JP6899988B1

JP6899988B1 - 数値制御装置

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Publication number: JP6899988B1
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Inventors: 岳範平田
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-07-07
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Abstract

第１のプログラム、および第２のプログラムを記憶する記憶装置（１３，１４）と、移設検知装置（２０）と通信を行い、移設検知装置（２０）から異常な信号を取得した場合、第２のプログラムを読み込み実行し、その他の場合、第１のプログラムを読み込み実行する制御部（１１）と、記憶装置（１３，１４）、および制御部（１１）に電源を供給する電源部（１２）と、を備える。

Description

本開示は、移設防止機能を有する数値制御装置および移設検知装置に関する。

数値制御装置を用いた工作機械には、輪郭制御をすることができる軸数が５以上のものと４以下のものとがある。輪郭制御をすることができる軸数が５以上の工作機械は、複雑な加工ができるため、輸出管理が厳格化される傾向にある。そのため、輪郭制御をすることができる軸数が５以上の工作機械は、輸出管理の手段として移設防止機能を有する必要がある。特許文献１には、工作機械が、圧電センサで振動が検出された場合、電源部からＭＰＵ（Micro Processing Unit）に電源を供給し、ＭＰＵの制御によって移設検知装置が移設の有無を判定することで、移設を検出する機能を実現しつつ省電力化を可能にする技術が開示されている。

特開２０１８−１４７３４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の工作機械は、ハードウェアの改造によって移設防止機能が無効化される可能性がある、という問題があった。具体的には、特許文献１に記載の工作機械において、圧電センサと電源ＩＣ（Integrated Circuit）との間の信号線、ＭＰＵと第二スイッチとの間の信号線、および移設検知装置とＭＰＵとの間の信号線のうち少なくとも１つの信号線が切断された場合、ＭＰＵは、移設検知装置から工作機械が移設した旨の判定結果を受け取ることができない。つまり、不正使用を防ぐ必要のある機能である５軸以上の輪郭制御機能を、移設検知機能の無効化によって不正に使用される可能性があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ハードウェアの改造による移設防止機能の無効化を回避可能な数値制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、軸数が５軸以上の工作機械で使用される数値制御装置である。数値制御装置は、工作機械に対して５軸以上の輪郭制御が可能な第１の輪郭制御用ハードウェアと、工作機械に対して４軸以下の輪郭制御が可能な第２の輪郭制御用ハードウェアと、数値制御装置の移設を検知可能な移設検知装置において数値制御装置の移設が検知された場合、第１の輪郭制御用ハードウェアを機能しないように制御する輪郭制御部と、を備えることを特徴とする。

本開示に係る数値制御装置は、ハードウェアの改造による移設防止機能の無効化を回避できる、という効果を奏する。

本実施の形態に係る数値制御装置、移設検知装置、および表示装置の構成例を示す図本実施の形態に係る数値制御装置の動作を示すフローチャート本実施の形態に係る数値制御装置のハードウェア構成の一例を示す図

以下に、本開示の実施の形態に係る数値制御装置および移設検知装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る数値制御装置１０、移設検知装置２０、および表示装置３０の構成例を示す図である。数値制御装置１０は、移設検知装置２０、表示装置３０、および工作機械４０に接続される。数値制御装置１０は、軸数が５軸以上の工作機械４０で使用される装置である。移設検知装置２０は、接続される数値制御装置１０の移設を検知可能な装置である。

まず、数値制御装置１０の構成について説明する。図１に示すように、数値制御装置１０は、制御部１１と、電源部１２と、記憶装置１３，１４と、外部Ｉ／Ｆ（InterFace）１５と、を備える。制御部１１は、輪郭制御部１１１と、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２と、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３，１１４と、を備える。数値制御装置１０は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３および記憶装置１３によって、工作機械４０に対して５軸以上の輪郭制御が可能な５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を構成している。また、数値制御装置１０は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４および記憶装置１４によって、工作機械４０に対して４軸以下の輪郭制御が可能な４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を構成している。５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６のことを第１の輪郭制御用ハードウェアと称し、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７のことを第２の輪郭制御用ハードウェアと称することがある。

