TW202224877A - 數值控制系統及產業機械的控制方法 - Google Patents

Abstract

數值控制系統1具備數值控制裝置5及機器人控制裝置6。數值控制裝置5具備：機器人指令生成部55，其就每個機器人指令區塊生成機器人指令；機器人程式啟動指令部56；及資料收發部59，其將根據複數個機器人指令區塊所生成的複數個機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來發送到機器人控制裝置6之後，將程式啟動指令發送到機器人控制裝置6。機器人控制裝置6具備：機器人程式生成部61，其根據機器人指令來生成機器人程式；及動作控制部65，其於根據機器人指令群的機器人程式生成之後，因應接收到程式啟動指令而啟動機器人程式。

Description

數值控制系統及產業機械的控制方法

發明領域

本揭示是有關一種數值控制系統及產業機械的控制方法。

發明背景

近年來為了促進加工現場的自動化，期望一種數值控制系統，將加工工件的工具機的動作與設置在該工具機附近的機器人的動作進行聯動控制(參考例如專利文獻1)。

一般而言，用以控制工具機的數值控制程式與用以控制機器人的機器人程式的程式語言不同。因此，為了使工具機的動作與機器人的動作聯動，操作者必須熟練掌握數值控制程式與機器人程式雙方。

於專利文獻1，表示藉由數值控制程式控制工具機與機器人雙方的數值控制裝置。更具體而言，在專利文獻1所示的數值控制系統，於數值控制裝置中按照數值控制程式生成機器人指令，於機器人控制裝置中根據上述機器人指令生成機器人程式，按照該機器人程式來控制機器人的動作。若藉由專利文獻1所示的數值控制系統，只要是熟悉數值控制程式的使用者，無須熟練掌握機器人程式亦可控制機器人。 先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特許第6647472號

發明概要 發明欲解決之課題

圖11是表示以往的數值控制系統中控制機器人的動作時，以數值控制裝置及機器人控制裝置執行的各種處理的程序的時間圖的一例。

首先在時刻t0～t1，於數值控制裝置，讀出並分析預先製作的數值控制程式所含的1個指令區塊。接著，在時刻t1～t2，數值控制裝置及機器人控制裝置執行用以開始機器人指令之傳輸的第1交握(handshake)處理。接著，在時刻t2～t3，數值控制裝置生成與時刻t0～t1中的指令區塊的分析結果相應的機器人指令，並且將生成的機器人指令傳輸到機器人控制裝置。接著，在時刻t3～t4，數值控制裝置及機器人控制裝置執行用以結束機器人指令的傳輸的第2交握處理。

又，機器人控制裝置在時刻t4～t5之間，分析在時刻t3～t4接收到的機器人指令，其後在時刻t5～t6之間，生成與機器人指令的分析結果相應的機器人程式。接著，在時刻t6～t7之間，數值控制裝置及機器人控制裝置執行用以結束機器人控制裝置側的機器人程式的生成的第3交握處理。藉此，可於數值控制裝置側確認與機器人指令相應的機器人程式的生成已結束。

在時刻t7～t8之間，數值控制裝置將機器人程式啟動指令發送到機器人控制裝置，前述機器人程式啟動指令用以在機器人控制裝置，啟動根據事先發送的機器人指令來製作的機器人程式。其後在時刻t8以後，機器人控制裝置根據已啟動的機器人程式來控制機器人的動作，數值控制裝置確認機器人控制裝置的機器人程式的執行是否已完成。

如以上，在以往的數值控制系統，每當根據記載於數值控制程式的1個指令區塊，來控制機器人的動作時，至少必須執行3次交握處理。因此，在以往的數值控制系統，數值控制程式所含的指令區塊的數目越增加，交握處理的執行次數亦增加，通訊處理所耗費的時間也隨之變長，進而機器人控制的週程時間(cycle time)亦有變長之虞。

本揭示的目的在於提供一種數值控制系統及產業機械的控制方法，可縮短數值控制裝置與機器人控制裝置之間的通訊處理所耗費的時間，進而亦可縮短機器人控制的週程時間。 用以解決課題之手段

本揭示的一態樣提供一種數值控制系統，具備：數值控制裝置，其控制工具機的動作，並且生成用以控制機器人的動作的機器人指令；及機器人控制裝置，其可與前述數值控制裝置通訊，且根據前述機器人指令控制前述機器人的動作；前述數值控制系統具備：機器人指令生成部，其根據包含對於前述機器人的複數個機器人指令區塊的數值控制程式，就每個前述機器人指令區塊生成前述機器人指令；機器人程式啟動指令部，其生成程式啟動指令；第1通訊部，其將根據屬於指定區塊範圍的複數個前述機器人指令區塊所生成的複數個前述機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來從前述數值控制裝置發送到前述機器人控制裝置之後，將前述程式啟動指令從前述數值控制裝置發送到前述機器人控制裝置；第2通訊部，其接收前述機器人指令及前述程式啟動指令；機器人程式生成部，其根據由前述第2通訊部接收到的前述機器人指令，來生成機器人程式；及動作控制部，其於前述機器人程式生成部生成根據前述機器人指令群的前述機器人程式之後，因應前述第2通訊部接收到前述程式啟動指令而啟動前述機器人程式，根據該機器人程式來控制前述機器人的動作。

本揭示的一態樣提供一種產業機械的控制方法，其利用數值控制系統來控制工具機及機器人的動作，前述數值控制系統具備控制前述工具機的動作的數值控制裝置、及可與該數值控制裝置通訊且控制前述機器人的動作的機器人控制裝置；前述產業機械的控制方法具備如下步驟：前述數值控制裝置根據包含對於前述機器人的複數個機器人指令區塊的數值控制程式，就每個前述機器人指令區塊，生成用以控制機器人的動作的機器人指令；前述數值控制裝置將根據屬於指定區塊範圍的複數個前述機器人指令區塊所生成的複數個前述機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來發送到前述機器人控制裝置；前述機器人控制裝置接收前述機器人指令群，根據屬於該機器人指令群的複數個前述機器人指令，來生成機器人程式；於前述機器人控制裝置生成根據前述機器人指令群的前述機器人程式之後，前述數值控制裝置將程式啟動指令發送到前述機器人控制裝置；前述機器人控制裝置因應接收到前述程式啟動指令而啟動前述機器人程式，根據該機器人程式來控制前述機器人的動作。 發明效果

