CN102854831A - 块执行顺序显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种块执行顺序显示装置，其具有：具备数值控制以及序列控制的机床（50）；执行序列程序（13a）的可编程控制器（10）；执行NC程序（23a）的数值控制装置（20）；块执行顺序排列显示单元（116a），其显示将序列功能块以及NC程序执行块按照执行顺序进行排列后的块执行顺序排列；选择一个排列要素的选择单元；以及NC功能块执行顺序排列显示单元（116c），当由选择单元选择了NC程序执行块时，其显示将多个NC功能块按照执行顺序进行排列后的NC功能块执行顺序排列。

Description

块执行顺序显示装置

技术领域

本发明涉及机床等数值控制装置以及可编程控制器的块执行顺序显示装置。

背景技术

以往，在机床中，为了进行轴控制而使用数值控制装置，为了控制轴控制以外的杂项设备（miscellaneous equipment）等的辅助动作而使用可编程控制器。该数值控制装置所使用的程序为利用NC语言记述的NC程序，可编程控制器所使用的程序为，利用由阶梯电路图、顺序功能图（SFC程序）等程序语言记述的序列程序。阶梯电路图为基于接点与线圈的信号的逻辑组合，适合于在视觉上掌控控制电路。SFC程序为将程序分割成流程图形式的多个步骤后的图形形式的程序语言，适合于表现程序的执行顺序、执行条件。对这些NC程序以及序列程序进行编程，以使得通过各控制轴与杂项设备配合，一系列动作被按照指定的动作顺序进行。

在机床中，大多设置有监视器作为周边设备，以监视这样的数值控制装置、可编程控制器的运转状况，或进行异常、故障位置的检测、程序的调试等。在US专利5426730所公开的、使用了SFC程序的可编程控制器用的监视器装置中，SFC程序被图形显示于显示器等，激活中的步骤、过渡步骤被改变背景色而显示。由此，操作人员能够容易地通过视觉把握SFC程序的当前执行中的位置，故异常、故障位置的检测等也变得容易。

然而，在组合数值控制装置与可编程控制器来进行控制的机床的情况下，由各种类的不同NC程序以及序列程序构成了控制程序，因此在监视器装置中不容易把握执行顺序以及执行状态。例如，虽然在SFC程序上，容易基于显示理解以步骤所示的工序的执行顺序，而对于一系列的工序中所包含的NC程序动作的工序而言，则不容易看到NC程序的内容、执行顺序。在监视器装置中，若选择了SFC程序上的步骤，则能够显示与步骤建立有关联的动作（action）、即显示由阶梯电路等构成的控制电路，但在选择了与NC程序动作建立有关联的步骤的情况下，则显示启动NC程序的控制电路，而无法观察到NC程序的内容。因此，为了观察NC程序的内容、执行顺序，需要另外读出NC程序，并根据显示的NC语言来进行判断，因此花费时间，并且还需要NC语言的知识。

然而，在异常、故障位置的检测、程序的调试等中，也存在想要从NC程序侧来确认序列程序的内容的情况。例如，相对于被称为M代码指令（Mcode command，M为miscellaneous的M）的NC程序内所记述的杂项设备的指令，相当于杂项设备的控制电路的输入条件。该杂项设备的控制电路的实体存在于由与序列程序内的SFC程序不同的独立的阶梯电路图等构成的程序部分。因此，为了从NC程序上确认与M代码指令对应的序列程序的内容，则需要读出由另外的阶梯电路图等构成的程序部分，还需要从所显示的电路中找出与M代码指令对应的杂项设备的控制电路，而这些是不容易进行的。当在机床中发生故障并必须尽快找出其原因时，为了找出NC程序的停止位置、控制电路而花费了大量时间时，存在生产线的长时间停止这一问题。

发明内容

本发明提供一种块执行顺序显示装置，其能够在构造上且视觉上表现由序列程序以及NC程序构成的控制程序的整体，并能够容易地把握控制程序的执行顺序以及执行状态。

根据本发明的一实施方式，其特征在于，利用块执行顺序排列显示单元，能够在显示装置中显示将序列程序的序列功能块以及NC程序执行块按照执行顺序进行排列后的块执行顺序排列。

