JP6891846B2 - 制御システム、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

制御システム、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、機械本体の駆動を制御する制御システム、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
工作機械は、主軸を有する主軸ヘッド、ワーク保持部、制御装置、受付部を備える。制御装置は主軸ヘッド、ワーク保持部の駆動を制御する。受付部は、スイッチ又はボタン等を有し、作業者の操作を受け付ける(例えば特許文献1参照)。
特開2013−202765号公報
教示装置又はパーソナルコンピュータ等は受付部として工作機械に接続可能である。教示装置及びパーソナルコンピュータ等を工作機械に接続した場合、複数の受付部が制御装置に複数の指令を入力することができる。複数の入力指令が衝突した場合、工作機械は意図しない動作を行うおそれがある。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の受付部が複数の指令を入力しても、複数の入力指令が衝突しない制御システム、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
本発明に係る制御システムは、機械本体の駆動を制御する制御装置と、操作を受け付ける複数の受付部とを備える制御システムにおいて、複数の前記受付部は、第一受付部と、該第一受付部とは異なる第二受付部とを備え、前記制御装置は、前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しない付与処理部を有することを特徴とする。
本発明においては、先に操作権を要求した第一受付部にのみ操作権を付与する。制御装置は第一受付部からの操作に基づいて、機械本体を制御する。複数の受付部から複数の指令は入力せず、複数の入力指令は衝突しない。
本発明に係る制御システムは、前記第一受付部及び第二受付部は、前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付ける有効操作部と、前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付けない無効操作部とを有することを特徴とする。
本発明においては、操作権を付与していない受付部における有効操作部の操作を受け付ける。操作権を付与していない場合であっても、緊急時に使用する操作部、例えば停止スイッチの操作を受け付けて、利便性及び安全性を担保する。
本発明に係る制御システムは、前記第一受付部及び第二受付部は、前記有効操作部及び無効操作部を表示する画像表示部を有し、前記画像表示部は、前記有効操作部及び無効操作部を異なる色で表示することを特徴とする。
本発明においては、有効操作部及び無効操作部を異なる色で表示する。作業者は、直感的に有効操作部を認識できる。
本発明に係る制御システムは、前記制御装置は、前記第一受付部及び第二受付部に前記操作権を付与していない場合であって、前記操作権の要求を前記第一受付部及び第二受付部から同時に受信したとき、前記第一受付部及び第二受付部に前記操作権を付与しない非付与処理部を有することを特徴とする。
本発明においては、第一受付部及び第二受付部に操作権を付与していない場合であって、操作権の要求を第一受付部及び第二受付部から同時に受信したとき、第一受付部及び第二受付部に操作権を付与しない。複数の入力指令の衝突を防止する。
本発明に係る制御システムは、前記受付部は、前記操作権を要求できない第三受付部を更に備え、前記制御装置は、前記第一受付部及び第二受付部に前記操作権を付与していない場合であって、前記第一受付部及び第二受付部が前記操作権を要求していないときに、前記第三受付部からの操作を受け付けることを特徴とする。
本発明においては、操作権を要求可能な第一受付部及び第二受付部に操作権を付与しておらず、且つ第一受付部及び第二受付部が前記操作権を要求していない場合に、操作権を要求できない第三受付部からの操作を受け付ける。第一受付部及び第二受付部に操作権を付与している場合、第三受付部の操作は無効となり、複数の入力指令の衝突を防止する。
本発明に係る制御装置は、機械本体の駆動を制御し、複数の受付部からの操作を受付ける制御装置において、複数の前記受付部は、第一受付部と、該第一受付部とは異なる第二受付部とを備え、前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しない付与処理部を有することを特徴とする。
本発明においては、先に操作権を要求した第一受付部にのみ操作権を付与する。制御装置は第一受付部からの操作に基づいて、機械本体を制御する。複数の受付部から複数の指令は入力せず、複数の入力指令は衝突しない。
本発明に係る制御方法は、第一受付部及び第二受付部を含む複数の受付部から操作を受け付け、制御装置が機械本体の駆動を制御する制御方法において、前記制御装置が、前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しないことを特徴とする。
