JP2022127435A - 制御システム、制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能な制御システムを提供する。【解決手段】制御システムは、予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部と、指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部と、移動対象物が指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部とを備える。移動判定部は、移動対象物が境界線を跨いだか否かを判定し、移動対象物が境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断する。【選択図】図８

Description

本開示は、制御システム、制御方法および制御装置に関する。

従来より、制御コードを用いた加工プログラムを用いてレーザ加工が行われている。例えば、特開平２－６３６９２号公報（特許文献１）は、加工条件がパラメータとして定義されてレーザ発振器の出力や移動速度等を制御する技術を開示する。具体的には、当該公報には、移動開始からの距離に基づいて加工条件を変更する場合が開示されている。

特開平２－６３６９２号公報

一方で、従来より、条件成立の判定方式として特定の位置に到達したか否かを判定する方式がある。しかしながら、座標を指定した場合に、当該座標を通過しない場合には、条件成立の判定ができないという課題がある。また、上述の先行技術文献は、このような課題について、何ら考慮されていない。

本開示の一つの目的は、簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能な制御システムおよび制御方法ならびに制御装置を提供することである。

本開示の一例に従う制御システムは、予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部と、指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部と、移動対象物が指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部とを備える。移動判定部は、移動対象物が境界線を跨いだか否かを判定し、移動対象物が境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断する。この構成によれば、境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断することが可能であり、簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能である。

制御システムは、ユーザ設定に従って境界線を生成する設定受付部をさらに備える。この構成によれば境界線をユーザ設定で設定可能である。

境界線は、領域上の点および当該点を通る直線の角度に基づいて規定される。この構成によれば、点および点を通る直線の角度に基づいて規定されるため境界線を簡易に設定することが可能である。

設定受付部は、移動軌跡に対して境界線を生成するための設定画面を有する。設定画面は、指定位置の入力の受付が可能であり、かつ、指定位置を通過する移動軌跡を分割する仮想境界線が操作可能に表示される。設定受付部は、設定画面における仮想境界線に対する操作入力を受け付けて境界線を生成する。この構成によれば、設定画面により境界線を簡易に設定することが可能である。

設定受付部は、指定位置の入力に従って、移動軌跡に対して垂線かつ、指定位置を通過する直線を境界線として生成する。この構成によれば、指定位置の入力により境界線が生成されるため簡易に境界線を設定することが可能である。

移動判定部は、境界線に従う移動対象物の位置に対する判定関数を算出する。移動判定部は、移動対象物の位置に従う判定関数の値の符号が反転するか否かに基づいて境界線を跨いだか否かを判定する。この構成によれば、境界線を跨いだか否かを簡易な方式で判定することが可能である。

制御システムは、移動判定部の判断結果に基づいて、所定の動作を実行する実行部をさらに備える。この構成によれば、判断結果を用いて所定の動作を実行することが可能である。

所定の動作は、第１状態から第２状態に変化する動作、第２状態から第１状態に変化する動作、あるいは第１および第２状態を維持する動作のいずれか１つである。この構成によれば、所定の動作を複数の状態の変化で定義することが可能であるため設計の自由度を向上させることが可能である。

本開示の別の一例に従う制御方法は、予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御するステップと、移動対象物が指定位置に到達したか否かを判断するステップとを備える。判断するステップは、移動対象物が指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を跨いだか否かを判定し、移動対象物が境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断する。この構成によれば、境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断することが可能であり、簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能である。

本開示のさらに別の一例に従う制御装置は、予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部と、指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部と、移動対象物が指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部とを備える。移動判定部は、移動対象物が境界線を跨いだか否かを判定し、移動対象物が境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断する。この構成によれば、境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断することが可能であり、簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能である。

本開示のある局面に従う制御システム、制御方法および制御装置は、境界線を跨いだと判定した場合には、指定位置に到達したと判断することが可能であり、簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能である。

実施形態に従う制御システム１の構成例を示す模式図である。 実施形態に従う制御システム１の主要なハードウェア構成例を示す模式図である。 実施形態に従う制御システム１を構成するサポート装置４０のハードウェア構成例を示すブロック図である。 実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するための模式図である。 実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するための別の模式図である。 実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するためのさらに別の模式図である。 実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するためのもう一つ別の模式図である。 実施形態に従う制御システム１のレーザ出力ＯＮ／ＯＦＦを判定する方式を説明する模式図である。 実施形態に従う制御システム１のレーザ出力ＯＮ／ＯＦＦを判定する方式を説明する具体例の一例を示す図である。 実施形態に従う境界線Ｌ１およびＬ２の設定について説明する図である。 実施形態に従う制御システム１の制御フローについて説明する図である。 実施形態の変形例１に従うサポート装置４０の設定画面について説明する図である。 実施形態の変形例１に従う別の設定画面について説明する図である。 実施形態の変形例２に従う設定画面について説明する図である。