根据本发明的一实施方式，其特征在于，通过将NC程序的动作显示为NC功能块执行顺序排列，并且针对NC功能块执行顺序排列的各个NC功能块，显示为NC块执行顺序排列，从而能够将NC程序表现为阶层构造。

根据本发明的一实施方式，其特征在于，能够将NC功能块所包含的序列功能块显示于显示装置。

附图说明

下面，参照附图对本发明示例性实施方式的特征以及优点进行说明，在附图中相似的附图标记代表相似的元件，其中：

图1是示出表示本发明的实施例的块执行顺序显示装置的构成的框图。

图2是应用了本发明的实施例的块执行顺序显示装置的机床的概略图。

图3是基于本发明的实施例的块执行顺序显示装置的块执行顺序排列的显示例。

图4是基于本发明的实施例的块执行顺序显示装置的NC功能块执行顺序排列的显示例。

图5是基于本发明的实施例的块执行顺序显示装置的NC块执行顺序排列的列表形式的显示例。

图6是图5的NC块执行顺序排列的SFC程序形式的显示例。

图7是图5的NC块执行顺序排列的对话形式的显示例。

图8是基于本发明的实施例的块执行顺序显示装置的控制电路显示例。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施进行说明。

对本实施例的块执行顺序显示装置100的构成进行说明。如图1所示，在可编程控制器10中，程序存储器13、RAM14、ROM15、I／O控制电路17、信号输入输出接口18、通信接口19经由CPU11的内部总线12而连接。

在数值控制装置20中，程序存储器23、RAM24、ROM25、伺服接口27、信号输入输出接口28、通信接口29经由CPU21的内部总线22而连接。

显示部110由LCD121、和由覆盖该LCD121上的透明的电极板构成的触摸面板122构成。

在块执行顺序显示装置100中，RAM114、ROM115、显示部接口118、通信接口119经由CPU111的内部总线112而连接。

可编程控制器10与块执行顺序显示装置100经由各自的通信接口19、119而连接。同样地、数值控制装置20与块执行顺序显示装置100经由各自的通信接口29、119而连接。可编程控制器10与数值控制装置20经由各自的信号输入输出接口18、28而连接。

作为控制对象的机床50经由可编程控制器10的I／O控制电路17与杂项设备41、42、43连接。另外，经由数值控制装置20的伺服接口27，作为控制对象的机床50与控制轴的各轴用的电机31、32、33、34连接。

可编程控制器10的ROM15存储有系统程序中所包含的序列控制部15a、和序列解析部15b。RAM14中设置有工作存储器14a，该工作存储器14a在系统程序执行序列程序13a时被使用。在程序存储器13中存储有序列程序13a，该序列程序13a包括用于控制机床50的运转动作的SFC程序、用于控制杂项设备41、42、43的阶梯电路图。由CPU11执行系统程序，以控制可编程控制器10的整体。

数值控制装置20的ROM25存储有系统程序中所包含的NC程序解析部25a、NC控制部25b。RAM24中设置有工作存储器24a，该工作存储器24a在系统程序执行NC程序23a时被使用。在程序存储器23中存储有NC程序23a，该NC程序23a由用于控制机床50的轴动作的NC语言记述。由CPU21执行系统程序，以控制数值控制装置20的整体。

块执行顺序显示装置100的ROM115存储有系统程序116中所包含的块执行顺序排列显示单元116a、控制电路显示单元116b、NC功能块执行顺序显示单元116c、执行中NC功能块显示单元116d、NC块执行顺序显示单元116e。RAM114中设置有工作存储器114a，该工作存储器114a在系统程序116执行上述的显示单元116a～116e时被使用。由CPU111执行系统程序，以控制块执行顺序显示装置100的整体，并且，通过操作人员的操作适当地调出上述显示单元116a～116e。上述显示单元116a～116e经由显示部接口118显示于显示部110。