本発明においては、先に操作権を要求した第一受付部にのみ操作権を付与する。制御装置は第一受付部からの操作に基づいて、機械本体を制御する。複数の受付部から複数の指令は入力せず、複数の入力指令は衝突しない。
本発明に係るコンピュータプログラムは、第一受付部及び第二受付部を含む複数の受付部から操作を受け付ける機械本体の制御装置で実行可能なコンピュータプログラムであって、前記制御装置が、前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しない処理を実行することを特徴とする。
本発明においては、先に操作権を要求した第一受付部にのみ操作権を付与する。制御装置は第一受付部からの操作に基づいて、機械本体を制御する。複数の受付部から複数の指令は入力せず、複数の入力指令は衝突しない。
本発明に係る制御システム、制御装置、の制御方法及びコンピュータプログラムにあっては、先に操作権を要求した第一受付部にのみ操作権を付与する。制御装置は第一受付部からの操作に基づいて、機械本体を制御する。複数の受付部から複数の指令は入力せず、複数の入力指令は衝突しない。
工作機械の略示斜視図である。 工作機械用カバーを略示する斜視図である。 制御装置、集線装置、教示装置及びパーソナルコンピュータを示すブロック図である。 教示装置の正面図である。 教示装置の正面図である。 教示装置の正面図である。 PCの正面図である。 PCの正面図である。 PCの正面図である。 スイッチ装置の正面図である。 制御装置による操作権の付与処理を説明するフローチャートである。
以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図に示す上下前後左右を使用する。図1は工作機械100の略示斜視図である。工作機械100は機械本体を備え、該機械本体は基台20、固定台21、Y方向移動装置22、X方向移動装置26、コラム28、Z方向移動装置30、主軸ヘッド32、工具交換装置10、主軸モータ35等を備える。基台20は床面上に固定してある。基台21の前部にワーク保持部120が設けてある。固定台21は前後方向に長い平面視矩形状の箱形をなし、基台20上に設けてある。固定台21は、Y方向移動装置22を固定している。Y方向移動装置22はY方向駆動モータ(図示略)及びY方向駆動モータが駆動するボールねじ機構(図示略)を備える。
Y方向移動装置22のボールねじ機構にX方向移動装置26が設けてある。X方向移動装置26はX方向駆動モータ(図示略)及びX方向駆動モータが駆動するボールねじ機構(図示略)を備える。X方向移動装置26のボールねじ機構にコラム28が設けてある。X方向移動装置26及びY方向移動装置22は、コラム28をX方向(左右方向)及びY方向(前後方向)に移動可能に支持する。
Z方向移動装置30はコラム28の前面に設けてある。Z方向移動装置30はZ方向駆動モータ(図示略)及びZ方向駆動モータが駆動するボールねじ機構(図示略)を備える。主軸ヘッド32はZ方向移動装置30に設けてある。コラム28は、Z方向移動装置30を介して主軸ヘッド32をZ方向(上下方向)に移動可能に支持する。主軸モータ35は主軸ヘッド32の上部に設けてある。主軸ヘッド32は、上下を軸方向とした主軸(図示略)を支持する。主軸モータ35は主軸を軸回りに回転する。工具交換装置10は、主軸に装着する工具を交換する。
図2は工作機械用カバー1を略示する斜視図である。図2に示すように、工作機械100は機械本体を囲繞する工作機械用カバー1を備える。工作機械用カバー1が基台20の上側に設けてある。工作機械用カバー1は、上下方向に延設してあり、工作機械100の機械本体の前後左右を夫々覆う矩形の前壁5、左壁6、右壁7及び後壁8を備える。また工作機械100の上側を覆っており、左右方向及び前後方向に平行な矩形の天井9を備える。後壁8には、工作機械100の動作を制御する制御基板及びモータへの供給電力を調整するアンプ等を有する制御装置80が設けてある。制御装置80は、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリなどを備える。CPUは、ROMに記憶した制御プログラムをRAMに読み出し、工作機械100を制御する。RAM又は不揮発性メモリは、必要に応じて、教示装置15及びPC16に対応した付与フラグを記憶する。CPUに代えて、ロジック回路、例えばFPGAを使用してもよい。
前壁5の中央部には縦長矩形の開口51が設けてあり、該開口51の右隣には、作業者が指令を入力するための操作盤54が設けてある。開口51には、縦長矩形の右扉52及び左扉53が左右方向に移動可能に並設してある。
図3は、制御装置80、集線装置81、教示装置15及びパーソナルコンピュータ16を示すブロック図である。制御装置80に集線装置81が設けてある。集線装置81に教示装置15、パーソナルコンピュータ(以下、PCという)16、スイッチ装置17が接続する。教示装置15、PC16及びスイッチ装置17は受付部を構成する。
