JP2016218982A - 加工データと加工結果を管理する数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクトに対して行った加工プログラム及び加工条件の微調整が加工の結果に与える影響をオペレータが把握しやすくな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、加工プログラムおよび加工条件を少なくとも含む入力データと、該入力データに基づいて機械を運転制御した際の結果を示す出力データとをプロジェクトデータとして記憶し、該プロジェクトデータのバージョン管理をデータ管理部で行う。そして、データ管理部は、オペレータの要求に従ってプロジェクトデータの複数のバージョンについて、複数のバージョン間の入力データの修正内容と、出力データの変化との関係が判るように表示装置へと表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に加工プログラムや加工条件などの加工データと加工結果を管理する数値制御装置に関する。

同一種類の工作機械を複数用いて大量生産を行う場合に、試作加工を行った工作機械の数値制御装置内の加工プログラム及びパラメータ、ワーク座標系などの加工条件の組み合わせを、図７に示すように一纏めにして管理することで、他の工作機械への反映を容易にする技術がある（例えば、特許文献１）。

このように一纏めにされた加工プログラム及び加工条件のデータは、一般的にプロジェクトと呼ばれ、加工を行う度に新たなプロジェクトが数値制御装置内に保存される。通常、試作加工はオペレータが所望する加工精度及び加工時間を満たすまで、加工プログラム及び加工条件の微調整を繰返して何度も行うため、数値制御装置内には複数のプロジェクトが保存されることとなる。

特開２００７−２２６４４６号公報

試作加工の作業において、プロジェクトの加工プログラム及び加工条件の適切な組み合わせを見つけ出すためには、オペレータは試行錯誤しながら微調整を繰り返すことになる。このような微調整を効率よく行うためには、加工プログラム及び加工条件のいずれの部分をどのように調整すれば、所望の結果が得られるのかをオペレータは推測する必要がある。

しかしながら、熟練のオペレータであれば経験則に基づいて推測を行うことで比較的少ない回数で調整を終えることができるが、経験の少ないオペレータの場合、調整する内容が加工精度及び加工時間に与える影響を把握するために何度も試行錯誤を繰り返す必要があり、効率面での問題が生じる。特許文献１に開示される発明は、このようなオペレータの作業を支援するための情報を管理しておらず、試作加工で微調整したプロジェクトが加工精度や加工時間にどのように影響を与えたのかが分かりづらいという課題があった。

そこで本発明の目的は、プロジェクトに対して行った加工プログラム及び加工条件の微調整が加工の結果に与える影響をオペレータが把握しやすくな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、加工プログラムおよび加工条件を少なくとも含む入力データに基づいて機械を制御する数値制御装置において、前記加工プログラムおよび前記加工条件に基づいて前記機械を運転制御し、前記運転制御の結果を示す出力データを生成する運転実行部と、前記入力データと前記出力データを関連付けて成るプロジェクトデータと、前記プロジェクトデータのバージョン間の差分を含むであるバージョン情報とを記憶するデータ記憶部と、前記プロジェクトデータのバージョン管理を行うデータ管理部と、前記プロジェクトデータを表示する表示装置と、を備え、前記データ管理部は、オペレータがプロジェクトデータのバージョンを選択した際に前記データ記憶部に記憶されたプロジェクトデータとバージョン情報とに基づいて前記オペレータが選択したプロジェクトデータのバージョンに対応する入力データおよび出力データを生成し、また、前記オペレータが前記入力データに対して修正を加え、該修正された入力データに基づく運転制御が行われた際に、前記修正前後の入力データの差分と、前記出力データと前記修正された入力データに基づく運転制御による結果を示す出力データとの差分とに基づいて前記プロジェクトデータの新たなバージョン情報として管理対象とした上で前記データ記憶部へ記憶し、前記表示装置は、オペレータが選択したプロジェクトデータの複数のバージョンを、前記複数のバージョン間の入力データの修正内容と、前記出力データの変化との関係を表示する、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、加工プログラムおよび加工条件を少なくとも含む入力データに基づいて機械を制御する数値制御装置において、前記加工プログラムおよび前記加工条件に基づいて前記機械を運転制御し、前記運転制御の結果を示す出力データを生成する運転実行部と、前記入力データと前記出力データを関連付けて成るプロジェクトデータを記憶するデータ記憶部と、前記プロジェクトデータのバージョン管理を行うデータ管理部と、前記プロジェクトデータを表示する表示装置と、を備え、前記データ管理部は、オペレータがプロジェクトデータを選択し、該プロジェクトデータに含まれる入力データに対して修正を加え、該修正された入力データに基づく運転制御が行われた際に、前記修正された入力データと、前記修正された入力データに基づく運転制御による結果を示す出力データとを関連付けたものを前記プロジェクトデータの新たなバージョンとして管理対象とした上で前記データ記憶部へ記憶し、前記表示装置は、オペレータが選択したプロジェクトデータの複数のバージョンを、前記複数のバージョン間の入力データの修正内容と、前記出力データの変化との関係を表示する、ことを特徴とする数値制御装置である。

