JP2002268716A - Ｎｃ加工装置の遠隔モニタリング・制御装置とその方法及びこれに用いる手動パルスハンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＣ加工装置の各軸の実際の作動状態を直接
モニターすることができ、監視するＮＣ加工装置から遠
隔の広範囲の位置からモニタリングができ、複数のＮＣ
加工装置を同時にモニタリング可能であり、かつＮＣコ
ントローラへのＮＣプログラムやＮＣデータの遠隔から
の入力もできるＮＣ加工装置の遠隔モニタリング・制御
装置とその方法及びこれに用いる手動パルスハンドルを
提供する。 【解決手段】 加工機１とＮＣコントローラ２により構
成されるＮＣ加工装置３の制御軸から出力される座標値
データを受信するサーバＰＣ１２と、サーバＰＣとこれ
から離れた位置のクライアントＰＣ１３の間をＬＡＮ接
続するＬＡＮ接続手段１４と、サーバＰＣ１２をインタ
ーネット接続するインターネット接続手段１６とを備
え、ＬＡＮとインターネットにより遠隔モニタリングと
遠隔制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ加工装置を遠
隔から監視し制御するための遠隔モニタリング・制御装
置とその方法及びこれに用いる手動パルスハンドルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械や計測装置を数値制御で制御す
る装置（以下、ＮＣ加工装置と呼ぶ）の従来例を図３
（Ａ）に模式的に示す。ＮＣ加工装置３は、通常、加工
機１とＮＣコントローラ２により構成される。加工機１
は、その加工（工作や計測）に必要な各軸（例えば３
軸）の駆動装置とその各駆動軸の位置を検出する位置セ
ンサー（例えばリニアスケール）を備える。また、ＮＣ
コントローラ２は、加工機の各駆動装置に駆動信号を出
力するドライバと加工に必要なプログラムや加工データ
を記憶する記憶装置を内蔵する。更に、加工機１とＮＣ
コントローラ２は、双方向の信号ライン４で連結され、
加工機１に駆動信号を出力し、各駆動軸の位置信号をＮ
Ｃコントローラ２にフィードバックするようになってい
る。

【０００３】加工物（ワーク）に応じて予めプログラム
とデータがオペレータによりＮＣコントローラ２に入力
され、その後装置が始動される。始動後は、ＮＣコント
ローラ２により全自動運転が通常行われる。全自動運転
中、ＮＣコントローラ２により加工機１の各駆動軸が位
置センサーによりフィードバックされながら数値制御さ
れ、ワークが自動的に加工される。このＮＣ加工装置の
自動運転中、オペレータは加工トラブルの早期発見や加
工完了後の次の処理のため、運転状態の監視を通常継続
する。

【０００４】ＮＣ加工装置の運転が長時間に及ぶような
場合、加工機やＮＣコントローラを直接監視するモニタ
リングはオペレータにとって大きな負担となる。そのた
め、図３（Ｂ）に示すように、パソコン５（ＰＣ）を用
いてモニタリングすることが、従来から一部で実施され
ている。この場合、ＰＣ５とＮＣコントローラ２は、双
方向の信号ライン６で連結され、ＰＣ５で加工データ等
を作成して、ＮＣコントローラへの入力作業を容易にす
ると共に、ＮＣコントローラ２から運転状況をＭコード
（又はＭ信号）でＰＣ５に出力し、ＰＣでＮＣコントロ
ーラ２と加工機１の状況をモニターする。ＰＣにおける
データ作成や運転状況表示は、オペレータの負担を軽減
するプログラムや表示方法が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したＭコード（又
はＭ信号）とは、ＮＣプログラムの途中に挿入したＰＣ
への出力信号である。このＭ信号をＮＣコントローラか
らＰＣへ送信できるようにしておくことにより、ＮＣ工
作機械がある特定の位置に到達したかどうかをＰＣ側で
モニタリングできる。

