【誤訳訂正書】
【提出日】令和3年1月6日(2021.1.6)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械（２００）の動作を制御するように構成されたプログラマブル論理制御部（１１１）と、前記機械の工具（２１０）とワークピース（２２０）との間の相対的な動きを制御するように構成された数値制御部（１１２）とを備えた制御システム（１１０）において実行される方法（３００）であって、
第１の条件に関して、前記プログラマブル論理制御部により受信された入力信号（１９０）を評価すること（３１０）であって、前記入力信号が、前記工具の状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態に関する情報を含む、評価すること（３１０）と、
前記入力信号が前記第１の条件を満たすことに応答して、前記数値制御部により実行されるコンピュータプログラムへの入力として前記情報を前記数値制御部に提供すること（３２０）と、
第２の条件に関して、前記入力信号を評価すること（３１０）と、
前記入力信号が前記第２の条件を満たすことに応答して、
前記数値制御部により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガすること（３３０）と、
前記制御システムにより実行される前記数値制御部のコンピュータプログラム（４００）を割り当てること（３４０）と、
前記割り当てたコンピュータプログラムへの入力として、前記情報を提供すること（３２０）と
を含む、方法。
【請求項２】
前記入力信号に含まれる前記情報が、
工具の破損、
工具の摩耗、
工具の欠落、
ワークピースの欠落、
間違った切削データ、
前記工具が曝される温度、
前記工具が曝される力、
工具の振動、
プロセスの騒音、または
前記ワークピースの現在の形状
を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記入力信号に含まれる前記情報が、一組の所定状態のうちの１つの状態を示すことに応答して、
前記数値制御部により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガすること（３３０）と、
前記制御システムにより実行される前記数値制御部のコンピュータプログラムを割り当てること（３４０）と、
前記割り当てたコンピュータプログラムへの入力として、前記情報を提供すること（３２０）と
を含み、
前記一組の所定状態が、
工具の破損、
工具の摩耗、
工具の欠落、
ワークピースの欠落、
間違った切削データ、
前記工具が曝される温度が閾値を超えること、
前記工具が曝される力が閾値を超えること、
工具の振動が閾値を超えること、
プロセスの騒音が閾値を超えること、または
前記ワークピースの現在の形状が許容範囲内であること
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記数値制御部の前記割り当てたコンピュータプログラムが、
動きを中断させ、
前記ワークピースから前記工具を後退させ、
前記工具から前記ワークピースを後退させ、
前記工具を同型工具で置き換え、
評価のために前記工具をカメラの方へ移動し、
評価のために前記ワークピースをカメラの方へ移動し、
前記工具の評価のためにカメラの動きをトリガし、
前記ワークピースの評価のためにカメラの動きをトリガし、または
切削データを変更する
ように前記機械を制御する命令を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記数値制御部の前記割り当てたコンピュータプログラムが、編集可能な数値制御プログラムである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第３の条件に関して、前記入力信号を評価すること（３１０）と、
前記入力信号が前記第３の条件を満たすことに応答して、前記情報を入力として前記制御システムにより実行される前記プログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの少なくとも一部を割り当てること（３５０）と
をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記入力信号が前記第３の条件を満たすことに応答して、
前記入力信号の少なくとも一部を変形することにより、中間信号を生成すること（３６０）と、
前記中間信号を入力として前記制御システムにより実行される前記プログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの前記少なくとも一部を割り当てること（３５０）と
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記入力信号の前記少なくとも一部が、前記工具の前記状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの前記状態を連携して知らせるビットを含んでおり、前記中間信号が、前記工具の前記状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される前記除去プロセスの前記状態がそれぞれの所定状態と一致するかを独立して知らせる複数のビットを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プログラマブル論理制御部の前記割り当てたプログラムが、編集できないようにロックされた、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に規定の方法を実行する命令を含む、コンピュータプログラム（６０１、７０１）。
【請求項１１】
請求項１０に規定のコンピュータプログラム（７０１）と、
少なくとも前記制御システムまたは前記工具からデータ（１７０、１８０）を受信する入力部（１２１）と、データを前記制御システムに提供する出力部（１２２）とを備えたモニタリングシステム（１２０）で使用する補完コンピュータプログラム（７０２）であって、
前記入力部により受信されたデータに基づいて、前記工具の状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することにより、推定状態を求めること（５１０）、および
前記推定状態に関する情報を前記出力部に提供し、前記入力信号によって前記制御システムに送達すること（５２０）
を含む補完方法（５００）を実行する命令を含む、補完コンピュータプログラムと
を含む、コンピュータプログラムパッケージ。
【請求項１２】
請求項１０に規定のコンピュータプログラムまたは請求項１１に規定のコンピュータプログラムパッケージを格納した、コンピュータ可読記憶手段（６００、７００）。
【請求項１３】
機械（２００）の動作を制御するように構成されたプログラマブル論理制御部（１１１）と、
前記機械の工具（２１０）とワークピース（２２０）との間の相対的な動きを制御するように構成された数値制御部（１１２）と
を備え、
前記プログラマブル論理制御部が、
前記工具の状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態に関する情報を含む入力信号（１９０）を受信し、
第１の条件に関して、前記入力信号を評価し、
前記入力信号が前記第１の条件を満たすことに応答して、前記数値制御部により実行されるコンピュータプログラムへの入力として前記情報を前記数値制御部に提供し、
第２の条件に関して、前記入力信号を評価し、
前記入力信号が前記第２の条件を満たすことに応答して、
前記数値制御部により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガし、
前記制御システムにより実行される前記数値制御部のコンピュータプログラムを割り当て、
前記割り当てたコンピュータプログラムへの入力として、前記情報を提供する
ように構成された、制御システム（１１０）。
【請求項１４】
請求項１３に規定の制御システムと、
少なくとも前記制御システムまたは前記工具からデータ（１７０、１８０）を受信し、
前記受信したデータに基づいて、前記工具の状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することにより、推定状態を求め、
前記推定状態に基づいて、前記入力信号を生成し、
前記入力信号を前記制御システムに与える、
ように構成されたモニタリングシステム（１２０）と
を備えた、システム（１００）。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】工作機械のプロセスモニタリングおよび適応制御
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的に、数値制御工作機械におけるプロセスのモニタリングおよび適応制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの異なる種類の機械の自動化に、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）が用いられる。ＰＬＣによって制御される機械が入力信号をＰＬＣに与え得る一方、ＰＬＣは、これらの入力信号に基づいて、制御信号を機械に与える。ＰＬＣは多種多様なタスクに採用され得るものの、工作機械（金属切削用の工作機械等）の動きは、数値制御（ＮＣ）またはコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）の使用により自動化されることが多い。工作機械の動きは、たとえばオペレータが入力した実行可能プログラムまたはコマンドにより、複数の軸に沿って制御可能である。コマンドは、たとえば機械の専用ユーザインターフェースまたは機械に接続されたコンピュータを介して直接入力することができる。実行可能プログラムは、たとえば機械に接続されたコンピュータを介して機械に与えることができる。
