CN109388102A - 控制系统和上级服务器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供控制系统和上级服务器。该控制系统通过通信线路将机床与管理该机床的上级服务器进行连接而成，该控制系统根据能够在由该机床进行的加工中使用的控制进程的执行的执行条件以及与该机床的加工有关的加工信息，决定控制进程向所述机床和上级服务器的各自的执行环境的配置。

Description

控制系统和上级服务器
技术领域
本发明涉及一种控制系统和上级服务器，特别是涉及一种能够在最佳的环境下执行控制进程(process)的控制系统和上级服务器。
背景技术
以往，在车床、磨床、加工中心等多种机床中，开发出了根据多种用途、目的来实现各种功能的进程，广泛搭载于各机床。在该进程中例如包含事先从加工程序生成执行形式数据的预处理进程、用于显示与加工有关的基本信息的基本画面进程、以及用于管理安装于机床的刀具的刀具管理进程等。
通过将这样的各种进程追加地搭载于通用机床，需要搭载用于展开这些进程的大容量存储器以及用于执行这些进程的高性能CPU，从而导致机床成本上升。另外，在使用多个机床进行加工时，例如在进行相同设定的情况下，作业员也需要一边观察各机床的画面一边操作输入装置进行设定，这是导致作业效率下降的原因之一。
另一方面，近年来，随着网络技术的发展，将工厂的机床与主计算机、单元控制器这种上级服务器进行连接，按照来自该上级服务器的加工指示、控制命令进行运行的系统正在增加。另外，还存在如云系统那样在服务器上执行控制进程并将其结果用于机床的方式。
其中，在日本特开2016-071407号公报中公开了一种技术：让为了使机床工作所需的进程的一部分在主计算机上运行而使机床工作时，在主计算机与机床之间经由网络交换所需的信息的同时，使一部分进程在主计算机上运行并且使其它进程在机床上运行。另外，在日本特开2017-016233号公报中公开了以下技术：根据是否高速读取来选择该数控装置的非易失性存储器和服务器的外部存储装置来作为数控装置中的加工程序的存储目的地。
然而，即使使用日本特开2016-071407号公报所公开的技术，也由于仅将特定进程固定地配置于服务器上，因此除此以外的所有进程常驻在机床中。因此，即使是生产计划上不需要的进程也常驻在机床上这一点并没有任何变化，仍然存在不需要的进程对存储器造成压力或者对性能下降带来影响的问题。
另一方面，在日本特开2017-016233号公报中公开了选择由用户制作的加工程序的最佳存储地点的技术，但是加工程序是在通过预处理进程变换为执行形式数据之后用于通过基本轴控制进程等生成轴的移动量的加工数据。即，该加工程序与常驻在RAM上而执行的进程不同，而被处理为用于控制轴的临时数据。因此，即使能够选择加工程序的最佳存储地点，也无法抑制用于展开进程的存储器容量以及无法减少进程所占的CPU使用率。
另外，在使用多个机床同时进行作业的情况下，所有机床的能力、用途、目的并不相同。因此，即使能够在主计算机上执行的进程，例如在由于通信接口的性能而引起通信的延迟(latency)增加的情况下，有时在机床上执行更佳，不一定是一律地使特定进程在主计算机上运行更佳。
发明内容
本发明是为了解决这种问题点而完成的，目的在于提供一种能够在最佳环境下执行控制进程的控制系统。
本发明的控制系统由上级服务器和多个机床构成，将进程执行环境决定机构设置于上级服务器上，该进程执行环境决定机构决定上级服务器和机床中的哪一个执行上述多个机床的运转所需的控制进程使系统整体的效率更佳，该进程执行环境决定机构根据从生产计划装置等输入的信息，决定各控制进程的最佳执行环境，由此解决上述课题。
而且，本发明的一个方式所涉及的控制系统是将至少一个机床与管理该机床的上级服务器经由通信线路连接而成的结构，该控制系统具备：控制进程管理部，其管理能够在由上述机床进行的加工中使用的控制进程的执行的执行条件；加工管理部，其管理与上述机床中的加工有关的加工信息；以及控制进程配置部，其根据由上述控制进程管理部管理的执行条件以及由上述加工管理部管理的加工信息，决定向上述机床和上述上级服务器的各自的执行环境的上述控制进程的配置。
上述加工管理部也可以构成为管理在配置上述控制进程时应该考虑的与执行环境有关的因素，另外，上述控制进程配置部构成为根据由上述控制进程管理部管理的执行条件以及由上述加工管理部管理的与执行环境有关的因素，决定向上述机床和上述上级服务器的各自的执行环境的上述控制进程的配置。
本发明的其它方式所涉及的上级服务器经由通信线路管理至少一个机床，该上级服务器具备：控制进程管理部，其管理能够在由上述机床进行的加工中使用的控制进程的执行的执行条件；加工管理部，其管理与上述机床中的加工有关的加工信息；以及控制进程配置部，其根据由上述控制进程管理部管理的执行条件以及由上述加工管理部管理的加工信息，决定向上述机床和上述上级服务器的各自的执行环境的上述控制进程的配置。
根据本发明，能够决定与各机床的能力、用途、目的对应的最佳进程配置，因此能够执行效率良好的进程，从而能够抑制系统整体的成本。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的控制系统的结构的框图。
