JP5426727B2 - 仮想操作盤を表示する数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部機器の操作や状態表示を行う機能を有する数値制御装置に関する。

数値制御装置に外部機器を接続して使用する際に、これらの外部機器の操作や状態表示のため、ボタンやランプを有する操作盤を増設する場合がある。このため、ユーザは、外部機器の購入に加え、操作盤を増設するための費用を負担しなければならない。そこで、ボタンやランプ（ハード）を追加するのではなく、数値制御装置が有する表示器上に仮想操作盤を表示させて、キー入力装置やタッチパネルで操作を行うことが考えられる。これにより、増設の費用が必要なく、仮想操作盤の要素であるボタンやランプの追加、変更をより簡単に行うことができる。
仮想操作盤の従来技術として、特許文献１には、画面上に表示するボタンまたはランプの色、名称の表示、表示文字の色、割り付ける信号アドレス等を設定することで、画面上に外部機器の操作や状態表示の可能な仮想操作盤が開示されている。また、特許文献２には、スイッチの配置、大きさ、形状等を変更することが可能な操作盤が開示されている。

特開平９−２９２９４２号公報 特開平５−２５００２５号公報

背景技術の欄で説明した仮想操作盤の課題として、多数のボタンやランプを扱う場合に作業性が低下するという問題がある。例えば、１台の工作機械でも、異なるワークの加工や作業工程の違いによって、操作する外部機器や確認する状態信号が異なる場合があり、多数の信号の中から効率よく正確に操作、確認することが求められている。
仮想操作盤に表示するボタンやランプが増えると、仮想操作盤の表示スペースが大きくなり、他の画面を確認しながら仮想操作盤を操作、確認することができない。そこで、画面の一部領域に仮想操作盤を表示し、複数の仮想操作盤の中から選択して使用することが考えられる。

特許文献１には複数の仮想操作盤に関する記述がない。複数の仮想操作盤を扱う装置としては特許文献２がある。ところが、特許文献２では記憶した複数の仮想操作盤から所望の仮想操作盤を表示させるために作業者が仮想操作盤を選択する操作が必要となる。多数のボタンやランプを扱う場合、所望のボタンやランプを表示させるために、仮想操作盤を変更する操作を行う頻度が多くなり、作業性が低下する。

そこで、本発明では、複数の仮想操作盤の中から状況に応じて必要なボタンやランプを有する仮想操作盤を画面の一部に自動的に表示することが可能な仮想操作盤を表示する数値制御装置を提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、機械を操作するボタンおよび機械の動作情報を示すランプからなる複数の仮想操作盤の中から選択した仮想操作盤を表示する表示器を備えた数値制御装置であって、前記複数の仮想操作盤を構成する要素を複数定義して記憶する仮想操作盤定義情報記憶部と、ＮＣプログラムで指令される指令コードあるいはシーケンスプログラムで使用される信号と前記要素を定義された前記複数の仮想操作盤の各仮想操作盤との対応付けおよび表示、非表示を設定する仮想操作盤対応付け部と、前記ＮＣプログラムを実行して前記仮想操作盤対応付け部に設定された指令コードを読み込んだとき、あるいは、前記シーケンスプログラムを実行して前記仮想操作盤対応付け部に設定された信号アドレスが出力されたとき、対応付けされた前記仮想操作盤を表示あるいは非表示とする仮想操作盤表示実行部とを有することを特徴とする仮想操作盤を表示する数値制御装置である。

請求項２に係る発明は、前記各仮想操作盤の大きさと表示位置を含む表示属性を変更するためのＮＣプログラムで指令される指令コードあるいはシーケンスプログラムで使用される信号アドレスを設定する仮想操作盤表示属性設定部と、前記ＮＣプログラムを実行し前記表示属性を変更する指令コードを読み込んだとき、あるいは、前記シーケンスプログラムを実行して前記表示属性を変更する信号アドレスが出力されたとき、前記仮想操作盤の大きさと表示位置を変更する仮想操作盤属性変更部とを有することを特徴とする請求項１に記載の仮想操作盤を表示する数値制御装置である。
請求項３に係る発明は、前記仮想操作盤定義情報記憶部に記憶された仮想操作盤の定義情報を入出力する定義情報入出力部を有することを特徴とする請求項１に記載の仮想操作盤を表示する数値制御装置である。

