WO2022269787A1

WO2022269787A1 - プログラム作成支援装置、プログラム作成支援方法、プログラム作成支援プログラム及びプログラマブルロジックコントローラ

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Publication number: WO2022269787A1
Application number: PCT/JP2021/023732
Authority: WO
Inventors: 亙小坂; 将哉木村; 俊策竹内
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-12-29
Also published as: JP7072739B1; DE112021007868T5; CN117561483A; JPWO2022269787A1

Abstract

プログラム作成支援装置（１）は、モーション制御を実行する仮想的な機械部品である仮想機械部品を複数表示する表示部（１０６）と、表示された複数の仮想機械部品とは異なる仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成するユーザ定義仮想機械部品作成部（１１３）と、仮想機械部品の内部動作を定義するパラメータを設定する仮想機械部品パラメータ設定部（１１４）と、ユーザ定義仮想機械部品の演算処理をユーザプログラムにより編集するユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部（１１７）と、ユーザ定義仮想機械部品のパラメータを設定するユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部（１１６）と、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部（１１６）によって設定されたパラメータに基づいてコード化したユーザプログラムをプログラマブルロジックコントローラ（２）に出力するユーザプログラム処理実行コード生成部（１１９）とを有する。

Description

プログラム作成支援装置、プログラム作成支援方法、プログラム作成支援プログラム及びプログラマブルロジックコントローラ

　本開示は、プログラム作成支援装置、プログラム作成支援方法、プログラム作成支援プログラム及びプログラマブルロジックコントローラに関する。

　ＦＡ（Factory　Automation）制御システムは、シーケンス制御装置であるプログラマブルロジックコントローラにより構成される。以下では、プログラマブルロジックコントローラは、「ＰＬＣ」と記載される。ＰＬＣは、「Programmable　Logic　Controller」の略語である。ＰＬＣは、シーケンスプログラムによって制御される。シーケンスプログラムは、例えばラダープログラム、ファンクションブロックダイアグラム又はストラクチャードテキストといったプログラミング言語により記述されるプログラムである。一般的に、国際電気標準会議によって発行された「ＩＥＣ６１１３１－３規格」により規定されたシーケンスプログラムが広く用いられている。

　シーケンスプログラムは、パーソナルコンピュータ上に構成されたプログラム作成支援装置であるエンジニアリングツールによって作成される。パーソナルコンピュータとＰＬＣとが接続され、シーケンスプログラムはＰＬＣの記憶部に記憶される。

　従来、製品を製造する工場における機械装置は、ある動きに連動して別の動きを制御する場合、カム機構、リンク機構及びギア機構のような複数の機構を機械的に連動させて制御を行ってきた。

　例えば、オペレータは、ベルトコンベアの速度に回転カッターの動作を同期させる場合、当該速度の比率を変更するために機械部品を交換することによりベルトコンベアの速度を回転カッターの動作に同期させることを実現していた。機械部品の例は、ギアである。機械部品の交換作業は、大変面倒である。そこで、ＰＬＣを用いて減速ギアを電気的に実現する手法が考え出された。例えば、ＰＬＣは、モータの回転数を可変にすることで、減速ギアのギア比を変更したことと同様の効果を発揮することができる。このように、ＰＬＣは、機械部品の動作を演算するための各種パラメータを用いて機械部品の動作を定義するユーザプログラムを有する仮想的な機械部品を設けることにより機械部品を模擬する。例えば、ＰＬＣは、基本ユニットと拡張ユニットとにより構成される。

　特許文献１が開示しているプログラム作成支援装置は、同期制御の同期主軸から同期制御の同期従軸までの各々に順番に接続され、各々の入力軸の位置を出力軸の位置へ変換する複数の仮想的な機構部品を表示する表示部と、複数の仮想的な機構部品の各々の変換動作を定義するパラメータを設定する設定部と、表示部に表示された複数の仮想的な機構部品のうちの予め用意された変換動作とは異なる変換動作を行う機構部品を指定する指定部と、指定部により指定された機構部品が実行する変換動作を規定する汎用言語のユーザプログラムの入力を受け付けるプログラム受付部と、ユーザプログラムを拡張ユニットに実行させるためにユーザプログラムを拡張ユニットへ転送する転送部とを有する。

特開２０１７－７９００７号公報

　特許文献１が開示しているプログラム作成支援装置では、仮想的な機構部品は予め定められた順番で接続される差動ギア、可変ギア、クラッチ及びカムに限定され、実際の機械装置を動作させるプログラムを作成する際には、機械装置に対応するパラメータの追加、及びプログラミングが必要である。特許文献１が開示しているプログラム作成支援装置では、複雑な制御を必要とする機械装置のプログラムを作成する際のオペレータの負担が大きいという課題がある。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複雑な制御を必要とする機械装置のプログラムを作成する際のオペレータの負担を小さくすることができるプログラム作成支援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、本開示に係るプログラム作成支援装置は、少なくとも一つの軸の情報を有し内部動作を規定する演算処理が設定されモーション制御を実行する仮想的な機械部品である仮想機械部品を複数表示する表示部と、表示された複数の仮想機械部品から指定された一つ又は複数の機械部品に基づき、表示された複数の仮想機械部品とは異なる仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成するユーザ定義仮想機械部品作成部と、複数の仮想機械部品の各々の内部動作を定義するパラメータを設定する仮想機械部品パラメータ設定部とを有する。本開示に係るプログラム作成支援装置は、ユーザ定義仮想機械部品の演算処理をユーザプログラムにより編集するユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部と、ユーザ定義仮想機械部品のパラメータを設定するユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部と、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部によって設定されたパラメータに基づいてコード化したユーザプログラムをプログラマブルロジックコントローラに出力しユーザプログラムに記述されたモーション制御を実行させるユーザプログラム処理実行コード生成部とを更に有する。

　本開示に係るプログラム作成支援装置は、複雑な制御を必要とする機械装置のプログラムを作成する際のオペレータの負担を小さくすることができるという効果を奏する。

実施の形態に係るＰＬＣシステムの構成を示す図実施の形態に係るプログラム作成支援装置のハードウェア構成を示す図実施の形態に係るプログラム作成支援装置の機能を示す図実施の形態に係るプログラム作成支援装置ソフトウェアのユーザインタフェースの例を示す図巻出し器を表現する模式図と、巻出し器を表現する仮想機械部品名称と、巻出し器の仮想機械部品パラメータ設定領域とを示す図ベルトコンベアを表現する模式図と、ベルトコンベアを表現する仮想機械部品名称と、ベルトコンベアの仮想機械部品パラメータ設定領域とを示す図ボックスモーションを表現する模式図と、ボックスモーションを表現する仮想機械部品名称と、ボックスモーションの仮想機械部品パラメータ設定領域とを示す図横ピロー包装機を表現する模式図と、横ピロー包装機を表現するユーザ定義仮想機械部品名称と、横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域とを示す図横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域を示す図横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域を示す図実施の形態に係るＰＬＣが有するＣＰＵ（Central　Processing　Unit）ユニットの機能を説明するための図実施の形態に係るプログラム作成支援装置のＣＰＵがプログラム作成支援装置ソフトウェアにしたがって実行するプログラム作成支援方法の手順を示すフローチャート機械モデルが模擬する機械システムの例を示す図実施の形態に係るニューラルネットワークを示す図実施の形態に係るプログラム作成支援装置の仮想機械部品指定部、ユーザ定義仮想機械部品作成部、仮想機械部品パラメータ設定部、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部、描画部、ユーザプログラム処理実行コード生成部、ユーザ定義仮想機械部品名入力部、ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部及びユーザ定義仮想機械部品図入力部の一部又は全部が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図

