JP2014059607A - 表示端末及び表示システム - Google Patents

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Abstract

【課題】リアルタイム性を維持し、正確な機器の状態を表示する。
【解決手段】工作機械2を制御する数値制御装置3と無線ネットワーク接続された表示端末5であって、所定の時間間隔で、数値制御装置3に対して工作機械2の制御量を送信要求する要求部512と、要求部512の要求に対する応答として制御量を受信し、受信した制御量を表示パネルに表示する表示制御部513とを備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、数値制御装置の制御量を表示する表示端末及び表示システムに関する。
一般的に、数値制御装置付きの工作機械がよく知られているが、この数値制御装置の操作盤から離れた場所から工作機械の状態を確認したい場合がある。
特許文献1には、製造業の生産工場において、工作機械、産業機械、組立機械等の各製造機械の稼動状況を、インターネット経由の携帯電話電子メールを利用して、自社の生産工場で稼動する各製造機械の稼動状況を提供するインターネット遠隔モニタシステムが提案されている。
特開2007−213532号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、インターネット経由の携帯電話の電子メールを利用して自社の生産工場で稼動する各製造機械の稼動状況を提供するので、タイムラグがあり、電子メールで送信される製造機械の状態と、現在の製造機械の状態とでは時間的に乖離しており、リアルタイム性が確保できなかった。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、リアルタイム性を維持し、正確な機器の状態を表示する表示端末及び表示システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示端末の第1の特徴は、制御対象機器を制御する数値制御装置と無線ネットワーク接続された表示端末であって、所定の時間間隔で、前記数値制御装置に対して前記制御対象機器の制御量を送信要求する要求手段と、前記要求手段の要求に対する応答として前記制御量を受信し、前記受信した制御量を表示パネルに表示する表示制御手段と、を備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示端末の第2の特徴は、前記要求手段は、前記表示パネルに表示される表示画面に含まれる制御量のみを送信要求することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示端末の第3の特徴は、前記表示制御手段により前記表示パネルに表示される制御量の点数は、前記数値制御装置との送受信時間が所定の最大送受信時間を超えないように予め設定された最大点数以下であることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示端末の第4の特徴は、前記数値制御装置に記憶された、前記制御対象機器にて用いられる工具に関する工具情報の更新を要求する更新要求手段、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示端末の第5の特徴は、タブレット型の端末装置であることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示システムの第1の特徴は、制御対象機器を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置に無線ネットワーク接続された表示端末とを備えた表示システムであって、前記数値制御装置は、前記表示端末から前記制御対象機器の制御量の送信要求された場合に、要求された制御量を前記表示端末へ送信し、前記表示端末は、所定の時間間隔で、前記数値制御装置に対して前記制御対象機器の制御量を送信要求する要求手段と、前記要求手段の要求に対する応答として、前記数値制御装置から送信された前記制御量を受信し、前記受信した制御量を表示パネルに表示する表示制御手段とを、有することにある。
本発明の表示端末及び表示システムによれば、リアルタイム性を維持し、正確な機器の状態を表示することができる。
本発明の第1の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システムの構成を示した構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る表示端末が適用された工作制御システムの機能構成を示した構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る表示端末の表示パネルに表示された表示画面の一例を示した図である。 本発明の第1の実施形態に係る表示端末5が適用された工作制御システムにおける制御量表示処理の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る表示端末5が適用された工作制御システムにおける工具情報更新処理の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る表示端末の表示パネルに表示された工具情報一覧画面の一例を示した図である。 本発明の第2の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システムの構成を示した構成図である。
