの両方に習熟する必要がある。

【0004】

特許文献１には、数値制御プログラムによって工作機械とロボットとの両方を制御する数値制御装置が示されている。より具体的には、特許文献１に示された数値制御システムでは、数値制御装置において数値制御プログラムに従ってロボット指令を生成し、ロボット制御装置において上記ロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成し、このロボットプログラムに従ってロボットの動作を制御する。特許文献１に示された数値制御システムによれば、数値制御プログラムに慣れ親しんだユーザであれば、ロボットプログラムを習熟することなくロボットも制御できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６６４７４７２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図１１は、従来の数値制御システムにおいてロボットの動作を制御する際における、数値制御装置及びロボット制御装置で実行される各種処理の手順を示すタイムチャートの一例である。

【0007】

始めに時刻ｔ０～ｔ１では、数値制御装置において、予め作成された数値制御プログラムに含まれる１つの指令ブロックを読み出し、解析する。次に時刻ｔ１～ｔ２では、数値制御装置及びロボット制御装置は、ロボット指令の転送を開始するための第１ハンドシェイク処理を実行する。次に時刻ｔ２～ｔ３では、数値制御装置は時刻ｔ０～ｔ１における指令ブロックの解析結果に応じたロボット指令を生成するとともに、生成したロボット指令をロボット制御装置へ転送する。次に時刻ｔ３～ｔ４では、数値制御装置及びロボット制御装置は、ロボット指令の転送を終了するための第２ハンドシェイク処理を実行する。

【0008】

またロボット制御装置は、時刻ｔ４～ｔ５の間において、時刻ｔ３～ｔ４で受信したロボット指令を解析し、その後時刻ｔ５～ｔ６の間において、ロボット指令の解析結果に応じたロボットプログラムを生成する。次に時刻ｔ６～ｔ７の間において、数値制御装置及びロボット制御装置は、ロボット制御装置側におけるロボットプログラムの生成を終了するための第３ハンドシェイク処理を実行する。これによりロボット指令に応じたロボットプログラムの生成が終了したことを数値制御装置側で確認することができる。

【0009】

時刻ｔ７～ｔ８の間において、数値制御装置は、事前に送信したロボット指令に基づいて作成されたロボットプログラムをロボット制御装置において起動するためのロボットプログラム起動指令をロボット制御装置へ送信する。その後時刻ｔ８以降において、ロボット制御装置は、起動されたロボットプログラムに基づいてロボットの動作を制御し、数値制御装置は、ロボット制御装置におけるロボットプログラムの実行が完了したか否かを確認する。

【0010】

以上のように従来の数値制御システムでは、数値制御プログラムに記載された１つの指令ブロックに基づいてロボットの動作を制御する度に、少なくとも３回のハンドシェイク処理を実行する必要がある。このため従来の数値制御システムでは、数値制御プログラムに含まれる指令ブロックの数が増加するほど、ハンドシェイク処理の実行回数も増加してしまうため、その分、通信処理にかかる時間が長くなり、ひいてはロボット制御のサイクルタイムも長くなってしまうおそれがある。

【0011】

本開示は、数値制御装置とロボット制御装置との間の通信処理にかかる時間を短くし、ひいてはロボット制御のサイクルタイムも短くできる数値制御システム及び産業機械の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示の一態様は、工作機械の動作を制御するとともに、ロボットの動作を制御するためのロボット指令を生成する数値制御装置と、前記数値制御装置と通信可能でありかつ前記ロボット指令に基づいて前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備える数値制御システムにおいて、前記ロボットに対する複数のロボット指令ブロックを含む数値制御プログラムに基づいて前記ロボット指令ブロック毎に前記ロボット指令を生成するロボット指令生成部と、プログラム起動指令を生成するロボットプログラム起動指令部と、指定ブロック範囲に属する複数の前記ロボット指令ブロックに基づいて生成された複数の前記ロボット指令をロボット指令群として予め一括して前記数値制御装置から前記ロボット制御装置へ送信した後、前記プログラム起動指令を前記数値制御装置から前記ロボット制御装置へ送信する第１通信部と、前記ロボット指令及び前記プログラム起動指令を受信する第２通信部と、前記第２通信部によって受信された前記ロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成するロボットプログラム生成部と、前記ロボットプログラム生成部によって前記ロボット指令群に基づく前記ロボットプログラムが生成された後、前記第２通信部によって前記プログラム起動指令を受信したことに応じて前記ロボットプログラムを起動し、当該ロボットプログラムに基づいて前記ロボットの動作を制御する動作制御部と、を備える、数値制御システムを提供する。

【0013】

本開示の一態様は、工作機械の動作を制御する数値制御装置と、当該数値制御装置と通信可能でありかつロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備える数値制御システムを用いて前記工作機械及び前記ロボットの動作を制御する産業機械の制御方法において、前記数値制御装置が、前記ロボットに対する複数のロボット指令ブロックを含む数値制御プログラムに基づいて前記ロボット指令ブロック毎にロボットの動作を制御するためのロボット指令を生成する工程と、前記数値制御装置が、指定ブロック範囲に属する複数の前記ロボット指令ブロックに基づいて生成された複数の前記ロボット指令をロボット指令群として予め一括して前記ロボット制御装置へ送信する工程と、前記ロボット制御装置が、前記ロボット指令群を受信し、当該ロボット指令群に属する複数の前記ロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成する工程と、前記ロボット制御装置において前記ロボット指令群に基づく前記ロボットプログラムが生成された後、前記数値制御装置が、前記ロボット制御装置へプログラム起動指令を送信する工程と、前記ロボット制御装置が、前記プログラム起動指令を受信したことに応じて、前記ロボットプログラムを起動し、当該ロボットプログラムに基づいて前記ロボットの動作を制御する工程と、を備える産業機械の制御方法を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本開示の一態様において、ロボット指令生成部は、ロボットに対する複数のロボット指令ブロックを含む数値制御プログラムに基づいてロボット指令ブロック毎にロボット指令を生成し、第１通信部は、指定ブロック範囲に属する複数のロボット指令ブロックに基づいて生成された複数のロボット指令をロボット指令群として予め一括して数値制御装置からロボット制御装置へ送信する。換言すれば、第１通信部は、ロボット制御装置において数値制御装置から送信されるロボット指令に基づくロボットの動作の制御を開始する前（すなわち、ロボット制御装置の運転開始前）に、ロボット指令群を構成する複数のロボット指令を全てロボット制御装置へ送信する。またロボットプログラム生成部は、第２通信部によって受信されたロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成し、動作制御部は、ロボット指令群に基づくロボットプログラムが生成された後、第２通信部によってプログラム起動指令を受信したことに応じてロボットプログラムを起動し、このロボットプログラムに基づいてロボットの動作を制御する。本開示の一態様によれば、数値制御装置側からロボット制御装置側へ、複数のロボット指令によって構成されるロボット指令群を予め一括して送信することにより、従来では１つのロボット指令ブロックに基づくロボット指令を送信する度に必要であったハンドシェイク処理の実行回数を大幅に削減できるので、その分、数値制御装置とロボット制御装置との間の通信処理にかかる時間を短くし、ひいてはロボット制御のサイクルタイムも短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本開示の第１実施形態に係る数値制御システムの概略図である。