　以下に、実施の形態に係るプログラム作成支援装置、プログラム作成支援方法、プログラム作成支援プログラム及びプログラマブルロジックコントローラを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
　まず、実施の形態に係るＰＬＣシステムの構成を説明する。上述の通り、ＰＬＣは、「Programmable　Logic　Controller」の略語である。図１は、実施の形態に係るＰＬＣシステム１０００の構成を示す図である。ＰＬＣシステム１０００は、ユーザプログラムの編集を行うためのプログラム作成支援装置１と、例えば工場に設置される各種制御装置を統括的に制御するためのＰＬＣ２とを有する。

　ＰＬＣ２は、ＰＬＣシステム１０００の全体の動作を制御するＣＰＵユニット３と、複数の拡張ユニット４と、ＣＰＵユニット３と複数の拡張ユニット４とが接続されたバスユニット５とを有する。ＰＬＣ２は、複数の拡張ユニット４ではなく、一つの拡張ユニット４を有してもよい。ＰＬＣ２が一つの拡張ユニット４を有する場合、一つの拡張ユニット４がバスユニット５に接続される。

　ユーザプログラムは、例えばラダー言語又はグラフィカルプログラミング言語を用いて作成されてもよいし、高級プログラミング言語を用いて作成されてもよい。グラフィカルプログラミング言語の例は、モーションフローを実現するためのプログラミング言語である。高級プログラミング言語の例は、Ｃ言語である。

　ＣＰＵユニット３は、ユーザプログラムにより、拡張ユニット４を含むＰＬＣシステム１０００の全体を制御する。

　拡張ユニット４は、比較的簡単な演算を行ってＣＰＵユニット３の制御機能を拡張するユニットである。拡張ユニット４として、様々なタイプのユニットが用いられる。拡張ユニット４の例は、アナログ入力ユニット、位置決めユニット、温度入力ユニット、又は温度調節ユニットである。拡張ユニット４が温度調節ユニットである場合、温度調節ユニットは、ＣＰＵユニット３から外部装置の温度を予め決められた温度にするように要求されると、当該予め決められた温度になるように外部装置の温度についての制御を行う。

　プログラム作成支援装置１は、例えば、携帯可能ないわゆるノートタイプ又はタブレットタイプのパーソナルコンピュータによって実現される。プログラム作成支援装置１は、入力部１０５及び表示部１０６を有する。ＰＬＣ２を制御するためのユーザプログラムは、プログラム作成支援装置１を用いて作成される。作成されたユーザプログラムは、プログラム作成支援装置１の内部でコードに変換される。プログラム作成支援装置１が伝送路９を介してＰＬＣ２のＣＰＵユニット３に接続され、コードに変換されたユーザプログラムがプログラム作成支援装置１からＣＰＵユニット３に送られる。ユーザプログラムは、ＣＰＵユニット３に含まれるメモリに記憶される。伝送路９の例は、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus)である。

　図２は、実施の形態に係るプログラム作成支援装置１のハードウェア構成を示す図である。プログラム作成支援装置１は、パーソナルコンピュータにプログラム作成支援装置ソフトウェアをインストールすることによって構成される。プログラム作成支援装置１は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）１０２、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１０３、記憶部１０４、入力部１０５、表示部１０６及び通信インタフェース１０７を有する。

　ＣＰＵ１０１は、プログラム作成支援装置ソフトウェアを実行する演算装置である。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行する際に用いるワークエリアである。ＲＯＭ１０３は、プログラム作成支援装置１の起動時にＣＰＵ１０１が実行するプログラムを不揮発に記憶する。プログラム作成支援装置１の起動時にＣＰＵ１０１が実行するプログラムの例は、イニシャルプログラムローダである。記憶部１０４は、情報を不揮発に記憶する。記憶部１０４は、例えばハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブによって実現される。

　入力部１０５は、オペレータが情報をプログラム作成支援装置１に入力するためのユーザインタフェースであり、例えばポインティングデバイス及びキーボードの一方又は双方によって実現される。ポインティングデバイスの例は、マウス又はタッチパネルである。表示部１０６は、情報を表示する装置であり、例えば液晶表示装置又は有機発光表示装置によって実現される。

　通信インタフェース１０７は、プログラム作成支援装置１が伝送路９を通じてＰＬＣ２と通信を行うためのインタフェースである。プログラム作成支援装置１にインストールされたプログラム作成支援装置ソフトウェアは、記憶部１０４に格納される。ＣＰＵ１０１が記憶部１０４に格納されたプログラム作成支援装置ソフトウェアを読み出して実行することにより、パーソナルコンピュータはプログラム作成支援装置１として機能する。

　実施の形態では、パーソナルコンピュータにプログラム作成装置支援ソフトウェアをインストールすることによりプログラム作成支援装置１は構成される。しかしながら、プログラム作成支援装置１は、クライアントであるパーソナルコンピュータのＷｅｂブラウザからＷｅｂサーバで動作するアプリケーションに処理を依頼するＷｅｂアプリケーションの形態により構成されてもよい。

　図３は、実施の形態に係るプログラム作成支援装置１の機能を示す図である。記憶部１０４は、プログラム作成支援装置ソフトウェア１１１を記憶する。ＣＰＵ１０１は、記憶部１０４に記憶されたプログラム作成支援装置ソフトウェア１１１を実行することで、仮想機械部品指定部１１２、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３、仮想機械部品パラメータ設定部１１４、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７、描画部１１８、ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９、ユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０、ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１及びユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２として機能する。

　記憶部１０４は、シーケンスプログラム１２３を記憶する。描画部１１８は、シーケンスプログラム１２３を編集するためのユーザインタフェースであるシーケンスプログラム編集領域１３２を表示部１０６に表示させる。シーケンスプログラム編集領域１３２は、図４に示されている。図４は、実施の形態に係るプログラム作成支援装置ソフトウェア１１１のユーザインタフェースの例を示す図である。

　描画部１１８は、仮想機械部品の画像及び名称を表示するためのユーザインタフェースである仮想機械部品領域１３３を表示部１０６に表示させる。

　描画部１１８は、ユーザ定義仮想機械部品の画像及び名称を表示するためのユーザインタフェースであるユーザ定義仮想機械部品領域１３４を表示部１０６に表示させる。

　描画部１１８及び仮想機械部品パラメータ設定部１１４は、各仮想機械部品に対応する内部処理で使用される仮想機械部品パラメータ１２６の設定を受け付けるためのユーザインタフェースである仮想機械部品パラメータ設定領域１３５を表示部１０６に表示させる。記憶部１０４は、仮想機械部品パラメータ１２６を記憶する。仮想機械部品パラメータ設定部１１４は、複数の仮想機械部品の内部処理を定義するパラメータを設定する仮想機械部品パラメータ設定部として機能する。