【０００３】
機械は、動作中にモニタリングし、適応制御することにより性能の向上が可能である。動作中に望ましくない状態または事象が検出された場合は、制御信号が機械に与えられて、機械が適当に応答することができる。たとえば、工具の破損が検出された場合は、機械のオペレータに警報を発するとともに、ワークピースから工具を自動的に後退させることによって、工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスを中断することができる。機械の動作をモニタリングするとともに、検出された事象または状態に適当な応答を与えることによって、機械、機械の工具、および／もしくはワークピースの損傷の防止、機械および／もしくは機械の工具の寿命の延長、製造時間の短縮、ならびに／または製造品の品質の向上が可能である。
【発明の概要】
【０００４】
機械、機械の工具、および／もしくはワークピースの損傷の防止、機械および／もしくは機械の工具の寿命の延長、製造時間の短縮、ならびに／または製造品の品質の向上を図るのが好都合である。これらの課題のうちの１つまたは複数により良好に対処するために、独立請求項に規定の特徴を有する方法および制御システムが提供される。また、関連するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムパッケージ、コンピュータ可読記憶手段、およびシステムも提供される。従属請求項には、好適な実施形態が規定されている。
【０００５】
そこで、第１の態様によれば、方法が提供される。この方法は、制御システムにおいて実行される。制御システムは、機械の動作を制御するように構成されたプログラマブル論理制御部を備える。また、制御システムは、機械の工具とワークピースとの間の相対的な動きを制御するように構成された数値制御部を備える。この方法は、第１の条件に関して、プログラマブル論理制御部により受信された入力信号を評価することを含む。入力信号は、工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態に関する情報を含む。この方法は、入力信号が第１の条件を満たすことに応答して、情報を数値制御部に提供することを含む。
【０００６】
工具または除去プロセスの状態は、機械が最適に動作していないため、機械の動作を修正可能であるのが好ましいことを示していてもよい。工具または除去プロセスの特定の状態に対する最善の応答方法は、状況に応じて異なっていてもよく、機械の製造または設置時には知られていなかった可能性がある。機械および／または工具の特性は、たとえば機械製造業者が予測し得なかった形で経時的に変化するようになっていてもよいし、新しい種類の工具で機械が動作するようになっていてもよい。また、所与の状態に対する最適な応答は、現在製造中の物体の形状または材料によって決まるものであってもよい。したがって、工具または除去プロセスの特定の状態に対して機械がどのように応答するかを機械のオペレータが指定可能であるのが好都合と考えられる。
【０００７】
多くの機械においては、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）によって、多数の所定状態（たとえば、工具の破損等の重大事象）に対する応答が制御される。機械製造業者は通常、これらの状態に対する応答方法についての命令（または、コマンドもしくはプログラム）をＰＬＣに含める。このような命令には、たとえば主軸回転の即時停止、警報の伝達、および数値制御リーダの阻止を含んでいてもよく、工具がさらに動かないようにする。ＰＬＣのプログラムまたは命令は、機械のオペレータによる編集が困難あるいは不可能な場合がある一方、数値制御部のプログラムは、たとえば機械に配置されたユーザインターフェースによって、オペレータが容易に編集できる場合がある。工具または除去プロセスの状態に関する情報を（入力信号が第１の条件を満たすことに応答して）数値制御部に提供することによって、数値制御部のプログラムは、この状態に対する応答を与えることができる。数値制御部のこのようなプログラムは、たとえばオペレータによる編集によって、現在の状況および／またはオペレータの選好に基づくカスタマイズされた応答を与えるようにしてもよい。したがって、工具または除去プロセスの状態に関する情報を（入力信号が第１の条件を満たすことに応答して）数値制御部に提供することにより、機械の動作を改善することができ、これによって、機械、工具、および／もしくはワークピースの損傷の防止、製造時間の短縮、製造品の品質の向上、ならびに／または機械および／もしくは工具の寿命の延長が可能である。
【０００８】
（プログラマブル論理制御部により受信された）入力信号は、工具の状態、工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態、または工具および除去プロセスの両者の状態に関する情報を含んでいてもよい。
【０００９】
工具の状態は、たとえば工具の破損、工具の摩耗、または工具の欠落であってもよい。工具の摩耗は、工具が摩耗しており、交換すべき（または、交換まで異なる主軸速度、深さ、または送り速度で動作すべき）ことを示していてもよい。
【００１０】
工具の状態は、たとえば工具が曝される温度もしくは力、または工具の振動であってもよい。工具の状態は、たとえば工具の温度、力、または振動が閾値を超えるか、または、特定の範囲内にあることであってもよい。
【００１１】
除去プロセスの状態には、たとえば主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の切削データを含んでいてもよいし、工具とワークピースとの相互作用に関連する他のパラメータを含んでいてもよい。
【００１２】
除去プロセスの状態は、たとえば間違った切削データであってもよい。間違った切削データは、主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の現在採用して切削データが工具に適していないことを示していてもよい。現在採用している切削データは、たとえば工具製造業者により指定された推奨切削データに適合していなくてもよい。
【００１３】
除去プロセスの状態は、たとえばプロセスの騒音すなわち工具および／またはワークピースの機械加工振動に関連していてもよい。
【００１４】
除去プロセスの状態は、たとえばワークピースが欠落しており、工具とワークピースとが実際には相互作用していないことであってもよい。
【００１５】
除去プロセスの状態は、たとえばワークピースの現在の形状または表面仕上げ等、工具とワークピースとの相互作用の結果に関連していてもよい。
【００１６】
除去プロセスの状態は、たとえばワークピースの現在の形状が許容範囲内であり（すなわち、ワークピースの実現形状が許容可能であり）、除去プロセスを中断可能であることであってもよい。
【００１７】
情報は、たとえば工具または除去プロセスの状態を示し得る多数のビットの形態で与えられるようになっていてもよい。
【００１８】
情報は、たとえば（入力信号が第１の条件を満たすことに応答して）数値制御部が実行中のコンピュータプログラムへの入力または割り当てによって数値制御部により実行されるコンピュータプログラムへの入力として与えられるようになっていてもよい。
【００１９】
情報は、たとえばプログラマブル論理制御部が受信したのと同じフォーマットまたは異なる（変形）フォーマットで数値制御部に提供（または、転送）されるようになっていてもよい。
【００２０】
情報は、たとえば数値制御部の１つまたは複数の内部変数の１つまたは複数の値を割り当てることによって、数値制御部に与えられるようになっていてもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、入力信号全体が数値制御部に提供（または、転送）されるようになっていてもよく、他の実施形態においては、入力信号の一部のみが数値制御部に転送されるようになっていてもよい。
【００２２】
プログラマブル論理制御部は、たとえば機械を論理制御するデジタルコンピュータであってもよい。
【００２３】
プログラマブル論理制御部は、たとえば機械を論理制御する制御システムのソフトウェア部（または、部分）であってもよい。
【００２４】
プログラマブル論理制御部は、たとえばプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）またはプログラマブルロジックリレー（ＰＬＲ）であってもよい。
【００２５】
数値制御部は、たとえば１つまたは複数の軸に沿って、工具および／またはワークピースの動きを制御するように構成されていてもよい。
【００２６】
数値制御部は、たとえば工具および／またはワークピースを平行移動および／または回転させる１つまたは複数のサーボを制御するように構成されていてもよい。
【００２７】
数値制御部は、たとえば数値制御カーネル（ＮＣＫ）であってもよい。
【００２８】
数値制御部は、たとえばコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）を実行するようにしてもよい。
【００２９】
数値制御部は、たとえば制御システムのソフトウェア部（または、部分）であってもよい。
【００３０】
工具は、たとえば切削、穴開け、フライス加工、旋盤加工、リーマ仕上げ、ネジ切り、または研削等の除去的製造用に構成されていてもよい。
【００３１】
ワークピースは、たとえば工具が相互作用するように構成された物体であってもよい。
【００３２】
ワークピースには、たとえば金属、木材、高分子材料、または複合材料を含んでいてもよい。
【００３３】
この方法は、たとえばプログラマブル論理制御部（たとえば、ＰＬＣ）で実行されるようになっていてもよい。