【図2】数値制御装置及びロボット制御装置の機能ブロック図である。

【図3】工作機械用の数値制御プログラム及びロボット用の数値制御プログラムのメインプログラムの一例を示す図である。

【図4】ロボット用の数値制御プログラムのサブプログラムの一例を示す図である。

【図5】数値制御装置とロボット制御装置との間の信号及び情報の流れ、数値制御装置において実行される処理、並びにロボット制御装置において実行される処理を示すシーケンス図である。

【図6】一括処理によってロボット指令群及びロボットプログラム起動指令を送信する際におけるロボット制御モジュール及びロボット制御装置で実行される各種処理の手順を示すタイムチャートの一例である。

【図7】本開示の第２実施形態に係る数値制御システムの数値制御装置及びロボット制御装置の機能ブロック図である。

【図8】数値制御装置によって読み込まれる数値制御プログラムのメインプログラムの一例を示す図である。

【図9A】数値制御装置によって読み込まれるサブプログラムの一例を示す図である。

【図9B】数値制御装置によって読み込まれるサブプログラムの一例を示す図である。

【図10】数値制御装置とロボット制御装置との間の信号及び情報の流れ、数値制御装置において実行される処理、並びにロボット制御装置において実行される処理を示すシーケンス図である。

【図11】従来の数値制御システムにおいてロボットの動作を制御する際における、数値制御装置及びロボット制御装置で実行される各種処理の手順を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本開示の第１実施形態に係る数値制御システムについて説明する。

【0017】

図１は、本実施形態に係る数値制御システム１の概略図である。

【0018】

数値制御システム１は、工作機械２と、この工作機械２の動作を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）５と、工作機械２の近傍に設けられたロボット３と、数値制御装置５と通信可能に接続されたロボット制御装置６と、を備える。数値制御装置５は、所定の数値制御プログラムに基づいて、工作機械２の動作を制御するとともに、ロボット３の動作を制御するためのロボット制御装置６に対する指令を生成し、ロボット制御装置６へ送信する。ロボット制御装置６は、数値制御装置５から送信される指令に応じてロボット３の動作を制御する。

【0019】

工作機械２は、数値制御装置５から送信される工作機械制御信号に応じて図示しないワークを加工する。ここで工作機械２は、例えば、旋盤、ボール盤、フライス盤、研削盤、レーザ加工機、及び射出成形機等であるが、これに限らない。

【0020】

ロボット３は、ロボット制御装置６による制御下において動作し、例えば工作機械２によって加工されるワークに対し所定の作業を行う。ロボット３は、例えば多関節ロボットであり、そのアーム先端部３１にはワークを把持したり、加工したり、検査したりするためのツール３２が取り付けられている。以下では、ロボット３は、６軸の多関節ロボットとした場合について説明するが、これに限らない。また以下では、ロボット３は、６軸の多関節ロボットとした場合について説明するが、軸数はこれに限らない。

【0021】

数値制御装置５及びロボット制御装置６は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理手段、各種プログラムを格納したＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶手段、演算処理手段がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Random Access Memory）といった主記憶手段、オペレータが各種操作を行うキーボードといった操作手段、及びオペレータに各種情報を表示するディスプレイといった表示手段等のハードウェアによって構成されるコンピュータである。これらロボット制御装置６及び数値制御装置５は、例えばイーサネット（登録商標）によって相互に各種信号を送受信することが可能となっている。

【0022】

図２は、数値制御装置５及びロボット制御装置６の機能ブロック図である。

【0023】

数値制御装置５は、以下で説明する手順に従って、ロボット３やツール３２の動作を制御するための各種指令を生成し、生成した指令をロボット制御装置６へ送信する。ロボット制御装置６は、数値制御装置５から送信される指令に基づいて、以下で説明する手順に従ってロボット３の動作を制御するためのロボット制御信号を生成したり、ツール３２の動作を制御するためのＩ／Ｏ信号を生成したりし、生成したロボット制御信号やＩ／Ｏ信号をロボット３に入力する。これによりロボット制御装置６は、ロボット３やツール３２の動作を制御する。

【0024】

先ず、数値制御装置５の詳細な構成について説明する。図２に示すように数値制御装置５には、上記ハードウェア構成によって、工作機械２の制御系統としての工作機械制御モジュール５０、ロボット３の制御系統としてのロボット制御モジュール５１、及び記憶部５２等の各種機能が実現される。

【0025】

記憶部５２には、例えばオペレータによる操作に基づいて作成された複数の数値制御プログラムが格納されている。より具体的には、記憶部５２には、主として工作機械２に対する複数の指令ブロック（以下、「工作機械指令ブロック」ともいう）によって構成される工作機械用の数値制御プログラムや、ロボット３に対する複数の指令ブロック（以下、「ロボット指令ブロック」ともいう）によって構成されるロボット用の数値制御プログラム等が格納されている。これら工作機械用の数値制御プログラム及びロボット用の数値制御プログラムは、共通のプログラミング言語（例えば、ＧコードやＭコード等）で記述されている。

【0026】

工作機械用の数値制御プログラムは、工作機械２上又は工作機械２の近傍に定められた基準点を原点とする第１座標系としての工作機械座標系に基づいて記述されている。すなわち工作機械用の数値制御プログラムにおいて、工作機械２の制御点の位置及び姿勢は、工作機械座標系における座標値によって記述される。

【0027】

ロボット用の数値制御プログラムは、工作機械座標系とは異なる第２座標系としてのロボット座標系に基づいて記述されている。すなわちロボット用の数値制御プログラムにおいて、ロボット３の制御点（例えば、ロボット３のアーム先端部３１）の位置及び姿勢は、工作機械座標系とは異なるロボット座標系における座標値によって記述される。このロボット座標系は、ロボット３上又はロボット３の近傍に定められた基準点を原点とする座標系である。なお以下では、ロボット座標系は工作機械座標系と異なる場合について説明するが、本開示はこれに限らない。ロボット座標系は工作機械座標系と一致させてもよい。換言すれば、ロボット座標系の原点や座標軸方向を工作機械座標系の原点や座標軸方向と一致させてもよい。

