CN111650887A - 控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制系统。在该控制系统中，数值控制装置在成为切换对象的机械结构树的数量增加时，与以往相比降低不必要的存储器消耗量。工业用机械的控制系统通过以构成要素为节点的图表形式的机械结构树来表现控制对象的机械结构，并且包含机械结构编辑装置和机械结构管理装置，机械结构编辑装置取得用于生成机械结构树的机械结构数据，机械结构管理装置具备：机械结构树生成部，其基于机械结构数据，生成多个机械结构树；以及节点信息变更部，其生成单一的机械结构树，该单一的机械结构树在多个机械结构树之间共通的节点与不同的节点的边界所对应的位置具有分支节点，并以从分支节点朝向前端部分支的方式具有多个机械结构树之间不同的节点。

Description

控制系统
技术领域
本发明涉及控制系统。
背景技术
在以往的数值控制装置中，成为控制对象的机床的机械结构存在限制，因此需要单独地应对特殊的机械结构。关于该问题，已知使用与机床的结构对应的机械结构树来控制该机床的技术(例如，参照专利文献1)。
机械结构树通过以各轴、各工件、各工具等为节点的树构造来表现机械结构，由此用于灵活地设定、保持机械结构。另外，该机械结构树的节点包含各种节点信息(偏置、姿势、轴编号、轴名称···等)，节点的数量越增加，机械结构数据变得越大。
专利文献1：日本特开2019－012342号公报
以往的数值控制装置具有被称为“机械结构选择功能”的以下功能：预先保持多个机械结构信息，在生成程序时根据G代码切换为所希望的机械结构。例如在加工过程中以工具、工作台附近的多个轴为单元，在安装其他的结构时，该功能通过单触来变更机械结构的参数。
在使用机械结构树来设定机械结构的数值控制装置的领域，在切换成所希望的机械结构时，需要将机械结构树整体从某个机械结构树切换为其他的机械结构树，从而存在作为切换对象的机械结构树的数量的增加，并且在有重复的节点时导致存储器相应地浪费的课题。
图27表示集合编号1至集合编号3的机械结构树的例子。在图27中，由虚线表示的原点、X轴、Y轴、Z轴的结构在集合编号1至集合编号3的机械结构树之间重复，但是在将机械结构树整体进行切换的数值控制装置中，需要以机械结构树的数量存储重复部分，从而毫无用处地消耗存储器。
发明内容
因此，期望数值控制装置在成为切换对象的机械结构树的数量增加时，与以往相比降低不必要的存储器消耗量。
本公开的一个方式为一种控制系统，其是通过以构成要素为节点的图表形式的机械结构树表现控制对象的机械结构，并且包含机械结构编辑装置和机械结构管理装置的工业用机械的控制系统，机械结构编辑装置取得用于生成上述机械结构树的机械结构数据，机械结构管理装置具备：机械结构树生成部，其基于机械结构数据，生成多个机械结构树；以及节点信息变更部，其生成单一的机械结构树，该单一的机械结构树在多个机械结构树之间共通的节点与不同的节点的边界所对应的位置具有分支节点，并以从上述分支节点朝向前端部分支的方式具有多个机械结构树之间不同的节点。
根据一个方式，数值控制装置在成为切换对象的机械结构树的数量增加时，与以往相比降低不必要的存储器消耗量。
附图说明
图1表示一个实施方式的控制系统的概要。
图2是一个实施方式的控制系统的整体结构图。
图3表示一个实施方式的控制系统的动作的概要。
图4是一个实施方式的机械结构树的生成方法的说明图。
图5是一个实施方式的机械结构树的生成方法的说明图。
图6是一个实施方式的机械结构树的生成方法的说明图。
图7是表示一个实施方式的机械结构树的生成方法的流程图。
图8A是一个实施方式的机械的构成要素的父子关系的说明图。
图8B是一个实施方式的机械的构成要素的父子关系的说明图。
图9A是将单元插入到机械结构树的方法的说明图。
图9B是将单元插入到机械结构树的方法的说明图。
图9C是将单元插入到机械结构树的方法的说明图。
图10表示一个实施方式的机械结构的例子。
图11A表示成为机械结构树的生成对象的机械的例子。
图11B表示与成为机械结构树的生成对象的机械对应的机械结构树的例子。
图12表示在一个实施方式中，向机械的各节点插入了坐标系以及控制点的例子。
图13表示一个实施方式的插入了坐标系以及控制点的机械结构树的例子。
图14A表示在一个实施方式中，向各节点插入偏置以及姿势矩阵的机械的例子。
图14B表示在一个实施方式中，向机械的各节点插入偏置以及姿势矩阵的例子。
图15表示在一个实施方式中，向机械结构树插入控制点的动作流程。
图16表示一个实施方式的插入了坐标系以及控制点的机械结构树的例子。
图17是表示一个实施方式的控制系统的动作的流程图。
图18是一个实施方式的控制系统的整体结构图。
图19A表示一个实施方式的控制系统的概要。
图19B表示一个实施方式的控制系统的概要。
图19C表示一个实施方式的控制系统的概要。
图20A表示一个实施方式的控制系统的概要。