本発明により、複数の仮想操作盤の中から状況に応じて必要なボタンやランプを有する仮想操作盤を画面の一部に自動的に表示する仮想操作盤を表示する数値制御装置を提供できる。

工作機械を制御する数値制御装置を説明する概略構成図である。 ソフトキーを説明する図である。 仮想操作盤作成のインタフェース画面である。 画面上に表示するボタン、ランプの設定画面の例を説明する図である。 仮想操作盤設定画面の例１を説明する図である。 仮想操作盤設定画面の例２を説明する図である。 仮想操作盤の表示例を説明する図である。 仮想操作盤設定画面の例３を説明する図である。 ボタンの表示処理のフローを説明する図である。 ランプの表示処理のフローを説明する図である。 Ｍコード指令およびシーケンスプログラムによる仮想操作盤の非表示、表示を説明する図である。 Ｍコード指令およびシーケンスプログラムによる仮想操作盤の非表示、表示を説明する任意の画面の例を示す図である。 仮想操作盤表示実行部のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は工作機械を制御する数値制御装置を説明する概略構成図である。数値制御装置３０のプロセッサ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムに従って数値制御装置３０全体を制御する。なお、ＲＯＭ１２には数値制御装置３０において外部機器の操作や状態表示を行う機能を実現するためのプログラムが格納されている。そして、本発明に係る画面上に表示する要素であるボタンやランプの設定を行い、設定された要素であるボタンやランプを用いて複数の仮想操作盤を設定し、複数の仮想操作盤の中から状況に応じて必要なボタンやランプを有する仮想操作盤を画面の一部に自動的に表示することが可能な仮想操作盤を表示する機能を実現するためのプログラムも格納されている。

ソフトキー２５は、様々な機能を割り付けることができる画面上のボタンであり、表示装置２２の表示画面２７の画面端の固定位置に複数表示され、それぞれのソフトキー２５は付近に配置されたハードウェアとしてのボタン２４を押すことで、ＯＮ／ＯＦＦを操作することができる（図２参照）。表示装置２２にタッチパネルが取り付けられている場合には、画面上のボタンを押すことで、ＯＮ／ＯＦＦを操作することができる。なお、タッチパネルを備えておらず、かつ、ソフトキー２５を備えていない場合、キーボード２３を用いて、ＯＮ／ＯＦＦ操作をすることができる。軸制御回路１５はプロセッサ１１から軸の移動指令を受けて、軸の指令をサーボアンプ１６に出力する。サーボアンプ１６はこの軸の指令を受けて、工作機械４０内に設けられたサーボモータを駆動する。

ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭなどが使用され、各種のデータが格納される。不揮発性メモリ１４には、後述する、仮想操作盤の作成を指示するためのインタフェース画面（図３参照）、ボタン、ランプの設定情報（図４参照）、仮想操作盤設定画面情報（図５，図６，図８参照）が格納される。表示制御回路２１はデジタル信号を表示用の信号に変換し表示装置２２に渡す。表示装置２２は液晶表示装置などが使用される。キーボード２３は加工データや図形データなどを入力する入力手段である。

上述した工作機械を制御する数値制御装置３０のハードウェアを用いて、（１）仮想操作盤の作成、（２）表示装置上への仮想操作盤の表示と操作、（３）状況に応じた仮想操作盤の表示、（４）仮想操作盤の設定データの入出力を行うことを説明する。