図4〜図6は、教示装置15の正面図である。教示装置15は、画像表示部15a、非常停止ボタン15b、操作権スイッチ15cを備える。画像表示部15aはタッチパネルを有し、停止ボタン、リセットボタン、編集ボタン等を表示する。非常停止ボタン15bは機械式のボタンである。操作権スイッチ15cは操作権の取得及び解放を入力する。操作権スイッチ15cを「有効」にした場合、教示装置15は操作権の付与を制御装置80に要求する。操作権スイッチ15cを「無効」にした場合、教示装置15は操作権の解放を制御装置80に通知する。操作権の解放を制御装置80に通知した場合、制御装置80は、RAM又は不揮発性メモリに記憶してあり、教示装置15に対応した付与フラグを削除する。
制御装置80が操作権を教示装置15に付与した場合、図4に示す如く、画像表示部15aは、停止ボタン、リセットボタン、編集ボタン等の各種操作ボタンを表示する。教示装置15は各種操作ボタンに対する操作を受け付ける。教示装置15が操作権を解放した場合、図5に示す如く、画像表示部15aは、例えば「操作権スイッチが無効になっています」、「教示装置の操作を有効にする場合、操作権スイッチを有効にしてください」と表示する。画像表示部15aは停止ボタン及び画面消去ボタンを表示するが、その他のボタンを表示しない。
操作権スイッチ15cを「有効」にした場合であって、制御装置80が操作権を教示装置15に付与しなかったとき、図6に示す如く、画像表示部15aは、例えば「複数の端末からは操作できません」と表示する。画像表示部15aは、図4と同様に、各種操作ボタンを表示するが、ホーム移動ボタン及びジョグボタンを、他の操作ボタンと異なる色で表示する。例えば灰色で表示する。図6において、ハッチングを付した操作ボタンは灰色で表示していることを示す。教示装置15は、灰色表示の操作ボタンに対する操作を受け付けない。灰色表示の操作ボタンは無効操作部を構成し、灰色表示でない操作ボタンは有効操作部を構成する。
無効操作部は、主軸の回転又は移動、ワークの移動に関する操作を行う操作部である。他の受付部が操作を受け付けている場合に、無効操作部の操作を受け付けたとき、複数の入力指令が衝突するおそれが高い。有効操作部は、主軸の回転又は移動、ワークの移動に関する操作以外の操作を行う操作部である。例えば、主軸の位置、変数などを参照する為の操作部であり、他の受付部が操作を受け付けている場合に、効操作部の操作を受け付けても、複数の入力指令は衝突しない。
図7〜図9は、PC16の正面図である。PC16は画像表示部16aを備える。制御装置80が操作権をPC16に付与した場合、図7に示す如く、停止ボタン、リセットボタン、オーバーライド設定ボタン、シングル運転オン/オフボタン、サーボオン/オフボタン、起動ボタン、次タスクボタン、プログラム選択ボタン等の各種操作ボタン、及びプログラムコード、主軸の座標等の情報を表示する。オーバーライド設定ボタンは、主軸の送り速度の設定の為に使用する。シングル運転オン/オフボタンは、プログラムコードを一行実行する都度、待機するか又は複数のコードを連続して実行するかを設定する為に、使用する。サーボオン/オフボタンは、モータのサーボ機能をオン又はオフする為に使用する。画像表示部16aは、「操作権取得中」を表示し、操作権解放ボタンを表示する。「操作権取得中」は操作権を取得済みであることを示す。作業者が、PC16のキーボード又はマウスなどを使用して、操作権解放ボタンを操作した場合、PC16は操作権の解放を制御装置80に通知する。操作権の解放を制御装置80に通知した場合、制御装置80は、RAM又は不揮発性メモリに記憶してあり、PC16に対応した付与フラグを削除する。
PC16は操作権を解放した場合、図8に示す如く、オーバーライド設定ボタン、シングル運転オン/オフボタン、サーボオンボタン、起動ボタン、プログラム選択ボタンを、他の操作ボタンと異なる色で表示する。例えば灰色で表示する。図8において、ハッチングを付した操作ボタンは灰色で表示していることを示す。PC16は、灰色表示の操作ボタンに対する操作を受け付けない。灰色表示の操作ボタンは無効操作部を構成し、灰色表示でない操作ボタンは有効操作部を構成する。
画像表示部16aは「操作権取得中」及び操作権解放ボタンを削除し、操作権取得ボタンを表示する。作業者が、PC16のキーボード又はマウスなどを使用して、操作権取得ボタンを操作した場合、PC16は制御装置80に操作権の付与を要求する。制御装置80がPC16に操作権を付与した場合、画像表示部16aは図7に示す画像を表示する。
操作権取得ボタンを操作した場合であって、制御装置80が操作権をPC16に付与しなかったとき、図9に示す如く、画像表示部16aは、例えば図9に示す如く、「操作権を取得できませんでした」と表示し、またOKボタンを表示する。作業者がPC16のキーボード又はマウスなどを使用して、OKボタンを操作した場合、画像表示部16aは「操作権を取得できませんでした」との表示を削除し、図7に示す画像を表示する。
図10は、スイッチ装置17の正面図である。スイッチ装置17は、アラームランプ17aと、モード切替ボタン17bと、オーバーライド設定スイッチ17cと、LR起動ボタン17dと、LRフィードホールドボタン17eとを備える。モード切替ボタン17bと、オーバーライド設定スイッチ17cと、LR起動ボタン17dと、LRフィードホールドボタン17eは機械式のスイッチ又はボタンである。スイッチ装置17は画像表示部及び操作権を要求する為の操作部を有さず、操作権を要求できない。