以下、本発明に係る表示端末の実施の形態について図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システムの構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システムの構成を示した構成図である。
図1に示すように、工作制御システム1は、制御対象機器である工作機械2と、工作機械2を制御する数値制御装置3の本体(図示しないが工作機械の制御盤内に内蔵)と、数値制御装置3本体と電気的に接続され機械操作者による情報入力や機械状態の表示などを行うペンダント操作箱3aと、ペンダント操作箱3aと接続された無線LANルータ4と、無線LANルータ4により数値制御装置3との間で無線ネットワーク通信を行う表示端末5とを備えている。ここで、数値制御装置3と、無線LANルータ4と、表示端末5とを、表示システム10という。
工作機械2は、門型マシニングセンタであり、固定配置のベッド101と、ベッド101上に配置されてX軸方向に軸移動するワークテーブル103と、ベッド101上をY軸方向に跨いで固定配置された門型固定フレーム105と、門型固定フレーム105に設けられてベッド101上をY軸方向に延在するクロスレール107と、クロスレール107にY軸方向に軸移動可能に設けられた主軸頭109と、主軸頭109に上下方向(Z軸方向)に軸移動可能に設けられたラム(軸移動部材)111とを備えている。
また、ラム111の先端には、主軸113が取り付けられる。主軸113の先端には、ボールエンドミル等の工具115が交換可能に装着される。なお、ラム111には、主軸113を回転駆動させるモータが内蔵されている。
そして、門型固定フレーム105のX軸方向手前側には、上述した数値制御装置3を内蔵した機械制御盤が設けられている。
数値制御装置3は、表示端末5からの要求に応じて、無線LANルータ4を介して制御項目及びこの制御項目の制御量を表示端末5へ送信する。
無線LANルータ4は、例えば、Wifi(登録商標)などを利用して、数値制御装置3と、表示端末5とを無線ネットワーク接続する。
表示端末5は、ポータブル端末装置であり、無線LANルータ4により数値制御装置3との間で無線ネットワーク通信を行う。
このような工作制御システム1において、利用者が数値制御装置3から様々な操作を行うことにより、工作機械2により製品が製造される。
例えば、利用者は、主軸113の位置決め作業を行う際、主軸113を目視しつつ、主軸113の位置座標を確認しながら、数値制御装置3から操作を行う必要がある。
そこで、利用者から、主軸113と主軸113の位置座標の値との両方を目視確認できるように、主軸113の位置座標の値を表示する固定式表示装置を主軸113の近くに設けることも考えられるが、固定式表示装置を主軸113の近くに設けると、工作機械2から切り粉や水が飛散し、固定式表示装置に付着し故障の原因となる場合がある。
そこで、本発明の第1の実施形態では、ポータブル式の表示端末5を備えることにより、利用者は、工作機械2を監視しつつ、表示端末5で制御量を確認しながら、数値制御装置3から操作を行うことができる。そのためには、表示端末5は、リアルタイム性を維持し、より正確な機器の状態を表示する必要がある。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5が適用された工作制御システム1の機能構成を示した構成図である。
図2に示すように、表示システム10は、数値制御装置3と、無線LANルータ4と、表示端末5と有している。これらの構成のうち、無線LANルータ4については、上述したので、説明を省略する。
数値制御装置3は、ペンダント操作箱3aと数値制御装置本体3bとを備えている。
ペンダント操作箱3aは、上述したように、工作機械2と電気的に接続されており、機械操作者による情報入力や機械状態の表示などを行う。
数値制御装置本体3bは、工作機械2の制御盤内に備えられており、例えば、工具115を用いて工作物を切削する等、工作物に対する工具経路、その他加工に必要な作業の工程などを、それに対応する数値情報で指令する数値制御を行う。
数値制御装置3は、表示端末5からの要求に応じて、無線LANルータ4を介して制御項目及びこの制御項目の制御量を表示端末5へ送信する。
表示端末5は、表示本体部51と、表示パネル52とを備えている。
表示パネル52は、前面に配置された感圧式あるいは静電式の透明なタッチパネルと、このタッチパネルの裏面に配置され、表示本体部51からの指示に基づいて各種表示画面を表示する有機EL(electroluminescence)ディスプレイや液晶ディスプレイ(いずれも図示せず)などのディスプレイとを有している。利用者は、ディスプレイの表示画面を見ながら、タッチパネルの表面を指などで直接触れることで、各種操作を行うことができる。
表示本体部51は、インタフェース部511と、要求部512と、表示制御部513と、更新要求部515とを備える。
インタフェース部511は、無線LANルータ4を介して数値制御装置3と無線ネットワーク接続するための接続インタフェースであり、数値制御装置3へ制御量の送信要求を送信したり、制御量を受信したりする。
要求部512は、所定の時間間隔で、数値制御装置3に対して工作機械2の制御量を送信要求する。具体的には、要求部512は、表示パネル52に表示される表示画面に含まれる制御量のみを送信要求する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5の表示パネル52に表示された表示画面の一例を示した図である。
