DE112021000506T5

DE112021000506T5 - Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021000506T5
Application number: DE112021000506.5T
Authority: DE
Inventors: Tomokazu Kato
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-10-20
Also published as: JP7414849B2; JPWO2021141019A1; US20230034051A1; CN114945874A; WO2021141019A1

Abstract

Eine Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 weist eine Ausführungszeitspeichereinheit 210, die Ausführungszeiten jeweiliger Blöcke von Steuerprogrammen 200 speichert, eine Programmanalyseeinheit 110, die Bewegungsbefehlsdaten durch Analysieren der Steuerprogramme erstellt, eine Bewegungsbahnerstellungseinheit 120, die die Bewegungsbahnen der beweglichen Teile basierend auf den erstellten Bewegungsbefehlsdaten erstellt, eine Aufzeichnungsausführungseinheit 130, die Aufzeichnungsausführungssteuerung zum Aufzeichnen von Bewegungsbahnen durchführt, die eine Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der Vielzahl an Systemen der Maschine zu einem vorbestimmten Zeitpunkt angibt, basierend auf den Ausführungszeiten der jeweiligen Blöcke und den Bewegungsbahnen der beweglichen Teile, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit 120 erstellt werden, und eine Aufzeichnungseinheit 140, die Aufzeichnungsverarbeitung zum Aufzeichnen der beweglichen Teile der Vielzahl an Systemen ausführt, auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung und insbesondere eine Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen der Bewegungsbahnen einer Vielzahl an Antriebseinheiten.
Hintergrund der Technik
Eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Industriemaschine, wie zum Beispiel eine Werkzeugmaschine, kann eine Vielzahl an Systemen gleichzeitig steuern, um ein einzelnes Werkstück (zum Beispiel PTL 1 und so weiter) zu verarbeiten. 5 zeigt ein Beispiel bei dem Werkzeuge jeweils an einem beweglichen Teil eines Systems 1 und einem beweglichen Teil eines Systems 2 auf einer Drehmaschine angebracht sind, um ein einzelnes Werkstück gleichzeitig zu verarbeiten. In einem solchen Fall werden jeweils Steuerprogramme vorbereitet, um die Vielzahl an Systemen zu steuern. Die Steuervorrichtung koordiniert den Betrieb der beweglichen Teile der jeweiligen Systeme durch Koordinieren von Steuerungsvorgängen, die durch die Vielzahl an Steuerprogrammen realisiert werden.
Das Überprüfen der Steuerprogramme der Vielzahl an Systemen auf Fehler hin kann zum Beispiel durch Simulieren der Steuerungsvorgänge, die durch die Steuerprogramme der jeweiligen Systeme realisiert werden, unter Verwendung eines Offline-Steuerungssimulators durchgeführt werden. Indessen weist die Steuervorrichtung eine Handgriff-Nachzeichenfunktion zum langsamen Bewegen der beweglichen Teile der jeweiligen Systeme entlang Bewegungsbahnen, die durch die Steuerprogramme gemäß einem Drehwert eines Handgriffs, der durch eine Bedienperson gedreht wird, während die Steuerprogramme ausgeführt werden, angewiesen werden, und eine maschinengesicherte Betriebsfunktion zum Durchführen eines Vorgangs in einem Zustand, bei dem die Bewegung der Achsen der Kontrollgegenstandsmaschine unterdrückt ist, auf. Damit können die Steuerungsvorgänge, die durch die Steuerprogramme der jeweiligen Systeme realisiert werden, beim Überprüfen der Vorgänge der Steuerprogramme unter Verwendung dieser Funktionen der Steuervorrichtung ohne tatsächliches Verarbeiten des Werkstücks überprüft werden.
Referenzl iste
Patentschrift
[PTL 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-122461
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Der Steuerungssimulator erzeugt Bewegungsbahnen für ein Schneidgestell und einen Spindelkopf, die als die beweglichen Teile der Kontrollgegenstandsmaschine dienen durch Interpretieren von Blöcken des Steuerprogramms. Die beweglichen Teile werden dann beim Aufzeichnen der erzeugten Bewegungsbahnen der beweglichen Teile und der Form des verarbeiteten Werkstücks in einer Endposition der Blöcke aufgezeichnet. Der Steuerungssimulator wiederholt diese Reihenfolge der Verarbeitung für alle Blöcke der Steuerprogramme.