图20B表示一个实施方式的控制系统的概要。
图21是一个实施方式的控制系统的整体结构图。
图22A表示一个实施方式的控制系统的概要。
图22B表示一个实施方式的控制系统的概要。
图22C表示在一个实施方式的控制系统中使用的图形信息。
图22D表示与一个实施方式的控制系统中使用的图形信息的对照结果。
图23是一个实施方式的控制系统的整体结构图。
图24表示一个实施方式的控制系统的概要。
图25是一个实施方式的控制系统的整体结构图。
图26是表示一个实施方式的控制系统的动作的流程图。
图27表示现有技术的机械结构树的例子。
具体实施方式
〔1第1实施方式〕
〔1.1概要〕
图1表示第1实施方式的控制系统的概要。在图1中，数值控制装置使用上段所示的集合编号1～集合编号3的3个机械结构树，来控制各机械结构树对应的机床。此外，设为在集合编号1～集合编号3的机械结构树之间，原点、X轴、Y轴、Z轴的结构重复。
在该情况下，如在背景技术的说明中叙述的那样，在针对3个机械结构树中的各个机械结构树，在存储器存储整个机械结构树时，存储3个重复的结构，从而导致存储器不必要地消耗。
因此，如图1的下段所示，在新的单一的机械结构树中，首先，设定在集合编号1～集合编号3的机械结构树之间结构共通的节点。接下来，在集合编号1～集合编号3的机械结构树之间，在结构共通的位置与结构不同的位置的边界，即从图1中表示为“原点”的根节点进行观察，以相对于结构共通的节点的末端在前端方向邻接的方式设定SWITCH节点(以下，也称为“分支节点”)。另外，在SWITCH节点之前，在集合编号1～集合编号3的机械结构树之间，以从SWITCH节点进行分支的方式设定结构不同的节点(CASE节点)。
此外，作为“单一的结构树”，也可以使用上述的集合编号1的机械结构树对集合编号1的机械结构树进行编辑，由此生成包含SWITCH节点的单一的机械结构树。
通过这样的设定，能够将不包含多个SWITCH节点的机械结构树表现为包含SWITCH节点的单一的机械结构树。数值控制装置使用包含SWITCH节点的单一的机械结构树，控制不同种类的多个机床。
〔1.2结构〕
图2表示本实施方式的控制系统1的整体结构。
控制系统1具备：机械结构编辑装置10、机械结构管理装置20、分支节点生成装置30。
机械结构编辑装置10是用于输入在由机械结构管理装置20生成机械结构树时所需的数据的装置。
机械结构编辑装置10具备控制部(未图示)。控制部是控制整个机械结构编辑装置10的部分，从ROM、RAM、闪速存储器或者硬盘(HDD)等存储区域适当地读出并执行各种程序，由此实现本实施方式的各种功能。控制部也可以是CPU。控制部具备机械结构数据输入部11以及变更数据输入部12。
机械结构数据输入部11输入在由机械结构管理装置20生成机械结构树时所需的数据。具体而言，在机械结构管理装置20生成具有分支节点的机械结构树时，输入为了至少生成一个不具有成为该机械结构树的基础的分支节点的多个机械结构树中的某一个集合编号的机械结构树所需的数据(以下，也称为“机械结构数据”)。该数据例如还可以包含与该机械结构树所对应的机床中包含的各轴、各工件以及各工具中的任意一个以上的属性值相关的数据。
变更数据输入部12输入与以下的机械结构树相关的数据，该机械结构树与机械结构数据输入部11输入的数据所对应的机械结构树不同。特别是，变更数据输入部12将机械结构数据输入部11输入的数据作为基础，输入与不同的机械结构树相关的数据中的与成为基础的数据不同的数据(以下，也称为“变更数据”)。或者，变更数据输入部12还可以对成为基础的数据中包含的一部分的数据进行镜像，或者对成为基础的数据的一部分进行修正，由此输入与不同的机械结构树相关的数据。
机械结构管理装置20主要执行机械结构树的生成与保持、向机械结构树的写入以及机械结构树的输出。
机械结构管理装置20与机械结构编辑装置10同样地具备控制部(未图示)。控制部是控制整个机械结构管理装置20的部分，从ROM、RAM、闪速存储器或者硬盘(HDD)等存储区域适当地读出并执行各种程序，由此实现本实施方式的各种功能。控制部也可以是CPU。控制部具备：机械结构树生成部21、节点信息变更部22以及机械结构树输出部23。
机械结构树生成部21基于从机械结构编辑装置10(机械结构数据输入部11)输入的机械结构数据来生成机械结构树。该机械结构树可以是不包含分支节点的机械结构树，也可以是包含分支节点的机械结构树。此外，关于机械结构树的生成方法的详细内容，通过以下的〔1.3机械结构树的生成方法〕～〔1.4控制点与坐标值的自动插入〕进行说明。
节点信息变更部22基于变更数据来变更机械结构树中包含的节点信息。由此，在机械结构管理装置20中，生成包含分支节点的机械结构树。更加详细地说，节点信息变更部22生成在成为基础的多个机械结构树之间在共通的节点与不同的节点的边界所对应的位置具有分支节点的机械结构树。另外，节点信息变更部22以从新的机械结构树的分支节点开始朝向前端部进行分支的方式，在成为基础的多个机械结构树之间设定不同的节点。