（１）仮想操作盤の作成
＜仮想操作盤の構成要素の設定＞
まず、ボタンやランプなどの仮想操作盤の構成要素のデータを数値制御装置の記憶装置（不揮発性メモリ１４）に格納する。格納されるデータを「ボタン・ランプの属性データ」という。以下の説明ではボタンとランプを設定する場合を例として説明する。
オペレータは、数値制御装置に備わった入力手段（キーボード２３、ボタン２４、あるいはソフトキー２５）を用いて、数値制御装置３０のＲＯＭ１２に格納された仮想操作盤の作成プログラムの実行を指令することができる。作成プログラムの実行が開始されると、表示装置２２の表示画面２７に設定画面の一覧（図３参照）がインタフェース画面として表示される。図３に示されるインタフェース画面（仮想操作盤作成画面５０）には、ボタン、ランプの設定画面表示５１、仮想操作盤設定画面の例１（５２）、仮想操作盤設定画面の例２（５３）、および、仮想操作盤設定画面の例３（５４）の選択画面が表示される。

オペレータがボタン、ランプの設定画面表示５１の項目を選択すると、図４に示される画面が表示装置２２（図１参照）の表示画面に表示される。図４は画面上に表示するボタン、ランプの設定画面の例を説明する図である。仮想操作盤に表示させるボタンやランプの仕様に応じて、ボタンまたはランプの色、名称の表示、文字の色、割り付ける信号アドレス等を設定する。ここで信号アドレスとは、ボタンやランプのＯＮとＯＦＦとを切り替える元となるデータが格納されるメモリの番地のことである。

ボタンやランプの設定と同時にボタンやランプに識別番号を割り当てる。図４の例では、ボタンやランプに、アラビア数字でボタン・ランプの識別番号が付与されている。
ボタン・ランプの識別番号ＮＯ．１は、種類は「ボタン」であり、アドレスは「Ｙ１．０」、名称は「ボタンＡ」、信号ＯＮ時には背景色が「灰色」であり文字色は「赤」であり、信号ＯＦＦ時には背景色が「灰色」であり文字色は「青」が設定されている。

ボタン・ランプの識別番号ＮＯ．２は、種類は「ランプ」であり、アドレス（信号アドレス）は「Ｘ１．０」、名称は「ランプＡ」、信号ＯＮ時には背景色が「赤」であり、文字色は「白」であり、信号ＯＦＦ時には背景色が「灰色」であり文字色は「白」が設定されている。
ボタン・ランプの識別番号ＮＯ.３は、種類は「ランプ」であり、アドレスは「Ｘ１．１」、名称は「ランプＢ」、信号ＯＮ時には背景色が「緑」であり文字色は「白」であり、信号ＯＦＦ時には背景色が「灰色」であり文字色は「白」が設定されている。
上述したように、ボタンとランプが、図４に示されるように設定されると、例えば、不揮発性メモリ１４に「ボタン・ランプの属性データ」として格納される。

＜仮想操作盤の画面設定＞
ボタンやランプなどの仮想操作盤を構成する構成要素のデータ設定の後、表示装置２２に表示される仮想操作盤にどのボタンやランプを配置するかを設定するためのデータを数値制御装置の記憶装置（不揮発性メモリ１４）に格納する。格納されるデータを「仮想操作盤の第１属性データ」という。

オペレータは設定画面の一覧のインタフェース画面（図３参照）から、仮想操作盤設定画面の例１を選択すると、図５に表示される入力画面が表示装置２２の表示画面に表示される。図５では、仮想操作盤として、ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３、・・・として仮想操作盤の識別番号が付与される。図５に示されるように、複数の仮想操作盤を作成、記憶することができる。仮想操作盤ＶＣＰ１は、ボタン・ランプの識別番号がＮＯ．１，ＮＯ．５，ＮＯ．８，ＮＯ．１２，ＮＯ．１４として設定されたボタンまたはランプが用いられる。仮想操作盤ＶＣＰ２は、ＮＯ．１２，ＮＯ．６として設定されたボタンまたはランプが用いられる。また、仮想操作盤ＶＣＰ３は、ＮＯ．８，ＮＯ．１，ＮＯ．１２，ＮＯ．２として設定されたボタンまたはランプが用いられる。