Beim Durchführen der oben beschriebenen Verarbeitung berücksichtigt der Steuerungssimulator nicht die Ausführungszeit, die das Verarbeiten im Allgemeinen wie zu erwarten in jedem Block während tatsächlicher Betriebssteuerung dauert. Zum Beispiel wird nun eine Simulation von Steuerprogrammen zum Verarbeiten eines Werkstücks unter Verwendung von Werkzeugen, die an beweglichen Teilen von zwei Systemen angebracht sind, wie in 5 gezeigt, betrachtet. 6 ist eine Ansicht, die Verarbeitungszeiten in einem Fall zeigt, bei dem ein Steuerprogramm zum Steuern von System 1 und ein Steuerprogramm zum Steuern von System 2 von der Steuervorrichtung ausgeführt werden, und einen Fall, bei dem eine Steuerungssimulation durchgeführt wird. Wie in 6 gezeigt, wenn das Steuerprogramm von System 1 und das Steuerprogramm von System 2 jeweils von der Steuervorrichtung ausgeführt werden, unterscheiden sich die Verarbeitungszeiten der jeweiligen Blöcke gemäß dem Befehlstyp und dem Befehlsinhalt. Wenn eine Steuerungssimulation durch einen Steuerungssimulator durchgeführt wird, sind die Verarbeitungszeiten der jeweiligen Blöcke jedoch im Grunde identisch. Deshalb kann der Steuerungssimulator die Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der Vielzahl an Systemen nicht zu jedem Zeitpunkt akkurat darstellen.
Demnach ist es bei Verwendung des Steuerungssimulators unmöglich, akkurat zu überprüfen, ob die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme einander stören oder nicht. Wie in 7 kann, wenn sich der bewegliche Teil von System 1 zu der Position des beweglichen Teils von System 2 bewegt, das Werkzeug von System 1 den beweglichen Teil von System 2 stören. Der Steuerungssimulator kann jedoch nicht bestimmen, ob sich der bewegliche Teil von System 2 zum Zeitpunkt, wenn sich System 1 entlang der Bewegungsbahn wie in 7 gezeigt bewegt, in der Position, die in der Figur gezeigt ist, befindet oder nicht. Deshalb ist es schwierig zu überprüfen, ob Störung tatsächlich auftritt oder nicht. Ähnlich kann der Steuerungssimulator nicht akkurat überprüfen, ob die Reihenfolge der Steuerungsvorgänge zwischen den Systemen korrekt ist.
Hier kann, wenn eine Störungskontrolle im Voraus durchgeführt wird, die Positionsbeziehung zwischen den Werkzeugen der jeweiligen Systeme in der Steuervorrichtung durch Aufzeichnen der Bewegungsbahnen unter Verwendung der Handgriff-Nachzeichenfunktion und der maschinengesicherten Betriebsfunktion überprüft werden. Bei der Handgriff-Nachzeichenfunktion ist es jedoch notwendig, jeden Block der Steuerprogramme in Reihe auszuführen, während die Positionen der beweglichen Teile überprüft werden, und deshalb entsteht das Problem, dass die Störungskontrolle Zeit beansprucht. Ähnlich mit Bezug auf die maschinengesicherte Betriebsfunktion ist zumindest die Zeitdauer, die es benötigt, um die Steuerprogramme tatsächlich auszuführen, notwendig und deshalb entsteht ein Problem, indem die Zeitdauer, die zur Überprüfung notwendig ist, länger ist, als wenn der Betrieb unter Verwendung des Steuerungssimulators überprüft wird. Des Weiteren, auch wenn eine der vorgenannten Funktionen verwendet wird, entsteht ein weiters Problem, indem die Steuerungsvorrichtung und die Maschine, die als Kontrollgegenstand dient, während die Überprüfung durchgeführt wird, besetzt sind und deshalb kann die Maschine während dieser Zeit nicht verwendet werden, was zu einer Reduzierung der Verfügbarkeit der Maschine führt.
Deshalb ergibt sich ein Bedarf für eine Technik, die es einem Simulator, der Bewegungsbahnen der beweglichen Teile einer Maschine aufzeichnet, gestattet, Aufzeichnung durchzuführen, wobei die Zeit, die ein Steuerprogramm benötigt, um einen Steuerungsvorgang auszuführen, berücksichtigt wird.
Lösung des Problems
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung, die Bewegungsbahnen beweglicher Teile einer Vielzahl an Systemen einer Maschine aufzeichnet, wobei die Systeme basierend auf Steuerprogrammen zum jeweiligen Steuern der Systeme gesteuert werden, wobei die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung eine Ausführungszeitspeichereinheit, die Ausführungszeiten für jeweilige Blöcke der Steuerprogramme speichert, eine Programmanalyseeinheit, die Bewegungsbefehlsdaten durch Analysieren der Steuerprogramme erstellt, eine Bewegungsbahnerstellungseinheit, die die Bewegungsbahnen der beweglichen Teile basierend auf den Bewegungsbefehlsdaten erstellt, eine Aufzeichnungsausführungseinheit, die Aufzeichnungsausführungssteuerung zum Aufzeichnen von Bewegungsbahnen durchführt, die eine Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der Vielzahl an Systemen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt angibt, basierend auf den Ausführungszeiten der jeweiligen Blöcke der Steuerprogramme, die in der Ausführungszeitspeichereinheit gespeichert sind, und den Bewegungsbahnen der beweglichen Teile, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit erstellt werden, und eine Aufzeichnungseinheit, die Aufzeichnungsverarbeitung zum Aufzeichnen der beweglichen Teile der Vielzahl an Systemen gemäß der Steuerung, die durch die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit ausgeführt wird, ausführt, aufweist.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Betrieb der beweglichen Teile der Vielzahl an Systemen der Maschine und die Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der jeweiligen Systeme in chronologischer Reihenfolge zu ermitteln. Demnach ist es möglich, vor der tatsächliche Verarbeitung offline zu überprüfen, ob die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme einander stören und ob die Verarbeitungsreihenfolge zwischen den Systemen korrekt ist. Dadurch wird die Notwendigkeit der Verwendung einer Steuervorrichtung und der Maschine für diese Überprüfungen eliminiert und deshalb kann das nächste Programm überprüft und korrigiert werden, während die Maschine Verarbeitung durchführt. Demnach ist eine Verbesserung der Verfügbarkeit der Maschine zu erwarten.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Hardware-Konfigurationsdiagramm einer Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm einer Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
3 ist ein Beispiel, das Ausführungszeiten für Blöcke von Steuerprogrammen der jeweiligen Systeme zeigt.
