JP7303014B2

JP7303014B2 - Control device

Info

Publication number: JP7303014B2
Application number: JP2019087862A
Authority: JP
Inventors: 慎也小川; 勝博遠藤
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2039-05-07
Also published as: JP2020184169A

Description

本発明は、制御装置に関し、特に効率よくメモリを活用できる制御装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device, and more particularly to a control device that can efficiently utilize memory.

従来、旋盤、研削盤、マシニングセンタなどの多種の工作機械において、多様化する用途、目的に応じて、さまざまな機能を実現するためのプロセスが開発され、個々の工作機械に拡張的に搭載されてきた。本発明においてプロセスとは、制御システムを構成する上位サーバや制御装置において、ＮＣプログラムの解析や実行、システムの管理、ユーザの作業支援を行うために実行されるシステム・プログラムの実行単位のことを意味する。プロセスの例としては、事前にＮＣプログラムから実行形式データを生成する前処理プロセスや、加工に関する基本的な情報を表示するための基本画面プロセス、工作機械に取り付けられている工具を管理するための工具管理プロセス等が挙げられる。 Conventionally, in various machine tools such as lathes, grinders, and machining centers, processes have been developed to realize various functions according to diversifying applications and purposes, and have been extensively installed in individual machine tools. rice field. In the present invention, a process is an execution unit of a system program that is executed to analyze and execute NC programs, manage the system, and support user's work in a host server or control device that constitutes a control system. means. Examples of processes include a preprocessing process that generates executable data from the NC program in advance, a basic screen process that displays basic information about machining, and a tool management tool that is attached to the machine tool. A tool management process and the like can be mentioned.

汎用的な工作機械に、こうした様々なプロセスを追加的に搭載することにより、これらプロセスを展開するための大容量メモリと、これらプロセスを実行するための高性能ＣＰＵを搭載する必要があり、工作機械のコストが上がる原因となっていた。また、複数の工作機械を用いて加工を行う際に、たとえ同一の設定をする場合であっても作業者はそれぞれの工作機械の画面を見ながら入力装置を操作して設定をする必要があるため、これが作業効率低下の原因の一つとなっていた。 By additionally installing these various processes in a general-purpose machine tool, it is necessary to install a large-capacity memory for developing these processes and a high-performance CPU for executing these processes. This caused the cost of the machine to rise. Also, when performing machining using a plurality of machine tools, even if the same settings are to be made, the operator must operate the input device while looking at the screen of each machine tool to make the settings. Therefore, this has been one of the causes of lower work efficiency.

一方で、近年ではネットワーク技術の発展により、工場の工作機械をホストコンピュータやセルコントローラといった上位サーバに接続し、サーバからの加工指示や、制御命令に従って稼動するシステムが増えている。また、クラウドシステムのように、サーバ上でプロセスを実行し、その結果を工作機械で利用する形態もある。 On the other hand, in recent years, with the development of network technology, there has been an increase in the number of systems in which machine tools in factories are connected to upper servers such as host computers and cell controllers and operate according to processing instructions and control commands from the servers. There is also a form, such as a cloud system, in which a process is executed on a server and the result is used by a machine tool.

こうした中、特許文献１により、複数の工作機械の運転に必要とされるプロセスを、上位サーバと工作機械とのどちらで実行するのがシステム全体として効率がよいのかを決定するプロセス実行環境決定機構を上位サーバ上に設け、該プロセス実行環境決定機構が生産計画装置などから入力された情報に基づいて、各プロセスの最適な実行環境を決定する技術が提供された。 Under these circumstances, Patent Document 1 discloses a process execution environment determination mechanism that determines whether it is more efficient for the system as a whole to execute the processes required for the operation of a plurality of machine tools on a host server or on a machine tool. is provided on a host server, and the process execution environment determination mechanism determines the optimum execution environment for each process based on information input from a production planning device or the like.

特開２０１９－０３６０２０号公報JP 2019-036020 A

工作機械の運転に必要とされる各々のプロセスの実行環境が決定され、各々の工作機械の運転を開始する場合、工作機械を実行環境とするプロセスについては、自動運転が開始される前に上位サーバから工作機械に取得する。しかしながら、例えばある工作機械において多くの複雑なオプション機能が必要となる加工を行う場合には、そのオプション機能を提供するために必要とされるプロセスを全て予め取得しておく必要がある。この様な場合、当該工作機械には高性能ＣＰＵや大容量メモリが必要となる。このように、工作機械で行われる加工内容によっては、プロセス単位で実行環境を決定することによる効果が見込めない場合がある。
そこで、複雑なオプション機能が必要となる場合においてもメモリを効率良く利用してプロセスを実行することができる制御装置が望まれている。 When the execution environment of each process required for the operation of the machine tool is determined and the operation of each machine tool is started, the process that uses the machine tool as the execution environment is set to the upper level before automatic operation is started. Obtain from the server to the machine tool. However, for example, when performing machining that requires many complicated optional functions in a certain machine tool, it is necessary to acquire in advance all the processes required to provide the optional functions. In such a case, the machine tool requires a high-performance CPU and a large-capacity memory. As described above, depending on the details of machining performed by the machine tool, it may not be possible to expect the effect of determining the execution environment for each process.
Therefore, there is a demand for a control device that can efficiently use memory and execute processes even when complicated optional functions are required.

本発明の一態様による制御装置は、自動運転中に、必要なプロセスの取得と不要になったプロセスの解放を動的に行い、小容量のメモリを効率的に使用できるような運用方法を決定することで、上記課題を解決する。 A control device according to an aspect of the present invention dynamically acquires necessary processes and releases unnecessary processes during automatic operation, and determines an operation method that can efficiently use a small memory capacity. By doing so, the above problem is solved.

