(57)【要約】【課題】信号ノイズや機械振動等の、工作機械特有の環境影響を防止して、耐環境性を向上させることができる数値制御装置及び数値制御装置の構成方法を提供すること。【解決手段】数値制御装置１０を構成するモータ制御部１２は、工作機械１を制御するのに適合した位置に配置する。また、数値制御装置１０を構成する操作パネル部１３は、工作機械１を操作するのに適合した位置に配置する。さらに、数値制御装置１０を構成する制御部１１は、工作機械１によって形成される物理的な環境（より具体的には、電気的なノイズ信号や機械的な振動）に影響されないことが予め検証されている範囲内で、制御及び操作が可能な位置に配置する。なお、制御部１１と、モータ制御部１２及び操作パネル部１３との間は、バスで接続する。【選択図】図１
2013232102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の工作機械を制御するのに適合した位置に配置したモータ制御部と、
前記工作機械を操作するのに適合した位置に配置した操作パネル部と、
前記工作機械によって形成される物理的な環境に影響されないことが予め検証されている範囲内で、前記モータ制御部及び前記操作パネル部を制御することが可能な位置に配置した制御部と、
前記制御部と前記モータ制御部との間、及び前記制御部と前記操作パネル部との間を接続するバスと
を備える数値制御装置。
【請求項２】
前記制御部の配置場所を、前記工作機械によって形成される前記物理的な環境に影響されない範囲で、前記工作機械に最も近い位置とした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記制御部の配置場所を、インターネット網を含む通信ネットワークで接続可能な遠隔の位置とした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御部の配置場所を、前記工作機械と隣接する位置、前記工作機械と一部が接触する位置、前記工作機械の一部への嵌め込みが可能な位置、及び前記工作機械の内部への組み込みが可能な位置、のいずれか１つとした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記操作パネル部の配置場所を、前記工作機械と隣接する位置、前記工作機械と一部が接触する位置、前記工作機械の一部への嵌め込みが可能な位置、及び前記工作機械の内部への組み込みが可能な位置、のいずれか１つとした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項６】
前記制御部及び／または前記操作パネル部には、工作に必要なグラフィックコントローラの機能を備えている
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項７】
前記工作機械によって形成される前記物理的な環境は、電気的なノイズ信号及び／または機械的な振動である
請求項１から６のいずれか一項に記載の数値制御装置。
【請求項８】
所与の工作機械を制御するモータ制御部を、前記工作機械を制御するのに適合した位置に配置するステップと、
前記工作機械を操作する操作パネル部を、前記工作機械を制御するのに適合した位置に配置するステップと、
前記モータ制御部及び前記操作パネル部を制御する制御部を、前記工作機械によって形成される物理的な環境に影響されないことが予め検証されている範囲内で、前記モータ制御部及び前記操作パネル部を制御することが可能な位置に配置するステップと、
前記制御部と前記モータ制御部との間、及び前記制御部と前記操作パネル部との間をバスで接続するステップと
を備える数値制御装置の構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は数値制御装置及び数値制御装置の構成方法に係り、特に、振動やノイズに対する耐環境性を向上させる数値制御装置及び数値制御装置の構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、数値制御装置は、制御部、表示部、及びモータ制御部を備えて構成されており、例えばＮＣ制御コンローラとして、工作機械に組み込んで使用される。しかし、これまでの数値制御装置は、加工中の振動やノイズなどにより、機能や加工精度が低下する懸念を有していた。また、工作機械の構造（より具体的には取り付け構造）上の制限から、基盤を共通化して加工処理性能に合わせてＣＰＵを選択することも困難であった。さらに、装置構成としての拡張性が低いため、例えばグラフィックボードによるグラフィック性能を簡単に向上させることなども困難であった。
【０００３】
