控制装置以及控制系统的制作方法

本发明涉及对多个制造单元进行管理的控制装置以及控制系统。

背景技术：

一般而言，在大规模的工厂中，存在用于实施同一工序的多个制造单元，这些多个制造单元利用经由通信网络连接的生产计划装置进行管理。在各个制造单元中设置有机床、机器人、plc(可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller))等机械以及控制它们的作为控制装置的单元控制器。单元控制器按照来自生产计划装置的制造指示，对制造单元内的各个机械进行控制，同时进行加工状况的监控以及各个机械的加工数据的收集等。收集到的加工数据在单元控制器内利用、或者传输到生产计划装置，并用于工序管理、质量管理以及安全管理等制造上所需要的各种管理。

例如，如图10所示，用单元控制器#1表示的单元控制器7，从制造单元内的机床3、机器人4以及plc5收集控制信息、事件信息等每个机械的加工数据#1～加工数据#3，将对它们进行汇总后的每个制造单元单位的加工数据即加工数据#4传输到生产计划装置6。同样，与单元控制器#1并列设置的用单元控制器#2以及单元控制器#3表示的单元控制器7，也将加工数据#5以及加工数据#6传输到生产计划装置6。然后，生产计划装置6基于所传输的制造单元单位的加工数据#4～加工数据#6，来分析各制造单元的运转状况，并实施与生产计划相对应的最优的制造单元的管理。

另外，近几年随着工厂的大规模化，由于用生产计划装置进行管理的制造单元的增加以及从各个制造单元收集的数据变得多种多样等，导致从单元控制器传输到生产计划装置的数据量大幅度增加。其结果为，由各个单元控制器收集的加工数据的传输目的地集中在生产计划装置，产生了网络负载增大、生产计划装置的处理能力不足、应答时间增加之类的问题。

并且，由于上述生产计划装置大多设置在与设有制造单元的加工现场分离的无尘室，因此难以在加工现场分析从多个单元控制器传输的加工数据，或者难以在加工现场容易确认制造单元之间的加工数据的比较结果等。

鉴于这种状况，已知不依赖于生产计划装置、在制造单元之间共享加工数据、并能提高制造效率的技术(例如参照专利文献1～专利文献5)。

专利文献1公开了如下的结构：在多个机器人控制装置之间和存储了机器人控制装置的设定数据的存储介质之间，通过复制所选择的项目的数据，从而能够交换数据。

专利文献2公开了如下的单元控制器：其收集各加工单元的测量数据，在掌握各加工单元的运转状况的同时，统一进行测量数据的管理。

专利文献3公开了如下的单元控制器：其在发生了由操作员进行的准备作业的延迟等时，改变制造单元内的进度而提高运转效率。

专利文献4公开了如下的结构：在制造单元之间进行通信，并决定优先进行的作业以及执行该作业的制造单元。

专利文献5公开了如下的单元控制器：其依据预先登记的数据格式定义文件，对从在制造单元内运转的各种装置中收集的格式不同的数据进行转换。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-231656号公报

专利文献2：日本特开平7-116945号公报

专利文献3：日本特开平7-56623号公报

专利文献4：日本专利第2922032号公报

专利文献5：日本专利第3275968号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，另一方面，在利用生产计划装置实施制造单元的管理的情况下，依然存在如下的问题：因单元控制器与生产计划装置之间的数据量而导致的网络负载增大、生产计划装置的处理能力不足、应答时间增加等问题。

而且，在利用生产计划装置的情况下，还存在如下的问题：在从设置在无尘室的生产计划装置分离的加工现场中，难以确认制造单元之间的加工数据的分析比较结果等。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种控制装置以及控制系统，其能够尽可能地减少在将多个制造单元的加工数据发送到外部时的数据量，并且能够容易确认多个制造单元之间的加工数据的分析比较结果。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供如下的方案。

本发明的第一方案是一种控制装置，具备：接收部，其接收具备多个结构要素的制造单元的加工数据；存储部，其存储所述加工数据；项目列表生成部，其通过按每个所述结构要素对所述加工数据进行分类，从按每个该结构要素进行分类的加工数据中分别提取数据项目，由此生成所述制造单元整体的数据项目列表；综合数据生成部，其对根据多个所述制造单元的加工数据生成的多个所述数据项目列表彼此相互比较，对于值相同的数据项目，从存储在所述存储部的加工数据中分别读取该数据项目的详细数据，并且对所述详细数据彼此进行比较，生成汇总了一致点以及不同点的综合数据；集中加工数据生成部，其通过对所述综合数据以及除了该综合数据之外的数据进行结合，生成集中了多个所述加工数据的集中加工数据；以及发送部，其将所述集中加工数据发送到外部。