アラームランプ17aは点灯によって警告を報知する。モード切替ボタン17bは手動運転又は自動運転を切り換える。オーバーライド設定スイッチ17cは主軸の送り速度を設定する。LRフィードホールドボタン17eは主軸の移動を一時停止する。LR起動ボタン17dは一時停止した主軸を再移動する。
図11は、制御装置80による操作権の付与処理を説明するフローチャートである。制御装置80のCPUは、教示装置15又はPC16から操作権の要求があったか否か判定する(ステップS1)。教示装置15又はPC16から操作権の要求が無い場合(ステップS1:NO)、CPUは教示装置15又はPC16に操作権を付与済みであるか否か判定する(ステップS2)。具体的には、CPUはRAM又は不揮発性メモリを参照し、教示装置15又はPC16に対応した付与フラグが設定してあるか否か判定する。
教示装置15又はPC16に操作権を付与済みである場合(ステップS2:YES)、CPUはステップS1に処理を戻す。教示装置15又はPC16に操作権を付与済みでない場合(ステップS2:NO)、CPUはスイッチ装置17からの操作を受け付け(ステップS3)、ステップS1に処理を戻す。
教示装置15又はPC16から操作権の要求があった場合(ステップS1:YES)、CPUは教示装置15又はPC16に操作権を付与済みであるか否か判定する(ステップS4)。具体的には、CPUはRAM又は不揮発性メモリを参照し、教示装置15又はPC16に対応した付与フラグが設定してあるか否か、即ち、先に操作権を要求した受付部が存在し、その受付部に操作権を付与済みであるか否か、判定する。操作権を要求している教示装置15又はPC16の一方よりも先に、教示装置15又はPC16の他方に操作権を付与済みである場合(ステップS4:YES)、CPUは、操作権を要求した教示装置15又はPC16に操作権を付与せず(ステップS8)、図6又は図8に示すように、画像表示部15a、16aに無効操作部を灰色で表示する(ステップS9)。CPUは操作権の取得に失敗したことを画像表示部15a、16aに表示する(ステップS10)。例えば、図6又は図9に示すように、「複数の端末からは操作できません」又は「操作権を取得できませんでした」を画像表示部15a、16aに表示し、ステップS1に処理を戻す。
教示装置15又はPC16の一方に操作権を付与済みでない場合(ステップS4:NO)、即ち、教示装置15及びPC16の両者に操作権を付与してない場合、CPUは、教示装置15及びPC16の両者が操作権を同時に要求しているか否か判定する(ステップS5)。教示装置15及びPC16の両者が操作権を同時に要求している場合(ステップS5:YES)、CPUはステップS8に処理を進める。
教示装置15及びPC16の両者が操作権を同時に要求していない場合(ステップS5:NO)、CPUは操作権を要求した教示装置15又はPC16に操作権を付与し(ステップS6)、RAM又は不揮発性メモリに、操作権を付与した教示装置15又はPC16に対応させて、付与フラグを設定し(ステップS7)、ステップS1に処理を戻す。
実施の形態に係る工作機械100にあっては、先に操作権を要求した教示装置15又はPC16の一方にのみ操作権を付与する。制御装置80は教示装置15又はPC16の一方からの操作に基づいて、工作機械100を制御する。複数の受付部から複数の指令は入力せず、複数の入力指令は衝突しない。
また操作権を付与していない教示装置15又はPC16の他方における有効操作部の操作を受け付ける。操作権を付与していない場合であっても、緊急時に使用する操作部、例えば停止スイッチの操作を受け付けて、利便性及び安全性を担保する。また有効操作部及び無効操作部を異なる色で表示する。作業者は、直感的に有効操作部を認識できる。
また第一受付部及び第二受付部に操作権を付与していない場合であって、操作権の要求を第一受付部及び第二受付部から同時に受信したとき、第一受付部及び第二受付部に操作権を付与しない。複数の入力指令の衝突を防止する。
また操作権を要求可能な教示装置15及びPC16に操作権を付与しておらず、且つ教示装置15及びPC16が操作権を要求していない場合に、操作権を要求できないスイッチ装置17からの操作を受け付ける。教示装置15及びPC16に操作権を付与している場合、スイッチ装置17の操作は無効となり、複数の入力指令の衝突を防止する。
上述の実施形態は、工作機械の駆動を制御する制御装置について説明したが、制御装置は工作機械以外の機械本体を制御してもよい。例えば、ワーク、工具等を搬送する搬送ロボットを制御してもよい。
15 教示装置
16 パーソナルコンピュータ(PC)
17 スイッチ装置
80 制御装置
81 集線装置
100 工作機械

Claims (7)

  1. 機械本体の駆動を制御する制御装置と、操作を受け付ける複数の受付部とを備える制御システムにおいて、
    複数の前記受付部は、第一受付部と、該第一受付部とは異なる第二受付部とを備え、
    前記制御装置は、
    前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しない付与処理部を有し、
    前記第一受付部及び第二受付部は、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付ける有効操作部と、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付けない無効操作部と