【0028】

またこのロボット用の数値制御プログラムにおいてロボット座標系は、制御軸が異なる２以上の座標形式の間で切替可能となっている。より具体的には、ロボット用の数値制御プログラムにおいてロボット３の制御点の位置及び姿勢は、直交座標形式又は各軸座標形式によって指定可能である。

【0029】

各軸座標形式では、ロボット３の制御点の位置及び姿勢は、ロボット３の６つの関節の回転角度値（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６）を成分とした計６つの実数の座標値によって指定される。

【0030】

直交座標形式では、ロボット３の制御点の位置及び姿勢は、３つの直交座標軸に沿った３つの座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、各直交座標軸周りの３つの回転角度値（Ａ，Ｂ，Ｃ）と、を成分とした計６つの実数の座標値によって指定される。

【0031】

ここで各軸座標形式の下では、ロボット３の各関節の回転角度を直接的に指定するため、ロボット３の各アームや手首の軸配置や、３６０度以上回転可能な関節の回転数（以下、これらを総称して「ロボット３の形態」という）も一意的に定まる。これに対し直交座標形式の下では、６つの座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ）によってロボット３の制御点の位置及び姿勢を指定するため、ロボット３の形態は一意的に定めることができない。そこでロボット用の数値制御プログラムでは、ロボット３の形態を、所定の桁数の整数値である形態値Ｐによって指定することが可能となっている。従ってロボット３の制御点の位置及び姿勢並びにロボット３の形態は、各軸座標形式の下では６つの座標値（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６）によって表され、直交座標形式の下では６つの座標値及び１つの形態値（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｐ）によって表される。

【0032】

ロボット用の数値制御プログラムでは、Ｇコード“Ｇ６８．８”及び“Ｇ６８．９”によって座標形式を設定することが可能となっている。より具体的には、Ｇコード“Ｇ６８．８”を入力することにより、座標形式は各軸座標形式に設定され、Ｇコード“Ｇ６８．９”を入力することにより、座標形式は直交座標形式に設定される。これら座標形式を設定するためのＧコード“Ｇ６８．８”及び“Ｇ６８．９”は、モーダルである。従って座標形式は、これらＧコードによって座標形式を各軸座標形式又は直交座標形式に設定した後は、再びこれらＧコードによって座標形式が変更されるまで維持される。なお本実施形態では、ロボット用の数値制御プログラムにこれら座標形式を設定するためのＧコードが記載されていない場合、座標形式は自動的に直交座標形式に設定されるものとするが、これに限らない。

【0033】

工作機械制御モジュール５０は、工作機械用の数値制御プログラムに従って、主として工作機械２の動作を制御するための工作機械制御信号を生成し、工作機械２の図示しないアクチュエータへ入力する。より具体的には、工作機械制御モジュール５０は、記憶部５２に格納された工作機械用の数値制御プログラムを読み出し、当該数値制御プログラムに基づく指令種別を解析することによって工作機械制御信号を生成する。工作機械２は、工作機械制御モジュール５０から送信される工作機械制御信号に応じて動作し、図示しないワークを加工する。

【0034】

ロボット制御モジュール５１は、ロボット用の数値制御プログラムに従って、ロボット３及びツール３２の動作を制御するための各種指令を生成し、ロボット制御装置６へ送信する。より具体的には、ロボット制御モジュール５１は、プログラム入力部５３と、入力解析部５４と、ロボット指令生成部５５と、ロボットプログラム起動指令部５６と、第１通信部としてのデータ送受信部５９と、を備える。

【0035】

プログラム入力部５３は、複数のロボット指令ブロックによって構成されるロボット用の数値制御プログラムを記憶部５２から読み出し、これを逐次入力解析部５４へ入力する。

【0036】

入力解析部５４は、プログラム入力部５３から入力されるロボット用の数値制御プログラムに基づく指令種別をロボット指令ブロック毎に解析し、その解析結果をロボット指令ブロック毎にロボット指令生成部５５及びロボットプログラム起動指令部５６へ送信する。

【0037】

ロボット指令生成部５５は、入力解析部５４から送信されるロボット指令ブロック毎の解析結果に基づいて、ロボット指令ブロック毎にロボット指令を生成し、生成したロボット指令をデータ送受信部５９に書き込む。

【0038】

ロボットプログラム起動指令部５６は、ロボット指令生成部５５によって生成されるロボット指令に基づいてロボット制御装置６側で生成されるロボットプログラムを、ロボット制御装置６側で起動させるためのトリガとなるロボットプログラム起動指令を所定のタイミングで生成し、生成したロボットプログラム起動指令をデータ送受信部５９に書き込む。

【0039】

データ送受信部５９は、ロボット制御装置６のデータ送受信部６９と、ハンドシェイク通信の下で相互に各種指令やデータを送受信する。データ送受信部５９は、ロボット指令生成部５５やロボットプログラム起動指令部５６によって上述のようにロボット指令やロボットプログラム起動指令が書き込まれると、図１１を参照して説明した第１～第３ハンドシェイク処理を含む所定の通信処理を実行し、これらロボット指令やロボットプログラム起動指令をロボット制御装置６のデータ送受信部６９へ送信する。

【0040】

後に説明するように、データ送受信部５９からデータ送受信部６９へロボット指令を送信すると、ロボット制御装置６側では、受信したロボット指令に応じたロボットプログラムを生成する。またロボット指令を送信した後、データ送受信部５９からデータ送受信部６９へロボットプログラム起動指令を送信すると、ロボット制御装置６側では、以上のような手順によって生成したロボットプログラムを起動し、このロボットプログラムに基づいてロボット３及びツール３２の動作を制御する。

【0041】

ここでデータ送受信部５９におけるロボット指令及びロボットプログラム起動指令の送信処理方式は、逐次処理と一括処理とで切り替えることが可能となっている。

【0042】

逐次処理の下では、データ送受信部５９は、図１１を参照して説明した手順に従って通信処理を実行し、ロボット指令及びロボットプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。すなわち逐次処理の下では、データ送受信部５９は、ロボット指令生成部５５によって１つのロボット指令が書き込まれる度に、このロボット指令をデータ送受信部６９へ送信した後、ロボットプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。すなわち逐次処理の下では、データ送受信部５９は、１つのロボット指令ブロック毎に１つのロボット指令及びロボットプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。