根据上述第一方案的控制装置，制造单元的加工数据由接收部接收并由存储部存储。制造单元的加工数据通过项目列表生成部，而按每个结构要素进行分类并从各个中提取数据项目，由此生成制造单元整体的数据项目列表。当根据多个制造单元的加工数据生成多个数据项目列表时，通过综合数据生成部，对多个数据项目列表按每个项目进行相互比较。然后，在比较后的数据项目的值相同的情况下，通过综合数据生成部，从存储在存储部的加工数据中分别读取与该数据项目相对应的详细数据，对读取出的详细数据进行比较，由此生成汇总了一致点以及不同点的综合数据。接下来，通过集中加工数据生成部，对综合数据和除了综合数据之外的数据进行结合，并由发送部发送到外部。

由此，在制造单元之间，各自的加工数据的一部分一致的情况下，作为综合数据中的一致点，将各自的加工数据的一部分统一成一个，由此能够减少数据量。其结果，能够防止因单元控制器与生产计划装置之间的数据量而导致的网络负载增大、生产计划装置的处理能力不足、应答时间增加等。

另外，由于在综合数据中汇总了一致点以及不同点，因此能够容易确认多个制造单元之间的加工数据的一致点以及不同点，在制造现场能够迅速地实施加工不良的原因调查以及部件更换的判断等。

在上述第一方案的控制装置中，所述数据项目列表可以包含：用于识别所述制造单元的id；以及设置在所述制造单元内的所述结构要素的数控信息、事件信息以及结构信息中的至少一种。

在上述第一方案的控制装置中，所述数据项目列表可以包含：存储在所述存储部中的所述详细数据的地址、或者用于读取所述详细数据的链接信息。

在上述第一方案的控制装置中，所述综合数据生成部可以构成为能够设定误差范围，以作为判断所述一致点以及不同点的基准。

在上述第一方案的控制装置中，所述综合数据生成部可以生成包含所述一致点以及不同点的比例的所述综合数据。

本发明的第二方案是一种控制系统，具备：上述控制装置；以及以对该控制装置发送所述制造单元的加工数据的方式构成的另一个控制装置。

发明效果

根据本发明，能够发挥出如下的效果：能够尽可能地减少在将多个制造单元的加工数据发送到外部时的数据量，减轻网络负载，并且能够容易确认多个制造单元之间的加工数据的分析比较结果。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的单元控制系统的概要结构的框图。

图2是表示构成图1的单元控制系统的主单元控制器的概要结构的框图。

图3是用于说明在项目列表生成部中生成数据项目列表的一例的图。

图4是表示在项目列表生成部中执行的处理的流程图。

图5是用于说明读取综合数据生成部中的详细数据的一例的图。

图6是用于说明根据综合数据生成部的详细数据生成综合数据的过程的一例的图。

图7是表示在综合数据生成部中执行的处理的流程图。

图8是用于说明在集中加工数据生成部中生成集中加工数据的过程的一例的图。

图9是表示在集中加工数据生成部中执行的处理的流程图。

图10是表示单元控制系统的现有例子的框图。

附图标记说明

1：主单元控制器

2：辅助单元控制器

3：机床

4：机器人

5：plc

6：生产计划装置

10：单元控制系统

11：通信装置(接收部)

12：存储装置(存储部)

13：制造管理部

14：加工数据综合部

15：项目列表生成部

16：综合数据生成部

17：集中加工数据生成部

18：通信装置(发送部)

l1、l2：数据项目列表

l3：综合数据

l11、l12、l13、l14、l21、l22：详细数据列表

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的一个实施方式的主单元控制器1以及单元控制系统10进行说明。

图1是表示本实施方式的单元控制系统10的概要结构的框图。图1中的粗细不同的箭头表示三种加工数据的流动，从细箭头起依次表示机械单位的加工数据、制造单元单位的加工数据、系统单位的集中加工数据。

如图1所示，单元控制系统10具备：发挥主要功能的主单元控制器1；以及发挥辅助功能的用辅助单元控制器#1、辅助单元控制器#2表示的辅助单元控制器2。在本实施方式中，单元控制系统10设置在从无尘室分离的加工现场，所述无尘室设有进行制造上所需的管理的生产计划装置6。

主单元控制器1是对制造单元#1所具备的机床3、机器人4以及plc5等机械(结构要素)进行控制的控制装置。另外，虽然没有图示，但辅助单元控制器#1以及辅助单元控制器#2，同样也分别对包含在制造单元#2以及制造单元#3中的多个机械进行控制。

