JP6748146B2 - 制御装置、制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、加工プログラムを実行する制御装置、制御方法及び制御プログラムに関する。

工作機械は、数値制御装置からの各種の指令に応じて動作する。数値制御装置は、これらの指令を記述した加工プログラムを実行することにより、工作機械の一連の動作を制御する。

この加工プログラムの実行が機械の異常又はオペレータの操作等により中断されると、手動操作等の割り込みの後、同プログラムの実行が再開される場合がある。この場合、プログラム中の再開箇所がオペレータの意図と異なる事態を回避するため、加工プログラムの途中のブロックにカーソルがある状態で再開した場合に確認メッセージを表示する機能が設けられている。

また、加工プログラムが中断している間に手動操作等の割り込みがあると、加工プログラムが中断された時の状態と、再開時の状態とが異なる場合が考えられる。この場合、加工プログラムを中断箇所から再開させると正常な加工が望めないため、例えば、特許文献１及び２のように、位置情報が正常でない場合に警告を出力する技術が提案されている。

特開２０１４−２５１４５号公報 特開２００２−９１５２１号公報

加工プログラムは、メインプログラムと、このメインプログラム中のブロックから呼び出されるサブプログラム又は実行マクロ等のサブシーケンスとを含む。通常、サブシーケンスの実行状態は、オペレータからは見えないため、加工プログラムの実行が中断された場合に、サブシーケンスによる動作が完了したかどうかの判断が難しかった。このため、誤った位置から加工プログラムが再開されるおそれがあった。

本発明は、加工プログラムの実行を正常に再開できる制御装置、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る制御装置（例えば、後述の数値制御装置１）は、工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、指定されたブロックから実行する実行制御部（例えば、後述の実行制御部１１１）と、前記加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする開始処理部（例えば、後述の開始処理部１１２）と、前記サブシーケンスが終了すると、前記フラグをリセットする終了処理部（例えば、後述の終了処理部１１３）と、を備え、前記実行制御部は、前記加工プログラムの実行を中断した後、前記所定のブロックより後のブロックから前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留する。

（２） （１）に記載の制御装置において、前記開始処理部は、前記所定のブロックの実行開始を、前記サブシーケンスの開始とみなして、前記フラグをセットしてもよい。

（３） （１）に記載の制御装置において、前記開始処理部は、前記サブシーケンスで所定のコードが実行されることを検出したときに、前記フラグをセットしてもよい。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載の制御装置において、前記終了処理部は、前記所定のブロックの正常終了を、前記サブシーケンスの終了とみなして、前記フラグをリセットしてもよい。

（５） （１）から（３）のいずれかに記載の制御装置において、前記終了処理部は、前記サブシーケンスで所定のコードが実行されることを検出したときに、前記フラグをリセットしてもよい。

（６） （１）から（５）のいずれかに記載の制御装置において、前記実行制御部は、前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記サブシーケンスが終了していないことを示す警告を出力してもよい。

（７） （１）から（６）のいずれかに記載の制御装置において、前記実行制御部は、前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記サブシーケンスが呼び出される前記所定のブロックから前記加工プログラムを自動実行してもよい。

（８） （１）から（７）のいずれかに記載の制御装置において、前記フラグは、前記加工プログラムのブロック毎に設けられ、前記実行制御部は、前記加工プログラムの再開を指示されたときに、指定されたブロックより前のブロックに対応付けられた前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留してもよい。

（９） 本発明に係る制御方法は、工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、指定されたブロックから実行する実行制御ステップと、前記加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする開始処理ステップと、前記サブシーケンスが終了すると、前記フラグをリセットする終了処理ステップと、をコンピュータ（例えば、後述の数値制御装置１）が実行し、前記実行制御ステップにおいて、前記加工プログラムの実行を中断した後、前記所定のブロックより後のブロックから前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留する。

（１０） 本発明に係る制御プログラムは、工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、指定されたブロックから実行する実行制御ステップと、前記加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする開始処理ステップと、前記サブシーケンスが終了すると、前記フラグをリセットする終了処理ステップと、をコンピュータ（例えば、後述の数値制御装置１）に実行させ、前記実行制御ステップにおいて、前記加工プログラムの実行を中断した後、前記所定のブロックより後のブロックから前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留させるためのものである。

本発明によれば、加工プログラムの実行を正常に再開できる。

実施形態に係る数値制御装置の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態に係る数値制御装置におけるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。 実施形態に係る加工プログラムが再実行される事例を示す図である。 実施形態に係る数値制御装置による制御方法を例示する第１のフローチャートである。 実施形態に係る数値制御装置による制御方法を例示する第２のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
本実施形態では、工作機械の制御装置として、後述の各種機能が新たに実装された数値制御装置１を例示する。

