CN105425692A - 数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的数值控制装置具备数值控制用CPU、HMI用CPU、显示电路、用于从上述数值控制用CPU再启动上述HMI用CPU的电路，该数值控制装置具备显示任务监视单元、通过上述显示任务监视单元判断上述HMI用CPU的显示任务的动作状况是否异常的判断单元、根据上述判断单元的判断结果进行上述HMI用CPU的再启动的再启动单元。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置，其具备以下功能，即监视HMI的动作状况，在HMI的动作发生了异常的情况下自动地再启动HMI用CPU。
背景技术
在控制机床、工业机械的数值控制装置中，在需要进行高功能的图形显示的HMI功能的情况下，追加HMI用的电路或个人计算机的情况很多。一般在安装了HMI功能的数值控制装置中，在由于HMI功能的应用软件、存储的不适合而通用OS不进行动作的状况下，无法进行画面的更新，成为画面死机或无显示。
图7是表示现有技术的具备HMI功能的数值控制装置的结构的概要图。数值控制装置100具备控制机床的数值控制用CPU10、进行高功能的图形显示的HMI功能部20，使用接口区域50进行数据的交换。在HMI功能部20中安装HMI用CPU40，连接显示器30，通过HMI用CPU40执行通用OS。
在这样的具备HMI功能的数值控制装置中，数值控制用CPU10和HMI功能部20经由接口区域50进行数据的交换，但数值控制用CPU10无法对功能部20的显示异常进行确认。因此，在发生异常后的维护作业时不给与操作者任何信息，原因的查明需要时间。另外，在发生异常时无法从画面显示得到与机械有关的信息，因此，安全方面也存在问题。
作为与HMI功能发生异常的情况对应的现有技术，公开了以下的技术，即通过具有2种OS，而在启动时一个OS不进行动作的情况下，使另一个维护用OS动作(例如日本特开2012-018454号公报)。
但是，在日本特开2012-018454号公报所公开的现有技术中，在启动时有问题的情况下能够动作维护用OS，但没有考虑到通常动作时发生异常的情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供一种数值控制装置，其能够检测正在动作的HMI功能发生的异常，自动地再启动HMI功能。
本发明的数值控制装置具备：数值控制用CPU，其用于进行数值控制；HMI用CPU，其执行用于实现HMI功能的操作系统、以及应用软件，输出图形数据的显示指令；显示电路，其根据来自上述HMI用CPU的显示指令，在显示器上进行显示；再启动电路，其用于从上述数值控制用CPU再启动上述HMI用CPU，该数值控制装置具备：显示任务监视单元，其监视上述HMI用CPU的显示任务的动作状况；判断单元，其通过上述显示任务监视单元判断上述HMI用CPU的显示任务的动作状况是否异常；再启动单元，其根据上述判断单元的判断结果向上述再启动电路发出指令，从而进行上述HMI用CPU的再启动。
上述数值控制装置可以具备安装在能够从上述HMI用CPU和上述HMI用CPU的双方进行访问的接口区域中的动作标志，上述HMI用CPU在显示任务每次动作时置位上述动作标志，上述显示任务监视单元定期地监视上述动作标志的状态，如果上述动作标志被置位，则将上述动作标志清零，在上述动作标志在一定时间内没有被置位的情况下，判断为停止了上述HMI用CPU的显示任务。
上述再启动单元可以根据来自上述数值控制用CPU的指令，复位上述HMI用CPU。
本发明的数值控制装置具备：多核心CPU，其具备用于进行数值控制的数值控制用CPU核心、执行用于实现HMI功能的操作系统和应用软件并输出图形数据的显示指令的HMI用CPU核心；显示电路，其根据来自上述HMI用CPU核心的显示指令在显示器上进行显示；再启动电路，其用于从上述数值控制用CPU核心再启动上述HMI用CPU核心，该数值控制装置具备：显示任务监视单元，其监视上述HMI用CPU核心的显示任务的动作状况；判断单元，其通过上述显示任务监视单元判断上述HMI用CPU核心的显示任务的动作状况是否异常；再启动单元，其根据上述判断电路的判断结果向上述再启动电路发出指令，从而进行上述HMI用CPU核心的再启动。