另外，在图1中，虽然图示了两个辅助单元控制器2，但本实施方式的单元控制系统10实际上具备三个以上的辅助单元控制器2。

此外，辅助单元控制器2只要是输出进行控制的制造单元的加工数据的结构即可，也可以具有与下述的主单元控制器1相同的内部结构。

如图2所示，本实施方式的主单元控制器1具备通信装置(接收部)11、存储装置(存储部)12、制造管理部13、加工数据综合部14和通信装置(发送部)18。

通信装置11的结构为，接收机械单位的加工数据#1～加工数据#3以及制造单元单位的加工数据#4～加工数据#5。

制造管理部13的结构为，基于由主单元控制器1控制的制造单元#1所具备的机械的加工数据#1～加工数据#3，生成制造单元单位的加工数据。

加工数据综合部14具有项目列表生成部15、综合数据生成部16和集中加工数据生成部17，并且基于由制造管理部13生成的加工数据以及由通信装置11接收的加工数据#4和加工数据#5，生成系统单位的集中加工数据。

通信装置18经由通信网络，将由加工数据综合部14生成的集中加工数据传输到外部的生产计划装置6以及与主单元控制器1连接的未图示的显示装置中。

此外，在图2中，使用粗细不同的箭头示意性地表示了加工数据的流动，但实际上由存储装置12经由未图示的总线分别与通信装置11、18、制造管理部13以及加工数据综合部14进行各种数据的交换。

下面对如此构成的本实施方式的主单元控制器1以及单元控制系统10的作用进行说明。

此外，下面说明的在主单元控制器1中的处理，与来自生产计划装置6或显示装置的数据要求以及来自辅助单元控制器2的发送事件同步实施。

下面参照图3以及图4，对于在项目列表生成部15中执行的处理进行说明。

图3是用于说明在本实施方式的主单元控制器1的项目列表生成部15中生成数据项目列表的一例的图，图4是表示在项目列表生成部15中执行的处理的流程图。

首先，项目列表生成部15判断作为处理对象的加工数据是否是制造单元单位的加工数据(图4的步骤s1)。然后，当项目列表生成部15判断出作为处理对象的加工数据是制造单元单位的加工数据时，将加工数据按制造单元所具备的每个机械进行分类(图4的步骤s2)。在图3所示的例子中，表示了将用制造单元id：0001识别的制造单元#1的加工数据分类为机床、机器人、plc等每个的加工数据的情况。

然后，从按每个机械进行分类的加工数据中提取数据项目(图4的步骤s3)。在图3所示的例子中，分类后的机床的加工数据包含数控信息、事件信息以及结构信息等。

如图3所示，机床的数控信息包含详细数据列表l11，其包含数据项目即“加工程序”、数据项目的值即“o1016”、以及详细数据即坐标值数据。

机床的事件信息包含详细数据列表l12，其包含数据项目即“事件id”、数据项目的值即“sys_err003”、以及详细数据即诊断信息数据。

机床的结构信息包含详细数据列表l13，其包含数据项目即“生产工序”、数据项目的值即“p0036”、以及详细数据即设定参数。

同样，制造单元#1所具备的机器人以及plc等机械的加工数据包含数值信息、事件信息以及结构信息等。

在步骤s3中，从机床的加工数据中提取数据项目及它们的值，即提取“加工程序：o1016”、“事件id：sys_err003”以及“生产工序：p0036”。关于制造单元内的机器人以及plc等，也同样提取数据项目及它们的值。

之后，如图3所示，通过将提取出的数据项目及它们的值按每个数据项目进行排列，由此生成被识别为项目列表001的数据项目列表l1(图4的步骤s4)。

除了提取出的数据项目及它们的值之外，数据项目列表l1包含用于识别制造单元的制造单元id，以便能够辨别出是与哪个制造单元相对应的数据项目列表。

此外，虽然没有图示，但在数据项目列表l1中，包含与各数据项目的值相对应的、存储有详细数据的存储装置12上的地址，以便能够容易参照存储在存储装置12中的详细数据。也可以在数据项目列表l1中，包含用于读取详细数据的链接信息，来代替存储装置12上的地址。

接下来，参照图5～图7，对在综合数据生成部16中执行的处理进行说明。

图5是用于说明读取综合数据生成部16中的详细数据的一例的图，图6是用于说明根据综合数据生成部16中的详细数据生成综合数据的过程的一例的图。另外，图7是表示在综合数据生成部16中执行的处理的流程图。

