JP3200023B2

JP3200023B2 - 生産設備の制御装置

Info

Publication number: JP3200023B2
Application number: JP01778697A
Authority: JP
Inventors: 徹水野; 匡彦細川; 稔中村
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: EP0894566B1; EP0894566A4; EP0894566A1; US6246920B1; DE69837778D1; DE69837778T2; WO1998031501A1; JPH10202469A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械やシステム等
の生産設備を制御する数値制御装置等の制御装置、及び
その制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の生産システムや機械等の生産設備
においては、該生産設備が備えている構成、機能、具備
している付属機器、及びこれら機能や付属機器の能力等
を考慮して、作業指示のプムログラムを作成している。
例えば、機械やシステムに計測装置（計測機能）が備わ
っているか否か、さらにその計測装置（計測機能）がど
の程度の自動計測に対応したものかという機器の能力を
考慮して個々のシステムや機械毎に作業指令を作成して
いる。

【０００３】又、制御装置のユーザインタフェースは固
定的であり、作業者はトレーニングを受けて操作方法を
習得し、操作方法になれる必要がある。すなわち、作業
者自体が制御装置に合わせる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】同一用途に使用できる
が、構成や備える付属装置が異なる機械が複数あり、こ
れらの機械をすべて同一用途に使用するような場合にお
いても、同一の作業指示によってこれらの各機械を作動
させ作業を実行させることはできなく、これらの各機械
毎に作業指示を作成しなければならない。そのため、作
業計画の作成に手間を要するという問題がある。ある１
つの機械で行なっていた作業を構成や付属装置の異なる
他の機械で実行させようとするとき、同一作業指示プロ
グラムでこの他の機械を駆動し、同一作業を実行させる
ことはできないという不便さがある。さらに、作業者が
行なう操作の内容は機械によって異なるため、作業者の
能力によっては自由に機械の配置変えや、作業計画の作
成、変更の自由度が制限され、工場全体の柔軟な運用が
できないという問題を有している。

【０００５】又、機械の仕様やシステム構成が同等で、
共通の作業指示で動作させることができる複数の機械を
備えている場合でも、１つの機械の仕様変更や改良を行
なうと、共通の動作指令で動作させることができなくな
る。そのため、共通性を維持するならば、すべての機械
の仕様変更や改良を同じ内容でかつ同じタイミングで行
なう必要がある。これでは無駄な投資になると共にシス
テム運用の柔軟性に欠ける。

【０００６】さらに制御装置のユーザインタフェースが
固定的であるから、作業者は制御装置の操作をなれるま
でマスターしなければならない。逆に、作業者が熟練
し、面倒な操作を行なわずに直接制御装置を簡単に操作
できるようになったとしても、固定的なユーザインタフ
ェースに基づいて操作を行なわねばならないという問題
があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、機械やシステム
等の生産設備の構成や能力に応じて指令された作業を自
動的に処理するか手動処理するかを、生産設備の制御装
置自体で判断できる制御装置を提供することにある。
又、本発明の目的は、作業者の熟練度に応じて、その熟
練度に適した操作ができる制御装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、加工作業を行
う機械あるいはシステム等の生産設備を制御する制御装
置内のメモリに該生産設備の構成、能力の情報を記憶し
ておき、制御装置に入力された加工作業の指示と該加工
作業に付属する作業の指示で構成されるの作業指示と上
記記憶情報を対比して、自動処理ができるか、手動処理
が必要かを判断する判断機能を備え、自動か、手動処理
かを切り替え処理できるようにした。

【０００９】上記判断機能によって手動処理が必要と判
断されたときには、手動処理のための説明を表示手段に
表示し、該表示と入力手段からの作業者からの入力によ
る対話により制御装置が手動処理の作業をガイドする。
対話のために表示するデータは、概略的なものから詳細
な物まで階層的に複数用意され、作業者が入力装置から
説明要求が入力される毎に順次詳細な説明を表示するよ
うにする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を機械を制御する
数値制御装置に適用した一実施形態の作用、機能を説明
する機能ブロック図である。本発明の制御装置において
は、従来の制御装置の機能に仮想作業者（Virtual Oper
ator）を設けた点に特徴を有するものである。本実施形
態における制御装置１には、従来の数値制御装置２の機
能に仮想作業者としての機能３が付加されている。

【００１１】数値制御装置２には従来と同様に、ＮＣプ
ログラムを解読・実行する機能２ａを有し、ＮＣプログ
ラムに基づいてサーボアンプ２ｃを駆動して機械４に設
けられた各サーボモータ等を駆動する。又、シーケンス
プログラムに基づいて、入出力ポート２ｄを介して機械
４及び周辺装置５との間でやり取りされるティジタル信
号やアナログ信号を処理するプログラマブルマシンコン
トローラ２ｂの機能を備えている。この数値制御装置２
の構成、作用、機能は従来のＣＮＣ装置と同様である。

