JP2016527637A - 数値制御工作機械の操作を制御するための制御システム、およびそのようなシステムで使用するためのバックエンドとフロントエンド制御装置 - Google Patents
数値制御工作機械の操作を制御するための制御システム、およびそのようなシステムで使用するためのバックエンドとフロントエンド制御装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、数値制御工作機械の操作を制御するための制御システムに関し、システムは、バックエンド制御装置と、バックエンド制御装置に通信可能に接続されたフロントエンド制御装置とを備える。さらに、本発明は、そのようなシステムで使用するためのバックエンド制御装置およびフロントエンド制御装置に関する。
従来技術では、たとえば、シーメンス、ファナック、ハイデンハイン、三菱、ボッシュ―Rexrodtといった異なるベンダーは、数値コントローラ(NCとも呼ばれる。)と、プログラマブルロジックコントローラ(PLCとも呼ばれる。)と、データ(NCまたはPLCデータ)を格納するための第1の格納手段とを典型的に含み得る数値制御工作機械の操作を制御するための制御装置(たとえば、CNCユニット等)を提供しており、第1の格納手段は、プログラマブルロジックコントローラの1つまたは複数のPLCレジスタと、数値コントローラの1つまたは複数のNCレジスタとを含む。制御装置はさらに、第1の格納手段に格納されたデータに基づいて第1のオペレーティングシステムを実行するための第1の処理手段と、ベンダー固有のインターフェース言語プロトコルおよびベンダー固有の内部NC/PLC通信プロトコルを利用し、内部NC/PLC通信プロトコルによって数値コントローラとプログラマブルロジックコントローラと第1の格納手段とに通信可能に接続される通信インターフェースをさらに備える。
本発明の目的は、異なるインターフェース言語プロトコルを利用する、異なるベンダーのNC/PLC制御システムを含む異なるベンダーの複数の工作機械に共通に適用することができる数値制御工作機械の操作を制御するための制御システムの構成を提供することであり、それにより、工作機械または複数の工作機械のシステムが(たとえ異なるベンダーとは異なるNC/PLCシステムの工作機械を備えても)ユニバーサルに、便利に直接またはリモートでモニタされ、かつ、リモートで、ユニバーサルに、効率的に、直感的に、かつ確実に制御されることができることである。
本発明の好ましい実施の形態は、添付の図面を参照しながら説明する。説明される特徴および実施の形態の態様は、変更されまたは組み合わされ本発明のさらなる実施の形態を形成してもよい。
図2Aは、フロントエンド制御装置200とバックエンド制御装置300を含む、本発明の第1の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す。
図2Bは、本発明の第2の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す図である。
図3Aは、本発明の第3の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す図である。
図3Bは、本発明の第4の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す図である。
図4は、本発明の第5の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す図である。
図5は、本発明の第6の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す図である。
図6は、本発明の第7の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す。
図7は、本発明の第8の実施の形態に係る制御システムの概略構成の一例を示す図である。図7に示すように、ポータブルID部900は、インターフェースIFを介してフロントエンド装置200に接続される。
以下において、基本モジュールアプリケーション211によって管理されてもよく、上述されたようなインターフェース構造に基づいて、外部格納手段とフロントエンドおよびバックエンド制御装置の格納手段とNCおよびPLCレジスタとからデータを取得してもよい、制御アプリケーションの別の例が記載される。
Claims (20)
- 数値制御工作機械(100)の操作を制御するための制御システムであって、
前記システムは、バックエンド制御装置(300)、および前記バックエンド制御装置(300)に通信可能に接続されたフロントエンド制御装置(200)を備え、
前記バックエンド制御装置(300)は、
−数値コントローラ(310)と、
−プログラマブルロジックコントローラ(320)と、
−データを格納するための第1の格納手段(311、321)とを備え、前記第1の格納手段(311、321)は、1つまたは複数の前記プログラマブルロジックコントローラ(320)のPLCレジスタ(321)および前記数値コントローラ(310)の1つまたは複数のNCレジスタ(311)を備え、前記バックエンド制御装置(300)は、
−前記第1の格納手段(311)に格納されるデータに基づいて、第1のオペレーティングシステム(313)を実行するための第1の処理手段(312)と、
−第1のインターフェース言語プロトコルおよび内部NC/PLC通信プロトコルを利用し、前記数値コントローラ(310)と前記プログラマブルロジックコントローラ(321)と前記第1の格納手段(311、321)とに前記内部NC/PLC通信プロトコルを用いて通信可能に接続される第1の通信インターフェース(330)とをさらに備え、
前記バックエンド制御装置(300)または前記フロントエンド制御装置(200)は、