由此，新的机械结构树能够汇总地表现成为基础的多个机械结构树。
另外，特别是在本实施方式中，如后所述，节点信息变更部22将从分支节点生成装置30(分支节点输出部33)输入的分支节点设定为上述的分支节点。
机械结构树输出部23向机械结构管理装置20的外部输出机械结构树。特别是，机械结构树输出部23可以将不包含分支节点的机械结构树输出给分支节点生成装置30、数值控制装置(未图示)，也可以将包含分支节点的机械结构树输出给该数值控制装置。
分支节点生成装置30主要搜索应该从多个机械结构树分支的场所，并生成分支节点。
分支节点生成装置30与机械结构编辑装置10同样地具备控制部(未图示)。控制部是控制整个分支节点生成装置30的部分，从ROM、RAM、闪速存储器或者硬盘(HDD)等存储区域适当地读出并执行各种程序，由此实现本实施方式的各种功能。控制部也可以是CPU。控制部具备：机械结构树不同点判定部31、分支节点生成部32以及分支节点输出部33。
机械结构树不同点判定部31对于多个机械结构树，从根节点开始同时搜索节点，判定多个机械结构树之间不同的节点(以下，也称为“深度优先搜索”)。
分支节点生成部32生成在多个机械结构树之间在共通的节点与不同的节点的边界设定的分支节点。
图3表示机械结构树不同点判定部31与分支节点生成部32的动作例的概要。如图3的上段所示，机械结构树不同点判定部31在集合编号1至集合编号3的机械结构树中，同时从根节点开始朝向各机械结构树的前端部搜索节点。在此，根节点(原点)与Z轴在集合编号1至集合编号3的机械结构树中为共通的节点，但是在此之前的节点在集合编号1的机械结构树中为C轴，在集合编号2的机械结构树中为B轴，在集合编号3的机械结构树中为工具。因此，机械结构树不同点判定部31在将这些相互不同的节点设为CASE节点后返回根节点，之后开始向各机械结构树的Y轴的方向进行搜索。
结果，如图3的下段所示，分支节点生成部32生成在集合编号1至集合编号3之间共通的节点即X轴与位于其前端方向的不同的节点(工件、C轴+工件、B轴+C轴+工件)之间设定的分支节点、以及在共通的节点即Z轴与位于其前端方向的不同的节点(C轴+B轴+工件、B轴+工具、工具)之间设定的分支节点。
分支节点输出部33向分支节点生成装置30的外部输出分支节点。特别是在图2的例子中，分支节点输出部33向机械结构管理装置20(节点信息变更部22)输出分支节点。
〔1.3机械结构树的生成方法〕
申请人例如在日本特愿2017－233786号中申请了使用机械结构树来控制机床的控制装置的发明。另外，申请人例如在日本特愿2017－127692号中申请了使用机械结构树的虚拟对象显示系统的发明。以下成为这些申请的说明书中的部分内容的重复，对机械结构树的生成方法的概要进行说明。
本发明的实施方式的机械结构管理装置20首先生成表示机械结构的图表。作为图表的一个例子，参照图4～图10对生成机械结构树的生成方法进行详述。
作为例子，对于表现图4所示的机械的结构的机械结构树的生成方法进行说明。在图4的机械中，设为相对于Z轴垂直地设定X轴，在X轴设置工具1，在Z轴设置工具2。另一方面，设为在Y轴上设定B轴，在B轴上设定C轴，在C轴设置工件1与工件2。将该机械结构表现为机械结构树的方法如以下那样。
首先，如图5所示，仅配置原点201与节点202A～202I。在该阶段，不具有原点201与节点202以及节点202之间的连接，也未设定原点以及节点各自的名称。
接下来，设定各轴的轴名称(轴类型)、各工具的名称、各工件的名称、各原点的名称、各轴的物理轴编号(轴类型)。接下来，设定各轴的父节点(轴类型)、各工具的父节点、各工件的父节点。最后，设定各轴的交叉偏置(轴类型)、各工具的交叉偏置、各工件的交叉偏置。结果，生成图6所示的机械结构树。
此外，机械结构树的各节点不限定于上述的各信息，例如，可以具有或者也可以不具有标识符(名称)、自身的父节点的标识符、以自身为父节点的全部子节点的标识符、相对于父节点的相对偏置(交叉偏置)、相对于父节点的相对坐标值、相对于父节点的相对移动方向(单位矢量)、节点种类(直线轴/旋转轴/单元(后述)/控制点/坐标系/原点等)、物理轴编号、与正交坐标系与物理坐标系之间的变换式有关的信息。
通过这样对各节点设定值，在机械结构管理装置20内生成具有机械结构树状的数据构造的数据。另外，在追加其他的机械(或者机器人)的情况下，也能够追加原点，并进一步追加节点。
图7表示将上述的机械结构树生成方法，特别是向各节点设定各值的设定方法进行了概括的流程图。
在步骤S11中，机械结构树生成部21接受对节点设定的参数的值。
在步骤S12中，在所设定的参数的项目为“自身的父节点”的情况下(S12：是)，处理移至步骤S13。在不是“自身的父节点”的情况下(S12：否)，处理移至步骤S17。