【0043】

これに対し一括処理の下では、データ送受信部５９は、ロボット用の数値制御プログラムにおいて定められた指定ブロック範囲に属する複数のロボット指令ブロックに基づいて生成された複数のロボット指令を予め一括してロボット指令群としてデータ送受信部６９へ送信した後、このロボット指令群に基づいてロボット制御装置６側で生成されるロボットプログラムをロボット制御装置６側で起動させるためロボットプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。換言すれば、データ送受信部５９は、ロボット制御装置６において数値制御装置５から送信されるロボット指令に基づくロボット３の動作の制御を開始する前（すなわち、ロボット制御装置６の運転開始前）に、ロボット指令群を構成する複数のロボット指令を全てロボット制御装置６へ送信する。ここで一括処理に係る指定ブロック範囲は、ロボット用の数値制御プログラムに基づいて、所定の一括処理指定コマンド（例えば、後述のＭコード“Ｍ３００”）によって定めることが可能となっている。なお本実施形態では、指定ブロック範囲を一括処理指定コマンドによってサブプログラム単位で指定する場合、すなわちサブプログラムに含まれる全てのロボット指令ブロックを指定ブロック範囲とする場合について説明するが、本開示はこれに限らない。指定ブロック範囲は、一括処理指令コマンドによってロボット指令ブロック単位で直接指定することもできる。

【0044】

以上のように逐次処理の下でデータ送受信部５９からデータ送受信部６９へロボット指令及びロボットプログラム起動指令を送信する場合、１つのロボット指令ブロック毎に第１～第３ハンドシェイク処理を１回ずつ実行する必要がある。このため複数のロボット指令ブロックを逐次処理の下で処理しようとすると、ロボット指令ブロックの数に応じて第１～第３ハンドシェイク処理の実行回数も増えてしまい、ひいてはロボット制御のサイクルタイムも長くなってしまう。

【0045】

これに対し一括処理の下でデータ送受信部５９からデータ送受信部６９へロボット指令及びロボットプログラム起動指令を送信する場合、複数のロボット指令を一括してロボット指令群としてデータ送受信部５９からデータ送受信部６９へ送信できるので、逐次処理と比較して第１～第３ハンドシェイク処理の実行回数を減らすことができ、ひいてはロボット制御のサイクルタイムも短くすることができる。

【0046】

なお以上のように一括処理の下でデータ送受信部５９からデータ送受信部６９へロボット指令及びロボットプログラム起動指令を送信する場合、入力解析部５４におけるロボット指令ブロックの解析、ロボット指令生成部５５におけるロボット指令の生成、ロボットプログラム起動指令部５６におけるロボットプログラム起動指令の生成、並びにデータ送受信部５９におけるロボット指令群及びロボットプログラム起動指令の送信は、工作機械制御モジュール５０における工作機械用の数値制御プログラムの実行停止中、又は工作機械２の軸移動の停止中に実行することが好ましい。

【0047】

次に、ロボット制御装置６の構成について詳細に説明する。図２に示すように、ロボット制御装置６には、上記ハードウェア構成によって、入力解析部６０、ロボットプログラム生成部６１、動作制御部６５、及び第２通信部としてのデータ送受信部６９等の各種機能が実現される。

【0048】

入力解析部６０は、データ送受信部６９を介して数値制御装置５から送信される指令を解析し、解析結果をロボットプログラム生成部６１及び動作制御部６５へ送信する。

【0049】

より具体的には、入力解析部６０は、データ送受信部６９からロボット指令又はこのロボット指令を複数まとめたロボット指令群が入力されると、これらロボット指令やロボット指令群をロボットプログラム生成部６１へ送信する。ロボットプログラム生成部６１は、入力解析部６０からロボット指令又はロボット指令群が入力されると、後に説明する手順に従ってこれらロボット指令又はロボット指令群に応じたロボットプログラムを生成する。

【0050】

入力解析部６０は、データ送受信部６９からロボットプログラム起動指令が入力されると、このロボットプログラム起動指令を動作制御部６５へ送信する。動作制御部６５は、入力解析部６０からロボットプログラム起動指令が入力されると、後に説明する手順に従って、上記ロボットプログラム生成部６１によって生成されたロボットプログラムを起動し、このロボットプログラムに従ってロボット３及びツール３２の動作を制御する。

【0051】

データ送受信部６９は、数値制御装置５のデータ送受信部５９と、ハンドシェイク通信の下で相互に各種指令やデータを送受信する。データ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、以下の手順に従って第１～第３ハンドシェイク処理を実行することにより、ロボット指令、ロボット指令群、及びロボットプログラム起動指令を送受信する。

【0052】

より具体的には、データ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、第１ハンドシェイク処理を実行した後、データ送受信部５９からデータ送受信部６９へのロボット指令又はロボット指令群の送信を開始する。またデータ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、データ送受信部５９からデータ送受信部６９へのロボット指令又はロボット指令群の送信が完了した後、第２ハンドシェイク処理を実行する。その後データ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、ロボットプログラム生成部６１が以上の手順に従って受信したロボット指令又はロボット指令群に基づくロボットプログラムの生成が完了した後、第３ハンドシェイク処理を実行する。この第３ハンドシェイク処理を実行することにより、ロボット制御装置６側においてロボットプログラムの生成が完了したことを、数値制御装置５側において把握することができる。従ってデータ送受信部５９は、この第３ハンドシェイク処理を実行した後に、ロボットプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。

【0053】

データ送受信部６９は、以上のようなハンドシェイク通信の下でデータ送受信部５９から送信されるロボット指令、ロボット指令群、及びロボットプログラム起動指令を受信すると、これら指令を逐次入力解析部６０へ入力する。また入力解析部６０は、上述のようにロボット指令又はロボット指令群についてはロボットプログラム生成部６１へ送信し、ロボットプログラム起動指令については動作制御部６５へ送信する。

【0054】

ロボットプログラム生成部６１は、ロボット命令生成部６１２と、プログラム管理部６１３と、記憶部６１４と、を備え、これらを用いることによって、入力解析部６０から送信されるロボット指令又はロボット指令群に応じたロボットプログラムを生成する。

【0055】

ロボット命令生成部６１２は、入力解析部６０からロボット指令が入力されると、入力されたロボット指令に対応するロボット命令をプログラム管理部６１３へ通知する。またロボット命令生成部６１２は、入力解析部６０からロボット指令群が入力されると、入力されたロボット指令群に含まれる複数のロボット指令に対応する複数のロボット命令を順次プログラム管理部６１３へ通知する。