本願の請求項３に係る発明は、前記出力データは、少なくとも前記加工プログラムのブロック毎の処理時間および前記機械が備える各軸の座標値の何れかを含む、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、前記表示装置は、前記プロジェクトデータの複数のバージョンに含まれる、少なくとも加工プログラムの修正内容および加工条件の修正内容のいずれかと、前記加工プログラムのブロック毎の処理時間の変化と、の関係を表示する、ことを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置である。

本願の請求項５に係る発明は、前記表示装置は、前記プロジェクトデータの複数のバージョンに含まれる、少なくとも加工プログラムの修正内容および加工条件の修正内容のいずれかと、前記加工プログラムのブロック毎の前記機械が備える各軸の座標値と、の関係を表示する、ことを特徴とする請求項３または４に記載の数値制御装置である。

本発明により、入力データが加工結果のどこにどのように影響を与えたのかを容易に把握できる。

本発明のプロジェクトデータを示す図である。 本発明のプロジェクトデータのバージョンについて説明する図である。 本発明の実施形態における数値制御装置の機能を示す図である。 本発明の実施形態におけるバージョン管理について説明する図である。 本発明の実施形態における入力データと出力データの関係の表示例（１）である。 本発明の実施形態における入力データと出力データの関係の表示例（２）である。 従来技術におけるプロジェクトデータについて説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明では、加工プログラム及びパラメータ、ワーク座標系などの加工条件を調整することにより、各ブロックの処理時間、座標値のどこに影響が出るのかを把握できるようにプロジェクトの管理を行う。

このような管理を行うために、本発明の数値制御装置では、プロジェクトを管理するためのデータとして、加工運転に用いた入力データに加えて、当該入力データに基づいた運転制御を行った場合における出力データを採用する。図１は、本発明において管理するプロジェクトのデータの概要を示している。本発明においては、加工プログラム及びパラメータ、ワーク座標系などの加工条件（以降入力データ）と、該入力データに基づいて加工運転を行った場合における加工プログラムの各ブロックの処理時間、および制御対象となる工作機械のワーク座標系における座標値（以降出力データ）を１つのプロジェクトデータとして管理する。

また、加工プログラム及び加工条件などの入力データを修正して加工プログラムを実行する度に、図２に示すように、プロジェクトのバージョンを上げて各データの差分を生成してバージョン管理情報として管理する。各データの差分は、加工プログラムについては前のバージョンの加工プログラムの各ブロックに対する変更・追加・削除を差分として記憶し、加工条件については前のバージョンの加工条件の値から変更された部分の値を差分として記憶する。また、修正した入力データに基づいて行われた運転制御の結果を示す出力データについては、前のバージョンの出力データにおける各ブロックの処理時間、座標値からそれぞれ異なっている値を差分として記憶することで、前のバージョンのプロジェクトとの間の差分を管理することができる。

そして、各プロジェクトのバージョン間における、入力データの差分と出力データの差分との対応関係が把握できるように表示装置に表示することにより、いずれの入力データに対する調整が、出力データに対してどのように影響を与えているかオペレータに示すことができる。

図３は、本発明の一実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。本発明の数値制御装置１は、運転実行部１０、データ管理部１１、データ記憶部１２、表示装置１３を備える。

運転実行部１０は、加工プログラム、および各種パラメータやワーク座標系などの加工条件などを含む入力データに基づいて加工運転を実行する。運転実行部は、加工運転を実行する際に、図示しない計時部により各ブロックの処理時間を計時すると共に、制御対象となる工作機械の各軸のワーク座標系における座標値を実行する加工プログラムのブロック毎にメモリ上に記録する。そして、記憶した各ブロックの処理時間および座標値を、データ管理部へと出力する。

