(57)【要約】【課題】工作機械のメインテナンスコストを削減することを可能とする数値制御装置を提供すること。【解決手段】数値制御装置をネットワーク上のホストコンピュータ側と工作機械側に分離し、ホストコンピュータ側では、ＣＮＣ制御、ＰＭＣ制御、および表示制御用ソフトウェアを動作させ、工作機械側では、機械を動作させるためのサーボ制御、およびスピンドル制御用ソフトウェアを動作させるように構成し、ホストコンピュータ側と工作機械側のデータの送受信を、それぞれのネットワーク制御用ソフトウェアで行う。ホストコンピュータ（クラウド）側で、各ソフトウェア、ハードウェアの管理と保守を行うことで、工作機械のメインテナンスコストを削減する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回線を介して接続されたホストコンピュータで複数の工作機械を制御する数値制御システムであって、
前記ホストコンピュータ上には、
前記複数の工作機械を制御するための共有データ、および機械固有データを記憶する記憶部と、
前記複数の工作機械を同時に制御するための制御情報を生成する制御情報生成部と、
前記通信回線を介して、前記制御情報を前記複数の工作機械へ送信すると共に、前記複数の工作機械からのフィードバック情報を受信するためのネットワーク制御部とを備えた、数値制御装置を有し、
前記複数の工作機械のそれぞれは、
前記ホストコンピュータから送信された前記制御情報に基づいて、工作機械の軸を制御する軸制御部と、
前記工作機械の軸制御に伴って発生した、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記通信回線を介して、前記ホストコンピュータからの前記制御情報を受信すると共に、前記フィードバック情報を前記ホストコンピュータへ送信するためのネットワーク制御部と
を備えた数値制御装置を有する、
ことを特徴とした数値制御システム。
【請求項２】
前記ホストコンピュータ上の数値制御装置は、前記ホストコンピュータ上の数値制御装置が備えたメモリ上に制御用ソフトウェアを記憶しており、
前記複数の工作機械の軸制御に用いられる前記制御情報であるパルス情報を生成するＣＮＣ制御部と、
制御対象となる前記工作機械の軸制御に用いられる機械入力制御信号を生成するＰＭＣ制御部と、
画面表示に用いる画面入力表示情報を生成する表示制御部と、を更に備え、
前記ＣＮＣ制御部、前記ＰＭＣ制御部、前記表示制御部、前記ネットワーク制御部は、前記制御用ソフトウェアと前記ホストコンピュータ上の数値制御装置が備えたハードウェアとにより構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のホストコンピュータ上の数値制御装置。
【請求項３】
前記工作機械上の数値制御装置は、
前記ホストコンピュータから送信された前記制御情報内の画面入力表示情報を表示するための表示器と、
前記工作機械を操作するための入力装置と、を更に備え、
前記軸制御部は、前記制御情報内のパルス情報および機械入力制御信号を基に、工作機械の軸を制御し、機械の制御に伴って発生した情報と前記入力装置からの情報を基に、フィードバック情報となる機械出力制御信号、機械出力制御情報、および画面出力表示情報を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械上の数値制御装置。
【請求項４】
前記ホストコンピュータ上の数値制御装置は、
前記複数の工作機械のそれぞれから受信した、フィードバック情報と共有データと機械固有データに基づいて、前記複数の工作機械の軸制御に用いられる制御情報を生成する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のホストコンピュータ上の数値制御装置。
【請求項５】
前記工作機械上の数値制御装置は、
前記通信回線を介して受信した前記制御情報を記憶する遅延対策バッファを備え、
前記軸制御部は、前記遅延対策バッファに記憶された制御情報に基づいて前記工作機械を制御する、
ことを特徴とする請求項１または３に記載の工作機械上の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械を制御するための数値制御装置では、工作機械ごとに、ＣＮＣ制御、ＰＭＣ制御、サーボ制御、スピンドル制御、表示制御、およびネットワーク制御など、様々な制御用ソフトウェアが動作している。
さらに、制御用のソフトウェアを動作させるためには、それぞれ専用のハードウェアが実装されている。
【０００３】
このような工作機械にインストールされているソフトウェアを更新するための従来技術として、特許文献１には、ホストコンピュータからネットワークを介して、産業用ロボットにインストールされているソフトウェアを更新する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５５０２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来は工作機械を制御するためには、すべての制御用ソフトウェア、専用のハードウェア、および各種データ（ＮＣプログラム、ＮＣパラメータ、工具オフセットデータなどの各種補正用データ、ラダー、ＰＭＣパラメータ、機械調整データなど）は、全て工作機械の数値制御装置上に存在する必要があった。そのため、制御用ソフトウェアに機能追加や不具合があった場合には、作業者が出向いて工作機械一台ごとに制御用ソフトウェアの更新が必要であった。
特許文献１に記載のシステムにおいても、更新用のソフトウェアはホストコンピュータに記憶しておけばよいが、更新そのものの作業はオペレータが産業用ロボットのところに赴いて、１台ごとに操作をする必要があった。
【０００６】