図3に示すように、表示パネル52に表示された表示画面200上には、表示画面切替ボタン301が表示されている。表示画面切替ボタン301は、軸座標を表示する軸座標画面に切り替えるための軸座標ボタン302、軸座標等を含む工作機械2の稼働状況を表示する現在値画面に切り替えるための現在値ボタン303、トレンドグラフを表示するグラフ画面に切り替えるためのグラフボタン304、工作機械2に用いられる工具の一覧を表示する工具一覧画面に切り替えるための工具一覧ボタン305、工作機械2に用いられる工具の補正値を表示する工具補正値画面に切り替えるための工具補正値ボタン306、工作機械2のアラーム情報を表示するアラーム画面に切り替えるためのアラームボタン307を有している。
図3に示した例では、軸座標302が選択されたときに表示される軸座標画面を示している。この軸座標画面では、制御項目201として、X軸座標202と、Y軸座標203と、Z軸座標204と、W軸位置205と、C軸位置206とが表示されており、制御項目201それぞれに対応して、制御量401として、X軸座標制御量402(値:123.678)、Y軸座標制御量403(値:−123.678)、Z軸座標制御量404(値:123.678)、W軸座標制御量405(値:123.678)、C軸座標制御量406(値:123.678)とが表示されている。
なお、表示パネル52に表示される制御量401の点数は、数値制御装置3との送受信時間が所定の最大送受信時間を超えないように予め設定された最大点数以下となっている。表示パネル52に表示される制御量401の点数は、多すぎると、数値制御装置3との間で送受信するデータ量が多くなり、各構成部及びネットワークの負荷が大きくなるので、リアルタイム性が担保できなくなる場合がある。そのため、データ送受信の遅延が許容される最大の時間である最大送受信時間を超えないように最大点数が設定され、表示パネル52に表示される制御量401の点数は、この最大点数を越えないように設定される。
例えば、最大点数が10点に設定されているとすると、図3に示した例では、表示パネル52に表示される制御量401の点数は、X軸座標制御量402、Y軸座標制御量403、Z軸座標制御量404、W軸座標制御量405、C軸座標制御量406の5点であり、最大点数を越えないように設定されている。
表示制御部513は、要求部512の要求に対する応答として制御量を受信し、受信した制御量を表示パネル52に表示する。図3に示した例では、インタフェース部511を介して、数値制御装置3から制御量401として受信した、X軸座標制御量402(値:123.678)、Y軸座標制御量403(値:−123.678)、Z軸座標制御量404(値:123.678)、W軸座標制御量405(値:123.678)、C軸座標制御量406(値:123.678)とを表示する。
更新要求部515は、数値制御装置3に記憶された、工作機械2にて用いられる工具に関する工具情報の更新を要求する。
数値制御装置本体3bは、機器制御部31と、工具データベース32と、応答部33と、制御量記憶部34と、機械制御部35とを備えている。
機器制御部31は、機械制御部35が工作機械2を制御するための数値情報を算出する。
工具データベース32は、工作機械2が備える工具に関する工具情報を記憶している。
応答部33は、表示端末5から送信要求された制御量をこの制御量に対応する制御項目と共に、表示端末5へ送信する。
制御量記憶部34は、例えば、揮発性半導体メモリ等で構成され、工作機械2の制御量を一時的に記憶する。
機械制御部35は、工作機械2を制御する。具体的には、機器制御部31は、工作機械2が行う動作を数値情報で指令することにより制御する。
≪作用≫
次に、本発明の第1の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システムの作用を説明する。
本発明の第1の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システムは、主に、制御量表示処理と、工具情報更新処理とを行う。そのため、各々の処理について以下に詳細に説明する。
(制御量表示処理)
図4は、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5が適用された工作制御システム1における制御量表示処理の処理手順を示したフローチャートである。
図4に示すように、表示端末5の要求部512は、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS101)。この所定時間は、表示端末5の表示パネル52の表示の更新周期であり、短いほど高いリアルタイム性を実現できるが、その分、処理の負荷は大きくなる。そのため、表示端末5、数値制御装置3の処理能力を越えない範囲で、極力短い時間を予め設定しておく。
ステップS101において、所定時間が経過したと判定された場合(YESの場合)、表示制御部513は、表示パネル52に表示されている表示画面に含まれる制御項目を抽出する(ステップS103)。例えば、表示パネル52に表示される表示画面と、表示画面に含まれる制御項目とを関連づけた表示制御項目テーブルを予め記憶しておき、表示制御部513は、表示制御項目テーブルに基づいて、表示パネル52に表示されている表示画面に含まれる制御項目を抽出する。