−前記第1のインターフェース言語プロトコルおよび第2のインターフェース言語プロトコルを含む複数のインターフェース言語プロトコルを利用し、前記第1の通信インターフェース(330)に前記第1のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続される、第2の通信インターフェース(400)のインターフェースサーバーモジュール(410)とを備え、
前記インターフェースサーバーモジュール(410)は、前記第1のインターフェース言語プロトコルから前記第2のインターフェース言語プロトコルへのインターフェース言語変換および前記第2のインターフェース言語プロトコルから前記第1のインターフェース言語プロトコルへのインターフェース言語変換を含む、前記第1のインターフェース言語プロトコルと前記複数のインターフェース言語プロトコルのうちの他の1つまたは複数のインターフェース言語プロトコルとの間を変換するよう構成され、
前記フロントエンド制御装置(200)は、
−前記第2のインターフェース言語プロトコルおよび/または第2の内部通信プロトコルを利用し、前記第2の通信インターフェース(400)の前記インターフェースサーバーモジュール(410)に、前記第2のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続するよう適合される、前記第2の通信インターフェース(400)の1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)と、
−第2のオペレーティングシステム(213)と、基本モジュールアプリケーション(211)と、複数の制御アプリケーション(212a−212g)とを実行するための第2の処理手段(210)とをさらに備え、
前記第2の処理手段(210)で実行される前記基本モジュールアプリケーション(211)は、前記第2の通信インターフェース(400)の前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a)と前記第2の通信インターフェース(400)の前記インターフェースサーバーモジュール(410)と前記第1の通信インターフェース(330)とを介して前記第1の格納手段(311、321)に格納されるデータにアクセスするように適合され、前記フロントエンド制御装置(200)は、さらに、
−前記数値コントローラ(310)と前記プログラマブルロジックコントローラ(320)と前記第1の格納手段(312、321)とから、前記第1の通信インターフェース(330)と前記第2の通信インターフェース(400)の前記インターフェースサーバーモジュール(410)と前記第2の通信インターフェース(400)の前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)とを介して受信したデータを格納するための第2の格納手段(220)と、
−1つまたは複数の制御画面をユーザーに表示するための表示部(230)と、
−制御入力操作を前記ユーザーから受信するための入力部(240)と、
−前記表示部(230)および前記入力部(240)に通信可能に接続され、前記表示部(230)に表示された前記1つまたは複数の制御画面を制御するための、および前記ユーザーの制御入力操作を処理するための第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)を含む第1のヒューマンマシンインターフェース(250)、とを備える、システム。 - 前記第2の処理手段(210)で実行される前記基本モジュールアプリケーション(211)は、前記第2のインターフェース言語プロトコルおよび/または前記第2の内部通信プロトコルの制御コマンドを、前記第2のインターフェース言語プロトコルおよび/または前記第2の内部通信プロトコルの制御コマンドを前記インターフェースサーバーモジュール(410)に転送するように適合される前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)へ発行することによって、前記第1の格納手段(311、321)に格納されるデータを要求するよう適合されることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記インターフェースサーバーモジュール(410)は、前記受信した前記第2のインターフェース言語の、および/または前記第2の内部通信プロトコルの制御コマンドを、前記第1のインターフェース言語プロトコルの対応する制御コマンドに変換し、前記第1のインターフェース言語プロトコルの前記変換された制御コマンドを前記第1の通信インターフェース(330)に転送するよう適合され、前記第1の通信インターフェース(330)は、前記第1のインターフェース言語プロトコルの前記変換された制御コマンドを受信することによって、前記第1の格納手段(311、321)から前記対応するデータを要求するよう適合されることを特徴とする、請求項2に記載のシステム。
- 前記基本モジュールアプリケーション(211)は、新しい制御アプリケーションデータおよび更新データの取得を、1つまたは複数の通信インターフェースおよび/または前記フロントエンド制御装置(200)のデータインターフェースを介して制御し、1つまたは複数の新しい制御アプリケーションのインストールを、取得された新しい制御アプリケーションデータに基づき制御し、1つまたは複数の既存の制御アプリケーションの更新を取得された更新データに基づいて制御するよう適合されることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段(210)で実行される前記制御アプリケーション(212a−212g)は、前記基本モジュールアプリケーション(211)に通信可能に接続され、前記第1の格納手段(311、321)に格納されるデータに前記基本モジュールアプリケーション(211)を通してアクセス可能とされ、