【０００６】しかし、このモニタリング手段では、ある
特定の位置に到達するまで、Ｍ信号が出力されないの
で、ＮＣ加工装置の各軸の実際の作動状態を直接モニタ
ーすることができない問題点があった。

【０００７】また、上述した従来のモニタリング手段で
は、オペレータはＮＣ加工装置或いは特定のパソコン
（ＰＣ）のみでしか、モニタリングができないため、監
視のためにＮＣ加工装置又は特定のＰＣの近くに常時待
機する必要があり、特定の場所から離れた遠隔位置に安
心して移動することができなかった。

【０００８】更に、複数のＮＣ加工装置を同時に監視す
るような場合には、オペレータは各ＮＣ加工装置を順次
監視のために回る必要が生じ、特定の装置の監視や操作
に手間取る場合には、他の装置の監視が不十分となるお
それがあった。

【０００９】また、上述した従来のモニタリング手段で
は、ＮＣコントローラへのＮＣプログラムやＮＣデータ
を遠隔から入力することができなかった。

【００１０】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ＮＣ
加工装置の各軸の実際の作動状態を直接モニターするこ
とができ、監視するＮＣ加工装置から遠隔の広範囲の位
置からモニタリングができ、複数のＮＣ加工装置を同時
にモニタリング可能であり、かつＮＣコントローラへの
ＮＣプログラムやＮＣデータの遠隔からの入力もできる
ＮＣ加工装置の遠隔モニタリング・制御装置とその方法
及びこれに用いる手動パルスハンドルを提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、加工機
（１）とＮＣコントローラ（２）により構成されるＮＣ
加工装置（３）の制御軸から出力される座標値データを
受信するサーバＰＣ（１２）と、該サーバＰＣとこれか
ら離れた位置のクライアントＰＣ（１３）の間をＬＡＮ
接続するＬＡＮ接続手段（１４）とを備えた、ことを特
徴とするＮＣ加工装置の遠隔モニタリング・制御装置が
提供される。

【００１２】また、本発明によれば、加工機（１）とＮ
Ｃコントローラ（２）により構成されるＮＣ加工装置
（３）の制御軸から出力される座標値データを受信する
コンピュータをサーバＰＣ（１２）として、複数のコン
ピュータ間をＬＡＮ接続し、サーバＰＣから離れた位置
のクライアントＰＣ（１３）からＬＡＮを介してＮＣ加
工装置をモニタリング及び／又は制御する、ことを特徴
とするＮＣ加工装置の遠隔モニタリング・制御方法が提
供される。

【００１３】上記本発明の方法及び装置によれば、サー
バＰＣ（１２）がＮＣ加工装置（３）の制御軸から出力
される座標値データを受信するので、このサーバＰＣ
（１２）によりＮＣ加工装置の各軸の実際の作動状態を
直接モニターすることができる。また、サーバＰＣは、
ＬＡＮ接続手段（１４）によりこれから離れた位置のク
ライアントＰＣ（１３）との間をＬＡＮ接続されている
ので、クライアントＰＣ（１３）からＬＡＮを介して監
視するＮＣ加工装置を遠隔の広範囲の位置からモニタリ
ングができる。更に、このＬＡＮに複数のＮＣ加工装置
（３）のサーバＰＣ（１２）を接続することにより、複
数のＮＣ加工装置を単一のクライアントＰＣ（１３）か
ら同時にモニタリングすることもできる。

【００１４】また、本発明によれば、加工機（１）とＮ
Ｃコントローラ（２）により構成されるＮＣ加工装置
（３）の制御軸から出力される座標値データを受信する
サーバＰＣ（１２）と、該サーバＰＣ（１２）をインタ
ーネット接続するインターネット接続手段（１６）とを
備えた、ことを特徴とするＮＣ加工装置の遠隔モニタリ
ング・制御装置が提供される。