在步骤S13中，当对于设定参数的节点已经设定了父节点的情况下(S13：是)，处理移至步骤S14。在未设定父节点的情况下(S13：否)，处理移至步骤S15。
在步骤S14中，机械结构树生成部21从设定参数的节点的当前的父节点所持有的“子节点”的项目中删除自身的标识符，更新机械结构树。
在步骤S15中，机械结构树生成部21对于设定参数的节点的相应项目设定值。
在步骤S16中，机械结构树生成部21对于父节点，在“子节点”的项目追加自身的标识符，更新机械结构树，然后结束流程。
在步骤S17中，机械结构树生成部21当在设定参数的节点的相应项目设定了值后，结束流程。
通过使用具有上述的机械结构树状的数据构造的数据的生成方法，能够设定机械的构成要素彼此的父子关系。
在此，例如，如图8A那样，父子关系是在存在2个旋转轴节点504、505时，一方的节点504的坐标值的变化对于另一方的节点505的几何状态(典型地为位置、姿势)单方面地造成影响的关系。在该情况下，节点504、505被称为处于父子关系，将节点504称为父节点，将节点505称为子节点。
但是，例如，如图8B所示，在由2个直线轴节点502、503与4个自由接头501构成的机械结构中，存在由于节点502、503中的一方的坐标值(长度)发生变化，不仅对另一方的几何状态造成影响，自身的几何状态也发生变化那样的相互带来影响的机构。在这样的情况下，能够视为相互为父子，即父子关系为双向。
这样，关于某个节点的变化对于其他节点相互影响的机构，从便利性的观点来看，将其捕捉为一个单元，将该单元插入到机械结构树中，由此生成整体的机械结构树。如图9A那样，单元具有连接点510以及连接点520这两个连接点，在如图9B那样将单元插入机械结构树时，如图9C那样，父节点与连接点520连接，另外，对于连接点510连接子节点。另外，单元具有从连接点520向连接点510的变换矩阵。该变换矩阵由单元中包含的各节点的坐标值来表示。例如，在为图10那样的机械结构时，当把表示在连接点520的位置、姿势的齐次矩阵设为MA，把表示在连接点510的位置、姿势的齐次矩阵设为MB时，关于这些矩阵之间的变换式，使用单元中包含的各直线轴节点的坐标值x1、x2如以下那样进行表示。
【数式1】
Figure BDA0002397763070000091
当设为
Figure BDA0002397763070000092
时，通过以下来表示：
MB＝TMA
其中，
Figure BDA0002397763070000101
表示该机械结构的单元具有上述[数式1]的数式中的T那样的齐次变换矩阵。如以下的[数式2]的数式那样，齐次矩阵是能够汇总地表现位置、姿势的4×4矩阵。
【数式2】
Figure BDA0002397763070000102
另外，即便在父子关系不是相互的情况下，为了使计算处理、设定变得简单，也可以定义将某多个节点预先汇总为一个节点的单元，在机械结构树中构成。
如上所述，在本实施方式中，在机械结构的图表中，作为构成要素能够包含将多个轴汇总为一个的单元。
〔1.4控制点与坐标值的自动插入〕
将机械结构上的各种位置指定为控制点，并且设定机械结构上的各种位置的坐标系，因此使用通过上述的〔1.3机械结构树的生成〕生成的机械结构树来实施以下的方法。
例如，在图11A所示的旋转分度机350中，相对于Z1轴垂直地设定X1轴，在X1轴设置了工具1。另外，相对于Z2轴垂直地设定X2轴，在X2轴上设置了工具2。并且，在工作台中，设为在C轴上并列设定C1轴与C2轴，在C1轴与C2轴分别设置了工件1与工件2。若利用机械结构树来表示该机械结构，则成为图11B所示的机械结构树。
若以从各工件连接到机械原点的一连串的节点为例，如图12所示，向机械原点、C轴、C1轴、C2轴、工件1、工件2分别自动插入坐标系与控制点。不仅对工作台执行该自动插入，还对从各工具连接到机械原点的一连串的节点，即对于全部的X1轴、X2轴、Z1轴、Z2轴、工具1、工具2执行自动插入。结果，如图13所示，对于构成机械结构树的全部节点，自动插入与各节点对应的控制点和坐标系。通常，在进行加工时，向工件指定坐标系、工具来作为控制点。由此，例如，还能够应对为了使工件自身向预定的位置移动而想要对工件指定控制点的情况、为了通过某个工具对其他的工具进行研磨而想要在工具自身设定坐标系的情况这样的各种情况。
另外，如图14A所示，各控制点以及坐标系具有偏置。因此，也能够将离开了节点中心的点设为控制点或坐标系原点。另外，各控制点以及坐标系具有姿势矩阵。该姿势矩阵在为控制点的姿势矩阵的情况下，表示控制点的姿势(朝向、倾斜)，在为坐标系的姿势矩阵的情况下，表示坐标系的姿势。在图14B所示的机械结构树中，偏置以及姿势矩阵分别通过与对应的节点关联的形式来表现。另外，各控制点以及坐标系具有以下信息，该信息表示是否分别考虑了或者是否未考虑机械结构树的直到根节点为止的路径上存在的节点的“移动”以及“交叉偏置”，能够设定这些信息。