【００３４】
プログラマブル論理制御部および数値制御部は、たとえば２つの別個の（または、物理的に区別可能な）装置、回路、またはユニットであってもよい。
【００３５】
プログラマブル論理制御部および数値制御部は、たとえば制御システムの２つの論理的に別個の（または、論理的に区別可能な）部位または部分であってもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態によれば、入力信号に含まれる情報は、工具の破損、工具の摩耗、工具の欠落、ワークピースの欠落、間違った切削データ、工具が曝される温度、工具が曝される力、工具の振動、プロセスの騒音（すなわち、工具および／またはワークピースの機械加工振動）、またはワークピースの現在の形状を示していてもよい。
【００３７】
当然のことながら、工具が曝される温度の指標は、たとえば特定の温度値、温度範囲、または温度が閾値を超えている旨の指標であってもよい。
【００３８】
当然のことながら、工具が曝される力の指標は、たとえば特定の力の大きさ、力の大きさの区間、または力の大きさが閾値を超えている旨の指標であってもよい。
【００３９】
当然のことながら、工具の振動（または、プロセスの騒音）の指標は、たとえば特定の値、範囲、または振動（または、騒音）の大きさが閾値を超えている旨の指標であってもよい。
【００４０】
当然のことながら、ワークピースの現在の形状の指標は、たとえば現在得られている特定の形状の指標またはワークピースの現在得られている形状が許容範囲内であり（すなわち、ワークピースの実現形状が許容可能であり）、除去プロセスを中断可能である旨の指標であってもよい。
【００４１】
工具の摩耗は、工具が摩耗しており、交換すべき（または、交換まで異なる主軸速度、深さ、または送り速度で動作すべき）ことを示していてもよい。
【００４２】
間違った切削データは、主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の現在採用して切削データが工具に適していないことを示していてもよい。現在採用している切削データは、たとえば工具製造業者により指定された推奨切削データに適合していなくてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、第２の条件に関して、入力信号を評価することをさらに含んでいてもよい。この方法は、入力信号が第２の条件を満たすことに応答して、数値制御部により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガすることと、制御システムにより実行される数値制御部のコンピュータプログラムを割り当てることと、割り当てたコンピュータプログラムへの入力として、情報を提供することと、をさらに含んでいてもよい。
【００４４】
工具または除去プロセスの状態（工具の破損等）に関しては、制御システムによる高速応答が好ましい場合がある。数値制御部により実行されたコンピュータプログラムの割り込みのトリガおよび数値制御部において実行されるコンピュータプログラムの割り当てによって、入力信号が示す状態への高速応答が可能となる。
【００４５】
上述の通り、数値制御部のコンピュータプログラムは、ＰＬＣの命令（または、コマンドもしくはプログラム）よりも容易に、機械のオペレータによる編集が可能であってもよい。数値制御部の割り当てプログラムは、たとえば機械のオペレータによる提供によって、入力信号が示す状態に対する適当な応答を制御システムが与えるカスタマイズされたプログラムであってもよい。
【００４６】
割り当てプログラムへの入力として情報を提供することにより、当該割り当てプログラム（たとえば、機械のオペレータが与えるカスタマイズされたプログラム）は、異なる状態を区別するとともに応答方法を決定可能と考えられ、プログラマブル論理制御部等、制御部の他の部位に格納（または、実行）されたプログラムにおいてこれらの区別がなされるのとは異なる。このように、より容易に編集可能な数値制御部により多くの制御が配置されるため、入力信号が示す状態に対して、より適切な応答をより容易に与えることができる。
【００４７】
割り当てたコンピュータプログラムは、たとえば単一のコマンドまたは命令（たとえば、「軸Ｘに沿って工具を距離Ｄだけ移動させる」等）を含むのみならず、多くのコマンドまたは命令を含む数値制御プログラムであってもよい。
【００４８】
割り当てたコンピュータプログラムは、たとえば工具または除去プロセスの各状態と関連付けられたサブプログラムを含んでいてもよい。割り当てたコンピュータプログラムは、たとえば実行する１つまたは複数のサブプログラムを選択する入力として受信された情報を採用することにより、入力信号が示す特定の状態に適した応答を与えるようにしてもよい。
【００４９】
割り込みは、たとえば制御部の物理的実装割り込み機能（専用割り込みポート等）またはソフトウェア実装割り込み機能を介してトリガされるようになっていてもよい。
【００５０】
割り込みは、たとえば工具および／またはワークピースの既に開始された動きを完了前に中断して、割り当てプログラムを可能な限り早く実行可能であってもよい。あるいは、割り当てプログラムの実行前に、開始された動きの完了が可能であってもよい。
【００５１】
割り当てたコンピュータプログラムは、たとえば数値制御部に格納されていてもよい。
【００５２】
割り当てたコンピュータプログラムは、たとえば割り当てによって、数値制御部により実行されるようになっていてもよい。
【００５３】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、入力信号に含まれる情報が一組の所定状態のうちの１つの状態を示すことに応答して、数値制御部により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガすることと、制御システムにより実行される数値制御部のコンピュータプログラムを割り当てることと、割り当てたコンピュータプログラムへの入力として、情報を提供することと、を含んでいてもよい。この一組の所定状態は、工具の破損、工具の摩耗、工具の欠落、ワークピースの欠落、間違った切削データ、工具が曝される温度が閾値を超えること、工具が曝される力が閾値を超えること、工具の振動が閾値を超えること、プロセスの騒音が閾値を超えること、またはワークピースの形状が許容範囲内であること、を含んでいてもよい。
【００５４】
当然のことながら、この一組の所定状態は、たとえば工具の破損、工具の摩耗、工具の欠落、ワークピースの欠落、間違った切削データ、工具が曝される温度が閾値を超えること、工具が曝される力が閾値を超えること、工具の振動が閾値を超えること、プロセスの騒音が閾値を超えること、またはワークピースの現在の形状が許容範囲内であること、といった状態のうちの１つまたは複数（または、すべて）を含んでいてもよい。
【００５５】
一組の所定状態のうちの状態には、たとえば制御システムによる高速応答が必要であってもよい。これらの状態に応答して与えられる動作の型は、たとえば数値制御部の割り当てたコンピュータプログラムを介して、機械のオペレータによりカスタマイズされていてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態によれば、数値制御部の割り当てたコンピュータプログラムは、動き（たとえば、工具および／またはワークピースの回転または平行移動）を中断させ、ワークピースから工具（または、工具の切れ刃）を後退させ、工具から（または、工具の切れ刃から）ワークピースを後退させ、工具を同型工具で置き換え、評価のために工具をカメラの方へ移動し、評価のためにワークピースをカメラの方へ移動し、工具の評価のためにカメラの動きをトリガし、ワークピースの評価のためにカメラの動きをトリガし、または、切削データを変更するように機械を制御する命令を含んでいてもよい。
【００５７】
当然のことながら、数値制御部の割り当てたコンピュータプログラムは、たとえば動きを中断させ、ワークピースから工具を後退させ、工具からワークピースを後退させ、工具を同型工具で置き換え、工具をカメラの方へ移動させて評価し、ワークピースをカメラの方へ移動させて評価し、カメラの動きをトリガさせて工具を評価し、カメラの動きをトリガさせてワークピースを評価し、切削データを変更する動作のうちの１つまたは複数（または、すべて）を実行するように機械を制御する命令を含んでいてもよい。
【００５８】
工具の交換が必要かの判定またはワークピースの形状が許容範囲内かの判定には、たとえばカメラを用いた光学的評価が採用されていてもよい。
【００５９】
カメラの動き（工具またはワークピースの評価用）は、たとえばロボットを用いて与えられるようになっていてもよい。
【００６０】
割り当てプログラムは、たとえば各所定状態を取り扱うサブプログラム（または、サブルーチン）を含んでいてもよい。適当なサブプログラムは、たとえば割り当てプログラムへの入力として提供される情報に基づいて選択されるようになっていてもよい。
【００６１】
入力信号が示す状態が工具の破損、工具の摩耗、または工具の欠落の場合は、割り当てプログラムによって、たとえば機械が工具の１つまたは複数の動きを中断し、ワークピースから工具（または、工具の切れ刃）を後退させた後、工具を同型工具で置き換えるようにしてもよい。
【００６２】
入力信号が示す状態がワークピースの欠落の場合、割り当てプログラムは、たとえば機械を一時停止させるとともにオペレータに知らせた後、新たなワークピースの適所へのロボットによる移動をトリガさせて除去的製造を行うようにしてもよい。
【００６３】
