(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械を制御して加工を行う際に生成乃至検出される数値制御データと、前記加工に用いられる周辺機器から取得される周辺機器データとを収集し、前記数値制御データおよび前記周辺機器データを集約した加工データを生成して出力する数値制御装置であって、
前記数値制御データ及び前記周辺機器データの収集条件を定めた収集情報と、前記数値制御データ及び前記周辺機器データを集約する際の集約条件を定めた集約情報とを設定するためのインタフェースと、生成された前記加工データを出力するためのインタフェースを提供する収集／出力制御部と、
前記収集情報に従って前記数値制御データを収集するデータ管理部と、
前記収集情報に従って前記周辺機器から前記周辺機器データを収集するデータ収集部と、
前記数値制御データと、前記周辺機器データとを、前記集約情報に従って集約した前記加工データを生成するデータ集約部と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記収集情報は、収集データの種類、データ収集時間、データ収集点数、周辺機器識別情報のいずれかを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記集約情報は、データの集約時の基準とする基準データ、前記数値制御データ及び前記周辺機器データの変換係数、前記数値制御データ及び前記周辺機器データのタイムシフトのいずれかを含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記データ収集部は、前記周辺機器データを収集した周辺機器との間でやり取りされるコマンドの遅延時間を前記周辺機器データと共に出力し、
前記データ集約部は、データの集約時に前記遅延時間に基づいて前記周辺機器データを時間軸方向でシフトする、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置に関し、特に数値制御に係るデータや周辺機器に係るデータを一括して出力する機能を備えた数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、機械を制御して加工を行う際に生成乃至検出される数値制御データと、前記加工に用いられる周辺機器から取得される周辺機器データとを収集し、加工品質の向上や加工時間の短縮、加工不良の原因調査などを目的として、収集したデータを分析、活用している。加工状況をより正確に分析するため、および加工データを効率的に活用するために、数値制御装置の制御データに限らず、周辺機器のデータも同時に収集することが多い。
【０００３】
図７は、従来技術による加工に係るデータの収集方法を示す図である。図７に示すように、従来はオペレータが数値制御装置に対して出力操作を行い、出力する数値制御データの種類や出力先を数値制御装置に設定していた。また、周辺機器に関しても同様に、それぞれの周辺機器に対してデータの出力操作を行っていた。このように、従来は、加工データを収集するために、数値制御装置および周辺機器に対して、オペレータが個別に出力操作をする必要があった。
更に、数値制御装置、周辺機器が外部メモリに出力した個々のデータは、それぞれの装置内に設置された時計を基準にタイムスタンプが押されていることや、データの単位、サンプリング周期などが統一されていないことなどから、装置間の時系列的な相対動作をすぐに比較、解析するのは難しかった。そのため、オペレータは、これらの装置間の違いを整理し、データ間の時系列などを調整して、比較、解析可能な一連の加工データに集約する必要があった。
【０００４】
また、他の従来技術として、図８に示すように、ホストパソコンと数値制御装置を接続、またはパソコン機能付き数値制御装置を用いて、データロガーや表示アプリケーションといったパソコン上で動作するアプリケーションを活用することで、データの収集、利用を自動化するシステムが増えている。
例えば、特許文献１には、データ生成機器により取得したデータを実時間に対応するリアルタイムデータとして蓄積するデータ収集装置において、前記データの取得時間を、期待する時間周期に補正したデータとして蓄積する補正データ蓄積手段を設けたことを特徴とするデータ収集装置が開示されている。このような構成を採用することで、オペレータの出力操作、および集約作業を自動化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるようなデータロガー（データ収集装置）や表示アプリケーションの開発、または購入にはコストが掛かり、また、これらが動作するためのシステム環境の構築、運用にコストが掛かるという問題がある。