图15表示将上述的控制点的自动插入方法进行了概括的流程图。详细地说，该流程图包含图A与图B，如后所述，成为在图A的过程中执行图B的结构。
首先，对图A进行说明。
在步骤S21中，机械结构树生成部21设定机械结构树。
在步骤S22中，执行图B，结束图A的流程。
接下来，对图B进行说明。
在图B的步骤S31中，在已经向节点插入了控制点、坐标系的情况下(S31：是)，结束流程。在并非已经向节点插入了控制点、坐标系的情况下(S31：否)，处理移至步骤S32。
在步骤S32中，机械结构树生成部21向节点插入控制点、坐标系，将一个变量n入栈(Stack)。另外，设为n＝1。
在步骤S33中，当在节点存在第n个子节点时(S33：是)，处理移至步骤S34。当在节点不存在第n个子节点时(S33：否)，处理移至步骤S36。
在步骤S34中，针对第n个子节点，递归执行图B自身。
在步骤S35中，使n增加1。即设为n＝n+1，处理返回步骤S33。
在步骤S36中，弹出(pop)一个变量n，结束图B的流程。
通过上述方法，机械结构树生成部21对于机械结构的图表的各节点，插入控制点以及坐标系来作为节点。此外，如上所述，示出了作为节点追加控制点以及坐标系时的实施例，但是，如图16所示，控制点坐标系插入部113使机械结构的图表的各节点作为信息具有控制点以及坐标系的实施方式同样可行。
〔1.5动作〕
图17是表示控制系统1的动作的概要的流程图。
在步骤S41中，分支节点生成装置30(机械结构树不同点判定部31)对于全部的机械结构树从根节点开始同时进行深度优先搜索。
在步骤S42中，在成为搜索对象的节点在全部的机械结构树中为相同的节点时(S42：是)，处理移至步骤S43。当与任意一个机械结构树之间为不同的节点时(S42：否)，处理移至步骤S44。
在步骤S43中，机械结构管理装置20(机械结构树生成部21)保持原样地复制节点。之后，处理移至步骤S42。
在步骤S44中，分支节点生成装置30(分支节点生成部32)生成分支节点，分支节点生成装置30(分支节点输出部33)对机械结构管理装置20输出分支节点。另外，机械结构管理装置20(节点信息变更部22)设定分支节点。
在步骤S45中，机械结构管理装置20(节点信息变更部22)设定为将不同的节点设为分支节点的子节点，并从分支节点进行分支。
〔1.6效果〕
通过第1实施方式的控制系统1，在不同的多个机械结构图形之间，不同的结构变得容易理解，因此用户容易选择所希望的机械结构。另外，在需要保持与多个机械结构有关的数据时，能够削减应该保持的数据。特别是，机械结构的图形的数量越是增加，不同结构的易于理解和数据的削减量越是显著。
〔2第2实施方式〕
〔2.1概要〕
在第1实施方式的控制系统中，使用分支节点生成装置30自动地生成分支节点，并在机械结构树中设定了分支节点。另一方面，在第2实施方式的控制系统中，用户手动地直接设定分支节点。
〔2.2结构〕
图18表示第2实施方式的控制系统1A。控制系统1A与控制系统1不同，不将分支节点生成装置30作为必需的结构，并且具备机械结构管理装置20A来代替机械结构管理装置20。机械结构管理装置20A与机械结构管理装置20不同，具备节点信息变更部22A来代替节点信息变更部22。
控制系统1A不将分支节点生成装置30作为必需的结构，因此无需从分支节点生成装置30向节点信息变更部22A输入分支节点。取而代之，节点信息变更部22A基于从机械结构编辑装置10(变更数据输入部12)输入的变更数据本身生成分支节点，并在机械结构树中设定分支节点。
〔2.3效果〕
在第2实施方式的控制系统1A中，作为替代由用户手动地直接设定分支节点，不将分支节点生成装置30作为必需的结构。由此，能够简化控制系统1A的结构，低成本实现控制系统1A。
〔3第3实施方式〕
〔3.1概要〕
通过第1实施方式的控制系统1或第2实施方式的控制系统1A，能够将图19A所示的6个机械结构树汇集成图19B所示的单一的机械结构树。
更加详细地说，在图19A所示的6个机械结构树中，根节点和G轴以及H轴是共通的，因此将这些设为共通的节点。另外，以相对于共通的节点在前端方向邻接的方式设定分支节点，在分支节点之前设定在机械结构树之间相互不同的节点(CASE节点)，由此能够汇集成图19B所示的单一的机械结构树。由此，在6个机械结构树中为34的节点数在单一的机械结构树中能够削减至21。
但是，在图19B的机械结构树中，若将CASE节点彼此进行比较，则在CASE节点之间存在共通的节点。
因此，如图19C所示，从分支节点开始朝向前端方向进一步设定分支节点，即，多级地设定分支节点，由此在单一的机械结构树中能够将节点数减少至12。
具体而言，在第1实施方式以及第2实施方式中，在分支节点生成装置30的机械结构树不同点判定部31执行深度优先对策的情况下，当在搜索的过程中来到在多个机械结构树之间不同的节点时，朝向根节点返回。但是，在第3实施方式中，并非如此，机械结构树不同点判定部31即使来到不同的节点，也不朝向根节点返回，而是直到机械结构树的前端部为止搜索节点之间的异同。
