JP3316004B2 - 構成可能な工作機械制御装置 - Google Patents

構成可能な工作機械制御装置

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JP3316004B2 JP21724792A JP21724792A JP3316004B2 JP 3316004 B2 JP3316004 B2 JP 3316004B2 JP 21724792 A JP21724792 A JP 21724792A JP 21724792 A JP21724792 A JP 21724792A JP 3316004 B2 JP3316004 B2 JP 3316004B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は構成可能な工作機械制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の数値制御される工作機械制御シス
テムは、有効に使用され得るために、製造範囲内の広く
段階付けられた応用環境をカバーすることができなけれ
ばならない。それに相応してローカルな製造課題に際し
ての技術的要求の重点がさまざまに横たわっている。マ
ン‐マシン通信、内包的情報編集および工作機械の駆動
のための情報処理を含むＣＮＣシステムの主要な構成部
を、部分的に互いに無関係に、特別な特定化使用目的に
合わせ得ることが要求される。その結果としての１つの
特別な特定化使用目的に構成されたＣＮＣ制御システム
の定められた製造課題に対する技術的有効性は上記の構
成部分の相対的重み付けにより影響される。
【０００３】上記の要求にこたえるための従来の解決策
は、一方ではそれぞれローカルな製造課題に合わされて
いる特殊化されたＣＮＣ制御に帰着し、他方では構成パ
ラメータを介してそのつどの製造課題に適合される汎用
のＣＮＣ制御システムが使用される。このことはたとえ
ば、そのために使用されるソフトウェアが複数のテクノ
ロジーに対して作成されており、また特定のビットのセ
ットによりこれらのテクノロジーの１つが選択されるこ
とにより行われる。製造範囲の１つの広い応用環境で
は、一般に１つの異質のシステム環境に通ずる両方式の
組み合わせが行われる。
【０００４】１つの製造課題に合わされている特殊化さ
れたＣＮＣ制御は確かにローカルな情報処理の有効性を
増進するが、本質的にシステムの異質性を助長し、それ
によって１つの広い応用環境におけるマン‐マシン通信
および集積能力を損なう。汎用のＣＮＣ制御システムの
より大きい多様性は、製造課題への構成の際にローカル
なシステム有効性を再び減じてしまう機能オーバーハン
グに通ずる高められたシステム複雑性と結び付いている
ことが多い。従って、従来の解決策の特徴的なことは、
情報編集を含むマン‐マシン通信と情報処理との、大き
い複雑性の際に高められた費用によってのみ見通し可能
にとどまる階層的ツリー構造を介しての密な結び付きで
ある。このようなシステムのなかで機能が拡張または新
たに追加されるべきであれば、一般にこれらの機能を既
存のシステムに結び付ける際に困難が生じ、これらの困
難は使用されるプログラム言語が機械向き言語に近いほ
ど大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、でき
るかぎり簡単に任意の用途に合わせられ得る工作機械制
御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明によれば、数値制御部およびプログラム記憶
式制御部、オペレータユニット、ネットワークインタフ
ェースを有する通信領域のような複数の仕事指向ユニッ
トと、仕事指向ユニットに対応付けられている少なくと
も１つのデータ処理装置と、ハードウェアでまたはハー
ドおよびソフトウェアで実現可能であり、少なくとも１
つのユニットに対応付けられている機能を実行可能な少