【００１２】仮想作業者の機能３は、作業者との対話処
理を行なう機能３ａを有すると共に、機械システムの構
成、仕様などの情報のシステムデータ３ｄを記憶してお
き、入力された作業指示を解釈し、システムデータ３ｄ
を参照して、自動処理できるものか作業者の関与が必要
かを判断する作業指示の解釈機能３ｂを有する。入力さ
れた作業指示を数値制御装置２への指令に変換する機能
３ｃを備え、さらに、上記作業指示の解釈機能３ｂが、
自動処理できると判断した際に、数値制御装置２の機能
では処理できない指示部分に対して自動処理するプログ
ラムを生成するＤＧＣ機能（Dynamically Generated Co
ntrol ／動的に生成する機能）３ｅを備えている。

【００１３】さらに、本実施形態では、制御装置１は通
信ネットワーク６を介してホストコンピュータ等の上位
システム７に接続されている。上記システムデータ３ｄ
は、機械システム構成が決まったとき、例えば機械の出
荷とき等に、機械のシステム構成、仕様が設定記憶さ
れ、さらに、仕様変更、機能付加、レベルアップ、周辺
装置の付加等があったときには、上記システムデータ３
ｄを読み出し、表示装置に表示させて、追加変更した内
容に応じてシステムデータを書き替え更新し、メモリに
格納するようにする。また、このシステムデータ３ｄ
は、通信ネットワークを介して上位システムにも送信
し、上位システムによって管理する。

【００１４】さらに、ユーザインタフェースは作業者の
熟練度に対応させるために階層を持ったユーザインタフ
ェースとされており、各階層のユーザインタフェースは
上位システム７のホストコンピュータ等のメモリに格納
されている。なお、システムデータ３ｄとしてこの各階
層のユーザインタフェースを格納しておいてもよい。

【００１５】作業指示は、通信ネットワーク６を介して
上位システム７から自動的に読み込むことも、又作業者
が制御装置の操作機器を用いて作成することもできる。
この作業指示は、数値制御装置２による加工のための指
示とこの加工を行なうための前処理、後処理等の付属処
理で構成され、加工のための指示はＮＣプログラム処理
２ａが実行するＮＣプログラムのプログラム名、ＰＭＣ
２ｂが実行するシーケンスプログラム名で指示し、付属
処理は、通常の文章と特別の意味をもつ機能コードで構
成されている。機能コードで書かれた部分は作業指示プ
ログラム、通常の文章の部分はプログラムのコメントと
しての性格を有し、通常の文章の部分はそのまま表示装
置に表示される。又機能コード部分はその機能コードに
従って所定のプログラムが実行される。本実施形態は、
この機能コード部分を「＜」と「＞」で囲んで、機能コ
ードを他の文章と区別するようにしている。

【００１６】そして、作業指示は図９に示すようにヘッ
ダと、それに続いて作業単位毎に区切られた複数のセク
ションで構成されている。ヘッダには、作業指示の共通
事項が記載される。例えば、一例を上げると次のように
なる。「 Version2.1 ５軸ミリング加工用判定不能の場合：上位へ」「Version2.1」この作業指示の文法のバージョンを示
し、「５軸ミリング加工用」は、対象とする加工を示
し、「判定不能の場合：上位へ」は機能コードの解釈、
及び機能コードの実行が不能の場合に対する指示を上位
システムに問い合わせる方式を指定している。なお、
「判定不能の場合：表示へ」とすれば、上位システムに
問い合わせる代わりに表示装置に表示して、その不明な
点を作業者よって解決させるようにする。

【００１７】又セクションは１つの作業単位の指令であ
り、１つのセクションは「＜ｅ＞」を持って終わる。
又、作業指示の終了は「＜ＥＮＤ＞」で終わるようにな
っている。セクションの一例として、例えば、付属処理
の加工前処理である段取りの作業指示の一例として「ワ
ークをパレットへ取り付ける工程」の作業指示を示すと
次のようになる。「工程１：ワークをパレットへ取り付けワーク名：ドアフレーム前左使用するパレット：ＰＬ００２説明図を表示する場合には説明図表示ボタンを押す＜ｂ／button 1，draw 1.doc＞ワーク座標系中心はパレット中心から長手方向＋２００
ｍｍ終了確認：作業が終了したら完了ボタンを押す＜ｂ／button 2，report＞＜ｅ＞」この作業指示の作業内容は、車の前部座席左側のドアを
パレット（ＰＬ００２）へ取り付けることを意味し、取
り付け位置として、ワーク座標系原点がパレット中心に
対する相対位置で表現されている。