入力信号が示す状態が間違った切削データの場合は、割り当てプログラムによって、たとえば機械が切削データを変更するようにしてもよい。主軸速度、切削深さ、または送り速度等の切削データは、たとえば現在採用されている工具および動作条件に推奨される値へと変更されるようになっていてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態によれば、数値制御部の割り当てプログラムは、編集可能な数値制御プログラム（または、ＮＣプログラム）であってもよい。
【００６５】
数値制御プログラムは、たとえば機械のユーザインターフェースまたは機械に接続されたパソコンを介して、機械のオペレータにより編集可能であってもよい。
【００６６】
多くのＰＬＣプログラムとは対照的に、数値制御プログラムは、たとえば、編集できないようにするロックが機械製造業者によってなされていなくてもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、第３の条件に関して、入力信号を評価することをさらに含んでいてもよい。この方法は、入力信号が第３の条件を満たすことに応答して、情報を入力として制御システムにより実行されるプログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの少なくとも一部を割り当てることをさらに含んでいてもよい。
【００６８】
（入力信号が第３の条件を満たすことに応答して）情報を入力としてプログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの少なくとも一部を実行することにより、このプログラムは、工具または除去プロセスの状態に対する応答を与えることができる。プログラマブル論理制御部のプログラムは、たとえば機械製造業者による提供によって、特定の状態または事象に対する応答を与えていてもよく、これらの応答は、機械のオペレータが編集不可能であるのが好ましい。プログラマブル論理制御部のプログラムによって提供されるこれらの応答は、たとえば機械の安全な動作に重要と考えられるため、これらの応答の制御をプログラマブル論理制御部ではなく数値制御部の編集可能なプログラムに配置することによって、これらの応答の編集が防止されるようになっていてもよい。このように、機械の安全な動作が維持される一方、数値制御部のプログラムを介して、機械のオペレータにより機械の動作を依然としてカスタマイズ可能である。
【００６９】
第３の条件に関する入力信号の評価は、たとえば第１の条件に関する評価および第２の条件に関する評価に加えて、明示的な第３の評価ステップとして実行されるようになっていてもよい。あるいは、第３の条件に関する評価は、暗示的であってもよい。入力信号は、たとえば第１および第２の条件のいずれも満たさない場合に、第３の条件を自動的に満たすようになっていてもよい。
【００７０】
入力信号が第３の条件を満たすことに応答して、プログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの少なくとも一部は、たとえば割り当てによって、情報を入力としてプログラマブル論理制御部により実行されるようになっていてもよい。
【００７１】
プログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの少なくとも一部は、たとえば動きの中断および／または同型工具による工具の置き換えを行うように機械を制御する命令を含んでいてもよい。
【００７２】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、入力信号が第３の条件を満たすことに応答して、入力信号の少なくとも一部を変形することにより、中間信号を生成することと、中間信号を入力として制御システムにより実行されるプログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムの少なくとも一部を割り当てることと、を含んでいてもよい。
【００７３】
異なるプログラマブル論理制御部のコンピュータプログラムは、異なるデータフォーマットのデータを受信するように構成されていてもよい。プログラマブル論理制御部のコンピュータプログラム（の少なくとも一部）への入力として与える前に受信入力信号の少なくとも一部を変形することにより、受信入力信号は、他のプログラマブル論理制御部への入力として与えられる信号と同じデータフォーマットで受信可能である。異なるプログラマブル論理制御部への伝達に共通のデータフォーマットを使用することにより、プログラマブル論理制御部と、機械の動作をモニタリングするとともに機械の状態に関する情報をプログラマブル論理制御部に提供するように構成されたシステム等の他の装置との間の通信が容易化される。
【００７４】
いくつかの実施形態によれば、入力信号の少なくとも一部は、工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を連携して知らせるビットを含んでいてもよい。中間信号は、工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態がそれぞれの所定状態と一致するかを独立して知らせる複数のビットを含んでいてもよい。
【００７５】
ＰＬＣ等のプログラマブル論理制御部において現在採用されている多くのコンピュータプログラムは、現在の状態が各所定状態と一致するかを独立して知らせるビット（または、フラグ）の形態の入力を受信するように構成されている。たとえば、あるビット（または、フラグ）の値「１」は、現在の状態が当該ビットと関連付けられた所定状態と一致することを示していてもよく、「０」は、現在の状態が当該ビットと関連付けられた所定状態と一致しないことを示していてもよい。このデータフォーマットは、トランスペアレントかつ実装が単純と考えられるが、比較的多くのビット（所定の状態ごとに１ビット）を要する。ビットが連携して状態を伝えるデータフォーマットの方が、ビット効率が高い。たとえば、連携伝達によれば、４ビットで、４つのみの異なる状態ではなく、１６個の異なる状態を知らせることができる。したがって、このような連携伝達フォーマットを使用して入力信号を制御システムに送信することにより、状態を制御システムに知らせ得る速度が高くなる。これにより、制御システムは、工具または除去プロセスの状態に対してより高速に応答することができる。
【００７６】
いくつかの実施形態によれば、プログラマブル論理制御部の割り当てプログラムは、編集できないようにロックされていてもよい。
【００７７】
機械のオペレータは、たとえばプログラマブル論理制御部の割り当てプログラムを編集できないようにされていてもよく、一方、機械製造業者の保守技術者は、パスワード、キー、または専用データポートによって、ロックを解除または無効化するようにしてもよい。このように、非常に重要でエンドユーザが編集すべきでないプログラム（たとえば、安全を最重視すべきプログラム）は、改竄に対して安全に保たれる一方、権限を与えられた者は依然として編集可能である。
【００７８】
プログラマブル論理制御部の割り当てプログラムは、たとえばパスワードで保護されていてもよい。
【００７９】
プログラマブル論理制御部の割り当てプログラムは、たとえば専用データポートを介してのみ、編集されるようになっていてもよい。
【００８０】
いくつかの実施形態によれば、入力信号は、フィールドバス等の産業ネットワークを介して受信されるようになっていてもよい。フィールドバスは、高速データ転送を提供可能であり、入力信号が示す状態に対して制御部が高速に応答することができる。
【００８１】
第２の態様によれば、第１の態様の任意の実施形態に係る方法を実行する命令を含むコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、たとえば第１の態様の任意の実施形態に係る方法をコンピュータに実行させる命令を含んでいてもよい。
【００８２】
第１の態様に係る方法の特徴について上に提示した利点は、第２の態様に係るコンピュータプログラムの対応する特徴についても大略有効と考えられる。
【００８３】
当然のことながら、コンピュータプログラムは、たとえば複数のサブプログラムを含んでいてもよく、コンピュータプログラムの格納は、たとえば複数のメモリデバイス、ディスク、サーバ、および／またはハードドライブ上に分散していてもよい。
【００８４】
第３の態様によれば、第２の態様の任意の実施形態に係るコンピュータプログラムと、モニタリングシステムで使用する補完コンピュータプログラムとを含むコンピュータプログラムパッケージが提供される。モニタリングシステムは、少なくとも制御システムまたは工具からデータを受信する入力部と、データを制御システムに提供する出力部とを備える。補完コンピュータプログラムは、入力部により受信されたデータに基づいて、工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することにより、推定状態を求めることを含む補完方法を実行する命令を含む。補完方法は、推定状態に関する情報を出力部に提供し、入力信号によって制御システムに送達（または、送信）することを含む。
【００８５】
第１の態様に係る方法の特徴について上に提示した利点は、第３の態様に係るコンピュータプログラムパッケージの対応する特徴についても大略有効と考えられる。
【００８６】
当然のことながら、入力部は、たとえば制御システムおよび工具の両者からデータを受信するようにしてもよい。
【００８７】
工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することのほか、モニタリングシステムは、たとえば機械の総合設備効率（ＯＥＥ）を推定するようにしてもよい。モニタリングシステムは、たとえば機械の動作可能時間および故障時間を推定するようにしてもよい。
【００８８】
コンピュータプログラムパッケージの異なる部位（または、部分）は、たとえば異なる記憶装置またはメモリ等の別個の場所に格納されるようになっていてもよい。コンピュータプログラムおよび補完コンピュータプログラムは、たとえば異なる記憶装置またはメモリ等の別個の場所に格納されるようになっていてもよい。