なくとも１つの機能対象と、少なくとも２つの機能対象
を管理するための対象管理部とから成っており、各機能
対象は任意の操作部とならんで手続き部と、手続き部と
他の機能対象との間のメッセージを仲介し得る通信部と
を各々が有し、工作機械制御装置のそのつどの構成が具
体的な特性化使用目的に対して機能対象の組み合わせに
より実現可能である。
【０００７】この構成可能な工作機械制御装置により、
必要に応じて情報編集を含むマン‐マシン通信および情
報処理の特別な特定化が、必要であれば互いに無関係に
も可能である。こうして既にシステムレイアウトの際
に、技術的有効性を高めるための目的向きの特定化を行
うことを許す自由度が定められる。こうして広い応用環
境が機能オーバーハングなしに均質なシステム環境のな
かでカバーされ得る。この目的で工作機械制御装置の実
現は先ず、工作機械制御装置の構成部分が仕事指 向ユニ
ットに分割され、それらが次いでハードウェアおよびソ
フトウェアの形の物理的な特定化使用目的に移行させら
れることによって、１つの論理モデルを指向する。工作
機械制御装置の具体的な用途では、使用されるモデル
は、情報編集を含むマン‐マシン通信およびシステム干
渉通信を担当する対話および通信レベルと、数値制御お
よびマシン適応制御を含む実行レベル、すなわち主とし
て情報処理とを区別する。内部通信領域は、全体として
制御システムを論理的に写像するコールされた要素の間
の結合要素としての役割をする。
【０００８】このモデルから出発して、たとえばマン‐
マシン通信領域、数値制御部およびプログラム記憶式制
御部が自立的なモジュラーなプロセッサユニットとし
て、または単にプロセスとして構成されることによっ
て、ＣＮＣシステムの物理的特定化が応用上の要求に関
係して行われる。すべての工作機械制御装置が単にデー
タ処理装置またはプロセッサユニットを利用するなら
ば、本発明の１つの有利な構成によりすべての機能対象
がデータ処理装置またはプロセッサ装置により管理され
る１つのプロセスにまとめられる。
【０００９】複数のデータ処理装置またはプロセッサユ
ニットが存在するならば、機能対象はデータ処理装置ま
たはプロセッサユニットの能力に相応してプロセスにま
とめられてよく、その際に各データ処理装置に１つのプ
ロセスが対応付けられ、その際に少なくとも２つの機能
対象を有する各プロセスに１つの対象管理部が対応付け
られており、またその際に１つのインタフェースがプロ
セスまたは対象管理部の間の仲介のために設けられてい
る。このことはそのつどのデータ処理装置またはプロセ
ッサユニットの最適な利用を可能にする。
【００１０】別の有利な構成では、機能対象に、機能対
象をオペレータに対し表し得る操作部が対応付けられ得
る。それにより工作機械制御装置の操作表面が最適にユ
ーザーの要求に適合され得る。
【００１１】
【実施例】以下、図面に示されている実施例により本発
明を一層詳細に説明する。
【００１２】図１には、構成可能な工作機械数値制御装
置のための基本モジュールを形成する機能対象の原理的
構成が示されている。このような機能対象はハードウェ
アまたはソフトおよびハードウェアで実現することがで
き、先ず具体的な実施形態を有しておらず、従ってまた
（集合論に準拠して）手書きの円により示されている。
それは通信部ＫＴおよび手続き部ＰＴを有し、また任意
に操作部ＢＴを有する。手続き部ＰＴは、たとえば数値
制御部の１つまたは複数のジオメトリ計算を担当する機
械向きソフトウェア手続きから成っていてよい。しかし
これらの計算は固定配線のハードウェア論理によっても
同じく実行され、従って手続き部ＰＴはハードウェアに
よっても実現され得よう。手続き部ＰＴと機能対象０の
外界との間の仲介は通信部ＫＴが受け持つ。通信部ＫＴ
は、両方向矢印により示されているように、それに一般
に他の機能対象０の通信部ＫＴである外界から授受され
るメッセージＢ１〜ＢＮを理解する。従来のデータ処理
装置ではこれらのメッセージＢ１〜ＢＮの伝達は、機能