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本開示が適用される場面の一例について説明する。

図１は、実施形態に従う制御システム１の構成例を示す模式図である。図１には、典型例として、レーザ加工システムの例を示すが、本開示を適用するアプリケーションは、何ら限定されるものではない。

制御システム１は、ＸＹステージ２０上に配置されたワーク４に対して、穴あけ、切断、マーキングなどのレーザ加工を行う。より具体的には、制御システム１は、制御装置１０と、ＸＹステージ２０と、レーザ３０とを含む。

ワーク４に対するレーザ加工は、ＸＹステージ２０によるワーク位置の調整をすることにより、レーザ３０が発生するレーザ光による照射位置を調整する。なお、図示しないガルバノミラーと組み合わせることも可能である。

制御装置１０は、主制御ユニット１００と、軸インターフェイスユニット２００と、レーザ制御ユニット３００とを含む。

主制御ユニット１００は、アプリケーションプログラム１１０（図２参照）を実行する演算部に相当する。アプリケーションプログラム１１０は、制御対象の機構およびワーク４などに応じて任意に作成される。主制御ユニット１００がアプリケーションプログラム１１０を実行して得られる実行結果は、軸インターフェイスユニット２００およびレーザ制御ユニット３００における制御信号の生成に用いられる。

軸インターフェイスユニット２００は、制御線５２を介して、ＸＹステージ２０と接続されており、ＸＹステージ２０を駆動するためのステージ制御信号５２０を出力する。ＸＹステージ２０は、ワーク４が配置されるプレート２２と、プレート２２とを駆動するサーボモータ２４およびサーボモータ２６とを含む。図１に示す例では、サーボモータ２４がプレート２２をＸ軸方向に変位させ、サーボモータ２６がプレート２２をＹ軸方向に変位させる。軸インターフェイスユニット２００からのステージ制御信号５２０は、サーボモータ２４およびサーボモータ２６を駆動するサーボドライバ２３およびサーボドライバ２５（図２参照）に与えられる。

レーザ制御ユニット３００は、一種の通信装置である。レーザ制御ユニット３００は、制御線５３を介して、レーザ３０と接続されており、レーザ３０に対して、オン／オフを指示するレーザ制御信号５３０を出力する。

＜Ｂ．制御システム１の主要なハードウェア構成例＞
次に、実施形態に従う制御システム１のハードウェア構成例について説明する。

図２は、実施形態に従う制御システム１の主要なハードウェア構成例を示す模式図である。上述したように、制御装置１０は、主制御ユニット１００と、軸インターフェイスユニット２００と、レーザ制御ユニット３００とを含む。

主制御ユニット１００は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１０６と、バスコントローラ１１２とを含む。

ストレージ１０６は、ＳＳＤ（Solid State Disk）やフラッシュメモリなどで構成される。ストレージ１０６は、例えば、基本的なプログラム実行環境を提供するためのシステムプログラム１０８と、ワーク４に応じて任意に作成されるアプリケーションプログラム１１０とを格納する。ストレージ１０６は、後述する図４（Ｂ）の加工プログラムを含む設定条件等を格納する。

プロセッサ１０２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などで構成される。プロセッサ１０２は、ストレージ１０６に格納されたシステムプログラム１０８およびアプリケーションプログラム１１０を読み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御システム１の全体的な制御を実現する。

主制御ユニット１００は、内部バス１１４を介して、軸インターフェイスユニット２００およびレーザ制御ユニット３００と電気的に接続されている。バスコントローラ１１２は、内部バス１１４によるデータ通信を仲介する。

なお、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで必要な処理が提供される構成例を示したが、これらの提供される処理の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

軸インターフェイスユニット２００は、サーボドライバ２３およびサーボドライバ２５に与えられるステージ制御信号５２０を生成および出力する。より具体的には、軸インターフェイスユニット２００は、軸制御演算部２１０と、出力インターフェイス回路２２０とを含む。

軸制御演算部２１０は、主制御ユニット１００がアプリケーションプログラム１１０を実行することで算出される演算値（指令値）に従って、サーボドライバ２３およびサーボドライバ２５に与えるべき指令を生成する。軸制御演算部２１０は、例えば、プロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを用いて構成される演算回路によって実現される。

出力インターフェイス回路２２０は、アプリケーションプログラム１１０の実行結果に従って、ステージ制御信号５２０を出力する信号出力部に相当する。より具体的には、出力インターフェイス回路２２０は、軸制御演算部２１０によって生成された指令に従って、サーボドライバ２３およびサーボドライバ２５に与えるステージ制御信号５２０を生成する。ステージ制御信号５２０としては、各制御周期における変位量、速度、角速度などの情報をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により変調した信号が用いられてもよい。すなわち、出力インターフェイス回路２２０は、送信すべき情報をＰＷＭにより変調してステージ制御信号５２０を生成してもよい。あるいは、変位量、速度、角速度などの情報をパルス数として変調した信号が用いられてもよい。