【００１８】後述するように、この作業指示が読み込ま
れると通常の文章の部分はそのまま表示装置の表示画面
に表示され、機能コードを示す＜……＞の部分が読み込
まれると、この機能コードの処理を行なう。上記例では
説明図表示ボタンに関して、「ｂ」という機能コードに
続いて「button 1」というボタンの描画データ名の第１
の引数があり、続いて「draw 1.doc」という説明図のフ
ァイル名の第２の引数が指令されいる。この場合の機能
コードの処理は、「button 1」という名前のボタン描画
データを上位システムから読み込み、このボタン「butt
on 1」を表示画面の所定の場所に表示し、このボタンが
押されたときには、「draw 1」というファイルの説明図
データを上位システムから読みだし、説明図を表示す
る。又、完了ボタンに関する機能コードも同様で、ボタ
ンの描画データ名「button2」により完了ボタンを表示
し、このボタンが押されると、仮想作業者に通知する
（「report」）。

【００１９】又、付属処理として、加工結果のワークを
測定する作業を指示する場合の１セクションの作業指示
の一例は、次のようになる。「工程６：計測説明：以下の部位の計測を自動または手動で行なう。

【００２０】計測部位：ポケット穴の径基準値：１５０ｍｍ許容誤差：±０．０１ｍｍ測定箇所：穴の側面上の３点測定条件：ワーク１００個毎に１回測定＜ｍ１／pocket hole,d,150mm,+0.01mm,-0.01mm,3point
＞＜ｍ２／１００＞＜ｍ３／program pocket hole 3 ＞＜ｍ４／“測定結果：”，result, ＮＧ＞＜ｍ５／measure,date,work name,work no,result,devi
ation,NG＞＜ｍ６／post measure process> ＜ｍ７／“説明図表示ボタンを押して、表示されている
説明に従って操作してください。”，＜ｂ／button 1,m
easure guide＞＞＜ｅ＞」上記作業指示において機能コードｍ１は計測の基本デー
タを指示するもので、通常の文章に示されるように、引
数で、ポケット穴（pocket hole ）の径（ｄ）を測定す
ること、基準値は１５０ｍｍであり、許容誤差が＋０．
０１ｍｍ、−０．０１ｍｍで、３つのポイントを測定す
ることを指令している。後述するように、この機能コー
ドｍ１で指定されたデータと制御装置にシステムデータ
として記憶されている計測器に関する情報と対照して、
指示された計測が自動処理できるかどうかを判断する。
自動処理ができると判断された場合には、仮想作業者は
以降に指令されている機能コードｍ２〜ｍ６を解読して
指令された処理を行なう。また、機能コードｍ１で指定
されたデータとシステムデータとの対照の結果、自動測
定処理ができないとき（例えば、測定器を備えていな
い。測定器の分解能が指定された許容誤差よりも低く、
許容誤差範囲内で測定できないとき等）、機能コードｍ
７を探し、この機能コードで指令された処理を行なう。

【００２１】機能コードｍ２は測定条件の指定であり、
引数にワーク何個毎に測定するかを指定するもので、こ
の例では、１００回に１回の測定を行なうことを条件と
している。また、機能コードｍ３は、引数で自動計測が
可能な場合の計測器プログラム名を指定する。機能コー
ドｍ４は、測定結果の表示の指定である。引数の「resu
lt」は測定結果のデータを表し、ＮＧは結果が許容範囲
かどうかを表す。画面上には、例えば、次のように表示
される「測定結果：１５０．００９ｍｍＯＫ」機能コードｍ５は、測定結果の記録の指定である。第１
引数は記録するファイル名であり、上記例では、「meas
ure 」というファイルに記憶される。第２引数以降は、
日付、ワーク名、ワーク番号、測定データ、基準値との
差等、記憶すべきデータを順に指定する。機能コードｍ
６は、測定後の後処理のプログラム名の指定であり、測
定結果が許容誤差範囲内でない場合にワークを他の場所
に排出する場合に、その動作を実行させるためのプログ
ラム名を記述する。

【００２２】機能コードｍ７は、自動測定処理ができな
いと判断されたとき、手動測定をするために作業者に指
示を与えるもので、上記例では、説明メッセージと共
に、ボタン１（button 1）が表示され、このボタン１を
押すと、測定のためのガイド「measure guide 」が表示
されるものである。図２は、本発明を５軸数値制御装置
に適用したときの一実施形態のブロック図であり、従来
の数値制御装置と比較し、相違する点は、仮想作業者の
ためのソフトウエアが異なるだけで、ハードウエアは同
一である。