対象０が場所的に離されているならば、一般にバスシス
テムを介して行われる。しかしたとえば複数のソフトウ
ェア対象がプロセスに対応付けられているならば、これ
らはメモリに記憶されていてよく、またメッセージはプ
ロセスの内部で交換されてよい。通信部ＫＴは、いわゆ
る論理データまたは変数から成るメッセージＢ１〜ＢＮ
を、手続き部ＰＴが理解する（たいていは機械向きの）
言語に翻訳する。手続き部ＰＴと外界との間の仲介装置
として通信部ＫＴは、手続き部ＰＴが（翻訳された形態
で）実行することもできるメッセージＢ１〜ＢＮのみを
理解しなければならない。手続き部ＰＴの大きさに応じ
て通信部はメッセージＢ１〜ＢＮの１つのみもしくは多
数を理解し得る。外界から到来するメッセージＢ１〜Ｂ
Ｎのうち各機能対象０によりそれに対して定められたメ
ッセージが認識され，また受け入れられる。
【００１３】機能対象０の通信部ＫＴの間を仲介するた
め、ここには示されていない対象管理部が使用され、こ
の対象管理部にすべての対象が知られており、この対象
管理部は機能対象０のメッセージＢ１〜ＢＮを問い合わ
せ、これらに送り出し、またコーディネートし、また場
合によってはメッセージ交換の同期に配慮する。
【００１４】多数の機能対象０により任意の工作機械制
御のすべての課題がカバーされ得ることは明らかであ
る。その際に工作機械制御は簡単な旋盤の制御のために
使用され、または加工センターの制御をも含み得る。工
作機械制御の従来の課題に将来別の新しい課題を追加す
べきであれば、１つまたは複数の別の機能対象を追加す
るだけでよい。
【００１５】図２には工作機械制御の仕事指向ユニット
への機能対象０１〜０２１の対応付けが示されている。
対象群ＯＧ１〜ＯＧ４のなかに、工作機械制御装置のす
べての考えられる課題を満足し得るべきすべての機能対
象０１〜０２１が対応付けられている。工作機械制御装
置はその論理的に分割可能なユニット、すなわち仕事指
向ユニットに分割されている。これらのユニットはマン
‐マシン通信ユニットＭＭＣ、通信領域ＣＯＭ、数値制
御ユニットＮＣおよびプログラム記憶式制御ユニットＰ
ＬＣである。すべての機能対象０１〜０２１の集合は対
象群ＯＧ１〜ＯＧ４のなかにまとめられている部分集合
に分割されている。この分割は先ず、特定の機能対象０
１〜０２１または対象群ＯＧ１〜ＯＧ４がそれらの機能
から決定される仕事指向ユニットＭＭＣ、ＣＯＭ、Ｎ
Ｃ、ＰＬＣに対応付け可能であることを示すため、仕事
指向的に行われた。こうして対象群ＯＧ１の４つの機能
対象０１〜０４は通信領域ＣＯＭの課題を満足し、対象
群ＯＧ２の機能対象０５〜０１３はマン‐マシン通信ユ
ニットＭＭＣの課題を満足し、対象群ＯＧ３の機能対象
０１４〜０１８は数値制御ユニットＮＣの課題を満足
し、また対象群ＯＧ４の機能対象０１９〜０２１はプロ
グラム記憶式制御ユニットＰＬＣの課題を満足する。こ
の対応付けは図２中に、機能対象がこれらの仕事指向ユ
ニットに実際に、すなわちローカルに対応付けられなく
てもよいことを示すため、対象群ＯＧ１〜ＯＧ４からそ
のつどの仕事指向ユニットＭＭＣ、ＣＯＭ、ＮＣ、ＰＬ
Ｃへの破線により示されている。これについては後で一
層詳細に説明する。
【００１６】図３には、すべての機能対象０１〜０２１
の全体からの機能対象の選択により構成された工作機械
制御装置の特定化使用例が示されている。その際に通信
領域ＣＯＭに対して利用可能なすべての機能対象０１〜
０４はプロセスＰ１にまとめられた。マン‐マシン通信
に対する機能対象から対象０５、０９、０１１、０１２
がプロセスＰ２にまとめられた。工作機械制御装置の数
値制御部ＮＣに対しては、プロセスＰ３にまとめられて
いる対象０１４、０１７、０１８で十分である。第４の
プロセスＰ４のなかにはプログラム記憶式制御部に対す
る対象０１９、０２０がまとめられている。対象の相互
間の接続または通報は、図１により説明されたように、
通信部ＫＴおよび同じく上記のそのつどの対象管理部Ｏ