そして、本発明の一態様は、機械を制御するためのＮＣプログラムのブロックによる指令を解析及び実行をする複数のプロセスを管理する制御装置において、前記ＮＣプログラムから先読みされたブロック及び前記機械の機械構成に基づいて、前記先読みされたブロックにおいて必要となるプロセスの判定を行う制御指令内容判定部と、前記制御指令内容判定部における前記判定に基づき、必要となるプロセスの取得及びメモリ上への展開と、不要となるプロセスのメモリからの解放の計画を決定する活用計画決定部と、前記活用計画決定部が決定した計画に基づいて、必要となるプロセスを取得するプロセス取得部と、前記活用計画決定部が決定した計画に基づいて、前記プロセス取得部が取得したプロセスのメモリへの展開と、不要となるプロセスのメモリからの解放を実行するメモリ管理部と、を備えた制御装置である。 Further, one aspect of the present invention is a control device that manages a plurality of processes for analyzing and executing commands by blocks of an NC program for controlling a machine, wherein the block read ahead from the NC program and the machine of the machine Based on the configuration, a control command content determination unit that determines the process required in the prefetched block, and based on the determination in the control command content determination unit, the necessary process is acquired and expanded on the memory. a utilization plan determination unit that determines a plan for releasing unnecessary processes from the memory; a process acquisition unit that acquires necessary processes based on the plan determined by the utilization plan determination unit; and the utilization plan The control device includes a memory management unit that expands the processes acquired by the process acquisition unit into a memory and releases unnecessary processes from the memory based on a plan determined by a determination unit.

本発明の一態様によれば、多くの複雑なオプション機能が必要となる加工を行う場合においても、小容量のメモリを効率的に使用して、多くのプロセスを実行することが可能となる。 According to one aspect of the present invention, even when performing processing that requires many complicated optional functions, it is possible to efficiently use a small amount of memory and execute many processes.

一実施形態による制御装置の要部を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows the principal part of the control apparatus by one Embodiment. 一実施形態による制御装置の概略的な機能ブロック図である。1 is a schematic functional block diagram of a controller according to one embodiment; FIG. 必要となるプロセスの判定に用いるテーブルを例示する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a table used for determining a required process; FIG. 活用計画決定部により決定される活用計画の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the utilization plan determined by the utilization plan determination part. プロセス取得先設定テーブルの例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a process acquisition destination setting table; プロセス取得優先テーブルの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a process acquisition priority table; FIG. プロセス解放優先テーブルの例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a process release priority table; FIG.

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施形態による制御装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の制御装置１は、例えばＮＣプログラムに基づいて工作機械等の産業機械を制御する制御装置として実装することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram showing essential parts of a control device according to an embodiment of the present invention. The control device 1 of the present invention can be implemented as a control device for controlling an industrial machine such as a machine tool based on an NC program, for example.

本実施形態による制御装置１が備えるＣＰＵ１１は、制御装置１を全体的に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・プログラムや、ネットワークを介して上位サーバ等のプロセス保管場所から取得したシステム・プログラムをバス２０を介して読み出し、該システム・プログラムに従って制御装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各データ等が一時的に格納される。 The CPU 11 included in the control device 1 according to this embodiment is a processor that controls the control device 1 as a whole. The CPU 11 reads the system program stored in the ROM 12 and the system program acquired from a process storage location such as a host server via the network via the bus 20, and controls the entire control device 1 according to the system program. . The RAM 13 temporarily stores calculation data, display data, various data input from the outside, and the like.

不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等で構成され、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１４には、インタフェース１５を介して外部機器７２から読み込まれたＮＣプログラムやラダープログラム、表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力されたＮＣプログラムやラダープログラム等が記憶される。不揮発性メモリ１４に記憶された各プログラムや各データは、実行時／利用時にはＲＡＭ１３に展開されても良い。また、ＮＣプログラム等の実行やシステムの管理、作業者の支援のために必要とされるプロセスは、主としてＲＡＭ１３上に展開される。 The non-volatile memory 14 is composed of, for example, a memory backed up by a battery (not shown) or an SSD (Solid State Drive), and retains a memory state even when the control device 1 is powered off. The nonvolatile memory 14 stores NC programs and ladder programs read from the external device 72 via the interface 15, NC programs and ladder programs input via the display/MDI unit 70, and the like. Each program and each data stored in the nonvolatile memory 14 may be developed in the RAM 13 at the time of execution/use. Processes required for executing NC programs, managing the system, and supporting workers are mainly developed on the RAM 13 .

インタフェース１５は、制御装置１のＣＰＵ１１とＵＳＢ装置等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは工作機械の制御に用いられるＮＣプログラムやラダープログラムや各パラメータ等が読み込まれる。また、制御装置１内で編集したＮＣプログラムやラダープログラムや各パラメータ等は、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。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、ラダープログラムを実行して工作機械及び該工作機械の周辺装置（例えば、工具交換装置や、ロボット等のアクチュエータ、工作機械に取付けられているセンサ等）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチや周辺装置等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。 The interface 15 is an interface for connecting the CPU 11 of the control device 1 and an external device 72 such as a USB device. An NC program, a ladder program, various parameters, and the like used for controlling the machine tool are read from the external device 72 side. Also, the NC program, the ladder program, each parameter, etc. edited in the control device 1 can be stored in the external storage means via the external device 72 . A PMC (Programmable Machine Controller) 16 executes a ladder program to control the machine tool and peripheral devices of the machine tool (for example, a tool changer, an actuator such as a robot, a sensor attached to the machine tool, etc.). Signals are output and controlled via the I/O unit 17 . It also receives signals from various switches on the operation panel and peripheral devices provided on the main body of the machine tool, performs necessary signal processing, and then transfers the signals to the CPU 11 .