图2是表示进程执行环境决定机构的结构的框图。
图3是表示控制进程管理表的一例的图。
图4是表示加工管理表的一例的图。
图5是表示控制进程配置表的一例的图。
图6是表示控制进程的配置例的图。
图7是表示加工管理表的其它例的图。
图8是表示控制进程配置表的其它例的图。
图9是表示控制进程的其它配置例的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施方式。首先，使用图1的框图说明本发明的实施方式所涉及的控制系统1的整体结构。
控制系统1是上级服务器2与至少一个机床3经由有线/无线的通信线路4相连接而成的结构。
上级服务器2能够构建为如主计算机、单元控制器等那样的管理至少一个机床3的服务器装置。上级服务器2例如根据从生产计划装置5等接收到的生产计划等，向自己管理下的机床3分配与工件加工有关的作业，并经由通信线路4指令各机床3使得执行该作业。本实施方式的上级服务器2具备进程执行环境决定机构100，其根据对各机床3的作业分配来决定控制进程的最佳执行环境。
机床3是根据来自上级服务器2的指令来进行工件加工的车床、磨床、加工中心等机床。机床3根据来自上级服务器2的指令来执行从上级服务器2分配的与工件的加工有关的作业。机床3可以是单体机械，也可以是包括机器人等外围设备的多个机械的集合。
图2是进程执行环境决定机构100的概要框图。
进程执行环境决定机构100具备控制进程管理部110、加工管理部120、控制进程配置部130、操作序列制作部140、控制进程转发部150以及控制进程存储部160。此外，上级服务器2所具备的CPU读取并执行存储于ROM、RAM等存储器的系统程序来控制上级服务器2的各部，由此实现进程执行环境决定机构100所具备的上述各功能单元。
控制进程管理部110制作将向机床3进行指令的与工件加工有关的作业所需的所有控制进程的信息进行汇总的表即控制进程管理表111。该控制进程管理部110读取预先登记在控制进程存储部160中的各控制进程的数据，根据读取到的控制进程的数据来制作控制进程管理表111。
图3是表示由控制进程管理部110制作的控制进程管理表111的示例的图。
如图3所示，在控制进程管理表111中登记有与各控制进程有关的信息。与各控制进程有关的信息包括能够唯一地确定控制进程的控制进程ID以及执行该控制进程时的执行条件。作为该执行条件的示例，也可以是表示能否经由通信线路进行通信控制的信息(例如，基本轴控制进程、扩展轴控制进程等不允许处理延迟等，因此不能进行通信控制(图3中的P01、P02等)。另一方面，预读进程、预处理进程、基本画面进程、对话画面进程等能够进行通信控制(图3中的P03～P05等))。另外，在执行条件中也可以包括与经由通信线路控制该控制进程时产生的通信量有关的信息、进行通信控制时所需的通信缓冲区的大小等。并且，在执行条件中也可以包括该控制进程为用户界面、强调响应性的进程等。此外，关于与各控制进程有关的执行条件，作为各控制进程的数据而预先存储于控制进程存储部160即可。
加工管理部120是制作加工管理表121的功能单元，在该加工管理表121中汇总了向各机床3分配的与工件的加工有关的作业。在由加工管理部120制作的加工管理表121中按各机床分别登记有包括由该机床进行的加工所需的控制进程的信息的与加工有关的信息。加工管理部120例如根据从生产计划装置5输入的生产计划等信息、从处于管理下的各机床3获取到的信息来制作登记到加工管理表121的与加工有关的信息。
图4是表示由加工管理部120制作的加工管理表121的示例的图。
在图4示出的示例中，在加工管理表121中登记有与由各机床进行的加工有关的信息。与各加工有关的信息包括能够唯一地确定机床的机床ID以及在由该机床进行的加工中使用的控制进程。另外，在与加工有关的信息中，作为决定控制进程的执行环境的配置时要考虑的与执行环境有关的因素，还可以包括表示由机床进行的加工的加工形状的信息、表示该机床的通信能力的信息、该机床所具备的存储器(通信缓冲器等)的信息等。
控制进程配置部130制作控制进程配置表131，该控制进程配置表131根据由控制进程管理部110制作的控制进程管理表111以及由加工管理部120制作的加工管理表121，决定将登记于控制进程管理表111的各控制进程配置于上级服务器2和各机床3中的哪一个(由哪一个执行)。控制进程配置部130根据控制进程管理表111和加工管理表121，决定按照预定的规则来执行控制进程的装置(上级服务器2、各机床3)。该预定的规则例如可以是无法进行通信控制的控制进程在使用该控制进程的机床3上执行这样的规则、能够进行通信控制的控制进程尽可能在上级服务器2上执行这样的规则。另外，预定的规则也可以是只要上级服务器的处理能力允许则与用户界面有关的控制进程在上级服务器上执行这样的规则(将用户界面汇总到上级服务器，从而实现减少作业员的劳动力的规则)这种与各控制进程的性质对应的规则。并且，也可以使用考虑搭载于上级服务器2、各机床3的存储器容量和处理能力、考虑执行负载来配置控制进程的规则、考虑通信量、通信缓冲器来配置控制进程的规则，来决定控制进程的配置。