【００１５】更に、本発明によれば、加工機（１）とＮ
Ｃコントローラ（２）により構成されるＮＣ加工装置
（３）の制御軸から出力される座標値データを受信する
コンピュータをインターネットに接続し、ＮＣ加工装置
の運転状況をＥメイルにより発信する、ことを特徴とす
るＮＣ加工装置の遠隔モニタリング・制御方法が提供さ
れる。

【００１６】上記本発明の方法及び装置によれば、サー
バＰＣ（１２）がＮＣ加工装置（３）の制御軸から出力
される座標値データを受信し、かつ、このサーバＰＣ
は、インターネット接続手段（１６）によりインターネ
ットに接続されているので、ＮＣ加工装置の運転状況を
Ｅメイルにより発信することができ、インターネットを
介して携帯電話やモバイルＰＣ等でＮＣ加工装置（３）
を遠隔の広範囲の位置からモニタリングができる。

【００１７】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
サーバＰＣ（１２）に加工機（１）の画像データを入力
するＣＣＤカメラ（１８）を備える。この構成により、
ＣＣＤカメラ（１８）で撮った画像データをＬＡＮ又は
インターネットを介して離れた位置から確認でき、遠隔
モニタリング及び遠隔制御をより正確に行うことができ
る。

【００１８】また、本発明によれば、サーバＰＣ（１
２）にＬＡＮ接続されたクライアントＰＣ（１３）に接
続可能であり、ＬＡＮを介してＮＣコントローラへ入力
する手動パルスハンドル（２０）が提供される。かかる
手動パルスハンドル（２０）により、クライアントＰＣ
（１３）からＬＡＮを介して監視するＮＣ加工装置のＮ
ＣコントローラへＮＣプログラムやＮＣデータの遠隔か
らの入力することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。

【００２０】近年の情報技術の発達に伴い、コンピュー
タおよびそれを取り巻く情報通信機器の価格が下がり、
比較的小さな工場や中小企業にとってもこれらの機器を
手軽に利用できるようになってきている。また生産現場
において生産効率を上げるためにプロセス技術自体の開
発と共に、プロセスの自動化そして生産システムの一元
管理などが必要となってきている。

【００２１】一般的にＮＣ工作機械を任意の軌跡に沿っ
て移動させるためには，ＮＣプログラムをＮＣコントロ
ーラ内のメモリへ蓄積し運転を行う手段と、パソコン
（ＰＣ）とＲＳ−２３２Ｃなどで接続してＤＮＣモード
でＮＣプログラムを送信しながら行う手段とがある。非
軸対称非球面加工、自由曲面加工などのＮＣプログラム
の容量が比較的大きな場合は後者を用いる。また、ＰＣ
を利用してＮＣ工作機械が任意の位置へ到達したかどう
かを確認する手段としては、Ｍ信号をＮＣコントローラ
からパソコンへ送信できるようにしておき，ＮＣプログ
ラム中にＭコードを入れておくことによりある位置まで
到達したかを確認する手段が従来から用いられている。
しかし、本発明では、後述するように加工機のスケール
から現在位置信号を直接パソコンへ取り込む。これによ
り、ＮＣ工作機械がある任意の位置に到達したかどうか
をＰＣ側でモニタリングできる。

【００２２】図１は、本発明の遠隔モニタリング・制御
装置の全体構成図であり、図２は、図１の主要部の構成
図である。図１及び図２に示すように、本発明の遠隔モ
ニタリング・制御装置１０は、サーバＰＣ１２、ＬＡＮ
接続手段１４、インターネット接続手段１６、ＣＣＤカ
メラ１８及び手動パルスハンドル２０を備える。