図３は、従前の数値制御装置を組み込まれたＮＣ制御工作装置の１構成例を示す構成図である。同図に例示するＮＣ制御工作装置は、数値制御装置９１を備える。数値制御装置９１は、制御部９１１、モータ制御部９１２、及び操作パネル部９１３を備えて構成されている。図３に示す従前の数値制御装置は、その構成が制御部９１１、モータ制御部９１２、及び操作パネル部９１３の一体構成となっている。このため、この数値制御装置９１を組み込んだＮＣ制御工作装置は、耐環境性の面では工作機械特有の環境影響（信号ノイズや機械振動）を受け易い。
【０００４】
この分野の公知例技術として、例えば特許文献１には、加工プログラム変更、作成が容易で、データ伝達量が少なく、かつ、加工データチェックの容易な信頼性の高いＮＣ制御方式が開示されている。具体的には、汎用プログラマブルコントローラと汎用ＮＣ装置とをＮＣ側プログラマブルコントローラを介して通信ケーブルで接続する。汎用プログラマブルコントローラのＲＡＭの加工データ記憶部にタッチパネルから入力する。記憶された基本形状パターン毎の変数データを汎用ＮＣ装置へ伝送し、その変数データを、基本形状パターンに対応して予め汎用ＮＣ装置にマクロプログラムで記述したパターン用加工プログラムの変数記述部に適用して、工作機械をＮＣ制御する、ものとしている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、液晶表示装置と一体化し、小型化、薄型化した数値制御装置が開示されている。具体的には、ＣＮＣ制御部プリント板に交換可能に接続されＣＮＣ制御機能を行なうＣＰＵカード、サーボカード、表示制御カードを実装し、液晶表示装置の背面に固定する。さらにプリント板にはＰＭＣ、スピンドルインターフェース回路、メモリ手段を実装し、これら要素をバス接続し、小型、薄型のＣＮＣ制御部を構成する。機械各軸のサーボモータ群とＣＮＣ制御部とは１本の光ファイバケーブルで構成したシリアルサーボバスで接続する。さらに、拡張バスとしてマルチタスクバスを用いオプション機能を付加できるようにする、ものとしている。
【０００６】
さらに、例えば特許文献３には、パソコンのリアルタイム処理能力が低くても、ＮＣ装置としての動作遅れを生じることのないＮＣ装置が開示されている。具体的には、メインバスと、メインバス上の複数の拡張スロットとを有する個人用汎用コンピュータと、拡張スロットに取り付けられ、サーボモータの制御等を行うＮＣ制御部と、シーケンス制御等を行うＰＬＣ制御部とを備えたＮＣ拡張ボード８とを有する。また、このＮＣ拡張ボードは、メインバス以外にＮＣ制御部とＰＬＣ制御部とを接続して信号を伝達する制御部間信号路を有する、ものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５８０４４７号公報
【特許文献２】特開平０９−０６９００４号公報
【特許文献３】特開平１０−２４０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記背景技術で述べた従前の数値制御装置にあっては、前述のとおり、主要な構成部として、ＰＣ機能を有する制御部、モータ制御部、及び操作パネルを兼ねた表示部を有している。しかしながら、これらの主要な構成要素は一体構成として構成されている。また、このような一体構成のままで、例えばＮＣ制御工作機械等に組み込まれているので、工作機械特有の環境影響（信号ノイズや機械振動）を受け易く、耐環境性の面で高い信頼性を得ることができないという問題点が有った。
【０００９】
前述のとおり、図３に示すＮＣ制御工作装置に組み込まれた従前の数値制御装置では、その構成が、制御部９１１、モータ制御部９１２、及び操作パネル部９１３の一体構成となっている。このため、この数値制御装置９１は、耐環境性の面では工作機械特有の環境影響（信号ノイズや機械振動）を受けるという問題点が有った。また、工作機械取付けの構造制限上から見て拡張性が低くなるという問題点が有った。さらに、工作機械の処理性能に対応させて、ボードで共通化したＣＰＵを選択することや、グラフィックボードを実装することが困難になるという問題点が有った。
【００１０】
本発明の目的は、上述した課題を解決する数値制御装置及び数値制御装置の構成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る数値制御装置は、所与の工作機械を制御するのに適合した位置に配置したモータ制御部と、工作機械を操作するのに適合した位置に配置した操作パネル部と、工作機械によって形成される物理的な環境に影響されないことが予め検証されている範囲内で、モータ制御部及びパネル制御部を制御することが可能な位置に配置した制御部と、制御部とモータ制御部との間、及び制御部と操作パネル部との間を接続するバスとを備える。
【００１２】