表示器／ＭＤＩユニット７０はタッチパネルとしての機能を備えたディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インタフェース１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードやタッチパネルからの入力を受けてＣＰＵ１１に渡す。インタフェース１９は各軸を手動で駆動させる際に用いる手動パルス発生器等を備えた操作盤７１に接続されている。 The display/MDI unit 70 is a manual data input device equipped with a display and a keyboard having a function as a touch panel. . The interface 19 is connected to an operation panel 71 equipped with a manual pulse generator or the like for manually driving each axis.

制御装置１は、インタフェース２１を介して有線／無線のネットワーク７と接続されている。ネットワーク７には、少なくとも１つの上位サーバ５が接続され、制御装置１との間で相互にデータのやり取りを行っている。 The control device 1 is connected to a wired/wireless network 7 via an interface 21 . At least one host server 5 is connected to the network 7 and exchanges data with the control device 1 .

工作機械が備える軸を制御するための軸制御回路３０はＣＰＵ１１からの軸の移動指令量を受けて、軸の指令をサーボアンプ４０に出力する。サーボアンプ４０はこの指令を受けて、工作機械が備える軸を移動させるサーボモータ５０を駆動する。軸のサーボモータ５０は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図１のハードウェア構成図では軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０は１つずつしか示されていないが、実際には制御対象となる工作機械に備えられた軸の数だけ用意される。 An axis control circuit 30 for controlling the axes provided in the machine tool receives an axis movement command amount from the CPU 11 and outputs an axis command to a servo amplifier 40 . The servo amplifier 40 receives this command and drives the servo motor 50 that moves the axis of the machine tool. The axis servomotor 50 incorporates a position/velocity detector, and feeds back a position/velocity feedback signal from this position/velocity detector to the axis control circuit 30 to perform position/velocity feedback control. Although only one axis control circuit 30, one servo amplifier 40, and one servo motor 50 are shown in the hardware configuration diagram of FIG. be prepared.

スピンドル制御回路６０は、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にはポジションコーダ６３が結合され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはＣＰＵ１１によって読み取られる。 A spindle control circuit 60 receives a spindle rotation command and outputs a spindle speed signal to a spindle amplifier 61 . The spindle amplifier 61 receives this spindle speed signal, rotates the spindle motor 62 of the machine tool at the commanded rotational speed, and drives the tool. A position coder 63 is coupled to the spindle motor 62 , the position coder 63 outputs feedback pulses in synchronization with the rotation of the main shaft, and the feedback pulses are read by the CPU 11 .

図２は、本発明の第１実施形態による制御装置１の概略的な機能ブロック図である。図２に示した各機能ブロックは、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がシステム・プログラムを実行し、制御装置１の各部の動作を制御することにより実現される。 FIG. 2 is a schematic functional block diagram of the control device 1 according to the first embodiment of the invention. Each functional block shown in FIG. 2 is implemented by the CPU 11 provided in the control device 1 shown in FIG.

本実施形態の制御装置１は、先読み部１００、制御部１１０、制御指令内容判定部１２０、活用計画決定部１３０、プロセス取得部１４０、メモリ管理部１５０を備える。制御装置１の不揮発性メモリ１４上には、工作機械２を制御するための数値制御指令が含まれるＮＣプログラム２００が予め記憶されている。 The control device 1 of this embodiment includes a look-ahead unit 100 , a control unit 110 , a control instruction content determination unit 120 , a utilization plan determination unit 130 , a process acquisition unit 140 and a memory management unit 150 . An NC program 200 containing numerical control commands for controlling the machine tool 2 is stored in advance in the nonvolatile memory 14 of the control device 1 .

先読み部１００は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。先読み部１００は、ＮＣプログラム２００のブロックを先読みする機能手段である。先読み部が先読みしたブロックに係る情報は、制御部１１０による工作機械２の制御に用いられると共に、制御指令内容判定部１２０による制御指令の内容の判定に用いられる。 The prefetching unit 100 is realized by executing a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 provided in the control device 1 shown in FIG. . The pre-reading unit 100 is functional means for pre-reading blocks of the NC program 200 . Information related to the block read ahead by the look-ahead unit is used for control of the machine tool 2 by the control unit 110 and used for determination of the content of the control command by the control command content determination unit 120 .