4 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel, bei dem ein Werkstück durch Anbringen von Werkzeugen jeweils an bewegliche Teile von zwei Systemen verarbeitet wird, zeigt.
6 ist eine Ansicht, die Ausführungszeiten jeweils in einem Fall, bei dem Steuerprogramme ausgeführt werden, und einem Fall, bei dem eine Steuerungssimulation gemäß dem Stand der Technik durchgeführt wird, zeigt.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel, bei dem sich bewegliche Teile von zwei Systemen stören, zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten zusammen mit den Figuren beschrieben.
1 ist ein schematisches Hardwarekonfigurationsdiagramm, das Hauptteile einer Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel als eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Industriemaschine präsentiert werden. Die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung kann auch als ein persönlicher Computer, der an einer Steuervorrichtung zum Steuern einer Industriemaschine angeschlossen ist, oder ein persönlicher Computer, ein Fog-Computer oder ein Cloud-Server, die über ein drahtgebundenes/drahtloses Netzwerk mit der Steuervorrichtung verbunden sind, präsentiert werden. In dieser Ausführungsform wird ein Beispiel bei dem die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 in einem persönlichen Computer, der über ein Netzwerk mit einer Steuervorrichtung zum Steuern einer Industriemaschine verbunden ist, verpackt ist, beschrieben.
Eine CPU 11, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform enthalten ist, ist ein Prozessor zum Durchführen allgemeiner Steuerung der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1. Die CPU 11 liest ein Systemprogramm, das in einem ROM 12 gespeichert ist, über einen Bus 22 aus und führt allgemeine Steuerung der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dem Systemprogramm durch. Temporäre Berechnungsdaten und Anzeigedaten, verschiedene Daten, die von außen eingegeben werden, und so weiter, werden temporär in einem RAM 13 gespeichert.
Ein nichtflüchtiger Speicher 14 besteht zum Beispiel aus einem Speicher, der durch eine Batterie gesichert wird, nicht in der Figur gezeigt, einem SSD (Halbleiterlaufwerk) oder dergleichen, der Speicherzustand davon wird aufrecht erhalten, auch wenn eine Stromversorgung der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 abgeschaltet wird. Der nichtflüchtige Speicher 14 speichert Daten und Steuerprogramme, die über eine Schnittstelle 15 aus einer externen Vorrichtung 72 gelesen werden, Daten und Steuerprogramme, die über eine Eingabevorrichtung 71 eingegeben werden, Daten, die von einer Steuervorrichtung 3 zum Steuern der Maschine oder einem anderen Computer, wie zum Beispiel einem Fog-Computer 6 oder einem Cloud-Server 7, erhalten werden, und so weiter. Die Daten und Steuerprogramme, die in dem nichtflüchtigen Speicher 14 gespeichert sind, können zum Zeitpunkt der Ausführung/Verwendung dem RAM 13 zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren werden verschiedene Systemprogramme, wie zum Beispiel ein gut bekanntes Analyseprogramm, im Voraus in den ROM 12 geschrieben.
Die Schnittstelle 15 ist eine Schnittstelle zum Verbinden der CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 mit der externen Vorrichtung 72, wie zum Beispiel einer USB-Vorrichtung. Steuerprogramme, Parameter und so weiter, die zum Beispiel zum Steuern der Industriemaschine verwendet werden, können von der Seite der externen Vorrichtung 72 gelesen werden. Des Weiteren können Steuerprogramme, Parameter und so weiter, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 bearbeitet werden, über die externe Vorrichtung 72 in externen Speichermedien gespeichert werden oder über eine Schnittstelle 20 und ein Netzwerk 5 an die Steuervorrichtung 3 oder andere Computer übertragen werden.
Daten, die aus dem Speicher gelesen werden, Daten, die als Ergebnis des Ausführens der Steuerprogramme, des Systemprogramms und so weiter erhalten werden, werden über eine Schnittstelle 18 an eine Anzeigevorrichtung 70 ausgegeben und darauf angezeigt. Des Weiteren überträgt die Eingabevorrichtung 71, die aus einer Tastatur, einer Zeigevorrichtung oder dergleichen besteht, Befehle, Daten und so weiter basierend auf Vorgängen, die durch eine Bedienperson ausgeführt werden, über eine Schnittstelle 19 an die CPU 11.