【0056】

プログラム管理部６１３は、ロボット命令生成部６１２からロボット命令が入力されると、記憶部６１４に格納されているロボットプログラムに入力されたロボット命令を追加する。これにより記憶部６１４には、数値制御装置５から送信されるロボット指令又はロボット指令群に応じたロボットプログラムが生成される。

【0057】

動作制御部６５は、プログラム起動部６５１と、軌跡制御部６５２と、キネマティクス制御部６５３と、サーボ制御部６５４と、を備え、これらを用いることによって、ロボット３の動作を制御する。

【0058】

プログラム起動部６５１は、入力解析部６０からロボットプログラム起動指令が入力されると、このロボットプログラム起動指令に先立って数値制御装置５から送信されたロボット指令又はロボット指令群に基づいてロボットプログラム生成部６１によって生成されたロボットプログラムを起動するべく、プログラム管理部６１３へプログラム起動通知を送信する。プログラム管理部６１３は、このプログラム起動通知を受信したことに応じて、記憶部６１４に格納されたロボットプログラムを起動する。プログラム管理部６１３は、起動したロボットプログラム内に記述されたロボット命令を逐次実行することにより、ロボット指令又はロボット指令群に応じたロボット３の動作計画やツール３２の動作計画を作成する。またプログラム管理部６１３は、生成したロボット３の動作計画は軌跡制御部６５２へ送信し、生成したツール３２の動作計画はサーボ制御部６５４へ送信する。

【0059】

軌跡制御部６５２は、プログラム管理部６１３からロボット３の動作計画を受信すると、この動作計画に基づいて補間処理を実行することにより、ロボット３の制御点の動作軌跡を算出し、キネマティクス制御部６５３へ入力する。キネマティクス制御部６５３は、軌跡制御部６５２によって算出された動作軌跡に基づいてキネマティクス演算を行うことにより、ロボット３の各関節の角度を目標角度として算出し、これら目標角度をサーボ制御部６５４へ送信する。

【0060】

サーボ制御部６５４は、キネマティクス制御部６５３から送信される各関節の目標角度が実現するように、ロボット３の各サーボモータをフィードバック制御することによってロボット３に対するロボット制御信号を生成し、ロボット３のサーボモータへ入力する。またサーボ制御部６５４は、プログラム管理部６１３から送信されるツール３２の動作計画を受信すると、この動作計画に従ってツール３２を駆動するためのＩ／Ｏ信号を生成し、ツール３２へ入力する。

【0061】

以上のようにロボット制御装置６では、数値制御装置５から送信されるロボット指令又はロボット指令群を受信すると、ロボットプログラム生成部６１がこれらロボット指令又はロボット指令群に基づいてロボットプログラムを生成し、その後数値制御装置５から送信されるロボットプログラム起動指令を受信すると、動作制御部６５がロボットプログラムを起動し、このロボットプログラムに基づいてロボット３やツール３２の動作を制御する。

【0062】

次に、以上のように構成された数値制御システム１における各種信号や情報の流れについて、図３～図６を参照しながら説明する。

【0063】

図３は、工作機械制御モジュール５０によって読み込まれる工作機械用の数値制御プログラム（図３において左側に示す）、及びロボット制御モジュール５１によって読み込まれるロボット用の数値制御プログラムのメインプログラム（図３において右側に示す）の一例を示す図である。

【0064】

なお以下では、ロボット制御モジュール５１によって図３において右側に示すメインプログラムの実行が完了した後（すなわち、メインプログラムのシーケンス番号“Ｎ１１”に記載された、プログラムエンドを示すコマンド“Ｍ３０”がロボット制御モジュール５１において実行された後）、工作機械制御モジュール５０は、図３において左側に示す工作機械用の数値制御プログラムの読み込み、及び実行を開始する場合について説明する。すなわち以下では、ロボット制御モジュール５１は、工作機械制御モジュール５０における工作機械用の数値制御プログラムの実行停止中でありかつ工作機械２の軸移動の停止中に、図３において右側に示すメインプログラムを実行する場合について説明する。

【0065】

図４は、ロボット制御モジュール５１によって読み込まれるロボット用の数値制御プログラムのサブプログラムの一例を示す図である。より具体的には、図４には、サブプログラム番号“２０００”によって指定されるサブプログラムを例示する。

【0066】

図５は、図３に例示する数値制御プログラムに基づいて数値制御装置５を作動させた場合における数値制御装置５とロボット制御装置６との間の信号及び情報の流れ、数値制御装置５において実行される処理、並びにロボット制御装置６において実行される処理を示すシーケンス図である。

【0067】

始めにシーケンス番号“Ｎ１０”に示すロボット指令ブロックにおいて、ロボット制御モジュール５１の入力解析部５４には、一括処理指定コマンド“Ｍ３００”とともに、サブプログラム番号“２０００”のサブプログラム（図４参照）を指定するコマンド“Ｐ２０００”が入力される。これによりロボット制御モジュール５１は、図６に示す一括処理手順に従ってロボット指令群及びロボットプログラム起動指令を送信する。

【0068】

図６は、一括処理によってロボット指令群及びロボットプログラム起動指令を送信する際におけるロボット制御モジュール５１及びロボット制御装置６で実行される各種処理の手順を示すタイムチャートの一例である。

【0069】

始めに時刻ｔ１０～ｔ１１の間では、ロボット制御モジュール５１のデータ送受信部５９及びロボット制御装置６のデータ送受信部６９は、ハンドシェイク通信の下で各種指令の送受信を開始するべく、第１ハンドシェイク処理を実行する。

【0070】

時刻ｔ１１～ｔ１３の間では、ロボット制御モジュール５１のロボット指令生成部５５は、図４に示すサブプログラムに含まれる全てのロボット指令ブロックを指定ブロック範囲とし、この指定ブロック範囲に含まれる全てのロボット指令ブロック（シーケンス番号“Ｎ２０”～“Ｎ４０”に示すロボット指令ブロック）に基づいて複数のロボット指令を生成し、これら複数のロボット指令をデータ送受信部６９に順次書き込む。

【0071】

時刻ｔ１１以降においてロボット指令生成部５５によるロボット指令の生成を開始した後、時刻ｔ１２～ｔ１４の間では、データ送受信部５９は、ロボット指令生成部５５によって順次生成される複数のロボット指令をロボット指令群として一括してデータ送受信部６９へ送信する。なお図６には、ロボット指令生成部５５によるロボット指令の生成と、データ送受信部５９によるロボット指令群の送信とを並行して行う場合について示すが、本開示はこれに限らない。ロボット指令生成部５５によって指定ブロック範囲に属する全てのロボット指令ブロックに基づくロボット指令を生成した後、データ送受信部５９によってこれらロボット指令を送信してもよい。