【００８９】
モニタリングシステムの出力部は、たとえばフィールドバスインターフェースを具備していてもよい。
【００９０】
第４の態様によれば、第２の態様の任意の実施形態に係るコンピュータプログラムまたは第３の態様の任意の実施形態に係るコンピュータプログラムパッケージを格納したコンピュータ可読記憶手段が提供される。
【００９１】
第１の態様に係る方法の特徴について上に提示した利点は、第４の態様に係るコンピュータ可読記憶手段の対応する特徴についても大略有効と考えられる。
【００９２】
コンピュータ可読記憶手段は、たとえばコンピュータ可読媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶手段は、たとえば持続性コンピュータ可読媒体であってもよい。
【００９３】
第４の態様に係るコンピュータ可読記憶手段は、たとえば第１の態様の任意の実施形態に係る方法を実行する命令を含むコンピュータ可読手段（または、コンピュータ可読媒体）を備えたコンピュータプログラム製品の一部と見なされるものであってもよい。
【００９４】
コンピュータ可読記憶手段は、たとえば単一のメモリデバイス、ディスク、サーバ、またはハードドライブに設けられていてもよい。
【００９５】
コンピュータ可読記憶手段は、たとえば別個の場所に分散した複数の部位（または、部分）を含んでいてもよい。コンピュータ可読記憶手段のこれらの部位には、たとえばコンピュータプログラムパッケージ（または、コンピュータプログラムおよび補完）のそれぞれの部分を格納していてもよい。
【００９６】
コンピュータ可読記憶手段は、たとえば異なるメモリデバイス、ディスク、サーバ、および／またはハードドライブに分散した複数の部位（または、部分）を含んでいてもよい。
【００９７】
第５の態様によれば、制御システムが提供される。この制御システムは、機械の動作を制御するように構成されたプログラマブル論理制御部と、機械の工具とワークピースとの間の相対的な動きを制御するように構成された数値制御部と、を備える。プログラマブル論理制御部は、工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態に関する情報を含む入力信号を受信するように構成されている。プログラマブル論理制御部は、第１の条件に関して、入力信号を評価し、入力信号が第１の条件を満たすことに応答して、情報を数値制御部に提供するように構成されている。
【００９８】
第５の態様に係る制御システムのプログラマブル論理制御部は、たとえば第１の態様に係る方法のいずれかを実行するように構成されていてもよい。
【００９９】
第１の態様に係る方法の特徴について上に提示した利点は、第５の態様に係る制御システムの対応する特徴についても大略有効と考えられる。
【０１００】
第６の態様によれば、システム（または、組み合わせシステム）が提供される。このシステム（または、組み合わせシステム）は、第５の態様の任意の実施形態に係る制御システムおよびモニタリングシステムを備える。モニタリングシステムは、少なくとも制御システムまたは工具からデータを受信するように構成されている。モニタリングシステムは、受信したデータに基づいて、工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することにより、推定状態を求めるように構成されている。モニタリングシステムは、推定状態に基づいて入力信号を生成し、当該入力信号を制御システムに与えるように構成されている。
【０１０１】
第１の態様に係る方法の特徴について上に提示した利点は、第６の態様に係るシステムの対応する特徴についても大略有効と考えられる。
【０１０２】
当然のことながら、モニタリングシステムは、たとえば制御システムおよび工具の両者からデータを受信するようにしてもよい。
【０１０３】
工具の状態または工具とワークピースとの相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することのほか、モニタリングシステムは、たとえば機械の総合設備効率（ＯＥＥ）を推定するようにしてもよい。モニタリングシステムは、たとえば機械の動作可能時間および故障時間を推定するようにしてもよい。
【０１０４】
モニタリングシステムは、たとえば入力信号を制御システムに与えるフィールドバスインターフェースを具備していてもよい。
【０１０５】
以下では、添付の図面を参照して、例示的な実施形態をさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】一実施形態に係る、機械をモニタリングして制御するシステムの一般化ブロック図である。
【図２】一実施形態に係る、図１に示すシステムの制御システムにおいて実行される方法のフローチャートである。
【図３】図１に示すシステムの数値制御部の例示的なコンピュータプログラムの概要図である。
【図４】図１に示すシステムのモニタリングシステムにおいて実行される補完方法のフローチャートである。
【図５】実施形態に係る、図２に示す方法を実行する命令を含むコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読記憶手段と、図２および図４に示す方法を実行する命令を含むコンピュータプログラムパッケージを格納したコンピュータ可読記憶手段とを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０７】
図はすべて模式的であり、一般的には、各実施形態の明確化に必要な部位のみを示しており、他の部位は省略されてもよいし、単なる提案であってもよい。
【０１０８】
図１は、一実施形態に係る、機械２００をモニタリングして制御するシステム１００の一般化ブロック図である。
【０１０９】
機械２００は、当該機械２００中に取り付けられたワークピース２２０と相互作用するように構成された工具２１０を備える。工具２１０は、たとえば切削、旋盤加工、穴開け、フライス加工、リーマ仕上げ、ネジ切り、または研削等の除去的製造用に構成されていてもよい。工具２１０は、たとえば金属、木材、高分子材料、または複合材料を含むワークピース２２０との相互作用によって、除去的製造を実行するように構成されていてもよい。工具２１０は、たとえば金属切削用に構成されていてもよい。
【０１１０】
システム１００は、制御システム１１０およびモニタリングシステム１２０を備える。制御システム１１０は、プログラマブル論理制御部１１１および数値制御部１１２を備える。
【０１１１】
プログラマブル論理制御部１１１は、機械２００の動作を制御するように構成されている。プログラマブル論理制御部１１１は、機械２００から１つまたは複数の入力信号１３０を受信するようにしてもよい。機械２００から受信した入力信号１３０は、デジタルおよび／またはアナログ入力信号であってもよく、たとえば高さ、圧力、温度、および／または位置に関する情報を含んでいてもよい。プログラマブル論理制御部１１１は、始動、停止、充填、排出、および／または変更等の動作を実行するように機械２００を制御するアナログおよび／またはデジタル信号等の１つまたは複数の制御信号１４０を機械２００に送るようにしてもよい。
【０１１２】
数値制御部１１２は、制御信号１５０によって、工具２１０とワークピース２２０との間の相対的な動きを制御するように構成されている。数値制御部１１２は、たとえば１つまたは複数のサーボおよびモータならびに／またはサーボモータ（図１には示さず）に制御信号１５０を送ることによって、工具２１０および／またはワークピース２２０の動きを制御するようにしてもよい。数値制御部１１２により制御される動きには、１つもしくは複数の軸の沿った平行移動ならびに／または１つもしくは複数の軸周りの回転が含まれていてもよい。数値制御部１１２は、たとえば工具２１０の主軸速度、切削深さ、および／または送り速度を制御するようにしてもよい。
【０１１３】
数値制御部１１２は、たとえば工具２１０および／またはワークピース２２０の実際の軸位置を常に把握できるように、機械２００からフィードバック信号１６０を受信するようにしてもよい。いくつかの実施形態において、数値制御部１１２は、プログラマブル論理制御部１１１を介して機械２００からのフィードバックに依拠するようにしてもよく、たとえば機械２００から如何なるフィードバック信号１６０も直接受信しないようにしてもよい。
【０１１４】
制御システム１１０は、たとえば機械２００に取り付けられていてもよいし、機械２００とは別個に配置されていてもよい。制御システム１１０は、たとえば１つもしくは複数のワイヤもしくはケーブルまたは無線接続によって、機械２００に接続されていてもよい。
【０１１５】
制御システム１１０は、たとえば機械２００のオペレータが機械２００の動作のモニタリングおよび／または機械２００の動作の制御を行い得るユーザインターフェース１１３を含んでいてもよい。ユーザインターフェース１１３は、たとえば制御システム１１０に取り付けられていてもよいし、制御システム１１０とは別個に配置されていてもよい。ユーザインターフェース１１３は、たとえば１つもしくは複数のワイヤもしくはケーブルまたは無線接続によって、制御システム１１０に接続されていてもよい。
【０１１６】
ユーザインターフェース１１３は、たとえば数値制御部１１２により実行される数値制御プログラムを機械２００のオペレータが編集または追加できるようにしてもよい。数値制御プログラムは、たとえばＧコード等のプログラミング言語で記述されていてもよい。
【０１１７】
数値制御部１１２により実行される数値制御プログラムは、たとえば数値制御部１１２中に配置されたメモリ１１４または制御システム１１０の共有メモリ１１５に格納されていてもよい。また、数値制御プログラムの格納用に、制御システム１１０に接続された外部メモリ（図１には示さず）が採用された実施形態も考えられる。