於本揭示的一態樣，機器人指令生成部根據包含對於機器人的複數個機器人指令區塊的數值控制程式，就每個機器人指令區塊生成機器人指令，第1通訊部將根據屬於指定區塊範圍的複數個機器人指令區塊所生成的複數個機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來從數值控制裝置發送到機器人控制裝置。換言之，在機器人控制裝置中根據從數值控制裝置發送的機器人指令開始機器人的動作的控制之前(亦即機器人控制裝置的運轉開始前)，第1通訊部將構成機器人指令群的複數個機器人指令全部發送到機器人控制裝置。又，機器人程式生成部根據由第2通訊部接收到的機器人指令，來生成機器人程式，動作控制部在根據機器人指令群的機器人程式生成之後，因應第2通訊部接收到程式啟動指令而啟動機器人程式，根據該機器人程式來控制機器人的動作。若依據本揭示的一態樣，藉由從數值控制裝置側，將由複數個機器人指令所構成的機器人指令群預先集中起來，發送到機器人控制裝置側，可大幅刪減以往每當根據1個機器人指令區塊發送機器人指令時所需的交握處理的執行次數，隨之可縮短數值控制裝置與機器人控制裝置之間的通訊處理所耗費的時間，進而亦可縮短機器人控制的週程時間。

用以實施發明之形態

＜第1實施形態＞ 以下參考圖式來說明本揭示的第1實施形態的數值控制系統。

圖1是本實施形態的數值控制系統1的概略圖。

數值控制系統1具備：工具機2；數值控制裝置(CNC)5，其控制該工具機2的動作；機器人3，其設置於工具機2附近；及機器人控制裝置6，其與數值控制裝置5可通訊地連接。數值控制裝置5根據預定的數值控制程式來控制工具機2的動作，並且生成用以控制機器人3的動作的對於機器人控制裝置6的指令，並發送到機器人控制裝置6。機器人控制裝置6因應從數值控制裝置5發送的指令，來控制機器人3的動作。

工具機2因應從數值控制裝置5發送的工具機控制訊號，來加工未圖示的工件。於此，工具機2是例如車床、鑽床、銑床、磨床、雷射加工機及射出成型機等，但不限於此。

機器人3是在機器人控制裝置6所進行的控制下動作，例如對於由工具機2加工的工件進行預定的作業。機器人3是例如多關節機器人，於其臂前端部31安裝有用以握持、加工或檢查工件的工具32。以下說明機器人3採用6軸多關節機器人的情況，但不限於此。又，於以下說明機器人3採用6軸多關節機器人的情況，但軸數不限於此。

數值控制裝置5及機器人控制裝置6是分別由以下硬體所構成的電腦：CPU(Central Processing Unit(中央處理單元))等運算處理機構；儲存了各種程式的HDD(Hard Disk Drive(硬碟驅動機))或SSD(Solid State Drive(固態硬碟))等輔助記憶機構；用以儲存運算處理機構執行程式上暫時所需的資料的RAM(Random Access Memory(隨機存取記憶體))等主記憶機構；操作者進行各種操作的鍵盤等操作機構；及對操作者顯示各種資訊的顯示器等顯示機構等。該等機器人控制裝置6及數值控制裝置5可藉由例如乙太網路(註冊商標)相互收發各種訊號。

圖2是數值控制裝置5及機器人控制裝置6的功能方塊圖。

數值控制裝置5按照以下說明的程序，生成用以控制機器人3或工具32的動作的各種指令，並將生成的指令發送到機器人控制裝置6。機器人控制裝置6根據從數值控制裝置5發送的指令，按照以下說明的程序，生成用以控制機器人3的動作的機器人控制訊號，或生成用以控制工具32的動作的I/O訊號，並將生成的機器人控制訊號或I/O訊號輸入於機器人3。機器人控制裝置6藉此控制機器人3及工具32的動作。

首先，說明數值控制裝置5的詳細構成。如圖2所示，於數值控制裝置5，藉由上述硬體構成，實現作為工具機2的控制系統的工具機控制模組50、作為機器人3的控制系統的機器人控制模組51、及記憶部52等各種功能。

於記憶部52，儲存了例如根據操作者的操作所製作的複數個數值控制程式。更具體而言，於記憶部52主要儲存了如下程式：由對於工具機2的複數個指令區塊(以下亦稱為「工具機指令區塊」)構成的工具機用數值控制程式，或由對於機器人3的複數個指令區塊(以下亦稱為「機器人指令區塊」)構成的機器人用數值控制程式等。該等工具機用數值控制程式及機器人用數值控制程式是以共通的編寫語言(例如G代碼(G-code)或M代碼(M-code)等)描述。

工具機用數值控制程式是根據作為第1座標系統的工具機座標系統來描述，前述第1座標系統是以決定於工具機2上或工具機2附近的基準點作為原點。亦即，於工具機用數值控制程式，工具機2的控制點的位置及姿勢是藉由工具機座標系統的座標值來描述。

機器人用數值控制程式是根據與工具機座標系統不同的作為第2座標系統的機器人座標系統來描述。亦即，於機器人用數值控制程式，機器人3的控制點(例如機器人3的臂前端部31)的位置及姿勢是藉由與工具機座標系統不同的機器人座標系統的座標值來描述。該機器人座標系統是以決定於機器人3上或機器人3附近的基準點作為原點的座標系統。再者，以下雖說明機器人座標系統與工具機座標系統不同的情況，但本揭示不限於此。亦可使機器人座標系統與工具機座標系統一致。換言之，亦可使機器人座標系統的原點或座標軸方向，與工具機座標系統的原點或座標軸方向一致。

又，於該機器人用數值控制程式，機器人座標系統可於控制軸不同的2種以上的座標形式之間切換。更具體而言，於機器人用數值控制程式，機器人3的控制點的位置及姿勢可藉由正交座標形式或各軸座標形式來指定。