電源部１２は、数値制御装置１０が電源オンの状態の場合、制御部１１、および記憶装置１３，１４に電源を供給し、外部Ｉ／Ｆ１５を経由して移設検知装置２０に電源を供給する。電源部１２は、図示しない外部の電源から供給された直流電源を各構成に供給してもよいし、図示しない外部の商用電源などから交流電源の供給を受け、交流電源から直流電源を生成して各構成に供給してもよい。電源部１２は、数値制御装置１０が電源オフの状態の場合、制御部１１、および記憶装置１３，１４に電源を供給せず、外部Ｉ／Ｆ１５を経由して移設検知装置２０に電源を供給しない。

記憶装置１３は、工作機械４０に対して数値制御装置１０が５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを格納している第１の記憶装置である。５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムは、第１のプログラムである。

記憶装置１４は、工作機械４０に対して数値制御装置１０が４軸以下の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを格納している第２の記憶装置である。４軸以下の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムは、第２のプログラムである。

外部Ｉ／Ｆ１５は、数値制御装置１０と移設検知装置２０とを接続可能なインタフェースである。

制御部１１は、数値制御装置１０の制御処理を実行する。制御部１１において、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２は、電源部１２から電源の供給を受けると、輪郭制御部１１１の制御に基づいて、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３，１１４への制御用電源を生成して電源供給を行う。記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２は、輪郭制御部１１１の制御に基づいて、移設検知装置２０において数値制御装置１０の移設が検知されていない状態では記憶装置Ｉ／Ｆ１１３，１１４に電源供給を行い、移設検知装置２０において数値制御装置１０の移設が検知された状態では記憶装置Ｉ／Ｆ１１４のみに電源供給を行う。

記憶装置Ｉ／Ｆ１１３は、制御部１１と記憶装置１３とを接続し、制御部１１および記憶装置１３が通信を行うためのインタフェースである。記憶装置Ｉ／Ｆ１１３は、輪郭制御部１１１の制御に基づいて、記憶装置１３に記憶されているプログラムを読み書き可能な第１の記憶装置インタフェースである。

記憶装置Ｉ／Ｆ１１４は、制御部１１と記憶装置１４とを接続し、制御部１１および記憶装置１４が通信を行うためのインタフェースである。記憶装置Ｉ／Ｆ１１４は、輪郭制御部１１１の制御に基づいて、記憶装置１４に記憶されているプログラムを読み書き可能な第２の記憶装置インタフェースである。

輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０が備える後述する記憶装置２６に格納されているログに基づいて、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への電源供給を制御する。具体的には、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０が備える記憶装置２６に数値制御装置１０が移設されたことを示す移設有のログがあった場合、移設検知装置２０において数値制御装置１０の移設が検知されたと判断することができる。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０において数値制御装置１０の移設が検知された場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への電源供給を遮断し、記憶装置１３への読み書きを電気的に遮断する。このように、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０において数値制御装置１０の移設が検知された場合、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を機能しないように制御する。

つぎに、移設検知装置２０の構成について説明する。図１に示すように、移設検知装置２０は、電源制御回路２１と、電子スイッチ２２と、センサ２３と、ＡＤ（Analog to Digital）変換器２４と、制御部２５と、記憶装置２６と、を備える。移設検知装置２０は、数値制御装置１０の外部Ｉ／Ｆ１５を経由して数値制御装置１０に接続される。なお、移設検知装置２０および数値制御装置１０については、数値制御装置１０が別ユニットの移設検知装置２０を搭載する形態、すなわち別ユニットの移設検知装置２０が数値制御装置１０に搭載される形態であってもよい。

センサ２３は、数値制御装置１０の移設を検知するためのセンサである。センサ２３は、１つのセンサであってもよいし、複数のセンサであってもよい。センサ２３は、例えば、加速度センサ、角速度センサ、および振動センサのうち１つ以上のセンサを実装する。センサ２３は、数値制御装置１０の移設の際に生じる慣性の変化、例えば、傾き、動き、振動、衝撃などを検出する。移設検知装置２０は、センサ２３として複数の種類のセンサを備えることによって、数値制御装置１０の移設の検知の精度を向上させ、誤検知を低減させることができる。

ＡＤ変換器２４は、センサ２３で検出されたアナログデータの検出値をＡＤ変換、すなわちデジタルデータの検出値に変換する変換器である。

制御部２５は、ＡＤ変換器２４で変換後のデジタルデータの検出値と、記憶装置２６に予め記憶されている数値制御装置１０の移設を判定するための閾値と、を比較する。制御部２５は、検出値が閾値を超えた場合、数値制御装置１０が移設されたと判断し、数値制御装置１０が移設されたことを示す移設有のログを記憶装置２６に格納させる。制御部２５は、数値制御装置１０からの要求に基づいて、記憶装置２６における移設有のログの有無を数値制御装置１０に通知する。

