JP7466768B2 - 製造装置設計検証システム - Google Patents
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Description
本開示は、製造装置を設計する複数の設計装置間の連携の検証を行う製造装置設計検証システムに関するものである。
FA(Factory Automation)分野においては製造装置の設計を行う設計装置のひとつである制御プログラム設計装置での記述言語としてラダープログラムが用いられることが多い。ラダープログラムでは、センサやアクチュエータに結び付く接点やコイルがプログラム中に散在し、プログラムは構造化されていないことが多い。下記の特許文献1には、ラダープログラムの回路ブロックで使用される接点およびコイルを抽出し、使用する接点およびコイルを共有する複数の回路ブロックをまとめた共通グループを生成することが開示されている。
連携する複数の設計装置のうちのひとつの設計装置で設計成果物の変更が行われたときに、他の設計装置においてその変更の影響を受ける箇所(以下「変更の影響箇所」ともいう)を特定することは難しい。例えば制御プログラム設計装置でラダープログラムが変更された場合、その変更は、機械設計装置や電気設計装置の設計成果物に影響するが、具体的にどの箇所が影響を受けるのかを特定することは困難である。
本開示は以上のような課題を解決するためになされたものであり、機械設計装置、電気設計装置、制御プログラム設計装置のいずれかで設計成果物に変更が生じた場合に、他の設計装置での設計成果物で影響を受ける箇所を特定可能にすることを目的とする。
本開示に係る製造装置設計検証システムは、製品を製造する製造装置の設計検証を行う製造装置設計検証システムであって、前記製造装置の物理的形状、前記製造装置の可動部およびワークを探知するセンサおよび前記可動部を駆動するアクチュエータの動作を設計する機械設計装置と、前記製造装置に配置された前記センサおよび前記アクチュエータと前記製造装置の制御プログラムのデバイスとを紐づける電気設計装置と、前記製造装置の前記制御プログラムを設計する制御プログラム設計装置と、前記制御プログラムのプログラムブロックでデバイスを共有する共通グループを抽出する制御プログラムスライシング装置と、前記制御プログラムスライシング装置により抽出された前記制御プログラムの前記共通グループに基づいて、前記機械設計装置、前記電気設計装置および前記制御プログラム設計装置それぞれの設計成果物の対応関係を判断し、前記機械設計装置、前記機械設計装置および前記制御プログラム設計装置のうちのいずれかの設計装置で設計成果物に変更があった場合に、その変更があった設計装置以外の設計装置の設計成果物における当該変更の影響箇所を特定する設計成果物変更影響箇所特定装置と、を備える。
本開示に係る製造装置設計検証システムによれば、機械設計装置、電気設計装置、制御プログラム設計装置のいずれかの設計装置で設計成果物に変更があった場合に、その変更があった設計装置以外の設計装置の設計成果物における当該変更の影響を受ける箇所を特定できるという効果が得られる。
本開示の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る製造装置設計検証システム1の構成を示すブロック図である。図1のように、実施の形態1に係る製造装置設計検証システム1は、連携する複数の製造装置の設計装置である機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4と、設計成果物変更影響箇所特定装置5とを備えている。
図1は、実施の形態1に係る製造装置設計検証システム1の構成を示すブロック図である。図1のように、実施の形態1に係る製造装置設計検証システム1は、連携する複数の製造装置の設計装置である機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4と、設計成果物変更影響箇所特定装置5とを備えている。
なお、製造装置設計検証システム1は、これらの各構成要素の機能を実現するためのアプリケーションプログラムをプロセッサが実行することによって実現される。つまり、製造装置設計検証システム1は、例えば、上記プログラムが記憶されたメモリと、当該プログラムを実行するプロセッサとを備えるハードウェア構成によって実現できる。
機械設計装置2は、製造装置の機械設計、具体的には、製造装置の各部の物理的形状(機械的形状)、製造装置の可動部やワークを探知するセンサの動作および製造装置の可動部を駆動するアクチュエータの動作の設計を行う設計装置である。機械設計装置2は、設計成果物として、製造装置の各部の物理的形状の設計データと、製造装置の各部の探知および駆動を行うセンサおよびアクチュエータの動作の設計データとを生成する。