【０１１８】
数値制御部１１２は、たとえば数値制御プログラムを実行するプロセッサ１１６を備えていてもよい。いくつかの実施形態において、数値制御部１１２は、制御システム１１０の共有プロセッサ１１７において数値制御プログラムを実行するようにしてもよい。
【０１１９】
数値制御部１１２は、たとえば数値制御カーネル（ＮＣＫ）であってもよい。
【０１２０】
プログラマブル論理制御部１１１は、たとえばプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）またはプログラマブルロジックリレー（ＰＬＲ）であってもよい。
【０１２１】
プログラマブル論理制御部１１１は、たとえばＩＥＣ規格６１１３１−３のプログラミング言語のうちの１つまたは複数で記述されたコンピュータプログラムを実行するように構成されていてもよい。プログラマブル論理制御部１１１は、たとえばラダーロジックプログラミング言語またはインストラクションリストプログラミング言語で記述されたコンピュータプログラムを実行するように構成されていてもよい。
【０１２２】
プログラマブル論理制御部１１１は、たとえば当該プログラマブル論理制御部１１１により実行される１つまたは複数のコンピュータプログラムを格納するメモリ１１８を備えていてもよい。いくつかの実施形態において、プログラマブル論理制御部１１１により実行されるコンピュータプログラムは、制御システム１１０の共有メモリ１１５に格納されていてもよい。また、プログラマブル論理制御部１１１により実行されるコンピュータプログラムの格納用に、制御システム１１０に接続された外部メモリ（図１には示さず）が採用された実施形態も考えられる。
【０１２３】
プログラマブル論理制御部１１１は、たとえばコンピュータプログラムを実行するプロセッサ１１９を備えていてもよい。いくつかの実施形態において、プログラマブル論理制御部１１１は、制御システム１１０の共有プロセッサ１１７においてコンピュータプログラムを実行するようにしてもよい。
【０１２４】
数値制御部１１２の数値制御プログラムとは対照的に、プログラマブル論理制御部１１１のコンピュータプログラムの編集は、機械２００のオペレータが行えないようになっていてもよい。たとえば、プログラマブル論理制御部１１１のプログラムの編集は、パスワードまたはキーを要する場合もあるし、制御システム１１０の専用入力ポートを介してのみ実行される場合もある。機械製造業者は、たとえば権限を与えられた保守技術者のみが編集可能なプログラマブル論理制御部１１１のプログラムを提供していてもよいし、一方、数値制御部１１２のプログラムは、機械のオペレータによって編集されるようになっていてもよい。
【０１２５】
プログラマブル論理制御部１１１の動作については、図２を参照して以下で詳しく説明する。
【０１２６】
モニタリングシステム１２０は、入力部１２１、出力部１２２、および処理部１２３を備える。入力部１２１は、制御システム１１０からのデータ１７０および／または工具２１０からのデータ１８０を受信するように構成されている。出力部１２２は、制御システム１１０のプログラマブル論理制御部１１１への入力信号１９０として与えられる出力１９０を提供するように構成されている。
【０１２７】
工具２１０は、たとえばデータ１８０をモニタリングシステム１２０の入力部１２１に送信するように構成された無線送信機（図１には示さず）を備えていてもよい。
【０１２８】
制御システム１１０およびモニタリングシステム１２０は、たとえば物理的に区別可能な装置であってもよいし、単一の装置内の異なるソフトウェアアプリケーションとして実装されていてもよい。制御システム１１０およびモニタリングシステム１２０は、たとえばアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を介して互いに接続されていてもよい。
【０１２９】
モニタリングシステム１２０は、たとえばパソコンまたは制御システム１１０のユーザインターフェース１１３等のオペレータパネルにおけるソフトウェアとして実装されていてもよい。以下、図４を参照して、モニタリングシステム１２０の動作を説明する。
【０１３０】
図４は、モニタリングシステム１２０において実行される例示的な方法５００のフローチャートである。方法５００は、制御システム１１０において実行される方法を補完する補完方法と見なされるものであってもよい。
【０１３１】
補完方法５００は、入力部１２１が受信したデータに基づいて、工具２１０の状態または工具２１０とワークピース２２０との相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定することにより、推定状態を求めること５１０を含む。
【０１３２】
入力部１２１が受信したデータは、制御システム１１０からのデータ１７０であってもよいし、工具２１０からのデータ１８０であってもよいし、これら２種類のデータの組み合わせであってもよい。また、機械２００とは別に配置され、機械２００、工具２１０、および／またはワークピース２２０をモニタリングするように構成されたセンサ等、入力部１２１が受信したデータが他のデータ源からのデータを含み得る実施形態も考えられる。
【０１３３】
制御システム１１０から受信したデータ１７０は、たとえば制御システム１１０が機械２００から受信した信号１３０および／または１６０のうちの少なくとも一部を含んでいてもよいし、制御システム１１０が機械２００から受信した信号１３０および／または１６０に基づいていてもよい。
【０１３４】
制御システム１１０は、たとえば機械２００から受信した信号１３０および／または１６０を処理（または、解析）して、機械２００の内部で起こっていることを判定または推定するようにしてもよい。制御システム１１０は、たとえば機械２００、工具２１０、および／またはワークピース２２０の状態または条件を推定するようにしてもよい。モニタリングシステム１２０が制御システム１１０から受信したデータ１７０は、たとえばこのように制御システム１１０により推定された状態を含んでいてもよい。
【０１３５】
モニタリングシステム１２０が工具２１０から受信したデータ１８０は、工具２１０中に配置された１つまたは複数のセンサ（図１には示さず）からのデータであってもよい。工具２１０から受信したデータ１８０は、たとえば工具２１０の識別もしくは種類または機械２００の動作中に工具２１０（または、工具２１０の切れ刃）が曝される温度もしくは力を含んでいてもよい。
【０１３６】
モニタリングシステム１２０の処理部１２３は、入力部１２１が受信したデータを処理（または、解析）して、工具２１０の状態または工具２１０とワークピース２２０との相互作用により実行される除去プロセスの状態を推定する。
【０１３７】
工具２１０の状態は、たとえば工具２１０が曝される温度もしくは力、または工具２１０の振動であってもよい。工具２１０の状態は、たとえば工具２１０の温度、力、または振動が閾値を超えるか、または、特定の範囲内にあることであってもよい。工具２１０の状態は、たとえば工具２１０の破損、工具２１０の摩耗、または工具２１０の欠落であってもよい。
【０１３８】
工具２１０とワークピース２２０との相互作用により実行される除去プロセスの状態には、たとえば現在の主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の切削データを含んでいてもよいし、除去プロセス中にワークピース２２０から除去されるチップの形状および／または厚さ等、工具２１０とワークピース２２０との相互作用に関連する他のパラメータを含んでいてもよい。
【０１３９】
除去プロセスの状態は、たとえば間違った切削データであってもよい。間違った切削データは、主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の現在採用している切削データが工具２１０に適していないことを示していてもよい。現在採用している切削データは、たとえば工具２１０の製造業者により指定された推奨切削データに適合していない場合がある。
【０１４０】
除去プロセスの状態は、たとえばプロセスの騒音すなわち工具２１０および／またはワークピース２２０の機械加工振動に関連していてもよい。
【０１４１】
除去プロセスの状態は、たとえばワークピースが欠落しており、工具２１０とワークピース２２０とが実際には相互作用していないことであってもよい。
【０１４２】
除去プロセスの状態は、たとえばワークピース２２０の現在の形状または表面仕上げ等、工具２１０とワークピース２２０との相互作用の結果に関連していてもよい。除去プロセスの状態は、たとえばワークピース２２０の現在の形状が許容範囲内であり（すなわち、ワークピース２２０の実現形状が許容可能であり）、除去プロセスを中断可能であることであってもよい。
【０１４３】
モニタリングシステム１２０は、たとえば工具２１０から受信したデータ１８０または工具２１０の製造業者からの推奨切削データ等、制御システム１１０で利用できないデータを利用可能であってもよく、このため、工具２１０または除去プロセスの状態をより正確に推定可能であってもよい。
【０１４４】
モニタリングシステム１２０は、たとえば制御システム１１０よりも強力なコンピューティングリソースを備えていてもよく（または、利用可能であってもよく）、このため、工具２１０または除去プロセスの状態をより正確に推定可能であってもよい。
【０１４５】
当然のことながら、処理部１２３は、たとえば単一の処理ユニットであってもよいし、別個の場所に分散した複数の処理リソースを備えていてもよい。言い換えると、推定状態を求めるステップ５１０は、クラウドコンピューティング等の任意の種類の処理手段の使用により、ほぼどこで実行されるようになっていてもよい。
【０１４６】
推定状態を求めるステップ５１０には、たとえば工具２１０および／または除去プロセスの各状態を示す複数の条件Ｃ１〜ＣＮに関して、受信データ１７０および／または１８０を評価することを含んでいてもよい。