データ管理部１１は、プロジェクトのバージョン管理を行う。データ管理部１１は、バージョン管理の機能として、チェックアウト機能、チェックイン機能、およびバージョン間比較表示機能を少なくとも備えている。

データ管理部１１のチェックアウト機能は、オペレータが所定のプロジェクトの所定のバージョンのデータを要求した際に、データ記憶部１２から指定されたプロジェクトのプロジェクトデータと、当該プロジェクトデータに係る指定されたバージョンまでの全てのバージョン管理データを読み出し、読み出したプロジェクトデータに対して読み出したバージョン管理データを順次適用し、オペレータが指定した指定されたバージョンのプロジェクトデータ（入力データ、および出力データ）を生成して出力（チェックアウト）する機能である。データ管理部１１は、指定されたプロジェクトデータの指定されたバージョンをチェックアウトしたことを記憶しておく。

図４（ａ）は、オペレータがプロジェクトＡのバージョン３のプロジェクトデータを要求した際の、データ管理部１１によるプロジェクトデータのチェックアウト処理を説明する図である。データ管理部１１はオペレータからの要求を受けると、データ記憶部１２に記憶されているプロジェクトＡのプロジェクトデータ（バージョン１に相当）と、該プロジェクトＡの各バージョンのバージョン管理データ（図ではバージョン２とバージョン３のバージョン管理データ）を読み出す。読出しが完了すると、データ管理部１１は、読み出したプロジェクトデータに含まれる入力データ及び出力データに対して、バージョン２のバージョン管理データに含まれる差分の情報を適用し、プロジェクトＡのバージョン２のプロジェクトデータを生成する。次いで、プロジェクトＡのバージョン２のプロジェクトデータに対して、バージョン３のバージョン管理データに含まれる差分の情報を適用し、プロジェクトＡのバージョン３のプロジェクトデータを生成する。そして、プロジェクトＡのバージョン３のプロジェクトデータを要求への応答として出力（チェックアウト）し、プロジェクトＡのバージョン３のプロジェクトデータをチェックアウトしたことを一時的に記憶する。

データ管理部１１のチェックイン機能は、オペレータがデータ管理部を介して取得したプロジェクトデータに含まれる入力データに対して修正を加え、該修正された入力データに基づいて機械の運転制御を実行した際に、該修正された入力データと、前記運転制御の結果として得られた出力データとを受けて、新しいバージョン管理データを生成し、バージョン管理対象としてデータ記憶部に記憶する機能である。

図４（ｂ）は、図４（ａ）で説明した処理の後に、オペレータがプロジェクトＡのバージョン３のプロジェクトデータに基づいて、入力データに修正を加え、該修正された入力データに基づいて機械の運転制御を実行した際に実行されるチェックイン処理を説明する図である。データ管理部１１は、オペレータの操作に基づいて修正された入力データと新しい出力データを受け付けると、チェックアウト中であるプロジェクトＡのバージョン３のプロジェクトデータに含まれている入力データおよび出力データと、修正された入力データおよび新しい出力データとの間の差分情報を生成し、生成した差分情報に基づいて新しいバージョン（バージョン４）のバージョン管理データを生成する。そして、生成したプロジェクトＡのバージョン４のバージョン管理データを、新たな管理対象としてデータ記憶部にプロジェクトＡのプロジェクトデータ及びバージョン管理データと関連付けて記憶する。

データ管理部１１のバージョン間比較表示機能は、オペレータが所定のプロジェクトの所定のバージョンのデータを要求した際に、データ記憶部１２から指定されたプロジェクトのプロジェクトデータと、当該プロジェクトデータに係る指定されたバージョンまでの全てのバージョン管理データを読み出して、読み出したプロジェクトデータに対して読み出したバージョン管理データを順次適用することで各バージョンのプロジェクトデータを生成し、各バージョンのプロジェクトデータ間の比較表示を行う機能である。