電気設計装置3は、製造装置の電気設計、具体的には、製造装置のセンサおよびアクチュエータとラダー言語で記述された製造装置の制御プログラムの接点およびコイルとの紐づけを行う設計装置である。電気設計装置3は、設計成果物として、製造装置のセンサおよびアクチュエータと製造装置の制御プログラムの接点およびコイルとの紐付けの関係を示すデータを生成する。
制御プログラム設計装置4は、製造装置の制御プログラム、より具体的には、制御装置のコントローラの動作を規定する制御プログラムを、ラダー言語で設計する設計装置である。制御プログラム設計装置4は、設計成果物として、ラダー言語で記述された制御プログラム(以下「ラダープログラム」ということもある)を生成する。
また、実施の形態1において、制御プログラム設計装置4は、設計した制御プログラムを構成するプログラムブロックから、共通のデバイスを使用するプログラムブロックをまとめた共通グループを抽出する制御プログラムスライシング装置10を備えている。本実施の形態のように制御プログラムがラダープログラムである場合、制御プログラムスライシング装置10は、ラダープログラムの回路ブロックから、互いに接点およびコイルを共有する回路ブロックをまとめた共通グループを抽出する。より具体的には、制御プログラムスライシング装置10は、ラダープログラムから、各回路ブロックで使用される接点およびコイルを抽出し、接点およびコイルを共有する複数の回路ブロックをまとめた共通グループのデータと、それぞれの共通グループが共有する接点およびコイルのデータとを生成する。制御プログラムスライシング装置10の動作ロジックは、上記した特許文献1で開示された技術と同様でよい。
ここで、ラダープログラムの具体例を挙げて、制御プログラムスライシング装置10の動作をより詳細に説明する。図2は、ラダープログラムの一例である。このラダープログラムには、4つの回路ブロック51~54が含まれている。ラダープログラムが図2の例である場合、制御プログラムスライシング装置10は、ラダープログラムの回路ブロック51~54のうちから、共通のデバイス(接点およびコイル)を持つ回路ブロックを共通グループとしてまとめる。また、制御プログラムスライシング装置10は、それぞれの共通グループに含まれる回路ブロックが参照する全ての接点およびコイルの集合を、その共通グループで共有する接点およびコイルとして抽出する。
図2の例であれば、共通のデバイスX0を持つ回路ブロック51と回路ブロック53とが第1の共通グループとしてまとめられ、共通のデバイスY3を持つ回路ブロック52と回路ブロック54とが第2の共通グループとしてまとめられる。第1の共通グループが共有する接点およびコイルは、回路ブロック51および回路ブロック53が参照する全ての接点およびコイルの集合であるデバイスX0、Y0、X2、Y2である。また、第2の共通グループが共有する接点およびコイルは、回路ブロック52および回路ブロック52が参照する全ての接点およびコイルの集合であるデバイスX3、Y1、Y3、Y4である。異なる共通グループに属する接点およびコイルとは互いに排他的であるため、第1の共通グループに属する回路ブロックと第2の共通グループに属する回路ブロックは独立に動作する。
図1に戻り、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4のいずれかの設計装置で設計成果物に変更があった場合に、その変更があった設計装置以外の設計装置の設計成果物における当該変更の影響箇所を、機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4それぞれの設計成果物の対応関係に基づいて特定する。また、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、それらの対応関係を、制御プログラムスライシング装置10がラダープログラムから抽出した、回路ブロックの共通グループのデータと、各共通グループが共有する接点およびコイルのデータとに基づいて判断する。
上述したように、機械設計装置2の設計成果物は、製造装置の各部の物理的形状の設計データ、および、製造装置の各部の探知および駆動を行うセンサおよびアクチュエータの動作の設計データである。電気設計装置3の設計成果物は、製造装置のセンサおよびアクチュエータと製造装置の制御プログラムの接点およびコイルとの紐付けの関係を示すデータである。制御プログラム設計装置4の設計成果物は、製造装置の制御プログラム(ラダープログラム)である。
例えば、機械設計装置2の設計成果物と電気設計装置3の設計成果物との対応関係は、機械設計装置2が製造装置の各部に割り当てるセンサおよびアクチュエータと、電気設計装置3が紐付けの対象とするセンサおよびアクチュエータとの対応関係から判断できる。また、電気設計装置3の設計成果物と制御プログラム設計装置4の設計成果物との対応関係は、電気設計装置3が紐付けの対象とする制御プログラムの接点およびコイルと、制御プログラムスライシング装置10が抽出した共通グループが共有する接点およびコイルとの対応関係から判断できる。さらに、機械設計装置2の設計成果物と制御プログラム設計装置4の設計成果物との対応関係は、機械設計装置2の設計成果物と電気設計装置3の設計成果物との対応関係と、電気設計装置3の設計成果物と制御プログラム設計装置4の設計成果物との対応関係とから判断できる。