【0072】

その後時刻ｔ１４～ｔ１５の間では、データ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、ロボット指令群の送受信が完了したことに応じて、第２ハンドシェイク処理を実行する。

【0073】

その後時刻ｔ１５～ｔ１７の間では、ロボット制御装置６の入力解析部６０は、データ送受信部６９によって受信したロボット指令群に含まれる複数のロボット指令の解析を行い、解析結果を順次ロボットプログラム生成部６１に送信する。時刻ｔ１５以降において入力解析部６０によるロボット指令の解析を開始した後、時刻ｔ１６～ｔ１８の間では、ロボットプログラム生成部６１は、ロボット指令群に属する複数のロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成する。

【0074】

その後時刻ｔ１８～ｔ１９の間では、データ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、ロボットプログラム生成部６１によるロボットプログラムの生成が完了したことに応じて、第３ハンドシェイク処理を実行する。

【0075】

その後時刻ｔ１９～ｔ２０の間では、ロボット制御モジュール５１のロボットプログラム起動指令部５６は、上記第３ハンドシェイク処理によってロボット制御装置６側におけるロボットプログラムの生成が完了したことを確認した後、ロボットプログラム起動指令を生成し、データ送受信部５９に書き込む。またデータ送受信部５９は、ロボットプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。

【0076】

その後時刻ｔ２０以降では、ロボット制御装置６の動作制御部６５は、ロボットプログラム起動指令を受信したことに応じてロボットプログラムを起動し、このロボットプログラムに基づいてロボット３の動作を制御する。

【0077】

ロボット制御モジュール５１は、以上のような一括処理によってロボット指令群及びロボットプログラム起動指令を送信した後、図３に示すメインプログラムに復帰する。その後シーケンス番号“Ｎ１１”に示すロボット指令ブロックにおいて、ロボット制御モジュール５１の入力解析部５４には、エンドプログラムを示すコマンド“Ｍ３０”が入力される。これによりロボット制御モジュール５１は、図３に示すメインプログラムを終了し、工作機械制御モジュール５０は、図３に示す工作機械用の数値制御プログラムを読み込む。なお図５に示すように、工作機械制御モジュール５０が工作機械用の数値制御プログラムを読み込み、この数値制御プログラムに基づいて工作機械２の動作を制御する間、ロボット制御装置６は、上記ロボット指令群に基づいて生成したロボットプログラムに従い、並行してロボット３の動作を制御する。

【0078】

始めにシーケンス番号“Ｎ１００”に示す工作機械指令ブロックにおいて、工作機械制御モジュール５０には、工作機械２の主軸に取り付けられる工具を、工具番号“３”で示す工具に交換するためのコマンド“Ｍ６ Ｔ３”が入力される。これにより工作機械制御モジュール５０は、工作機械２の主軸に取り付けられる工具を工具番号“３”で示す工具に交換する。

【0079】

その後シーケンス番号“Ｎ１０１”に示す工作機械指令ブロックにおいて、工作機械制御モジュール５０には、工作機械２の主軸を速度“１５００”によって回転させるためのコマンド“Ｓ１５００”が入力される。これにより工作機械制御モジュール５０は、工作機械２の主軸を速度“１５００”で回転させる。

【0080】

その後シーケンス番号“Ｎ１０２”～“Ｎ１０５”に示す工作機械指令ブロックにおいて、工作機械制御モジュール５０には、工作機械２の主軸を位置合わせするＧコード“Ｇ００”及び工作機械２の主軸を直線補間によって移動させるＧコード“Ｇ０１”が入力される。これにより工作機械制御モジュール５０は、主軸をＧコード“Ｇ００”によって指定される位置へ位置合わせするとともに、主軸をＧコード“Ｇ０１”によって指定される位置及び速度で移動させることによって図示しないワークを切削加工する。

【0081】

その後シーケンス番号“Ｎ１０６”に示す工作機械指令ブロックにおいて、工作機械制御モジュール５０には、ロボット制御装置６における処理と待ち合わせするためのコマンド“Ｍ１００”が入力される。これにより工作機械制御モジュール５０は、ロボット制御装置６側において、図４に示すサブプログラムのうち、シーケンス番号“Ｎ２３”で示すロボット指令ブロックまでロボットプログラムの実行が完了したことを確認した後、次のシーケンス番号“Ｎ１０７”に示す工作機械指令ブロックに移行する。また同時にロボット制御装置６は、工作機械制御モジュール５０側において、図３に示す工作機械用の数値制御プログラムのうち、シーケンス番号“Ｎ１０７”に示す工作機械指令ブロックまで処理が完了したことを確認した後、図４に示すサブプログラムのうち、シーケンス番号“Ｎ２４”以降のロボット指令ブロックに対応するロボットプログラムの実行を開始する。

【0082】

その後シーケンス番号“Ｎ１０７”に示す工作機械指令ブロックにおいて、工作機械制御モジュール５０には、エンドプログラムを示すコマンド“Ｍ３０”が入力される。これにより工作機械制御モジュール５０は、図３に示す工作機械用の数値制御プログラムを終了する。

【0083】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、数値制御装置５のロボット指令生成部５５は、ロボット３に対する複数のロボット指令ブロックを含むロボット用の数値制御プログラムに基づいてロボット指令ブロック毎にロボット指令を生成し、数値制御装置５のデータ送受信部５９は、指定ブロック範囲に属する複数のロボット指令ブロックに基づいて生成された複数のロボット指令をロボット指令群として予め一括してロボット制御装置６へ送信する。またロボット制御装置６のロボットプログラム生成部６１は、ロボット制御装置６のデータ送受信部６９によって受信されたロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成し、ロボット制御装置６の動作制御部６５は、ロボット指令群に基づくロボットプログラムが生成された後、データ送受信部６９によってプログラム起動指令を受信したことに応じてロボットプログラムを起動し、このロボットプログラムに基づいてロボット３及びツール３２の動作を制御する。本実施形態によれば、数値制御装置５側からロボット制御装置６側へ、複数のロボット指令によって構成されるロボット指令群を予め一括して送信することにより、従来では１つのロボット指令ブロックに基づくロボット指令を送信する度に必要であった第１～第３ハンドシェイク処理の実行回数を大幅に削減できるので、その分、数値制御装置５とロボット制御装置６との間の通信処理にかかる時間を短くし、ひいてはロボット制御のサイクルタイムも短くすることができる。