【００２３】サーバＰＣ１２は、加工機１とＮＣコント
ローラ２により構成されるＮＣ加工装置３の制御軸に設
けられた位置センサー（例えばリニアスケール）から出
力される座標値データを受信する。例えば、加工機１の
３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各ＮＣ制御軸のリニアスケールか
ら出力されるパルス信号をパルス分割器（図示せず）に
より所定のパルス信号に分割して、ＮＣコントローラ２
にこのパルス信号をフィードバックすると共に、サーバ
ＰＣ１２にも直接入力するようになっている。この構成
により、ＮＣコントローラ２で加工機１を直接数値制御
しながら、同時にサーバＰＣ１２によりこれを監視する
ことができる。なお、このサーバＰＣ１２により、各Ｎ
Ｃ制御軸の位置信号をＮＣコントローラ２にフィードバ
ックしながら、リアルタイムにＮＣコントローラ１０に
プログラムを入力してサーバＰＣ１２により間接的に加
工機を自由に数値制御するようにしてもよい。

【００２４】ＬＡＮ接続手段１４は、この例ではハブで
あり、サーバＰＣ１２とこれから離れた位置のクライア
ントＰＣ１３の間をＬＡＮ接続する。サーバＰＣ１２及
びクライアントＰＣ１３は、それぞれ１台に限られず、
複数のサーバＰＣ１２を複数のクライアントＰＣ１３に
同一のＬＡＮで接続してもよい。この構成により、単一
又は複数のクライアントＰＣ１３からＬＡＮを介して監
視する単一又は複数のＮＣ加工装置３を遠隔の広範囲の
位置からモニタリングができる。

【００２５】インターネット接続手段１６は、この例で
はルータであり、サーバＰＣ１２をインターネット接続
する。この構成により、ＮＣ加工装置３の運転状況をＥ
メイルにより発信することができ、インターネットを介
して携帯電話やモバイルＰＣ等でＮＣ加工装置３を遠隔
の広範囲の位置からモニタリングができる。

【００２６】ＣＣＤカメラ１８は、画像データをＬＡＮ
又はインターネットを介して離れた位置から確認できる
ように、サーバＰＣ１２に加工機１の画像データを入力
する。手動パルスハンドル２０は、例えば加工機１の各
軸（例えばＸ，Ｙ，Ｚ）を選択する選択スイッチ２０
ａ、ハンドルの１回転による出力パルス数を選択する選
択スイッチ２０ｂ、及び手動ハンドル２０ｃを備える。
また、この手動パルスハンドル２０は、サーバＰＣ１２
にＬＡＮ接続されたクライアントＰＣ１３にＵＳＢ等で
接続できるようになっている。この構成により、ＮＣ加
工装置３から離れたクライアントＰＣ１３から、手動ハ
ンドル２０ｃの手動操作により、ＬＡＮを介してＮＣコ
ントローラ２へ各軸のＮＣデータを直接入力することが
できる。

【００２７】

【実施例】（イントラネットを利用したＮＣ工作機械の
リモートモニタリング）非球面加工や自由曲面加工では
加工時間が数時間かかることも多々ある。このため作業
者（オペレータ）は常にそのＮＣ作業機械の前で監視作
業を行っているわけではなく、同時に複数台のＮＣ工作
機械を稼動させたり、他の作業を同時に行ったりするこ
ともある。このような場合、加工の進行状況や加工終了
通知、あるいは何らかのエラー通知などを加工機から離
れた場所で取得することができれば生産性の向上につな
がる。

【００２８】図１の中の加工機／ＰＣ複合ユニットのよ
うに，ＰＣ１２から加工機１の現在位置情報が取得でき
る場合は、工場内ＬＡＮなどを経由して離れた場所に設
置してあるＰＣ１３からも加工機１の現在位置情報の取
得が可能となる。これは例えば、加工機側のＰＣをサー
バにしておき、他の場所にあるクライアント側のＰＣか
らアクセスし加工機情報の取得を行うことで実現するこ
とができる。クライアントＰＣ１３上の表示としては、
サーバＰＣのＩＤ番号（ＩＰアドレス）、現在位置座
標、加工開始からの経過時間、加工終了までの予測時
間、切り込み回数（何回加工を行ったか）、加工メッセ
ージ（加工終了、トラブルの種類等）が考えられる。