つぎに、要求部512は、抽出された制御項目の制御量を送信要求する(ステップS105)。例えば、図3に示した表示画面が表示されているとすると、要求部512は、制御項目201である、X軸座標202と、Y軸座標203と、Z軸座標204と、W軸座標205と、C軸座標206に対応する制御量の送信を要求する。
制御量の送信要求を受信した数値制御装置3の応答部33は、制御量記憶部34から、送信要求された制御量を抽出する(ステップS107)。
そして、応答部33は、ステップS107において抽出した制御量を表示端末5へ送信する(ステップS109)。
数値制御装置3から無線LANルータ4を介して、制御量を受信した表示端末5の表示制御部513は、受信した制御量を表示パネル52に表示する。図3に示した例では、インタフェース部511を介して、数値制御装置3から制御量401として受信した、X軸座標制御量402(値:123.678)、Y軸座標制御量403(値:−123.678)、Z軸座標制御量404(値:123.678)、W軸座標制御量405(値:123.678)、C軸座標制御量406(値:123.678)とを表示する。
次に、要求部512は、ステップS101と同様に、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS113)。
ステップS113において、所定時間が経過していないと判定された場合(NOの場合)、要求部512は、表示制御部513により表示パネル52の表示画面が変更されたか否かを判定する(ステップS115)。
ステップS113、及びステップS115において、YESの場合、処理をステップS103へ移行する。
このように、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5によれば、所定の時間間隔で、数値制御装置3に対して工作機械2の制御量を送信要求する。具体的には、要求部512は、表示パネル52に表示される表示画面に含まれる制御量のみを送信要求する要求部512と、要求部512の要求に対する応答として制御量を受信し、受信した制御量を表示パネル52に表示する表示制御部513とを備えるので、リアルタイム性を確保し、より正確な機器の状態を表示することができる。
また、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5によれば、表示制御部513により表示パネル52に表示される制御量の点数は、数値制御装置3との送受信時間が所定の最大送受信時間を超えないように予め設定された最大点数以下となるように設定されているので、より高いリアルタイム性を追求することができる。
(工具情報更新処理)
図5は、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5が適用された工作制御システム1における工具情報更新処理の処理手順を示したフローチャートである。
図5に示すように、表示端末5の更新要求部515は、工具情報一覧画面が表示されたか否かを判定する(ステップS201)。図3の例では、工具一覧305が選択されると、工具情報一覧画面が表示される。
ステップS201において、工具情報一覧画面が表示されたと判定された場合(YESの場合)、更新要求部515は、工具情報の更新が要求されたか否かを判定する(ステップS203)。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5の表示パネル52に表示された工具情報一覧画面の一例を示した図である。
図6に示すように、表示パネル52に表示された工具情報一覧画面500上には、工具情報一覧501が表示されている。
工具情報一覧501は、図6に示すように、例えば、ポットNO、工具番号、工具長、工具径、使用時間、ステータスなどの工具情報が一覧として表示される。
また、工具情報一覧画面500上には、工具情報の更新を要求するための更新ボタン502と、工具情報を編集するための編集ボタン503と、新たに工具情報を追加する等の書込を要求するための書込ボタン504とが表示されている。
ここでは、利用者により、更新ボタン502又は書込ボタン504がタッチ操作されると、更新要求部515は、工具情報の更新が要求されたと判定する。
図5に戻り、ステップS203において、工具情報の更新が要求されたと判定されると(YESの場合)、更新要求部515は、数値制御装置3に対して、工具情報の更新を要求する(ステップS205)。
表示端末5から、工具情報の更新が要求されると、数値制御装置3は、工具情報を更新する(ステップS207)。具体的には、数値制御装置3の応答部33は、工具データベース32に記憶された工具情報を、要求された工具情報で更新する。
次に、応答部33は、工具情報の更新を完了すると、表示端末5に対して、工具情報の更新完了を通知する(ステップS209)。
このように、本発明の第1の実施形態に係る表示端末5によれば、数値制御装置3に記憶された工作機械2にて用いられる工具に関する工具情報の更新を要求する更新要求部515を備えているので、使用している場所にかかわらず、容易に、数値制御装置3に記憶された工具情報を更新することができる。
<第2の実施形態>
本発明の第1の実施形態では、制御対象機器である工作機械2と、工作機械2を制御する数値制御装置3の本体(図示しないが工作機械の制御盤内に内蔵)と、数値制御装置3本体と電気的に接続され機械操作者による情報入力や機械状態の表示などを行うペンダント操作箱3aと、ペンダント操作箱3aと接続された無線LANルータ4と、無線LANルータ4により数値制御装置3との間で無線ネットワーク通信を行う表示端末5とを備えた工作制御システム1を例に挙げて説明した。