【００２３】制御装置１のプロセッサ１１は制御装置１
を全体的に制御するプロセッサである。このプロセッサ
１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを
バス２２を介して読み出し、このシステムプログラムに
従って、制御装置１を全体的に制御する。ＲＡＭ１３に
は実行するプログラム、一時的な計算データ、表示デー
タおよびＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を介してオペレー
タが入力した各種データ等が格納される。ＣＭＯＳメモ
リ１４は図示しないバッテリでバックアップされ、制御
装置１の電源がオフにされても記憶状態が保持される不
揮発性メモリとして構成され、上述したシステムデータ
及びインターフェイス１５を介して上位システムから読
込まれた作業指示やＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を介し
て入力された作業指示等が記憶されるようになってい
る。また、ＲＯＭ１２には、作業指示の作成および編集
のために必要とされる編集モードの処理や自動運転のた
めの処理を実施するための各種のシステムプログラムが
予め書き込まれている。

【００２４】インターフェイス１５は、制御装置１を通
信ネットワーク（Ethernet）６を介して上位システム７
と接続している。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コ
ントローラ）１６は、制御装置１に内蔵されたシーケン
スプログラムで工作機械の補助装置、例えば、工具交換
用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御す
る。即ち、作業指示内の加工プログラムで指令されたＭ
機能，Ｓ機能およびＴ機能に従って、これらシーケンス
プログラムで補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏ
ユニット１７から補助装置側に出力する。この出力信号
により各種アクチュエータ等の補助装置が作動する。ま
た、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ
等の信号を受け、必要な処理をして、プロセッサ１１に
渡す。

【００２５】作業指示から読み出されたメッセージや、
作業者のボタン操作等によって入力された指令に基づい
て上位システムから読み込んだ説明図等の画像データの
画像信号は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０に送られ、そ
のディスプレイに表示される。ＣＲＴ／ＭＤＩユニット
７０はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ
入力装置であり、インータフェイス１８はＣＲＴ／ＭＤ
Ｉユニット７０のキーボードからのデータを受けてプロ
セッサ１１に渡す。インターフェイス１９には音声合成
装置２０が接続され、該音声合成装置２０によって作業
者へのメッセージ等が発生装置８０を介して発声され
る。

【００２６】Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂの各軸の軸制御回路３
０〜３４はプロセッサ１１からの各軸の移動指令を受け
て、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４４に出力する。
サーボアンプ４０〜４４はこの指令を受けて、工作機械
の各軸のサーボモータ５０〜５４を駆動する。各軸のサ
ーボモータ５０〜５４には位置・速度検出器が内蔵され
ており、この位置・速度検出器から位置，速度フィード
バック信号がフィードバックされる。図１ではこれらの
位置信号のフィードバックおよび速度のフィードバック
の説明は省略している。基本的な位置，速度，電流ルー
プの各処理は従来の数値制御装置と同様である。

【００２７】スピンドル制御回路６０は工作機械への主
軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル
速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピ
ンドル速度信号を受けて、工作機械の主軸モータ６２を
指令された回転速度で回転させる。主軸モータ６２には
歯車あるいはベルト等でポジションコーダ６３が結合さ
れ、該ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰
還パルスを出力し、その帰還パルスはインターフェイス
２１を経由してプロセッサ１１によって読み取られる。

【００２８】作業指示を上位システムからインタフェー
ス１５を介してＣＭＯＳ１４に読み込み、もしくはＣＲ
Ｔ／ＭＤＩユニット７０を操作して作業指示を作成しＣ
ＭＯＳ１４に記憶させ、該作業指示の実行指令を入力す
ると、制御装置１のプロセッサ１１は図３の処理を開始
する。作業指示が、例えば、図１０に示すように、最初
に付属処理としての段取り指示があり、次に加工指示で
ある加工プログラム、シーケンスプログラムが指示さ
れ、最後に付属処理としての計測指示等からなる。か
つ、上記段取り指令が上述した工程１の指令であったと
し、また計測指示が上記工程６の計測指示である場合を
例に取りながら以下説明する。

【００２９】まず、作業指示の読み込みを行ない（ステ
ップＳ１）、読み込んだデータが機能コードの始まりを
示す「＜」か否か判断し（ステップＳ２）、このデータ
でなければ、読み取ったデータをそのままＣＲＴ／ＭＤ
Ｉ７０の表示画面に表示する（ステップＳ１５）。以下
「＜」が読み込まれなく、通常の文章が読み込まれる限
り、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１５の処理を繰り返し、作
業指示に記述された文章がそのまま表示画面に表示され
ることになる。上述した工程１の作業指示では、通常の
文章部分である。「工程１…表示ボタンを押す」まで
が、そのまま表示されることになる。