上述数值控制装置可以具备：安装在能够从上述数值控制用CPU核心和上述HMI用CPU核心的双方进行访问的接口区域中的动作标志，上述HMI用CPU核心在显示任务每次动作时置位上述动作标志，上述显示任务监视单元定期地监视上述动作标志的状态，如果上述动作标志被置位，则将上述动作标志清零，在上述动作标志在一定时间内没有被置位的情况下，判断为停止了上述HMI用CPU核心的显示任务。
上述再启动单元可以根据来自上述数值控制用CPU核心的指令，复位上述HMI用CPU核心。
本发明通过具备以上的结构，能够检测正在动作的HMI功能所发生的异常，自动地再启动HMI功能而进行显示更新，能够显示来自数值控制用CPU的警告信息、以及操作机床。
附图说明
根据参照附图的以下的实施例的说明，能够了解本发明的上述以及其他目的和特征。
图1是本发明的实施方式的数值控制装置的主要部分框图。
图2是说明本发明的实施方式的HMI功能部的监视动作的概要的图。
图3是说明本发明的实施方式的HMI功能部的监视动作的流程图。
图4是说明在本发明的实施方式中HMI功能部发生了异常时的监视动作的图。
图5是说明本发明的第二实施方式的HMI功能部的监视动作的概要的图。
图6是说明本发明的第三实施方式的HMI功能部的监视动作的概要的图。
图7是具有现有技术的HMI功能的数值控制装置的概要图。
具体实施方式
以下，对与现有技术的说明相同或类似的结构使用相同的符号。
图1是表示本发明的一个实施方式的数值控制装置的主要部分的框图。数值控制装置100具备数值控制用CPU10、HMI功能部20、显示器30、接口区域50、外部设备70、再启动电路80。
数值控制用CPU10从数值控制装置100所具备的ROM、RAM等存储器(未图示)读出系统程序、加工程序等，执行数值控制装置100整体的控制、机床的加工控制。
HMI功能部20是进行HMI功能的中心控制动作的功能程序块，具备ROM、RAM等存储器22、存储通用OS、应用软件以及数据的贮存器24、鼠标、键盘、USB、以太网(注册商标)等与外部设备70连接的接口电路26、与数值控制装置100的接口区域50连接的电路(未图示)、在显示器30上进行显示的显示电路28、以及执行通用OS的HMI用CPU40。在HMI功能部20中，在HMI用CPU40上执行通用OS和应用软件，通过显示任务等HMI用任务进行动作，在数值控制装置100上实现HMI功能部20的HMI功能。
显示器30将从显示电路28输出的显示数据显示为图像。通过在每个预定周期动作的显示任务生成该显示数据，实时地将数值控制装置100的状态显示在显示器30上。
接口区域50是能够与数值控制用CPU10和HMI用CPU40的双方进行数据的交换的区域，例如设置在被设置于数值控制装置100上的RAM等存储器中。能够从双方的CPU参照读出、改写数值控制用CPU10、HMI用CPU40分别存储在接口区域50上的数据，数值控制用CPU10和HMI用CPU40实现经由接口区域50的CPU之间的通信。
再启动电路80接受来自数值控制用CPU10等的指令，对HMI用CPU40进行复位，再启动HMI功能部20整体。
图2是说明在图1所示的数值控制装置100上执行的HMI功能部20的监视动作的概要的图。
在数值控制装置100中，能够在控制机床的数值控制用CPU10和进行高功能的图形显示的HMI功能部20之间，如上述那样经由接口区域50相互进行数据的交换。在接口区域50中，设置有动作标志52作为为了监视HMI功能部20的动作状况而使用的区域。
以下，说明HMI功能部20的监视动作的流程。
如果显示任务在HMI功能部20的HMI用CPU40上动作，则显示任务根据数值控制装置100的各部的状态、数值控制用CPU10的加工控制的结果信息等，生成显示数据而向显示器30进行显示，并且(1)对设置在接口区域50中的动作标志52进行置位。在显示任务每次动作时每次将动作标志52进行置位。
另一方面，(2)数值控制用CPU10定期地监视接口区域50的动作标志52的状态。数值控制用CPU10在监视时动作标志52被置位的情况下，对动作标志52进行清零。在监视时动作标志52被清零的状态持续预定时间的情况下，判断为HMI功能部20发生了某种异常。
然后，(3)在判断为HMI功能部20发生了某种异常的情况下，数值控制用CPU10向再启动电路80发出指令，由此再启动HMI功能部20。
图3是本发明的实施方式的HMI功能部20的监视处理的流程图。