制御部１１０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路、スピンドル制御回路、ＰＭＣを用いた工作機械の各部の制御処理、インタフェース１８，１９を介した入出力処理が行われることで実現される。制御部１１０は、先読み部１００が先読みしたＮＣプログラム２００のブロックを解析し、その解析結果に基づいて工作機械２の各部を制御する機能手段である。制御部１１０は、ＲＡＭ１３上に配置されるプロセスを呼び出すことで、先読みされたブロックの解析及び解析された指令の実行を行う。制御部１１０は、例えば先読みされたブロックを解析するためにＲＡＭ１３上に展開された前処理プロセスを呼び出し、該プロセスによるブロックの解析を実行する。制御部１１０は、例えば先読みされたブロックが工作機械２の各軸を駆動させるように指令している場合には、ＲＡＭ１３上に展開された基本軸制御プロセスを呼び出し、制御周期毎に軸角度の変化量としての指令データを生成してサーボモータ５０やスピンドルモータ６２に対して出力する。また、制御部１１０は、例えば先読みされたブロックが工作機械２の取り付けられた周辺装置を動作させるように指令している場合には、ＲＡＭ１３上に展開された該周辺装置に係るプロセスを呼び出し、該周辺装置を動作させる所定の信号を生成してＰＭＣ１６に出力する。この様に、制御部１１０は、工作機械２の各部を動作させるために必要とされる機能を、ＲＡＭ１３上に展開されたプロセスを呼び出すことにより実行する。制御部１１０は、先読みされたブロックによる指令を行うために必要とされるプロセスがＲＡＭ１３上に展開されていない場合には、該プロセスが展開されるまで先読みされたブロックによる指令の実行を待ち、プロセスが展開された時点で該指令の実行を開始する。この時、制御部１１０は、予め定めた所定時間だけ待った段階で必要とされるプロセスがＲＡＭ１３上に展開されない場合には、アラートを出力するようにしても良い。 The control unit 110 executes a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 provided in the control device 1 shown in FIG. It is realized by performing control processing of each part of the machine tool using the circuit and PMC, and input/output processing via the interfaces 18 and 19 . The control unit 110 is a functional unit that analyzes the blocks of the NC program 200 read ahead by the read-ahead unit 100 and controls each unit of the machine tool 2 based on the analysis result. The control unit 110 analyzes the prefetched block and executes the analyzed instruction by calling a process arranged on the RAM 13 . For example, the control unit 110 calls a preprocessing process developed on the RAM 13 to analyze the prefetched block, and executes block analysis by the process. For example, when the pre-read block instructs to drive each axis of the machine tool 2, the control unit 110 calls the basic axis control process developed on the RAM 13, and changes the axis angle at each control cycle. It generates command data as the amount of change and outputs it to the servo motor 50 and the spindle motor 62 . Further, for example, when the prefetched block instructs to operate a peripheral device attached to the machine tool 2, the control unit 110 calls the process related to the peripheral device developed on the RAM 13, A predetermined signal for operating the peripheral device is generated and output to the PMC 16 . In this way, the control unit 110 executes functions required to operate each unit of the machine tool 2 by calling processes developed on the RAM 13 . If the process required for executing the command by the prefetched block is not developed on the RAM 13, the control unit 110 waits for the execution of the command by the prefetched block until the process is developed, Execution of the directive begins when the process is deployed. At this time, the control unit 110 may output an alert if the required process is not developed on the RAM 13 after waiting for a predetermined time.

制御指令内容判定部１２０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。制御指令内容判定部１２０は、先読み部１００により先読みされたＮＣプログラムのブロックや、制御対象となる工作機械２の機械構成等の情報に基づいて、先読みされた各ブロックで必要になるプロセスの判定を行う機能手段である。制御指令内容判定部１２０は、ＮＣプログラム２００から先読みされたブロックによる移動指令の種類や動作モードの種類、工作機械の機械構成に基づいて、ＮＣプログラム２００の各ブロックにおいていずれの機能が必要とされるのかを判定する。制御装置１の不揮発性メモリ１４の設定領域には、例えば図３に例示されるように、工作機械の機械構成や数値制御指令の種類に関連付けて、必要となるプロセスが設定されている。制御指令内容判定部１２０は、この様な設定と、工作機械の機械構成、及び先読みされたＮＣプログラムの各ブロックを突き合わせて、いずれのブロックにおいてどの様なプロセスが必要であるのかを判定するようにしても良い。 The control command content determination unit 120 executes a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 provided in the control device 1 shown in FIG. Realized. The control command content determination unit 120 determines the process necessary for each prefetched block based on the blocks of the NC program prefetched by the prefetch unit 100 and information such as the machine configuration of the machine tool 2 to be controlled. It is a functional means for performing The control command content determination unit 120 determines which function is required in each block of the NC program 200 based on the type of movement command and the type of operation mode by blocks read ahead from the NC program 200 and the machine configuration of the machine tool. determine whether Necessary processes are set in the setting area of the nonvolatile memory 14 of the control device 1 in association with the machine configuration of the machine tool and the types of numerical control commands, as illustrated in FIG. 3, for example. The control command content determination unit 120 compares such settings with the machine configuration of the machine tool and each block of the prefetched NC program to determine what process is required in which block. You can do it.

活用計画決定部１３０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。活用計画決定部１３０は、制御指令内容判定部１２０による判定に基づいて、ＮＣプログラム２００の実行中のどのタイミングで必要となるプロセスの取得を行い、どのタイミングで不要となったプロセスの解放をするのかを示す活用計画を決定する機能手段である。活用計画決定部１３０は、ＮＣプログラム２００内のブロックにおいて、所定のプロセスが必要となる指令が最初に現れたブロックが実行される前に、該プロセスを取得してＲＡＭ１３上に展開するように活用計画を決定する。また、活用計画決定部１３０は、ＮＣプログラム２００内のブロックにおいて、所定のプロセスが必要となる指令があるブロック以降に出現しない場合、該プロセスを必要とする指令が最後に現れた次のブロックが実行された後に、該プロセスをＲＡＭ１３上から解放する様に活用計画を決定する。 The utilization plan determination unit 130 is realized by executing a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 provided in the control device 1 shown in FIG. be done. Based on the determination by the control command content determination unit 120, the utilization plan determination unit 130 acquires necessary processes at what timing during execution of the NC program 200, and at what timing releases unnecessary processes. It is a functional means to determine the utilization plan indicating whether The utilization plan determining unit 130 acquires the process and develops it on the RAM 13 before the block in the NC program 200 in which the command requiring the predetermined process first appears is executed. Decide on a plan. Further, in the blocks in the NC program 200, if the command requiring a predetermined process does not appear after the block, the utilization plan determination unit 130 determines that the block next to the last command requiring the process appears. A utilization plan is determined so as to release the process from the RAM 13 after it has been executed.