更に、加工データを収集するデータロガーと、収集した加工データを利用するアプリケーションとの間で、膨大な加工データを受け渡すためのインタフェースが必要となり、当該インタフェースを介した膨大な加工データの受け渡しには高いパフォーマンスが必要とされることも問題となる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、データロガーなどの外部装置を用いることなく加工に係るデータを収集し、該データを一括して出力する機能を備えた数値制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、機械を制御して加工を行う際に生成乃至検出される数値制御データと、前記加工に用いられる周辺機器から取得される周辺機器データとを収集し、前記数値制御データおよび前記周辺機器データを集約した加工データを生成して出力する数値制御装置であって、前記数値制御データ及び前記周辺機器データの収集条件を定めた収集情報と、前記数値制御データ及び前記周辺機器データを集約する際の集約条件を定めた集約情報とを設定するためのインタフェースと、生成された前記加工データを出力するためのインタフェースを提供する収集／出力制御部と、前記収集情報に従って前記数値制御データを収集するデータ管理部と、前記収集情報に従って前記周辺機器から前記周辺機器データを収集するデータ収集部と、前記数値制御データと、前記周辺機器データとを、前記集約情報に従って集約した前記加工データを生成するデータ集約部と、を備えることを特徴とする数値制御装置である。
【０００９】
本願の請求項２に係る発明は、前記収集情報は、収集データの種類、データ収集時間、データ収集点数、周辺機器識別情報のいずれかを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
【００１０】
本願の請求項３に係る発明は、前記集約情報は、データの集約時の基準とする基準データ、前記数値制御データ及び前記周辺機器データの変換係数、前記数値制御データ及び前記周辺機器データのタイムシフトのいずれかを含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置である。
【００１１】
本願の請求項４に係る発明は、前記データ収集部は、前記周辺機器データを収集した周辺機器との間でやり取りされるコマンドの遅延時間を前記周辺機器データと共に出力し、前記データ集約部は、データの集約時に前記遅延時間に基づいて前記周辺機器データを時間軸方向でシフトする、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、オペレータは数値制御装置、周辺機器に対して個別に出力操作をする必要がなくなるため、加工データの収集が容易になる。本発明の数値制御装置から出力される一連の加工データは、データ間のタイムスタンプなどが調整されているため、オペレータによる加工データの集約が不要になる。
【００１３】
また、パソコンとのデータ入出力インタフェースを持たない周辺機器であっても、数値制御装置と接続されたＩ／Ｏ機器を介してデータを収集できるため、より多くの周辺機器のデータを収集できる。更に、別途専用のデータロガーを必要としないため、データロガーや表示アプリケーションの開発、または購入に掛かるコスト、およびこれらが動作するためのシステム環境の構築、運用に掛かるコストを削減でき、データの転送時間、アプリケーションの応答時間が掛からないため、数値制御装置上ですぐに加工データを確認することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の数値制御装置が備える機能の概要を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態による数値制御装置の概略機能ブロック図である。
【図３】図２の数値制御装置１０の各機能手段間でやり取りされるデータを示す図である。
【図４】データ集約部１４によるデータの集約方法の例を示す図である。
【図５】データ集約部１４により集約された加工データの例を示す図である。
【図６】データ集約部１４が集約したデータを収集／出力制御部１１がオペレータに対して出力するまでの処理の流れを説明する図である。
【図７】従来技術による加工に係るデータの収集方法を示す図である。