図3は、設計成果物変更影響箇所特定装置5の動作の一例を示すフローチャートである。図3のフローチャートは、制御プログラム設計装置4の設計成果物であるラダープログラムが変更された場合に、設計成果物変更影響箇所特定装置5が、機械設計装置2および電気設計装置3における当該変更の影響箇所を特定する動作を示している。
制御プログラム設計装置4の設計成果物であるラダープログラムが変更された場合、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、図3に示されたステップS101~S105を実行する。
ステップS101では、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、制御プログラムスライシング装置10を用いて、変更されたラダープログラムから、当該ラダープログラムの各回路ブロックで使用される接点およびコイルを抽出し、共通する接点およびコイルを使用する複数の回路ブロックをまとめた共通グループと、それぞれの共通グループが共有する接点・コイルとを抽出する。
ステップS102では、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、ラダープログラムの変更された回路ブロックが属する共通グループを特定し、特定された共通グループが共有する接点およびコイルを特定する。そして、特定された接点およびコイルを、制御プログラム設計装置4の設計成果物の変更の影響箇所として特定する。
ステップS103では、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、ステップS102で変更の影響箇所として特定された接点およびコイルが、電気設計装置3によってどのセンサおよびアクチュエータに紐付けされるのかを特定し、特定されたセンサおよびアクチュエータを、制御プログラム設計装置4の設計成果物の変更の影響箇所として特定する。
ステップS104では、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、ステップS103で変更の影響箇所として特定されたセンサおよびアクチュエータが、機械設計装置2によって製造装置のどの部分の探知および駆動に割り当てられているかを特定し、特定された部分の物理的形状を、制御プログラム設計装置4の設計成果物の変更の影響箇所として特定する。
ステップS105では、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、機械設計装置2および電気設計装置3の設計成果物のうちの、ステップS102~S104で制御プログラム設計装置4の設計成果物の変更の影響箇所として特定された要素(ラダープログラムの接点およびコイル、製造装置のセンサおよびアクチュエータ、製造装置の一部の物理的形状)のいずれかに対応する箇所を、制御プログラム設計装置4の設計成果物の変更の影響箇所として特定する。
以上の処理により、設計成果物変更影響箇所特定装置5は、制御プログラム設計装置4の設計成果物に変更があった場合に、機械設計装置2および電気設計装置3の設計成果物における当該変更の影響箇所を特定することができる。
なお、詳細な説明は省略するが、機械設計装置2の設計成果物に変更があった場合に、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4の設計成果物における当該変更の影響箇所を特定すること、ならびに、電気設計装置3の設計成果物に変更があった場合に、機械設計装置2および制御プログラム設計装置4の設計成果物における当該変更の影響箇所を特定することも、図3に示した処理と同様の手法によって可能である。
なお、実施の形態1の製造装置設計検証システム1の全てあるいは一部をクラウド上で動作させてもよい。それにより、製造装置の機械設計者、電気設計者、制御プログラム設計者が互いに離れた場所で作業する場合でも、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4のいずれかの設計成果物の変更に伴う他の設計装置の担当者間の調整の手間を低減することができる。
<実施の形態2>
図4は、実施の形態2に係る製造装置設計検証システム1の構成を示すブロック図である。図4のように、実施の形態2に係る製造装置設計検証システム1は、連携する複数の製造装置の設計装置である機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4と、機械設計成果物シミュレータ13、電気設計成果物シミュレータ14、制御プログラム設計成果物シミュレータ15および可動部干渉判定装置16とを備えている。