図５は、データ管理部１１のバージョン間比較表示機能により、プロジェクトの各バージョンの加工プログラム（入力データ）と各ブロックの処理時間（出力データ）との関係を表示した例を示す図である。オペレータがプロジェクト（および該プロジェクトの最新バージョン）を選択し、加工プログラムと各ブロックの処理時間との関係を表示するように指令すると、データ管理部１１は、データ記憶部１２からオペレータにより選択されたプロジェクトのプロジェクトデータとバージョン管理データを読み出して各バージョンのプロジェクトデータを生成し、生成した各バージョンのプロジェクトデータに含まれる加工プログラムを横に並べて表示する。本表示例では、縦軸はブロックの開始時間を意味しており、各ブロックの開始時間を算出し、縦軸に沿った位置にそのブロックを表示する。各バージョン間の加工プログラムで、対応するブロック（変更の無いブロックや一部修正されたブロック）は接続線でつなぎ、そのブロックを処理するまでにかかる時間が、どちらが小さいかを一目でわかるようにしている。

また、図５では省略しているが、バージョンが上がるに伴い処理時間が減少しているブロックについては接続線の色を青色、増加しているブロックについては接続線の色を赤色などで表示するなど表示属性を変更することにより、一目で当該ブロックの処理時間が
減少乃至増加していることを把握することができるようになる。また、バージョンが上がるに伴い変更されたブロックについては、そのブロックに太字や色をつけるなどして強調して表示することで、変更箇所の把握がしやすくなる。

更に、加工プログラム以外の影響で各ブロックの処理時間が変化した可能性を示すため、選択されたプロジェクトの各バージョンのパラメータも横に並べて表示する。各バージョン間のパラメータで一つでも変更のある箇所を抜出して表示し、変更がある箇所については太字や色をつけるなどして強調して表示してもよい。

図５に示した表示例では、プロジェクＡのバージョン１とバージョン２の加工プログラムは変更がないが、一方でパラメータについては変更されており、これにより、パラメータの変更が各ブロックの処理時間に影響を与えていることが一見して把握できる。
また、プロジェクトＡのバージョン２とバージョン３の加工プログラムには、変更されたブロック（Ｎ５０）があり、一方でパラメータに変更点がない。これにより、パラメータの影響はなく加工プログラムの変更により各ブロックの処理時間が変化したことがわかる。

図６は、データ管理部１１のバージョン間比較表示機能により、プロジェクトの各バージョン間での各入力データと各ブロックの座標値（出力データ）との関係を表示した例を示す図である。データ管理部１１は、図５の例の場合と同様に各バージョンのプロジェクトデータを生成すると、オペレータにより指定された比較対象となる２つのバージョンについて、プロジェクトデータに含まれる座標値に基づいて各ブロックの座標値を線でつないで表示する。比較する２つのプロジェクトの各バージョンの座標値は重ねて表示する。

各ブロックの座標値は、前の座標値から次の座標値まで線を引き、このとき、各バージョン間の加工プログラムで変更がないブロック、かつ、ブロックの座標値に変更がないならば通常の線を引く。加工プログラムで変更されたブロック、または、ブロックの座標値に変更があるならば、その線を点線や色をつけるなどして強調して表示する。

また、比較対象とした２つのバージョンの入力データを表示する。図６（ａ）は加工プログラムを表示した例であり、その場合には、変更されたブロックを抜出して表示し、変更がある箇所については太字や色をつけるなどして強調して表示する。

加工プログラム以外の影響で各ブロックの座標値が変化した可能性を示すため、オペレータの操作などに基づいて、選択されたプロジェクトの各バージョンのパラメータ（図６（ｂ））またはワーク座標系（図６（ｃ））を加工プログラムと切り換え表示できるようにしてもよい。各バージョン間のパラメータまたはワーク座標系で変更のある箇所を抜出して表示し、変更がある箇所については太字や色をつけるなどして強調して表示する。

図６（ａ）の例では、プロジェクトＡのバージョン１とバージョン２の加工プログラムには、変更されたブロックがある。一方でパラメータやワーク座標系に変更点がない。これより、加工プログラムの変更により各ブロックの座標値が変化したことがわかる。

また、図６（ｂ）の例では、プロジェクトＡのバージョン２とバージョン３のパラメータには、変更された箇所がある。一方で加工プログラムやワーク座標系に変更点がない。これより、パラメータの変更により各ブロックの座標値が変化したことがわかる。

更に、図６（ｃ）の例では、プロジェクトＡのバージョン３とバージョン４のワーク座標系には、変更された箇所がある。一方で加工プログラムやパラメータに変更点がない。これより、ワーク座標系の変更により各ブロックの座標値が変化したことがわかる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