記憶装置２６は、数値制御装置１０の移設を判定するための閾値を記憶する。閾値については、センサ２３の検出誤差、ＡＤ変換器２４の誤差、移設検知装置２０で使用される部品のバラつき、数値制御装置１０の移設の際の実測値などを考慮して、移設検知装置２０の製造者などが予め計算して記憶装置２６に記憶させておく。また、記憶装置２６は、移設検知装置２０の動作状態を示すログを格納する。動作状態を示すログには、移設検知装置２０の制御部２５が、数値制御装置１０が移設されたと判断した判断結果である前述の移設有のログが含まれる。

電源制御回路２１は、バックアップ用の二次バッテリ２１１を備える。電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源オン時、外部Ｉ／Ｆ１５を経由して数値制御装置１０の電源部１２から電源の供給を受ける。電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源部１２から電源の供給を受けている場合、電源切替信号によって電子スイッチ２２を制御して、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６の電源供給元として数値制御装置１０の電源部１２を選択する。また、電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源部１２から電源の供給を受けている場合、数値制御装置１０の電源部１２から供給される電源を用いて、バックアップ用の二次バッテリ２１１を充電する。なお、電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源オン時に外部Ｉ／Ｆ１５を経由して数値制御装置１０の電源部１２から供給される電源の供給路の電圧を測定しているものとする。

前述のように、数値制御装置１０は、電源オンから電源オフになると、外部Ｉ／Ｆ１５を経由した移設検知装置２０への電源の供給を停止する。電源制御回路２１は、電源の供給路の電圧の低下によって、数値制御装置１０の電源がオンからオフに切り替わったことを検知する。電源制御回路２１は、電源の供給路の電圧が、制御部２５が動作可能な下限の電圧にマージンを加味した前述の閾値以下になった場合、電子スイッチ２２に対して電源切替信号を出力して電子スイッチ２２を制御し、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６の電源供給元を切り替える。具体的には、電源制御回路２１は、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６の電源供給元として、電源制御回路２１の二次バッテリ２１１を選択する。すなわち、電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源オフ時に、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６に電源供給する。これにより、移設検知装置２０は、数値制御装置１０の電源オフ時においても動作を継続、すなわち、継続して数値制御装置１０を監視し、数値制御装置１０の移設を検知することができる。なお、電源制御回路２１は、バックアップ用の構成として、二次バッテリ２１１に替えて、図示しないコンデンサを備えていてもよい。

つぎに、表示装置３０の構成について説明する。図１に示すように、表示装置３０は、表示部３１を備える。表示部３１は、数値制御装置１０の制御部１１の制御によって、数値制御装置１０および工作機械４０の状態などをオペレータに対して表示する。表示部３１は、例えば、数値制御装置１０が移設されたことによって数値制御装置１０の機能が制限されている場合、数値制御装置１０の制御部１１の制御によって、数値制御装置１０の機能が制限されている状態にあることを示すアラーム表示などを表示する。

工作機械４０は、軸数が５以上であって、複数の工具を用いて加工ワークを加工することができる装置である。工作機械４０は、例えば、切削加工を行う装置であるが、これに限定されない。工作機械４０は、レーザ加工を行う装置、放電加工を行う装置などであってもよい。なお、数値制御装置１０および工作機械４０については、工作機械４０が数値制御装置１０を搭載する形態、すなわち数値制御装置１０が工作機械４０に搭載される形態であってもよい。この場合、数値制御装置１０が移設されることは、数値制御装置１０を搭載する工作機械４０が移設されることと同じである。

つづいて、数値制御装置１０の動作について詳細に説明する。数値制御装置１０の電源起動時、数値制御装置１０の輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の制御部２５との間で通信を行う。輪郭制御部１１１は、制御部２５を介して、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログが格納されているか否かを確認することによって、数値制御装置１０の電源オフの間に数値制御装置１０が移設されたか否かを判断する。具体的には、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログが格納されていない場合、数値制御装置１０の電源オフの間に数値制御装置１０が移設されていないと判断する。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログが格納されている場合、数値制御装置１０の電源オフの間に数値制御装置１０が移設されたと判断する。