【００３０】「＜」が読み込まれると、次の機能コード
を読み込み（ステップＳ３）、解読可能か判断する（ス
テップＳ４）。解読できない場合、すなわち、登録され
ていない機能コード等が記述されているときなど、解読
できない場合にはステップＳ１６に移行して問い合わせ
処理を行なう。なお、この問い合わせ処理は後述する。
解読可能である場合には、その機能コードが作業指示の
終わりの「ＥＮＤ」か、セクションの終わりの「ｅ」か
判断し（ステップＳ５、Ｓ６）、どちらでもなければ、
「＞」が読み込まれるまで、この機能コードに続いて記
述されている引数を読み込む（ステップＳ７、Ｓ８）。
そして、機能コードが対話形か（コードｂか）、自動処
理形（コードｍ）か判断する（ステップＳ９、Ｓ１
０）。

【００３１】機能コードが対話形（コードｂ）であれ
ば、この対話形機能コードの前処理を行なう。すなわ
ち、第１の引数で指定されたボタンデータを上位システ
ムから読み出し、ボタンの図をＣＲＴ／ＭＤＩ７０の表
示画面に表示する。上述した工程１で＜ｂ／button 1,d
raw 1.doc ＞が読み込まれたとき、ボタン名「button
1」の描画データを上位システムから読み込み表示画面
に表示し（ステップＳ１３）、ステップＳ１に戻る。

【００３２】また、読み込んだコードが自動処理形（コ
ードがｍ）であるときには（ステップＳ１０）、後述す
る自動処理機能の前処理を行なう（ステップＳ１１）。
そして、前処理を行なった結果自動処理ができないと判
断され、フラグＦ２が「１」にセットされているとき
（例えば、指令された自動処理のためのプログラムがな
い場合等）は（ステップＳ１２）、ステップＳ１６の問
い合わせ処理に移行し、フラグＦ２＝１で自動処理がで
きると判定されたときにはステップＳ１に移行する。ま
た、読み込んだコードが対話形でも、自動処理形でもな
い場合には、プログラム名であることからそのプログラ
ム名のプログラムを上位システムから読み込みＲＡＭ１
３にロードし（ステップＳ１４）、ステップＳ１に戻
る。

【００３３】こうしてステップＳ１〜Ｓ１６の処理を繰
り返し実行し、ステップＳ６でセクション終了の機能コ
ード「ｅ」が読み込まれると、ステップＳ６からステッ
プＳ１７に移行して、当該セクションが対話形セクショ
ンか判断する。すなわち、当該セクションでの機能コー
ドの指令が対話形（コードｂ）であったかを判断する。
対話形セクションでなければ、自動処理形セクションで
あったかを判断する（ステップＳ１８）。対話形セクシ
ョンであれば、対話形セクションを実行し（ステップＳ
１９）、自動処理形セクションであれば、この自動処理
形セクションを実行し（ステップＳ２０）、ステップＳ
１に移行する。また、対話形でも自動処理形セクション
でもなければそのままステップＳ１に移行する。

【００３４】例えば作業指示として上述した工程１のセ
クションが読み込まれた場合、（ステップＳ１〜Ｓ１６
の処理を繰り返すことによって、上述したように「工程
１…表示ボタンを押す」というメッセージと共に説明図
表示ボタン「button 1」が表示され、続いて「ワーク座
標系中心…完了ボタンを押す」というメッセージと共
に、作業完了ボタンの「button 2」が表示画面のメッセ
ージと共に表示されている。そして、セクション終了の
機能コード「ｅ」が読み込まれると、ステップＳ６から
ステップＳ１７に移行し、対話形セクションであるか
ら、対話形セクションの機能を実行する（ステップＳ１
９）。

【００３５】図５は、この対話形セクションの実行処理
のフローチャートである。まず、図６に示すボタン監視
ルーチン処理を起動し（ステップｂ１）、当該セクショ
ンの作業が終了したことを示すフラグＦ１が１にセット
されるまで待つ（ステップｂ２）。

【００３６】ボタン監視ルーチン処理では、表示された
ボタンが押されたか（表示したボタンがクリックされた
か）判断し（ステップｃ１）、ボタンが押されると、押
されたボタンが作業完了ボタン（上記した工程１のセク
ションにおいて作業完了ボタンの「button 2」）か判断
する（ステップｃ２）。作業完了ボタンではないと（上
述の工程１のセクションの例で、説明図要求の「button
1」が押されたとき）、その押されたボタンの処理を実
行し上位システムから作業のための説明図等を読み込み
表示装置に表示し（ステップｃ４）、ステップｃ１に戻
る。この新たに表示された説明図にも、さらに詳細な説
明図、メッセージ等の説明を要求するためのボタンが表
示され、このボタンが押されると（ステップｃ１）さら
に詳細な説明図、メッセージが表示され、またさらなる
説明要求のボタンも表示される。