Die Schnittstelle 20 ist eine Schnittstelle zum Verbinden der CPU der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 mit dem drahtgebunden oder drahtlosen Netzwerk 5. Die Steuervorrichtung 3 zum Steuern der Industriemaschine oder der Fog-Computer 6, der Cloud-Server 7 oder dergleichen sind mit dem Netzwerk 5 verbunden, um Daten mit der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 auszutauschen.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das Funktionen, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind, zeigt. Die Funktionen, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform enthalten sind, werden dadurch realisiert, dass die CPU 11, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, enthalten ist, das Systemprogramm derart ausführt, um den Betrieb der jeweiligen Teile der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 zu steuern.
Die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 der Ausführungsform weist eine Ausführungszeitvorhersageeinheit 100, eine Programmanalyseeinheit 110, eine Bewegungsbahnerstellungseinheit 120, eine Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 und eine Aufzeichnungseinheit 140 auf. Des Weiteren werden eine Vielzahl an Steuerprogrammen 200 zum Steuern jeweiliger Systeme, wobei die Steuerprogramme 200 von der Eingabevorrichtung 71, der externen Vorrichtung 72 oder dergleichen erhalten werden, im Voraus in dem RAM 13 und/oder dem nichtflüchtigen Speicher 14 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gespeichert. Des Weiteren werden eine Ausführungszeitspeichereinheit 210 zum Speichern vorhergesagter Ausführungszeiten der Blöcke der Steuerprogramme 200, eine Bewegungsbahnspeichereinheit 220 zum Speichern von Bewegungsbahnen entsprechend Befehlen, die in Bezug auf die Blöcke der Steuerprogramme 200 ausgegeben werden, eine Aufzeichnungsdatenspeichereinheit 230, die Aufzeichnungsdaten zum Anzeigen eines Simulationsergebnisbildschirms aufzeichnet, und eine Formdatenspeichereinheit 240 zum Speichern von Formdaten bezüglich beweglicher Teile der jeweiligen Systeme im Voraus in dem RAM 13 und/oder dem nichtflüchtigen Speicher 14 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 vorbereitet.
Die Ausführungszeitvorhersageeinheit 100 wird dadurch realisiert, dass die CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, das Systemprogramm, das aus dem ROM 12 gelesen wird, derart ausführt, dass Berechnungsverarbeitung durch die CPU 11 hauptsächlich unter Verwendung des RAM 13 und des nichtflüchtigen Speichers 14 durchgeführt wird. Die Ausführungszeitvorhersageeinheit 100 sagt eine Ausführungszeit für jeden Block der Steuerprogramme 200 voraus und speichert die Vorhersageergebnisse in der Ausführungszeitspeichereinheit 210. Die Ausführungszeitvorhersageeinheit 100 sagt die Zeit, die benötigt wird, um einen Befehl in jedem Block der Steuerprogramme 200 auszuführen, unter Verwendung gut bekannter Techniken betreffend Verarbeitungszeitvorhersage, wie zum Beispiel die des japanischen Patents Nr. 4980458 oder des japanischen Patents Nr. 6050634 , vorher. Die Ausführungszeiten der Blöcke, die von der Ausführungszeitvorhersageeinheit 100 vorhergesagt werden, werden in der Ausführungszeitspeichereinheit 210 in Verbindung mit den jeweiligen Blöcken der Steuerprogramme gespeichert.
Die Programmanalyseeinheit 110 wird dadurch realisiert, dass die CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, das Systemprogramm, das aus dem ROM 12 gelesen wird, derart ausführt, dass Berechnungsverarbeitung durch die CPU 11 hauptsächlich unter Verwendung des RAM 13 und des nichtflüchtigen Speichers 14 durchgeführt wird. Die Programmanalyseeinheit 110 liest und analysiert die Blöcke der jeweiligen Steuerprogramme 200 und erstellt Bewegungsbefehlsdaten für die beweglichen Teile des Systems, die jeweils durch die Steuerprogramme 200 gesteuert werden. Die Programmanalyseeinheit 110 erstellt Bewegungsbefehlsdaten für jeden Block in Bezug auf eine Achse, entlang der sich das bewegliche Teil bewegt, basierend auf Vorschubbefehlen, die gemäß der Blöcke der Steuerprogramme 200 befohlen werden, Versatzwerten basierend auf Korrekturbefehlen und Parametern und so weiter. Die Bewegungsbefehlsdaten, die durch die Programmanalyseeinheit 110 erstellt werden, werden an die Bewegungsbahnerstellungseinheit 120 ausgegeben.