活用計画決定部１３０が決定する活用計画は、所定のプロセスが必要となるブロックが実行されるタイミングにおいて、該プロセスがＲＡＭ１３上に展開されているように決定されることが望ましい。この様な目的のために、活用計画決定部１３０は、ブロックが先読みされて、該ブロックについて制御指令内容判定部１２０が必要となるプロセスを判定したタイミングにおいて、ＲＡＭ１３のメモリ領域が十分に空いている場合には、該プロセスを即取得してＲＡＭ１３上に展開するように活用計画を決定するようにしても良い。また、活用計画決定部１３０は、先読みされたブロックにおいて活用計画決定部１３０は、所定のプロセスが必要となるブロックの、予め定めた余裕ブロック数前のブロックが実行されるタイミングで、該プロセスを取得してＲＡＭ１３上に展開するように活用計画を決定するようにしても良い。 It is desirable that the utilization plan determined by the utilization plan determination unit 130 be determined such that the process is developed on the RAM 13 at the timing when a block requiring a predetermined process is executed. For this purpose, the utilization plan determining unit 130 pre-reads a block, and at the timing when the control instruction content determining unit 120 determines a process that requires the block, the memory area of the RAM 13 is sufficiently free. If so, the utilization plan may be determined such that the process is acquired immediately and developed on the RAM 13 . In addition, in the prefetched block, the utilization plan determination unit 130 executes the process at the timing when the block that is before the block that requires the predetermined process is executed by a predetermined margin block number. A utilization plan may be determined so as to acquire and expand on the RAM 13 .

活用計画決定部１３０が決定する活用計画は、ＮＣプログラムの実行に利用されない所定のプロセスが効率よくＲＡＭ１３上から解放されるように決定されることが望ましい。この様な目的のために、活用計画決定部１３０は、ＮＣプログラム２００内のブロックにおいて、所定のプロセスが必要となる指令が予め定めた所定の経過ブロック数出現しない場合に、該プロセスをＲＡＭ１３上から解放する様に活用計画を決定するようにしても良い。 The utilization plan determined by the utilization plan determination unit 130 is desirably determined such that predetermined processes that are not used for executing the NC program are efficiently released from the RAM 13 . For this purpose, when a command requiring a predetermined process does not appear in a block in the NC program 200 for a predetermined number of elapsed blocks, the utilization plan determination unit 130 stores the process in the RAM 13. You may make it determine a utilization plan so that it may release from.

図４は、活用計画決定部１３０が決定する活用計画の例を示す図である。なお、図４では、説明を簡単にするために、活用計画決定部１３０が、前処理プロセス、基本軸制御プロセス、同時５軸制御プロセス、穴あけサイクルプロセスについて、その取得と解放のタイミングを決定する例を説明する。図４に示されたＮＣプログラムには、Ｎ１４００ブロックにおいて同時５軸制御プロセスを必要とする指令が現れ、Ｎ２１００ブロック以降においては同時５軸制御プロセスを必要とする指令が出現しないものとする。また、Ｎ２６５０ブロック以降のブロックには、穴あけサイクルを指令するブロックが含まれている。この様なＮＣプログラムを実行する場合、活用計画決定部１３０は、ＮＣプログラムの実行が開始されると、先読みされたブロックに対する制御指令内容判定部１２０の判定に基づいて、全ての指令の処理に必要とされる前処理プロセスと、Ｎ０００１ブロック以降での送り指令の実行に必要とされる基本軸制御プロセスとを取得してＲＡＭ１３上に展開するように計画する。また、活用計画決定部１３０は、Ｎ１４００ブロック以降に現れる同時５軸制御に係る指令により必要とされる同時５軸制御プロセスを、Ｎ１４００ブロックが実行されるまでに取得してＲＡＭ１３上に展開するように活用計画を決定する。その後、活用計画決定部１３０は、Ｎ２１１０ブロック以降において同時５軸制御プロセスを必要とする指令が現れないと判定した時点で、同時５軸制御プロセスをＲＡＭ１３上から解放するように活用計画を決定する。最後に、活用計画決定部１３０は、Ｎ２６５０ブロック以降に現れる穴あけサイクル指令により必要とされる穴あけサイクルプロセスを、Ｎ２６５０ブロックが実行されるまでに取得してＲＡＭ１３上に展開するように活用計画を決定する。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a utilization plan determined by the utilization plan determination unit 130. As shown in FIG. In FIG. 4, for the sake of simplicity, the utilization plan determination unit 130 determines acquisition and release timings for the pretreatment process, basic axis control process, simultaneous 5-axis control process, and drilling cycle process. An example is given. In the NC program shown in FIG. 4, it is assumed that a command requiring the simultaneous 5-axis control process appears in block N1400, and no command requiring the simultaneous 5-axis control process appears in block N2100 or later. Blocks after the N2650 block include blocks for commanding the drilling cycle. When executing such an NC program, when the execution of the NC program is started, the utilization plan determination unit 130 processes all commands based on the determination of the control command content determination unit 120 for the prefetched block. A necessary pretreatment process and a basic axis control process necessary for execution of the feed command after the block N0001 are acquired and planned to be developed on the RAM 13 . In addition, the utilization plan determination unit 130 acquires the simultaneous 5-axis control process required by the commands related to the simultaneous 5-axis control appearing after block N1400 and develops it on the RAM 13 by the time block N1400 is executed. to determine the utilization plan. After that, when the utilization plan determining unit 130 determines that there is no command requiring the simultaneous 5-axis control process after block N2110, it determines the utilization plan so as to release the simultaneous 5-axis control process from the RAM 13. . Finally, the utilization plan determination unit 130 determines the utilization plan so that the drilling cycle process required by the drilling cycle command appearing after block N2650 is acquired and developed on the RAM 13 before block N2650 is executed. do.