接下来，示出将本实施例应用于机床150的例子。

如图2所示，机床150是具有台151和可安装工具T的主轴装置154的、所谓的加工中心。各轴部安装有驱动用的电机，并由数值控制装置20进行控制。主视面部具备：固定托盘（pallet）上的工件W的夹具夹紧装置（未图示）以及冷却装置（未图示），侧面部具备工具库（ToolMagazine）154以及ATC（Automatic Tool Changer：自动换刀装置）155。可编程控制器10、数值控制装置20以及块执行顺序显示装置100被存储在控制箱156中，经由接口与机床150的各轴电机以及杂项设备连接。另外，在控制箱156的前面具备显示部110。冷却装置、ATC155相当于杂项设备，它们的动作可利用来自NC程序的M代码指令进行控制。

接下来，对本实施例的块执行顺序显示装置100的动作进行说明。

机床150的控制的整体是利用存储在可编程控制器10的程序存储器13中的序列程序13a的SFC程序来进行的。该SFC程序被基本构成为，包括：表示控制顺序的多个步骤；连接这些步骤的链接；表示从一个步骤向下一个步骤的转移条件的过渡步骤（Transition）。工件W的加工是通过存储在数值控制装置20的程序存储器23中的按每一个工件W准备的NC程序23a来进行的。该NC程序23a从SFC程序的一个步骤被启动。杂项设备的控制是通过存储在可编程控制器10的程序存储器13中的序列程序13a的阶梯电路图来进行的。针对杂项设备的指令可由序列程序13a或者NC程序23a中的任意一个来进行。其中，这些的序列程序13a以及NC程序23a分别由对应的制作装置等来制作。

这里，在NC程序制作装置中，参照工件W的加工图并根据对工件W加工的部位以及加工的种类，来设定加工条件参数（machiningcondition parameter），从而能够制作对应的NC程序块。这样按照加工的部位以及加工的种类制作的NC程序块被称为NC功能块。这样制作的NC程序23a的整体成为按照NC功能块执行顺序而配置的构成，各NC功能块中包含与动作对应的连续的NC块。

图3所示的SFC程序是在机床150自动运转（automatic operation）工件W的加工时所执行的自动运转周期的SFC程序。该SFC程序从最先的步骤ST001开始。该步骤ST001被称为起始步骤，其表示程序的开始位置的步骤。步骤ST001与步骤ST002链接，接下来与步骤ST003、步骤ST004、步骤305链接。另外，在步骤与步骤之间分别配置有过渡步骤TR001、过渡步骤TR002、过渡步骤TR003、过渡步骤TR004。其中，步骤305虽未图示，但是相当于ST005的步骤，被称为跳跃步骤（jump step），是表示使程序的执行位置向指定的步骤跳跃的步骤。

该SFC程序从起始步骤ST001开始，在其次步骤ST002中进行夹具夹紧，以夹紧工件W。该夹紧动作由序列程序13a控制。在过渡步骤TR002中设置有以夹具夹紧动作结束为转移条件的程序，因此当检测到夹具夹紧动作结束的信号时，转移到下一个步骤ST003。通过步骤ST003，利用加工工件W的NC程序来开始工件的加工。在步骤ST003中设置有启动（ON）加工工件W的NC程序23a的启动条件。这里，在步骤ST003的评述中记述了NC程序23a为工件W的加工用。

如图1所示，这里，当根据可编程控制器10加工工件W的NC程序23a被启动时，数值控制装置20从程序存储器23取得加工工件W的NC程序23a后，向NC程序解析部25a发送。NC程序解析部25a解析NC语言的记述后，将解析结果向NC控制部25b发送。NC控制部25b按照解析结果进行轴控制以及设备控制。轴指令经由伺服接口27向各轴的电机31、32、33、34输出，针对杂项设备41、42、43的M代码指令经由信号输入输出接口28向可编程控制器10发送。然后，可编程控制器10将经由信号输入输出接口18取得的M代码指令作为输入条件，将控制电路处理的结果经由I／O控制电路17向杂项设备41、42、43发送以使它们动作。