輪郭制御部１１１が移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログが格納されているか否かを確認する方法については、特に限定されない。例えば、輪郭制御部１１１が、移設検知装置２０の制御部２５に対して、記憶装置２６における移設有のログの有無の情報を要求し、移設検知装置２０の制御部２５が、輪郭制御部１１１に対して記憶装置２６における移設有のログの有無の情報を通知する。なお、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の制御部２５に対して記憶装置２６に格納されているログの読み出しを要求して取得し、取得したログに移設有のログが含まれるか否かを確認してもよい。

輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０が移設されていないと判断した場合、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３を経由して記憶装置１３に格納されているプログラムを読み込み、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４を経由して記憶装置１４に格納されているプログラムを読み込む。数値制御装置１０は、記憶装置１３に格納されている５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラム、および記憶装置１４に格納されている４軸以下の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを実行し、工作機械４０を制御する。

輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０が移設されたと判断した場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２を制御して、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源を遮断する。輪郭制御部１１１が移設検知装置２０の記憶装置２６から移設有のログを読み込んだ場合は、異常な場合である。これにより、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３を経由して記憶装置１３に格納されたプログラムを読み込むことができず、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする。この場合、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４を経由して記憶装置１４に格納されたプログラムを読み込むことで、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にする。すなわち、数値制御装置１０は、記憶装置１４に格納されている４軸以下の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを実行し、工作機械４０を制御する。このように、輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０が移設されたと判断した場合、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする機能制限を行う。

具体的には、数値制御装置１０が移設されていない場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２は、電源部１２から電力の供給を受け、輪郭制御部１１１の制御によって、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３用の制御用電源を生成して記憶装置Ｉ／Ｆ１１３に供給し、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４用の制御用電源を生成して記憶装置Ｉ／Ｆ１１４に供給する。記憶装置Ｉ／Ｆ１１３は、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３用の制御用電源の供給を受けている間、記憶装置１３に格納されているプログラムの読み込みができる。記憶装置Ｉ／Ｆ１１４は、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１４用の制御用電源の供給を受けている間、記憶装置１４に格納されているプログラムの読み込みができる。

これに対して、数値制御装置１０が移設された場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２は、輪郭制御部１１１の制御によって、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３用の制御用電源を生成せず、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３に対して記憶装置Ｉ／Ｆ１１３用の制御用電源を供給しない。なお、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２は、数値制御装置１０が移設された場合でも、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４用の制御用電源を生成して記憶装置Ｉ／Ｆ１１４に供給する。数値制御装置１０が移設された場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３用の制御用電源のみ生成を停止し、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源の供給のみを遮断することで、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６の機能を停止、すなわち無効にする。

ここで、制御部１１が１つの電気部品、例えば、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）で構成されている場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２、および記憶装置Ｉ／Ｆ１１３は同一のシステムＬＳＩに含まれる。この場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源の電源線は、システムＬＳＩ内で閉じた回路になっている。そのため、数値制御装置１０を移設した者は、制御部１１、すなわちシステムＬＳＩの外部から、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３に電源を接続して制御用電源を供給して、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３をオンさせることはできない。

また、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源を遮断した状態において、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への電源線は、システムＬＳＩ内で０Ｖ（ＧＮＤ）に接地されている。そのため、数値制御装置１０を移設した者は、改造によって記憶装置Ｉ／Ｆ１１３の電源線をシステムＬＳＩから引き出し、外付け電源を接続して記憶装置Ｉ／Ｆ１１３をオンさせることはできない。

また、システムＬＳＩのロジック回路は、基板への実装前に設定済みであり、基板実装後に書き換えはできない。そのため、数値制御装置１０を移設した者は、ロジック回路の書き換えによって記憶装置Ｉ／Ｆ１１３をオンさせることはできない。

つぎに、数値制御装置１０に移設検知装置２０が接続されていない場合の扱いについて説明する。数値制御装置１０の電源起動時、数値制御装置１０の輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０に移設検知装置２０が接続されているか否かを判断する。輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０に移設検知装置２０が接続されていない場合、移設を検知した場合と同様に、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２を制御して、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源を遮断する。数値制御装置１０に移設検知装置２０が接続されていない場合は、異常な場合である。すなわち、通信エラーの場合は、異常な場合である。これにより、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３を経由して記憶装置１３に格納されたプログラムを読み込むことができず、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする。この場合、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４を経由して記憶装置１４に格納されたプログラムを読み込むことで、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にする。このように、輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０に移設検知装置２０が接続されていないと判断した場合にも、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする機能制限を行う。