プロセス取得部１４０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理、インタフェース１５を介した入力処理、インタフェース２１を介した通信処理等が行われることで実現される。プロセス取得部１４０は、ＮＣプログラム２００のブロックによる指令の実行に必要とされるプロセスを取得する機能手段である。プロセス取得部１４０は、活用計画決定部１３０が決定した活用計画に従って、ネットワーク７を介して上位サーバ５等のプロセス保管場所からプロセスを取得する。プロセス取得部１４０は、必要なプロセスをＲＯＭ１２や不揮発性メモリ１４から読み出して取得するようにしても良い。また、プロセス取得部１４０は、必要なプロセスを外部機器７２から読み出して取得するようにしても良い。制御装置１の不揮発性メモリの設定領域には、例えば図５に例示されるように、それぞれのプロセスの取得先を設定するプロセス取得先設定テーブルが予め記憶されており、プロセス取得部１４０は、このプロセス取得先設定テーブルを参照して、各プロセスの取得先を決定するようにすれば良い。 The process acquisition unit 140 executes a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 of the control device 1 shown in FIG. It is realized by performing input processing via the interface 21, communication processing via the interface 21, and the like. The process acquisition unit 140 is functional means for acquiring processes required for execution of commands by blocks of the NC program 200 . The process acquisition unit 140 acquires processes from a process storage location such as the host server 5 via the network 7 according to the utilization plan determined by the utilization plan determination unit 130 . The process acquisition unit 140 may read and acquire necessary processes from the ROM 12 or the nonvolatile memory 14 . Also, the process acquisition unit 140 may read and acquire the necessary processes from the external device 72 . In the setting area of the nonvolatile memory of the control device 1, a process acquisition destination setting table for setting the acquisition destination of each process is stored in advance, for example, as illustrated in FIG. The acquisition destination of each process can be determined by referring to this process acquisition destination setting table.

メモリ管理部１５０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。メモリ管理部１５０は、ＲＡＭ１３上に展開されるプロセスを管理する機能手段である。メモリ管理部１５０は、プロセス取得部１４０が取得したプロセスをＲＡＭ１３上へ展開する。また、メモリ管理部１５０は、活用計画決定部１３０が決定した活用計画に従って、ＲＡＭ１３上に展開されているプロセスを解放する。 The memory management unit 150 is realized by executing a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 provided in the control device 1 shown in FIG. be. The memory management unit 150 is functional means for managing processes developed on the RAM 13 . The memory management unit 150 expands the process acquired by the process acquisition unit 140 onto the RAM 13 . In addition, the memory management unit 150 releases processes developed on the RAM 13 according to the utilization plan determined by the utilization plan determination unit 130 .

上記構成を備えた制御装置１では、ＮＣプログラム２００の自動運転中に、先読みしたブロックを解析して、工作機械の制御等に必要とされるプロセスを必要なタイミングでメモリ上へと展開し、不要なプロセスは適宜メモリ上から解放する。そのため、制御装置１では、工作機械の自動運転中に、ＮＣプログラム２００のブロックによる指令や工作機械の機械構成等に基づいて、必要となるプロセスの動的な取得／解放のタイミングを行うことができる。ユーザは、ＮＣプログラム２００内に、プロセスの取得／解放の指令を明記しなくとも、自動的に必要となるプロセスの取得／解放が行われる。 In the control device 1 having the above configuration, during the automatic operation of the NC program 200, the pre-read blocks are analyzed, and the processes required for machine tool control, etc. are developed on the memory at the necessary timing, Unnecessary processes are released from memory as appropriate. Therefore, in the control device 1, during automatic operation of the machine tool, it is possible to perform dynamic acquisition/release timing of necessary processes based on commands from blocks of the NC program 200, the machine configuration of the machine tool, and the like. can. Even if the user does not specify a process acquisition/release command in the NC program 200, necessary process acquisition/release is automatically performed.

本実施形態による制御装置１の一変形例として、活用計画決定部１３０は、プロセスを取得してＲＡＭ１３上に展開する優先順位を登録するためのプロセス取得優先テーブルを用いて活用計画を決定するようにしても良い。 As a modified example of the control device 1 according to the present embodiment, the utilization plan determining unit 130 determines a utilization plan using a process acquisition priority table for registering priorities for acquiring processes and deploying them on the RAM 13. You can do it.

図６は、プロセス取得優先テーブルの例を示す図である。プロセス取得優先テーブルは、例えば取得対象となるプロセスと、該プロセスの取得の優先順位とを関連付けたテーブルとして定義できる。プロセス取得優先テーブルは、ＮＣプログラム２００の実行開始時には空のテーブルとして用意される。ＮＣプログラム２００が実行されて、先読み部１００によるブロックの先読みが行われ、制御指令内容判定部１２０による必要なプロセスの判定が行われると、活用計画決定部１３０は、先読みされたブロックの順番で優先順位を付けてプロセス取得優先テーブルに登録する。プロセス取得部１４０は、プロセス取得優先テーブルに取得対象プロセスが登録されると、優先順位の高い順にプロセスの取得を実行し、取得したプロセスがＲＡＭ１３上に展開されると、該プロセスをプロセス取得優先テーブルから削除し、他のプロセスの優先順位を繰り上げる。プロセス取得部１４０及びメモリ管理部１５０は、現在のＲＡＭ１３に空きがある限りプロセスの取得及びＲＡＭ１３上への展開を行う。そして、ＲＡＭ１３に空きが無い場合は、取得優先テーブルを保持したまま、ＲＡＭ１３に空きができるまでプロセスの取得及び展開を保留する。本実施例のプロセス取得優先テーブルは、通信速度が遅い環境等で上位サーバからプロセスの取得が即時に行えない場合や、次に取得するべきプロセスを展開するための十分な空き容量が一時的にＲＡＭ１３に無い場合等に用いると有効である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a process acquisition priority table. The process acquisition priority table can be defined, for example, as a table that associates a process to be acquired with the acquisition priority of the process. The process acquisition priority table is prepared as an empty table when the NC program 200 starts executing. When the NC program 200 is executed, the blocks are prefetched by the prefetching unit 100, and the required process is judged by the control instruction content judging unit 120, the utilization plan determining unit 130 determines the prefetched blocks in order. Assign priority and register in the process acquisition priority table. When a process to be acquired is registered in the process acquisition priority table, the process acquisition unit 140 acquires the process in descending order of priority. Remove it from the table and raise the priority of other processes. The process acquisition unit 140 and the memory management unit 150 acquire processes and develop them on the RAM 13 as long as the current RAM 13 has free space. If the RAM 13 has no free space, the acquisition and expansion of the process are suspended until the RAM 13 has free space while retaining the acquisition priority table. The process acquisition priority table of this embodiment is used when the process cannot be acquired immediately from the host server due to a slow communication environment, etc. It is effective to use it when it is not in the RAM 13 or the like.