然后，在图3的过渡步骤TR003中设置有将工件W的加工结束作为转移条件的程序，因此当检测到加工结束的信号时，转移到下一个步骤ST004。在步骤ST004中进行解除夹具夹紧。在过渡步骤TR004中设置有将解除夹具夹紧动作结束作为转移条件的程序，因此当检测到解除夹具夹紧动作结束的信号时，转移到下一个步骤305（相当于步骤ST005）。在步骤ST005中，使程序的执行位置跳到所指定的跳跃处、即初始步骤ST001。程序的执行位置返回到初始步骤ST001后的SFC程序通过反复前述动作，从而使得工件W加工的自动运转周期被连续进行。

在块执行顺序显示装置100中，能够将上述的自动运转周期的执行状况显示于显示部110。块执行顺序排列显示单元116a经由通信接口19以及119从可编程控制器10取得自动运转周期用的SFC程序。然后，使序列功能块以及NC程序执行块成为按照执行顺序纵向排列成一列的块执行顺序排列300的形式后，显示于显示部110。由此，进行图3所示那样的块执行顺序排列300的显示。在该块执行顺序排列300中，将序列程序13a的各动作以及NC程序23a的执行动作分别作为一个块，并不区分序列程序13a与NC程序23a而按照动作的执行顺序来排列并显示，因此能够容易地把握机床150的动作的概略以及执行顺序。该块执行顺序排列300等同于所谓的序列程序13a的SFC程序的形式。该块执行顺序排列300在自动运转周期的执行中，通过例如变更块的背景色等，来将当前执行中的块与其他块可识别地进行显示。由此，在自动运转周期执行中，即使在由于发生机械故障等而停止的情况下，也能够容易地得知停止时的块的位置。

此外，在利用块执行顺序排列显示单元116a而显示于显示部110的块执行顺序排列300中，当操作人员从选择单元的触摸面板122触摸步骤时，显示该步骤的内容。步骤的内容显示在所选择的步骤为序列功能块的情况、或NC程序执行块的情况下不同。

例如，在作为序列功能块的步骤ST002被选择的情况下，系统程序116调用控制电路显示单元116b。控制电路显示单元116b经由通信接口19以及119从可编程控制器10取得序列程序13a的阶梯电路图。然后，从阶梯电路图中检索与步骤ST002对应的控制电路，并将相应的控制电路显示于显示部110。

另外，在作为NC程序执行块的步骤ST003被选择的情况下，系统程序116调用NC功能块执行顺序显示单元116c。NC功能块执行顺序显示单元116c经由通信接口29以及119从数值控制装置20中取得步骤ST003的评述中记载的与工件W的加工对应的NC程序23a。该NC程序23a由于是利用前述的NC程序制作装置制作而成的，因此成为下述构成，即、按各加工的部位以及各加工的种类NC功能块被按执行顺序排列的构成。然后，制作成将该NC功能块按照执行顺序纵向排列成一列的NC功能块执行顺序排列310的形式后，显示于显示部110。由此，进行图4所示那样的NC功能块执行顺序排列310的显示。在该NC功能块执行顺序排列310中，将按各加工的部位以及各加工的种类的NC功能块作为一个块，按动作的执行顺序排列并显示，因此能够容易地把握NC程序动作的概略以及动作顺序。

另外，过渡步骤411～416是为了协调序列程序13a的SFC程序与形式而附加的，并非程序要素而用于表示NC功能块的结束。在NC程序23a的执行中利用执行中NC功能块显示单元116d来变更例如块的背景色等，将当前执行中的NC功能块与其他块可识别地进行显示。由此，即使在NC程序23a的执行中发生了机械故障等而导致停止的情况下，也能够容易地得知停止的NC功能块的位置。