図4は、実施の形態2に係る製造装置設計検証システム1の構成を示すブロック図である。図4のように、実施の形態2に係る製造装置設計検証システム1は、連携する複数の製造装置の設計装置である機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4と、機械設計成果物シミュレータ13、電気設計成果物シミュレータ14、制御プログラム設計成果物シミュレータ15および可動部干渉判定装置16とを備えている。
機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4(制御プログラムスライシング装置10を含む)は、実施の形態1で説明したものと同様である。
機械設計成果物シミュレータ13は、機械設計装置2の設計成果物を計算機上で仮想的に動かすシミュレータである。電気設計成果物シミュレータ14は、電気設計装置3の設計成果物を計算機上で仮想的に動かすシミュレータである。制御プログラム設計成果物シミュレータ15は、制御プログラム設計装置4の設計成果物を計算機上で仮想的に動かすシミュレータである。可動部干渉判定装置16は、機械設計成果物シミュレータ13上で機械設計装置2の設計成果物を動かしたシミュレーションにおいて、製造装置の可動部と当該可動部以外の要素(以下「残余部」という)とが干渉するか否かを判定し、干渉する場合に、制御プログラム設計装置4の設計成果物である制御プログラム(ラダープログラム)において、当該干渉の原因となった箇所を特定する。
図5は、実施の形態2に係る製造装置設計検証システム1の動作を示すフローチャートである。製造装置設計検証システム1は、図5に示されたステップS201~S206を実行する。
ステップS201では、機械設計装置2の設計成果物を機械設計成果物シミュレータ13で、電気設計装置3の設計成果物を電気設計成果物シミュレータ14で、制御プログラム設計装置4の設計成果物を制御プログラム設計成果物シミュレータ15で、互いに連携させて(同期させて)実行する。すなわち、制御プログラム設計装置4の設計成果物であるラダープログラムを制御プログラム設計成果物シミュレータ15にて仮想的に動作させ、電気設計装置3の設計成果物である接点およびコイルとセンサおよびアクチュエータとの紐付けを電気設計成果物シミュレータ14にて仮想的に行い、機械設計装置2の設計成果物である製造装置の各部の物理的形状と各部の探知および駆動を行うセンサおよびアクチュエータの動作とを機械設計成果物シミュレータ13にて仮想的に実現させる。
ステップS202では、可動部干渉判定装置16が、機械設計成果物シミュレータ13によるシミュレーションにおいて、機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉したか否かを判定する。この判定を行う機能は、一般的な3DCADのシミュレータの多くで実現されている。なお、製造装置の各部位の物理的形状と、製造装置のセンサおよびアクチュエータとの紐付けは、機械設計成果物シミュレータ13で管理されている。
ステップS203では、ステップS202の判定結果による場合分けが行われる。機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉しなかったと判定された場合には、図5の処理が終了する。機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉したと判定された場合には、ステップS204へ移行する。
ステップS204では、機械設計成果物シミュレータ13が、シミュレーションで干渉を起こした可動部および残余部に関与するセンサおよびアクチュエータを特定する。
ステップS205では、電気設計成果物シミュレータ14が、ステップS204で特定されたセンサおよびアクチュエータ(つまり、シミュレーションで干渉を起こした可動部および残余部に関与するセンサおよびアクチュエータ)に仮想的に紐づけられたラダープログラムの接点およびコイルを特定する。
ステップS206では、制御プログラム設計装置4にて、ステップS205で特定された接点およびコイル(つまり、シミュレーションで干渉を起こした可動部および残余部に関与するセンサおよびアクチュエータに仮想的に紐づけられた接点およびコイル)を共有するラダープログラムの共通グループを特定し、特定された共通グループに属する回路ブロックを、シミュレーションで可動部と残余部とが干渉を起こす原因となったラダープログラムの箇所として特定する。