なお、軸制御演算部２１０および出力インターフェイス回路２２０を単一のＡＳＩＣで実現してもよい。

レーザ制御ユニット３００は、レーザ３０に与えられるレーザ制御信号５３０に与えられるレーザ制御信号５３０を生成および出力する。より具体的には、レーザ制御ユニット３００は、レーザ制御演算部３１０と、出力インターフェイス回路３１４とを含む。

レーザ制御演算部３１０は、主制御ユニット１００がアプリケーションプログラム１１０を実行することで算出される演算値（指令値）に従って、レーザ３０に与えるべき指令を生成する。レーザ制御演算部３１０は、例えば、プロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを用いて構成される演算回路によって実現される。

出力インターフェイス回路３１４は、レーザ制御演算部３１０によって生成された指令に従って、レーザ３０に与えるレーザ制御信号５３０を生成する。レーザ制御信号５３０としては、オン／オフの２レベルを有する信号が用いられてもよい。

なお、レーザ制御演算部３１０、出力インターフェイス回路３１４を単一のＡＳＩＣで実現してもよい。

＜Ｃ．サポート装置４０のハードウェア構成＞
実施形態に従うサポート装置４０は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いてプログラムを実行することで実現される。サポート装置４０は、制御装置１０と接続される。サポート装置４０は、制御装置１０に対してレーザ加工システムの各種設定を実行する。

図３は、実施形態に従う制御システム１を構成するサポート装置４０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３を参照して、サポート装置４０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ４２と、主記憶装置４３と、二次記憶装置４７と、ローカルネットワークコントローラ４６と、入力部４４と、表示部４５とを含む。これらのコンポーネントはバス４１を介して接続される。

プロセッサ４２は、二次記憶装置４７に格納された各種プログラムを読み出して、主記憶装置４３に展開して実行することで、後述するような設定処理を含む各種処理を実現する。

二次記憶装置４７は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Flash Solid State Drive）などで構成される。二次記憶装置４７は、典型的には、サポート装置４０において実行される設定プログラム４８と、シミュレーションプログラム４８＃と、ＯＳ４９とを格納する。二次記憶装置４７は、図３に示すプログラム以外の必要なプログラムを格納してもよい。

サポート装置４０で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の任意のサーバからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。また、実施形態に従うサポート装置４０が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。

ローカルネットワークコントローラ４６は、任意のネットワークを介した別の装置との間のデータの遣り取りを制御する。

入力部４４は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受け付ける。表示部４５は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ４２からの処理結果などを出力する。

プロセッサ４２がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。

＜Ｄ．課題＞
次に、実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題について説明する。

図４は、実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するための模式図である。図４（Ａ）を参照して、ここでは、ＸＹステージ２０をＸＹ座標で定義される座標系においてワーク位置を座標（０，０）から座標（１００，１００）まで移動させる場合が示されている。ワーク位置が座標（５０，５０）から座標（１００，１００）までの区間においてレーザ３０によりレーザ加工する場合の例が示されている。

図４（Ｂ）は、いわゆるＧコードで記述された加工プログラム（アプリケーションプログラム）の一例である。Ｇコードで指令することで、ＸＹステージ２０の軸移動や座標設定、回転、対象加工物の加工方法などを細かく設定することが可能となる。図４（Ｃ）は、当該加工プログラムで用いるレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルの一例である。本例においては、座標（５０，５０）においてレーザ３０をＯＮ（オン）し、座標（１００，１００）においてレーザ３０をＯＦＦ（オフ）する場合が設定されている。

図５は、実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するための別の模式図である。図５を参照して、Ｇコードで与えられる連続時間の軌跡データは、制御装置１０内で離散時間の軌跡データに変換される。そのため、制御装置１０は、ある時刻ｔ（＝ｎ）におけるワーク位置の座標と、次の時刻ｔ（＝ｎ＋１）におけるワーク位置の座標とを比較して、指定した座標（５０，５０）を跨いだかどうかで判定する。制御装置１０は、指定した座標（５０，５０）を跨いだと判定した場合にレーザ３０をＯＮ（オン）する。

図６は、実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するためのさらに別の模式図である。図６に示されるように、ワーク位置が移動する場合について考える。具体的には、ワーク位置が座標（５０，５０）で折り返す場合の軌跡が示されている。当該軌跡において、座標（５０，５０）においてレーザ３０をＯＮ（オン）する場合である。Ｇコードで与えられる連続時間の軌跡データは、座標（５０，５０）を跨いでいる場合であっても離散時間の軌跡データは座標（５０，５０）を跨がない可能性がある。そのため、指定した座標（５０，５０）において、レーザ３０をＯＮ（オン）できないという課題がある。