【００２９】また、加工終了やエラー発生などの何らか
のイベントが発生した時点でＥメールを送信するシステ
ムを構築しておくことにより、携帯電話を介してそのメ
ール情報の取得も可能となる。従って、オペレータが工
場内で移動中や外出時においても加工機の稼動状態の遠
隔監視が実現できる。さらに近年ＣＣＤカメラの価格が
下がり、以前にも増して身近なものとなってきているこ
とから、工場内の加工機１台ごとや生産ラインの各所に
ＣＣＤカメラ１８を設置して生産状況のモニタリングを
行うことも手軽なものになってきている。ＣＣＤカメラ
１８をＰＣ内のビデオキャプチャーボードに接続し、Ｔ
Ｖ会議システムのようなソフトウェアを利用することに
より、イントラネット経由で離れたＰＣからＣＣＤカメ
ラの画像を確認することもできる。

【００３０】（イントラネットを利用したＮＣ工作機械
のリモートコントロール）加工の段取りを全て自動化す
るというのは、専用ラインでもない限り、例えばロボッ
トハンドを使ってのワークの着脱などは設備投資が必要
となり、容易にできると言うレベルではない。しかしな
がら段取りさえできてしまえば、あとの加工・測定の開
始、精度不良時などの再加工の開始などは、加工機側の
ＰＣ内にあるＮＣデータ転送プログラムを起動させるこ
とで、イントラネット経由でのリモートコントロールも
可能となる。同様に加工・測定の中断は，ＮＣプログラ
ムの転送を中断させることで実現できる。

【００３１】また、ＮＣ工作機械の稼動状況をリモート
モニタリングしている際に、異常終了通知を受け取った
場合に、工具をある場所に退避させてから再度加工を行
うような場合が生ずることもある。ＣＣＤカメラを用い
てワークの任意の場所を観察したいときなどは、加工機
ステージを移動させワークがＣＣＤカメラの視野内に入
るようにしたい。このような場合は、遠隔地にあるＰＣ
上においてＣＣＤカメラで撮影されている加工機の映像
を確認しながら、加工機側のＰＣへ加工機の移動指令を
送ることで、加工機側のＰＣからＮＣコントローラへ移
動指令が送信され加工機のリモートコントロールが実現
できる。この際、例えばＵＳＢ接続などの携帯型手動パ
ルスハンドル２０を利用すれば、イントラネットに接続
されている任意のＰＣ上で加工機ステージの移動をリモ
ートコントロールできる。

【００３２】本発明では、非球面加工・計測作業などの
プロセスの自動化および生産システムの一元管理などを
目的として、近年発達の著しいイントラネット技術を応
用したリモートコントロール・モニタリング技術を提供
した。この技術を用いることにより、比較的小さな工場
や中小企業においても、パソコンやＣＣＤカメラなどを
用いて、手軽に高能率生産のための生産管理を行うこと
が可能となってきたといえる。

【００３３】上述した本発明の方法及び装置によれば、
サーバＰＣ１２がＮＣ加工装置３の制御軸から出力され
る座標値データを受信するので、このサーバＰＣ１２に
よりＮＣ加工装置の各軸の実際の作動状態を直接モニタ
ーすることができる。また、サーバＰＣは、ハブ１４に
よりこれから離れた位置のクライアントＰＣ１３との間
をＬＡＮ接続されているので、クライアントＰＣ１３か
らＬＡＮを介して監視するＮＣ加工装置を遠隔の広範囲
の位置からモニタリングができる。更に、このＬＡＮに
複数のＮＣ加工装置３のサーバＰＣ１２を接続すること
により、複数のＮＣ加工装置を単一のクライアントＰＣ
１３から同時にモニタリングすることもできる。

【００３４】また、サーバＰＣ１２は、ルータ１６によ
りインターネットに接続されているので、ＮＣ加工装置
の運転状況をＥメイルにより発信することができ、イン
ターネットを介して携帯電話やモバイルＰＣ等でＮＣ加
工装置３を遠隔の広範囲の位置からモニタリングができ
る。