このように、実施の形態2に係る製造装置設計検証システム1によれば、機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4の設計成果物によって実現される製造装置の動作のシミュレーションにより、製造装置の可動部と残余部とが干渉するか否かを設計段階で判定することができる。さらに、製造装置の可動部と残余部とが干渉すると判定された場合には、実施の形態1と動揺の手法により、制御プログラム設計装置4の設計成果物である制御プログラム(ラダープログラム)において、当該干渉の原因となった箇所を特定することができる。
実施の形態2の製造装置設計検証システム1の全てあるいは一部をクラウド上で動作させてもよい。それにより、製造装置の機械設計者、電気設計者、制御プログラム設計者が互いに離れた場所で作業する場合でも、いずれかの設計成果物に変更があったときに、機械設計成果物シミュレータ13、電気設計シミュレータ、制御プログラム設計シミュレータを互いに連携して実行することにより、製造装置の可動部と残余部とが干渉するか否かを設計段階で判定することができる。
実施の形態2の製造装置設計検証システム1において、可動部干渉判定装置16に、機械設計装置2の設計成果物の可動部と可動部が同時に同じ空間を占めるインターロックを検出する機能を持たせてもよい。それにより、いずれかの設計成果物に変更があったときに、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4の各々の設計成果物の間で、製造装置がインターロックを侵す齟齬が有るか否かを設計段階で検証することができる。
実施の形態2の製造装置設計検証システム1において、可動部干渉判定装置16に、機械設計装置2の設計成果物の可動部が予め定められたタクトタイムで動作することを検出する機能を持たせてもよい。それにより、可動部を持つ製造装置の部分が予め定められたタクトタイムで動作するか否か、ならびに、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4の各々の設計成果物の間で齟齬が有るか否かを設計段階で検証することができる。
<実施の形態3>
図6は、実施の形態3に係る製造装置設計検証システム1の構成を示すブロック図である。図6の製造装置設計検証システム1の構成は、図4の構成に対し、検証データ17を格納する検証データベース18を追加したものである。
図6は、実施の形態3に係る製造装置設計検証システム1の構成を示すブロック図である。図6の製造装置設計検証システム1の構成は、図4の構成に対し、検証データ17を格納する検証データベース18を追加したものである。
検証データ17は、機械設計成果物シミュレータ13によるシミュレーションにおいて、機械設計装置2の設計成果物である可動部と残余部とが干渉を起こさなかった場合に作成される。検証データ17には、干渉を起こさなかった可動部および残余部に対応する機械設計装置2の設計成果物、すなわち、可動部および残余部の物理的形状ならびに可動部および残余部に関与するセンサおよびアクチュエータと、干渉を起こさなかった可動部および残余部に対応する制御プログラム設計装置4の設計成果物、すなわち制御プログラム(ラダープログラム)の可動部および残余部に関与する箇所が記載される。
検証データ17は、可動部と残余部とが干渉を起こさないという条件を満たす製造装置の設計成果物の正例として検証データベース18に格納され、可動部干渉判定装置16は、検証データベース18に格納された検証データ17にお基づいて、干渉を起こさない可動部および残余部の物理的形状および動作を学習する。
この学習内容を利用すれば、個々の検証データ17に記述された制御プログラムの一部分だけを制御プログラム設計成果物シミュレータ15で動かして、可動部干渉判定装置16が製造装置の可動部が残余部と干渉を起こすか否かを設計段階で判定することができる。
図7は、実施の形態3に係る製造装置設計検証システム1が検証データ17を検証データベース18に蓄積する際の動作を示すフローチャートである。製造装置設計検証システム1は、検証データ17を蓄積する際、図7に示されたステップS301~S304を実行する。
ステップS301では、機械設計装置2の設計成果物を機械設計成果物シミュレータ13で、電気設計装置3の設計成果物を電気設計成果物シミュレータ14で、制御プログラム設計装置4の設計成果物を制御プログラム設計成果物シミュレータ15で、互いに連携させて(同期させて)実行する。このとき、制御プログラム設計成果物シミュレータ15は、制御プログラム設計装置4の設計成果物であるラダープログラムの全体を動作させる必要はなく、電気設計装置3の設計成果物でセンサおよびアクチュエータに紐づけされた接点およびコイルを共有する接点およびコイルとして持つ共通グループからなる部分を制御プログラム設計成果物シミュレータ15で動作させる。
ステップS302では、可動部干渉判定装置16が、機械設計成果物シミュレータ13によるシミュレーションにおいて、機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉したか否かを判定する。
ステップS303では、ステップS302の判定結果による場合分けが行われる。機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉しなかったと判定された場合には、図7の処理が終了する。機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉したと判定された場合には、ステップS304へ移行する。
ステップS304では、可動部干渉判定装置16が、干渉を起こさなかった可動部および残余部に対応する機械設計装置2の設計成果物、すなわち当該可動部および残余部の物理的形状ならびに当該可動部および残余部に関与するセンサおよびアクチュエータと、電気設計装置3により当該センサおよびアクチュエータに紐付けされた接点およびコイルと、設計装置4の設計成果物である制御プログラムのうち当該接点およびコイルを共有する接点およびコイルとして持つ共通グループからなる部分(つまり、ステップS301で制御プログラム設計成果物シミュレータ15が動作させた部分)とを記述した検証データ17を作成し、作成した検証データ17を正例として検証データベース18に格納する。
図8は、実施の形態3に係る製造装置設計検証システム1がいずれかの設計装置の設計成果物が変更されたときに、その変更に起因して、機械設計装置2の設計成果物と、電気設計装置3の設計成果物と、制御プログラム設計装置4の設計成果物との間に齟齬が生じたか否かの検証を行う際の動作を示すフローチャートである。製造装置設計検証システム1は、当該検証を行う際、図7に示されたステップS401~S407を実行する。
ステップS401では、製造装置設計検証システム1が、検証データベース18に蓄積された検証データ17のうち、まだ検証されていないひとつを取得する。
ステップS402では、取得した検証データ17に記述された機械設計装置2の設計成果物を機械設計成果物シミュレータ13で、取得した検証データ17に記述された電気設計装置3の設計成果物を電気設計成果物シミュレータ14で、取得した検証データ17に記述された制御プログラム設計装置4の設計成果物を制御プログラム設計成果物シミュレータ15で、互いに連携させて(同期させて)実行する。つまり、制御プログラム設計成果物シミュレータ15は、制御プログラム設計装置4の設計成果物であるラダープログラムの全体を動作させるのではなく、ステップS401で取得した検証データ17に記述された部分だけを動作させる。
ステップS403では、可動部干渉判定装置16が、機械設計成果物シミュレータ13によるシミュレーションにおいて、機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉したか否かを判定する。
ステップS404では、ステップS403の判定結果による場合分けが行われる。機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉したと判定された場合には、ステップS405へ移行する。ステップS405では、可動部干渉判定装置16が、機械設計装置2の設計成果物と、電気設計装置3の設計成果物と、制御プログラム設計装置4の設計成果物との間に齟齬があると判定する。
一方、機械設計装置2の設計成果物である製造装置の可動部が残余部と干渉しなかった判定された場合には、ステップS406へ移行する。ステップS406では、可動部干渉判定装置16が、機械設計装置2の設計成果物と、電気設計装置3の設計成果物と、制御プログラム設計装置4の設計成果物との間に齟齬が無いと判定する。
ステップS405またはS406の後、ステップS407では、可動部干渉判定装置16が、検証データベース18に蓄積されている検証データ17の全ての検証が完了したかどうか確認する。検証データ17の全てが検証されていれば、図8の処理が終了する。まだ検証されていない検証データ17が残っていれば、ステップS401に戻る。
このように、実施の形態3に係る製造装置設計検証システム1では、機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4の各々の設計成果物の一部を変更した場合に、検証データベース18に格納された有限個の検証データ17に記述された制御プログラムの一部分だけを制御プログラム設計成果物シミュレータ15で動かして、可動部干渉判定装置16が製造装置の可動部が残余部と干渉を起こすか否かを設計段階で判定することができる。それにより、製造装置設計検証システム1は、機械設計装置2、電気設計装置3および制御プログラム設計装置4の各設計成果物の間で齟齬が有るか否かを設計段階で検証することが可能となる。
実施の形態3の製造装置設計検証システム1の全てあるいは一部をクラウド上で動作させてもよい。それにより、製造装置の機械設計者、電気設計者、制御プログラム設計者が互いに離れた場所で作業する場合でも、いずれかの設計成果物に変更があったときに、検証データ17に基づき、機械設計成果物シミュレータ13、電気設計シミュレータ、制御プログラム設計シミュレータを互いに連携して実行することにより、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4の各々の設計成果物の間で齟齬が有るか否かを設計段階で検証することができる。