图5是表示由控制进程配置部130制作的控制进程配置表131的示例的图。
在图5示出的示例中，在控制进程配置表131中，针对各控制进程相关联地登记有是否能够进行通信控制的信息、使用控制进程的机床(在图5中，用登记于图4的加工管理表121的机床ID表述)和与执行该控制进程的执行环境有关的信息。在图5示出的控制进程配置表131中，根据与基于图3所例示的控制进程管理表111确定的可/否进行通信控制有关的信息以及根据图4所例示的加工管理表121确定的使用控制进程的机床的信息，根据上述例示的规则来决定各控制进程的执行环境(例如，控制进程P01由于不能进行通信控制，因此需要在使用该控制进程的机床上执行，由此将机床M01～M03设为执行环境)。
关于登记在由控制进程配置部130制作的控制进程配置表131中的各控制进程，操作序列制作部140针对需要在上级服务器与机床之间进行交换的控制进程，制作用于控制该交换的操作序列。操作序列制作部140根据预先存储在控制进程存储部160中的各控制进程的数据，来制作对在控制进程配置表131中要在上级服务器上执行的控制进程进行执行时，控制上级服务器与机床之间进行交换的操作序列。例如在图5所例示的控制进程配置表131中，对于在上级服务器上执行的控制进程P03～P05需要控制与机床M01～M03之间的交换的操作序列。操作序列也可以是其模板按每个控制进程作为各控制进程的数据而预先存储于控制进程存储部160，在该情况下，操作序列制作部140也可以根据执行环境修正该模板来使用。
控制进程转发部150按照控制进程配置表131将控制进程转发至各执行环境，并且将操作序列制作部140制作的操作序列转发至使用该操作序列的执行环境。控制进程转发部150转发至各执行环境的控制进程也可以是预先存储于控制进程存储部160的控制进程(程序)。
图6是表示根据图3～图5所例示的各表将控制进程和操作序列转发至各执行环境(上级服务器2、各机床3)的示例的图。
根据上述实施方式，进程执行环境决定机构100根据可/否进行与各控制进程有关的通信控制，能够在加工作业中实现最佳控制进程的配置。
作为与为了决定控制进程的配置而考虑的执行环境有关的因素，除了包括上述各控制进程的通信控制的可/否、通信量、通信缓冲量等以外，还包括通信时的延迟等。通常在工厂的环境中存在各种干扰，因此仅考虑特定的机床由于噪声等的影响而在通信时的延迟较长这一情况。在这种情况下，对于与其它机床相比与上级服务器之间的通信的延迟较长的机床，考虑变更控制进程的配置。
图7示出根据从上级服务器对各机床进行通信试验而测量出延迟的结果来制作的加工管理表121的示例。
如图7所例示那样，机床M01、M02与上级服务器之间的通信的延迟较短，机床M03与上级服务器之间的通信的延迟时间较长。在该情况下，如图5所示，控制进程P04本来能够进行通信控制，但是在延迟较长的情况下，由于通信停止而控制进程的运行产生延迟，因此有可能给作业员带来压力。因此，控制进程配置部130制作图8示出的控制进程配置表131，还对机床M03转发控制进程P04，由此以排除延迟的影响的方式配置控制进程(图9)。这样，作为为了决定控制进程的配置而考虑的与执行环境有关的因素而采用由控制系统1配置的各种环境因素。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离宗旨的范围内能够适当地进行变更。本发明在该发明的范围内能够使实施方式的任意结构要素变形或者省略实施方式的任意结构要素。

Claims (3)

1.一种控制系统，经由通信线路将至少一个机床与管理该机床的上级服务器进行连接而成，其特征在于，
该控制系统具备：
控制进程管理部，其管理能够在由上述机床进行的加工中使用的控制进程的执行的执行条件；
加工管理部，其管理与上述机床中的加工有关的加工信息；以及
控制进程配置部，其根据由上述控制进程管理部管理的执行条件以及由上述加工管理部管理的加工信息，决定向上述机床和上述上级服务器的各自的执行环境的上述控制进程的配置。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，
上述加工管理部管理在配置上述控制进程时应该考虑的与执行环境有关的因素，
上述控制进程配置部根据由上述控制进程管理部管理的执行条件以及由上述加工管理部管理的与执行环境有关的因素，决定向上述机床和上述上级服务器的各自的执行环境的上述控制进程的配置。
3.一种上级服务器，经由通信线路管理至少一个机床，其特征在于，
该上级服务器具备：
控制进程管理部，其管理能够在由上述机床进行的加工中使用的控制进程的执行的执行条件；
加工管理部，其管理与上述机床中的加工有关的加工信息；以及
控制进程配置部，其根据由上述控制进程管理部管理的执行条件以及由上述加工管理部管理的加工信息，决定向上述机床和上述上级服务器的各自的执行环境的上述控制进程的配置。
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