与机床一同使用的机器人的机器人控制装置以及加工系统的制作方法

本发明涉及对供给与排出被机床加工的工件的机器人进行控制的机器人控制装置，尤其涉及包括该机床、该机器人以及该机器人控制装置的加工系统。

背景技术：

在使用机床进行机械加工时，一般情况下为了维持加工质量，利用上位计算机来管理与机床相关的生产管理信息。详细来说，已知有如下方法：利用网络来连接机床与上位计算机，从机床对上位计算机定期发送加工实绩信息等，由上位计算机进行汇集。

作为与之相关的已知技术例，在日本特开平11－123630号公报中记载有具备信息发送接收功能的NC装置，该NC装置具有：用于供操作者输入信息的输入单元；能够显示文字以及图形的显示单元；用于在与生产管理计算机之间发送接收信息的通信单元；将作为生产管理计算机内的共有文件的通知信息文件显示于显示单元的显示控制单元；以及向设置在通知信息文件内的回复栏写入回复信息并将其作为针对通知信息的回复信息的回复管理单元。

另外在日本特开2006－039946号公报中记载有如下生产管理系统：将通过由传感器来探测到利用实施相同或同种加工的多个机床来进行的各个特定配件的加工结束而产生的信号输入计量控制器，将由计量控制器累积的多个一组的计量信号送到串行接口上，将该串行信号送入网络控制器，利用个人电脑等通过Ethernet(注册商标)连接方式进行访问，从而能够实时读取生产信息。

近年来，对机床使用机器人来进行加工前工件的供给与加工后工件的排出的情况增加。再有，还存在由机器人进行加工结束的工件的加工精度的检查、或者由机器人进行机床的加工工具的更换的情况。

在使用机器人对机床进行工件的供给与排出的情况下，存在只能在机器人侧得到的生产管理信息。例如，为了知道是在工件的供给部位准备有多少未加工工件、或者在工件的排出部位准备有多少加工完毕的工件，使用设置于机器 人的视觉传感器等来检测该供给部位、该排出部位，在这种的情况下，这些信息是基本上是只存在于机器人侧的信息。另外在使用机器人进行加工完毕的工件的加工精度的检查的情况下，合格品和不合格品的个数分别为多少也是仅存在于机器人侧的信息。再有，在机器人进行加工工具的更换的情况下，各工件被哪种加工工具加工也是仅存在于机器人侧的信息。这样，存在为了维持加工质量而需要管理的生产管理信息不在机床侧而仅存在于机器人侧的情况。

如上所述，在生产管理信息中的一部分在机床侧而其他的部分在机器人侧的情况下，上位计算机需要在生产中从机床以及机器人双方取得生产管理信息。此时，在机床和机器人取得生产管理信息的时刻不同的情况下，有时他们的内容会产生矛盾。例如，可能会产生机床中加工的工件的总数与机器人对该机床供给的工件的总数不一致的情况。

机床与机器人之间一般设置用于程序的实行、连锁信号的网络，需要将与之不同的、用于在与上位计算机之间取得生产管理信息的网络分别连接于机床以及机器人。即，需要设置用于连接机床与机器人的网络、和用于在上位计算机与机床以及机器人之间交换生产管理信息的网络这两个系统的网络。

另外在机床中，进行切屑的清扫、加工工具的更换等维护作业(维修保养)的情况较多，在此期间切断机床的电源的情况较多。在机床的电源切断过程中，上位计算机不能从机床取得生产管理信息。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于，提供在机器人侧管理机床的生产管理信息并能够向上位计算机发送的机器人控制装置、以及包含该机床、该机器人及该机器人控制装置的加工系统。

为了达成上述目的，本发明的一方案提供一种机器人控制装置，在具有至少一个数控机床、管理机床的生产管理信息的上位计算机、以及对上述数控机床进行被加工物的供给及排出的机器人的系统中对上述机器人进行控制，其中，上述机器人控制装置将上述数控机床的生产管理信息的至少一部分发送到上述上位计算机。

在优选的实施方式中，上述机器人控制装置发送到上述上位计算机的生产管理信息是汇集了上述机器人控制装置预先从上述数控机床获得的第一生产 管理信息、和与上述机器人相关的第二生产管理信息的生产管理信息。

本发明的其他的方案提供一种加工系统，具有至少一个数控机床、管理机床的生产管理信息的上位计算机、对上述数控机床进行被加工物的供给及排出的机器人、以及控制上述机器人的机器人控制装置，其中，上述机器人控制装置将上述数控机床的生产管理信息的至少一部分发送到上述上位计算机。

附图说明

参照附图对以下的合适的实施方式进行说明，由此将会使本发明的上述或其他的目的、特征以及优点更明确。

图1是表示包含本发明的机器人控制装置的加工系统的一个结构例的图。

图2是图1的加工系统所包含的机器人以及机床的处理的一例的流程图。

具体实施方式

图1是表示包含本发明的优选的实施方式的机器人控制装置的加工系统(生产系统)的一个结构例的图。加工系统10具有：数控机床(NC机床)12；管理机床12的生产信息的上位计算机(主计算机)14；对机床12进行工件的供给以及排出的机器人16；控制机器人16的机器人控制装置18；以及与机器人控制装置18连接的图像处理装置20。