於各軸座標形式，機器人3的控制點的位置及姿勢是藉由以機器人3的6個關節的旋轉角度值(J1,J2,J3,J4,J5,J6)作為成分的合計6個實數的座標值來指定。

於正交座標形式，機器人3的控制點的位置及姿勢是藉由以沿著3個正交座標軸的3個座標值(X,Y,Z)、及繞著各正交座標軸的3個旋轉角度值(A,B,C)作為成分的合計6個實數的座標值來指定。

於此，在各軸座標形式下，由於直接指定機器人3的各關節的旋轉角度，因此機器人3的各臂或腕部的軸配置、或可360度以上旋轉的關節的旋轉數(以下將該等統稱為「機器人3的形態」)亦無歧異地決定。相對於此，在正交座標形式下，由於藉由6個座標值(X,Y,Z,A,B,C)指定機器人3的控制點的位置及姿勢，因此無法無歧異地決定機器人3的形態。因此，於機器人用數值控制程式，可藉由預定位數的整數值即形態值P來指定機器人3的形態。因此，機器人3的控制點的位置及姿勢以及機器人3的形態若在各軸座標形式下，是以6個座標值(J1,J2,J3,J4,J5,J6)表示，若在正交座標形式下，是以6個座標值及1個形態值(X,Y,Z,A,B,C,P)表示。

於機器人用數值控制程式，可藉由G代碼“G68.8”及“G68.9”來設定座標形式。更具體而言，藉由輸入G代碼“G68.8”，座標形式會設定為各軸座標形式，藉由輸入G代碼“G68.9”，座標形式會設定為正交座標形式。用以設定該等座標形式的G代碼“G68.8”及“G68.9”是模態。因此，從藉由該等G代碼將座標形式設定為各軸座標形式或正交座標形式之後，到再次藉由G代碼變更座標形式為止，均維持座標形式。再者，於本實施形態，於機器人用數值控制程式，未記載有用以設定該等座標形式的G代碼時，座標形式採自動設定為正交座標形式，但不限於此。

工具機控制模組50按照工具機用數值控制程式，主要生成用以控制工具機2的動作的工具機控制訊號，並輸入於工具機2的未圖示的致動器。更具體而言，工具機控制模組50讀出儲存於記憶部52的工具機用數值控制程式，藉由分析根據該數值控制程式的指令類別，來生成工具機控制訊號。工具機2因應從工具機控制模組50發送的工具機控制訊號進行動作，加工未圖示的工件。

機器人控制模組51按照機器人用數值控制程式，生成用以控制機器人3及工具32的動作的各種指令，並發送到機器人控制裝置6。更具體而言，機器人控制模組51具備程式輸入部53、輸入分析部54、機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56及作為第1通訊部的資料收發部59。

程式輸入部53從記憶部52，讀出由複數個機器人指令區塊構成的機器人用數值控制程式，並逐次將其輸入於輸入分析部54。

輸入分析部54就每個機器人指令區塊，分析根據從程式輸入部53輸入的機器人用數值控制程式的指令類別，將其分析結果就每個機器人指令區塊，發送到機器人指令生成部55及機器人程式啟動指令部56。

機器人指令生成部55根據從輸入分析部54發送的每個機器人指令區塊的分析結果，就每個機器人指令區塊生成機器人指令，將生成的機器人指令寫入於資料收發部59。

機器人程式啟動指令部56在預定的時間點生成機器人程式啟動指令，並將生成的機器人程式啟動指令寫入於資料收發部59，前述機器人程式啟動指令是用以在機器人控制裝置6側，使根據由機器人指令生成部55生成的機器人指令而在機器人控制裝置6側生成的機器人程式啟動的觸發(trigger)。

資料收發部59是在交握通訊下，與機器人控制裝置6的資料收發部69相互收發各種指令或資料。當由機器人指令生成部55或機器人程式啟動指令部56，如上述寫入機器人指令或機器人程式啟動指令時，資料收發部59執行包含參考圖11所說明的第1～第3交握處理的預定的通訊處理，將該等機器人指令或機器人程式啟動指令發送到機器人控制裝置6的資料收發部69。

如後續所說明，若從資料收發部59將機器人指令發送到資料收發部69，於機器人控制裝置6側生成與接收到的機器人指令相應的機器人程式。又，發送機器人指令之後，若從資料收發部59將機器人程式啟動指令發送到資料收發部69，則於機器人控制裝置6側，會啟動藉由如上程序生成的機器人程式，根據該機器人程式來控制機器人3及工具32的動作。

於此，資料收發部59的機器人指令及機器人程式啟動指令的發送處理方式，可於逐次處理與集中處理間切換。

在逐次處理下，資料收發部59按照參考圖11所說明的程序執行通訊處理，將機器人指令及機器人程式啟動指令發送到資料收發部69。亦即，在逐次處理下，每當由機器人指令生成部55寫入1個機器人指令時，資料收發部59將該機器人指令發送到資料收發部69之後，將機器人程式啟動指令發送到資料收發部69。亦即，在逐次處理下，資料收發部59就每1個機器人指令區塊，將1個機器人指令及機器人程式啟動指令發送到資料收發部69。

相對於此，在集中處理下，資料收發部59將根據屬於在機器人用數值控制程式中決定的指定區塊範圍的複數個機器人指令區塊所生成的複數個機器人指令，預先集中起來作為機器人指令群發送到資料收發部69之後，為了在機器人控制裝置6側，使根據該機器人指令群而在機器人控制裝置6側生成的機器人程式啟動，而將機器人程式啟動指令發送到資料收發部69。換言之，於機器人控制裝置6，在根據從數值控制裝置5發送的機器人指令，而開始機器人3的動作控制之前(亦即，機器人控制裝置6的運轉開始前)，資料收發部59將構成機器人指令群的複數個機器人指令，全部發送到機器人控制裝置6。於此，集中處理的指定區塊範圍可根據機器人用的數值控制程式，藉由預定的集中處理指定命令(例如後述的M代碼“M300”)來決定。再者，於本實施形態，雖說明藉由集中處理指定命令，以子程式單位指定指定區塊範圍的情況，亦即將包含於子程式的所有機器人指令區塊設為指定區塊範圍的情況，但本揭示不限於此。指定區塊範圍可藉由集中處理指令命令，以機器人指令區塊單位直接指定。