Die Bewegungsbahnerstellungseinheit 120 wird dadurch realisiert, dass die CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, das Systemprogramm, das aus dem ROM 12 gelesen wird, derart ausführt, dass Berechnungsverarbeitung durch die CPU 11 hauptsächlich unter Verwendung des RAM 13 und des nichtflüchtigen Speichers 14 durchgeführt wird. Die Bewegungsbahnerstellungseinheit 120 erstellt bewegungsbahnbezogene Daten für jeden Block der Steuerprogramme 200 in Bezug auf die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme basierend auf den Bewegungsbefehlsdaten, die durch die Programmanalyseeinheit 110 erstellt werden. Die bewegungsbahnbezogenen Daten sind Daten, die eine Bewegungsbahn für eine vorbestimmte Position auf dem beweglichen Teil (zum Beispiel eine Schneidkante des Werkzeugs, das in dem beweglichen Teil enthalten ist, oder dergleichen) angeben. Die bewegungsbahnbezogenen Daten können ebenso Vektordaten in einem vorbestimmten Koordinatensystem (zum Beispiel einem Maschinenkoordinatensystem der Industriemaschine, die als der Kontrollgegenstand dient) sein. Die bewegungsbahnbezogenen Daten, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit 120 erstellt werden, werden in der Bewegungsbahnspeichereinheit 220 gespeichert.
Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 wird dadurch realisiert, dass die CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, das Systemprogramm, das aus dem ROM 12 gelesen wird, derart ausführt, dass Berechnungsverarbeitung durch die CPU 11 hauptsächlich unter Verwendung des RAM 13 und des nichtflüchtigen Speichers 14 durchgeführt wird und Eingabeverarbeitung unter Verwendung der Schnittstelle 19 durchgeführt wird. Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 führt Steuerung durch, um die Weise zu simulieren (aufzuzeichnen), wie sich die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme in Synchronisation entlang der Bewegungsbahnen bewegen, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit 120 erstellt werden, basierend auf den vorhergesagten Ausführungszeiten, die durch die Ausführungszeitvorhersageeinheit 100 vorhergesagt werden.
Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 kann auch die Aufzeichnungseinheit 140 befehlen, die Bewegungsbahnen zum Beispiel durchgehend über eine Zeitdauer entsprechend der vorhergesagten Ausführungszeit jedes Blocks der Steuerprogramme 200 der jeweiligen Systeme aufzuzeichnen. In diesem Fall veranlasst die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 durch Ausgeben eines Befehls an die Aufzeichnungseinheit 140, der die Bewegungsbahnen der beweglichen Teile der jeweiligen Systeme und die Bewegungszeiten (die vorhergesagten Ausführungszeiten) deren angibt, die Aufzeichnungseinheit 140, die Bewegungsbahnen der jeweiligen beweglichen Teile aufzuzeichnen. Zu diesem Zeitpunkt wandelt die Aufzeichnungseinheit 140 die befohlenen Bewegungsbahnen in Vektoren in einem Aufzeichnungsraum um und zeichnet die Bewegungsbahnen derart auf, dass sich die beweglichen Teile über die vorhergesagten Ausführungszeiten entlang der Vektoren bewegen. Der Ablauf der Bewegungszeit schreitet zum Beispiel gemäß dem Zeitablauf auf einer EZU (Echtzeituhr), nicht in den Figuren gezeigt, voran, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 vorgesehen ist. Zu diesem Zeitpunkt kann es ermöglicht werden, eine Überschreibung zum Einstellen der Geschwindigkeit, mit der die Zeit abläuft auf einen vorbestimmten Multiplikationsfaktor basierend auf einem Befehl der Bedienperson von der Eingabevorrichtung 71 zu implementieren. Zum Beispiel, wenn die Bedienperson den Multiplikationsfaktor der Geschwindigkeit, mit der Zeit abläuft, auf ein Mehrfaches von 10 festlegt, zeichnet die Aufzeichnungseinheit 140 die Weise, wie sich die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme bewegen, auf der Anzeigevorrichtung 70 mit einer Geschwindigkeit, die zehnmal schneller ist, als wenn die Steuerprogramme 200 normal ausgeführt werden, auf.
Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 kann zum Beispiel durch Trennen der Bewegungsbahnen der jeweiligen Systeme, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit 130 erstellt werden, getrennte Bahnen erstellen und der Aufzeichnungseinheit 140 befehlen, Schrittausführung basierend auf den erstellten getrennten Bewegungsbahnen durchzuführen. Während der Schrittausführung befiehlt die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 der Aufzeichnungseinheit 140, temporär an Ausführungsübergangspunkten zwischen den Blöcken der jeweiligen Systeme anzuhalten, und befiehlt der Aufzeichnungseinheit 140 Aufzeichnung in Reaktion auf Eingabe von der Bedienperson von der Eingabevorrichtung 71 fortzusetzen. 3 zeigt ein Beispiel der vorhergesagten Ausführungszeiten für die Blöcke der Steuerprogramme 200 der jeweiligen Systeme, die von der Ausführungszeitvorhersageeinheit 100 vorhergesagt werden. Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 bestimmt zum Beispiel einen Zeitpunkt, zu dem die Ausführung der Steuerprogramme 200 begonnen wird, als einen Bezugszeitpunkt t0. Dann berechnet die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 basierend auf den vorhergesagten Ausführungszeiten, die in der Ausführungszeitspeichereinheit 210 gespeichert sind, die Ausführungsübergangszeitpunkte zwischen den Blöcken während Ausführung der Steuerprogramme 200 der jeweiligen Systeme als Trennzeitpunkte. In 3 wird zum Beispiel ein Trennzeitpunkt t3, zu dem Ausführung in einem N202 Block endet und Ausführung in einem N203 Block während Ausführung eines Steuerprogramms 02000 des Systems 2 beginnt, als 2.0 Sekunden berechnet, ein Trennzeitpunkt t4, zu dem Ausführung in dem N203 Block endet und Ausführung in einem N204 Block beginnt, wird als 2.5 Sekunden berechnet, ein Trennzeitpunkt t5, zu dem Ausführung in einem N102 Block endet und Ausführung in einem N103 Block während Ausführung eines Steuerprogramms 01000 des Systems 1 beginnt, wird als 3.0 Sekunden berechnet, und so weiter. Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 erstellt Daten bezüglich der getrennten Bahnen, die durch Trennen der jeweiligen Bewegungsbahnen gemäß der Trennzeitpunkte erhalten werden, basierend auf den bewegungsbahnbezogenen Daten, die in der Bewegungsbahnspeichereinheit 220 gespeichert sind. Zum Beispiel, in dem Beispiel von 3, erstellt die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 drei getrennte Bahnen durch Trennen der Bewegungsbahn, die von dem N102 Block des Steuerprogramms 01000 des Systems 1 erstellt wird, an Punkten entsprechend des Trennzeitpunkts t3, des Trennzeitpunkts t4 und des Trennzeitpunkts t5. Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 kann die getrennten Bahnen durch Trennen der Bewegungsbahn gemäß Zeitpunkten erstellen oder kann getrennte Bahnen erstellen, die in Bezug auf Beschleunigung/Entschleunigung der Bewegungsbahn getrennt werden. In einem Fall, bei dem die Bewegungsbahn einfach basierend auf Zeit getrennt wird, werden getrennte Bahnen durch Trennen des Abstands der Bewegungsbahn in dem N102 Block zum Beispiel in (t3 - t2) : (t4 - t3) : (t5 - t4) erstellt. Es gilt zu beachten, dass Bewegungsbahnen betreffend Blöcke, die keine Trennzeitpunkte in deren Ausführungsperioden aufweisen (im Beispiel von 3 die Blöcke N100, N101, N103, N105, N200, N201, N202, und N203), in der vorliegenden Form als getrennte Bahnen, ohne getrennt zu werden, behandelt werden. Die Aufzeichnungsausführungseinheit 130 gibt dann einen Befehl, der die getrennten Bahnen und die Zeitpunkte, die benötigt werden, um die getrennten Bahnen auszuführen, angibt, an die Aufzeichnungseinheit 140 aus, wodurch die Aufzeichnungseinheit 140 veranlasst wird, Schrittausführung in Bezug auf die Bewegungsbahnen der jeweiligen beweglichen Teile auszuführen. Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 kann entweder die getrennten Bahnen nach der Reihe erstellen oder alle getrennten Bahnen im Voraus erstellen.
Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 kann der Aufzeichnungseinheit 140 ebenso befehlen, das bewegliche Teil jedes Systems zum Beispiel zu einem Zeitpunkt (im Folgenden als ein Aufzeichnungszeitpunkt bezeichnet), zu dem eine vorbestimmte Zeit nach Ausführung des Steuerprogramms 200 abgelaufen ist, aufzuzeichnen. In diesem Fall berechnet die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 die Position des beweglichen Teils jedes Systems zum relevanten Aufzeichnungszeitpunkt basierend auf den vorhergesagten Ausführungszeiten der Blöcke, die in der Ausführungszeitspeichereinheit 210 gespeichert sind, und den bewegungsbahnbezogenen Daten jedes Blocks, die in der Bewegungsbahnspeichereinheit 220 gespeichert sind. Die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 befiehlt dann der Aufzeichnungseinheit 140, das Verarbeiten zum Aufzeichnen des beweglichen Teils jedes Systems in der berechneten Position auszuführen. Des Weiteren kann die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie das in einem Fall, bei dem getrennte Blöcke erstellt werden, die ausgeführten Blöcke zu den Aufzeichnungszeiten trennen und die Positionen der beweglichen Teile der jeweiligen Systeme zu den Aufzeichnungszeiten berechnen.