図７は、実施形態に従う制御システム１の関連技術において生じ得る課題を説明するためのもう一つ別の模式図である。図７に示されるように、ワーク位置が座標（５０，５０）で折り返す場合の軌跡が示されている。ここでは、図６のようにワーク位置が直線で移動するのではなく、曲線補間される場合が示されている。当該軌跡において、座標（５０，５０）においてレーザ３０をＯＮ（オン）するように指定した場合である。離散時間の軌跡データは、座標（５０，５０）を跨がないため、指定した座標（５０，５０）において、レーザ３０をＯＮ（オン）できないという課題がある。

＜Ｅ．解決手段＞
次に、上述したような課題を解決するための解決手段の典型例について説明する。

実施形態においては、条件成立の判定方式として特定の位置に到達したか否かを簡易な方式で判定する。

図８は、実施形態に従う制御システム１のレーザ出力ＯＮ／ＯＦＦを判定する方式を説明する模式図である。図８に示されるように、ワーク位置が点線のように移動する場合が示されている。本例においては、指定された位置Ｐに関連付けて領域上の境界線Ｌを設定する。境界線Ｌは、軌跡データを分割する直線である。境界線Ｌは、領域上の点（位置Ｐ）および当該点（位置Ｐ）を通る直線の角度に基づいて規定される。

制御システム１は、ワーク位置が移動して境界線Ｌを跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌを跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された位置Ｐに到達したと判断する。これにより、位置Ｐに対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＮ（オン））を実行する。

図９は、実施形態に従う制御システム１のレーザ出力ＯＮ／ＯＦＦを判定する方式を説明する具体例の一例を示す図である。図９に示されるように、位置Ｐの座標（５０，５０）に対して境界線Ｌ（ｙ＝ｘ）を設定した場合が示されている。制御システム１は、ワーク位置が移動して境界線Ｌ（ｙ＝ｘ）を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ（ｙ＝ｘ）を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された位置Ｐに到達したと判断する。これにより、制御システム１は、位置Ｐに対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＮ（オン））を実行する。

図１０は、実施形態に従う境界線Ｌ１およびＬ２の設定について説明する図である。図１０（Ａ）に示されるように、境界線Ｌ１は、ＸＹ座標系において次式で表される。

ｙ＝ａ（ｘ-ｘ_L）＋ｙ_L
具体的には、境界線Ｌ１は、傾きａと、指定点座標（ｘ_L，ｙ_L）とで設定される。ユーザは、傾きａと、指定点座標（ｘ_L，ｙ_L）を入力することにより境界線Ｌ１を設定することが可能である。

本例においては、境界線Ｌ１を跨いだか否かは、上式を用いたワーク位置に対する判定関数ｆ（ｘ，ｙ）を用いて判定することが可能である。

ｆ（ｘ，ｙ）＝ａ（ｘ-ｘ_L）＋ｙ_L－ｙ
実施形態において、一例として判定関数ｆ（ｘ，ｙ）の値の符号が反転するか否かで境界線を跨いだか否かを判定することが可能である。判定関数ｆ（ｘ，ｙ）は、境界線Ｌ１を基準として値の符号が反転することを利用している。

なお、ａが∞である場合には、ｆ（ｘ，ｙ）＝ｘ-ｘ_Lにより判定する。
図１０（Ｂ）は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルの一例である。図１０（Ｂ）には、境界線に関連付けられたレーザ出力のＯＮ（オン）、ＯＦＦ（オフ）が設定されている。レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルは、ストレージ１０６内に格納されている。

具体的には、境界線Ｌを設定するための座標および傾き角度と、レーザ出力のＯＮ（オン）、ＯＦＦ（オフ）が対応付けて設定される。

具体的には、境界線Ｌ１（座標（０，０）、傾き角度４５°）に関連付けられてレーザ出力ＯＮが設定されている。

境界線Ｌ２（座標（０，－１００）、傾き角度０°）に関連付けられてレーザ出力ＯＦＦが設定されている。

制御システム１は、ワーク位置が移動して境界線Ｌ１を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ１を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標（０，０）に到達したと判断する。これにより、制御システム１は、位置（０，０）に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＮ（オン））を実行する。

次に、制御システム１は、ワーク位置が移動して境界線Ｌ２を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ２を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標（０，－１００）に到達したと判断する。これにより、制御システム１は、位置（０，－１００）に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＦＦ（オフ））を実行する。

なお、本例においては、境界線Ｌを設定するためのパラメータとして、傾き角度を設定する場合について説明したが、傾き角度に限られず、傾きａの値を設定するようにしても良いし、境界線Ｌを設定することが可能であれば他の如何なる値を用いても良い。

図１１は、実施形態に従う制御システム１の制御フローについて説明する図である。
図１１を参照して、一例として当該制御フローは、主制御ユニット１００におけるレーザ３０を制御する処理である。具体的には、プロセッサ１０２がアプリケーションプログラム１１０を実行することに基づいて軸インターフェイスユニット２００によるＸＹステージ２０の制御とともに、レーザ制御ユニット３００によるレーザ３０を制御する処理である。プロセッサ１０２は、上記したようにいわゆるＧコードで記述された加工プログラム（アプリケーションプログラム）に基づいて軸インターフェイスユニット２００に対して演算値（指令値）を出力する。軸インターフェイスユニット２００は、主制御ユニット１００からの演算値（指令値）に従ってＸＹステージ２０を制御することにより予め設定された移動軌跡に従ってワーク位置を移動させる。