以下，依照各步骤进行说明。步骤SA01～步骤SA07表示通过数值控制用CPU10执行的处理，步骤SB01～步骤SB04表示通过HMI用CPU40执行的处理。
[步骤SA01]定期地监视动作标志52的状态。在动作标志52被置位的状态的情况下，前进到步骤SA02，在动作标志52没有被置位的情况下，前进到步骤SA05。
[步骤SA02]将动作标志52清零。
[步骤SA03]对动作标志52的监视计时器进行复位。
[步骤SA04]开始动作标志52的监视计时器，返回到步骤SA01。
[步骤SA05]确认监视计时器的值。在监视计时器的值表示经过了预先设定的预定时间的情况下，前进到步骤S06，在不是的情况下返回到步骤SA01。
[步骤SA06]判断为在HMI功能部20中检测出异常，向再启动电路80指示HMI功能部20的再启动。
[步骤SA07]进行警告信息的显示、必要最小限的机械的操作。
[步骤SB01]执行通用OS的初始化处理。
[步骤SB02]执行显示任务。
[步骤SB03]在显示任务每次动作时对位于接口区域50中的动作标志52进行置位。
[步骤SB04]通过其他任务执行应用软件、存储操作、网络通信等各个处理，返回到步骤SB02。
图4是表示在图3所示的流程图中HMI功能部20发生了不适合时的动作的图。
在HMI功能部20中，例如在步骤S04中执行了应用软件、存储操作、网络通信时，在这些任务没有正常结束的情况下，HMI用CPU40的动作停止、或无法从步骤SB04退出，因此无法执行步骤SB02的显示任务，不进行步骤SB03中的动作标志52的置位。
数值控制用CPU10在步骤SA01中确认是否置位了动作标志52，在没有被置位的情况下前进到步骤SA05，确认监视计时器是否经过了预定时间，在监视计时器经过了预定时间的情况下，监视时间的时间增加，判断为在HMI功能部20中检测出异常。然后，在步骤SA06中数值控制用CPU10向再启动电路80发出指示，再启动HMI功能部20，在步骤SA07中进行警告信息的显示、必要最小限的机械的操作。
这样，本发明的实施方式的具备HMI功能的数值控制装置经由设置在接口区域50内的动作标志52，通过数值控制用CPU10监视HMI功能部20的动作状态。如果在HMI功能部20中发生了异常，则不进行动作标志52的更新(置位)，因此数值控制用CPU10能够检测出HMI功能部20的异常，能够向再启动电路80指示而再启动HMI功能部20。
此外，在上述说明中，使用监视计时器，在动作标志52没有被置位的状态持续了预定时间的情况下，判断为在HMI功能部20中检测出异常，但并不限于此，也可以构成为例如设置计数器，在步骤SA03中复位计数器，在步骤SA05中使计数器增加，在计数器的值超过预定数的情况下，判断为在HMI功能部20中检测出异常。
另外，本发明的数值控制装置100的结构并不限于图1、2所示的结构，能够通过各种各样的结构来实现。以下，表示其结构例子。
图5是表示使用了具备HMI功能的显示装置的本发明的实施方式的图。
在本实施方式中，数值控制装置100具备控制机床的数值控制用CPU10、接口区域50，另一方面，进行高功能的图形显示的HMI功能部20被安装在显示装置200中，与数值控制装置100独立。HMI功能部20构成为，例如经由通信线与数值控制装置100所具备的接口区域50连接，能够通过通信进行数据的交换。
通用OS在HMI功能部20的HMI用CPU40上动作，HMI功能部20生成显示数据而显示在显示器30上。此外，显示装置200也可以是安装了HMI用CPU40和显示器30的执行通用OS的个人计算机。
说明这样构成的数值控制装置的HMI功能部20的监视动作的流程。
如果显示任务在HMI功能部20的HMI用CPU40上动作，则显示任务根据数值控制装置100的各部的状态、数值控制用CPU10的加工控制的结果信息等，生成显示数据而向显示器30进行显示，并且(1)经由通信线对设置在接口区域50中的动作标志52进行置位。在显示任务每次动作时每次置位动作标志52。
另一方面，(2)数值控制用CPU10定期地监视接口区域50的动作标志52的状态。数值控制用CPU10在监视时动作标志52被置位的情况下，对动作标志52进行清零。在监视时动作标志52被清零的状态持续预定时间的情况下，判断为HMI功能部20发生了某种异常。