如以上，在逐次處理下，從資料收發部59將機器人指令及機器人程式啟動指令發送到資料收發部69時，必須就每1個機器人指令區塊，各執行1次第1～第3交握處理。因此，若欲在逐次處理下處理複數個機器人指令區塊，因應機器人指令區塊的數目，第1～第3交握處理的執行次數亦增加，進而機器人控制的週程時間亦變長。

相對於此，在集中處理下，從資料收發部59將機器人指令及機器人程式啟動指令發送到資料收發部69時，由於可將複數個機器人指令集中起來作為機器人指令群，從資料收發部59發送到資料收發部69，因此相較於逐次處理，可減少第1～第3交握處理的執行次數，進而亦可縮短機器人控制的週程時間。

再者，如以上在集中處理下，從資料收發部59將機器人指令及機器人程式啟動指令發送到資料收發部69時，輸入分析部54的機器人指令區塊的分析、機器人指令生成部55的機器人指令的生成、機器人程式啟動指令部56的機器人程式啟動指令的生成、以及資料收發部59的機器人指令群及機器人程式啟動指令的發送，宜在工具機控制模組50的工具機用數值控制程式的執行的停止中執行，或在工具機2的軸移動的停止中執行。

接著，詳細說明機器人控制裝置6的構成。如圖2所示，於機器人控制裝置6，藉由上述硬體構成，實現輸入分析部60、機器人程式生成部61、動作控制部65、及作為第2通訊部的資料收發部69等各種功能。

輸入分析部60分析從數值控制裝置5經由資料收發部69發送的指令，並將分析結果發送到機器人程式生成部61及動作控制部65。

更具體而言，若從資料收發部69輸入了機器人指令或囊括了複數個該機器人指令的機器人指令群，輸入分析部60將該等機器人指令或機器人指令群發送到機器人程式生成部61。若從輸入分析部60輸入了機器人指令或機器人指令群，機器人程式生成部61按照後續說明的程序，生成與該等機器人指令或機器人指令群相應的機器人程式。

若從資料收發部69輸入了機器人程式啟動指令，輸入分析部60將該機器人程式啟動指令發送到動作控制部65。若從輸入分析部60輸入了機器人程式啟動指令，動作控制部65按照後續說明的程序，啟動由上述機器人程式生成部61生成的機器人程式，按照該機器人程式控制機器人3及工具32的動作。

資料收發部69是在交握通訊下，與數值控制裝置5的資料收發部59相互收發各種指令或資料。資料收發部59及資料收發部69藉由按照以下程序執行第1～第3交握處理，來收發機器人指令、機器人指令群及機器人程式啟動指令。

更具體而言，資料收發部59及資料收發部69執行第1交握處理之後，開始從資料收發部59對資料收發部69發送機器人指令或機器人指令群。又，資料收發部59及資料收發部69完成從資料收發部59對資料收發部69發送機器人指令或機器人指令群之後，執行第2交握處理。其後，機器人程式生成部61完成根據按照以上程序接收到的機器人指令或機器人指令群生成機器人程式之後，資料收發部59及資料收發部69執行第3交握處理。藉由執行該第3交握處理，於數值控制裝置5側，可掌握機器人控制裝置6側已完成生成機器人程式。因此，資料收發部59在執行該第3交握處理之後，將機器人程式啟動指令發送到資料收發部69。

資料收發部69若在如上的交握通訊下，接收到從資料收發部59發送的機器人指令、機器人指令群及機器人程式啟動指令，則逐次將該等指令輸入於輸入分析部60。又，輸入分析部60如上述，就機器人指令或機器人指令群，是發送到機器人程式生成部61，就機器人程式啟動指令則發送到動作控制部65。

機器人程式生成部61具備機器人命令生成部612、程式管理部613及記憶部614，藉由使用該等，生成與從輸入分析部60發送的機器人指令或機器人指令群相應的機器人程式。

若從輸入分析部60輸入了機器人指令，機器人命令生成部612將對應於已輸入的機器人指令的機器人命令，通知程式管理部613。又，若從輸入分析部60輸入了機器人指令群，機器人命令生成部612將對應於已輸入的機器人指令群所含的複數個機器人指令的複數個機器人命令，依序通知程式管理部613。

若從機器人命令生成部612輸入了機器人命令，程式管理部613對儲存在記憶部614的機器人程式，追加已輸入的機器人命令。藉此，於記憶部614，生成與從數值控制裝置5發送的機器人指令或機器人指令群相應的機器人程式。

動作控制部65具備程式啟動部651、軌跡控制部652、運動學(kinematics)控制部653及伺服控制部654，藉由使用該等來控制機器人3的動作。

若從輸入分析部60輸入了機器人程式啟動指令，程式啟動部651為了比該機器人程式啟動指令還早根據從數值控制裝置5發送的機器人指令或機器人指令群，來啟動由機器人程式生成部61生成的機器人程式，而將程式啟動通知發送到程式管理部613。程式管理部613因應接收到該程式啟動通知，啟動儲存於記憶部614的機器人程式。程式管理部613藉由逐次執行在已啟動的機器人程式內描述的機器人命令，來製作與機器人指令或機器人指令群相應的機器人3的動作計畫或工具32的動作計畫。又，程式管理部613將已生成的機器人3的動作計畫發送到軌跡控制部652，將已生成的工具32的動作計畫發送到伺服控制部654。

軌跡控制部652若從程式管理部613接收機器人3的動作計畫，藉由根據該動作計畫執行內插處理，算出機器人3的控制點的動作軌跡，並輸入於運動學控制部653。運動學控制部653藉由根據由軌跡控制部652算出的動作軌跡，進行運動學運算，來算出機器人3的各關節的角度作為目標角度，並將該等目標角度發送到伺服控制部654。

伺服控制部654為了使從運動學控制部653發送的各關節的目標角度實現，而將機器人3的各伺服馬達進行回授控制，藉此生成對於機器人3的機器人控制訊號，並輸入於機器人3的伺服馬達。又，伺服控制部654若接收到從程式管理部613發送的工具32的動作計畫，則按照該動作計畫，生成用以驅動工具32的I/O訊號，並輸入於工具32。