【図８】従来技術によるパソコンを使った加工に係るデータの収集方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の数値制御装置が備える機能の概要を説明する図である。本発明の数値制御装置１０は、オペレータの設定に従って周辺機器２０から周辺機器データを自動で収集し、数値制御データと周辺機器データ間のタイムスタンプやサンプリング周期などを統一した一連の加工データに集約して、表示装置３０の画面上に表示、または外部メモリ４０へ出力する機能を備える。本発明の数値制御装置１０を用いることにより、データロガー、表示アプリケーションといったパソコン用アプリケーションを使わずに、低コストでオペレータの手動操作を減らし、かつ加工データの収集、集約を一連の処理として実行することで、効率的に加工データを利用可能にする。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態による数値制御装置１０内における指令／操作フローおよびデータフローを示す概略的な機能ブロック図である。また、図３は、図２に示した各機能手段の間でやり取りされるデータをより詳細に示した機能ブロック図である。本実施形態の数値制御装置１０は、収集／出力制御部１１、データ管理部１２、データ収集部１３、データ集約部１４を有する。
【００１７】
収集／出力制御部１１は、データを収集する対象や収集期間などの収集条件を設定する収集情報と、該収集情報に基づいて収集した結果としてのデータをどのように集約するのかを示す集約条件を設定する集約情報とを設定するためのインタフェースと、データ集約部１４が集約した加工データをオペレータに対して出力するインタフェースとを提供する機能手段である。収集／出力制御部１１は収集情報、集約情報を設定するためのインタフェースを介してオペレータが設定した数値制御データに関する収集情報をデータ管理部１２に、周辺機器データに関する収集情報をデータ収集部１３に、オペレータが設定した集約情報をデータ集約部１４に、それぞれ通知する。
収集／出力制御部１１を介して設定する収集情報は、数値制御データについては、収集対象となる数値制御データの種類、データを収集する期間を示すデータ収集時間、データ収集点数などが設定され、周辺機器データについては、データ収集対象となる周辺機器２０の周辺機器識別ＩＤ、収集対象となる周辺機器データの種類、データを収集する期間を示すデータ収集時間、データ収集点数などが設定される。周辺機器データについては、周辺機器２０ごとにデータ収集が可能なサンプリング周期などが異なっている場合もあるので、そのような項目については周辺機器２０の使用などで設定される値をオペレータに選択させることで入力させるようにしても良い。なお、データの収集対象として選択できる周辺機器２０は、加速度センサや衝撃センサなどのセンサ類や、チップコンベアやロボットなどといった連動機器などの加工に関連する全ての機器を含む。
収集／出力制御部１１を介して設定する集約情報は、オペレータが設定した収集情報で収集対象として指定されるデータの内で集約の基準とする基準データ、それぞれの収集対象として指定されるデータを集約時に単位変換するための変換係数、それぞれの収集対象として指定されるデータを集約する際にそれぞれのデータの時間のシフト量を指定するタイムシフト、などが設定される。ここで、タイムシフトは周辺機器２０のデータ転送開始までの遅延時間を設定するものである。周辺機器２０は、データの出力要求を受けてから、実際にデータの出力を開始するまでに処理時間を要するため、要求時のデータが遅れて出力される場合がある（図３の＜２＞の出力で発生する遅延時間）。この遅延時間は、周辺機器２０ごとに異なることから、オペレータがあらかじめ調査した遅延時間を周辺機器２０ごとに設定できるようにする。
【００１８】
データ管理部１２は、工作機械１の数値制御に用いられるデータや工作機械１の数値制御の結果として得られるデータである数値制御データを管理しており、管理している数値制御データに対して収集／出力制御部１１から通知された収集情報に従って収集結果を付加した数値制御データをデータ集約部１４へと転送する。
【００１９】
データ収集部１３は、周辺機器２０とのインタフェースを持ち、収集／出力制御部１１から通知された収集情報に従って、周辺機器２０とコマンド通信を行い、周辺機器２０から出力された周辺機器データを送受信用バッファに格納し、格納した周辺機器データに対して収集結果を付加してデータ集約部１４へと転送する。
ここで、数値制御装置１０と周辺機器２０とが、ネットワーク、またはＩ／Ｏ機器などを介して接続され、コマンド、およびデータの送受信が可能なシステムであることを前提とする。コマンドには、汎用の通信コマンドだけでなく、従来から使用されている数値制御装置１０と周辺機器２０との間で認識可能な制御信号などを含む。また、コマンド送受信に掛かる遅延時間（図３の＜１＞のやり取りで発生する遅延時間）をあらかじめ計測し、収集結果に付加する。
【００２０】