【００３５】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】上述したように、本発明のＮＣ加工装置
の遠隔モニタリング・制御装置とその方法及びこれに用
いる手動パルスハンドルは、ＮＣ加工装置の各軸の実際
の作動状態を直接モニターすることができ、監視するＮ
Ｃ加工装置から遠隔の広範囲の位置からモニタリングが
でき、複数のＮＣ加工装置を同時にモニタリング可能で
あり、かつＮＣコントローラへのＮＣプログラムやＮＣ
データの遠隔からの入力もできる、等の優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遠隔モニタリング・制御装置の全体構
成図である。

【図２】図１の主要部の構成図である。

【図３】従来のＮＣ加工装置のモニタリング手段の説明
図である。

【符号の説明】

１ 加工機、２ ＮＣコントローラ、３ ＮＣ加工装
置、４ 信号ライン、５ パソコン（ＰＣ）、６ 信号
ライン、１０ 遠隔モニタリング・制御装置、１２ サ
ーバＰＣ、１３ クライアントＰＣ、１４ ＬＡＮ接続
手段（ハブ）、１６ インターネット接続手段（ルー
タ）、１８ ＣＣＤカメラ、２０ 手動パルスハンドル

フロントページの続き (72)発明者 片平 和俊 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 森田 晋也 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 山形 豊 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 林 偉民 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 大森 整 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 Ｆターム(参考） 3C100 AA29 BB34 CC08 CC12 DD06 5H223 AA06 CC06 CC08 DD03 DD05 DD07 EE06 EE17 FF03 5H269 AB01 BB12 EE16 GG01 HH03 JJ09 JJ20 KK03 KK04 MM01 NN18 QC02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工機（１）とＮＣコントローラ（２）
   により構成されるＮＣ加工装置（３）の制御軸から出力
   される座標値データを受信するサーバＰＣ（１２）と、
   該サーバＰＣとこれから離れた位置のクライアントＰＣ
   （１３）の間をＬＡＮ接続するＬＡＮ接続手段（１４）
   とを備えた、ことを特徴とするＮＣ加工装置の遠隔モニ
   タリング・制御装置。
2. 【請求項２】 加工機（１）とＮＣコントローラ（２）
   により構成されるＮＣ加工装置（３）の制御軸から出力
   される座標値データを受信するサーバＰＣ（１２）と、
   該サーバＰＣ（１２）をインターネット接続するインタ
   ーネット接続手段（１６）とを備えた、ことを特徴とす
   るＮＣ加工装置の遠隔モニタリング・制御装置。
3. 【請求項３】 前記サーバＰＣ（１２）に加工機（１）
   の画像データを入力するＣＣＤカメラ（１８）を備え
   る、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＣ加工
   装置の遠隔モニタリング・制御装置。
4. 【請求項４】 加工機（１）とＮＣコントローラ（２）
   により構成されるＮＣ加工装置（３）の制御軸から出力
   される座標値データを受信するコンピュータをサーバＰ
   Ｃ（１２）として、複数のコンピュータ間をＬＡＮ接続
   し、サーバＰＣから離れた位置のクライアントＰＣ（１
   ３）からＬＡＮを介してＮＣ加工装置をモニタリング及
   び／又は制御する、ことを特徴とするＮＣ加工装置の遠
   隔モニタリング・制御方法。
5. 【請求項５】 加工機（１）とＮＣコントローラ（２）
   により構成されるＮＣ加工装置（３）の制御軸から出力
   される座標値データを受信するコンピュータをインター
   ネットに接続し、ＮＣ加工装置の運転状況をＥメイルに
   より発信する、ことを特徴とするＮＣ加工装置の遠隔モ
   ニタリング・制御方法。
6. 【請求項６】 サーバＰＣ（１２）にＬＡＮ接続された
   クライアントＰＣ（１３）に接続可能であり、ＬＡＮを
   介してＮＣコントローラへ入力する、ことを特徴とする
   手動パルスハンドル。