　描画部１１８、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５及びユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６は、ユーザ定義仮想機械部品に対応する内部処理で使用されるユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７の追加と入力とを受け付けるためのユーザインタフェースであるユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６を表示部１０６に表示させる。ユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７は、記憶部１０４に記憶される。ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５及びユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６は、ユーザ定義仮想機械部品の各々の内部処理を定義するパラメータを編集するユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部及びパラメータを設定するユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部として機能する。

　描画部１１８及びユーザ定義仮想機械部品作成部１１３は、ユーザ定義仮想機械部品を作成するためのユーザインタフェースであるユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７を表示部１０６に表示させる。

　上述の通り、図４は、実施の形態に係るプログラム作成支援装置ソフトウェア１１１のユーザインタフェースの例を示す図である。図４が示すように、表示部１０６は、仮想機械部品を表す模式図と、仮想機械部品を表す名称とをあわせて仮想機械部品の一覧として表示する。描画部１１８は、ユーザインタフェースの描画処理を担当する。プログラム作成支援装置ソフトウェア１１１は、ツリービュー１３１と、シーケンスプログラム編集領域１３２と、仮想機械部品領域１３３と、ユーザ定義仮想機械部品領域１３４と、仮想機械部品パラメータ設定領域１３５と、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６と、ユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７と、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集領域１３８とを有する。

　ツリービュー１３１には、プログラム作成支援装置ソフトウェア１１１を用いてユーザが作成したシーケンスプログラム１２３と、ユーザ定義仮想機械部品と、ユーザ定義仮想機械部品が有するユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７と、ユーザ定義仮想機械部品が有するユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５とが階層的に表示される。ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５は、記憶部１０４に記憶される。ツリービュー１３１には、ユーザ定義仮想機械部品の名称を入力するためのテキスト入力部１３９が設けられる。ユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０は、テキスト入力部１３９を通じて入力されたユーザ定義仮想機械部品名をユーザ定義仮想機械部品の名称として受け付ける。

　ツリービュー１３１には、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５の名称を入力するためのテキスト入力部１４０が設けられる。ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１は、テキスト入力部１４０を通じて入力されたプログラム名をユーザ定義仮想機械部品の動作を定義するプログラムの名称として受け付ける。

　シーケンスプログラム編集領域１３２においては、シーケンスプログラム１２３が作成される。

　仮想機械部品領域１３３には、予め用意された仮想機械部品が表示される。

　ユーザ定義仮想機械部品領域１３４には、ユーザが定義した仮想機械部品が表示される。当該仮想機械部品は、ユーザ定義仮想機械部品である。

　ユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７においては、ユーザ定義仮想機械部品が編集される。

　仮想機械部品パラメータ設定領域１３５においては、仮想機械部品パラメータ１２６が設定される。

　ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６においては、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７が編集されて設定される。

　ユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７においては、ユーザ定義仮想機械部品の定義が設定される。

　仮想機械部品領域１３３に表示される仮想機械部品について更に詳しく説明する。仮想機械部品は、仮想機械部品名称と、仮想機械部品パラメータと、仮想機械部品プログラムとを有する。仮想機械部品名称は、仮想機械部品を表す名称である。仮想機械部品パラメータは、仮想機械部品の内部動作を定義する諸元値である。仮想機械部品プログラムは、仮想機械部品パラメータに基づいた仮想機械部品の内部動作を記述するプログラムである。仮想機械部品名称と仮想機械部品パラメータと仮想機械部品プログラムとをひとかたまりの情報体として捉えると、仮想機械部品名称、仮想機械部品パラメータ及び仮想機械部品プログラムを、オブジェクト指向の思想におけるオブジェクトの種類毎に定義されたテンプレート、すなわちクラスとして定義することができる。

　クラスに基づいて作成されるデータはインスタンスと呼ばれ、クラスからインスタンスを生成することを実体化という。シーケンスプログラム１２３で仮想機械部品プログラム１２４を使用可能にする際には、仮想機械部品が有するクラスを実体化し、インスタンスを生成することで、クラスに定義されたプログラムを呼びだすことが可能になる。仮想機械部品プログラム１２４は、記憶部１０４に記憶される。

　複数の仮想機械部品は、カム、巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションモジュールを含む。

　カムは、一般に、入力軸と出力軸とを有し、入力軸の位相を出力軸の相対座標に変換する機械部品である。

　巻出し器は、入力軸と出力軸とを有し、入力軸の位相を出力軸の相対座標に変換することで、ロールに巻付けられたシート及びフィルムを出力軸により送り出す機械部品である。巻出し器の出力軸は、巻出し軸である。巻出し器は、補正量の入力によりフィルムの送り位置を補正することが可能な機械部品である。入力軸の位相を出力軸である巻出し軸の相対座標に変換する機能は、巻出し器及びカムを用い、巻出し器の入力軸と出力軸である巻出し軸とをカムの入力軸と出力軸とに接続することで実現されてもよい。これは、オブジェクト指向において、巻出し器クラスのメンバ変数にカムクラスを付加することと等価である。

　ベルトコンベアは、入力軸と出力軸とを有し、入力軸の位相を出力軸の相対座標に変換することで、出力軸で動作するベルトコンベア上のワークの運搬及びシール、並びにフィルムの搬送を行う機械装置である。ベルトコンベアの出力軸は、ベルトコンベア軸である。ベルトコンベアは、補正量の入力によりベルトコンベアの送り位置を補正することが可能な機械部品である。入力軸の位相を出力軸であるベルトコンベア軸の相対座標に変換する機能は、ベルトコンベア及びカムを用い、ベルトコンベアの入力軸と出力軸であるベルトコンベア軸とをカムの入力軸と出力軸とに接続することで実現されてもよい。これは、オブジェクト指向において、ベルトコンベアクラスのメンバ変数にカムクラスを付加することと等価である。

　ボックスモーションは、入力軸、第一の出力軸及び第二の出力軸を有し、入力軸の位相を第一の出力軸の相対座標及び第二の出力軸の相対座標の各々に変換することで、ベルトコンベアで送られてきたシート又はフィルムを、設定された寸法となるようにカッターが下降しながら前進しシート又はフィルムと同期した速度でシール又はフィルムをカットするボックスモーション動作を行う機械装置である。上記の第一の出力軸はトラベル軸であり、上記の第二の出力軸はシール軸である。

　ボックスモーションは、動作速度の増加及び減少の調整を行うことが可能な機械装置である。入力軸の位相をトラベル軸及びシール軸の各々の相対座標に変換する機能は、ボックスモーション、第一のカム及び第二のカムを用い、ボックスモーションの入力軸とトラベル軸とを第一のカムの入力軸と出力軸とに接続し、ボックスモーションの入力軸とシール軸とを第二のカムの入力軸と出力軸とに接続することで実現されてもよい。これは、オブジェクト指向において、ボックスモーションクラスのメンバ変数に二つのカムクラスを付加することと等価である。