如以上，於機器人控制裝置6，若接收從數值控制裝置5發送的機器人指令或機器人指令群，機器人程式生成部61根據該等機器人指令或機器人指令群生成機器人程式，其後若接收從數值控制裝置5發送的機器人程式啟動指令，動作控制部65啟動機器人程式，根據該機器人程式控制機器人3或工具32的動作。

接著，一面參考圖3～圖6，一面說明如以上構成的數值控制系統1的各種訊號或資訊的流程。

圖3是表示由工具機控制模組50讀入的工具機用數值控制程式(圖3中表示於左側)、及由機器人控制模組51讀入的機器人用數值控制程式的主程式(圖3中表示於右側)的一例的圖。

再者，於以下，說明由機器人控制模組51完成執行圖3中表示於右側的主程式之後(亦即，在機器人控制模組51執行記載於主程式的序號“N11”的表示程式終止的命令“M30”之後)，工具機控制模組50讀入圖3中表示於左側的工具機用數值控制程式，並開始執行的情況。亦即，於以下，說明在工具機控制模組50的工具機用數值控制程式的執行的停止中，且工具機2的軸移動的停止中，機器人控制模組51執行圖3中表示於右側的主程式的情況。

圖4是表示由機器人控制模組51讀入的機器人用數值控制程式的子程式的一例的圖。更具體而言，於圖4例示藉由子程式號碼“2000”指定的子程式。

圖5是表示根據圖3所例示的數值控制程式令數值控制裝置5作動的情況下，數值控制裝置5與機器人控制裝置6之間的訊號及資訊的流程、在數值控制裝置5執行的處理、以及在機器人控制裝置6執行的處理的時序圖。

首先在序號“N10”所示的機器人指令區塊，於機器人控制模組51的輸入分析部54，輸入集中處理指定命令“M300”以及指定子程式號碼“2000”的子程式(參考圖4)的命令“P2000”。藉此，機器人控制模組51按照圖6所示的集中處理程序來發送機器人程式群及機器人程式啟動指令。

圖6是表示藉由集中處理來發送機器人指令群及機器人程式啟動指令時，在機器人控制模組51及機器人控制裝置6執行的各種處理的程序的時間圖的一例。

首先於時刻t10～t11之間，機器人控制模組51的資料收發部59及機器人控制裝置6的資料收發部69為了在交握通訊下開始收發各種指令，而執行第1交握處理。

於時刻t11～t13之間，機器人控制模組51的機器人指令生成部55將圖4所示的子程式所含的所有機器人指令區塊，設為指定區塊範圍，根據該指定區塊範圍所含的所有機器人指令區塊(序號“N20”～“N40”所示的機器人指令區塊)來生成複數個機器人指令，將該等複數個機器人指令依序寫入於資料收發部69。

於時刻t11以後，由機器人指令生成部55開始生成機器人指令之後，於時刻t12～t14之間，資料收發部59將由機器人指令生成部55依序生成的複數個機器人指令，作為機器人指令群集中起來發送到資料收發部69。再者，於圖6是表示並行地進行由機器人指令生成部55生成機器人指令、與由資料收發部59發送機器人指令群的情況，但本揭示不限於此。亦可由機器人指令生成部55，生成根據屬於指定區塊範圍的所有機器人指令區塊的機器人指令之後，由資料收發部59發送該等機器人指令。

其後，於時刻t14～t15之間，資料收發部59及資料收發部69因應機器人指令群的收發已完成而執行第2交握處理。

其後，於時刻t15～t17之間，機器人控制裝置6的輸入分析部60進行由資料收發部69接收到的機器人指令群所含的複數個機器人指令的分析，並將分析結果依序發送到機器人程式生成部61。於時刻t15以後，由輸入分析部60開始分析機器人指令之後，於時刻t16～t18之間，機器人程式生成部61根據屬於機器人指令群的複數個機器人指令，來生成機器人程式。

其後，於時刻t18～t19之間，資料收發部59及資料收發部69因應機器人程式生成部61已完成生成機器人程式，而執行第3交握處理。

其後，於時刻t19～t20之間，機器人控制模組51的機器人程式啟動指令部56確認藉由上述第3交握處理，已完成生成機器人控制裝置6側的機器人程式之後，生成機器人程式啟動指令，並寫入於資料收發部59。又，資料收發部59將機器人程式啟動指令發送到資料收發部69。

其後，於時刻t20以後，機器人控制裝置6的動作控制部65因應接收到機器人程式啟動指令，而啟動機器人程式，根據該機器人程式控制機器人3的動作。

機器人控制模組51藉由如上的集中處理，發送機器人指令群及機器人程式啟動指令之後，重返圖3所示的主程式。其後，在序號“N11”所示的機器人指令區塊，於機器人控制模組51的輸入分析部54，輸入了表示程式終止的命令“M30”。藉此，機器人控制模組51結束圖3所示的主程式，工具機控制模組50讀入圖3所示的工具機用數值控制程式。再者，如圖5所示，工具機控制模組50讀入工具機用數值控制程式，根據該數值控制程式控制工具機2的動作的期間，機器人控制裝置6按照根據上述機器人指令群而生成的機器人程式，並行地控制機器人3的動作。

首先在序號“N100”所示的工具機指令區塊，於工具機控制模組50，輸入了用以將安裝於工具機2的主軸的工具交換成以工具號碼“3”所示的工具的指令“M6 T3”。藉此，工具機控制模組50將安裝於工具機2的主軸的工具，交換成以工具號碼“3”所示的工具。

其後，在序號“N101”所示的工具機指令區塊，於工具機控制模組50，輸入了用以藉由速度“1500”使工具機2的主軸旋轉的命令“S1500”。藉此，工具機控制模組50使工具機2的主軸以速度“1500”旋轉。

其後，在序號“N102”～“N105”所示的工具機指令區塊，於工具機控制模組50，輸入了將工具機2的主軸對準位置的G代碼“G00”、及藉由直線內插使工具機2的主軸移動的G代碼“G01”。藉此，工具機控制模組50將主軸往藉由G代碼“G00”指定的位置對準位置，並且以藉由G代碼“G01”指定的位置及速度使主軸移動，藉此來將未圖示的工件進行切削加工。