【００３７】すなわち、作業の説明図、説明メッセージ
は、概略的なものからより詳細なものへと階層を持って
用意されており、最初は、概略的な説明図、メッセージ
しか表示しないが、説明要求ボタンがステップｃ１〜ｃ
４の繰り返しで順次押されると、押される毎により詳細
な説明図、メッセージが表示される。これにより、作業
者は自己の熟練度に合わせて、必要なメッセージ、説明
図を表示させ、この表示をガイドとして利用して作業を
行なえばよい。なお、各階層の説明図には、戻りボタン
を表示し、このボタンが押されたら最初の説明図に戻
る。

【００３８】また、作業完了ボタンが押されると、作業
完了を示すフラグＦ１を「１」にセットし（ステップｃ
３）、作業が完了したこと知らせる。なお、このボタン
監視ルーチンの処理を実行中、各メッセージを音声合成
装置２０で合成し発声手段８０から音声で知らせるよう
にする。また、動画処理用のハードウエア、ソフトウエ
アを用意して、動画によって作業を説明するようにして
もよい。

【００３９】以上のように、作業説明図及びメッセージ
が階層的に構成され、説明図要求ボタンが押されること
により詳細な説明図、メッセージを表示するようにした
から、作業者の熟練度に応じて必要とする説明図を表示
させればよい。熟練度の高い作業者で、熟知し慣れてい
る場合には、最初から説明図要求ボタンを押すことな
く、作業を行ない作業完了ボタンを押せばよい。熟練度
が低い作業者は、作業者が行なうべき作業が理解できる
まで、説明図要求ボタンを押して、理解できる説明図、
メッセージを表示させて、それに従って作業を行ない、
作業完了ボタンを押せばよい。

【００４０】こうして段取り作業が終わり作業完了ボタ
ンが押されてフラグＦ１が「１」にセットされると、プ
ロセッサ１１はステップｂ２でこれを検出し、ボタン監
視ルーチンを終了させ（ステップｂ３）、フラグＦ１を
「０」に戻し（ステップｂ４）、この対話形セクション
の実行を終了する。一方、自動処理機能コードが読まれ
たとき、ステップＳ１１の図４に示す前処理を行なう
が、この前処理の例を上述した工程６の計測の例で説明
する。

【００４１】まず、読まれたコードｍを判断し（ステッ
プａ１〜ａ７、…）、ｍ１であると、このコードｍ１と
共に記述された引数の内容とシステムデータの計測器の
データを対比して、自動処理の判定ができるかを判断し
（ステップａ９）、その判定ができるときはフラグＦ２
を「１」にセットし（ステップａ１０）、続いて自動計
測ができるか判断し（ステップａ１１）、自動計測がで
きればフラギＦ３を「１」にセットし（ステップａ１
２）、自動処理ができないと判断された時（ステップａ
９）、及び自動計測ができないと判断された時（ステッ
プａ１１）はフラグＦ２，Ｆ３を「１」にセットするこ
となくメインルーチンに戻る。

【００４２】例えば、システムデータとして次のデータ
が記憶されていたとする。一方、作業指示で指令された計測が上記工程６のよう
に、基準値１５０ｍｍの径のポケット穴を許容誤差±
０．０１ｍｍで測定するものであると、システムデータ
に記憶された計測器、すなわち機械に備わった計測器で
計測可能なことを意味する。このような場合には、計測
可能としてフラグＦ３を「１」にセットし（ステップａ
１２）、メインルーチンに戻る。

【００４３】しかし、例えば、作業指示で指令された許
容誤差が±０．００５ｍｍであるような場合や、ポケッ
ト穴径が大きくシステムデータに記憶するストロークで
は穴径を測定できない場合、さらにはシステムデータに
計測器データが無い場合（機械に測定器を備えていない
場合）等の測定が不可能な場合には、フラグＦ３を１」
にセットすることなく、メインルーチンに戻る。

【００４４】次にコードｍ２が読み込まれた場合には
（ステップａ２）、ＤＧＣを生成する。すなわち、この
コードｍ２に対応するプログラムの雛形が上位システム
に格納されており、ｍ２の引数として記述された値をこ
の雛形に適用することによってプログラムが完成するよ
うになっている。このコードｍ２のケースの場合には、
ワーク所定数毎に計測することを意味しており、引数と
して設定されている「１００」によって１００個毎に計
測を行なうものとして、１００個目としてのイベントを
検出する監視ルーチンのプログラムと、イベント発生後
の計測処理を行なうためのイベント処理ルーチンのプロ
グラムを生成する（ステップａ１３）。

【００４５】また、コードｍ３が読み込まれたときには
（ステップａ３）、フラグＦ３が「１」か否か、すなわ
ち自動計測できるか判断し（ステップａ１４）、フラグ
Ｆ３が「１」で自動計測できるときには、このコードの
引数として記述されているプログラム名のプログラム
（計測器のプログラム）がすでに制御装置１のＲＡＭ１
３に格納されているか判断し（ステップａ１５）、格納
されていなければ、上位システムからダウンロードする
（ステップａ１６）。そして、このプログラム名をレジ
スタにセットし（ステップａ１７）メインルーチンに戻
る。なお、フラグＦ３が「１」にセットされていないと
きは、何も行なわずメインルーチンに戻る。