図１は、本実施形態に係る数値制御装置１の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。
数値制御装置１において、ＣＰＵ１１は、数値制御装置１の全体を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを、バス２０を介して読み出し、このシステムプログラムに従って数値制御装置１の全体を制御する。
ＲＡＭ１３には、一時的な計算データ、表示データ、及び表示器／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が格納される。また、一般にＲＡＭへのアクセスはＲＯＭへのアクセスよりも高速であることから、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを予めＲＡＭ１３上に展開しておき、ＲＡＭ１３からシステムプログラムを読み込んで実行してもよい。
不揮発性メモリ１４は、磁気記憶装置、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ、ＦＲＡＭ（登録商標）、ＥＥＰＲＯＭ、又はバッテリでバックアップされるＳＲＡＭ若しくはＤＲＡＭ等であり、数値制御装置１の電源がオフ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る。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５、表示器／ＭＤＩユニット７０又は通信部２７を介して入力された加工プログラム等が記憶される。

ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成及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システムプログラムが予め書き込まれている。
各種加工プログラムは、インタフェース１５、表示器／ＭＤＩユニット７０又は通信部２７を介して入力され、不揮発性メモリ１４に格納される。
インタフェース１５は、数値制御装置１と外部機器７２とを接続する。外部機器７２からは、加工プログラム及び各種パラメータ等が数値制御装置１に読み込まれる。また、数値制御装置１内で編集された加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。インタフェース１５の具体例としては、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＳＡＴＡ、ＰＣカードスロット、ＣＦカードスロット、ＳＤカードスロット、イーサネット（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ等が挙げられる。インタフェース１５は、表示器／ＭＤＩユニット７０上に存在してもよい。外部機器７２の例としては、コンピュータ、ＵＳＢメモリ、ＣＦａｓｔ、ＣＦカード、ＳＤカード等が挙げられる。

ＰＭＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６は、数値制御装置１に内蔵されたシーケンスプログラムにより、工作機械の補助装置（例えば、自動工具交換装置）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、ＰＭＣ１６は、工作機械の本体に配備された操作盤７１の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。なお、ＰＭＣ１６は、一般に、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とも呼ばれる。
操作盤７１は、ＰＭＣ１６に接続される。操作盤７１は、手動パルス発生器等を備えていてもよい。
表示器／ＭＤＩユニット７０は、ディスプレイ７０１、及びキーボード若しくはタッチパネル７０２等の操作部を備えた手動データ入力装置である。インタフェース１８は表示用の画面データを表示器／ＭＤＩユニット７０のディスプレイ７０１に送るほか、表示器／ＭＤＩユニット７０の操作部からの指令及びデータを受けてＣＰＵ１１に渡す。

各軸の軸制御回路３０〜３４は、ＣＰＵ１１からの各軸の移動指令量を受けて、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、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は、位置及び速度の検出器を内蔵し、位置及び速度フィードバック信号を軸制御回路３０〜３４にフィードバックして、位置及び速度のフィードバック制御を行う。

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、工作機械のスピンドルモータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。
スピンドルモータ６２には、歯車又はベルト等でパルスエンコーダ６３が結合され、パルスエンコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、この帰還パルスは、バス２０を経由してＣＰＵ１１によって読み取られる。

図２は、本実施形態に係る数値制御装置１におけるＣＰＵ１１の機能構成を示すブロック図である。
ＣＰＵ１１は、新たに実装された機能部として、実行制御部１１１と、開始処理部１１２と、終了処理部１１３とを備える。これらの各機能部は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラム（制御プログラム）をＣＰＵ１１が実行することにより実現される。

実行制御部１１１は、工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、最初から又はオペレータにより指定されたブロックから実行する。
ＲＡＭ１３に読み込まれた加工プログラムにおいて、実行中のブロックにはカーソルが置かれ、オペレータは、このカーソルの位置を移動させることにより、任意のブロックから加工プログラムの実行を開始（サイクルスタート）できる。

開始処理部１１２は、加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする。
具体的には、開始処理部１１２は、例えば、次に実行するブロックがサブシーケンスを呼び出すものである場合、このブロックの実行を開始することをサブシーケンスの開始とみなして、このタイミングでフラグをセットする。

終了処理部１１３は、呼び出されたサブシーケンスが終了すると、フラグをリセットする。
具体的には、終了処理部１１３は、例えば、サブシーケンスを呼び出したブロックが中断することなく正常終了したことをサブシーケンスの終了とみなして、このタイミングでフラグをリセットする。

実行制御部１１１は、加工プログラムの実行を中断した後、サブシーケンスを呼び出した所定のブロックより後のブロックから加工プログラムの再開を指示されたときに、フラグがセットされている場合、加工プログラムの実行を保留する。
このとき、実行制御部１１１は、サブシーケンスが終了していないことを示す警告を出力する。あるいは、実行制御部１１１は、サブシーケンスが終了していない所定のブロックから加工プログラムを自動実行してもよい。

