JP2016081324A - Ｃｎｃ情報を常時録画する数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械に問題が発生した時の数値制御装置の画面や操作状況、機械操作盤等の信号の状態をオペレータが容易に把握できる数値制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明の数値制御装置は、表示器に表示する画像をイメージ化する表示イメージ生成手段と、キーの押下状態を画像イメージ化するキーボードイメージ生成手段と、発生中のアラーム情報を画像イメージ化するアラーム状態イメージ生成手段と、信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を画像イメージ化する信号状態イメージ生成手段と、数値制御装置の内部情報を画像イメージ化する内部情報イメージ生成手段を備え、各手段により生成された各イメージを周期的に一つの画像に結合して動画を生成し、ログとして記録する機能を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に数値制御装置の各種ログ情報を画像化し、表示器の画面内容と共に動画として記録する数値制御装置に関する。

機械を制御する数値制御装置では、機械の問題発生時にその原因を調査するために、キー操作の履歴、発生アラームの履歴、特定の信号のＯＮ／ＯＦＦ状態の履歴等のログ情報を内部ＲＡＭに記録、もしくは、外部記録デバイスに出力する機能が提案されている（例えば、特許文献１〜４など）。

このような機能により記録されるログ情報は通常テキストファイルとして出力され、機械の動作に問題が発生してその原因を調査するときは、オペレータは不具合発生時までのログ情報を取得して、各種履歴を時系列に解析することで問題発生時の操作、信号状態、アラームの発生状況から、問題の原因を推定していた。

特許第３４７６４８４号公報 特開昭６３−２５７０４２号公報 特開２００７−２７２５４５号公報 特開２００５−００４２７０号公報

数値制御装置の画面操作中に問題が発生した場合は、前記ログ情報に加えて、問題が発生するまでの数値制御装置の画面の遷移や、問題発生時に表示されていた画面の内容を知りたい場合がある。しかしながら、操作履歴や内部状態に係る情報をテキストファイルに記録していたとしても、画面の状態などは当該テキストデータから直接把握することはできず、オペレータはログ情報から画面の状態を想像する他なかった。

また、従来技術では、ログ情報として、キーの押下、アラームの発生、アラームの消滅、信号の変化等、状態の変化時のみ履歴を記録しているため、問題発生時の状態を知るためには発生時刻以前の履歴をさかのぼりながら、状態変化があった履歴を探し出す必要があり、このような作業をログ情報に記録されたテキストデータにより行うことは、オペレータにとって大きな負担がかかるという問題があった。

更に、従来技術では、キー操作の履歴や、機械操作盤等の信号のＯＮ／ＯＦＦ状態は、やはりテキストファイルで記録されているため、実際の操作状況をイメージすることが困難であるという問題があった。

そこで本発明の目的は、機械に問題が発生した時の数値制御装置の画面や操作状況、機械操作盤等の信号の状態をオペレータが容易に把握できる数値制御装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、機械制御時の状況を示す状況情報を記録する数値制御装置において、表示器に表示する画像をイメージ化した表示イメージを生成する表示イメージ生成手段と、キーの押下状態を取得し、取得したキーの押下状態を画像イメージ化したキーボードイメージを生成するキーボードイメージ生成手段と、前記表示イメージ、前記キーボードイメージを一つの画像に結合するイメージ結合手段と、周期的に生成された前記結合した画像に基づいて動画を生成する動画生成手段と、を備えたことを特徴とする数値制御装置である。

本願の請求項２に係る発明は、前記数値制御装置は、発生中のアラーム情報を取得し、取得した発生中のアラーム情報を画像イメージ化したアラーム状態イメージを生成するアラーム状態イメージ生成手段、信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を取得し、取得した信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を画像イメージ化した信号状態イメージを生成する信号状態イメージ生成手段、および前記数値制御装置の内部情報を取得し、取得した前記数値制御装置の内部情報を画像イメージ化した内部情報イメージを生成する内部情報イメージ生成手段の、少なくともいずれか１つを更に備え、前記イメージ結合手段は、前記表示イメージ、前記キーボードイメージに加えて、前記アラーム状態イメージ、前記信号状態イメージ、および前記内部情報イメージの少なくともいずれか１つを一つの画像に結合する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。

本願の請求項３に係る発明は、前記動画を所定時間ごとに１つの動画ファイルとして記録する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置である。
本願の請求項４に係る発明は、アラーム発生時前後の前記動画を他の動画ファイルとは異なる１つの動画ファイルとして記録する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。