【００４６】コードｍ４が読み込まれたときには（ステ
ップａ４）、フラグＦ３が「１」にセットされていれば
（ステップａ１８）、結果表示用引数をセットし（ステ
ップａ１９）、フラグＦ３が「１」でなければ、そのま
まメインルーチンに戻る。コードｍ５が読み込まれたと
き（ステップａ５）も、フラグＦ３が「１」でなければ
何も行なわず、フラグＦ３が「１」であると（ステップ
ａ２０）、結果記録用の引数をセットし（ステップａ２
１）、メインルーチンに戻る。コードｍ６が読み込まれ
ると（ステップａ６）、フラグＦ３が「１」でなければ
何も行なわず、フラグＦ３が「１」であると（ステップ
ａ２２）、引数に記述された後処理用のプログラム名を
記憶し（ステップａ２３）、メインルーチンに戻る。

【００４７】コードｍ７が読み込まれたとき（ステップ
ａ７）、フラグＦ３か「１」であれば、自動計測を行な
うものであるから、何も行なわずに、またフラグＦ３が
「１」でなければ（ステップａ２４）、手動計測を意味
するから、このコードｍ７と共に記述されたメッセージ
を表示すると共に、コードｂで指示される対話形機能コ
ードの前処理、すなわち、「button 1」を表示し（ステ
ップａ２５）、前述した作業者と制御装置１との対話形
処理が実行され、作業者に手動測定のための解説等がな
される。そしてメインルーチンに戻る。なお、図４にお
いては、自動計測に関するコードのみ記述し説明した
が、他の自動処理コードの場合にも同様な処理が実行さ
れるものである。

【００４８】工程６の各コードが読まれ、最後にセクシ
ョンの終了を意味するコード「ｅ」が読まれるとステッ
プＳ６からステップＳ１７、Ｓ１８に進み、自動形セク
ションを実行可能とする（ステップＳ２０）。この自動
形セクションの実行処理は図７に示す処理であり、工作
機械の運転が開始されると共にこの図７の処理も開始さ
れる。

【００４９】一方、作業指示の終了で「ＥＮＤ」が読み
込まれると（ステップＳ５）、この作業指示入力処理は
終了する。そして、制御装置１に加工指令を指令する
と、ステップＳ１４でロードされた、加工プログラム及
びシーケンスプログラム等に基づいて加工が開始される
と共に、図７に示す自動形セクション処理も開始され
る。

【００５０】自動形セクション処理は、前述したステッ
プａ１３でＤＧＣによって生成したイベント監視ルーチ
ン及びイベント処理ルーチンが作動し、図７に示す処理
を開始する。まず、イベントが発生したかを判断し、す
なわち１００個目のワークの加工が終了したか判断し
（ステップｄ１）、イベントが発生したならば、フラグ
Ｆ３が「１」で自動計測か否やか判断し（ステップｄ
２）、Ｆ３＝１で自動計測の場合には、ステップａ１７
で記憶したプログラム名の計測プログラムを起動し（ス
テップｄ３）、自動計測開始させる。そして、計測器か
ら計測終了信号が送られてくると（ステップｄ４）、ス
テップａ１９、ａ２１でセットした引数に基づいて、そ
の計測結果をＣＲＴ／ＭＤＩ７０の表示装置画面に表示
すると共に、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップｄ５）。
そして、ステップａ２３で記憶したプログラム名の後処
理のプログラムを実行し（ステップｄ６）、次のイベン
ト発生まで待機する。

【００５１】一方、フラグＦ３が「１」ではなく、手動
計測である場合には、手動計測のためのメッセージと、
ボタンを表示し（ステップｄ７）、ボタンが押されると
（ステップｄ８）、上述した対話形セクションと同様の
制御装置１と作業者の対話処理がなされる（ステップｄ
９）。そして、作業者がワークを計測し、計測完了のボ
タンを押すと、ステップｄ１に戻り、次のイベント発生
まで待機することになる。

【００５２】次にステップＳ１６の問い合わせ処理につ
いて説明する。問い合わせ処理は、不明の事項を上位シ
ステムに問い合わせるか、表示装置に表示して作業者に
処理させるかの２つの方法が選択できるようになってい
る。そして、どの問い合わせ方法を用いるかは、作業指
示のヘッダ部分に記述しておく。なお、ヘッダ部分に記
述する代わりにシステムデータとして問い合わせ方法を
記憶させておいてもよい。