前記第2の処理手段(210)で実行される前記制御アプリケーション(212a−212g)は、前記基本モジュールアプリケーション(211)に通信可能に接続され、前記基本モジュールアプリケーション(211)は、1つまたは複数の制御アプリケーション(212a−212g)から受信した結果情報および/または統計情報を前記第2の格納手段(220)に格納するよう適合され、
前記第2の処理手段で実行される前記複数の制御アプリケーションの1つまたは複数の第1の制御アプリケーションは、前記複数の制御アプリケーションの1つまたは複数の第2の制御アプリケーションに関連するデータを観察するよう適合され、および/または
前記第2の処理手段(210)で実行される前記複数の制御アプリケーション(212a−212g)の1つまたは複数の第1の制御アプリケーション(212a−212g)は、前記複数の制御アプリケーション(212a−212g)の1つまたは複数の第2の制御アプリケーション(212a−212g)に関連するデータを変更するよう適合されること特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第1のヒューマンマシンインターフェース(250)は、ユーザー操作可能なウィジェットの複数の組を提供するよう構成され、各ユーザー操作可能なウィジェットは、前記入力部(240)を介して前記ユーザーによって操作可能であり、
前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、各第1の制御画面がユーザー操作可能なウィジェットのそれぞれの組の構成を含むように複数の第1の制御画面を制御するよう構成され、
前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、前記入力部240を介して入力されるユーザー入力操作に基づき前記表示部(230)に表示される1つまたは複数の第1の制御画面の中から切り替えるよう構成されること特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第1の通信インターフェース(330)および前記第1のヒューマンマシンインターフェース(250)に通信可能に接続するように適合され、少なくとも1つの第2の制御画面を制御するための第2のグラフィカルユーザーインターフェース(252;341)を含む第2のヒューマンマシンインターフェース(340)をさらに備え、
前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、1つまたは複数の第1の制御画面と第3の制御画面のいずれかを前記表示部(230)に表示することを制御するようさらに構成され、
前記第3の制御画面は前記第2のグラフィカルユーザーインターフェース(252;341)によって提供される前記少なくとも1つの第2の制御画面に対応する部分を含むことを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、前記第3の制御画面が前記第1のヒューマンマシンインターフェース(250)によって提供されるユーザー操作可能なウィジェットのそれぞれの組の構成をさらに含むように前記第3の制御画面を制御するよう構成されることを特徴とする、請求項7に記載のシステム。
- 前記第2のグラフィカルユーザーインターフェース(252)は、前記第2の処理手段(210)で実行される前記フロントエンド制御装置(200)に備えられ、または、
前記第2のグラフィカルユーザーインターフェース(341)は、前記第1の処理手段(312)で実行される前記バックエンド制御装置(300)に備えられ、前記第1のおよび第2のグラフィカルユーザーインターフェースは、グラフィカルデスクトップシェアリングシステムを介して通信可能に接続されることを特徴とする、請求項7または8に記載のシステム。 - 前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、ユーザー操作可能なアプリケーション選択ウィジェットの組を有するアプリケーション選択画面を前記表示部に表示することをさらに制御するよう構成され、各アプリケーション選択ウィジェットは前記ユーザーによって前記複数の制御アプリケーションの1つまたは複数の選択を可能に適合され、および/または
前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、各選択された制御アプリケーションに対して、それぞれの選択された制御アプリケーションに対するそれぞれのアプリケーション画面を表示することをさらに制御するよう構成され、各アプリケーション画面はユーザー操作可能なウィジェットに関連するアプリケーションの組を含むことを特徴とする、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記入力部(240)および前記表示部(230)は、前記入力部(240)および前記表示部(230)の少なくとも一部を結合するタッチパッドまたはタッチ画面を含むタッチユーザーインターフェースを構成する操作部(260)に一体化されることを特徴とする、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)は、前記基本モジュールアプリケーション(211)に、および/または1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)に通信可能に接続された1つまたは複数のユーザー操作可能なウィジェットを含み、および/または、