例えば、データ管理部１１が行うバージョン管理に関する機能（バージョンの管理方法、チェックイン機能、チェックアウト機能、差分生成機能など）については、上記で説明したものに限られず、一般的なバージョン管理システムが有する機能を適宜採用することが可能である。

また、データ記憶部１２に記憶されるデータ構造は、上述した実施形態ではバージョン１のプロジェクトデータと、バージョン２以降の差分情報を含む各バージョン管理データとで構成されているが、各バージョンのプロジェクトデータをそのまま記憶するようにしてもよい。このようにすることで、データ量は増加するものの、バージョン管理情報に含まれる差分情報を用いて各プロジェクトデータを生成する処理が不要となるため全体的な処理の負荷を軽減することができる。

１ 数値制御装置
１０ 運転実行部
１１ データ管理部
１２ データ記憶部
１３ 表示装置
２０ 入力データ
２１ 出力データ

Claims (5)

1. 加工プログラムおよび加工条件を少なくとも含む入力データに基づいて機械を制御する数値制御装置において、
   前記加工プログラムおよび前記加工条件に基づいて前記機械を運転制御し、前記運転制御の結果を示す出力データを生成する運転実行部と、
   前記入力データと前記出力データを関連付けて成るプロジェクトデータと、前記プロジェクトデータのバージョン間の差分を含むであるバージョン情報とを記憶するデータ記憶部と、
   前記プロジェクトデータのバージョン管理を行うデータ管理部と、
   前記プロジェクトデータを表示する表示装置と、
   を備え、
   前記データ管理部は、オペレータがプロジェクトデータのバージョンを選択した際に前記データ記憶部に記憶されたプロジェクトデータとバージョン情報とに基づいて前記オペレータが選択したプロジェクトデータのバージョンに対応する入力データおよび出力データを生成し、また、前記オペレータが前記入力データに対して修正を加え、該修正された入力データに基づく運転制御が行われた際に、前記修正前後の入力データの差分と、前記出力データと前記修正された入力データに基づく運転制御による結果を示す出力データとの差分とに基づいて前記プロジェクトデータの新たなバージョン情報として管理対象とした上で前記データ記憶部へ記憶し、
   前記表示装置は、オペレータが選択したプロジェクトデータの複数のバージョンを、前記複数のバージョン間の入力データの修正内容と、前記出力データの変化との関係を表示する、
   ことを特徴とする数値制御装置。
2. 加工プログラムおよび加工条件を少なくとも含む入力データに基づいて機械を制御する数値制御装置において、
   前記加工プログラムおよび前記加工条件に基づいて前記機械を運転制御し、前記運転制御の結果を示す出力データを生成する運転実行部と、
   前記入力データと前記出力データを関連付けて成るプロジェクトデータを記憶するデータ記憶部と、
   前記プロジェクトデータのバージョン管理を行うデータ管理部と、
   前記プロジェクトデータを表示する表示装置と、
   を備え、
   前記データ管理部は、オペレータがプロジェクトデータを選択し、該プロジェクトデータに含まれる入力データに対して修正を加え、該修正された入力データに基づく運転制御が行われた際に、前記修正された入力データと、前記修正された入力データに基づく運転制御による結果を示す出力データとを関連付けたものを前記プロジェクトデータの新たなバージョンとして管理対象とした上で前記データ記憶部へ記憶し、
   前記表示装置は、オペレータが選択したプロジェクトデータの複数のバージョンを、前記複数のバージョン間の入力データの修正内容と、前記出力データの変化との関係を表示する、
   ことを特徴とする数値制御装置。
3. 前記出力データは、少なくとも前記加工プログラムのブロック毎の処理時間および前記機械が備える各軸の座標値の何れかを含む、
   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. 前記表示装置は、前記プロジェクトデータの複数のバージョンに含まれる、少なくとも加工プログラムの修正内容および加工条件の修正内容のいずれかと、前記加工プログラムのブロック毎の処理時間の変化と、の関係を表示する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。
5. 前記表示装置は、前記プロジェクトデータの複数のバージョンに含まれる、少なくとも加工プログラムの修正内容および加工条件の修正内容のいずれかと、前記加工プログラムのブロック毎の前記機械が備える各軸の座標値と、の関係を表示する、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の数値制御装置。

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