具体的には、数値制御装置１０の電源オン中、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の制御部２５と通信を行っている。数値制御装置１０の外部Ｉ／Ｆ１５から移設検知装置２０が取り外された場合、輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０と移設検知装置２０との間の通信信号線の切断によって、移設検知装置２０の制御部２５との通信ができなくなり、通信エラーとなる。輪郭制御部１１１は、通信エラー時に発生する通信エラー割込みによって、数値制御装置１０の外部Ｉ／Ｆ１５から移設検知装置２０が取り外されたと判断することができる。

輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０の電源オン中に数値制御装置１０の外部Ｉ／Ｆ１５から移設検知装置２０が取り外されたと判断した場合、数値制御装置１０の移設が検知された場合と同様に、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２を制御して、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源を遮断する。これにより、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３を経由して記憶装置１３に格納されたプログラムを読み込むことができず、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする。この場合、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４を経由して記憶装置１４に格納されたプログラムを読み込むことで、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にする。このように、輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０の電源オン中に数値制御装置１０の外部Ｉ／Ｆ１５から移設検知装置２０が取り外されたと判断した場合、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする機能制限を行う。

移設検知装置２０において、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、記憶装置２６、および電源制御回路２１は、外部Ｉ／Ｆ１５を経由して数値制御装置１０の電源部１２から電力が供給される。

移設検知装置２０の電源制御回路２１は、バックアップ用の二次バッテリ２１１を備え、数値制御装置１０の電源オン中に数値制御装置１０の電源部１２から外部Ｉ／Ｆ１５を経由して電源供給される。数値制御装置１０の電源オン中、二次バッテリ２１１は、電源制御回路２１によって充電される。数値制御装置１０の電源オフ時、電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源部１２から供給される電源の供給路の電圧低下を検知し、検知した電圧が制御部２５の動作可能な下限の電圧にマージンを加味した閾値に達すると、移設検知装置２０の電子スイッチ２２に電源切替信号を出力する。電源制御回路２１が、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６への電源供給経路を数値制御装置１０の電源部１２から二次バッテリ２１１に切り替えることによって、移設検知装置２０は、数値制御装置１０が電源オフになっても動作を継続することができる。

数値制御装置１０が移設された場合、数値制御装置１０の電源オンオフの状態にかかわらず、移設検知装置２０の制御部２５は、ＡＤ変換器２４から取得したデジタルデータの検出値と記憶装置２６に予め記憶されている閾値との比較を行い、数値制御装置１０が移設されたと判断し、移設有のログを記憶装置２６に格納させる。また、数値制御装置１０の電源オフ中に数値制御装置１０から移設検知装置２０が外され、数値制御装置１０の移設後に移設検知装置２０が元の数値制御装置１０に接続された場合、移設検知装置２０の制御部２５は、ＡＤ変換器２４から取得したデジタルデータの検出値から、移設検知装置２０が数値制御装置１０から取り外された際の慣性の変化、例えば、傾き、動き、振動、衝撃などを検出することができる。この場合も、移設検知装置２０の制御部２５は、数値制御装置１０が移設されたと判断し、移設有のログを記憶装置２６に格納させる。

移設検知装置２０のセンサ２３が断線、短絡などによって故障した場合、ＡＤ変換器２４でアナログデータの検出値から変換されたデジタルデータの検出値は、記憶装置２６に予め記憶されている閾値を超えた一定値になる。移設検知装置２０のセンサ２３が断線、短絡などによって故障した場合は、異常な場合である。この場合、移設検知装置２０の制御部２５は、移設検知装置２０の異常と判断する。移設検知装置２０の制御部２５は、移設検知装置２０の内部で異常を検知した場合は移設検知装置２０の異常を示す装置異常のログを記憶装置２６に格納させる。移設検知装置２０の制御部２５は、数値制御装置１０からの要求に基づいて、装置異常のログの有無を数値制御装置１０に通知する。

数値制御装置１０の輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に装置異常のログがある場合、移設検知装置２０が正常に移設検知できない状態にあると判断し、移設検知装置２０が数値制御装置１０の移設を検知した場合と同様の制御を行う。すなわち、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２を制御して、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源を遮断する。これにより、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３を経由して記憶装置１３に格納されたプログラムを読み込むことができず、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする。この場合、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４を経由して記憶装置１４に格納されたプログラムを読み込むことで、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にする。このように、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０が正常に移設検知できない状態であると判断した場合、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする機能制限を行う。