実施の形態3の製造装置設計検証システム1において、可動部干渉判定装置16に、機械設計装置2の設計成果物の可動部と他の可動部とが同時に同じ空間を占めるインターロックを検出する機能を持たせてもよい。それにより、いずれかの設計成果物に変更があったときに、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4の各々の設計成果物の間で、製造装置がインターロックを侵す齟齬が有るか否かを設計段階で検証することができる。
実施の形態3の製造装置設計検証システム1において、可動部干渉判定装置16に、機械設計装置2の設計成果物の可動部が予め定められたタクトタイムで動作することを検出する機能を持たせてもよい。それにより、可動部を持つ製造装置の部分が予め定められたタクトタイムで動作するか否か、ならびに、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4の各々の設計成果物の間で齟齬が有るか否かを設計段階で検証することができる。
<実施の形態4>
実施の形態1~3では、制御プログラム設計装置4の設計成果物である制御プログラムをラダープログラムとしたが、制御プログラムスライシング装置10においてテキスト言語のスライシング技術を用いれば、例えばST言語やC言語などのテキスト言語からなるプログラム(テキストプログラム)を制御プログラムとしてもよい。この場合、制御プログラムスライシング装置10は、テキストプログラムから、各プログラムブロックで使用されるテキスト言語のデバイスを抽出し、デバイスを共有する複数のプログラムブロックをまとめた共通グループのデータと、それぞれの共通グループが共有するデバイスのデータとを生成する。
実施の形態1~3では、制御プログラム設計装置4の設計成果物である制御プログラムをラダープログラムとしたが、制御プログラムスライシング装置10においてテキスト言語のスライシング技術を用いれば、例えばST言語やC言語などのテキスト言語からなるプログラム(テキストプログラム)を制御プログラムとしてもよい。この場合、制御プログラムスライシング装置10は、テキストプログラムから、各プログラムブロックで使用されるテキスト言語のデバイスを抽出し、デバイスを共有する複数のプログラムブロックをまとめた共通グループのデータと、それぞれの共通グループが共有するデバイスのデータとを生成する。
すなわち、実施の形態1において、制御プログラム設計装置4の設計成果物をテキストプログラムにした場合でも、機械設計装置2の設計成果物と制御プログラム設計装置4の設計成果物とを紐づけることにより、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4のうちのいずれかの設計装置の設計成果物が変更されたときに、他の設計装置の設計成果物における当該変更の影響箇所を特定することができる。また、実施の形態2において、制御プログラム設計装置4の設計成果物をテキストプログラムにした場合でも、機械設計成果物シミュレータ13で機械設計装置2の設計成果物を仮想的に動かしたときに製造装置の可動部と残余部とが干渉する原因となった、制御プログラム(テキストプログラム)の箇所を特定することができる。また、実施の形態3において、制御プログラム設計装置4の設計成果物をテキストプログラムにした場合でも、機械設計装置2、電気設計装置3、制御プログラム設計装置4のうちのいずれかの設計装置の設計成果物が変更されたときに、機械設計装置2の設計成果物、電気設計装置3の設計成果物、制御プログラム設計装置4の設計成果物の間に齟齬が生じるか否か設計段階で判定することができる。
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
上記した説明は、すべての態様において、例示であって、例示されていない無数の変形例が想定され得るものと解される。
1 製造装置設計検証システム、2 機械設計装置、3 電気設計装置、4 制御プログラム設計装置、5 設計成果物変更影響箇所特定装置、10 制御プログラムスライシング装置、13 機械設計成果物シミュレータ、14 電気設計成果物シミュレータ、15 制御プログラム設計成果物シミュレータ、16 可動部干渉判定装置、17 検証データ、18 検証データベース、51~54 回路ブロック。
Claims (9)
- 製品を製造する製造装置の設計検証を行う製造装置設計検証システムであって、
前記製造装置の物理的形状、前記製造装置の可動部およびワークを探知するセンサおよび前記可動部を駆動するアクチュエータの動作を設計する機械設計装置と、