　図５は、巻出し器を表現する模式図１４１と、巻出し器を表現する仮想機械部品名称１４２と、巻出し器の仮想機械部品パラメータ設定領域１４３とを示す図である。表示部１０６が図５を表示する。表示部１０６が図５を表示するので、オペレータは仮想機械部品の種類を視覚的に認識することができる。巻出し器は、仮想機械部品の例である。図５が示すように、巻出し器の仮想機械部品パラメータとしては、入力軸、出力軸である巻出し軸、入力軸の位相を巻出し軸の相対座標に変換するための変換パターンであるカムパターン、及びフィルム径が含まれる。

　図５の例では、入力軸を示すパラメータとしてinputAxisが定義されており、巻出し軸を示すパラメータとしてunwindAxisが定義されており、カムパターンを示すパラメータとしてcamPatternが定義されており、フィルム径を示すパラメータとしてfilmDiameterが定義されている。巻出し器の仮想機械部品プログラムとしては、巻出し器の入力軸の位相をカムパターンにより変換して巻出し軸の相対座標を算出するプログラム、及び補正量を入力してフィルムの送り位置を補正するプログラムが含まれる。

　図６は、ベルトコンベアを表現する模式図１４４と、ベルトコンベアを表現する仮想機械部品名称１４５と、ベルトコンベアの仮想機械部品パラメータ設定領域１４６とを示す図である。表示部１０６が図６を表示する。表示部１０６が図６を表示するので、オペレータは仮想機械部品の種類を視覚的に認識することができる。ベルトコンベアは、仮想機械部品の例である。図６が示すように、ベルトコンベアの仮想機械部品パラメータとしては、入力軸、出力軸であるベルトコンベア軸、入力軸の位相をベルトコンベア軸の相対座標に変換するための変換パターンであるカムパターン、及びベルトコンベア速度が含まれる。

　図６の例では、入力軸を示すパラメータとしてinputAxisが定義されており、出力軸であるベルトコンベア軸を示すパラメータとしてconveyorAxisが定義されており、カムパターンを示すパラメータとしてcamPatternが定義されており、ベルトコンベア速度を示すパラメータとしてconveyorVelocityが定義されている。ベルトコンベアの仮想機械部品プログラムとしては、ベルトコンベアの入力軸の位相をベルトコンベアカムパターンにより変換してベルトコンベア軸の相対座標を算出するプログラム、及び補正量を入力してベルトコンベアの送り位置の補正するプログラムが含まれる。

　図７は、ボックスモーションを表現する模式図１４７と、ボックスモーションを表現する仮想機械部品名称１４８と、ボックスモーションの仮想機械部品パラメータ設定領域１４９とを示す図である。表示部１０６が図７を表示する。表示部１０６が図７を表示するので、オペレータは仮想機械部品の種類を視覚的に認識することができる。ボックスモーションは、仮想機械部品の例である。図７が示すように、ボックスモーションのパラメータとしては、入力軸、第一の出力軸、第二の出力軸、入力軸の位相を第一の出力軸の相対座標に変換するための変換パターンであるトラベルカムパターン、入力軸の位相を第二の出力軸の相対座標に変換するための変換パターンであるシールカムパターン、及びボックスモーション合成速度が含まれる。第一の出力軸はトラベル軸であり、第二の出力軸はシール軸である。

　図７の例では、入力軸を示すパラメータとしてinputAxisが定義されており、トラベル軸を示すパラメータとしてtravelAxisが定義されており、シール軸を示すパラメータとしてseelAxisが定義されており、トラベルカムパターンを示すパラメータとしてtravelCamPatternが定義されており、シールカムパターンを示すパラメータとしてseelCamPatternが定義されており、ボックスモーション速度を示すパラメータとしてboxMotionVelocityが定義されている。ボックスモーションの仮想機械部品プログラムとしては、ボックスモーションの入力軸の位相をカムパターンにより変換してトラベル軸及びシール軸の相対座標を算出するプログラム、及び、ボックスモーションの合成速度を増加又は減少させるためのプログラムが含まれる。

　巻出し器を表現する模式図１４１と、ベルトコンベアを表現する模式図１４４と、ボックスモーションを表現する模式図１４７とは、仮想機械部品領域１３３に表示されるアイコンである。巻出し器を表現する仮想機械部品名称１４２と、ベルトコンベアを表現する仮想機械部品名称１４５と、ボックスモーションを表現する仮想機械部品名称１４８とは、仮想機械部品領域１３３に表示される部品の名称である。巻出し器の仮想機械部品パラメータ設定領域１４３と、ベルトコンベアの仮想機械部品パラメータ設定領域１４６と、ボックスモーションの仮想機械部品パラメータ設定領域１４９とは、仮想機械部品パラメータ設定領域１３５の一部である。

　ユーザ定義仮想機械部品領域１３４に表示されるユーザ定義仮想機械部品について更に詳しく説明する。ユーザ定義仮想機械部品は、仮想機械部品と同様に、ユーザ定義仮想機械部品名称と、ユーザ定義仮想機械部品パラメータと、ユーザ定義仮想機械部品プログラムとを有する。ユーザ定義仮想機械部品の一例は、巻出し器と、ベルトコンベアと、ボックスモーションとを組み合わせることによって作成される横ピロー包装機である。

　横ピロー包装機は、入力軸、巻出し軸、ベルトコンベア軸、トラベル軸及びシール軸を有し、入力軸の位相を巻出し軸、ベルトコンベア軸、トラベル軸及びシール軸の各々の相対座標に変換することで、巻出し器により送り出されたフィルムと、ベルトコンベアにより搬送されたワークとを組み合わせ、ボックスモーションによりシール及びカットを行うことで製品を梱包する機能を有する機械部品である。

　横ピロー包装機が有する機能は、横ピロー包装機、巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションを用い、横ピロー包装機の入力軸と巻出し軸に対応する横ピロー包装機の出力軸とを巻出し器の入力軸と巻出し軸とに接続し、横ピロー包装機の入力軸とベルトコンベア軸に対応する横ピロー包装機の出力軸とをベルトコンベアの入力軸とベルトコンベア軸とに接続し、横ピロー包装機の入力軸、トラベル軸に対応する横ピロー包装機の出力軸及びシール軸に対応する横ピロー包装機の出力軸をボックスモーションの入力軸、トラベル軸及びシール軸に接続することによって実現されてよい。これは、オブジェクト指向において、横ピロー包装機クラスのメンバ変数に巻出し器クラス、コンベアクラス及びボックスモーションクラスを付加することと等価である。

　図８は、横ピロー包装機を表現する模式図１５０と、横ピロー包装機を表現するユーザ定義仮想機械部品名称１５１と、横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１５２とを示す図である。図８が示すように、横ピロー包装機のユーザ定義仮想器械部品作成領域には、巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションを表現する模式図が配置される。横ピロー包装機のパラメータとしては、入力軸、巻出し軸に対応する出力軸、ベルトコンベア軸に対応する出力軸、トラベル軸に対応する出力軸、シール軸に対応する出力軸、巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションが含まれる。