其後，在序號“N106”所示的工具機指令區塊，於工具機控制模組50，輸入了用以與機器人控制裝置6的處理進行等候的命令“M100”。藉此，工具機控制模組50確認在機器人控制裝置6側，機器人程式的執行已完成到圖4所示的子程式中以序號“N23”所示的機器人指令區塊之後，轉移到下一序號“N107”所示的工具機指令區塊。又，同時，機器人控制裝置6確認在工具機控制模組50側，處理已完成到圖3所示的工具機用數值控制程式中以序號“N107”所示的工具機指令區塊之後，開始執行圖4所示的子程式中與序號“N24”以後的機器人指令區塊對應的機器人程式。

其後，在序號“N107”所示的工具機指令區塊，於工具機控制模組50，輸入了表示終止程式的命令“M30”。藉此，工具機控制模組50結束圖3所示的工具機用數值控制程式。

若依據本實施形態會發揮以下效果。 於本實施形態，數值控制裝置5的機器人指令生成部55根據包含對於機器人3的複數個機器人指令區塊的機器人用數值控制程式，就每個機器人指令區塊生成機器人指令，數值控制裝置5的資料收發部59將根據屬於指定區塊範圍的複數個機器人指令區塊所生成的複數個機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來發送到機器人控制裝置6。又，機器人控制裝置6的機器人程式生成部61根據由機器人控制裝置6的資料收發部69接收到的機器人指令，來生成機器人程式，機器人控制裝置6的動作控制部65在根據機器人指令群的機器人程式生成之後，因應資料收發部69接收到程式啟動指令而啟動機器人程式，根據該機器人程式來控制機器人3及工具機32的動作。若依據本實施形態，藉由從數值控制裝置5側，將由複數個機器人指令所構成的機器人指令群預先集中起來，再發送到機器人控制裝置6側，可大幅刪減以往每當根據1個機器人指令區塊發送機器人指令時所需的第1～第3交握處理的執行次數，隨之可縮短數值控制裝置5與機器人控制裝置6之間的通訊處理所耗費的時間，進而亦可縮短機器人控制的週程時間。

於本實施形態，資料收發部59及資料收發部69在資料收發部59開始發送機器人指令群時，執行第1交握處理，在資料收發部69完成接收機器人指令群時，執行第2交握處理。藉此，可從資料收發部59，將由複數個機器人指令構成的機器人指令群適當地發送到資料收發部69。又，機器人程式生成部61完成根據機器人指令群的機器人程式的生成時，資料收發部59及資料收發部69執行第3交握處理。藉此，數值控制裝置5可掌握機器人控制裝置6側已完成生成機器人程式。

於本實施形態，資料收發部59在執行第3交握處理之後，將程式啟動指令發送到資料收發部69。藉此，數值控制裝置5可於機器人控制裝置6側已適當地生成機器人程式之後，令該機器人程式啟動。

於本實施形態，根據機器人用數值控制程式，藉由集中處理指定命令，來決定由資料收發部59進行的集中處理的指定區塊範圍。藉此，製作數值控制程式的使用者可容易指定要集中處理的機器人指令區塊。

於本實施形態，輸入分析部54、機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56以及資料收發部59在工具機控制模組50的工具機用數值控制程式的執行的停止中，或在工具機2的軸移動的停止中，執行機器人指令區塊的分析、機器人指令的生成、機器人程式啟動指令的生成、以及機器人指令群及機器人程式啟動指令的發送。藉此，機器人控制模組51可利用工具機控制模組50的運算負載低的期間內，執行機器人指令群及機器人程式啟動指令的生成及發送的一連串處理，因此可縮短該等一連串處理所耗費的時間。

＜第2實施形態＞ 以下參考圖式來說明本揭示的第2實施形態的數值控制系統。再者，於以下說明中，對與第1實施形態的數值控制系統1相同的構成附上相同符號，省略其詳細說明。

圖7是本實施形態的數值控制系統1A的數值控制裝置5A及機器人控制裝置6的功能方塊圖。本實施形態的數值控制系統1A與第1實施形態的數值控制系統1，在數值控制裝置5A及數值控制程式的構成上不同。更具體而言，於第1實施形態的數值控制裝置5，將數值控制程式區分如下：主要由對於工具機2的工具機指令區塊構成的工具機用數值控制程式，及主要由對於機器人3的機器人指令區塊構成的機器人用數值控制程式；進而該等工具機用數值控制程式及機器人用數值控制程式的執行主體亦區分為工具機控制模組50及機器人控制模組51。相對於此，於本實施形態的數值控制裝置5A，數值控制程式是利用混合了工具機指令區塊與機器人指令區塊的數值控制程式，並且該數值控制程式的執行主體也是採用共同的執行主體，這些點與第1實施形態的數值控制裝置5不同。

數值控制裝置5A具備記憶部52A、程式輸入部53、輸入分析部54A、機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56、資料收發部59、內插控制部581A、I/O控制部582A及伺服控制部583A。

於記憶部52A，儲存了例如根據操作者的操作所製作的複數個數值控制程式。更具體而言，於記憶部52A儲存了如下程式：混合了對於工具機2的工具機指令區塊與對於機器人3的機器人指令區塊雙方的數值控制程式，或主要包含機器人指令區塊的子程式等。

輸入分析部54A就每個指令區塊，分析根據從程式輸入部53輸入的數值控制程式的指令類別，將其分析結果就每個指令區塊發送到機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56、內插控制部581A及I/O控制部582A。

如上述，儲存於記憶部52A的數值控制程式混合了工具機指令區塊與機器人指令區塊雙方。因此，在從程式輸入部53輸入的指令區塊為機器人指令區塊時，輸入分析部54A將其分析結果發送到機器人指令生成部55及機器人程式啟動指令部56。再者，由於後續的機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56及資料收發部59的處理與第1實施形態的數值控制裝置5相同，因此省略詳細說明。