    を有し、
    前記無効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作を行う操作部であり、
    前記有効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作以外の操作を行う操作部であって、主軸の位置、変数を参照する為の操作部であること
    を特徴とする制御システム。
  2. 前記第一受付部及び第二受付部は、前記有効操作部及び無効操作部を表示する画像表示部を有し、
    前記画像表示部は、前記有効操作部及び無効操作部を異なる色で表示すること
    を特徴とする請求項に記載の制御システム。
  3. 前記制御装置は、
    前記第一受付部及び第二受付部に前記操作権を付与していない場合であって、前記操作権の要求を前記第一受付部及び第二受付部から同時に受信したとき、前記第一受付部及び第二受付部に前記操作権を付与しない非付与処理部を有すること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の制御システム。
  4. 前記受付部は、前記操作権を要求できない第三受付部を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記第一受付部及び第二受付部に前記操作権を付与していない場合であって、前記第一受付部及び第二受付部が前記操作権を要求していないときに、前記第三受付部からの操作を受け付けること
    を特徴とする請求項1からのいずれか一つに記載の制御システム。
  5. 機械本体の駆動を制御し、複数の受付部からの操作を受付ける制御装置において、
    複数の前記受付部は、第一受付部と、該第一受付部とは異なる第二受付部とを備え、
    前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しない付与処理部を有し、
    前記第一受付部及び第二受付部は、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付ける有効操作部と、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付けない無効操作部と
    を有し、
    前記無効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作を行う操作部であり、
    前記有効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作以外の操作を行う操作部であって、主軸の位置、変数を参照する為の操作部であること
    を特徴とする制御装置。
  6. 第一受付部及び第二受付部を含む複数の受付部から操作を受け付け、制御装置が機械本体の駆動を制御する制御方法において、
    前記制御装置が、前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与せず、
    前記第一受付部及び第二受付部は、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付ける有効操作部と、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付けない無効操作部と
    を有し、
    前記無効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作を行う操作部であり、
    前記有効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作以外の操作を行う操作部であって、主軸の位置、変数を参照する為の操作部である
    ことを特徴とする制御方法。
  7. 第一受付部及び第二受付部を含む複数の受付部から操作を受け付ける機械本体の制御装
    置で実行可能なコンピュータプログラムであって、
    前記制御装置が、前記第一受付部からの操作権の要求を前記第二受付部からの操作権の要求よりも先に受信した場合、前記第一受付部に前記操作権を付与し、前記第二受付部に前記操作権を付与しない処理を実行し、
    前記第一受付部及び第二受付部は、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付ける有効操作部と、
    前記制御装置が前記操作権を付与していない場合に、操作を受け付けない無効操作部と
    を有し、
    前記無効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作を行う操作部であり、
    前記有効操作部は、主軸の回転若しくは移動、又はワークの移動に関する操作以外の操作を行う操作部であって、主軸の位置、変数を参照する為の操作部であること
    を特徴とするコンピュータプログラム。
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