主制御ユニット１００は、演算したワーク位置と、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルとに基づいてレーザ制御ユニット３００に対してレーザ３０を制御するための演算値（指令値）を出力する。

具体的には、主制御ユニット１００は、判定関数を設定する（ステップＳ２）。主制御ユニット１００は、ストレージ１０６に格納されているレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルに基づいて判定関数を設定する。初期状態として、主制御ユニット１００は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルの最初の先頭リストを用いて判定関数を設定する。例えば、図１０（Ｂ）で説明した境界線Ｌ１（座標（０，０）、傾き角度４５°）に従う判定関数ｆ（ｘ，ｙ）を設定する。

次に、主制御ユニット１００は、時刻（ｔ＝ｎ←ｎ＋１）の経過を検出する（ステップＳ４）。時刻の経過は、制御周期に対応し、制御周期毎に当該処理を実行する。

次に、主制御ユニット１００は、ワーク位置である指令位置（Ｘ［ｎ］，Ｙ［ｎ］）を計算する（ステップＳ６）。上記したように、Ｇコードで記述された加工プログラム（アプリケーションプログラム）に基づいてワーク位置が設定される。

次に、主制御ユニット１００は、指令位置（Ｘ［ｎ］，Ｙ［ｎ］）に基づいて判定関数値を算出する（ステップＳ７）。具体的には、判定関数ｆ（ｘ，ｙ）に指令位置（Ｘ［ｎ］，Ｙ［ｎ］）を入力することにより判定関数値を算出する。

次に、主制御ユニット１００は、算出した判定関数値と、前回の判定関数値の符号prevとの積を計算して、当該計算結果が負であるか否かを判断する（ステップＳ８）。すなわち、判定関数値の符号が反転したか否かを判断する。

ステップＳ８において、主制御ユニット１００は、算出した判定関数値と、前回の判定関数の値の符号prevとの積を計算して、当該計算結果が負であると判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）には、対象となるリストの出力を実行する。すなわち、判定関数の値の符号が反転した場合であり、境界線Ｌを跨いだ場合に相当する。

次に、主制御ユニット１００は、次の判定関数を設定する（ステップＳ１０）。具体的には、主制御ユニット１００は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルに基づいて判定関数を設定する。主制御ユニット１００は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルの次のリストを用いて判定関数を設定する。例えば、主制御ユニット１００は、図１０（Ｂ）で説明した境界線Ｌ２（座標（０，－１００）、傾き角度０°）に従う判定関数ｆ（ｘ，ｙ）を設定する。

次に、主制御ユニット１００は、算出した判定関数値の符号prevを保持する（ステップＳ１２）。

次に、主制御ユニット１００は、プログラムが完了したか否かを判断する（ステップＳ１４）。

主制御ユニット１００は、プログラムが完了したと判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、処理を終了する（エンド）。

一方、主制御ユニット１００は、プログラムが完了しないと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、ステップＳ４に戻り、上記処理を繰り返す。

一方、ステップＳ８において、主制御ユニット１００は、算出した判定関数値と、前回の判定関数の値の符号prevとの積を計算して、当該計算結果が負でないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）には、ステップＳ９およびステップＳ１０をスキップして、ステップＳ１２に進む。すなわち、判定関数の値の符号が反転しない場合であり、境界線Ｌを跨いでいない場合に相当する。そして、主制御ユニット１００は、ステップＳ１２において、算出した判定関数値の符号prevを保持する（ステップＳ１２）。なお、初期状態においては、符号prevは設定されていない。したがって、主制御ユニット１００は、ステップＳ１２に進み、符号prevを設定する。

したがって、制御システム１は、図１０（Ｂ）のレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルを用いた場合には、境界線Ｌ１に従う判定関数を設定する。そして、制御システム１は、ワーク位置が移動して境界線Ｌ１を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ１を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標（０，０）に到達したと判断する。これにより、制御システム１は、位置（０，０）に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＮ（オン））を実行する。

次に、制御システム１は、図１０（Ｂ）のレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルを用いた場合には、境界線Ｌ２に従う判定関数を設定する。制御システム１は、ワーク位置が移動して境界線Ｌ２を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ２を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標（０，－１００）に到達したと判断する。これにより、制御システム１は、位置（０，－１００）に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＦＦ（オフ））を実行する。

これにより、制御システム１は、領域上の境界線を設定することにより条件成立の判定方式として特定の位置に到達したか否かを簡易な方式で判定することが可能である。

なお、図１１における制御フローは、主制御ユニット１００において主に実行される場合について説明したが、主制御ユニット１００およびサポート装置４０を用いて実行するようにしてもよい。また、サポート装置４０は、シミュレーションプログラム４８＃を有しており、当該シミュレーションプログラム４８＃を実行することによりサポート装置４０において仮想的に実行することも可能である。