又，在從程式輸入部53輸入的指令區塊為工具機指令區塊時，輸入分析部54A將其分析結果發送到內插控制部581A及I/O控制部582A。

當從輸入分析部54A發送的分析結果命令移動工具機2的控制軸時，內插控制部581A藉由進行內插處理，來算出與指令相應的控制軸的移動路徑，並將算出的移動路徑輸入於伺服控制部583A。伺服控制部583A將工具機2的伺服馬達進行回授控制，以使控制軸沿著由內插控制部581A算出的移動路徑移動。藉此，工具機2的動作是藉由利用數值控制程式所決定的程序來控制。

又，當從輸入分析部54A發送的分析結果命令例如工具機2的夾頭的開合時，或命令工具機2的門的開合時，I/O控制部582A將與輸入的指令相應的I/O訊號輸入於工具機2。藉此，工具機2的夾頭或門會藉由利用數值控制程式所決定的程序來開合。

接著，一面參考圖8～圖10，一面說明如上構成的數值控制系統1A的各種訊號或資訊的流程。

圖8是表示由數值控制裝置5A讀入的數值控制程式的主程式的一例的圖。再者，於圖8所示的主程式，序號“N200”及“N207”所示的指令區塊是對於機器人3的機器人指令區塊，序號“N201”～“N206”所示的指令區塊是對於工具機2的工具機指令區塊。

圖9A及圖9B是表示由數值控制裝置5A讀入的子程式的一例的圖。更具體而言，於圖9A例示藉由子程式號碼“3000”指定的子程式，於圖9B例示藉由子程式號碼“4000”指定的子程式。再者，包含於圖9A及圖9B所示的子程式的指令區塊全都是對於機器人3的機器人指令區塊。

圖10是表示根據圖8所例示的數值控制程式令數值控制裝置5A作動時，數值控制裝置5A與機器人控制裝置6之間的訊號及資訊的流程、在數值控制裝置5A執行的處理、以及在機器人控制裝置6執行的處理的時序圖。

首先在序號“N200”所示的機器人指令區塊，於數值控制裝置5A的輸入分析部54A，輸入了集中處理指定命令“M300”以及指定子程式號碼“3000”的子程式(參考圖9A)的命令“P3000”。藉此，數值控制裝置5A的機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56及資料收發部59藉由與第1實施形態同樣的集中處理，來發送機器人指令群及機器人程式啟動指令。再者，由於該集中處理程序與參考圖6所說明的程序相同，因此省略詳細說明。

接著，在序號“N201”所示的工具機指令區塊，於輸入分析部54A，輸入了用以將安裝於工具機2的主軸的工具，交換成以工具號碼“3”所示的工具的指令“M6 T3”。藉此，I/O控制部582A將用以將安裝於工具機2的主軸的工具，交換成以工具號碼“3”所示的工具的I/O訊號，輸入於工具機2。藉此，交換安裝於主軸的工具。

其後，在序號“N202”所示的工具機指令區塊，於輸入分析部54A，輸入了用以藉由速度“1500”使工具機2的主軸旋轉的命令“S1500”。藉此，I/O控制部582A將用以以指定的速度使主軸旋轉的I/O訊號，輸入於工具機2。藉此，主軸以指定的速度旋轉。

其後，在序號“N203”～“N206”所示的工具機指令區塊，於輸入分析部54A，輸入了將工具機2的主軸對準位置的G代碼“G00”、及藉由直線內插使工具機2的主軸移動的G代碼“G01”。藉此，伺服控制部583A藉由將主軸往藉由G代碼“G00”指定的位置對準位置，並且以藉由G代碼“G01”指定的位置及速度使主軸移動，來將未圖示的工件進行切削加工。

其後，在序號“N207”所示的機器人指令區塊，於輸入分析部54A，輸入了集中處理指定命令“M300”，以及指定子程式號碼“4000”的子程式(參考圖9B)的命令“P4000”。藉此，機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56及資料收發部59藉由與第1實施形態同樣的集中處理，來發送機器人指令群及機器人程式啟動指令。再者，由於該集中處理程序與參考圖6所說明的程序相同，因此省略詳細說明。

其後，在序號“N208”所示的指令區塊，於輸入分析部54A，輸入了表示終止程式的命令“M30”。藉此，數值控制裝置5A結束圖8所示的數值控制程式。

再者，如圖10所示，數值控制裝置5A的機器人指令生成部55、機器人程式啟動指令部56及資料收發部59，宜在數值控制程式中之對於工具機2的工具機指令區塊的執行的停止中，且在工具機2的軸移動的停止中，執行機器人指令的生成、機器人程式啟動指令的生成、以及機器人指令群及機器人程式啟動指令的發送。

若依據本實施形態，會發揮與第1實施形態同樣的效果。又，本揭示不限定於上述實施形態，可進行各種變更及變形。

例如於上述實施形態，說明了於數值控制裝置5、5A，設置根據數值控制程式，就每個機器人指令區塊生成機器人指令的機器人指令生成部55，於機器人控制裝置6，設置根據由資料收發部69接收到的機器人指令來生成機器人程式的機器人程式生成部61的情況，但本揭示不限於此。該等機器人指令生成部55及機器人程式生成部61亦可設置於可通訊地連接於數值控制裝置5、5A及機器人控制裝置6的外部運算裝置，並藉由外部運算裝置來執行生成該等機器人指令或機器人程式的處理。

1,1A:數值控制系統 2:工具機 3:機器人 5,5A:數值控制裝置 6:機器人控制裝置 31:臂前端部 32:工具 50:工具機控制模組 51:機器人控制模組 52,52A,614:記憶部 53:程式輸入部 54,54A:輸入分析部 55:機器人指令生成部 56:機器人程式啟動指令部 59:資料收發部(第1通訊部) 60:輸入分析部 61:機器人程式生成部 65:動作控制部 69:資料收發部(第2通訊部) 581A:內插控制部 582A:I/O控制部 583A,654:伺服控制部 612:機器人命令生成部 613:程式管理部 651:程式啟動部 652:軌跡控制部 653:運動學控制部 P:形態值 t0~t8,t10~20:時刻