本発明により、問題発生に至るまでの、数値制御装置の画面、キー操作、アラーム情報、特定の信号の変化、数値制御装置の内部情報が、一つの画面イメージとして時系列に動画に記録されており、一つの動画を再生することで問題発生時の各種状況が視覚的に確認できるようになるため、数値制御装置や機械等に発生した問題をオペレータが調査する時間を短縮することができるという効果を奏する。

また、数値制御装置の画面を画像として記録する手法などと比較しても、動画として記録することで動きを把握しやすいといったメリットがあり、また、複数の画像を記録するのと比較しても、動画のコーデックがフレームの前後のイメージの差分情報を効率よく記録する手法を取っていることを考慮すれば、同じ情報を保存するのにはるかに小さなサイズで記録できるというメリットがあり、より長時間の記録を残すことができる。

本発明の実施の形態における数値制御装置の要部ブロック図である。 本発明の実施の形態における数値制御装置が記録する動画の表示例である。 本発明の実施の形態における常時録画処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態における数値制御装置が記録する動画におけるキーボードイメージの一例である。 本発明の実施の形態における数値制御装置が記録する動画における信号状態イメージの一例である。 本発明の実施の形態における数値制御装置が記録する動画における数値制御装置１の内部状態イメージの一例である。 本発明の実施の形態における時間分割動画記録の例を説明する図である。 本発明の実施の形態におけるアラーム発生時動画記録の例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態における数値制御装置の要部ブロック図である。数値制御装置１はＣＰＵ１０を有し、該ＣＰＵ１０には、バス１９を介してＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、不揮発性メモリ１３、外部記憶媒体インタフェース１４、外部機器インタフェース１５、表示コントローラ１６、キーボードコントローラ１７、外部信号インタフェース１８が接続されている。

ＲＯＭ１１には、数値制御装置１の全体の制御や後述する常時録画機能のための制御ソフトが記憶されており、ＲＡＭ１２には、数値制御装置１が機械を制御するために用いる加工プログラムなどが記憶されている。加工プログラムは、普段は不揮発性メモリ１３に記憶されており、実行時に不揮発性メモリ１３から読み出されてＲＡＭ１２へ記憶される。そして、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１２から加工プログラムを読み出し、順次実行して機械を制御する。また、ＲＡＭ１２は、常時録画機能を実現するために必要とされる画像生成や動画のエンコードに用いられる一時メモリ領域が確保されている。

外部記憶媒体インタフェース１４には、外部記憶媒体２００が接続されている。また、外部機器インタフェース１５は、アダプタ等の外部機器２１０との接続を可能とするものである。外部記憶媒体２００や外部機器２１０には、加工プログラムや各種パラメータ等が記憶されており、これらプログラムやデータは、それぞれのインタフェースを介して読み込まれ、ＲＡＭ１２、不揮発性メモリ１３へとバスを介して記憶される。

表示コントローラ１６は、ディスプレイ等の表示器２２０が接続され、ＣＰＵ１０からの表示指令に基づいて数値制御装置１の状態情報や制御している機械の状態情報などの表示を行う。また、キーボードコントローラ１７は、キーボード２３０と接続され、該キーボード２３０からオペレータにより入力された指令やデータを受けてＣＰＵ１０に転送する。
外部信号インタフェース１８は、Ｉ／Ｏ機器２４０を介して工作機械等の制御対象となる機械の各種アクチュエータ、センサ、機械操作盤２４１などと接続されている。

本実施の形態の数値制御装置１は、数値制御装置１が動作する際に表示器２２０に表示された画面イメージ、キーボード２３０の操作イメージ、機械操作盤２４１の操作イメージ、発生アラームの表示イメージ、信号状態の表示イメージ、および数値制御装置１の内部情報の表示イメージを一つの画像に結合して動画として記録する常時録画機能を有する。図２に、本実施の形態の数値制御装置１が記録する動画を表示した例を示す。

図２において、図左上は表示器２２０に表示された画面イメージ、図左下はキーボード２３０、機械操作盤２４１の操作イメージを示している。また、図右は上から数値制御装置１の内部情報の表示イメージ、発生アラームの表示イメージ、信号状態の表示イメージを示している。これら各イメージは、常時録画機能により逐次個別のイメージとして生成された後に一枚の画像イメージとして結合され、生成された複数の画像イメージからリアルタイムに動画に変換されて記録される。

図３は、常時録画機能により実行される常時録画処理のフローチャートである。本処理は、常時録画機能が有効にされると、所定周期（１／３０秒〜１／１０秒程度）でループして実行される。