数値制御装置１０の電源オフ中に移設検知装置２０の電源制御回路２１が備える二次バッテリ２１１の電圧が低下して制御部２５が動作可能な下限の電圧に達した場合、制御部２５は、移設検知装置２０の異常と判断し、装置異常のログを記憶装置２６に格納させる。

数値制御装置１０の輪郭制御部１１１は、数値制御装置１０が機能制限状態にある場合、表示装置３０の表示部３１を制御して表示部３１に「５軸制御無効」などのアラーム表示を表示させることによって、数値制御装置１０が機能制限状態にあることをオペレータが操作の際に視覚的に把握できるようにする。オペレータは、表示装置３０の表示部３１に表示されたアラーム表示を確認することによって、数値制御装置１０において５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６が無効になり、機能制限されていることを認識することができる。

数値制御装置１０が機能制限状態にあってオペレータが５軸以上の輪郭制御を行おうとした場合、数値制御装置１０では、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６は無効になっており、５軸以上の輪郭制御用のプログラムの読み書き不可であるため、５軸以上の輪郭制御のプログラムは動作しない。なお、数値制御装置１０が機能制限状態にある場合でも、数値制御装置１０では、４軸以下の輪郭制御のプログラムは動作することができる。オペレータは、数値制御装置１０を使用して、４軸以下の輪郭制御を行うことができる。

数値制御装置１０の動作を、フローチャートを用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る数値制御装置１０の動作を示すフローチャートである。

オペレータは、数値制御装置１０および表示装置３０の電源をオンにして（ステップＳ１）、各装置を起動する。移設検知装置２０の電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源オンによる電源部１２の電圧を検知する。電源制御回路２１は、電源部１２の電圧が定格電圧に達すると、移設検知装置２０の電子スイッチ２２に電源切替信号を出力し、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６への電源供給経路を二次バッテリ２１１から数値制御装置１０の電源部１２に切り替える。

数値制御装置１０は、数値制御装置１０および表示装置３０の電源がオンされ、各装置のシステム起動後、以降で説明するステップＳ３およびステップＳ４のループ処理を開始する（ステップＳ２）。

数値制御装置１０の輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０と数値制御装置１０との間で通信が可能か否かを確認する（ステップＳ３）。詳細には、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の制御部２５と数値制御装置１０の輪郭制御部１１１との間で通信が可能か否かを確認する。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０が数値制御装置１０に接続され通信可能な場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４に進む。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の取り外し、故障などによって通信不可の場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、移設検知装置２０の異常と判断してステップＳ６に進む。

移設検知装置２０が数値制御装置１０に接続され通信可能な場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の制御部２５との通信によって記憶装置２６に格納されているログを監視する。詳細には、制御部２５は、記憶装置２６における、移設有のログおよび装置異常のログの有無の情報を輪郭制御部１１１に送信する。輪郭制御部１１１は、制御部２５から取得した情報に基づいて、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログまたは装置異常のログがあるか否かを確認する（ステップＳ４）。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログがある場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、数値制御装置１０が移設されたと判断してステップＳ６に進む。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に装置異常のログがある場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、移設検知装置２０に異常があると判断してステップＳ６に進む。なお、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログおよび装置異常のログの両方がある場合も（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ６に進む。輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０の記憶装置２６に移設有のログおよび装置異常のログのどちらも無い場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ループ処理によってステップＳ３に戻る。

数値制御装置１０は、数値制御装置１０および表示装置３０のシステム起動後、ステップＳ３およびステップＳ４の１つのループ処理が終了すると、ステップＳ３に戻ってつぎのステップＳ３およびステップＳ４のループ処理を実施する（ステップＳ５）。

輪郭制御部１１１は、ステップＳ３：ＮｏまたはステップＳ４：Ｙｅｓの場合、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にしつつ、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にする機能制限を行う（ステップＳ６）。詳細には、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２を制御して、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源を遮断する。すなわち、輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０が備える記憶装置２６に、数値制御装置１０が移設されたことを示す移設有のログ、および移設検知装置２０の異常を示す装置異常のログのうち少なくとも１つが格納されている場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への電源供給を遮断する。これにより、輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３を介して記憶装置１３に格納されたプログラムを読み込むことができず、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にする。輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１４への電源の供給は継続させることで、記憶装置Ｉ／Ｆ１１４を介して記憶装置１４に格納されたプログラムを読み込むことができ、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にする。これにより、数値制御装置１０は、誤検知によって機能制限を行った場合でも、４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にしていることから、顧客への影響を少なくすることができる。