前記1つまたは複数のウィジェットは、前記基本モジュールアプリケーション(211)を介して前記第1のおよび第2の格納手段(220、311、321)内のデータにアクセスするように適合され、および/または前記1つまたは複数のウィジェットは前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)を介して前記第1の格納手段(311、321)内のデータにアクセスするように適合されることを特徴とする、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記フロントエンド制御装置(200)は、前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)を介して前記第1の格納手段(312、321)内のデータにアクセスするよう適合されるwebサーバーモジュール(270)をさらに備えることを特徴とする、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のシステム。
- システムであって、
−第2のwebブラウザモジュール(510)と、
−1つまたは複数の制御画面をユーザーに表示するための第2の表示部(520)と、
−制御入力操作を前記ユーザーから受信するための第2の入力部(530)と、を含む第1のリモート制御デバイス(500)によって特徴づけられ、
前記第2のwebブラウザモジュール(510)は、前記フロントエンド制御装置(200)の前記webサーバーモジュール(270)に通信可能に接続し、前記フロントエンド制御装置(200)の前記第2の格納手段(220)および前記基本モジュールアプリケーション(211)に前記webサーバーモジュール(270)を介してアクセスし、前記バックエンド制御装置(300)の前記第1の格納手段(311、321)と、前記数値コントローラ(310)と、前記プログラマブルロジックコントローラ(320)とに、前記webサーバーモジュール(270)と、前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)と、前記インターフェースクライアントサーバー(410)と、前記第1の通信インターフェース(330)とを介してアクセスするよう適合され、
前記第2の表示部(520)は、グラフィカルデスクトップシェアリングシステムを介して前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)によって提供される前記1つまたは複数の制御画面を表示するよう構成される、請求項13に記載のシステム。 - システムであって、
−処理手段(610)と、
−前記処理手段(610)で実行されるリモートアプリケーション(620)と、
−リモートアプリケーション画面を前記リモートアプリケーション(620)の前記実行に基づき提供するための第3のグラフィカルユーザーインターフェース(630)と、を含む第2のリモート制御デバイス(600)によって特徴づけられ、
前記第3のグラフィカルユーザーインターフェース(630)は前記フロントエンド制御装置(200)の前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)と通信可能に接続され、
前記第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)はグラフィカルデスクトップシェアリングシステムを介して前記フロントエンド制御装置(200)の前記第1の表示部(230)に前記リモートアプリケーション画面を表示することを制御するよう適合される、請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のシステム。 - データベース格納手段(710)に通信可能に接続されたインターフェースクライアントモジュール(420d)を備え、前記第2のインターフェース言語プロトコルを利用し、1つまたは複数のバックエンド制御装置(300)の1つまたは複数のインターフェースサーバーモジュール(410)に通信可能に接続可能であるデータコレクション装置(700)を備え、
前記データコレクション装置(700)は、前記インターフェースクライアントモジュール(420d)および前記それぞれのインターフェースサーバーモジュール(410)および前記それぞれのバックエンド制御装置(300)の第1の通信モジュール(330)を介して、前記1つまたは複数のバックエンド制御装置(300)の格納手段(311、321)内のデータにアクセスするよう構成され、
前記データコレクション装置(700)は、前記インターフェースクライアントモジュール(420d)を介して前記1つまたは複数のバックエンド制御装置(300)から受信した履歴データを格納するためのデータベース格納手段(710)を備えることを特徴とする、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のシステム。 - フロントエンド制御装置であって、
−前記第2のインターフェース言語プロトコルおよび/または第2の内部通信プロトコルを利用し、前記第2の通信インターフェース(400)の前記インターフェースサーバーモジュール(410)に前記第2のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続するように適合された、前記第2の通信インターフェース(400)の1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)と、
−第2のオペレーティングシステム(213)と、基本モジュールアプリケーション(211)と、複数の制御アプリケーション(212a−212g)とを実行するための第2の処理手段(210)とを備え、
前記第2の処理手段(210)で実行される前記基本モジュールアプリケーション(211)は、前記第1の格納手段(311、321)に格納されるデータに前記第2の通信インターフェース(400)の前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a)と前記第2の通信インターフェース(400)の前記インターフェースサーバーモジュール(410)と前記第1の通信インターフェース(330)とを介してアクセスするように適合され、前記フロントエンド制御装置は、