Ｍを介して行われる。その際に各プロセスは固有の対象
管理部ＯＭを利用し、また通信領域ＣＯＭは仕事指向ユ
ニットＭＭＣ、ＰＬＣおよびＮＣの対象管理部間のイン
タフェースを成している。プロセスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、
Ｐ４への分割の前提条件は、仕事指向ユニットＣＯＭ、
ＭＭＣ、ＮＣおよびＰＬＣがそのつどのプロセスＰ１、
Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を処理し得る立場にある固有のデータ
処理装置または固有のプロセスユニットまたは制御機構
を利用することである。
【００１７】図３では機能対象のプロセスＰ１〜Ｐ４へ
の分割は、各仕事指向ユニットＣＯＭ、ＭＭＣ、ＮＣお
よびＰＬＣにこのユニットに対応付けられている少なく
とも１つの課題を解決し得る機能対象０１…０２０が対
応付けられるように行われた。しかし、たとえば既存の
ハードウェア構成が使用されるならば、種々の仕事指向
ユニットＣＯＭ、ＭＭＣ、ＮＣ、ＰＬＣがさまざまな能
力のデータ処理装置またはプロセスユニットを利用する
ようにされ得る。この場合、機能対象０１〜０２１は他
の仕方でも分割され得る。たとえば数値制御ユニットＮ
Ｃが非常に高能力のデータ処理装置を利用するならば、
これによりたとえばプログラム記憶式制御部ＰＬＣの機
能対象０１９もマン‐マシン通信ユニットの機能対象０
５、０９も管理され得よう。機能対象０５、０９および
０１９はその場合にプロセスＰ３のなかに一緒に結び入
れられよう。その際に、通信部がそのつどの作動システ
ムのもとに動作し得ることのみが保証されればよい。
【００１８】逆に、たとえデータ処理装置が既にその能
力限界にあるとしても、既存の制御部またはそのデータ
処理装置の機能が拡張されるべきであることもあり得よ
う。その場合に他の仕事指向ユニット、たとえばマン‐
マシン通信ユニットがなお能力余裕を有するならば、ま
たは高能力のデータ処理装置をマン‐マシン通信の範囲
内に設置することが一層簡単であれば、このデータ処理
装置は、数値制御部の課題を実行し得る機能対象０１〜
０２１をも管理し得よう。これは必ずしも数値制御部に
追加すべき機能対象でなくてよく、たとえば新たに追加
すべき機能対象が実時間処理の理由から直接に数値制御
部に対応付けられなければならないならば、これまで数
値制御部により管理された機能対象であってもよい。
【００１９】図４には１つの工作機械制御装置の構成が
示されており、その際に数値制御部ＮＣはデータ処理装
置のみを利用する。非常に高価ではない機械制御部が機
能対象０１、０２、０５、０６、０１４、０１７、０１
９により実現されており、その際に機能対象０１、０２
は通信領域ＣＯＭに対応付けられている機能を、機能対
象０５、０６はマン‐マシン通信ＭＭＣに対応付けられ
ている機能を、機能対象０１４、０１７は数値制御部Ｎ
Ｃに対応付けられている機能を、また機能対象０１９は
プログラム記憶式制御部ＰＬＣに対応付けられている機
能を実行する。数値制御部ＮＣのみがデータ処理装置を
利用するので、すべての機能対象０１、０２、０５、０
６、０１４、０１７、０１９はプロセスＰＮＣのなかに
まとめられており、従って通信領域ＣＯＭ、数値制御Ｎ
Ｃ、プログラム記憶式制御ＰＬＣおよびマン‐マシン通
信ＭＭＣはプロセスＰＮＣにより処理される。プロセス
ＰＮＣの対象管理部ＯＭは、図面を見やすくするため
に、図示されていない。
【００２０】図５には、それぞれマン‐マシン通信ユニ
ットＭＭＣおよび数値制御部ＮＣがデータ処理装置を利
用する１つの制御構成が示されている。ここでは再び２
つのプロセスＰ１、Ｐ２が形成され、その際にプロセス
Ｐ１はマン‐マシン通信ユニットＭＭＣのデータ処理装
置により、またプロセスＰ２は数値制御部ＮＣのデータ
処理装置により処理される。その際にプロセスＰ１は、
マン‐マシン通信ユニットＭＭＣに対応付けられている