輪郭制御部１１１は、表示装置３０の表示部３１を制御して、数値制御装置１０が機能制限状態にあることを示す警告表示、すなわちアラーム表示を表示部３１に表示させる（ステップＳ７）。表示部３１は、輪郭制御部１１１の制御によって「５軸制御無効」などのアラーム表示を表示することで、数値制御装置１０が機能制限状態にあることをオペレータが操作の際に視覚的に把握できるようにする。オペレータは、表示装置３０の表示部３１に表示された内容を確認することによって、ステップＳ６の状態、すなわち数値制御装置１０において５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６が無効になり、機能制限されていることを認識することができる。

移設検知装置２０は、数値制御装置１０、移設検知装置２０などの各装置の修理、保守などのサービスを行うエンジニアによる、数値制御装置１０の機能制限を解除するための解除操作を受け付ける（ステップＳ８）。エンジニアは、数値制御装置１０が機能制限状態にある場合、移設検知装置２０が数値制御装置１０に接続された状態で移設検知装置２０の記憶装置２６に格納されている移設有のログをクリアすることで、数値制御装置１０の機能制限の解除が可能である。なお、記憶装置２６に格納されている移設有のログをクリアする方法は、ユーザに公開しないこととする。これにより、ユーザは、記憶装置２６に格納されている移設有のログを勝手にクリアすることはできない。また、移設検知装置２０の記憶装置２６に装置異常のログがある場合は移設検知装置２０の異常であるため、エンジニアは、移設検知装置２０を修理または交換する。エンジニアは、移設検知装置２０が正常に動作する状態に復旧することによって、数値制御装置１０の機能制限を解除することができる。

エンジニアによる解除操作の後、数値制御装置１０の輪郭制御部１１１は、移設検知装置２０と数値制御装置１０との間で通信を開始する（ステップＳ９）。ここでは、移設検知装置２０と数値制御装置１０との間で正常に通信が行われているものとする。

輪郭制御部１１１は、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２を制御して、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３へ制御用電源を供給させ、記憶装置Ｉ／Ｆ１１３が記憶装置１３に格納されたプログラムを読み込み可能な状態に戻す。これにより、輪郭制御部１１１は、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を有効にすることで、数値制御装置１０の機能制限を解除する（ステップＳ１０）。

輪郭制御部１１１は、表示装置３０の表示部３１を制御して、数値制御装置１０が機能制限状態にあることを示す表示部３１のアラーム表示を解除させる（ステップＳ１１）。

オペレータは、数値制御装置１０および表示装置３０の電源をオフにする（ステップＳ１２）。移設検知装置２０の電源制御回路２１は、数値制御装置１０の電源部１２の電圧低下を検知し、制御部２５が動作可能な下限の電圧にマージンを加味した閾値に達すると、移設検知装置２０の電子スイッチ２２に電源切替信号を出力する。移設検知装置２０は、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６への電源供給経路を数値制御装置１０の電源部１２から二次バッテリ２１１に切り替えることによって、数値制御装置１０および表示装置３０の電源オフ後も動作、すなわち数値制御装置１０の移設の監視を継続することができる。なお、ステップＳ３およびステップＳ４のループ処理を実施中に数値制御装置１０の電源がオフされた場合も同様に、移設検知装置２０は、センサ２３、ＡＤ変換器２４、制御部２５、および記憶装置２６への電源供給経路を数値制御装置１０の電源部１２から二次バッテリ２１１に切り替え、数値制御装置１０の移設の監視を継続することができる。

ここで、数値制御装置１０のハードウェア構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る数値制御装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、数値制御装置１０は、プロセッサ９１と、メモリ９２と、インタフェース回路９３と、を備えるコンピュータを含む。

プロセッサ９１、メモリ９２、およびインタフェース回路９３は、例えば、バス９４によって互いに情報の送受信が可能である。記憶装置１３，１４は、メモリ９２によって実現される。外部Ｉ／Ｆ１５は、インタフェース回路９３によって実現される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１１、電源部１２などの機能を実行する。電源部１２については、所望の電力を生成可能な電力変換回路などによって実現されてもよい。プロセッサ９１は、例えば、処理回路の一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、およびシステムＬＳＩのうち１つ以上を含む。

メモリ９２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、およびＳＳＤ（Solid State Drive）のうち１つ以上を含む。また、メモリ９２は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のうち１つ以上を含む。なお、数値制御装置１０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路を含んでいてもよい。