　図８の例では、巻出し器を示すパラメータとしてUnwinderクラスのunwinder1が定義されており、ベルトコンベアを示すパラメータとしてConveyorクラスのconveyor1が定義されており、ボックスモーションを示すパラメータとしてBoxMotionクラスのboxMotion1が定義されており、入力軸を示すパラメータとしてinputAxisが定義されており、巻出し軸を示すパラメータとしてunwindAxisが定義されており、ベルトコンベア軸を示すパラメータとしてconveyorAxisが定義されており、トラベル軸を示すパラメータとしてtravelAxisが定義されており、シール軸を示すパラメータとしてseelAxisが定義されている。

　横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品プログラムとしては、横ピロー包装機の入力軸の位相を巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションにより変換して、巻出し軸、ベルトコンベア軸、トラベル軸及びシール軸の各々の相対座標を算出するプログラムが含まれる。

　横ピロー包装機を表現する模式図１５０は、ユーザ定義仮想機械部品領域１３４に表示されるアイコンであり、ユーザ定義仮想機械部品作成領域の背景画像である。横ピロー包装機を表現するユーザ定義仮想機械部品名称１５１は、ユーザ定義仮想機械部品領域１３４に表示される部品の名称である。横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１５２は、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６の一部である。

　図９は、横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１５３を示す図である。図９の例では、横ピロー包装機のパラメータとして、横ピロー包装機の模式図の参照を入力するためのパラメータが設けられる。ユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２は、パラメータを通じて入力されたパスに基づき、横ピロー包装機の模式図となる画像を受け付ける。

　図１０は、横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１５２を示す図である。図１０の例では、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５はストラクチャードテキスト言語により記述されているが、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５は他の高級言語により記述されてもよい。他の高級言語の例は、Ｃ言語である。図１０の例では、巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションの各々の入力軸から出力軸への変換を行うプログラムMC_CamInと、各出力軸を動作可能状態にするプログラムMC_PowerOnとが定義されており、横ピロー包装機のプログラムAllCamInにおいて、すべてのMC_CamInを実行する制御が自由に定義されている。

　図１１は、実施の形態に係るＰＬＣ２が有するＣＰＵユニット３の機能を説明するための図である。ＣＰＵユニット３は、ＣＰＵ３０１及び記憶部３０２を有する。ＣＰＵ３０１は、実行部３０３を有する。記憶部３０２は、プログラム作成支援装置１のユーザプログラム処理実行コード生成部１１９から転送されてきたシーケンスプログラム１２３、仮想機械部品プログラム１２４、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５、仮想機械部品パラメータ１２６及びユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７を記憶する。更に言うと、記憶部３０２は、プログラム作成支援装置１から出力されたユーザプログラムとパラメータとを保持する。記憶部３０２は、例えば半導体メモリによって実現される。

　実行部３０３は、ユーザ定義仮想機械部品に対応したユーザプログラムとパラメータとにしたがってモーション制御を実行する。更に言うと、実行部３０３は、仮想機械部品パラメータ１２６とユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７とにしたがって、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５を用いて記述されたシーケンスプログラム１２３を実行しシーケンス制御を行う。

　図１２は、実施の形態に係るプログラム作成支援装置１のＣＰＵ１０１がプログラム作成支援装置ソフトウェア１１１にしたがって実行するプログラム作成支援方法の手順を示すフローチャートである。

　ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、具体的には描画部１１８は、ツリービュー１３１、シーケンスプログラム編集領域１３２、仮想機械部品領域１３３、ユーザ定義仮想機械部品領域１３４、仮想機械部品パラメータ設定領域１３５、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６及びユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７を表示部１０６に表示させる。図１２では、ステップＳ１の動作は、「ユーザインタフェースを表示する」という文言で示されている。

　ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０は、ツリービュー１３１のテキスト入力部１３９に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づきユーザ定義仮想機械部品の名称の入力を受け付ける。ＣＰＵ１０１がユーザ定義仮想機械部品の名称を自動的に付与する場合、ステップＳ２の動作は省略されてもよい。

　ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１は、ツリービュー１３１のテキスト入力部１４０に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づきユーザ定義仮想機械部品プログラムの名称の入力を受け付ける。ＣＰＵ１０１がユーザ定義仮想機械部品プログラムの名称を自動的に付与する場合、ステップＳ３の動作は省略されてもよい。

　ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザ定義仮想機械部品作成部１１３は、入力部１０５を通じて入力された指示に基づき、ユーザ定義仮想機械部品の編集を行う。当該指示は、仮想機械部品領域１３３で予め用意されている複数の仮想機械部品のなかから、オペレータが所望の仮想機械部品をマウスで選択して選択した仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７へマウスで移動させることによって実現されてもよい。仮想機械部品をマウスで移動させることは、ドラッグアンドドロップによって行われる。ユーザ定義仮想機械部品に追加された仮想機械部品は、図８が示すように、ユーザ定義仮想機械部品のパラメータに追加される。ユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７の表示は、オペレータがツリービュー１３１のユーザ定義仮想機械部品をクリックすることによって実現されてもよい。

　ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、具体的には仮想機械部品パラメータ設定部１１４は、仮想機械部品パラメータ設定領域１３５に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づき、ユーザ定義仮想機械部品が有する複数の仮想機械部品の各々のパラメータを設定する。仮想機械部品パラメータ設定領域１３５の表示は、オペレータがユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７の仮想機械部品のアイコンをクリックすることによって実現されてもよいし、オペレータがユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６の仮想機械部品をクリックすることによって実現されてもよい。

　ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５は、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づき、ユーザ定義仮想機械部品のパラメータを編集する。

　ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６は、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づき、ユーザ定義仮想機械部品のパラメータを設定する。ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域１３６の表示は、オペレータがツリービュー１３１のユーザ定義仮想機械部品のパラメータをクリックすることによって実現されてもよい。

　ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７は、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集領域１３８に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づき、ユーザ定義仮想機械部品のプログラムの編集の指示を受け付ける。ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集領域１３８の表示は、オペレータがツリービュー１３１のユーザ定義仮想機械部品のプログラムをクリックすることによって実現されてもよい。

　オペレータが新しいユーザ定義仮想機械部品を追加する場合、オペレータがツリービュー１３１のユーザ定義仮想機械部品に対してマウスの右クリックを行うことによって表示されるポップアップメニューから、新規ユーザ定義仮想機械部品の追加の指示が行われる。作成されたユーザ定義仮想機械部品は、ツリービュー１３１に階層的に表示されるとともに、ユーザ定義仮想機械部品領域１３４にも表示される。

　オペレータが新しいユーザ定義仮想機械部品プログラムを追加する場合、オペレータがツリービュー１３１のユーザ定義仮想機械部品プログラムに対してマウスの右クリックを行うことによって表示されるポップアップメニューから、新規ユーザ定義仮想機械部品プログラムの追加の指示が行われる。作成されたユーザ定義仮想機械部品プログラムは、ツリービュー１３１に階層的に表示される。

　ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は、シーケンスプログラム編集領域１３２に対して入力部１０５を通じて入力された指示に基づき、シーケンスプログラムの編集の指示を受け付ける。当該指示に対する動作は、仮想機械部品領域１３３で予め用意されている複数の仮想機械部品のなかからオペレータが所望の仮想機械部品をマウスで選択して選択した仮想機械部品をシーケンスプログラム編集領域１３２へマウスで移動させることによって実現されてもよく、シーケンスプログラム編集領域１３２へ移動させられた仮想機械部品が有するクラスの実体化が同時に行われてもよい。オペレータは、シーケンスプログラムに追加された仮想機械部品のインスタンスを用いて、仮想機械部品プログラム１２４によりシーケンスプログラムを記述することができる。