此外，当操作人员从选择单元的触摸面板122触摸了利用NC功能块执行顺序排列显示单元116a而显示于显示部110的NC功能块执行顺序排列310中的NC功能块的步骤时，系统程序116调用NC块执行顺序排列显示单元116e，显示步骤的NC块执行顺序排列320。例如，在步骤ST001被选择的情况下，NC块执行顺序排列显示单元116e从O编号（O0010））（O编号为罗马字的O，O number，O0010为在罗马字的O后加数字0010后而成的O0010））的NC程序23a取得与步骤ST001建立关联的NC功能块。然后，如图5所示那样，NC块执行顺序排列显示单元116e在显示部110显示将与所选择的步骤对应的NC块按照执行顺序排列的列表形式的NC块执行顺序排列320。由此，进行如图4所示那样的NC功能块执行顺序排列310的显示。在该NC功能块执行顺序排列310中，将NC块作为一个块，按照动作的执行顺序排列并显示，因此，能够容易地把握NC程序23a的动作的概略以及动作顺序。其中，NC块是具有由N编号和使用NC语言记述的指令构成的数值控制信息以及序列功能块的块，NC程序23a以该块为单位同时被执行。

此外，NC块执行顺序排列显示单元116e在NC程序23a的执行中通过例如在N编号部分显示当前执行中标记223等，来使当前执行中的NC块与其他块可识别地显示。由此，即使在NC程序23a的执行中发生机械故障等而导致停止的情况下，也能够容易地得知停止的NC块的位置。

另外，NC块执行顺序排列显示单元116e还可以将NC块执行顺序排列320显示为与块执行顺序排列300相同的、序列程序13a的SFC程序形式。NC块执行顺序排列显示单元116e将NC块的NC语言的指令按照执行顺序纵向排列，将NC语言的指令的数值控制信息以及序列功能块分别作为不同块并列排列后显示。由此，进行了如图6所示那样的NC块执行顺序排列320的显示。将具有该上述并列的要素的块调整为序列程序13a的SFC程序形式，上下配置了表示并列分支231与并列结合232的二重线，但具有该上述并列的要素的块并非程序要素。过渡步骤421～425也是为了协调序列程序13a的SFC程序与形式而附加的，并非程序要素，其表示NC块的结束。

另外，上述的NC块执行顺序排列显示单元116e在SFC程序形式中对NC程序23a的执行中变更例如块的背景色等，使当前执行中的块与其他块可识别地进行显示。由此，即使在NC程序23a的执行中产生机械故障等而导致停止的情况下，也能够容易地得知停止的NC块的位置。另外，由于数值控制信息与序列功能块独立地显示，所以能够容易地把握对M代码指令的执行状况。

此外，NC块执行顺序排列显示单元116e还可以将NC块执行顺序排列320显示为对话画面形式。NC块执行顺序排列显示单元116e从数据库中取得与NC功能块对应的表示加工条件的参数344、与NC功能块对应的工件加工图343。另外，还取得由与NC功能块所使用的杂项设备对应的M代码指令构成的序列功能块345。然后，显示将上述参数344、上述工件加工图343、上述序列功能块排列在画面上的对话画面。由此，进行了图7所示那样的NC块执行顺序排列320的对话画面显示。因此，能够一边参照任务加工图343NC一边观察与NC功能块对应的加工条件的参数344。该对话画面与在前述的NC程序制作装置中对应的NC功能块制作的画面等同。

此外，当操作人员从选择单元的触摸面板122触摸了设置在该对话画面上的NC程序按键346时，在显示部110显示上述的、将与NC功能块对应的NC块按执行顺序排列的列表形式的NC块执行顺序排列320（图5）、或者、SFC程序形式的NC块执行顺序排列320（图6）。

另外，上述的NC块执行顺序排列显示单元116e通过对NC程序23a的执行中在对话画面上变更例如序列功能块的背景色等，来使当前执行中的块与其他块可识别地进行显示。由此，能够容易地得知NC功能块的加工内容。另外，由于将序列功能块单独显示，所以能够容易地把握对M代码指令的执行状况。