数値制御装置１０のハードウェア構成について説明したが、移設検知装置２０についても、数値制御装置１０と同様、図３に示すようなハードウェア構成によって実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、数値制御装置１０は、移設検知装置２０において数値制御装置１０の移設が検知された場合、記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路１１２から記憶装置Ｉ／Ｆ１１３への制御用電源の生成を停止して、５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを格納している記憶装置１３への読み書きを電気的に遮断し、５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にすることとした。これにより、数値制御装置１０は、ハードウェアの改造による移設防止機能の無効化を回避することができる。

また、数値制御装置１０は、５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを格納する記憶装置１３とは別の記憶装置１４に、４軸以下の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを格納している。そのため、数値制御装置１０は、記憶装置１３を有する５軸以上の輪郭制御用ハードウェア１６を無効にしつつ、記憶装置１４を有する４軸以下の輪郭制御用ハードウェア１７を有効にできるため、誤検知時において顧客への影響を最小限に抑えることができる。なお、本実施の形態では、数値制御装置１０は、第１のプログラムを格納する記憶装置１３と第２のプログラムを格納する記憶装置１４とを別々の構成としたが、同一の記憶装置に両方のプログラムを格納し、各プログラムの読み込みの有効および無効の切り替えをソフトウェアで行ってもよい。この場合、数値制御装置１０の制御部１１は、移設検知装置２０と通信を行い、移設検知装置２０から異常な信号を取得した場合、第２のプログラムを読み込み実行し、その他の場合、第１のプログラムを読み込み実行する。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、数値制御装置１０とは別ユニットの移設検知装置２０が数値制御装置１０の移設を検知することによって、数値制御装置１０については、従来同様の構成で、安価かつ機種統一することができる。数値制御装置１０は、別ユニットの移設検知装置２０と接続することで、移設検知装置２０が有する機能を容易に追加することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０数値制御装置、１１，２５制御部、１２電源部、１３，１４，２６記憶装置、１５外部Ｉ／Ｆ、１６５軸以上の輪郭制御用ハードウェア、１７４軸以下の輪郭制御用ハードウェア、２０移設検知装置、２１電源制御回路、２２電子スイッチ、２３センサ、２４ＡＤ変換器、３０表示装置、３１表示部、４０工作機械、１１１輪郭制御部、１１２記憶装置Ｉ／Ｆ電源回路、１１３，１１４記憶装置Ｉ／Ｆ、２１１二次バッテリ。

Claims

軸数が５軸以上の工作機械で使用される数値制御装置であって、
前記工作機械に対して５軸以上の輪郭制御が可能な第１の輪郭制御用ハードウェアと、
前記工作機械に対して４軸以下の輪郭制御が可能な第２の輪郭制御用ハードウェアと、
前記数値制御装置の移設を検知可能な移設検知装置において前記数値制御装置の移設が検知された場合、前記第１の輪郭制御用ハードウェアを機能しないように制御する輪郭制御部と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。
前記第１の輪郭制御用ハードウェアは、前記数値制御装置が５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを格納する第１の記憶装置、を備え、
前記輪郭制御部は、前記移設検知装置において前記数値制御装置の移設が検知された場合、前記第１の記憶装置への読み書きを電気的に遮断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記第１の輪郭制御用ハードウェアは、前記数値制御装置が５軸以上の輪郭制御機能の制御処理を実行する際に使用するプログラムを読み書き可能な第１の記憶装置インタフェース、を備え、
前記輪郭制御部は、前記移設検知装置において前記数値制御装置の移設が検知された場合、前記数値制御装置の移設が検知されていない状態のときに前記第１の記憶装置インタフェースに電源供給を行う記憶装置インタフェース電源回路から前記第１の記憶装置インタフェースへの電源供給を遮断し、
前記第１の記憶装置インタフェースおよび前記記憶装置インタフェース電源回路は同一の電気部品に含まれる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置。
前記輪郭制御部は、前記移設検知装置が備える記憶装置に格納されているログに基づいて、前記記憶装置インタフェース電源回路から前記第１の記憶装置インタフェースへの電源供給を制御する、
ことを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。
前記輪郭制御部は、前記移設検知装置が備える前記記憶装置に、前記数値制御装置が移設されたことを示す移設有のログ、および前記移設検知装置の異常を示す装置異常のログのうち少なくとも１つが格納されている場合、前記記憶装置インタフェース電源回路から前記第１の記憶装置インタフェースへの電源供給を遮断する、
ことを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。