Die Aufzeichnungseinheit 140 wird dadurch realisiert, dass die CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, das Systemprogramm, das aus dem ROM 12 gelesen wird, derart ausführt, dass Berechnungsverarbeitung durch die CPU 11 hauptsächlich unter Verwendung des RAM 13 und des nichtflüchtigen Speichers 14 durchgeführt wird und Ausgabeverarbeitung unter Verwendung der Schnittstelle 18 durchgeführt wird. Die Aufzeichnungseinheit 140 zeichnet (simuliert) Bewegungsbahnen auf der Anzeigevorrichtung 70 basierend auf Befehlen, die durch die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 ausgegeben werden, unter Verwendung der Aufzeichnungsdaten, die in der Aufzeichnungsdatenspeichereinheit 230 gespeichert sind, und den Formdaten, die in der Formdatenspeichereinheit 240 gespeichert sind, auf. Informationen bezüglich eines Koordinatensystems, das zum Zeichnen der Bewegungsbahnen benötigt wird, und Aufzeichnungsdaten, die eine Ansichtspunktposition, den Multiplikationsfaktor der Aufzeichnung, die Farbe jedes aufgezeichneten Elements und so weiter aufweisen, werden im Voraus in der Aufzeichnungsdatenspeichereinheit 230 gespeichert. Des Weiteren werden Formdaten bezüglich des ursprünglichen Werkstücks, der beweglichen Teile der jeweiligen Systeme und so weiter im Voraus in der Formdatenspeichereinheit 240 gespeichert. Die Aufzeichnungseinheit 140 erstellt Bilddaten von Standbildern und/oder bewegten Bildern, die verwendet werden, um die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme aufzuzeichnen, basierend auf einem Befehl von der Aufzeichnungsausführungssteuereinheit 130 und zeigt die erstellten Bilddaten auf der Anzeigevorrichtung 70 an.
Bei Konfiguration der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wie oben beschrieben ist es möglich, den Betrieb der beweglichen Teile einer Vielzahl an Systemen und die Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der jeweiligen Systeme in chronologischer Reihenfolge zu ermitteln. Demnach ist es möglich, vor der tatsächliche Verarbeitung offline zu überprüfen, ob die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme einander stören und ob die Verarbeitungsreihenfolge zwischen den Systemen korrekt ist. Mit der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 wird die Notwendigkeit der Verwendung der Steuervorrichtung und der Maschine für diese Überprüfungen eliminiert und deshalb kann das nächste Programm überprüft und korrigiert werden, während die Maschine Verarbeitung durchführt. Demnach ist eine Verbesserung der Verfügbarkeit der Maschine zu erwarten.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das Funktionen, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind, zeigt. Die Funktionen, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform enthalten sind, werden dadurch realisiert, dass die CPU 11, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, enthalten ist, das Systemprogramm derart ausführt, um den Betrieb der jeweiligen Teile der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 zu steuern.
Die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform weist ferner eine Störungsbestimmungseinheit 150 zusätzlich zu den Funktionen, die in der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, auf.
Die Störungsbestimmungseinheit 150 wird dadurch realisiert, dass die CPU 11 der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, das Systemprogramm, das aus dem ROM 12 gelesen wird, derart ausführt, dass Berechnungsverarbeitung durch die CPU 11 hauptsächlich unter Verwendung des RAM 13 und des nichtflüchtigen Speichers 14 durchgeführt wird. Die Störungsbestimmungseinheit 150 bestimmt, ob eine Möglichkeit besteht, dass die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme einander stören oder nicht, wenn die Bewegungsbahnen der beweglichen Teile der jeweiligen Systeme durch die Aufzeichnungseinheit 140 aufgezeichnet werden. Die Störungsbestimmungseinheit 150 kann bestimmen, dass eine Möglichkeit besteht, dass die beweglichen Teile einander stören, wenn zum Beispiel der Abstand zwischen den beweglichen Teilen der jeweiligen Systeme, die durch die Aufzeichnungseinheit 140 aufgezeichnet werden, in einen im Voraus festgelegten vorbestimmten Schwellenwert fällt. Zum Beispiel, wenn der Abstand zwischen den beweglichen Teilen der jeweiligen Systeme, die durch die Aufzeichnungseinheit 140 aufgezeichnet werden, in einen im Voraus festgelegten vorbestimmten Schwellenwert fällt und der Abstand zwischen den beweglichen Teilen danach in eine abfallende Richtung variiert, kann die Störungsbestimmungseinheit 150 bestimmen, dass eine Möglichkeit besteht, dass die beweglichen Teile einander stören.
Nach Bestimmung, dass eine Möglichkeit besteht, dass die beweglichen Teile der jeweiligen Systeme einander stören, kann die Störungsbestimmungseinheit 150 der Aufzeichnungseinheit 140 befehlen, die Aufzeichnungsverarbeitung (Simulationsverarbeitung) temporär anzuhalten, und eine Nachricht, die die Möglichkeit von Störung angibt, auf der Anzeigevorrichtung 70 anzeigen.
Bei Konfiguration der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wie oben beschrieben kann, wenn während der Simulationsverarbeitung, mittels derer es möglich ist, den Betrieb der beweglichen Teile einer Vielzahl an Systemen und die Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der jeweiligen Systeme in chronologischer Reihenfolge zu ermitteln, eine Möglichkeit, dass die beweglichen Teile einander stören, besteht, die Simulationsverarbeitung temporär angehalten werden und die Bedienperson kann benachrichtigt werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann in verschiedener Weise gegebenenfalls durch Hinzufügen von Modifikationen implementiert werden.