−前記数値コントローラ(310)と、前記プログラマブルロジックコントローラ(320)と、前記第1の格納手段(312、321)とから前記第1の通信インターフェース(330)と、前記第2の通信インターフェース(400)の前記インターフェースサーバーモジュール(410)と、前記第2の通信インターフェース(400)の前記1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)とを介して受信したデータを格納するための第2の格納手段(220)と、
−ユーザーに1つまたは複数の制御画面を表示するための表示部(230)と、
−制御入力操作を前記ユーザーから受信するための入力部(240)と、
−前記表示部(230)および前記入力部(240)に通信可能に接続され、前記表示部に表示された前記1つまたは複数の制御画面を制御し前記ユーザーの制御入力操作を処理するための第1のグラフィカルユーザーインターフェース(251)を含む第1のヒューマンマシンインターフェース(250)をさらに備える、請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のシステムで使用するためのフロントエンド制御装置。 - −前記第1のインターフェース言語プロトコルおよび第2のインターフェース言語プロトコルを含む複数のインターフェース言語プロトコルを利用し、前記第1の通信インターフェース(330)に前記第1のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続された第2の通信インターフェース(400)のインターフェースサーバーモジュール(410)をさらに備え、
前記インターフェースサーバーモジュール(410)は、前記第1のインターフェース言語プロトコルから前記第2のインターフェース言語プロトコルへのインターフェース言語変換および前記第2のインターフェース言語プロトコルから前記第1のインターフェース言語プロトコルへのインターフェース言語変換を含む、前記第1のインターフェース言語プロトコルと前記複数のインターフェース言語プロトコルの他の1つまたは複数のインターフェース言語プロトコルとの間を変換するよう構成される、請求項17に記載のフロントエンド制御装置。 - バックエンド制御装置であって、
−数値コントローラ(310)と、
−プログラマブルロジックコントローラ(320)と、
−データを格納するための第1の格納手段(311、321)とを備え、前記第1の格納手段(311、321)は前記プログラマブルロジックコントローラ(320)の1つまたは複数のPLCレジスタ(321)および前記数値コントローラ(310)の1つまたは複数のNCレジスタ(311)とを備え、前記バックエンド制御装置は、
−前記第1の格納手段(311)に格納されるデータに基づき第1のオペレーティングシステム(313)を実行するための第1の処理手段(312)と、
−第1のインターフェース言語プロトコルおよび内部NC/PLC通信プロトコルを利用し、前記数値コントローラ(310)と前記プログラマブルロジックコントローラ(321)と前記第1の格納手段(311、321)とに前記内部NC/PLC通信プロトコルを用いて通信可能に接続される第1の通信インターフェース(330)と、
−前記第1のインターフェース言語プロトコルおよび第2のインターフェース言語プロトコルを含む複数のインターフェース言語プロトコルを利用し、前記第1の通信インターフェース(330)に前記第1のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続された、第2の通信インターフェース(400)のインターフェースサーバーモジュール(410)をさらに備え、
前記インターフェースサーバーモジュール(410)は、前記第1のインターフェース言語プロトコルから前記第2のインターフェース言語プロトコルへのインターフェース言語変換および前記第2のインターフェース言語プロトコルから前記第1のインターフェース言語プロトコルへのインターフェース言語変換を含む、前記第1のインターフェース言語プロトコルと前記複数のインターフェース言語プロトコルの1つまたは複数の他のインターフェース言語プロトコルとの間を変換するよう構成される、請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のシステムで使用するためのバックエンド制御装置。 - −1つまたは複数の第1のインターフェース言語プロトコルおよび前記第2のインターフェース言語プロトコルを含む、複数のインターフェース言語プロトコルを利用し、1つまたは複数のNC/PLCバックエンド制御装置(310)の前記第1の通信インターフェース(330)に前記第1の通信インターフェース(330)に利用される前記1つまたは複数の第1のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続可能であるインターフェースサーバーモジュール(410)と、
−前記第2のインターフェース言語プロトコルおよび/または第2の内部通信プロトコルを利用し、前記インターフェースサーバーモジュール(410)に前記第2のインターフェース言語プロトコルを用いて通信可能に接続するように適合された、1つまたは複数のインターフェースクライアントモジュール(420a、420b、420c)とを備える、請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のシステムで使用するための通信インターフェース。
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