　上記の指示に対する動作は、オペレータがユーザ定義仮想機械部品領域１３４で所望のユーザ定義仮想機械部品をマウスで選択して選択したユーザ定義仮想機械部品をシーケンスプログラム編集領域１３２へマウスで移動させることによって実現されてもよく、シーケンスプログラム編集領域１３２へ移動させられたユーザ定義仮想機械部品が有するクラスの実体化が同時に行われてもよい。オペレータは、シーケンスプログラムに追加されたユーザ定義仮想機械部品のインスタンスを用いて、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５によりシーケンスプログラムを記述することができる。図１２では、ステップＳ９の動作は、「ユーザ定義仮想機械部品をシーケンスプログラムに配置する」という文言で示されている。

　ステップＳ１０において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザプログラム処理実行コード生成部１１９は、入力部１０５を通じた指示に基づき、仮想機械部品プログラム１２４と、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５と、仮想機械部品プログラム１２４及びユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５を用いて記述されたシーケンスプログラム１２３とについて、ＰＬＣ２が実行するためのコード化を行う。

　ステップＳ１１において、ＣＰＵ１０１は、具体的にはユーザプログラム処理実行コード生成部１１９は、コード化されたシーケンスプログラム１２３と、コード化された仮想機械部品プログラム１２４と、コード化されたユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５と、仮想機械部品パラメータ１２６と、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７とを、通信インタフェース１０７を介してＰＬＣ２に転送する。

　ステップＳ１２において、ＣＰＵユニット３は、シーケンスプログラム１２３、仮想機械部品プログラム１２４、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５、仮想機械部品パラメータ１２６及びユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７を記憶部３０２で保持する。

　ステップＳ１３において、ＣＰＵ３０１の実行部３０３は、シーケンスプログラム１２３を実行する。

　上述のように、実施の形態に係るプログラム作成支援装置１において、表示部１０６は、少なくとも一つ以上の軸の情報を有し内部動作を規定する演算処理が設定されモーション制御を実行する仮想的な機械部品である仮想機械部品を複数表示する。仮想機械部品指定部１１２は、表示部１０６が表示する複数の仮想機械部品からユーザ定義仮想機械部品を構成する仮想機械部品を指定する。ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３は、表示された複数の仮想機械部品から指定された一つ又は複数の機械部品に基づき、表示された複数の仮想機械部品とは異なる仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成する。更に言うと、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３は、予め定義されている仮想機械部品を変更して又は組み合わせて、新たなユーザ定義仮想機械部品を定義する。ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５は、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３が定義したユーザ定義仮想機械部品のユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７を編集する。ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６は、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ１２７を設定する。仮想機械部品パラメータ設定部１１４は、複数の仮想機械部品の各々の内部動作を定義するパラメータを設定する。更に言うと、仮想機械部品パラメータ設定部１１４は、ユーザ定義仮想機械部品が有する仮想機械部品の仮想機械部品パラメータ１２６を設定する。ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７は、ユーザ定義仮想機械部品の演算処理をユーザプログラムにより編集する。更に言うと、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７は、ユーザ定義仮想機械部品が有する仮想機械部品の仮想機械部品プログラム１２４を自由に用いてユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５を編集する。ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９は、ユーザ定義仮想機械部品プログラムを含むシーケンスプログラムをコード化し、ＰＬＣ２へ転送する。更に言うと、ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９は、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６によって設定されたパラメータに基づいてユーザプログラムをコード化し、コード化したユーザプログラムをＰＬＣ２に出力し、ユーザプログラムに記述されたモーション制御をＰＬＣ２に実行させる。

　仮想機械部品プログラム１２４は、予め用意された仮想機械部品に含まれて提供される。そのため、オペレータは、各仮想機械部品のパラメータを指定するだけで、制御を実現することができる。オペレータは、少なくとも一つの仮想機械部品を変更して又は組み合わせてユーザ定義仮想機械部品を定義することで、ユーザ定義仮想機械部品が有する仮想機械部品プログラム１２４を用いてユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５を定義することができる。そのため、実施の形態に係るプログラム作成支援装置１は、複雑な制御を必要とする機械装置のプログラムを作成する際のオペレータの負担を小さくすることができる。

　図４を用いて説明したように、ユーザ定義仮想機械部品の名称を入力するためのユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０が設けられてもよい。これにより、オペレータは、ユーザ定義仮想機械部品の名称についても自由に決定することができる。更に言うと、オペレータは、決定した名称をプログラムに使用することができる。

　図４を用いて説明したように、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５の名称を入力するためのユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１が設けられてもよい。これにより、オペレータは、ユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５の名称についても自由に決定することができる。更に言うと、オペレータは、決定した名称をプログラムに使用することができる。

　図９を用いて説明したように、ユーザ定義仮想機械部品の模式図を入力するためのユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２が設けられてもよい。これにより、オペレータは、ユーザ定義仮想機械部品の模式図を自由に決定することができ、ユーザ定義仮想機械部品作成領域に表示される模式図を視認しながら、仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品作成領域に配置するため、ユーザ定義仮想機械部品と仮想機械部品との関係を意識しながら、直感的なユーザ定義仮想機械部品を作成することができる。

　図１２のステップＳ４におけるユーザ定義仮想機械部品の編集は、仮想機械部品領域１３３で予め用意されている複数の仮想機械部品から所望の仮想機械部品をマウスで選択して、選択した仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７へマウスで移動させることによって実現される。しかしながら、ユーザ定義仮想機械部品の編集は、ユーザ定義仮想機械部品領域１３４のユーザ定義仮想機械部品から所望のユーザ定義仮想機械部品をマウスで選択して、選択したユーザ定義仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品編集領域１３７へマウスで移動させることによって実現されてもよい。

　オペレータは、少なくとも一つのユーザ定義仮想機械部品を変更して又は組み合わせて異なるユーザ定義仮想機械部品を定義することで、ユーザ定義仮想機械部品が有するユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５を用いて異なるユーザ定義仮想機械部品プログラム１２５を定義することができる。そのため、プログラム作成支援装置１は、同じユーザ定義仮想機械部品を複数有する異なるユーザ定義仮想機械部品であってもプログラムを作成する際のオペレータの負担を小さくすることができる。

　表示部１０６は、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３が作成したユーザ定義仮想機械部品を複数表示してもよい。ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３は、表示された複数の仮想機械部品又はユーザ定義仮想機械部品から指定された一つ又は複数の機械部品に基づき、表示された複数の仮想機械部品及びユーザ定義仮想機械部品とは異なる仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成してもよい。その場合、プログラム作成支援装置１は、ユーザ定義仮想機械部品の再利用性を高め、更に複雑な制御を必要とする機械装置のプログラムを作成する際のオペレータの負担を小さくすることができる。

　図７及び図８を用いて説明したように、実施の形態では、複数の仮想機械部品は、カム、巻出し器、ベルトコンベア及びボックスモーションである。しかしながら、より抽象度を増した仮想機械部品として機械モデルモジュールが複数の仮想機械部品に含まれてもよい。