●［ステップＳＡ０１］数値制御装置１の表示器２２０に表示される画面を取得し、画像イメージ化する。画像イメージは、表示コントローラ１６において生成される画面のピクセル情報を基に生成され、ＢＭＰ、ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ形式等の画像ファイルとして一時保存する。
●［ステップＳＡ０２］キーボードコントローラ１７から、キーボード２３０の押下状態を取得する。
●［ステップＳＡ０３］ステップＳＡ０２で取得したキー押下状態を画像イメージ化する。キーボードイメージを生成するために、あらかじめ不揮発性メモリ１３等には、キーボードイメージのベースとなるキーボード画像と、押下されたキーに当該キーボード画像の座標情報とを関連付けたテーブル等が記憶されている。そして、これら情報に基づいて、取得したキー押下状態からキーボード画像の座標情報を取得し、図４に示すように押下されているキーの場所をハイライトしたキーボードイメージを生成し、ＢＭＰ、ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ形式等の画像ファイルとして一時保存する。

●［ステップＳＡ０４］数値制御装置１に発生したアラームに関する情報を取得する。
●［ステップＳＡ０５］ステップＳＡ０４で取得したアラームに関する情報に基づいて、アラーム状態イメージを生成し、ＢＭＰ、ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ形式等の画像ファイルとして一時保存する。

●［ステップＳＡ０６］外部信号インタフェース１８から、Ｉ／Ｏ機器２４０の信号ＯＮ／ＯＦＦの状態を取得する。
●［ステップＳＡ０７］ステップＳＡ０６で取得した信号のＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて、信号の状態のイメージを生成し、ＢＭＰ、ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ形式等の画像ファイルとして一時保存する。信号の状態のイメージの一例としては、例えば図２の左下の機械操作盤のイメージや、図２の右下に示すように信号状態の変化を横軸を時間軸とするグラフとして描画する手法がある。機械操作盤のイメージを生成するには、あらかじめ不揮発性メモリ１３等に、機械操作盤イメージのベースとなる機械操作盤画像と、各信号状態を表すランプやボタン、セレクタスイッチなどの部品画像と、機械操作盤画像上の各ランプ、ボタン、スイッチなどの座標情報とを記憶しておき、これら情報と信号状態に基づいて機械操作盤イメージを合成するようにすればよい。また、信号状態をグラフとして描画するには、それぞれの信号の状態の所定時間分の履歴をＲＡＭ１２などに記録しておき、当該履歴と今回取得した信号状態とに基づいてイメージを生成するようにすればよい。更に、図５に示すように信号状態をＬＥＤランプの画像により表現し、信号状態がＯＮになっているＩ／Ｏについては点灯したランプ画像、信号状態がＯＦＦになっているＩ／Ｏについては消灯したランプ画像で表現するようにしてもよい。

●［ステップＳＡ０８］数値制御装置１の内部情報を取得する。内部情報は、数値制御装置の各サーボ軸の座標値や、現在実行中の加工プログラム、送り速度、主軸回転数、時刻、動作モード、非常停止状態、などのように、数値制御装置１内において管理される各部の情報を含む。
●［ステップＳＡ０９］ステップＳＡ０８で取得した数値制御装置１の内部情報に基づいて、数値制御装置１の内部情報のイメージを生成し、ＢＭＰ、ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ形式等の画像ファイルとして一時保存する。数値制御装置１の内部情報のイメージとしては、例えば図６に示すように内部情報を示す文字列を列挙したイメージとして生成すればよい。

●［ステップＳＡ１０］ステップＳＡ０１、ステップＳＡ０３、ステップＳＡ０５、ステップＳＡ０７、ステップＳＡ０９で生成して一時保存した各画像ファイルを結合し、図２に示すようなイメージを生成する。
●［ステップＳＡ１１］ステップＳＡ１０で生成したイメージに基づいて動画を生成する。イメージから動画を生成する際には、前周期で実行された常時録画処理により既に作成されている今までの動画の末尾に静止画をフレームとして追加するようにしてもよいし、ステップＳＡ１０で生成されたイメージを所定周期分記憶しておき、所定数の画像から部分動画を生成してから、今までの動画の末尾に合成するようにしてもよい。なお、動画のコーデック（Ｍｐｅｇ、Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧ、Ｈ．２６４など）については、求められる画質やＣＰＵ１０の性能などを考慮してより適切なものを選択すればよい。
●［ステップＳＡ１２］ステップＳＡ１１で生成した動画を不揮発性メモリ１３、外部記憶媒体２００などにファイルとして記録する。この記録は、本処理の実行周期毎に行うようにしてもよいし、所定周期毎に行うようにしてもよい。また、動画を１ファイルに記憶するようにしてもよいし、後述するように適切なタイミングで動画ファイルを分割しながら別ファイルとして記録するようにしてもよい。本処理が終了すると、次の実行周期においてステップＳＡ０１へ戻る。