【０１４７】
モニタリングシステム１２０において実行される補完方法５００は、推定状態に関する情報を出力部１２２に提供し、入力信号１９０によって制御システム１１０のプログラマブル論理制御部１１１に送達すること５２０をさらに含んでいてもよい。
【０１４８】
図２は、一実施形態に係る、制御システム１１０において実行される方法３００のフローチャートである。方法３００は、たとえば制御システム１１０のプログラマブル論理制御部１１１で（または、プログラマブル論理制御部１１１により）実行されるようになっていてもよい。
【０１４９】
方法３００は、１つまたは複数の条件に関して、プログラマブル論理制御部１１１（たとえば、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ））により受信された入力信号１９０を評価すること３１０を含む。図４を参照して上述した通り、入力信号１９０は、工具２１０の状態または工具２１０とワークピース２２０との相互作用により実行される除去プロセスの状態に関する情報を含む。
【０１５０】
入力信号１９０が第１の条件を満たす場合、方法３００は、情報を数値制御部１１２（たとえば、数値制御装置（ＮＣ）または数値制御カーネル（ＮＣＫ））に提供すること３２０で続行するようになっていてもよい。
【０１５１】
入力信号１９０は、たとえば工具２１０または除去プロセスの状態を一体的に示す多数のビットを含むデジタル信号であってもよい。第１の条件は、たとえば閾値よりも大きな数もしくは小さな数を表すビットまたは特定の区間内の数を表すビットに対応していてもよい。
【０１５２】
入力信号１９０の全体は、たとえば数値制御部１１２に転送されるようになっていてもよい。あるいは、状態に関する情報を含む入力信号１９０の部分のみが数値制御部１１２に転送されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態においては、入力信号１９０の一部が評価３１０にのみ提供されるため、評価３１０が実行された後には無視（または、破棄）されるようになっていてもよい。
【０１５３】
情報は、たとえば入力信号１９０で受信したのと同じフォーマットでの数値制御部１１２への提供３２０が可能である。あるいは、情報は、数値制御部１１２への提供前に、異なるフォーマットに変形されるようになっていてもよい。
【０１５４】
情報は、たとえば数値制御部１１２の１つまたは複数の内部変数の値を割り当てることによって、数値制御部１１２への提供３２０が可能である。
【０１５５】
以下のシナリオは、情報の数値制御部１１２への提供／転送３２０の能力を採用し得る方法を例示したものである。数値制御プログラムの記述に際して、機械２００のプログラマまたはオペレータは、最適な主軸速度を把握していなくてもよい。機械の最適な主軸速度を与えるため、オペレータがＮＣプログラムの記述に際して把握していない条件に基づいて、主軸速度を調整することが必要となり得る。たとえば、以下の構文が用いられるようになっていてもよい。
Ｎ１０  Ｍ６  Ｔ１０  Ｄ１
Ｎ２０  Ｍ３  Ｓ２０００  Ｆ５００
Ｎ３０  Ｇ０４  Ｆ０．２
Ｎ４０  Ｍ３  Ｓ＝２０００＋（ＶＡＲＩＡＢＬＥ２）  Ｆ５００
プログラマまたはオペレータは、次の動作の最適な主軸速度を２０００ｒｐｍ（「Ｓ２０００」）と仮定するようにしてもよい。モニタリングシステム１２０は、異なる主軸速度の方が良いことを発見した場合、入力信号１９０によって、状態「間違った切削データ」または「低過ぎる主軸速度」を制御システム１１０に知らせるようにしてもよく、また、入力信号１９０によって、主軸速度をどのように調整するかを示すようにしてもよい。モニタリングシステム１２０は、入力信号１９０によって、主軸速度を変更するようにしてもよい。入力信号１９０に含まれる情報は、数値制御プログラムに採用された変数「ＶＡＲＩＡＢＬＥ２」の割り当てによって、プログラマブル論理制御部１１１により数値制御部１１２への提供３２０が可能なためである。主軸速度は、これに応じて調整されるようになっていてもよい（「Ｓ＝２０００＋（ＶＡＲＩＡＢＬＥ２）」）。
【０１５６】
機械２００のオペレータによる修正が不可能と考えられるＰＬＣのプログラムとは対照的に、上述の数値制御プログラムは、オペレータにより編集または調整されるようになっていてもよい。
【０１５７】
入力信号１９０が第２の条件を満たす場合、情報を数値制御部１１２に提供するステップ３２０は、数値制御部１１２により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガするステップ３３０および制御システム１１０により実行される数値制御部１１２のコンピュータプログラムを割り当てるステップ３４０で続行される。入力信号１９０が第２の条件を満たす場合、情報は、数値制御部１１２の割り当てたコンピュータプログラムへの入力としての提供３２０が可能である。
【０１５８】
入力信号１９０は、たとえば多数のビットを含むデジタル信号であってもよい。第２の条件は、たとえば閾値よりも大きな数もしくは小さな数を表すビットまたは特定の区間内の数を表すビットに対応していてもよい。
【０１５９】
以下のシナリオは、数値制御部１１２により実行されたコンピュータプログラムの割り込みをトリガ３３０する能力を採用し得る方法を例示したものである。第１の数値制御プログラムの作成／記述に際し、プログラマまたはオペレータが把握していない因子に基づいて主軸速度を適応させる必要がある場合は、第１の数値制御プログラムに割り込みをかけるとともに、主軸速度を変更する第２の数値制御プログラムを開始した後、第１の数値制御プログラムに後方ジャンプして新たな主軸速度で機械２００の動作を継続させることにより、機械２００の動作中に主軸速度が調整されるようになっていてもよい。第１の数値制御プログラムにおいては、たとえば以下の構文が用いられるようになっていてもよい。
Ｎ１０  Ｍ６  Ｔ１０  Ｄ１
Ｎ２０  Ｍ３  Ｓ２０００  Ｆ５００
モニタリングシステム１２０は、異なる主軸速度が最適であるものと検出／判定するようにしてもよく、入力信号１９０によって、「間違った主軸速度」を知らせるようにしてもよい。これにより、第１の数値制御プログラムの割り込みのトリガ３３０と、正しい動作型を見出す第１の変数（「ＶＡＲＩＡＢＬＥ１」）およびモニタリングシステム１２０により決定された最適な主軸速度を含む第２の変数（「ＶＡＲＩＡＢＬＥ２」）に格納された情報とともに実行される第２の数値制御プログラム（実行可能な動作を含む）の割り当て３４０とが行われる。言い換えると、入力信号１９０に含まれる情報は、これら２つの変数を介して、数値制御部１１２への提供３２０が可能である。第２の数値制御プログラムは、たとえば以下の構文に応じた実行可能な動作型を含んでいてもよい。
ＩＦ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ１  ＝＝  １  ＧＯＴＯＦ  Ｎ１０
ＧＯＴＯＦ  Ｎ３０
Ｎ１０  Ｍ３  Ｓ＝ＶＡＲＩＡＢＬＥ２
ＧＯＴＯＦ  Ｎ２０
Ｎ２０
ＲＥＰＯＳＡ
Ｍ１７
Ｎ３０
ＲＥＴ
機械２００のオペレータによる修正が不可能な場合のあるＰＬＣのプログラムとは対照的に、第２の数値制御プログラムは、オペレータにより編集または調整されるようになっていてもよい。このシナリオで割り込みがトリガとなれば、入力信号１９０により知らされた状態に対して、割り込みがトリガされない第１のシナリオよりも高速な応答が可能となる。
【０１６０】
第２の数値制御プログラムは、図３を参照して以下に説明するコンピュータプログラム４００の一例である。
【０１６１】
入力信号１９０が第３の条件（たとえば、満たすべき第１および第２の条件のいずれにも対応していなくてもよい）を満たす場合、方法３００は、情報の数値制御部１１２への提供３２０で続行するようになっていなくてもよい。代わりに、方法３００は、情報を入力として制御システム１１０により実行されるプログラマブル論理制御部１１１のコンピュータプログラムの一部を割り当てるステップ３５０で続行するようになっていてもよい。
【０１６２】
たとえば、主軸速度の調整が必要な場合は、上述のシナリオと同様に、その旨が入力信号１９０によってモニタリングシステム１２０により知らされるようになっていてもよく、プログラマブル論理制御部１１１は、入力信号１９０からの情報を数値制御部１１２に転送して主軸速度を調整する代わりに、（第３の条件に関する入力信号１９０の評価に基づいて）新たな主軸速度そのものを設定することを決定するようにしてもよい。
【０１６３】
プログラマブル論理制御部１１１には、主軸速度の調整のため、たとえばコンピュータプログラムが機械製造業者により含まれていてもよい。
【０１６４】
主軸速度を調整するカスタマイズされた数値制御プログラムが機械２００のオペレータにより提供されていない場合、または（機械２００の少なくとも一部の特定状態に関する）主軸速度の調整があまりに重要（または、安全を最重視すべき）であるため機械２００のオペレータによりカスタマイズすべきでないと考えられる場合、主軸速度の調整は、たとえばプログラマブル論理制御部１１１によりもたらされるようになっていてもよい。
【０１６５】
プログラマブル論理制御部１１１の割り当てたコンピュータプログラムへの入力として与えられる情報は、割り当てたコンピュータプログラムへの入力として与えられる前に変形されるようになっていてもよい。たとえば、入力信号１９０が第３の条件を満たす場合、方法３００は、入力信号１９０を変形することにより、中間信号を生成すること３６０と、その後、中間信号を入力として制御システム１１０により実行されるプログラマブル論理制御部１１１のコンピュータプログラムの一部を割り当てること３５０とで続行するようになっていてもよい。
【０１６６】