　機械モデルモジュールは、少なくとも一つの入力軸と少なくとも一つの出力軸と機械モデルとを有し、各入力軸により駆動される機械の動作を機械モデルにより模擬し、模擬の結果を各出力軸に出力する機能を有する機械部品である。図１３は、機械モデルが模擬する機械システム４０１の例を示す図である。機械システム４０１は、Ｘ軸４０１ａ、Ｙ軸４０１ｂ及びＺ軸４０１ｃの３軸のモータを有しており、Ｘ軸４０１ａとＹ軸４０１ｂとによりＸＹ平面を移動するステージの位置制御を行う。Ｚ軸４０１ｃの動作により、Ｚ軸４０１ｃの先端に取り付けられたヘッド４０１ｄがステージ４０１ｅの上に配置されるワークに加工を施す。

　機械モデルは、例えば、Ｘ軸４０１ａの軸位置とＹ軸４０１ｂの軸位置とＺ軸４０１ｃの軸位置とを入力として持ち、ステージ４０１ｅの位置とヘッド４０１ｄの位置とを出力に持ち、入力をモータ位置に基づくキネマティクスによりステージ位置及びヘッド位置に変換する機械モデルである。

　機械モデルは、機械のダイナミクスを考慮するモデルであって、振動特性を模擬することができてもよい。

　機械モデルは予め用意されていてもよいが、機械モデルを生成する機械モデル生成プログラムが用意されてもよい。仮想機械部品は、実機のデータに基づきモータにより駆動される機械の動作を模擬する機械モデルを生成するためのモデル生成プログラムを有してもよい。仮想機械部品がモデル生成プログラムを有する場合、機械モデルが事前に準備されていなくても、機械モデルを有する機械モデルモジュールによる制御が可能になる。

　機械モデル生成プログラムは、入力された実機情報に基づいてモデルを生成する。実機情報とは、機械システムを実際に動作させて得られた信号である。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置の時系列データと、ステージ位置及びヘッド位置の時系列データとが実機情報に含まれる。

　機械モデル生成プログラムは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置の時系列データを入力として、ステージ位置及びヘッド位置の時系列データを出力する機械モデルを生成する。

　入力と出力との関係を得るためには、例えばニューラルネットワーク又はサポートベクター回帰といった機械学習技術、又は、例えば予測誤差法若しくは部分空間法といったシステム同定技術を用いるとよい。以下では、ニューラルネットワークを用いる例を示す。

　モデル生成プログラムは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置の時系列データと、ステージ位置及びヘッド位置の時系列データとを学習用のデータとして、ニューラルネットワークを用いた学習動作を行う。図１４は、実施の形態に係るニューラルネットワークを示す図である。ニューラルネットワークは、入力層、中間層及び出力層を有する。入力であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置を示すＭ個の入力データｉ１、ｉ２、・・・、ｉＭが入力層に入力され、出力層からステージ位置及びヘッド位置を示すＮ個の出力データｏ１、ｏ２、・・・、ｏＮが出力される。Ｍ及びＮはいずれも、２以上の自然数である。

　入力層の各ノードから中間層の各ノードに対する複数の重み係数の各々を独立に設定することができるが、図１４では、複数の重み係数は全て同一の重み係数Ｗ１として表記されている。同様に、図１４では、中間層の各ノードから出力層の各ノードに対する複数の重み係数は、全て同一の重み係数Ｗ２として表記されている。

　入力層の各ノードの出力値に対して重み係数Ｗ１が乗算され、乗算によって得られた結果の線形結合が中間層の各ノードに入力される。中間層の各ノードの出力値に対して重み係数Ｗ２が乗算され、乗算によって得られた結果の線形結合が出力層のノードに入力される。各層の各ノードでは、例えばシグモイド関数といった非線形関数によって入力値から出力値が計算されてもよい。入力層及び出力層では、出力値は入力値の線形結合であってもよい。

　モデル生成プログラムは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置の時系列データと、ステージ位置及びヘッド位置の時系列データとを用いて、ニューラルネットワークの重み係数Ｗ１と重み係数Ｗ２とを計算する。ニューラルネットワークの重み係数Ｗ１及び重み係数Ｗ２は、誤差逆伝播法又は勾配降下法を用いることで計算することができる。ただし、ニューラルネットワークの重み係数が得られる計算方法であれば、重み係数Ｗ１及び重み係数Ｗ２の計算方法は上述の方法に限られない。

　ニューラルネットワークの重み係数が決定されれば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置の時系列データと、ステージ位置及びヘッド位置の時系列データとの関係式が得られたことになる。ここまでにおいて、３層のニューラルネットワークを用いた学習が示された。ニューラルネットワークを用いた学習は、上述の例に限定されない。

　モデル生成プログラムにより、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ位置を入力としてステージ位置及びヘッド位置を出力とする機械モデルが得られる。

　ニューラルネットワークによる模擬の精度は、ニューラルネットワークの層の数及びノードの数の一方又は双方を変更することで、任意に設定することができる。つまり、複数の精度の異なる機械モデルを簡易的に生成することが可能となる。実施の形態のように機械モデルを実機のデータに基づいて生成することにより、ユーザが機械モデルを事前に準備していなくとも、機械モデルを有する機械モデルモジュールによる制御が可能になる。

　なお、図１２が示すプログラム作成支援方法は、ＣＰＵ１０１がプログラム作成支援装置ソフトウェア１１１を実行することで実現される。つまり、実施の形態によって、プログラム作成支援装置１に加え、プログラム作成支援方法及びプログラム作成支援プログラムも提供される。

　図１５は、実施の形態に係るプログラム作成支援装置１の仮想機械部品指定部１１２、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３、仮想機械部品パラメータ設定部１１４、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７、描画部１１８、ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９、ユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０、ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１及びユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２の一部又は全部が処理回路９１によって実現される場合の処理回路９１を示す図である。つまり、仮想機械部品指定部１１２、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３、仮想機械部品パラメータ設定部１１４、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７、描画部１１８、ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９、ユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０、ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１及びユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２の一部又は全部は、処理回路９１によって実現されてもよい。

　処理回路９１は、専用のハードウェアである。処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）、又はこれらを組み合わせたものである。仮想機械部品指定部１１２、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３、仮想機械部品パラメータ設定部１１４、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７、描画部１１８、ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９、ユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０、ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１及びユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２の一部は、残部と別個の専用のハードウェアによって実現されてもよい。

　仮想機械部品指定部１１２、ユーザ定義仮想機械部品作成部１１３、仮想機械部品パラメータ設定部１１４、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部１１５、ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部１１６、ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部１１７、描画部１１８、ユーザプログラム処理実行コード生成部１１９、ユーザ定義仮想機械部品名入力部１２０、ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部１２１及びユーザ定義仮想機械部品図入力部１２２の複数の機能について、当該複数の機能の一部がソフトウェア又はファームウェアで実現され、当該複数の機能の残部が専用のハードウェアで実現されてもよい。このように、当該複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。

　ＰＬＣ２が有する実行部３０４は、処理回路９１と同様の処理回路によって実現されてもよい。

　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、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。