図６は仮想操作盤設定画面の例２を説明する図である。図５に示されるようにボタンやランプが各仮想操作盤に設定された後、表示装置２２の表示画面に図５で設定された仮想操作盤を表示する大きさと、位置と、詰める方向を設定する画面（図６に示される仮想操作盤設定画面の例２）を選択し、各仮想操作盤の大きさ、位置、および、詰める方向を設定する。図５で設定された各仮想操作盤（ＶＣＰ１，ＶＣＰ２，ＶＣＰ３，・・・）は、図６に示されるように、必要に応じて仮想操作盤の大きさ、初期表示位置が設定できる。仮想操作盤の大きさは例えば数段階(１〜５)で設定でき、初期表示位置は、画面の上下左右端の選択と詰める方向で設定する。設定されたデータは、「仮想操作盤の第２属性データ」として不揮発性メモリ１４に格納される。

図６に示される例では、ＶＣＰ１は、大きさ２，画面下端，左詰の仮想操作盤として設定され、ＶＣＰ２は、大きさ５，画面右端，下詰の仮想操作盤として設定され、ＶＣＰ３は、大きさ３，画面左端，上詰の仮想操作盤として設定され、ＶＣＰ４は、大きさ２，画面上端，右詰の仮想操作盤として設定されている。

図７は仮想操作盤の表示例を説明する図である。図７に示されるように、仮想操作盤は既に表示されている画面の一部に重ねて表示される。そして、図７（ａ）に示される仮想操作盤は表示位置が画面下端で詰める方向が左詰めで設定される表示例である（図６のＶＣＰ１に対応）。図７（ｂ）に示される仮想操作盤は表示位置が画面上端で詰める方向が右詰めで設定される表示例である（図６のＶＣＰ４に対応）。図７（ｃ）に示される仮想操作盤は表示位置が画面左端で詰める方向が上詰めで設定される表示例である（ＶＣＰ３に対応）。図７（ｄ）に示される仮想操作盤は表示位置が画面右端で詰める方向が下詰めで設定される表示例である（ＶＣＰ２に対応）。

図８は仮想操作盤設定画面の例３を説明する図である。図５に示される設定画面で既に設定している仮想操作盤の大きさ、画面上の表示位置と、詰める方向を変更するためのＭコードを設定することができる。対応付けされたＭコードを加工プログラム上で指定することで、仮想操作盤の表示と非表示とを切替えることができる。なお、入力欄にＭコードに替えてアドレスを入力する画面とすることで、信号の設定画面とすることができる。

仮想操作盤とＭコードあるいは、信号の対応付けは、図８のような設定画面から設定することができる。図８は仮想操作盤の識別番号がＶＣＰ１の仮想操作盤においてＭコードを対応付ける仮想操作盤設定画面の例である。ここでは、仮想操作盤ＶＣＰ１の表示と非表示を切り替える。また、数値制御装置３０の入力装置（キーボード２３など）から仮想操作盤ＶＣＰ１を手動で選択することもできる。既に設定している仮想操作盤の大きさ、画面上の表示位置と詰める方向を変更するためのＭコードあるいは、信号を設定できる（図８参照）。そして、図８で設定したＭコードを指令すること、あるいは設定した信号をシーケンスプログラムでＯＮにすることで、選択した仮想操作盤の大きさ、表示位置と詰める方向を変更できる。なお、図８に示される画面で指定されるＭコードあるいは信号アドレスのデータは不揮発性メモリ１４に格納する。

（２）表示装置上への仮想操作盤の表示と操作
仮想操作盤の作成が終了すると、オペレータは数値制御装置３０の表示装置２２の表示モードを仮想操作盤の作成モードから通常の表示モードに切り替える。数値制御装置３０に設定されたボタンまたはランプの色、名称の表示、表示文字の色、ボタンとランプの種類、大きさ、表示位置、および、詰める方向のデータをもとに（図４，図５，図６）、表示装置２２の表示画面上に仮想操作盤を表示する。例えば、仮想操作盤の識別番号の１番（ＮＯ．１）が初期設定の画面として設定されていれば、対応する仮想操作盤が表示装置２２の表示画面に表示される。そして、割り付けられた信号のＯＮ/ＯＦＦ状態が変化すると、それに応じて仮想操作盤のボタンやランプの表示も変化する。