本発明の第2の実施形態では、有線で構築された社内LANを用いて、数値制御装置3との間でネットワーク通信を行う監視端末を更に備えた工作制御システム1Aを例に挙げて説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システム1Aの構成を示した構成図である。
図7に示すように、工作制御システム1は、制御対象機器である工作機械2と、工作機械2を制御する数値制御装置3と、社内ネットワーク9と接続され互いに通信を行うハブ6と、ハブ6に接続された無線LANルータ4と、無線LANルータ4による社内ネットワーク9を介して数値制御装置3との間でネットワーク通信を行う表示端末5と、ハブ6に接続された監視端末7とを備えている。ここで、数値制御装置3と、ハブ6と、社内ネットワーク9と、無線LANルータ4と、表示端末5と、監視端末7とを表示システム10Aという。なお、工作機械2と、数値制御装置3と、無線LANルータ4と、表示端末5とは、本発明の第1の実施形態が備えるそれぞれ同一符号が付された構成と同一であるので、説明を省略する。
監視端末7は、一般的なコンピュータで構成され、CPU、ハードディスクドライブなどの記憶装置、メモリ等を内蔵した本体部と、入力装置としてマウスやキーボードと、出力装置としてモニタとを備えている。
監視端末7は、表示端末5と同様に、備え付けられたモニタに表示画面を表示させることができる。
具体的には、監視端末7は、主軸の軸座標を表示する軸座標画面、主軸の軸座標等を含む工作機械2の稼働状況を表示する現在値画面、トレンドグラフを表示するグラフ画面、工作機械2に用いられる工具の一覧を表示する工具一覧画面、工作機械2に用いられる工具の補正値を表示する工具補正値画面、工作機械2のアラーム情報を表示するアラーム画面等を表示する。
また、監視端末7は、表示端末5と同等の機能を有しており、例えば、利用者の操作により、工具情報一覧画面500をモニタ上に表示させ、更新ボタン502又は書込ボタン504が選択操作することにより、数値制御装置3に対して、工具情報の更新を要求することもできる。
以上のように、本発明の第2の実施形態に係る表示装置が適用された工作制御システム1Aによれば、社内ネットワーク9で接続され、工作機械2に対して遠隔地に設置された監視端末7においても、工作機械2の制御量を表示させるので、遠隔地にいる作業員が工作機械2の現在の稼働状況等をリアルタイムで監視できる。
また、遠隔地にいる作業員でも、簡易に、数値制御装置3に記憶された工具情報を更新することができる。
本発明は、工作機械を制御する数値制御装置を含む制御システムに適用できる。
1…工作制御システム
2…工作機械
3…数値制御装置
3a…ペンダント操作箱
3b…数値制御装置本体
4…無線LANルータ
5…表示端末
10…表示システム
31…機器制御部
32…工具データベース
33…応答部
34…制御量記憶部
51…表示本体部
52…表示パネル
101…ベッド
103…テーブル
105…門型固定フレーム
107…クロスレール
109…主軸頭
111…ラム
113…主軸
115…工具
511…インタフェース部
512…要求部
513…表示制御部
515…更新要求部

Claims (6)

  1. 制御対象機器を制御する数値制御装置と無線ネットワーク接続された表示端末であって、
    所定の時間間隔で、前記数値制御装置に対して前記制御対象機器の制御量を送信要求する要求手段と、
    前記要求手段の要求に対する応答として前記制御量を受信し、前記受信した制御量を表示パネルに表示する表示制御手段と、
    を備えたことを特徴とする表示端末。
  2. 前記要求手段は、
    前記表示パネルに表示される表示画面に含まれる制御量のみを送信要求する
    ことを特徴とする請求項1記載の表示端末。
  3. 前記表示制御手段により前記表示パネルに表示される制御量の点数は、
    前記数値制御装置との送受信時間が所定の最大送受信時間を超えないように予め設定された最大点数以下である
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の表示端末。
  4. 前記数値制御装置に記憶された、前記制御対象機器にて用いられる工具に関する工具情報の更新を要求する更新要求手段、
    を更に備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の表示端末。
  5. タブレット型の端末装置である
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の表示端末。
  6. 制御対象機器を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置に無線ネットワーク接続された表示端末とを備えた表示システムであって、
    前記数値制御装置は、
    前記表示端末から前記制御対象機器の制御量の送信要求された場合に、要求された制御量を前記表示端末へ送信し、
    前記表示端末は、
    所定の時間間隔で、前記数値制御装置に対して前記制御対象機器の制御量を送信要求する要求手段と、
    前記要求手段の要求に対する応答として、前記数値制御装置から送信された前記制御量を受信し、前記受信した制御量を表示パネルに表示する表示制御手段と、有する
    ことを特徴とする表示システム。
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