機能を実行する機能対象０５、０９ 、０１２と、通信
領域ＣＯＭに対応付けられている機能を実行する機能対
象０１、０４とを含んでいる。数値制御部ＮＣのプロセ
スＰ２は数値制御部ＮＣに対応付けられている機能対象
０１７、０１８と、プログラム記憶式制御部ＰＬＣに対
応付けられている機能対象０２０とを含んでいる。その
際に通信領域の機能対象０１、０４は両プロセスＰ１と
Ｐ２との間の仲介をする。
【００２１】図６には、もともと機能対象向きでない数
値制御に基づいて実現された工作機械制御装置の特定化
例が示されている。
【００２２】数値制御ユニットＮＣは通常の数値制御で
あってよい。この事実は１つのブロック図の形態での図
示により顧慮されている。この通常の工作機械数値制御
にいま機能対象０１〜０２１に基づく高能力のマン‐マ
シン通信ユニットＭＭＣが対応付けられるべきである。
通常の工作機械制御装置は既に多数の手続きを実行し得
るので、これらの手続きの総体は機能対象０２２の手続
き部ＰＴ（図１参照）とみなされ得る。完全な機能対象
０２２を得るためには、手続き部ＰＴに、すなわち通常
の数値制御の多数の手続きに通信部ＫＴおよび場合によ
っては操作部ＢＴが対応付けられなければならない。図
６による実施例では通信部ＫＴは、数値制御ＮＣに通信
ドライバユニットＴ、インタプリタＩ、コード化された
メッセージＢ１〜ＢＮを有するリストＬならびにデータ
アクセスユニットＤが所属させられていることにより実
現される。通信ドライバＴはマルチポートＲＡＭであっ
てよいメモリＳと接続されている。メモリＳの第２の入
力および出力端はマン‐マシン通信ユニットＭＭＣに対
応付けられている通信領域ＣＯＭを接続する。マン‐マ
シン通信ユニットＭＭＣにはさらに、対象管理部ＯＭに
よりメッセージを相互に、および通信領域ＣＯＭとの間
で交換し得る機能対象０５、０９、０１１、０１２が所
属している。
【００２３】通信領域ＣＯＭはその際に、外部ユニッ
ト、この場合にはすなわち数値制御ユニットＮＣに対応
付けられているすべてのメッセージＢ１〜ＢＮを認識
し、またこれらのメッセージＢ１〜ＢＮをマルチポート
ＲＡＭＳに伝達する。数値制御ユニットＮＣの通信ドラ
イバＴからマルチポートＲＡＭＳがたとえばサイクリッ
クに問い合わされ、またすべての到来するメッセージが
ドライバＴを介してインタプリタＩに伝達される。イン
タプリタＩに対応付けられているリストＬのなかに、数
値制御ユニットＮＣにより処理され得るメッセージに相
応の機械向きデータが格納されている。このことはメッ
セージＢ１〜ＢＮに対する参照符号が存在する三角括弧
によりシンボル的に示されている。そのつどのメッセー
ジＢ１〜ＢＮに属するデータはリストＬからインタプリ
タにより読みだされ、またデータアクセスユニットＤに
伝達される。このデータを介して次いで、特定のメッセ
ージを介して問い合わされた値が存在する１つの特定の
メモリセルＺが呼び出される。この値、たとえば工具補
正ＷＫ５は逆の経路でデータアクセスユニットＤ、イン
タプリタＩ、ドライバＴを介してマルチポートＲＡＭＳ
の１つのメモリセルのなかに書かれ、またそこで通信領
域ＣＯＭにより問い合わされ、またメッセージＢ１〜Ｂ
Ｎとして当該の機能対象０５、０９、０１１、０１２の
通信部ＫＴに伝達され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】機能対象の説明図。
【図２】仕事指向ユニットへの機能対象の対応付けの説
明図。
【図３】工作機械の特定の構成における機能対象の対応
付けの説明図。
【図４】ただ１つのデータ処理装置を有する工作機械数
値制御装置の特定化使用の例の説明図。
【図５】２つのデータ処理装置を有する工作機械数値制
御装置の特定化使用の例の説明図。
【図６】通常の数値制御部を有する工作機械数値制御装
置の特定化使用の例の説明図。
【符号の説明】