【0084】

本実施形態において、データ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、データ送受信部５９がロボット指令群の送信を開始する際に第１ハンドシェイク処理を実行し、データ送受信部６９がロボット指令群の受信を完了した際に第２ハンドシェイク処理を実行する。これによりデータ送受信部５９からデータ送受信部６９へ、複数のロボット指令によって構成されるロボット指令群を適切に送信することができる。またデータ送受信部５９及びデータ送受信部６９は、ロボットプログラム生成部６１がロボット指令群に基づくロボットプログラムの生成が完了した際に第３ハンドシェイク処理を実行する。これにより数値制御装置５は、ロボット制御装置６側においてロボットプログラムの生成が完了したことを把握することができる。

【0085】

本実施形態において、データ送受信部５９は、第３ハンドシェイク処理を実行した後にプログラム起動指令をデータ送受信部６９へ送信する。これにより数値制御装置５は、ロボット制御装置６側において適切にロボットプログラムが生成された後、このロボットプログラムを起動させることができる。

【0086】

本実施形態において、データ送受信部５９による一括処理に係る指定ブロック範囲を、ロボット用の数値制御プログラムに基づいて、一括処理指定コマンドによって定める。これにより、数値制御プログラムを作成するユーザは、一括処理に係るロボット指令ブロックを容易に指定することができる。

【0087】

本実施形態において、入力解析部５４、ロボット指令生成部５５、ロボットプログラム起動指令部５６、並びにデータ送受信部５９は、工作機械制御モジュール５０における工作機械用の数値制御プログラムの実行停止中又は工作機械２の軸移動の停止中に、ロボット指令ブロックの解析、ロボット指令の生成、ロボットプログラム起動指令の生成、並びにロボット指令群及びロボットプログラム起動指令の送信を実行する。これによりロボット制御モジュール５１は、工作機械制御モジュール５０における演算負荷が低い期間内を利用してロボット指令群及びロボットプログラム起動指令の生成及び送信に係る一連の処理を実行できるので、これら一連の処理にかかる時間を短くすることができる。

【0088】

＜第２実施形態＞
以下、図面を参照して、本開示の第２実施形態に係る数値制御システムについて説明する。なお以下の説明において、第１実施形態に係る数値制御システム１と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0089】

図７は、本実施形態に係る数値制御システム１Ａの数値制御装置５Ａ及びロボット制御装置６の機能ブロック図である。本実施形態に係る数値制御システム１Ａは、第１実施形態に係る数値制御システム１と、数値制御装置５Ａ及び数値制御プログラムの構成が異なる。より具体的には、第１実施形態に係る数値制御装置５では、数値制御プログラムを、主に工作機械２に対する工作機械指令ブロックによって構成される工作機械用の数値制御プログラムと、主にロボット３に対するロボット指令ブロックによって構成されるロボット用の数値制御プログラムとに分け、さらにこれら工作機械用の数値制御プログラム及びロボット用の数値制御プログラムの実行主体も工作機械制御モジュール５０とロボット制御モジュール５１とに分けた。これに対し本実施形態に係る数値制御装置５Ａでは、数値制御プログラムとして、工作機械指令ブロックとロボット指令ブロックとが混在したものを用いるとともに、この数値制御プログラムの実行主体も共通のものとする点において第１実施形態に係る数値制御装置５と異なる。

【0090】

数値制御装置５Ａは、記憶部５２Ａと、プログラム入力部５３と、入力解析部５４Ａと、ロボット指令生成部５５と、ロボットプログラム起動指令部５６と、データ送受信部５９と、補間制御部５８１Ａと、Ｉ／Ｏ制御部５８２Ａと、サーボ制御部５８３Ａと、を備える。

【0091】

記憶部５２Ａには、例えばオペレータによる操作に基づいて作成された複数の数値制御プログラムが格納されている。より具体的には、記憶部５２Ａには、工作機械２に対する工作機械指令ブロック及びロボット３に対するロボット指令ブロックの両方が混在した数値制御プログラムや、主にロボット指令ブロックを含むサブプログラム等が格納されている。

【0092】

入力解析部５４Ａは、プログラム入力部５３から入力される数値制御プログラムに基づく指令種別を指令ブロック毎に解析し、その解析結果を指令ブロック毎にロボット指令生成部５５、ロボットプログラム起動指令部５６、補間制御部５８１Ａ、及びＩ／Ｏ制御部５８２Ａへ送信する。

【0093】

上述のように記憶部５２Ａに格納される数値制御プログラムは、工作機械指令ブロックとロボット指令ブロックとの両方が混在している。このため入力解析部５４Ａは、プログラム入力部５３から入力される指令ブロックがロボット指令ブロックである場合には、その解析結果をロボット指令生成部５５及びロボットプログラム起動指令部５６へ送信する。なおこれ以降におけるロボット指令生成部５５、ロボットプログラム起動指令部５６、及びデータ送受信部５９における処理は、第１実施形態に係る数値制御装置５と同じであるので、詳細な説明を省略する。

【0094】

また入力解析部５４Ａは、プログラム入力部５３から入力される指令ブロックが工作機械指令ブロックである場合には、その解析結果を補間制御部５８１Ａ及びＩ／Ｏ制御部５８２Ａへ送信する。

【0095】

補間制御部５８１Ａは、入力解析部５４Ａから送信される解析結果が、工作機械２の制御軸の移動を指令するものである場合、補間処理を行うことによって指令に応じた制御軸の移動経路を算出し、算出した移動経路をサーボ制御部５８３Ａへ入力する。サーボ制御部５８３Ａは、補間制御部５８１Ａによって算出された移動経路に沿って制御軸が移動するように、工作機械２のサーボモータをフィードバック制御する。これにより工作機械２の動作は、数値制御プログラムによって定められた手順によって制御される。

【0096】

またＩ／Ｏ制御部５８２Ａは、入力解析部５４Ａから送信される解析結果が、例えば工作機械２のチャックの開閉を指令するものである場合や、工作機械２のドアの開閉を指令するものである場合、入力された指令に応じたＩ／Ｏ信号を工作機械２へ入力する。これにより工作機械２のチャックやドアは、数値制御プログラムによって定められた手順によって開閉される。