首先，综合数据生成部16检查在存储装置12内是否有新的数据项目列表(图7的步骤s5)。然后，当综合数据生成部16判断出在存储装置12内有新的数据项目列表时，对现有的数据项目列表与新的数据项目列表，在全部项目上进行数据项目的值的比较(图7的步骤s6)。

在图5所示的例子中，对被识别为项目列表001的现有的数据项目列表l1、与被识别为项目列表003的新的数据项目列表l2进行比较。

然后，对现有的数据项目列表l1与新的数据项目列表l2进行比较的结果，在具有值相同的数据项目的情况下(图7的步骤s7)，从存储装置12中进一步读取与该数据项目的值相对应的详细数据(图7的步骤s8)。

在图5所示的例子中，由于数据项目列表l1的数据项目“事件id”的值“sys_err003”、与数据项目列表l2的数据项目“事件id”的值“sys_err003”相同，因此从存储装置12中进一步读取与此相对应的详细数据。

接下来，对详细数据彼此进行比较(图7的步骤s9)。在图6中，按每个记录，对被识别为项目列表001-sys_err003的详细数据列表l12的详细数据、与被识别为项目列表003-sys_err003的详细数据列表l21的详细数据进行比较。

然后，基于比较的结果生成综合数据(图7的步骤s10)。在综合数据中，记载了进行比较的制造单元的制造单元id、进行比较的数据项目、一致的详细数据的记录、以及不同的详细数据的记录。

在图6所示的例子中，由于在详细数据列表l12所包含的详细数据的记录“no.0963＝0.026”、与在详细数据列表l21所包含的详细数据的记录“no.0963＝0.024”不同，因此，在被识别为sys_err003的综合数据中，这些不同的记录作为数据项目“诊断信息(不同)”进行记载。另一方面，一致的记录作为数据项目“诊断信息(一致)”，汇总成一个进行记载。

如此，关于一致的记录，由于将两个记录压缩成一个记录进行记载，因此数据量变成一半。

此外，在综合数据生成部16中能够设定规定的误差范围。由此，在对记录彼此进行比较而判断出一致或不同时，不仅在两者完全一致的情况下，而且在两者都包含于所设定的规定的误差范围的情况下，允许有误差，并判断出两者一致。

另外，为了能够容易地掌握将数据量压缩到哪种程度，综合数据生成部16生成综合数据，所述综合数据包含一致的记录以及不同的记录相对于整体的比例。

接下来，参照图8以及图9，对于在集中加工数据生成部17中执行的处理进行说明。图8是用于说明在集中加工数据生成部17中生成集中加工数据的过程的一例的图，图9是表示在集中加工数据生成部17中执行的处理的流程图。

首先，在新的数据项目列表l2的全部项目中，分类成综合数据、和除了综合数据之外的数据即非综合数据(图9的步骤s11)。在图8所示的例子中，由于事件id的sys_err003以及生产工序的p0036和p0037的数据项目的值均相同，因此被分类为综合数据，除此之外的数据项目被分类为非综合数据。例如，事件id的值互不相同的sys_err016和sys_err022被分类为非综合数据。

之后，在图8所示的例子中，通过将加工数据被压缩的综合数据l3、与加工数据未被压缩的包含详细数据列表l14和l22的非综合数据进行结合，由此生成系统整体的加工数据即集中加工数据(图9的步骤s12)，将集中加工数据发送到生产计划装置6以及设置在加工现场的未图示的显示装置中(图9的步骤s13)。

在上述实施方式中，对于根据两个数据项目列表生成集中加工数据的例子进行了说明，但在根据三个以上的数据项目列表生成集中加工数据的情况下，可以通过同时比较全部的数据项目列表而生成集中加工数据，也可以与上述实施方式相同，通过依次对两个数据项目列表进行比较而生成集中加工数据。

如此，由于用主单元控制器1将系统整体的被压缩的集中加工数据发送到生产计划装置6以及显示装置，因此，与从各个单元控制器发送未被压缩的制造单元单位的加工数据的情况相比，能够尽可能地减少在主单元控制器1与生产计划装置6以及显示装置之间进行交换的数据量。

另外，主单元控制器1具有由辅助单元控制器2进行控制的制造单元的加工数据，并且保存了将各制造单元之间的加工数据的一致点以及不同点进行汇总后的数据，因此，能够容易确认多个制造单元之间的加工数据的分析比较结果。

以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不局限于这些实施方式，还包含不脱离本发明要点的范围内的设计变更等。

例如，可以代替主单元控制器1，而采用具有同样功能的主计算机等控制装置。另外，还可以并列配置不发挥主要功能和辅助功能的单元控制器，并采用在单元控制器和生产计划装置之间设置的主计算机等控制装置。