此外，本实施方式的控制系统的整体结构与第1实施方式的控制系统1或者第2实施方式的控制系统1A共通，因此省略说明。
〔3.2效果〕
通过本实施方式的控制系统，在需要保持与多个机械结构相关的数据的情况下，能够进一步削减应该保持的数据。
〔4第4实施方式〕
〔4.1概要〕
图20A以及图20B表示第4实施方式的概要。在图20A以及图20B中，“T”表示工具专用的分支节点，“T1”、“T2”……“T6”表示工具节点。
如图20A所示，控制系统准备多个工具节点，作为属性值向这些工具节点插入工具的种类、工具长度修正量等工具管理数据。使工具节点在工具专用的分支节点分支，并且将在指令程序内设定的分支指令设为工具选择用的“T代码”的指令值，由此能够进行工具的交换与工具长度修正量的变更。
例如，通过将在指令程序内设定的分支指令设为分支指令(select1＝2，select2＝1，selectT＝4)，能够提取图20B的机械结构树所示的机械结构。
〔4.2结构〕
图21是第4实施方式的控制系统1B的整体结构图。控制系统1B除了具备机械结构管理装置20之外，还具备分支指令控制装置40和数值控制装置50。
分支指令控制装置40接受进行分支时的指令值，并且提取进行分支后的机械结构。
分支指令控制装置40与机械结构管理装置20等同样地具备控制部(未图示)。控制部是控制整个分支指令控制装置40的部分，从ROM、RAM、闪速存储器或者硬盘(HDD)等存储区域适当地读出并执行各种程序，由此实现本实施方式的各种功能。控制部也可以是CPU。控制部具备分支节点选择部41以及机械结构提取部42。
分支节点选择部41从后述的数值控制装置50(条件分支指令部53)接受分支指令，该分支指令用于指令在分支节点选择哪个节点。另外，分支节点选择部41基于该分支指令，选择从机械结构管理装置20(机械结构树输出部23)输入的机械结构树中的节点。
机械结构提取部42基于所选择的节点，从机械结构树中提取进行分支后的机械结构。
数值控制装置50输出用于从机械结构树中提取使用的机械结构的分支指令，并且基于从分支指令控制装置输入的所提取的机械结构来控制机床。
数值控制装置50与机械结构管理装置20、分支指令控制装置40等同样地具备控制部(未图示)。控制部是控制整个数值控制装置50的部分，从ROM、RAM、闪速存储器或者硬盘(HDD)等存储区域适当地读出并执行各种程序，由此实现本实施方式的各种功能。控制部也可以是CPU。控制部具备程序指令部51、指令坐标计算部54、伺服电动机控制部55。
程序指令部51对用于通过机床进行加工作业的加工程序进行解析，从加工程序提取指令。程序指令部51具备坐标值指令部52以及条件分支指令部53。
坐标值指令部52为了通过机床进行加工作业而生成坐标值指令，该坐标值指令用于指令作为各轴的移动目的地的坐标值。
条件分支指令部53生成用于从机械结构树中提取与生成的坐标值指令对应的机械结构的分支指令，并将其输出给分支指令控制装置40(分支节点选择部41)。
指令坐标计算部54使用由分支指令控制装置40(机械结构提取部42)提取出的机械结构，计算作为机床各轴(即为控制对象)的移动目的地的坐标值。
伺服电动机控制部55接受由指令坐标计算部54计算出的作为各轴的移动指令量的计算值，并将各轴的指令输出给伺服电动机(未图示)。
〔4.3效果〕
通过本实施方式的控制系统，对于MTB、用户而言，能够与机械结构的管理同样地进行工具管理，从而能够减少指令的麻烦。
〔5第5实施方式〕
〔5.1概要〕
图22A～图22D表示第5实施方式的概要。通过使用第3实施方式以及第4实施方式的控制系统，能够将图22A所示的5个机械结构树汇集成图22B所示的具有多级的分支节点的单一的机械结构树。但是，在图22B所示的单一的机械结构树中，分支1、分支2以及分支3的全部的分支节点的设定值成为2，即G轴的上部成为D轴与C轴，H轴的上部成为F轴的机械结构树不包含在图22A的机械结构树中。
因此，在生成机械结构树后，如图22C所示，分支指令控制装置例如生成包罗了机械结构树的全部图形的表。在从数值控制装置向分支指令控制装置输出了分支指令的情况下，分支指令控制装置将该分支指令中包含的在各分支节点的设定值与图22C的表进行对照，由此向图形编号进行变换。如图22D所示，在不存在成为变换对象的图形编号时，数值控制装置发出警报。
〔5.2结构〕
图23是第5实施方式的控制系统1C的整体结构图。与控制系统1B相比，控制系统1C具备分支指令控制装置40C来代替分支指令控制装置40，具备数值控制装置50C来代替数值控制装置50。
分支指令控制装置40C除了具备分支指令控制装置40具备的构成要素以外，还具备图形信息生成部43和机械结构判定部44。
图形信息生成部43生成包罗多个机械结构树的图形的图形信息。该信息例如也可以是图22C所示的表。