【００５３】図８はこの問い合わせ処理のフローチャー
トである。まず、上位システムへの問い合わせか、表示
による作業者への問い合わせかを判断する。本実施形態
では、作業指示のヘッダ部分にこの指示が記述されてい
るから、このヘッダ部分の記述に基づいて判断する（ス
テップｅ１）。上位システムへの問い合わせが設定され
ていると判断されると、上位システムへ判定不能である
ことと、その理由を通知する。前述したように、例え
ば、機能コードが登録されていない場合や、機能コード
の登録があっても、システムデータが十分ではなく、指
示された機能コードの処理を実行できない場合等には、
その旨を上位システムに知らせる（ステップｅ２）。そ
して、上位システムからの指示を待ち、指示があると、
その指示に従って処理を行ない（ステップｅ３，ｅ
４）、終了後メインルーチンに戻る。

【００５４】一方、作業者への問い合わせが設定されて
いると、表示装置に判定不能であること、その理由、及
び戻りボタンを表示する（ステップｅ５）。そして、作
業者による処理が終了し戻りボタンが押されると（ステ
ップｅ６，ｅ７）メインのルーチンに戻る。

【００５５】機械、生産システム等の制御装置１が制御
する生産設備を変更したとき、例えば、自動計測器等の
自動処理機械を追加したときや取り除いたとき等におい
ては、実際の生産設備の内容と、ＣＭＯＳメモリ１４に
記憶されたシステムデータが異なる。このようなときに
は、システムデータを読みだしＣＲＴ／ＭＤＩ７０の表
示装置にシステムデータを表示し、変更した生産設備に
合わせてシステムデータを変更更新してＣＭＯＳメモリ
１４に格納するようにする。また、システムデータを上
位システムで管理しており、このシステムデータの変更
があったときには、通信ネットワークを介して上位シス
テムに送信し、システムデータを変更更新する。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、生産設備の制御装置自体が、
自動処理ができるか、手動処理を必要とするかを判断で
きるから、同じ用途に使用できる生産設備に対して同一
の作業指示を使用でき、作業指示に汎用性を持たせるこ
とができる。そのため、生産設備毎に作業指示を作成す
る必要がなく、作業計画の作成、変更が容易にでき、工
場の柔軟な運用が可能となる。

【００５７】制御装置と作業者との対話を行なうための
作業説明等は、概略的のものから詳細なものまで階層を
持って構成されているから、作業者の熟練度に応じた説
明を選択すればよく、熟練度が異なっても容易に作業を
するためのガイドを得ることができる。また、制御装置
の操作も作業者の熟練度に比例して簡単となり、効率的
に操作、作業をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を工作機械を制御する数値制御
装置に適用した一実施形態の機能ブロック図である。

【図２】図２は、本発明を５軸数値制御装置に適用した
ときの一実施形態のブロック図である。

【図３】同実施形態における作業指示読み込み処理のフ
ローチャートである。

【図４】同実施形態における自動処理機能コードの前処
理のフローチャートである。

【図５】同実施形態における対話形セクションの実行の
フローチャートである。

【図６】同実施形態におけるボタン監視ルーチンのフロ
ーチャートである。

【図７】同実施形態における自動形セクションの実行の
フローチャートである。

【図８】同実施形態における問い合わせ処理のフローチ
ャートである。

【図９】作業指示の構造を説明する説明図である。

【図１０】作業指示の内容を説明する説明図である。

【符号の説明】

１制御装置２数値制御装置３仮想作業者４機械５周辺装置６通信ネットワーク７上位システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−164558（ＪＰ，Ａ) 特開平６−262496（ＪＰ，Ａ) 特開平６−309026（ＪＰ，Ａ) 特開平５−265531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 37/00 - 41/08 B23Q 15/00 - 15/28 B23Q 17/00 - 23/00 G05B 19/18 - 19/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加工作業を行う機械あるいはシステム等
の生産設備を制御する制御装置において、制御装置内の
メモリに該生産設備の構成、能力の情報を記憶しておく
とともに、前記生産設備が行う加工作業を含む作業指示
を前記制御装置に入力し、前記制御装置に入力された作
業指示と上記記憶情報を対比して、自動処理ができる
か、手動処理が必要かを判断する判断機能を有する生産
設備の制御装置。
【請求項２】上記作業指示は、生産設備が行なう加工
作業と、該加工作業に付属する作業の指示で構成される
請求項１記載の生産設備の制御装置。
【請求項３】上記判断機能によって手動処理が必要と
判断されたときには、手動処理のための説明を表示手段
に表示し、該表示と入力手段からの作業者からの入力に
よる対話により制御装置が手動処理の作業をガイドする
請求項１又は請求項２記載の生産設備の制御装置。
【請求項４】対話のために表示するデータは、概略的
なものから詳細な物まで階層的に複数用意され、作業者
が入力装置から説明要求が入力される毎に順次詳細な説
明を表示するようにした請求項３記載の生産設備の制御
装置。