以上、本実施の形態の数値制御装置１では、図３で説明した常時録画処理を所定周期でループさせて実行しているため、数値制御装置１の稼働中は常に動画を記録する。この動画を一つのファイルとして保存すると、巨大な大きさのファイルになってしまい、原因の調査のために該巨大な動画ファイルを再生すると、動画中から問題発生時の動画を探し出すのが困難である。

このような問題に対応するための一案として、あらかじめ指定した時間ごとに、動画ファイルを分割しながら、複数のファイルに記録する手法を取ることができる。例えば、一つの動画の記録時間を１０分とし、図７に示すように指定した記録時間ごとに動画を別ファイルに記録することで、解析したい時間帯の動画ファイルをチェックすることで調査の時間を短縮することができる。なお、このようにファイルを時間で分割して記録する手法を取る場合は、図３のステップＳＡ１２において数値制御装置１のシステム時刻を取得し、区切りの時間毎に記録する動画のファイル名を変更するようにすればよい。

また、動画記録中に、数値制御装置１のアラームが発生した場合に、アラーム発生時刻を中心として、前後の動画を切り出して、アラーム発生時の動画として別ファイルに記録するようにしてもよい。例えば、アラーム発生時の動画の切り出し時間を、アラーム発生後５分、アラーム発生前２０分とした場合、図８に示すように、アラーム発生時刻−２０分〜アラーム発生時刻＋５分までの動画が、別ファイル＜３＞に切り出される。このような記録方式を取ることにより、アラーム発生時の動画の特定がより容易となり、オペレータの利便性が増加する。

なお、図３で説明した常時録画処理において、画像の生成、結合や、動画の生成には、数値制御装置１に用意されている既存のライブラリなどを用いるようにすればよい。また、図３の説明で示したキーボードイメージや信号状態イメージなど各イメージは一例にすぎず、オペレータが数値制御装置１や制御対象の機械の状況を一見して把握できるようなイメージであればどのように構成してもよい。

更に、上述した実施の形態では、画面の表示イメージ、キーボードイメージ、アラーム状態イメージ、信号の状態イメージ、内部情報のイメージを全て結合した画像から動画を生成する例を示したが、少なくとも、画面の表示イメージと、キーボードなどの入力機器のイメージとに基づいて結合イメージを生成し、該結合イメージから動画を生成して記録するようにすれば、数値制御装置や機械等に発生した問題をオペレータが調査する際に有効に活用できる。また、数値制御装置に備え付けられた構成や制御する機械の種類によって、追加の情報を取得し、取得した追加情報に基づいた新たなイメージを生成して他のイメージと結合し、動画として記録するようにしてもよい。

１ 数値制御装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ 不揮発性メモリ
１４ 外部記憶媒体インタフェース
１５ 外部機器インタフェース
１６ 表示コントローラ
１７ キーボードコントローラ
１８ 外部信号インタフェース
１９ バス
２００ 外部記憶媒体
２１０ 外部機器
２２０ 表示器
２３０ キーボード
２４０ Ｉ／Ｏ機器
２４１ 機械操作盤

Claims (4)

1. 機械制御時の状況を示す状況情報を記録する数値制御装置において、
   表示器に表示する画像をイメージ化した表示イメージを生成する表示イメージ生成手段と、
   キーの押下状態を取得し、取得したキーの押下状態を画像イメージ化したキーボードイメージを生成するキーボードイメージ生成手段と、
   前記表示イメージ、前記キーボードイメージを一つの画像に結合するイメージ結合手段と、
   周期的に生成された前記結合した画像に基づいて動画を生成する動画生成手段と、
   を備えたことを特徴とする数値制御装置。
2. 前記数値制御装置は、
   発生中のアラーム情報を取得し、取得した発生中のアラーム情報を画像イメージ化したアラーム状態イメージを生成するアラーム状態イメージ生成手段、
   信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を取得し、取得した信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を画像イメージ化した信号状態イメージを生成する信号状態イメージ生成手段、
   および前記数値制御装置の内部情報を取得し、取得した前記数値制御装置の内部情報を画像イメージ化した内部情報イメージを生成する内部情報イメージ生成手段の、少なくともいずれか１つを更に備え、
   前記イメージ結合手段は、前記表示イメージ、前記キーボードイメージに加えて、前記アラーム状態イメージ、前記信号状態イメージ、および前記内部情報イメージの少なくともいずれか１つを一つの画像に結合する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記動画を所定時間ごとに１つの動画ファイルとして記録する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置。
4. アラーム発生時前後の前記動画を他の動画ファイルとは異なる１つの動画ファイルとして記録する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。

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