机械结构判定部44将从数值控制装置50C输入的分支指令与图形信息进行对照，判断分支指令是否与图形信息中包含的图形对应。另外，机械结构判定部44将判定结果向后述的数值控制装置50C(警报部56)输出。
数值控制装置50C除了具备数值控制装置50具备的构成要素以外，还具备警报部56。
警报部56基于从分支指令控制装置40C(机械结构判定部44)输入的判定结果，在分支指令不与图形信息中包含的图形对应的情况下发出警报。
〔5.3效果〕
通过本实施方式的控制系统，用户在指定了设定对象外的机械结构树的情况下，能够识别指定错误。
〔6第6实施方式〕
〔6.1概要〕
图24表示第6实施方式的控制系统的概要。在第6实施方式的控制系统中，在从包含分支节点的机械结构树进行特定的集合编号(图形)的机械结构的编辑、追加、删除的情况下，如图24所示，能够在成为基础的多个机械结构树与包含分支节点的单一的机械结构树之间切换显示。
更加详细地说，在通过显示单一机械结构进行编辑时，也可以如在第2实施方式中记载的那样直接手动执行编辑作业。另一方面，在通过显示多个机械结构进行编辑时，通过机械结构编辑装置复原并显示全部图形的机械结构。当结束编辑时，通过分支节点生成装置30再次汇集成单一机械结构树。
〔6.2结构〕
图25是第6实施方式的控制系统1D的整体结构图。控制系统1D具备：机械结构编辑装置10D、机械结构管理装置20、分支节点生成装置30、分支指令控制装置40、数值控制装置50以及机械结构显示装置60。
机械结构编辑装置10D除了具备机械结构编辑装置10具备的构成要素以外，还具备机械结构复原部14。
机械结构复原部14基于从机械结构管理装置20(机械结构树输出部23)输入的包含分支节点的机械结构树的数据，复原不包含分支节点的全部图形的机械结构树。另外，机械结构复原部14对后述的机械结构显示装置60(多个机械结构组显示部61)输出不包含分支节点的全部图形的机械结构树的数据。
机械结构显示装置60具备多个机械结构组显示部61和单一机械结构显示部62。
多个机械结构组显示部61显示从机械结构编辑装置10D(机械结构复原部14)输入的全部图形的不包含分支节点的机械结构树。
单一机械结构显示部62显示从机械结构管理装置20(机械结构树输出部23)输入的包含分支图形的机械结构树。
〔6.3动作〕
图26是表示控制系统1D的动作的流程图。
在步骤S51中，在进行单一机械结构显示(S51：单一机械结构显示)时，处理移至步骤S52。在进行多个机械结构组显示(S51：多个机械结构组显示)时，处理移至步骤S55。
在步骤S52中，从机械结构管理装置20向机械结构显示装置60(单一机械结构显示部62)输出机械结构数据。
在步骤S53中，通过机械结构编辑装置10D(变更数据输入部12、机械结构图形变更部13)编辑机械结构。
在步骤S54中，将编辑后的机械结构数据输出给机械结构管理装置20(节点信息变更部22)，从而处理结束。
在步骤S55中，从机械结构管理装置20向机械结构编辑装置10D(机械结构复原部14)输出机械结构数据。
在步骤S56中，从机械结构管理装置20向机械结构显示装置60(多个机械结构组显示部61)输出机械结构数据。
在步骤S57中，通过机械结构编辑装置10D(变更数据输入部12、机械结构图形变更部13)编辑机械结构。
在步骤S58中，通过分支节点生成装置30(分支节点生成部32)生成分支节点。
在步骤S59中，分支节点生成装置30(分支节点输出部33)向机械结构管理装置20(节点信息变更部22)输出分支节点。
在步骤S60中，机械结构管理装置20(节点信息变更部22)将多个机械结构树变换成单一的机械结构树，从而处理结束。
〔6.4效果〕
通过本实施方式的控制系统，用户能够在编辑机械结构树时，在单一机械结构显示与多个机械结构组显示之间选择容易进行编辑的显示方法。
〔7变形例〕
〔7.1变形例1〕
例如，作为第1实施方式的控制系统1，在图2中，仅示出了机械结构编辑装置10、机械结构管理装置20以及分支节点生成装置30，但不限定于此。控制系统1还可以进一步具备分支指令控制装置、数值控制装置、机械结构显示装置。
在第2实施方式～第6实施方式中也相同，除了本实施方式的控制系统所必需的构成要素以外，还可以具备在其他实施方式中记载的构成要素。
〔7.2变形例2〕
另外，例如，控制系统1D具备的机械结构编辑装置10D、机械结构管理装置20、分支节点生成装置30、分支指令控制装置40、数值控制装置50、机械结构显示装置60为分体装置，但并不限定于此。例如，也可以在数值控制装置50的壳体内部具备机械结构编辑装置10D、机械结构管理装置20、分支节点生成装置30、分支指令控制装置40、机械结构显示装置60，由此在同一壳体内实现控制系统1D。其他的实施方式的控制系统也相同。
〔7.3效果〕
通过变形例的控制系统，能够柔性地变更控制系统的结构。
(附图标记说明)
1、1A、1B、1C、1D 控制系统