圖1是本揭示的第1實施形態的數值控制系統的概略圖。 圖2是數值控制裝置及機器人控制裝置的功能方塊圖。 圖3是表示工具機用數值控制程式及機器人用數值控制程式的主程式的一例的圖。 圖4是表示機器人用數值控制程式的子程式的一例的圖。 圖5是表示數值控制裝置與機器人控制裝置之間的訊號及資訊的流程、在數值控制裝置執行的處理、以及在機器人控制裝置執行的處理的時序圖。 圖6是表示藉由集中處理來發送機器人指令群及機器人程式啟動指令時，在機器人控制模組及機器人控制裝置執行的各種處理的程序的時間圖的一例。 圖7是本揭示的第2實施形態的數值控制系統的數值控制裝置及機器人控制裝置的功能方塊圖。 圖8是表示由數值控制裝置讀入的數值控制程式的主程式的一例的圖。 圖9A是表示由數值控制裝置讀入的子程式的一例的圖。 圖9B是表示由數值控制裝置讀入的子程式的一例的圖。 圖10是表示數值控制裝置與機器人控制裝置之間的訊號及資訊的流程、在數值控制裝置執行的處理、以及在機器人控制裝置執行的處理的時序圖。 圖11是表示以往的數值控制系統中控制機器人的動作時，以數值控制裝置及機器人控制裝置執行的各種處理的程序的時間圖。

1:數值控制系統

2:工具機

3:機器人

5:數值控制裝置

6:機器人控制裝置

50:工具機控制模組

51:機器人控制模組

52,614:記憶部

53:程式輸入部

54:輸入分析部

55:機器人指令生成部

56:機器人程式啟動指令部

59:資料收發部(第1通訊部)

60:輸入分析部

61:機器人程式生成部

65:動作控制部

69:資料收發部(第2通訊部)

612:機器人命令生成部

613:程式管理部

651:程式啟動部

652:軌跡控制部

653:運動學控制部

654:伺服控制部

Claims (9)

1. 一種數值控制系統，具備： 數值控制裝置，其控制工具機的動作，並且生成用以控制機器人的動作的機器人指令；及 機器人控制裝置，其可與前述數值控制裝置通訊，且根據前述機器人指令控制前述機器人的動作， 前述數值控制系統具備： 機器人指令生成部，其根據包含對於前述機器人的複數個機器人指令區塊的數值控制程式，就每個前述機器人指令區塊生成前述機器人指令； 機器人程式啟動指令部，其生成程式啟動指令； 第1通訊部，其將根據屬於指定區塊範圍的複數個前述機器人指令區塊所生成的複數個前述機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來從前述數值控制裝置發送到前述機器人控制裝置之後，將前述程式啟動指令從前述數值控制裝置發送到前述機器人控制裝置； 第2通訊部，其接收前述機器人指令及前述程式啟動指令； 機器人程式生成部，其根據由前述第2通訊部接收到的前述機器人指令，來生成機器人程式；及 動作控制部，其於前述機器人程式生成部生成根據前述機器人指令群的前述機器人程式之後，因應前述第2通訊部接收到前述程式啟動指令而啟動前述機器人程式，根據該機器人程式來控制前述機器人的動作。
2. 如請求項1之數值控制系統，其中前述第1通訊部及前述第2通訊部執行如下處理： 於前述第1通訊部開始發送前述機器人指令群時，執行第1交握處理； 於前述第2通訊部完成接收前述機器人指令群時，執行第2交握處理； 於前述機器人程式生成部完成生成根據前述機器人指令群的前述機器人程式時，執行第3交握處理。
3. 如請求項2之數值控制系統，其中前述第1通訊部是於執行前述第3交握處理之後，將前述程式啟動指令發送到前述第2通訊部。
4. 如請求項1至3中任一項之數值控制系統，其中前述指定區塊範圍是根據前述數值控制程式來決定。
5. 如請求項1至4中任一項之數值控制系統，其中前述數值控制裝置根據包含複數個工具機指令區塊的工具機用數值控制程式，來控制前述工具機的動作， 前述機器人指令取得部、前述機器人程式啟動指令部以及前述第1通訊部是於前述工具機用數值控制程式的停止中，執行前述機器人指令的取得、前述程式啟動指令的生成、以及前述機器人指令群及前述程式啟動指令的發送。
6. 如請求項1至4中任一項之數值控制系統，其中前述數值控制裝置根據包含複數個工具機指令區塊的工具機用數值控制程式，來控制前述工具機的動作， 前述機器人指令取得部、前述機器人程式啟動指令部以及前述第1通訊部是於前述工具機的軸移動的停止中，執行前述機器人指令的取得、前述程式啟動指令的生成、以及前述機器人指令群及前述程式啟動指令的發送。
7. 如請求項1至6中任一項之數值控制系統，其中前述數值控制裝置具備前述機器人指令生成部、前述機器人程式啟動指令部及前述第1通訊部， 前述機器人控制裝置具備前述第2通訊部、前述機器人程式生成部及前述動作控制部。
8. 如請求項1至6中任一項之數值控制系統，其中進一步具備外部運算裝置，前述外部運算裝置可通訊地與前述數值控制裝置及前述機器人控制裝置通訊連接， 前述外部運算裝置具備前述機器人指令生成部及前述機器人程式生成部。
9. 一種產業機械的控制方法，其利用數值控制系統來控制工具機及機器人的動作，前述數值控制系統具備控制前述工具機的動作的數值控制裝置、及可與該數值控制裝置通訊且控制前述機器人的動作的機器人控制裝置，前述產業機械的控制方法具備如下步驟： 前述數值控制裝置根據包含對於前述機器人的複數個機器人指令區塊的數值控制程式，就每個前述機器人指令區塊，生成用以控制機器人的動作的機器人指令； 前述數值控制裝置將根據屬於指定區塊範圍的複數個前述機器人指令區塊所生成的複數個前述機器人指令，作為機器人指令群預先集中起來發送到前述機器人控制裝置； 前述機器人控制裝置接收前述機器人指令群，根據屬於該機器人指令群的複數個前述機器人指令，來生成機器人程式； 於前述機器人控制裝置生成根據前述機器人指令群的前述機器人程式之後，前述數值控制裝置將程式啟動指令發送到前述機器人控制裝置； 前述機器人控制裝置因應接收到前述程式啟動指令而啟動前述機器人程式，根據該機器人程式來控制前述機器人的動作。

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