本実施形態による制御装置１の他の変形例として、活用計画決定部１３０は、プロセスをＲＡＭ１３上から解放する優先順位を登録するためのプロセス解放優先テーブルを用いて活用計画を決定するようにしても良い。 As another modification of the control device 1 according to the present embodiment, the utilization plan determination unit 130 determines the utilization plan using a process release priority table for registering the priority order of releasing processes from the RAM 13. Also good.

図７は、プロセス解放優先テーブルの例を示す図である。プロセス解放優先テーブルは、例えば解放対象となるプロセスと、該プロセスが最後に呼び出されたブロックに係る情報とを関連付けたテーブルとして定義できる。プロセス解放優先テーブルは、ＮＣプログラム２００の実行開始時には空のテーブルとして用意される。ＮＣプログラム２００が実行されて、プロセス取得部１４０によりプロセスの取得が行われ、メモリ管理部１５０によりプロセスのＲＡＭ１３上への展開が行われると、該プロセスに係る情報がプロセス解放優先テーブルに登録される。プロセス解放優先テーブルに登録されたプロセスが制御部１１０により呼び出されるたびに、プロセス解放優先テーブルの最後に呼び出されたブロックに係る情報は０ブロック前に更新される。また、ＮＣプログラム２００の実行が進むたびに、プロセス解放優先テーブルに登録されている各プロセスの最後に呼び出されたブロックに係る情報を１増加させる。この最後に呼び出されたブロックに係る情報は、当該プロセスを解放する際の逆の優先度として機能する。そして、プロセス取得優先テーブルに取得対象プロセスが登録されている場合であって、ＲＡＭ１３に取得対象プロセスを展開する十分な空きがない場合、メモリ管理部１５０は、プロセス解放優先テーブルにおいて、最後に呼び出されたブロックが最も過去のものである解放対象プロセスをメモリから解放する。メモリ管理部１５０は、解放したプロセスをプロセス解放優先テーブルから削除する。プロセス解放優先テーブルには、それぞれのプロセスが専有するメモリ量を関連付けて登録するようにしても良い。この様に構成した場合、例えば取得対象プロセスに必要となるメモリ量と最後に呼び出されたブロックに係る情報の双方を判断材料として、解放対象とするプロセスを決定することが出来る。なお、一部のＮＣプログラム２００の実行に必須となるプロセスについては、プロセス解放優先テーブルに登録しないようにしても良い。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a process release priority table. The process release priority table can be defined as a table that associates, for example, a process to be released with information related to the last block from which the process was called. The process release priority table is prepared as an empty table when the NC program 200 starts executing. When the NC program 200 is executed, the process acquisition unit 140 acquires a process, and the memory management unit 150 develops the process on the RAM 13, information related to the process is registered in the process release priority table. be. Each time a process registered in the process release priority table is called by the control unit 110, the information related to the last called block in the process release priority table is updated by 0 blocks. Also, each time the execution of the NC program 200 progresses, the information relating to the last called block of each process registered in the process release priority table is incremented by one. This last-called block information serves as the inverse priority when releasing the process. Then, when the acquisition target process is registered in the process acquisition priority table and there is not enough free space for loading the acquisition target process in the RAM 13, the memory management unit 150 stores the last called process in the process release priority table. frees from memory the freed process whose block is the oldest. The memory management unit 150 deletes the released process from the process release priority table. The process release priority table may be registered in association with the amount of memory occupied by each process. In such a configuration, a process to be released can be determined based on both the amount of memory required by the acquisition target process and the information related to the last called block, for example. It should be noted that processes essential for execution of some NC programs 200 may not be registered in the process release priority table.

なお、プロセス取得優先テーブルと、プロセス解放優先テーブルは併用することも可能である。プロセス取得優先テーブルと、プロセス解放優先テーブルを併用する際には、それぞれのテーブルに登録されているプロセスに応じて、プロセスの取得や解放、プロセスの優先順位の付与を制御するようにしても良い。
例えば、活用計画決定部１３０がプロセス取得優先テーブルに対して新たにプロセスを登録する際に、登録に先立ってプロセス解放優先テーブルを参照し、これから登録しようとするプロセスと同一のプロセスがプロセス解放優先テーブルに登録されている場合、即ち該プロセスが既にＲＡＭ１３上に展開されている場合、該プロセスをプロセス取得優先テーブルに登録する代わりに、プロセス解放優先テーブルにおける該プロセスの最後に呼び出されたブロックに係る情報を０ブロック前（最も優先度の低い値）へと更新するようにしても良い。また、これとは逆に、メモリ管理部１５０がプロセスをＲＡＭ１３から解放する際に、該プロセスを解放するに先立ってプロセス登録優先テーブルを参照し、これから解放しようとするプロセスと同一のプロセスがプロセス登録優先テーブルに所定の優先順位以上で登録されている場合、該プロセスをＲＡＭ１３から解放せずに、プロセス解放優先テーブルにおける該プロセスの最後に呼び出されたブロックに係る情報を０ブロック前（最も優先度の低い値）へと更新するようにしても良い。このような制御をすることで、ＮＣプログラム２００から先読みされたブロックの解析結果から、近いタイミングで使用されることが判明しているプロセスを不用意に解放してしまうことを防止することができる。 The process acquisition priority table and the process release priority table can be used together. When the process acquisition priority table and the process release priority table are used together, the process acquisition, release, and process priority assignment may be controlled according to the processes registered in each table. .
For example, when the utilization plan determination unit 130 registers a new process in the process acquisition priority table, it refers to the process release priority table prior to registration, and the same process as the process to be registered from now on has process release priority. If the process is registered in the table, i.e., if the process has already been expanded on the RAM 13, instead of registering the process in the process acquisition priority table, the last called block of the process in the process release priority table Such information may be updated to 0 blocks before (lowest priority value). Conversely, when the memory management unit 150 releases a process from the RAM 13, it refers to the process registration priority table prior to releasing the process, and the same process as the process to be released from now on is processed. If the process is registered in the registration priority table with a predetermined priority or higher, the process is not released from the RAM 13, and the information on the last called block of the process in the process release priority table is set to 0 blocks before (the highest priority). may be updated to a lower value). By performing such control, it is possible to prevent the careless release of a process that is known to be used at a close timing based on the analysis result of the block prefetched from the NC program 200. .