前記製造装置に配置された前記センサおよび前記アクチュエータと前記製造装置の制御プログラムのデバイスとを紐づける電気設計装置と、
前記製造装置の前記制御プログラムを設計する制御プログラム設計装置と、
前記制御プログラムのプログラムブロックでデバイスを共有する共通グループを抽出する制御プログラムスライシング装置と、
前記制御プログラムスライシング装置により抽出された前記制御プログラムの前記共通グループに基づいて、前記機械設計装置、前記電気設計装置および前記制御プログラム設計装置それぞれの設計成果物の対応関係を判断し、前記機械設計装置、前記機械設計装置および前記制御プログラム設計装置のうちのいずれかの設計装置で設計成果物に変更があった場合に、その変更があった設計装置以外の設計装置の設計成果物における当該変更の影響箇所を特定する設計成果物変更影響箇所特定装置と、
を備える製造装置設計検証システム。 - 製品を製造する製造装置の設計検証を行う製造装置設計検証システムであって、
前記製造装置の物理的形状、前記製造装置の可動部およびワークを探知するセンサおよび前記可動部を駆動するアクチュエータの動作を設計する機械設計装置と、
前記製造装置に配置された前記センサおよび前記アクチュエータと前記製造装置の制御プログラムのデバイスとを紐づける電気設計装置と、
前記製造装置の前記制御プログラムを設計する制御プログラム設計装置と、
前記制御プログラムのプログラムブロックでデバイスを共有する共通グループを抽出する制御プログラムスライシング装置と、
前記機械設計装置の設計成果物を仮想的に動作させる機械設計成果物シミュレータと、
前記電気設計装置の設計成果物を仮想的に動作させる電気設計成果物シミュレータと、
前記制御プログラム設計装置の設計成果物を仮想的に動作させる制御プログラム設計成果物シミュレータと、
前記機械設計成果物シミュレータ、前記電気設計成果物シミュレータおよび前記制御プログラム設計成果物シミュレータを互いに連携させて動作させ、前記機械設計成果物シミュレータのシミュレーションにおいて前記製造装置の前記可動部と残余部とが干渉するか否かを判定する可動部干渉判定装置と、
を備え、
前記可動部干渉判定装置は、前記制御プログラムスライシング装置により抽出された前記制御プログラムの前記共通グループに基づいて、前記機械設計装置、前記電気設計装置および前記制御プログラム設計装置それぞれの設計成果物の対応関係を判断し、前記機械設計成果物シミュレータのシミュレーションにおいて前記製造装置の前記可動部と前記残余部とが干渉すると判定した場合に、その干渉の原因となった前記制御プログラムの箇所を特定する、
製造装置設計検証システム。 - 前記可動部干渉判定装置は、前記制御プログラム設計成果物シミュレータで、前記制御プログラムの一部の共通グループを実行させ、前記機械設計成果物シミュレータのシミュレーションにおいて前記製造装置の可動部と残余部とが干渉しないと判定された場合に、実行された前記一部の共通グループに対応する前記機械設計装置、前記電気設計装置および前記制御プログラム設計装置の設計成果物の部分を記述した検証データを作成して、検証データベースに格納する、
請求項2に記載の製造装置設計検証システム。 - 前記検証データは、前記可動部と前記残余部とが干渉を起こさないという条件を満たす製造装置の設計成果物の正例として前記検証データベースに格納され、前記可動部干渉判定装置は、前記検証データに基づいて、干渉を起こさない前記可動部および前記残余部の物理的形状および動作を学習する、
請求項3に記載の製造装置設計検証システム。 - 前記可動部干渉判定装置が、前記機械設計装置の設計成果物の可動部と他の可動部とが同時に同じ空間を占めるインターロックを検出する機能を備える、
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の製造装置設計検証システム。 - 前記可動部干渉判定装置が、前記機械設計装置の設計成果物の可動部が予め定められたタクトタイムで動作するか否かを検出する機能を備える、
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の製造装置設計検証システム。 - 前記制御プログラムはラダープログラムである、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の製造装置設計検証システム。 - 前記制御プログラムはテキストプログラムである、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の製造装置設計検証システム。 - システムの全部あるいは一部がクラウド上で動作している、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の製造装置設計検証システム。
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