10、10D 机械结构编辑装置
11 机械结构数据输入部
12 变更数据输入部
13 机械结构图形变更部
14 机械结构复原部
20 机械结构管理装置
21 机械结构树生成部
22 节点信息变更部
23 机械结构树输出部
30 分支节点生成装置
31 机械结构树不同点判定部
32 分支节点生成部
33 分支节点输出部
40 分支指令控制装置
41 机械结构提取部
42 分支节点选择部
43 机械结构判定部
50 数值控制装置
51 程序指令部
52 坐标值指令部
53 条件分支指令部
54 指令坐标计算部
55 伺服电动机控制部
56 警报部
60 机械结构显示装置
61 多个机械结构组显示部
62 单一机械结构显示部。

Claims (8)

1.一种工业用机械的控制系统，其通过以构成要素为节点的图表形式的机械结构树来表现控制对象的机械结构，并且包含机械结构编辑装置和机械结构管理装置，
其特征在于，
所述机械结构编辑装置取得用于生成所述机械结构树的机械结构数据，
所述机械结构管理装置具备：
机械结构树生成部，其基于所述机械结构数据，生成多个机械结构树；以及
节点信息变更部，其生成单一的机械结构树，该单一的机械结构树在所述多个机械结构树之间共通的节点与不同的节点的边界所对应的位置具有分支节点，并以从所述分支节点朝向前端部分支的方式具有所述多个机械结构树之间不同的节点。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，
所述机械结构编辑装置具备：
机械结构数据输入部，其输入与所述多个机械结构树中的某一个机械结构树对应的机械结构数据；以及
变更数据输入部，其输入变更数据，该变更数据为所述多个机械结构树中的各个机械结构树中与所述某一个机械结构树不同的机械结构所对应的数据。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，
所述控制系统还具备分支节点生成装置，
所述分支节点生成装置具备：
机械结构树不同点判定部，其对于所述多个机械结构树，从根节点开始同时搜索节点，判定不同的节点；
分支节点生成部，其生成在所述共通的节点与所述不同的节点之间设定的所述分支节点；以及
分支节点输出部，其将生成的所述分支节点向所述节点信息变更部输出。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，
所述节点信息变更部多级地设定所述分支节点。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的控制系统，其特征在于，
所述控制系统还具备数值控制装置和分支指令控制装置，
所述数值控制装置具备输出分支指令的条件分支指令部，该分支指令用于指令在所述分支节点选择分支目的地的哪个节点，
所述分支指令控制装置具备：
分支节点选择部，其基于所述分支指令，选择从所述机械结构管理装置输入的所述机械结构树中的节点；以及
机械结构提取部，其基于所选择的所述节点，从所述机械结构树提取一部分机械结构。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，
在所述分支节点之前设定与工具对应的工具节点，
向所述工具节点插入与所述工具的种类有关的信息以及与所述工具的工具长度修正量有关的信息，
基于所述分支指令从多个工具中选择一个工具，并且变更所述工具长度修正量。
7.根据权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，
所述分支指令控制装置具备：
图形信息生成部，其生成包罗多个所述机械结构树的图形的图形信息；以及
机械结构判定部，其将所述分支指令与所述图形信息进行对照，判定所述分支指令是否与所述图形信息中包含的图形对应，
所述数值控制装置具备警报部，该警报部在所述分支指令不与所述图形信息中包含的图形对应时发出警报。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的控制系统，其特征在于，
所述控制系统还具备机械结构显示装置，
所述机械结构编辑装置具备：
机械结构图形变更部，其向所述节点信息变更部输出变更指令，该变更指令通过包含所述分支节点的机械结构树或者不包含所述分支节点与该机械结构树对应的多个机械结构树来变更在所述机械结构显示装置中显示的机械结构树；以及
机械结构复原部，其基于从所述机械结构管理装置输入的包含所述分支节点的机械结构树，复原不包含所述分支节点的全部图形的机械结构树，
所述机械结构显示装置具备：
单一机械结构显示部，其显示从所述机械结构管理装置输入的包含所述分支节点的机械结构树；以及
多个机械结构组显示部，其显示从所述机械结构复原部输入的所述全部图形的不包含所述分支节点的机械结构树。
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