＜Ｆ．その他の実施の形態＞
（変形例１）
実施形態の変形例１においては、簡易に境界線を設定する操作方式について説明する。

上記の実施形態におけるレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルは、ユーザが座標および傾き角度およびレーザ出力のＯＮ／ＯＦＦを入力することにより作成される。

具体的には、サポート装置４０を用いて、サポート装置４０の表示部４５で表示される設定画面に入力することによりレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルを作成しても良い。当該設定画面は、プロセッサ４２が設定プログラム４８を実行することにより実現される。

作成されたレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルは、サポート装置４０のローカルネットワークコントローラ４６を介して主制御ユニット１００のストレージ１０６に格納することが可能である。また、サポート装置４０は、設定プログラム４８を実行することにより主制御ユニット１００のストレージ１０６に格納されているアプリケーションプログラム１１０を設定したり、更新したりすることが可能である。

図１２は、実施形態の変形例１に従うサポート装置４０の設定画面について説明する図である。図１２を参照して、サポート装置４０の境界線を設定する設定画面４００が示されている。設定画面４００には、シミュレーションプログラム４８＃の実行結果に従って移動するワーク位置の軌跡Ｚが表示されている。軌跡Ｚは、ワーク位置の移動をシミュレーションにより算出して得られた軌跡である。

設定画面４００は、ユーザからの入力を受付可能に設けられており、本例においては、入力部４４のマウス等を用いて設定が可能に設けられている。

具体的には、ユーザは、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルを作成するにあたり、指定点を任意の位置に設定する。ユーザは、レーザをオンあるいはオフしたい点を指定する。一例として、設定画面４００において、ユーザが入力部４４のマウス等により画面で表示される軌跡Ｚ上の点Ｒをクリック操作により指定した場合が示されている。

設定画面４００は、指定点の入力に基づいて仮想境界線を算出して、表示する。
図１３は、実施形態の変形例１に従う別の設定画面について説明する図である。図１３を参照して、境界線を設定する設定画面４０２が示されている。

サポート装置４０は、設定画面４００に対する指定点のユーザの入力を受け付けた場合に、指定点の入力に基づいて仮想境界線を算出して、表示部４５に表示する。

具体的には、サポート装置４０は、設定画面４００に対する指定位置の入力に従って、軌跡Ｚに対して垂線かつ、指定位置を通過する直線を仮想境界線として生成する。本例においては、サポート装置４０は、軌跡Ｚ上の指定点Ｒの入力を受け付けた場合に、軌跡Ｚに対して垂線かつ、指定点Ｒを通過する直線を仮想境界線Ｌ３として生成した場合が示されている。

また、本例においては、仮想境界線Ｌ３に対して操作が可能に設けられている。一例として、設定画面４０２において、ユーザが入力部４４のマウス等により画面で表示される仮想境界線Ｌ３に対してドラッグ＆ドロップ操作により仮想境界線の傾きを調整した仮想境界線Ｌ３＃が示されている。

そして、設定した仮想境界線に対して所定の入力操作を実行することにより、レーザ出力のＯＮあるいはＯＦＦを設定することが可能である。

これにより、設定した仮想境界線と、レーザ出力の設定にしたがってレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルを作成することが可能である。

実施形態の変形例１に従う設定画面により、ユーザは、設定画面を介して簡易に境界線を設定することが可能である。これにより、簡易にレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルを作成することが可能である。また、本例においては、指定点の入力に基づいて仮想境界線を生成して、ユーザが当該仮想境界線を調整可能な場合について説明したが、指定点の入力に基づいて１つの境界線を設定するようにしても良い。この場合には、傾きの入力は不要であり、ワンアクションで境界線の設定が可能となる。

（変形例２）
実施形態の変形例２においては、レーザ簡易に境界線を設定する別の操作方式について説明する。

図１４は、実施形態の変形例２に従う設定画面について説明する図である。図１４（Ａ）を参照して、境界線を設定する設定画面４０４が示されている。

サポート装置４０は、設定画面４０４に対する指定点のユーザの入力を受け付けた場合に、指定点の入力に基づいて境界線を算出して、表示部４５に表示する。

本例においては、ワーク位置の軌跡として円を描くように移動してまた元の位置に戻って移動する場合が示されている。そして、例えば、円弧の一部においてレーザをオンし、オフする場合について説明する。具体的には、円弧の一部の位置Ｑ２において、レーザをオンし、位置Ｑ３においてレーザをオフする。

この場合、上記したように、ユーザは、位置Ｑ２を指定点として入力操作を行うことにより、軌跡に対して垂線かつ、位置Ｑ２を通過する直線を境界線Ｌ４として設定することが可能である。そして、当該位置Ｑ２におけるレーザ出力をＯＮに設定する。