図９はボタンの表示処理のフローを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］割り付けられた信号アドレスのＯＮ／ＯＦＦを読み取る。
●［ステップＳＡ０２］信号アドレスのＯＮ／ＯＦＦに応じてグラフィックを表示する。
●［ステップＳＡ０３］ソフトキーが押されたか否か判断し、押された場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０４へ移行し、押されていない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ０１へ戻り処理を継続する。
●［ステップＳＡ０４］信号アドレスのＯＮ／ＯＦＦを変更し、ステップＳＡ０１へ戻り処理を継続する。

図１０はランプの表示処理のフローを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ０１］割り付けられた信号アドレスのＯＮ／ＯＦＦを読み取る。
●［ステップＳＢ０２］信号アドレスのＯＮ／ＯＦＦに応じてグラフィックを表示し、ステップＳＢ０１に戻る。

この仮想操作盤は、既に表示している画面の一部に重ねて表示される（図７参照）。また、仮想操作盤の表示位置や大きさはユーザが設定できるため、作業上都合が良い部分に表示することができる。

また、一般に工作機械の多くは、図２に示されるようにソフトキー２５を有しており、表示装置２２の表示画面２７の固定位置に常にソフトキー２５が表示される。このような場合には、ソフトキー２５を表示している固定の位置に仮想操作盤の表示／非表示を切り替えることができるようにし、ソフトキー２５と同様に操作できるようにしてもよい。

（３）状況に応じた仮想操作盤の表示
数値制御装置３０では図４，図５，図６を用いて設定した仮想操作盤の一つが予め初期設定画面として設定されている。加工プログラムを実行した際には、初期設定画面として設定された仮想操作盤が表示装置２２の表示画面２７に表示される。

しかし、工作機械を用いてワークを加工する加工状況に応じて必要なボタンやランプのみを設定した仮想操作盤を自動的に選択して表示することが望ましい場合がある。そのために、各仮想操作盤に対応付けたＭコードまたは信号を設定する。そして、対応付けたＭコードを加工プログラムにおいて指令することで、仮想操作盤の表示と非表示が切替わる（図１１，図１２参照）。または、対応付けた信号をシーケンスプログラムによりＯＮすることで、仮想操作盤の表示と非表示が切替わる（図１１，図１２参照）。図１１は仮想操作盤１の非表示、表示を指令する加工プログラム（ＮＣプログラム）の例を説明する図である。図１２はＭコード指令による仮想操作盤１の非表示、表示を説明する図である。

図１１（ａ）において、符号６０は仮想操作盤ＶＣＰ１に対応付けたＭコードを示す。図１１（ｂ）において、符号６１は仮想操作盤ＶＣＰ１に対応付けた信号を示す。ＮＣプログラムＯ＊＊＊によりワークを加工する際に、符号６０の「Ｍ＊＊」で表されるＭコードのブロックを実行すると、Ｍコードの指令の内容に応じて、図１２に示されるように仮想操作盤ＶＣＰ１が非表示から表示に変更される。なお、＊はアラビア数字を意味する。図１１（ｂ）のようにシーケンスプログラムにおいて仮想操作盤１に対応付けた信号に応じて図１２に示されるように仮想操作盤ＶＣＰ１が非表示から表示に変更される。

図１３は仮想操作盤表示実行部のフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＣ０１］ＮＣプログラム実行、または、シーケンスプログラムを実行。
●［ステップＳＣ０２］Ｍコード指令、または、信号切替ありか否か判断し、Ｍコード指令があるか、あるいは、信号切替がある場合（ＹＥＳ）、ステップＳＣ０３へ移行し、いずれもない場合（ＮＯ）、ＹＥＳになるのを待つ。
●［ステップＳＣ０３］仮想操作盤表示中か否か判断し、表示中の場合（ＹＥＳ）ステップＳＣ０４へ移行し、表示中ではない場合（ＮＯ）ステップＳＣ０５へ移行する。
●［ステップＳＣ０４］仮想操作盤を非表示にし、ステップＳＣ０２に戻る。
●［ステップＳＣ０５］仮想操作盤を表示し、ステップＳＣ０２に戻る。