また、本発明に係る数値制御装置の構成方法は、所与の工作機械を制御するモータ制御部を、工作機械を制御するのに適合した位置に配置するステップと、工作機械を操作する操作パネル部を、工作機械を制御するのに適合した位置に配置するステップと、モータ制御部及びパネル制御部を制御する制御部を、工作機械によって形成される物理的な環境に影響されないことが予め検証されている範囲内で、モータ制御部及びパネル制御部を制御することが可能な位置に配置するステップと、制御部とモータ制御部との間、及び制御部と操作パネル部との間をバスで接続するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、モータ制御部及びパネル制御部を制御する制御部が、工作機械によって形成される物理的な環境（具体的には電気的なノイズ信号や機械的な振動）の影響を受けることを防止できるので、耐環境性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る数値制御装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る数値制御装置の１例としての詳細構成を示す構成図である。
【図３】従前の数値制御装置を組み込まれたＮＣ制御工作装置の１構成例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の数値制御装置は、ＰＣ機能を有する制御部のバスを延長させ、この延長したバス上にモータ制御部、パネル表示部を接続する。この構成により、制御部を、機械的な工作部分から分離させて、工作機械特有の環境（電気的なノイズ信号や機械的な振動）に影響されないようにする。このような構成上の工夫により、例えば、耐環境性能に対する信頼性向上や拡張性を向上させることを可能にしている。
【００１６】
以下、本発明の数値制御装置及び数値制御装置の構成方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る数値制御装置の全体構成を示す構成図である。同図において、本実施形態の数値制御装置１０は、工作機械１の外部に配置された制御部１１と、工作機械１の内部に組み込まれたモータ制御部１２及び操作パネル部１３とを備える。図１に示す数値制御装置１０において、制御部１１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）機能を有するものとする。また、モータ制御部１２は、工作機械の駆動モータを制御するものとする。
【００１７】
さらに、操作パネル部１３は、加工プログラム入力や加工前シミュレーションなどの表示や操作を行うために使用できるものとする。なお、制御部１１と、モータ制御部１２及び操作パネル部１３との間は、バスで接続するものとする。バスは、高速バスを使用することが好ましい。また、バスは、インターネット網を含む通信ネットワークで構成しても良い。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の数値制御装置１０にあっては、モータ制御部１２及び操作パネル部１３が、工作機械１の内部に配置されている。また、制御部１１が、工作機械１の外部に工作機械１とは物理的に分離して配置されている。しかし、これは単に見た目の話であるので、以下では、本発明の実施形態に係る数値制御装置１０を構成する規則を、本発明の特徴としてより正確に説明する。
【００１９】
数値制御装置１０を構成するモータ制御部１２は、工作機械１を制御するのに適合した位置に配置するものとする。また、数値制御装置１０を構成する操作パネル部１３は、工作機械１を操作するのに適合した位置に配置するものとする。さらに、数値制御装置１０を構成する制御部１１は、工作機械１によって形成される物理的な環境（より具体的には、電気的なノイズ信号や機械的な振動）に影響されないことが予め検証されている範囲内で、制御及び操作が可能な位置に配置するものとする。なお、制御部１１と、モータ制御部１２及び操作パネル部１３との間は、バスで接続するものとする。
【００２０】
モータ制御部１２の配置場所は、工作機械１と隣接する位置、工作機械１と一部が接触する位置、工作機械１の一部への嵌め込みが可能な位置、及び工作機械１の内部への組み込みが可能な位置、のいずれか１つであって良い。また、操作パネル部１３の配置場所は、工作機械１と隣接する位置、工作機械１と一部が接触する位置、工作機械１の一部への嵌め込みが可能な位置、及び工作機械１の内部への組み込みが可能な位置、のいずれか１つであって良い。ここで、工作機械１の内部への組み込みが可能な位置とは、例えば、扉を開けると操作可能となる位置等である。また、制御部１１の配置場所は、工作機械１によって形成される物理的な環境（より具体的には、電気的なノイズ信号や機械的な振動）に影響されない範囲で、工作機械１に最も近い位置であっても良い。また、制御部１１の配置場所は、インターネット網を含む通信ネットワークで接続可能な遠隔の位置であっても良い。