また、ユーザは、位置Ｑ３を指定点として入力操作を行うことにより、軌跡に対して垂線かつ、位置Ｑ３を通過する直線を境界線Ｌ５として設定することが可能である。そして、当該位置Ｑ３におけるレーザ出力をＯＦＦに設定する。

一方で、最初に境界線Ｌ４に従う判定関数が設定された場合には、ワーク位置が位置Ｑ１に到達した場合に、境界線Ｌ４を跨ぐことになる。したがって、境界線Ｌ４を跨いだことにより、レーザ出力がＯＮとなる恐れがある。

したがって、実施形態の変形例２においては、レーザ出力の状態としてＯＮあるいはＯＦＦ以外にＨＯＬＤの状態を設定可能にする。

レーザ出力の状態として、レーザ出力ＯＦＦ（第１状態）からレーザ出力ＯＮ（第２状態）に変化する動作、レーザ出力ＯＮ（第２状態）からレーザ出力ＯＦＦ（第１状態）に変化する動作、レーザ出力ＯＦＦ（第１状態）およびＯＮ（第２状態）を維持する動作の設定が可能である。

図１４（Ｂ）は、実施形態の変形例２に従うレーザＯＮ／ＯＦＦテーブルについて説明する図である。図１４（Ｂ）に示されるように、境界線に関連付けられたレーザ出力のＯＮ（オン）、ＯＦＦ（オフ）とともにＨＯＬＤ（維持）が設定されている。

具体的には、境界線Ｌを設定するための座標および傾き角度と、レーザ出力のＯＮ（オン）、ＯＦＦ（オフ）、ＨＯＬＤ（維持）が対応付けて設定される。

一例として、境界線Ｌ４（位置Ｑ１、傾き角度４５°）に関連付けられてレーザ出力ＨＯＬＤが設定されている。

次に、境界線Ｌ４（位置Ｑ２、傾き角度４５°）に関連付けられてレーザ出力ＯＮが設定されている。

次に、境界線Ｌ５（位置Ｑ３、傾き角度９０°）に関連付けられてレーザ出力ＯＦＦが設定されている。

制御システム１は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルの最初のリストに従ってワーク位置が移動して境界線Ｌ４を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ４を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標である位置Ｑ１に到達したと判断する。これにより、位置Ｑ１に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＨＯＬＤ（維持））を実行する。

制御システム１は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルの次のリストに従ってワーク位置が移動して境界線Ｌ４を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ４を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標である位置Ｑ２に到達したと判断する。これにより、制御システム１は、位置Ｑ２に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＮ（オン））を実行する。

制御システム１は、レーザＯＮ／ＯＦＦテーブルのさらに次のリストに従ってワーク位置が移動して境界線Ｌ５を跨ぐか否かを判定する。制御システム１は、ワーク位置が境界線Ｌ５を跨いだと判定した場合には、ワーク位置が指定された座標である位置Ｑ３に到達したと判断する。これにより、位置Ｑ３に対応して予め設定された動作（レーザ出力をＯＦＦ（オフ））を実行する。

これにより、制御システム１は、不適切な位置での誤動作を回避することが可能であり、レーザ出力の設定を簡易に行うことが可能となる。

すなわち、レーザ出力の状態の設定として、レーザ出力ＯＮ、レーザ出力ＯＦＦ以外にレーザ出力ＨＯＬＤを設けることにより、設定の自由度が向上し、効率的な設定が可能となる。

＜Ｇ．利点＞
実施形態に従う制御システムによれば、簡易な方式で、特定の位置に到達したか否かを判定することが可能である。

＜Ｈ．付記＞
上述したような実施形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部（２００）と、
指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部（１０６）と、
前記移動対象物が前記指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部（１０２）とを備え、
前記移動判定部は、
前記移動対象物が前記境界線を跨いだか否かを判定し、
前記移動対象物が前記境界線を跨いだと判定した場合には、前記指定位置に到達したと判断する、制御システム。

［構成２］
ユーザ設定に従って前記境界線を生成する設定受付部（４０）をさらに備える、請求項１記載の制御システム。

［構成３］
前記境界線は、領域上の点および当該点を通る直線の角度に基づいて規定される、請求項１または２記載の制御システム。

［構成４］
前記設定受付部は、前記移動軌跡に対して前記境界線を生成するための設定画面（４００，４０２，４０４）を有し、
前記設定画面は、前記指定位置の入力の受付が可能であり、かつ、前記指定位置を通過する前記移動軌跡を分割する仮想境界線が操作可能に表示され、
前記設定受付部は、前記設定画面における前記仮想境界線に対する操作入力を受け付けて前記境界線を生成する、請求項２記載の制御システム。

［構成５］
前記設定受付部は、前記指定位置の入力に従って、前記移動軌跡に対して垂線かつ、前記指定位置を通過する直線を境界線として生成する、請求項２記載の制御システム。