然后，(3)在判断为HMI功能部20发生了某种异常的情况下，数值控制用CPU10向再启动电路80发出指令，由此再启动显示装置200。
图6是表示在本发明中使用了多核心CPU的实施方式的图。
在本实施方式中，在数值控制装置100中安装多核心CPU60。
多核心CPU60具备控制机床的数值控制用CPU核心62、控制进行高功能的图形显示的HMI功能部20的HMI用CPU核心64以及接口区域50。在HMI用CPU核心64上执行通用OS，在HMI用CPU核心64的控制下，向显示器30进行高功能的图形显示。
说明这样构成的数值控制装置的HMI功能部20的监视动作的流程。
如果显示任务在HMI功能部20的HMI用CPU核心64上动作，则显示任务根据数值控制装置100的各部的状态、数值控制用CPU核心62的加工控制的结果信息等，生成显示数据而向显示器30进行显示，并且(1)对设置在接口区域50中的动作标志52进行置位。在显示任务每次动作时每次置位动作标志52。
另一方面，(2)数值控制用CPU核心62定期地监视接口区域50的动作标志52的状态。数值控制用CPU核心62在监视时动作标志52被置位的情况下，对动作标志52进行清零。在监视时动作标志52被清零的状态持续预定时间的情况下，判断为HMI功能部20发生了某种异常。
然后，(3)在判断为HMI功能部20发生了某种异常的情况下，数值控制用CPU核心62向HMI用CPU核心64指示再启动。

Claims (6)

1.一种数值控制装置，具备：数值控制用CPU，其用于进行数值控制；HMI用CPU，其执行实现HMI功能的操作系统以及应用软件，输出图形数据的显示指令；显示电路，其根据来自上述HMI用CPU的显示指令，在显示器上进行显示；以及再启动电路，其用于从上述数值控制用CPU再启动上述HMI用CPU，该数值控制装置的特征在于，具备：
显示任务监视单元，其监视上述HMI用CPU的显示任务的动作状况；
判断单元，其通过上述显示任务监视单元判断上述HMI用CPU的显示任务的动作状况是否异常；以及
再启动单元，其根据上述判断单元的判断结果向上述再启动电路发出指令，从而进行上述HMI用CPU的再启动。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
具备安装在能够从上述HMI用CPU和上述HMI用CPU的双方进行访问的接口区域上的动作标志，
上述HMI用CPU在显示任务每次动作时置位上述动作标志，
上述显示任务监视单元定期地监视上述动作标志的状态，如果上述动作标志被置位，则将上述动作标志清零，在上述动作标志在一定时间没有被置位的情况下，判断为停止了上述HMI用CPU的显示任务。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
上述再启动单元通过来自上述数值控制用CPU的指令将上述HMI用CPU进行复位。
4.一种数值控制装置，具备：多核心CPU，其具备用于进行数值控制的数值控制用CPU核心、执行用于实现HMI功能的操作系统和应用软件并输出图形数据的显示指令的HMI用CPU核心；显示电路，其通过来自上述HMI用CPU核心的显示指令在显示器上进行显示；以及再启动电路，其用于从上述数值控制用CPU核心再启动上述HMI用CPU核心，该数值控制装置的特征在于，具备：
显示任务监视单元，其监视上述HMI用CPU核心的显示任务的动作状况；
判断单元，其通过上述显示任务监视单元判断上述HMI用CPU核心的显示任务的动作状况是否异常；
再启动单元，其根据上述判断电路的判断结果向上述再启动电路发出指令，从而进行上述HMI用CPU核心的再启动。
5.根据权利要求4所述的数值控制装置，其特征在于，
具备安装在能够从上述数值控制用CPU核心和上述HMI用CPU核心的双方进行访问的接口区域上的动作标志，
上述HMI用CPU核心在显示任务每次动作时置位上述动作标志，
上述显示任务监视单元定期地监视上述动作标志的状态，如果上述动作标志被置位，则将上述动作标志清零，在上述动作标志在一定时间内没有被置位的情况下，判断为停止了上述HMI用CPU核心的显示任务。
6.根据权利要求4或5所述的数值控制装置，其特征在于，
上述再启动单元通过来自上述数值控制用CPU核心的指令将上述HMI用CPU核心进行复位。
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