机床12中需要加工的工件(被加工物)按种类在托盘上散放或排列配置，在图示例中两种未加工工件W1以及W2分别在托盘P1以及P2上配置有多个。

机器人16是例如六轴的多关节机器人，具有：机器人臂22；安装于机器人臂22的前端的作业工具24；以及安装于作业工具24或机器人臂22的前端的摄像机26。摄像机26构成为能够获得载置在临时存放台28上的加工完毕的工件的图像，由摄像机26所获得的图像被图像处理装置20处理。控制装置18能够基于图像处理装置20的图像处理结果来判断加工完毕的工件的加工质量(是合格品还是不合格品)。机器人16构成为，将判断为合格品的加工完毕的工件搬运到托盘P3上，将判断为不合格品的加工完毕的工件搬运到托盘P4上。

机器人16能够通过行驶轴29而在规定的范围内移动。在图1的例子中构成为，机器人16能够在大致左右方向上直线往返移动，使用作业工具24从上述的托盘P1或P2把持加工前的工件W1或W2供给到机床12，将被机床12 加工的工件基于图像处理结果搬运、载置到托盘P3或P4上。

机床12与机器人控制装置18由第一网络(电缆)30进行连接，机器人控制装置18与上位计算机14由第二网络(电缆)32进行连接。通过这些网络能够使后述的生产管理信息等数据在机床12与机器人控制装置18之间、以及机器人控制装置18与上位计算机14之间进行通信。此外，在图示例中，机床12与上位计算机14之间也由第三网络(电缆)34进行连接，但并不是必须的。

接下来，参照图2的流程图对机器人16以及机床12的处理(此处为多个工件的连续的加工)进行说明。首先，当操作者对机器人控制装置18以及机床12进行循环开始操作时，机床12对机器人控制装置18发送加工开始通知(信号)(步骤S21)，机器人控制装置18将其接收(步骤S11)。

若机器人控制装置18接收加工开始信号，则使机器人16进行接下来加工的工件的准备(步骤S12)。所谓加工的工件的准备具体来说，是指例如以下这样的处理。首先由摄像机26对载置有多个未加工工件W1的托盘P1进行拍摄，使用图像处理装置20对摄像机26所拍摄的图像进行处理。通过该图像处理，检测出托盘P1上的工件W1的个数、选择出其中一个需要取出的工件W1a、检测出所选择的工件W1a在托盘P1上的位置。机器人16使用行驶轴29来接近(箭头A1)托盘P1，使用作业工具24来接近工件W1a并将其进行把持(箭头A2～A4)，并从托盘P1拿起工件W1a(箭头A5、A6)。

若接下来加工的工件的准备结束，则机器人16使用行驶轴29移动到工件更换位置(图示例中机床12的自动门36前)(步骤S13，箭头A7)。

机床12在向机器人控制装置18发送加工开始信号之后，进行放置在机床12的工件的加工(步骤S22)，若该加工结束(步骤S23)，则打开自动门36，对机器人控制装置18发送工件更换请求(信号)(步骤S24)。

若机器人控制装置18从机床12接收工件更换请求后(步骤S14)，则对机器人16发送内容为从自动门36进入机床12的内部并对加工完毕的工件和未加工的工件进行更换的指令，机器人16按照该指令进行动作(步骤S15，箭头A8)。若利用机器人16进行的工件的更换结束，则机器人控制装置18使机器人16从机床12的内部退让(箭头A9)，并向机床12发送工件更换结束 通知(信号)(步骤S16)。

若机床12从机器人控制装置18接收工件更换结束信号(步骤S25)，则将再次加工开始信号发送到机器人控制装置18(步骤S21)，开始新的工件的加工。此外，在从机床12接收工件的更换请求时，机器人控制装置18优选对与机床12相关的生产管理信息进行更新。

若机器人控制装置18接收到内容为机床12已开始接下来的工件的加工的通知(信号)(步骤S17)，则进行加工完毕的工件的加工质量的检查(步骤S18)。具体来说，机器人16将由步骤S15更换、把持的加工完毕的工件搬送、配置于临时存放台28的规定位置(箭头A10、A11)，关闭临时存放台28的定位用夹具38，从而正确地对工件进行定位。接下来，由摄像机26拍摄临时存放台28上的加工完毕的工件，通过由图像处理装置20对所获得的图像进行图像处理，判断加工完毕的工件是合格品(合格)还是不合格品(不合格)。

接下来，机器人16进行加工完毕的工件的排出(步骤S19)。具体来说，判断为合格品的加工完毕的工件被搬送到托盘P3上，判断为不合格品的加工完毕的工件被搬送到托盘P4上。若加工完毕的工件的排出结束，则机器人16(控制装置18)的处理返回步骤S12，进行接下来加工的工件的准备。