　１　プログラム作成支援装置、２　ＰＬＣ、３　ＣＰＵユニット、４　拡張ユニット、５　バスユニット、９　伝送路、９１　処理回路、１０１，３０１　ＣＰＵ、１０２　ＲＡＭ、１０３　ＲＯＭ、１０４，３０２　記憶部、１０５　入力部、１０６　表示部、１０７　通信インタフェース、１１１　プログラム作成支援装置ソフトウェア、１１２　仮想機械部品指定部、１１３　ユーザ定義仮想機械部品作成部、１１４　仮想機械部品パラメータ設定部、１１５　ユーザ定義仮想機械部品パラメータ編集部、１１６　ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部、１１７　ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部、１１８　描画部、１１９　ユーザプログラム処理実行コード生成部、１２０　ユーザ定義仮想機械部品名入力部、１２１　ユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部、１２２　ユーザ定義仮想機械部品図入力部、１２３　シーケンスプログラム、１２４　仮想機械部品プログラム、１２５　ユーザ定義仮想機械部品プログラム、１２６　仮想機械部品パラメータ、１２７　ユーザ定義仮想機械部品パラメータ、１３１　ツリービュー、１３２　シーケンスプログラム編集領域、１３３　仮想機械部品領域、１３４　ユーザ定義仮想機械部品領域、１３５　仮想機械部品パラメータ設定領域、１３６　ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域、１３７　ユーザ定義仮想機械部品編集領域、１３８　ユーザ定義仮想機械部品プログラム編集領域、１３９，１４０　テキスト入力部、１４１　巻出し器を表現する模式図、１４２　巻出し器を表現する仮想機械部品名称、１４３　巻出し器の仮想機械部品パラメータ設定領域、１４４　ベルトコンベアを表現する模式図、１４５　ベルトコンベアを表現する仮想機械部品名称、１４６　ベルトコンベアの仮想機械部品パラメータ設定領域、１４７　ボックスモーションを表現する模式図、１４８　ボックスモーションを表現する仮想機械部品名称、１４９　ボックスモーションの仮想機械部品パラメータ設定領域、１５０　横ピロー包装機を表現する模式図、１５１　横ピロー包装機を表現するユーザ定義仮想機械部品名称、１５２，１５３　横ピロー包装機のユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定領域、３０３　実行部、４０１　機械システム、４０１ａ　Ｘ軸、４０１ｂ　Ｙ軸、４０１ｃ　Ｚ軸、４０１ｄ　ヘッド、４０１ｅ　ステージ、１０００　ＰＬＣシステム。

Claims

　少なくとも一つの軸の情報を有し内部動作を規定する演算処理が設定されモーション制御を実行する仮想的な機械部品である仮想機械部品を複数表示する表示部と、
　表示された複数の前記仮想機械部品から指定された一つ又は複数の前記機械部品に基づき、表示された複数の前記仮想機械部品とは異なる前記仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成するユーザ定義仮想機械部品作成部と、
　複数の前記仮想機械部品の各々の内部動作を定義するパラメータを設定する仮想機械部品パラメータ設定部と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品の前記演算処理をユーザプログラムにより編集するユーザ定義仮想機械部品プログラム編集部と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品の前記パラメータを設定するユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定部によって設定された前記パラメータに基づいてコード化した前記ユーザプログラムをプログラマブルロジックコントローラに出力し前記ユーザプログラムに記述されたモーション制御を実行させるユーザプログラム処理実行コード生成部と
　を備えることを特徴とするプログラム作成支援装置。
　前記表示部は、前記ユーザ定義仮想機械部品作成部が作成した前記ユーザ定義仮想機械部品を複数表示し、
　前記ユーザ定義仮想機械部品作成部は、表示された複数の前記仮想機械部品又は前記ユーザ定義仮想機械部品から指定された一つ又は複数の前記機械部品に基づき、表示された複数の前記仮想機械部品及び前記ユーザ定義仮想機械部品とは異なる前記仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成する
　ことを特徴とする請求項１に記載のプログラム作成支援装置。
　前記仮想機械部品は、前記仮想機械部品を表す模式図を有する
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　前記仮想機械部品は、前記仮想機械部品を表す名称を有する
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　前記表示部は、前記仮想機械部品を表す模式図と、前記仮想機械部品を表す名称とをあわせて仮想機械部品の一覧として表示する
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　前記ユーザ定義仮想機械部品の名称を入力するためのユーザ定義仮想機械部品名入力部
　を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　前記ユーザ定義仮想機械部品が有するプログラムの名称を入力するためのユーザ定義仮想機械部品プログラム名入力部
　を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　前記ユーザ定義仮想機械部品を表す模式図を入力するためのユーザ定義仮想機械部品図入力部
　を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　前記仮想機械部品は、実機のデータに基づきモータにより駆動される機械の動作を模擬する機械モデルを生成するためのモデル生成プログラムを有する
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援装置。
　少なくとも一つの軸の情報を有し内部動作を規定する演算処理が設定されモーション制御を実行する仮想的な機械部品である仮想機械部品を複数表示する機械部品表示工程と、
　表示された複数の前記仮想機械部品から指定された一つ又は複数の前記機械部品に基づき、表示された複数の前記仮想機械部品とは異なる前記仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成するユーザ定義仮想機械部品作成工程と、
　複数の前記仮想機械部品の各々の内部動作を定義するパラメータを設定する機械部品パラメータ設定工程と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品の前記演算処理をユーザプログラムにより編集するユーザ定義仮想機械部品プログラム編集工程と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品の前記パラメータを設定するユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定工程と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定工程において設定された前記パラメータに基づいてコード化した前記ユーザプログラムをプログラマブルロジックコントローラに出力し前記ユーザプログラムに記述されたモーション制御を実行させるユーザプログラム処理実行コード生成工程と
　を含むことを特徴とするプログラム作成支援方法。
　少なくとも一つの軸の情報を有し内部動作を規定する演算処理が設定されモーション制御を実行する仮想的な機械部品である仮想機械部品を表示部に複数表示する機械部品表示手順と、
　表示された複数の前記仮想機械部品から指定された一つ又は複数の前記機械部品に基づき、表示された複数の前記仮想機械部品とは異なる前記仮想機械部品をユーザ定義仮想機械部品として作成するユーザ定義仮想機械部品作成手順と、
　複数の前記仮想機械部品の各々の内部動作を定義するパラメータを設定する機械部品パラメータ設定手順と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品の前記演算処理をユーザプログラムにより編集するユーザ定義仮想機械部品プログラム編集手順と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品の前記パラメータを設定するユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定手順と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品パラメータ設定手順において設定された前記パラメータに基づいてコード化した前記ユーザプログラムをプログラマブルロジックコントローラに出力し前記ユーザプログラムに記述されたモーション制御を実行させるユーザプログラム処理実行コード生成手順と
　をコンピュータに実行させるためのプログラム作成支援プログラム。
　請求項１に記載のプログラム作成支援装置から出力された前記ユーザプログラムと前記パラメータとを保持する記憶部と、
　前記ユーザ定義仮想機械部品に対応した前記ユーザプログラムと前記パラメータとにしたがってモーション制御を実行する実行部と
　を備えることを特徴とするプログラマブルロジックコントローラ。