入力信号１９０は、たとえば工具２１０または工具２１０とワークピース２２０との相互作用により実行される除去プロセスの状態に対応する数を一体的に表す多数のビットを含むデジタル信号であってもよい。言い換えると、ビットが一体的に状態を示す連携伝達フォーマットが採用されていてもよい。
【０１６７】
入力信号１９０の変形３６０により得られた中間信号は、工具２１０または除去プロセスの状態がそれぞれの所定状態と一致するかを独立して知らせる複数のビットを含んでいてもよい。言い換えると、ビットはそれぞれの所定状態と関連付けられていてもよく、個々のビットは、関連する所定状態が機械２００で最近発生したか否かを示すフラグとして機能するようになっていてもよい。
【０１６８】
連携伝達はビット効率が高いものの、フラグによる各状態の個別伝達は、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）への入力として共通である。これら２つのデータフォーマットを変形（または、変換）可能とすることにより、ＰＬＣへの送信にビット効率の高いフォーマットを使用できるとともに、少なくとも一部のＰＬＣプログラムまたはＰＬＣプログラムの少なくとも一部への入力として、より一般的に用いられるフラグベースのフォーマットを使用できるようになる。
【０１６９】
入力信号１９０が示す状態に対する高速応答は、工具２１０の寿命延長または壊れた工具２１０によるワークピース２２０または機械２００の他の部位の損傷の防止のため重要と考えられる。ビット効率の良い送信フォーマットによれば、制御システム１１０の応答時間を短縮可能である。
【０１７０】
入力信号１９０は、たとえばフィールドバスを介して受信されることにより、高速データ転送を提供するとともに、入力信号１９０が示す状態に対する制御システム１１０の応答時間を短縮するようにしてもよい。
【０１７１】
フィールドバスは、特に高速のデータ転送を提供し得るが、有線または無線接続等の他の手段を介して入力信号１９０を受信可能な実施形態も考えられる。入力信号１９０は、たとえばＴＣＰ／ＩＰ接続を介して受信されるようになっていてもよい。
【０１７２】
いくつかの実施形態において、モニタリングシステム１２０および制御システム１１０は、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を介して互いに接続されていてもよい。入力信号１９０は、たとえばＡＰＩを用いて、モニタリングシステム１２０から制御システム１１０に提供されるようになっていてもよい。
【０１７３】
制御システム１１０は、たとえば入力信号１９０が受信されたら承認を与えるようにしてもよい。制御システム１１０（または、プログラマブル論理制御部１１１）は、たとえば入力信号１９０をモニタリングシステム１２０に送り返して、入力信号１９０の受信を承認するようにしてもよい。
【０１７４】
図３は、図１を参照して説明したシステム１００の数値制御部１１２の例示的なコンピュータプログラム４００の概要図である。図２を参照して説明した方法３００の各ステップにおいて、コンピュータプログラム４００は、割り当て３４０によって、制御システム１１０（または、数値制御部１１２）により実行されるようになっていてもよく、入力信号１９０（または、その一部）は、コンピュータプログラム４００への入力としての提供３２０が可能である。たとえば、数値制御部１１２の内部変数には、入力信号１９０に基づく値が割り当てられていてもよく、これらの内部変数は、コンピュータプログラム４００により入力として採用されるようになっていてもよい。
【０１７５】
コンピュータプログラム４００は、入力信号１９０に基づいて（または、入力信号１９０に基づいて割り当てられた数値制御部１１２の変数）に基づいて、実行すべき適当なサブプログラムＰ１〜ＰＭの選択４１０を行う命令を含む。図１および図２を参照して上述した通り、入力信号１９０は、工具２１０または工具２１０とワークピース２２０との相互作用により実行される除去プロセスの状態に関する情報を含む。サブプログラムＰ１〜ＰＭは、さまざまな状態に応答する命令を含む。このため、入力信号１９０が示す状態に応じて、サブプログラムＰ１〜ＰＭのうちの１つまたは複数が選択され、指定状態への適当な応答がなされる。応答は、数値制御部１１２から機械２００への制御信号１５０により与えられるようになっていてもよい。
【０１７６】
プログラム４００は、たとえば実行可能な各コマンドまたは命令を含む複数の行／列を含んでいてもよい。サブプログラムＰ１〜ＰＭは、たとえばコンピュータプログラム４００の各行または位置で開始となっていてもよい。適当なサブプログラムＰ１〜ＰＭを選択するステップ４１０は、たとえば当該適当なサブプログラムＰ１〜ＰＭが開始となるプログラム４００の行または位置にジャンプすることを含んでいてもよい。
【０１７７】
プログラム４００は、たとえば工具の破損、工具の摩耗、工具の欠落、ワークピースの欠落、および間違った切削データ等の状態に対する応答を与えるそれぞれのサブプログラムＰ１〜ＰＭを含んでいてもよい。
【０１７８】
間違った切削データは、主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の現在採用して切削データが工具２１０に適していないことを示していてもよい。現在採用している切削データは、たとえば工具製造業者により指定された推奨切削データに適合していなくてもよい。したがって、関連するサブプログラムＰ１〜ＰＭは、主軸速度、切削深さ、および／または送り速度等の切削データを修正または調整する命令を含んでいてもよい。
【０１７９】
図５は、例示的な実施形態に係る、第１のコンピュータ可読記憶手段６００および第２のコンピュータ可読記憶手段７００を示している。
【０１８０】
第１のコンピュータ可読記憶手段６００は、図２を参照して説明した方法３００を実行する命令を含むコンピュータプログラム６０１を格納する。本明細書においては、単一の物理的位置にコンピュータプログラム６０１全体を格納する単一のディスクまたはメモリによって、第１のコンピュータ可読記憶手段（または、コンピュータ可読媒体）６００を例示している。第１のコンピュータ可読記憶手段６００は、たとえば単一のサーバ、ハードドライブ、メモリスティック、コンパクトディスク（ＣＤ）、またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）上に提供されていてもよい。また、別個の物理的位置に配置され、コンピュータプログラム６０１の各部を格納する複数の部分を第１のコンピュータ可読記憶手段６００が備えた実施形態も考えられる。コンピュータ可読記憶手段６００の異なる部分は、たとえば異なるサーバ、ハードドライブ、メモリスティック、ＣＤ、またはＤＶＤ上に提供されていてもよい。コンピュータプログラム６０１は、たとえば１つまたは複数のサーバに格納されていてもよく、図１を参照して説明した制御システム１１０へのインターネットを介したダウンロードに利用可能であってもよい。
【０１８１】
第２のコンピュータ可読記憶手段７００は、図２および図４を参照して説明した方法３００および５００を実行する命令を含むコンピュータプログラムパッケージを格納する。第２のコンピュータ可読記憶手段７００は、別個の物理的位置に配置され、コンピュータプログラムパッケージの各部７０１および７０２を格納する複数の部分７１０および７２０を備える。
【０１８２】
第２のコンピュータ可読記憶手段７００の第１の部分７１０は、たとえば図２を参照して説明した方法３００を実行する命令を含むコンピュータプログラム７０１を格納するようにしてもよい。第２のコンピュータ可読記憶手段７００の第２の部分７２０は、たとえば図４を参照して説明した補完方法５００を実行する命令を含むコンピュータプログラム７０２を格納するようにしてもよい。第２のコンピュータ可読記憶手段７００の各部分７１０および７２０は、たとえば異なるサーバ、ハードドライブ、メモリスティック、ＣＤ、またはＤＶＤ上に提供されていてもよい。コンピュータプログラム７０１および７０２は、たとえば異なるサーバに格納されていてもよく、図１を参照して説明した制御システム１１０およびモニタリングシステム１２０へのインターネットを介したダウンロードに利用可能であってもよい。
【０１８３】
当業者には、本発明が決して上述の好適な実施形態に限定されないものと認識される。それどころか、添付の特許請求の範囲内で多くの改良および変形が可能である。また、当業者であれば、図面、本開示、および添付の特許請求の範囲の研究により、特許請求の範囲に係る発明の実施に際して、開示の実施形態の変形を了解および達成可能である。特許請求の範囲において、単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素もステップも除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数を除外しない。本開示にて言及の機能ユニット間のタスクの分割は、必ずしも物理的なユニットへの分割に対応していない。それとは反対に、１つの物理的構成要素が複数の機能を有していてもよく、１つのタスクが協働する複数の物理的構成要素により分散して実行されるようになっていてもよい。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとの一体化または他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体または固体媒体等の適当な媒体に格納／分散していてもよいが、インターネットまたは他の有線もしくは無線通信システム等を介する他の形態で分散していてもよい。相互に異なる従属請求項に特定の手段が列挙されているという事実だけでは、これら手段の組み合わせを都合良く使用できない、ということにならない。特許請求の範囲における如何なる参照記号も、その範囲を制限するものと解釈されるべきではない。