重复以上的处理，直到操作者对机器人控制装置18以及机床12进行循环停止的操作为止。

在本发明中，在上述的步骤S21的加工开始通知(信号)的发送时、以及步骤S24的工件更换请求(信号)的发送时中至少一方，机床12所具有的生产管理信息的至少一部分(优选全部)通过上述的第一网络30发送到机器人控制装置18。若机器人控制装置18从机床12接收到生产管理信息，则对机器人控制装置18所具有的生产管理信息与机床12的生产管理信息进行结合(汇集)，作为一份生产管理信息，存储于机器人控制装置18的内部(控制装置18所具有的存储器等)。

而且，在从上位计算机14对机器人控制装置18或机床12有生产管理信息的请求的情况下，机器人控制装置18所存储的生产管理信息通过上述的第二网络32发送到上位计算机14。此外，即使没有来自上位计算机14的生产管理信息的请求，也可以每当经过预先设定的时间，从机器人控制装置18对 上位计算机14发送机器人控制装置18所存储的生产管理信息。

发送到上位计算机14的生产管理信息能够认为分成以下的组A～G。

A：机床的状态(停止中、加工中、待机中)

B：机床的通电时间、运行时间、切削时间、加工配件总数、警报产生数

C：工件的加工总数

D：工件的检查合格总数、检查不合格总数

E：工件加工开始时刻、工件加工结束时刻

F：每个加工工具的加工时间、剩余寿命时间、未使用工具数

G：未加工工件的总数

生产管理信息A能够根据来自机床12的加工开始通知以及更换请求的接收状态来进行判断。即，若接通机床12的电源，直至机器人控制装置18接收加工开始通知为止为停止中，从接收加工开始通知到接收更换请求为止为加工中，从接收更换请求到接收接下来的加工开始通知为止为待机中。

生产管理信息B是机床12所具备的信息。机器人控制装置18在接收加工开始通知以及更换请求时，也能够同时获得机床12所具备的生产管理信息B。

生产管理信息C以及E是机床12、机器人16(控制装置18)双方所能够具有的信息。就机器人控制装置18而言，每一次从机床12接收加工开始通知以及更换请求，都获得生产管理信息C以及E，并对照是否与机器人控制装置18已经保持的生产管理信息C以及E一致，若进行对照，则将与上位计算机14一致的情况作为对照完毕的生产管理信息而发送。另一方面，在不进行对照(存在时刻偏移等)的情况下，预先设定使机床12以及机器人控制装置18中哪一份信息优先等的算法，根据该算法将机器人控制装置18处理的信息作为对照完毕的生产管理信息发送到上位计算机14。

生产管理信息D以及G是仅机器人16(控制装置18)具有的生产管理信息。

生产管理信息F是机床12使用工具更换器等进行工具更换的情况下机床12具有的生产管理信息，在机器人16将位于工具库等的加工工具更换为机床12的加工工具的情况下，成为机器人控制装置18所具有的生产管理信息。在 本发明中，上位计算机14能够与生产管理信息F是否为来自机床12或机器人控制装置18中任一方的信息无关地，对生产管理信息F进行处理。这样，上位计算机14能够将机床12与机器人控制装置18各自的生产管理信息一起接受，而且在加工(生产)开始或结束的时间点从机床12向机器人控制装置18通知生产管理信息，并与机器人控制装置18所保持的生产管理信息结合(整合)。因此，不会产生由从机床12以及机器人控制装置18分别向上位计算机14发送生产管理信息的情况而可能发生的时刻偏移等，上位计算机14能够没有矛盾地获得正确的生产管理信息。

如上所述，在本发明中，机床12与上位计算机14不必由第三网络34等直接连接，与机床12以及机器人16相关的生产信息由机器人控制装置18共同管理。具体来说，机床12的生产管理信息的至少一部分(尤其是属于上述组C以及组E的信息)通过第一网络30，和与程序的实行、连锁相关的信号等一起，被发送至机器人控制装置18，机器人控制装置18将自身所保有的生产管理信息与来自机床12的生产管理信息整合、汇集之后，上位计算机14能够通过网络32从机器人控制装置18获得与机床12以及机器人16双方相关的生产管理信息。

另外，在机床12中，为了切屑的清洗、加工工具的更换等维护作业，有时会将机床12的电源切断一定时间，但在本发明中那样的维护作业期间，上位计算机14也能够从机器人控制装置18获得机床12的生产管理信息。

根据本发明，通过在机器人控制装置对机床的生产管理信息进行整合、汇集，上位计算机能够从机器人控制装置一起获得机器人的生产管理信息和机床的生产管理信息，生产管理信息不会产生矛盾，有助于加工质量的维持、改善。另外，不必设置上位计算机与机床之间的网络。再有，即使为了机床的维修保养等而切断机床的电源，也能够将机床的生产管理信息发送到上位计算机。