［構成６］
前記移動判定部は、
前記境界線に従う前記移動対象物の位置に対する判定関数を算出し、
前記移動対象物の位置に従う前記判定関数の値の符号が反転するか否かに基づいて前記境界線を跨いだか否かを判定する、請求項１記載の制御システム。

［構成７］
前記移動判定部の判断結果に基づいて、所定の動作を実行する実行部（３００）をさらに備える、請求項１記載の制御システム。

［構成８］
前記所定の動作は、第１状態から第２状態に変化する動作、前記第２状態から前記第１状態に変化する動作、あるいは前記第１および前記第２状態を維持する動作のいずれか１つである、請求項７記載の制御システム。

［構成９］
予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御するステップと、
前記移動対象物が指定位置に到達したか否かを判断するステップ（Ｓ８）とを備え、
前記判断するステップは、
前記移動対象物が前記指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を跨いだか否かを判定し（Ｓ８）、
前記移動対象物が前記境界線を跨いだと判定した場合には、前記指定位置に到達したと判断する（Ｓ９）、制御方法。

［構成１０］
予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部（２００）と、
指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部（１０６）と、
前記移動対象物が前記指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部（１０２）とを備え、
前記移動判定部は、
前記移動対象物が前記境界線を跨いだか否かを判定し、
前記移動対象物が前記境界線を跨いだと判定した場合には、前記指定位置に到達したと判断する、制御装置。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御システム、１０ 制御装置、２０ ＸＹステージ、２２ プレート、２３，２５ サーボドライバ、２４，２６ サーボモータ、３０ レーザ、４０ サポート装置、４１ バス、４２，１０２ プロセッサ、４３ 主記憶装置、４４ 入力部、４５ 表示部、４６ ローカルネットワークコントローラ、４７ 二次記憶装置、４８ 設定プログラム、５２，５３ 制御線、１００ 主制御ユニット、１０４ メインメモリ、１０６ ストレージ、１０８ システムプログラム、１１０ アプリケーションプログラム、１１２ バスコントローラ、１１４ 内部バス、２００ 軸インターフェイスユニット、２１０ 軸制御演算部、２２０，３１４ 出力インターフェイス回路、３００ レーザ制御ユニット、３１０ レーザ制御演算部。

Claims (10)

1. 予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部と、
   指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部と、
   前記移動対象物が前記指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部とを備え、
   前記移動判定部は、
   前記移動対象物が前記境界線を跨いだか否かを判定し、
   前記移動対象物が前記境界線を跨いだと判定した場合には、前記指定位置に到達したと判断する、制御システム。
2. ユーザ設定に従って前記境界線を生成する設定受付部をさらに備える、請求項１記載の制御システム。
3. 前記境界線は、領域上の点および当該点を通る直線の角度に基づいて規定される、請求項１または２記載の制御システム。
4. 前記設定受付部は、前記移動軌跡に対して前記境界線を生成するための設定画面を有し、
   前記設定画面は、前記指定位置の入力の受付が可能であり、かつ、前記指定位置を通過する前記移動軌跡を分割する仮想境界線が操作可能に表示され、
   前記設定受付部は、前記設定画面における前記仮想境界線に対する操作入力を受け付けて前記境界線を生成する、請求項２記載の制御システム。
5. 前記設定受付部は、前記指定位置の入力に従って、前記移動軌跡に対して垂線かつ、前記指定位置を通過する直線を境界線として生成する、請求項２記載の制御システム。
6. 前記移動判定部は、
   前記境界線に従う前記移動対象物の位置に対する判定関数を算出し、
   前記移動対象物の位置に従う前記判定関数の値の符号が反転するか否かに基づいて前記境界線を跨いだか否かを判定する、請求項１記載の制御システム。
7. 前記移動判定部の判断結果に基づいて、所定の動作を実行する実行部をさらに備える、請求項１記載の制御システム。
8. 前記所定の動作は、第１状態から第２状態に変化する動作、前記第２状態から前記第１状態に変化する動作、あるいは前記第１および前記第２状態を維持する動作のいずれか１つである、請求項７記載の制御システム。
9. 予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御するステップと、
   前記移動対象物が指定位置に到達したか否かを判断するステップとを備え、
   前記判断するステップは、
   前記移動対象物が前記指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を跨いだか否かを判定し、
   前記移動対象物が前記境界線を跨いだと判定した場合には、前記指定位置に到達したと判断する、制御方法。
10. 予め設定された移動軌跡に従って移動対象物の移動を制御する移動制御部と、
    指定位置に関連付けて予め規定された領域上の境界線を保持する記憶部と、
    前記移動対象物が前記指定位置に到達したか否かを判断する移動判定部とを備え、
    前記移動判定部は、
    前記移動対象物が前記境界線を跨いだか否かを判定し、
    前記移動対象物が前記境界線を跨いだと判定した場合には、前記指定位置に到達したと判断する、制御装置。
    

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