当在将前述的NC块执行顺序排列320显示为SFC程序形式（图6）以及对话形式（图7）的NC块执行顺序排列显示单元116e中，操作人员从选择单元的触摸面板122触摸了序列功能块时，系统程序116调用控制电路显示单元116b。例如，即使在NC程序23a的执行中发生了与杂项设备相关的机械故障而导致停止的情况下，若选择了以NC块执行顺序排列320的SFC程序形式（图6）以及对话形式（图7）显示的、M代码指令（M08）的序列功能块时，控制电路显示单元116b经由通信接口19以及119从可编程控制器10取得阶梯电路图。然后，从阶梯电路图中检索以M08的指令作为输入条件的控制电路后，将相应的控制电路330显示于显示部110。由此，进行了如图8所示那样的控制电路330的显示。通过确认该控制电路330，能够容易地把握杂项设备的执行状况。

此外，在本实施例中，使用触摸面板122作为块执行顺序显示装置100的选择单元，但也可以使用鼠标、键盘等。

Claims (8)

1.一种块执行顺序显示装置，其特征在于，具有：

机床，其具备被构成为通过数值控制能够移动的多个移动部件以及通过序列控制而进行动作的多个杂项设备；

可编程控制器，其执行序列程序，该序列程序是将表示上述多个杂项设备的各动作的多个序列功能块中分别包含的控制电路按照动作顺序进行排列后的序列程序；

数值控制装置，其执行NC程序，该NC程序是将NC块按照执行顺序进行排列后的程序，该NC块包括用于通过数值控制使上述移动部件移动的数值控制信息以及所执行的上述序列功能块中的至少一方;

块执行顺序排列显示单元，其在显示装置显示将上述多个序列功能块以及表示上述NC程序的执行的NC程序执行块按执行顺序进行排列后的块执行顺序排列；

选择单元，其选择在上述显示装置所显示的上述块执行顺序排列所包含的多个上述序列功能块的显示以及上述NC程序执行块的显示的中的一个；以及，

NC功能块执行顺序排列显示单元，当将上述NC程序分割并制作成包含与相关的一系列的动作对应的连续多个NC块的多个NC功能块，并由上述选择单元选择了上述NC程序执行块时，该NC功能块执行顺序排列显示单元在显示装置显示将多个上述NC功能块按照上述NC程序中的执行顺序进行排列后的NC功能块执行顺序排列。

2.根据权利要求1所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，还具备：

NC块执行顺序显示装置，当在显示于上述显示装置的上述NC功能块执行顺序排列中，由上述选择单元选择了上述NC功能块中的一个时，该NC块执行顺序显示装置使显示装置显示将该NC功能块所包含的多个上述NC块按照执行顺序进行排列后的NC块执行顺序排列。

3.根据权利要求2所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，

上述NC块执行顺序排列显示单元为将由上述选择单元选择的上述NC功能块所包含的序列功能块单独地显示于上述显示装置的块执行顺序显示装置。

4.根据权利要求2所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，

上述NC块执行顺序排列显示单元为在上述NC块执行顺序排列中将NC块所包含的上述数值控制信息以及上述序列功能块并列地显示的块执行顺序显示装置。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，

上述块执行顺序排列显示单元为将多个上述序列功能块以及上述NC程序执行块中的、在上述机床中当前执行中的块与其他块能够识别地显示在上述块执行顺序排列上的块执行顺序显示装置。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，

上述NC功能块执行顺序排列显示单元为将在上述机床中当前执行中的上述NC功能块与其他上述NC功能块能够识别地显示在上述NC功能块执行顺序排列上的块执行顺序显示装置。

7.根据权利要求2～4中任意一项所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，

上述NC块执行顺序排列显示单元具有执行中NC块显示单元的块执行顺序显示装置，该执行中NC块显示单元将在上述机床中当前执行中的上述NC块与其他上述NC块能够识别地显示在上述NC块执行顺序排列上。

8.根据权利要求3或4所述的块执行顺序显示装置，其特征在于，还具备：

控制电路显示单元，当在显示在上述显示装置中的上述块执行顺序排列中，由上述选择单元选择了上述序列功能块中的一个时，该控制电路显示单元将该序列功能块所包含的控制电路显示于上述显示装置。

Images