０、０１〜０２５ 機能対象 Ｂ１〜ＢＮ メッセージ ＢＴ 操作部 ＣＯＭ 通信領域 ＤＶＡ データ処理装置 Ｉ インタプリタ ＫＴ 通信部 Ｌ リスト ＬＡＮ ネットワークインタフェース ＭＭＣ マン‐マシン通信ユニット ＮＣ 数値制御ユニット ＯＧ１〜ＯＧ４ 対象群 ＯＭ 対象管理部 Ｐ１〜Ｐ４ プロセス ＰＬＣ プログラム記憶式制御ユニット ＰＴ 手続き部 Ｓ メモリ Ｔ 通信ドライバ ＷＫ５ 工具補正 Ｚ メモリセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 19/18 - 19/46 G05B 19/05

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の仕事指向ユニットと、 仕事指向ユ
    ニットに対応付けられている少なくとも１つのデータ処
    理装置（ＤＶＡ）と、 ハードウェアでまたはハードお
    よびソフトウェアで実現可能であり、少なくとも１つの
    ユニットに対応付けられている機能を実行可能な少なく
    とも１つの機能対象（０１−０２２）と、少なくとも２
    つの機能対象（０１−０２２）を管理するための対象管
    理部（ＯＭ）とから成っており、 各機能対象（０１−
    ０２２）は任意の操作部（Ｂ）とならんで手続き部（Ｐ
    Ｔ）と、手続き部（ＰＴ）と他の機能対象との間のメッ
    セージを仲介し得る通信部（ＫＴ）とを各々が有し、
    工作機械制御装置のそのつどの構成が具体的な特定化使
    用目的に対して機能対象（０１−０２２）の組み合わせ
    により実現可能であることを特徴とする構成可能な工作
    機械制御装置。
  2. 【請求項２】 制御に予定されているすべての機能対象
    （０１−０２２）がプロセス（Ｐ１）としてデータ処理
    装置に対応付けられていることを特徴とする請求項１記
    載の工作機械制御装置。
  3. 【請求項３】 少なくとも２つの仕事指向ユニットが各
    １つのデータ処理装置（ＤＶＡ）を利用しており、制御
    に予定されているすべての機能対象（０１−０２２）が
    データ処理装置（ＤＶＡ）の能力に相応してプロセス
    （Ｐ１、Ｐ２）にまとめられ、各データ処理装置（ＤＶ
    Ａ）にプロセス（Ｐ１、Ｐ２）が対応付けられ、少なく
    とも２つの機能対象（０１−０２２）を有する各プロセ
    ス（Ｐ１、Ｐ２）に対象管理部（ＯＭ）が対応付けられ
    ており、また通信領域（ＣＯＭ）がプロセス（Ｐ１、Ｐ
    ２）または対象管理部（ＯＭ）の間の仲介のために設け
    られていることを特徴とする請求項１記載の工作機械制
    御装置。
  4. 【請求項４】 少なくとも１つの機能対象（０１−０２
    ２）が、機能対象をオペレータに対し表し得る操作部
    （ＢＴ）を有することを特徴とする請求項１ないし３の
    １つに記載の工作機械制御装置。
JP21724792A 1991-07-26 1992-07-22 構成可能な工作機械制御装置 Expired - Lifetime JP3316004B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT91112618.3 1991-07-26
EP91112618A EP0524344B1 (de) 1991-07-26 1991-07-26 Konfigurierbare Werkzeugmaschinensteuerung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05216515A JPH05216515A (ja) 1993-08-27
JP3316004B2 true JP3316004B2 (ja) 2002-08-19

Family

ID=8206988

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