フラグは、加工プログラムのブロック毎に別々に設けられてよい。この場合、実行制御部１１１は、加工プログラムの再開を指示されたときに、指定されたブロックより前のブロックに対応付けられたフラグがセットされている場合、加工プログラムの実行を保留する。

図３は、本実施形態に係る加工プログラムが再実行される事例を示す図である。
メインプログラムＡ内の所定のブロックＡ１からサブシーケンスＢが呼び出される。この事例では、ブロックＡ１において工具交換が指示され、サブシーケンスＢにおいて、工具交換に関する一連の動作が行われる。サブシーケンスＢでは、実際の工具交換の動作の他、工具オフセット量の書き換え等の複数の動作が行われるが、オペレータの操作又はアラームの発生等により中断した場合、オペレータにとっては、これら複数の動作の全てが完了したか否かの判断が難しかった。

例えば、工具交換後に異常があり、サブシーケンスＢが途中で異常終了した場合に、工具交換が完了したとオペレータが誤った判断をして、ブロックＡ１の次のブロックからメインプログラムＡを再開してしまう可能性がある。すると、図中の破線矢印で示した本来実施されるべき動作である、工具オフセット量の書き換えが実施されておらず、干渉の不具合が発生してしまう。
そこで、数値制御装置１は、サブシーケンスＢにおける一連の動作が完了したか否かをオペレータに報知する。

図４は、本実施形態に係る数値制御装置１による制御方法を例示する第１のフローチャートである。
この例では、数値制御装置１は、中断されたサブシーケンスがあることをオペレータに警告する。

ステップＳ１において、実行制御部１１１は、オペレータのスタート指示により、加工プログラムの実行を開始するブロックを受け付ける。具体的には、加工プログラム中のカーソルがあるブロックが開始位置となる。
ステップＳ２において、実行制御部１１１は、開始位置より前のブロックに対応するフラグがオンにセットされているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ３に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ４に移る。

ステップＳ３において、実行制御部１１１は、指定されたブロックの前に実行されるべきサブシーケンスが完了していないため、該当のブロックの再実行を促すための警告を出力し、処理を終了する。

ステップＳ４において、実行制御部１１１は、実行対象のブロックを読み出し、指令コードを解析する。
ステップＳ５において、実行制御部１１１は、実行対象のブロックがサブシーケンスを読み出すブロックか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ６に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ７に移る。

ステップＳ６において、開始処理部１１２は、サブシーケンスが開始されたことを示すフラグをオンにセットする。
ステップＳ７において、実行制御部１１１は、対象のブロックを実行する。

ステップＳ８において、実行制御部１１１は、対象のブロックの処理が完了する前に加工プログラムが中断されたか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理は終了し、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ９に移る。

ステップＳ９において、終了処理部１１３は、サブシーケンスが中断せずに終了したので、ステップＳ６においてセットされたフラグをオフにリセットする。
ステップＳ１０において、実行制御部１１１は、加工プログラムが終了したか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理は終了し、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ４に移り、カーソル位置は次のブロックに移動する。

図５は、本実施形態に係る数値制御装置１による制御方法を例示する第２のフローチャートである。
この例では、数値制御装置１は、中断されたサブシーケンスを自動的に実行する。

ステップＳ１１において、実行制御部１１１は、オペレータのスタート指示により、加工プログラムの実行を開始するブロックを受け付ける。具体的には、加工プログラム中のカーソルがあるブロックが開始位置となる。
ステップＳ１２において、実行制御部１１１は、開始位置より前のブロックに対応するフラグがオンにセットされているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ１３に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ１４に移る。

ステップＳ１３において、実行制御部１１１は、指定されたブロックの前に実行されるべきサブシーケンスが完了していないため、このサブシーケンスを呼び出す該当のブロックにカーソルを移動する。
これにより、実行制御部１１１は、完了していないサブシーケンスを再実行できる。

ステップＳ１４以降は、図４の第１のフローチャートにおけるステップＳ４以降と共通であり、数値制御装置１は、指定されたブロック、又は未完了のサブシーケンスを呼び出すブロックから順に加工プログラムを実行する。

本実施形態によれば、数値制御装置１は、サブシーケンスの開始時にフラグをセットし、終了時にリセットすることにより、加工プログラムの再開時にサブシーケンスが途中で終了したか否かを判定する。これにより、数値制御装置１は、加工プログラムの再開時に、完了しておくべきサブシーケンスが実行途中であれば、加工プログラムの実行を保留できる。
したがって、数値制御装置１は、加工プログラムの正しい再開位置を受け付けて加工プログラムの実行を正常に再開できる。この結果、数値制御装置１は、オペレータの操作ミス等による予期せぬ加工不良及び事故を防ぐことができる。