データ集約部１４は、データ管理部１２から転送されてきた数値制御データと、データ収集部１３から転送されてきた周辺機器データとを収集／出力制御部１１から通知された集約情報に従って集約した加工データを生成する。
図４に、データ集約部１４によるデータの集約方法の例を示す。図４の例では、周辺機器データとしてクーラント流量、数値制御データとしてＸ座標値、および制御信号（モーダル信号）を収集し、下記のデータ集約処理手順に従ってデータを集約する。
【００２１】
＜１．データの分類＞
収集した数値制御データおよび周辺機器データをオプションやパラメータ、補正量といった時系列的に変化の少ないデータ類（機械構成に関する設定データ）と、クーラント流量や座標値、制御信号といった時系列的に変化の多いデータ類に分類する。
＜２．データの単位変換＞
収集／出力制御部１１から集約情報として通知された変換係数、またはあらかじめ登録しておいた各データごとの変換係数にもとづいて、それぞれの数値制御データおよび周辺機器データの変換処理を行う。
＜３．データ収集時間の調整＞
収集／出力制御部１１から集約情報として通知された基準となるデータ、または集約情報に基準データが指定されていない場合にはデータ収集時間が最も長い数値制御データまたは周辺機器データを基準データとし、収集したデータを基準データの時間軸上に展開する。
【００２２】
＜４．サンプリング周期の計算＞
データ収集時間とデータ収集点数から、それぞれの数値制御データおよび周辺機器データのサンプリング周期を求める。
＜５．データの補間＞
基準となるデータのサンプリング周期に合わせ、その他の数値制御データおよび周辺機器データのデータ点数を補間する。
＜６．データのシフト＞
集約情報に含まれるタイムシフト、および収集結果に含まれる遅延時間を合算し、基準データの時間軸上でそれぞれの数値制御データおよび周辺機器データをシフトする。
【００２３】
図５は、上記処理手順に従って集約された加工データの例を示している。図５に示すグラフから、オペレータは、クーラント流量が定常値に到達する前に、切削加工を開始してしまっていることが一目で把握することができ、把握した内容に従って加工に用いたプログラムや各周辺機器の設定などを再確認することができる。
【００２４】
図６は、データ集約部１４が集約したデータを収集／出力制御部１１がオペレータに対して出力するまでの処理の流れを説明する図である。データ集約部１４は、集約した加工データを収集／出力制御部１１に転送する。収集／出力制御部１１は、送受信用バッファを介して、表示用のインタフェースの更新を行う加工データの表示処理をすることでオペレータに対して加工データを出力したり、加工データを外部メモリ４０に対して転送して記録したりすることができる。
【００２５】
上記の構成を備えた数値制御装置１０では、オペレータは数値制御装置１０、周辺機器２０に対して個別に出力操作をする必要がなくなるため、加工データの収集が容易になる。また、数値制御装置１０から出力される一連の加工データは、データ間のタイムスタンプなどが調整されているため、オペレータによる加工データの集約が不要になる。
【００２６】
数値制御装置１０は、パソコンなどのデータ収集装置とのデータ入出力インタフェースを持たない周辺機器２０との間でもデータのやり取りを行うことができる。数値制御装置１０は、このような周辺機器２０と接続されたＩ／Ｏ機器を介してデータの収集を行い、一般的なデータ収集装置よりも多くの周辺機器のデータを収集することができる。また、専用のデータ収集装置を必要としないため、データロガーや表示アプリケーションの開発、または購入に掛かるコスト、およびこれらが動作するためのシステム環境の構築、運用に掛かるコストを削減でき、データの転送時間、アプリケーションの応答時間が掛からないため、数値制御装置上ですぐに加工データを確認することも可能になる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述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。
【符号の説明】
【００２８】
１  工作機械
１０  数値制御装置
１１  収集／出力制御部
１２  データ管理部
１３  データ収集部
１４  データ集約部
２０  周辺機器
３０  表示装置
４０  外部メモリ
【図１】
0006363639.tif 000002
【図２】
0006363639.tif 000003
【図３】
0006363639.tif 000004
【図４】
0006363639.tif 000005
【図５】
0006363639.tif 000006
【図６】
0006363639.tif 000007
【図７】
0006363639.tif 000008
【図８】
0006363639.tif 000009