【００２１】
工作に必要なグラフィックコントローラは、制御部１１のＧＰＵ（グラフィック・プロセスユニット）で制御するか、若しくはグラフィックボードで制御することができるが、操作パネル部１３の拡張スロットにも実装することが可能である。実際には、工作機械のグラフィック性能やシステム構成により選択することができる。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態に係る数値制御装置の１例としての詳細構成を示す構成図である。同図に示す制御部１１は、ＧＰＵ機能を有するＣＰＵ１１１、Ｃｈｉｐｓｅｔ１１２、メモリ１１３、ハードディスク１１４、ＵＳＢ１１５、拡張スロット１１６、及びデータ送受信部１１７を備える。また、図２に示すモータ制御部１２は、ＵＳＢ変換部１２１、マイク１２２、カメラ１２３、拡張スロット１２４、及びデータ送受信部１２５を備える。さらに、図２に示す操作パネル部１３は、ＵＳＢ変換部１３１、ＧＰＵ変換部１３２、ＬＣＤパネル１３３、ＵＳＢ１３４（外部インタフェース）、タッチパネル１３５、拡張スロット１３６、及びデータ送受信部１３７を備える。制御部１１とモータ制御部１２とはバスで接続されている。また、制御部１１と操作パネル部１３も、バスで接続されている。
【００２３】
以下、本発明に特徴的な主要構成要素の機能について説明する。図２に示す構成において、制御部１１は、演算処理およびグラフィック処理を行い、バスで接続された操作パネル部及びモータ制御部との間で、データ送受信を行う。また、図２に示すモータ制御部１２の拡張スロット１２４にはモータ駆動制御ボードを実装することも可能である。さらに、図２に示す操作パネル部１３のＵＳＢ１３４（外部インタフェース）は、ＵＳＢメモリなどの外部Ｉ／Ｆとして使用する。操作パネル部１３にグラフィックコントローラもしくはグラフィックボードを実装して操作パネル部１３側で描画処理することも可能である。
【００２４】
図２に例示する本発明の実施形態に係る数値制御装置は、分離型ＮＣ制御装置に適用することが可能であり、制御部１１のバスを延長し、延長したバスの配下にモータ制御部１２と操作パネル部１３とを接続してデータ送受信を行う。しかしながら、制御部１１とモータ制御部１２との間は、物理的に引き離されており、また、制御部１１と操作パネル部１３との間も、物理的に引き離されていることが本発明の特徴である。
【００２５】
制御部１１は、演算処理およびグラフィック処理を行う。ＣＰＵ１１１は、ボードを共通化して工作機械もしくはシステムの処理性能に合わせて選択することが可能である。また、拡張スロット１１６には、必要なグラフィック性能を得るためにグラフィックボードを実装することもできる。さらに、この拡張スロット１１６は、必要により増設が可能である。
【００２６】
モータ制御部１２の拡張スロット１２４には、モータ制御ボードを実装することも可能であり、この拡張スロット１２４も、必要により増設が可能であるものとする。また、モータ制御部１２のデータ送受信部１２５には、ＵＳＢ変換部１２１を介してマイク１２２やカメラ１２３などのＵＳＢデバイスを接続可能にしている。
【００２７】
操作パネル部１３は、制御部１１でグラフィック処理された描画を内部メモリ（図示は省略）にバッファする。このバッファ情報はバスを介して制御部１１から転送されたものであり、ＧＰＵ変換部１３２を介して操作パネル部１３のＬＣＤパネル１３３に描画表示する。なお、操作パネル部１３にＵＳＢインタフェースが必要な場合は、ＵＳＢ変換部１３１にＵＳＢインタフェースを設けることも可能である。また、操作パネル部１３側にグラフィックコントローラを実装するか、若しくは拡張スロット１３６にグラフィックボードを実装可能にすることで、工作機械のグラフィック性能やシステム構成に合わせて構築することが可能である。
【００２８】
本実施形態に係る数値制御装置は、制御部１１がモータ制御部１２及び操作パネル部１３と物理的に見て完全に分離しているため、制御部１１が、工作機械特有の環境（振動およびノイズなど）の影響を受けることを防止することができる。このようにして、耐環境性の面で、信頼性を向上させることができる。また、制御部１１とモータ制御部１２及び操作パネル部１３とが、物理的に見て分離しているため、自由に設置場所が選ぶことができる効果が有る。特に、制御部１１は、工作機械外部に設置するので、工作機械に設けられている構造上の制限を受けないため、拡張性が向上するといった効果も有する。
【００２９】