数値制御装置１は、サブシーケンスの開始及び終了を、このサブシーケンスを呼び出したブロックの開始及び正常終了によって判定することで、サブシーケンスのコードを参照できない場合であっても、フラグを適切にセット及びリセットできる。

数値制御装置１は、加工プログラムの再開を指示されたときに、フラグがセットされている場合、サブシーケンスが終了していないことを示す警告を出力することにより、再度オペレータの操作を受け付けて、正しいブロックから加工プログラムを再開できる。
あるいは、数値制御装置１は、加工プログラムの再開を指示されたときに、フラグがセットされている場合、サブシーケンスを呼び出す該当のブロックを自動実行することで、オペレータの操作を省略し、利便性を向上できる。

ここで、サブシーケンスが実行途中であることを示すフラグは、加工プログラムのブロック毎に複数設けられてよく、数値制御装置１は、加工プログラムの再開を指示されたときに、指定されたブロックより前のブロックに対応付けられたフラグがセットされている場合に、加工プログラムの実行を保留する。
したがって、数値制御装置１は、複数呼び出されるサブシーケンスのうち、加工プログラムの再開時に完了させておくべきものを特定し、特定したサブシーケンスが実行途中であった場合に、加工プログラムの実行を保留できる。これにより、数値制御装置１は、オペレータの再操作を促し、又は自動実行によって、加工プログラムの実行を正常に再開できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

前述の実施形態では、数値制御装置１は、サブシーケンスの終了を呼び出し側のブロックの正常終了によって判定したが、判定方法はこれに限られない。サブシーケンスが加工プログラム内のサブプログラム（サブルーチン）として記述されている場合等、実行されるサブシーケンスのコードを参照可能な場合、数値制御装置１は、例えば、サブプログラムの終了を示すコード（Ｍ９９）等の所定のコードが実行されることを検出したときに、フラグをリセットしてもよい。
同様に、前述の実施形態では、数値制御装置１は、サブシーケンスの開始を呼び出し側のブロックの実行開始によって判定したが、判定方法はこれに限られない。実行されるサブシーケンスのコードを参照可能な場合、数値制御装置１は、例えば、サブプログラムの開始を示すコード又は最初のコード等の所定のコードが実行されることを検出したときに、フラグをセットしてもよい。

数値制御装置１による制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。

１ 数値制御装置（制御装置）
１１ ＣＰＵ
１１１ 実行制御部
１１２ 開始処理部
１１３ 終了処理部

Claims (10)

1. 工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、指定されたブロックから実行する実行制御部と、
   前記加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする開始処理部と、
   前記サブシーケンスが終了すると、前記フラグをリセットする終了処理部と、を備え、
   前記実行制御部は、前記加工プログラムの実行を中断した後、前記所定のブロックより後のブロックから前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留する制御装置。
2. 前記開始処理部は、前記所定のブロックの実行開始を、前記サブシーケンスの開始とみなして、前記フラグをセットする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記開始処理部は、前記サブシーケンスで所定のコードが実行されることを検出したときに、前記フラグをセットする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記終了処理部は、前記所定のブロックの正常終了を、前記サブシーケンスの終了とみなして、前記フラグをリセットする請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記終了処理部は、前記サブシーケンスで所定のコードが実行されることを検出したときに、前記フラグをリセットする請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記実行制御部は、前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記サブシーケンスが終了していないことを示す警告を出力する請求項１から請求項５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記実行制御部は、前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記サブシーケンスが呼び出される前記所定のブロックから前記加工プログラムを自動実行する請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御装置。
8. 前記フラグは、前記加工プログラムのブロック毎に設けられ、
   前記実行制御部は、前記加工プログラムの再開を指示されたときに、指定されたブロックより前のブロックに対応付けられた前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留する請求項１から請求項７のいずれかに記載の制御装置。
9. 工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、指定されたブロックから実行する実行制御ステップと、
   前記加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする開始処理ステップと、
   前記サブシーケンスが終了すると、前記フラグをリセットする終了処理ステップと、をコンピュータが実行し、
   前記実行制御ステップにおいて、前記加工プログラムの実行を中断した後、前記所定のブロックより後のブロックから前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留する制御方法。
10. 工作機械の動作を制御するための加工プログラムを、指定されたブロックから実行する実行制御ステップと、
    前記加工プログラムの所定のブロックから呼び出されるサブシーケンスが開始されると、実行中であることを示すフラグをセットする開始処理ステップと、
    前記サブシーケンスが終了すると、前記フラグをリセットする終了処理ステップと、をコンピュータに実行させ、
    前記実行制御ステップにおいて、前記加工プログラムの実行を中断した後、前記所定のブロックより後のブロックから前記加工プログラムの再開を指示されたときに、前記フラグがセットされている場合、前記加工プログラムの実行を保留させるための制御プログラム。

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