Zum Beispiel ist die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform dazu ausgelegt, die Ausführungszeitvorhersageinheit 100 aufzuweisen, jedoch ist die Ausführungszeitvorhersageinheit 100 selbst nicht ein essentielles Merkmal der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1. Zum Beispiel können, solange es möglich ist, die Ausführungszeiten der Blöcke der Steuerprogramme 200 unter Verwendung eines externen persönlichen Computers oder dergleichen vorherzusagen und Daten, die die vorhergesagten Ausführungszeiten der jeweiligen Blöcke angeben, über das Netzwerk 5 oder die externe Vorrichtung 72 zu erhalten, die Funktionen der Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung 1 eingesetzt werden. Des Weiteren müssen die Ausführungszeiten der jeweiligen Blöcke nicht vorhergesagte Zeiten sein. Zum Beispiel können die Steuerprogramme 200 betreffend die jeweiligen Systeme individuell ausgeführt werden, um die Ausführungszeiten der Blöcke zu messen, woraufhin Daten, die die gemessenen Ausführungszeiten angeben, über das Netzwerk 5 oder die externe Vorrichtung 72 erhalten und eingesetzt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung
3: Steuervorrichtung
5: Netzwerk
6: Fog-Computer
7: Cloud-Server
11: CPU
12: ROM
13: RAM
14: Nichtflüchtiger Speicher
15, 18, 19, 20: Schnittstelle
22: Bus
70: Anzeigeeinheit
71: Eingabevorrichtung
72: Externe Vorrichtung
100: Ausführungszeitvorhersageinheit
110: Programmanalyseeinheit
120: Bewegungsbahnerstellungseinheit
130: Aufzeichnungsausführungssteuereinheit
140: Aufzeichnungseinheit
200: Steuerprogramm
210: Ausführungszeitspeichereinheit
220: Bewegungsbahnspeichereinheit
230: Aufzeichnungsdatenspeichereinheit
240: Formdatenspeichereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4980458 [0021]
JP 6050634 [0021]

Claims

Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung, die Bewegungsbahnen beweglicher Teile einer Vielzahl an Systemen einer Maschine aufzeichnet, wobei die Systeme basierend auf Steuerprogrammen zum jeweiligen Steuern der Systeme gesteuert werden, wobei die Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung Folgendes aufweist: eine Ausführungszeitspeichereinheit, die Ausführungszeiten für jeweilige Blöcke der Steuerprogramme speichert; eine Programmanalyseeinheit, die Bewegungsbefehlsdaten durch Analysieren der Steuerprogramme erstellt; eine Bewegungsbahnerstellungseinheit, die die Bewegungsbahnen der beweglichen Teile basierend auf den Bewegungsbefehlsdaten erstellt; eine Aufzeichnungsausführungseinheit, die Aufzeichnungsausführungssteuerung zum Aufzeichnen von Bewegungsbahnen durchführt, die eine Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der Vielzahl an Systemen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt angibt, basierend auf den Ausführungszeiten der jeweiligen Blöcke der Steuerprogramme, die in der Ausführungszeitspeichereinheit gespeichert sind, und den Bewegungsbahnen der beweglichen Teile, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit erstellt werden; und eine Aufzeichnungseinheit, die Aufzeichnungsverarbeitung zum Aufzeichnen der beweglichen Teile der Vielzahl an Systemen gemäß der Steuerung, die durch die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit ausgeführt wird, ausführt.
Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit Aufzeichnungsausführungssteuerung bezüglich der Ausführung eines Schritts zum temporären Anhalten von Aufzeichnung zu dem Zeitpunkt eines Ausführungsübergangs zwischen Blöcken des Steuerprogramms durchführt.
Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit getrennte Bahnen, die bei Ausführung des Schritts verwendet werden sollen, basierend auf den Bewegungsbahnen, die durch die Bewegungsbahnerstellungseinheit erstellt werden, erstellt und Aufzeichnungsausführungssteuerung zum Aufzeichnen von Bewegungsbahnen, die die Positionsbeziehung zwischen den beweglichen Teilen der Vielzahl an Systemen angibt, zum vorbestimmten Zeitpunkt basierend auf den Ausführungszeiten der jeweiligen Blöcke der Steuerprogramme, die in der Ausführungszeitspeichereinheit gespeichert sind, und den erstellten getrennten Bahnen durchführt.
Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufzeichnungsausführungssteuereinheit Aufzeichnungsausführungssteuerung zum Überschreiben von Bewegungsgeschwindigkeiten der beweglichen Teile durchführt.
Bewegungsbahnaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Störungsbestimmungseinheit zum Bestimmen, dass eine Möglichkeit von Störung besteht, und Befehlen der Aufzeichnungseinheit, die Aufzeichnungsverarbeitung temporär anzuhalten, wenn ein Abstand zwischen den beweglichen Teilen der Vielzahl an Systemen, die durch die Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet werden, während der Aufzeichnungsverarbeitung, die durch die Aufzeichnungseinheit durchführt wird, in einen im Voraus festgelegten vorbestimmten Schwellenwert fallen, aufweist.