また、グラフィックコントローラは、制御部１１と操作パネル部１３のいずれにおいても内蔵可能であるので、その選択に際しては、工作機械のシステム構成や要求されるグラフィック性能に合わせて選択することが可能となる効果が有る。さらに、制御部１１や操作パネル部１３には、オンボードのグラフィックチップ、グラフィックボードを実装できる効果も有する。また、制御部１１を工作機械の外部に設置することができるため、制御部１１の外形サイズには制限が無くなり、例えば、デスクトップ型のＣＰＵを採用することも可能となる効果が有る。このため、工作機械の加工処理性能に合わせてＣＰＵを選択することが可能となる効果も得られる。さらに、操作パネル部１３やモータ制御部１２は、必要に合わせてＵＳＢインタフェースを増設することが可能となる効果も有している。
【００３０】
本発明の数値制御装置は、ＰＣ機能を有さない工作機械のＮＣ制御装置に適用されるものとは限らず、独自にＰＣ機能を有するシステム一般にも適用することができる。また、拡張スロット１１６にデータ送受信部のあるボードを実装しているので、拡張スロット１１６に実装したボードからバスを延長し、このバスの配下に表示部や他のモータ制御部を複数接続してシステムを構築することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  工作機械
１０  数値制御装置
１１  制御部
１２  モータ制御部
１３  操作パネル部
１１１  ＣＰＵ
１１２  Ｃｈｉｐｓｅｔ
１１３  メモリ
１１４  ハードディスク
１１５，１３４  ＵＳＢ
１１６，１２４，１３６  拡張スロット
１１７，１２５，１３７  データ送受信部
１２１，１３１  ＵＳＢ変換部
１３３  ＬＣＤパネル
１３５  タッチパネル
【図１】
2013232102.tif 000003
【図２】
2013232102.tif 000004
【図３】
2013232102.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月16日(2013.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械を制御するのに適合した位置に配置されたモータ制御部と、
前記工作機械を操作するのに適合した位置に配置されて、工作に必要なグラフィックコントローラの機能を備える操作パネル部と、
前記工作機械によって形成される物理的な環境に影響されないことが予め検証されている範囲内で、前記モータ制御部及び前記操作パネル部を制御することが可能な、前記工作機械に最も近い位置に配置された制御部と、
前記制御部と前記モータ制御部との間、及び前記制御部と前記操作パネル部との間を接続するバスと
を備える数値制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御部の配置場所を、前記工作機械と隣接する位置とした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記モータ制御部の配置場所を、前記工作機械と一部が接触する位置とした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御部の配置場所を、前記工作機械の一部への嵌め込みが可能な位置とした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記モータ制御部の配置場所を、前記工作機械の内部への組み込みが可能な位置とした
請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項６】
前記操作パネル部の配置場所を、前記工作機械と隣接する位置、前記工作機械と一部が接触する位置、前記工作機械の一部への嵌め込みが可能な位置、及び前記工作機械の内部への組み込みが可能な位置、のいずれか１つとした
請求項１から５のいずれか一項に記載の数値制御装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、数値制御装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の目的は、上述した課題を解決する数値制御装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、数値制御装置であって、工作機械を制御するのに適合した位置に配置されたモータ制御部と、工作機械を操作するのに適合した位置に配置されて、工作に必要なグラフィックコントローラの機能を備える操作パネル部と、工作機械によって形成される物理的な環境に影響されないことが予め検証されている範囲内で、モータ制御部及び操作パネル部を制御することが可能な、工作機械に最も近い位置に配置された制御部と、制御部とモータ制御部との間、及び制御部と操作パネル部との間を接続するバスとを備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】