（４）仮想操作盤の設定データの入出力
図４、図５、図６のような設定画面を用いて設定したデータは数値制御装置３０の外部のデバイスに出力できるようにしてもよい。あるいは、外部のデバイス内にあるデータを読み込ませることで、仮想操作盤の設定を行うようにしてもよい。

上述したように、本発明の実施形態により、画面上の仮想操作盤が必要に応じて自動で選択されるため、画面全体を仮想操作盤にする必要や、ボタンやランプの操作、確認の度に目的の仮想操作盤を選択する必要がなくなり作業性が向上する、必要なボタンやランプのみを表示するため、誤った操作や確認の防止と、作業の簡略化が可能である、必要最小限の表示スペースに仮想操作盤を表示するため、他の画面と重なる領域を小さくでき、作業性を向上させることができる、仮想操作盤の大きさと表示位置がＭコードの指令または、信号の切り替えによって変更できるため、既に表示している画面に応じて見やすく、使いやすい仮想操作盤の表示を行うことができるため、作業性が向上する、仮想操作盤の設定データが入出力できるため、他の工作機械への仮想操作盤の移設や複製が容易になるという効果が得られる。

１１ プロセッサ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１５ 軸制御回路
１６ サーボアンプ
１７ インタフェース
１８ バス
２１ 表示制御回路
２２ 表示装置
２３ キーボード
２４ ボタン
２５ ソフトキー
２７ 表示画面
３０ 数値制御装置
４０ 工作機械

５０ 仮想操作盤作成画面
５１ ボタン、ランプの設定画面表示
５２ 仮想操作盤設定画面の例１
５３ 仮想操作盤設定画面の例２
５４ 仮想操作盤設定画面の例３

６０ 仮想操作盤ＶＣＰ１に対応付けたＭコード
６１ 仮想操作盤ＶＣＰ１に対応付けた信号

Claims (3)

1. 機械を操作するボタンおよび機械の動作情報を示すランプからなる複数の仮想操作盤の中から選択した仮想操作盤を表示する表示器を備えた数値制御装置であって、
   前記複数の仮想操作盤を構成する要素を複数定義して記憶する仮想操作盤定義情報記憶部と、
   ＮＣプログラムで指令される指令コードあるいはシーケンスプログラムで使用される信号と前記要素を定義された前記複数の仮想操作盤の各仮想操作盤との対応付けおよび表示、非表示を設定する仮想操作盤対応付け部と、
   前記ＮＣプログラムを実行して前記仮想操作盤対応付け部に設定された指令コードを読み込んだとき、あるいは、前記シーケンスプログラムを実行して前記仮想操作盤対応付け部に設定された信号アドレスが出力されたとき、対応付けされた前記仮想操作盤を表示あるいは非表示とする仮想操作盤表示実行部とを有することを特徴とする仮想操作盤を表示する数値制御装置。
2. 前記各仮想操作盤の大きさと表示位置を含む表示属性を変更するためのＮＣプログラムで指令される指令コードあるいはシーケンスプログラムで使用される信号アドレスを設定する仮想操作盤表示属性設定部と、
   前記ＮＣプログラムを実行し前記表示属性を変更する指令コードを読み込んだとき、あるいは、前記シーケンスプログラムを実行して前記表示属性を変更する信号アドレスが出力されたとき、前記仮想操作盤の大きさと表示位置を変更する仮想操作盤属性変更部とを有することを特徴とする請求項１に記載の仮想操作盤を表示する数値制御装置。
3. 前記仮想操作盤定義情報記憶部に記憶された仮想操作盤の定義情報を入出力する定義情報入出力部を有することを特徴とする請求項１に記載の仮想操作盤を表示する数値制御装置。

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