本実施形態による制御装置１の一変形例として、活用計画決定部１３０は、ＮＣプログラム２００の実行開始時において、ＮＣプログラム２００のブロックを全て先読みし、プロセスの取得及び展開並びに解放の活用計画をＮＣプログラム２００の実行開始時に決定するようにしても良い。この様に構成した場合、プロセスの必要なタイミング及び不要となるタイミングが予め把握できるため、不要となったプロセスを積極的にＲＡＭ１３上から解放したり、一時的に不要となったプロセスをＲＡＭ１３上から積極的に解放し、再度必要となった場合に改めて該プロセスの取得及び展開を行うようにしたりする等、メモリをより効率よく利用することができる。 As a modified example of the control device 1 according to the present embodiment, the utilization plan determination unit 130 pre-reads all blocks of the NC program 200 at the start of execution of the NC program 200, and determines a utilization plan for process acquisition, deployment, and release. It may be determined when the NC program 200 starts executing. With such a configuration, it is possible to grasp in advance when a process is required and when it is no longer required. The memory can be used more efficiently by, for example, positively releasing the process from , and acquiring and deploying the process again when it becomes necessary again.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態の例にのみ限定されるものでなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
例えば、上記した実施形態では、１つの系統を制御する（１つの制御部１１０で制御される）制御装置を例として説明しているが、例えば、複数の系統を制御する場合においても本願発明の技術は活用可能である。このような場合、それぞれの系統を制御するためのＮＣプログラム２００のブロックで必要とされるプロセスは各系統の制御において共有される。そのため、活用計画決定部１３０は、複数のＮＣプログラム２００のそれぞれのブロックにおいて必要とされるプロセスを考慮して、プロセスの取得及び展開並びに解放のタイミングを計画する。これにより、複数の系統を制御する制御装置において、より効率的にプロセスによるメモリの利用を管理することができるようになる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described examples of the embodiments, and can be implemented in various modes by adding appropriate modifications.
For example, in the above-described embodiment, a control device that controls one system (controlled by one control unit 110) is described as an example. Technology is available. In such a case, the processes required by the blocks of the NC program 200 for controlling each system are shared in controlling each system. Therefore, the utilization plan determination unit 130 considers the processes required in each block of the plurality of NC programs 200 and plans the timing of process acquisition, deployment, and release. As a result, in a control device that controls a plurality of systems, it becomes possible to more efficiently manage the use of memory by processes.

１制御装置
２工作機械
５上位サーバ
７ネットワーク
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４不揮発性メモリ
１５，１８，１９，２１インタフェース
１６ＰＭＣ
１７Ｉ／Ｏユニット
２０バス
３０軸制御回路
４０サーボアンプ
５０サーボモータ
６０スピンドル制御回路
６１スピンドルアンプ
６２スピンドルモータ
６３ポジションコーダ
７０表示器／ＭＤＩユニット
７１操作盤
７２外部機器
１００先読み部
１１０制御部
１２０制御指令内容判定部
１３０活用計画決定部
１４０プロセス取得部
１５０メモリ管理部
２００ＮＣプログラム 1 Control Device 2 Machine Tool 5 Host Server 7 Network 11 CPU
12 ROMs
13 RAM
14 non-volatile memory 15, 18, 19, 21 interface 16 PMC
17 I/O unit 20 Bus 30 Axis control circuit 40 Servo amplifier 50 Servo motor 60 Spindle control circuit 61 Spindle amplifier 62 Spindle motor 63 Position coder 70 Display/MDI unit 71 Operation panel 72 External device 100 Look-ahead unit 110 Control unit 120 Control Instruction content determination unit 130 utilization plan determination unit 140 process acquisition unit 150 memory management unit 200 NC program

Claims

In a control device that manages multiple processes that analyze and execute commands by NC program blocks for controlling machines,
a control command content determination unit that determines a process required in the prefetched block based on the block prefetched from the NC program and the machine configuration of the machine;
a utilization plan determining unit that determines a plan for acquiring necessary processes, developing them on the memory, and releasing unnecessary processes from the memory, based on the determination by the control command content determining unit;
a process acquisition unit that acquires a necessary process based on the plan determined by the utilization plan determination unit;
a memory management unit that expands the processes acquired by the process acquisition unit into memory and releases unnecessary processes from the memory based on the plan determined by the utilization plan determination unit;
control device with

The utilization plan determination unit plans to acquire and develop a process required by a certain block on the memory at the timing when another block before the certain block by a predetermined number of spare blocks is executed. ,
A control device according to claim 1 .

When a predetermined process expanded in memory is not called for a predetermined number of elapsed blocks, the utilization plan determination unit plans to release the process from the memory as an unnecessary process.
A control device according to claim 1 .