【0097】

次に、以上のように構成された数値制御システム１Ａにおける各種信号や情報の流れについて、図８～図１０を参照しながら説明する。

【0098】

図８は、数値制御装置５Ａによって読み込まれる数値制御プログラムのメインプログラムの一例を示す図である。なお図８に示すメインプログラムにおいて、シーケンス番号“Ｎ２００”及び“Ｎ２０７”に示す指令ブロックは、ロボット３に対するロボット指令ブロックであり、シーケンス番号“Ｎ２０１”～“Ｎ２０６”に示す指令ブロックは、工作機械２に対する工作機械指令ブロックである。

【0099】

図９Ａ及び図９Ｂは、数値制御装置５Ａによって読み込まれるサブプログラムの一例を示す図である。より具体的には、図９Ａには、サブプログラム番号“３０００”によって指定されるサブプログラムを例示し、図９Ｂには、サブプログラム番号“４０００”によって指定されるサブプログラムを例示する。なお図９Ａ及び図９Ｂに示すサブプログラムに含まれる指令ブロックは、全てロボット３に対するロボット指令ブロックである。

【0100】

図１０は、図８に例示する数値制御プログラムに基づいて数値制御装置５Ａを作動させた場合における数値制御装置５Ａとロボット制御装置６との間の信号及び情報の流れ、数値制御装置５Ａにおいて実行される処理、並びにロボット制御装置６において実行される処理を示すシーケンス図である。

【0101】

始めにシーケンス番号“Ｎ２００”に示すロボット指令ブロックにおいて、数値制御装置５Ａの入力解析部５４Ａには、一括処理指定コマンド“Ｍ３００”とともに、サブプログラム番号“３０００”のサブプログラム（図９Ａ参照）を指定するコマンド“Ｐ３０００”が入力される。これにより数値制御装置５Ａのロボット指令生成部５５、ロボットプログラム起動指令部５６、及びデータ送受信部５９は、第１実施形態と同様の一括処理によってロボット指令群及びロボットプログラム起動指令を送信する。なおこの一括処理手順は、図６を参照して説明した手順と同じであるので、詳細な説明を省略する。

【0102】

次にシーケンス番号“Ｎ２０１”に示す工作機械指令ブロックにおいて、入力解析部５４Ａには、工作機械２の主軸に取り付けられる工具を、工具番号“３”で示す工具に交換するためのコマンド“Ｍ６ Ｔ３”が入力される。これによりＩ／Ｏ制御部５８２Ａは、工作機械２の主軸に取り付けられる工具を工具番号“３”で示す工具に交換するためのＩ／Ｏ信号を工作機械２へ入力する。これにより主軸に取り付けられる工具が交換される。

【0103】

その後シーケンス番号“Ｎ２０２”に示す工作機械指令ブロックにおいて、入力解析部５４Ａには、工作機械２の主軸を速度“１５００”によって回転させるためのコマンド“Ｓ１５００”が入力される。これによりＩ／Ｏ制御部５８２Ａは、指定された速度で主軸を回転させるためのＩ／Ｏ信号を工作機械２へ入力する。これにより主軸が指定された速度で回転する。

【0104】

その後シーケンス番号“Ｎ２０３”～“Ｎ２０６”に示す工作機械指令ブロックにおいて、入力解析部５４Ａには、工作機械２の主軸を位置合わせするＧコード“Ｇ００”及び工作機械２の主軸を直線補間によって移動させるＧコード“Ｇ０１”が入力される。これによりサーボ制御部５８３Ａは、主軸をＧコード“Ｇ００”によって指定される位置へ位置合わせするとともに、主軸をＧコード“Ｇ０１”によって指定される位置及び速度で移動させることによって図示しないワークを切削加工する。

【0105】

その後シーケンス番号“Ｎ２０７”に示すロボット指令ブロックにおいて、入力解析部５４Ａには、一括処理指定コマンド“Ｍ３００”とともに、サブプログラム番号“４０００”のサブプログラム（図９Ｂ参照）を指定するコマンド“Ｐ４０００”が入力される。これによりロボット指令生成部５５、ロボットプログラム起動指令部５６、及びデータ送受信部５９は、第１実施形態と同様の一括処理によってロボット指令群及びロボットプログラム起動指令を送信する。なおこの一括処理手順は、図６を参照して説明した手順と同じであるので、詳細な説明を省略する。

【0106】

その後シーケンス番号“Ｎ２０８”に示す指令ブロックにおいて、入力解析部５４Ａには、エンドプログラムを示すコマンド“Ｍ３０”が入力される。これにより数値制御装置５Ａは、図８に示す数値制御プログラムを終了する。

【0107】

なお図１０に示すように、数値制御装置５Ａのロボット指令生成部５５、ロボットプログラム起動指令部５６、及びデータ送受信部５９は、数値制御プログラムのうち工作機械２に対する工作機械指令ブロックの実行停止中でありかつ工作機械２の軸移動の停止中に、ロボット指令の生成、ロボットプログラム起動指令の生成、並びにロボット指令群及びロボットプログラム起動指令の送信を実行することが好ましい。

【0108】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。また本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び変形が可能である。

【0109】

例えば上記実施形態では、数値制御プログラムに基づいてロボット指令ブロック毎にロボット指令を生成するロボット指令生成部５５を数値制御装置５，５Ａに設け、データ送受信部６９によって受信されたロボット指令に基づいてロボットプログラムを生成するロボットプログラム生成部６１をロボット制御装置６に設けた場合について説明したが、本開示はこれに限らない。これらロボット指令生成部５５及びロボットプログラム生成部６１は、数値制御装置５，５Ａ及びロボット制御装置６と通信可能に接続された外部演算装置に設け、これらロボット指令やロボットプログラムを生成する処理を外部演算装置によって実行してもよい。

【符号の説明】

【0110】

１，１Ａ…数値制御システム
２…工作機械
３…ロボット
５，５Ａ…数値制御装置
５０…工作機械制御モジュール
５１…ロボット制御モジュール
５２，５２Ａ…記憶部
５３…プログラム入力部
５４，５４Ａ…入力解析部
５５…ロボット指令生成部
５６…ロボットプログラム起動指令部
５８１Ａ…補間制御部
５８２Ａ…Ｉ／Ｏ制御部
５８３Ａ…サーボ制御部
５９…データ送受信部（第１通信部）
６…ロボット制御装置
６０…入力解析部
６１…ロボットプログラム生成部
６１２…ロボット命令生成部
６１３…プログラム管理部
６１４…記憶部
６５…動作制御部
６５１…プログラム起動部
６５２…軌跡制御部
６５３…キネマティクス制御部
６５４…サーボ制御部
６９…データ送受信部（第２通信部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】