また、ハードウェアについても、それぞれ専用のハードウェアが装置ごとに実装されるため、制御用のハードウェアの交換の際には、工作機械一台ごとの作業が必要になるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、工作機械のメインテナンスコストを削減することを可能とする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、通信回線を介して接続されたホストコンピュータで複数の工作機械を制御する数値制御システムであって、前記ホストコンピュータ上には、前記複数の工作機械を制御するための共有データ、および機械固有データを記憶する記憶部と、前記複数の工作機械を同時に制御するための制御情報を生成する制御情報生成部と、前記通信回線を介して、前記制御情報を前記複数の工作機械へ送信すると共に、前記複数の工作機械からのフィードバック情報を受信するためのネットワーク制御部とを備えた、数値制御装置を有し、前記複数の工作機械のそれぞれは、前記ホストコンピュータから送信された前記制御情報に基づいて、工作機械の軸を制御する軸制御部と、前記工作機械の軸制御に伴って発生した、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記通信回線を介して、前記ホストコンピュータからの前記制御情報を受信すると共に、前記フィードバック情報を前記ホストコンピュータへ送信するためのネットワーク制御部とを備えた数値制御装置を有する、ことを特徴とした数値制御システムである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記ホストコンピュータ上の数値制御装置は、前記ホストコンピュータ上の数値制御装置が備えたメモリ上に制御用ソフトウェアを記憶しており、前記複数の工作機械の軸制御に用いられる前記制御情報であるパルス情報を生成するＣＮＣ制御部と、制御対象となる前記工作機械の軸制御に用いられる機械入力制御信号を生成するＰＭＣ制御部と、画面表示に用いる画面入力表示情報を生成する表示制御部と、を更に備え、前記ＣＮＣ制御部、前記ＰＭＣ制御部、前記表示制御部、前記ネットワーク制御部は、前記制御用ソフトウェアと前記ホストコンピュータ上の数値制御装置が備えたハードウェアとにより構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のホストコンピュータ上の数値制御装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記工作機械上の数値制御装置は、前記ホストコンピュータから送信された前記制御情報内の画面入力表示情報を表示するための表示器と、前記工作機械を操作するための入力装置と、を更に備え、前記軸制御部は、前記制御情報内のパルス情報および機械入力制御信号を基に、工作機械の軸を制御し、機械の制御に伴って発生した情報と前記入力装置からの情報を基に、フィードバック情報となる機械出力制御信号、機械出力制御情報、および画面出力表示情報を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械上の数値制御装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記ホストコンピュータ上の数値制御装置は、前記複数の工作機械のそれぞれから受信した、フィードバック情報と共有データと機械固有データに基づいて、前記複数の工作機械の軸制御に用いられる制御情報を生成する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のホストコンピュータ上の数値制御装置である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記工作機械上の数値制御装置は、前記通信回線を介して受信した前記制御情報を記憶する遅延対策バッファを備え、前記軸制御部は、前記遅延対策バッファに記憶された制御情報に基づいて前記工作機械を制御する、ことを特徴とする請求項１または３に記載の工作機械上の数値制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以降、本明細書では、ネットワーク上のホストコンピュータを総称してクラウドと称する場合がある。
本発明により、ＣＮＣ制御用、ＰＭＣ制御用、および表示制御用の各ソフトウェアを工作機械が複数台制御可能なクラウド側のハードウェア上で動作させることで、工作機械側の数値制御装置から、これらの制御用ソフトウェアと専用のハードウェアを不要とすることができる。
また、クラウド側で動作する制御用ソフトウェアだけを更新するだけで、クラウドに接続された全ての工作機械の制御用ソフトウェアが一度に更新可能になると共に、工作機械上から専用のハードウェアが不要となるため、接続する工作機械の台数が増えるほど、１台あたりのコストが削減され、クラウド上のハードウェアを最新のものに交換するだけで、工作機械を、常に最新のハードウェアで動作させることができる。
【００１４】
更に、工作機械を制御するために必要なＮＣプログラム、および機械固有のデータについてもクラウド上でまとめて管理することができるため、複数の工作機械がこれらの情報を共有することができ、さらに工作機械側に必要であった記憶メモリの削減が可能となる。
このことから、本発明により、工作機械のメインテナンスにかかる費用を大幅に削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるクラウド側での工作機械の制御処理のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における工作機械側での制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
本発明では、数値制御装置をネットワーク上のクラウド側と工作機械側に分離し、クラウド側では、ＣＮＣ制御、ＰＭＣ制御、および表示制御用ソフトウェアを動作させ、工作機械側では、機械を動作させるためのサーボ制御、およびスピンドル制御用ソフトウェアを動作させる。また、クラウド側と工作機械側のデータの送受信は、それぞれのネットワーク制御用ソフトウェアで行う。
【００１７】
クラウド側では、クラウド上で管理されるＮＣプログラム、ＮＣパラメータ、工具オフセットデータなどの各種補正用データ、ラダー、ＰＭＣパラメータなどの共有データ、および機械固有のデータを使用し、機械の制御情報として、パルス情報、機械入力制御信号、および画面入力表示情報などを生成し、工作機械側に送信する。
なお、クラウドは高性能な１台のホストコンピュータにより構成することもできるし、複数のホストコンピュータを負荷分散管理システムとして構成して実現するようにしてもよい。
【００１８】
工作機械はクラウドから送信されてきた各データを受信し、パルス情報、機械入力制御信号を用いて機械の制御を行うとともに、画面入力表示情報を用いて画面表示を行う。工作機械側からはフィードバック情報として、機械出力制御信号、サーボ遅れ量などの機械出力制御情報、および画面出力表示情報となる、操作情報（キー）や位置フィードバックデータ、サーボ／スピンドル負荷電流値などをクラウド側に送信する。クラウド側は、受信した機械のフィードバック情報の、機械出力制御信号、機械出力制御情報を用いて、共有データと機械固有データとに基づいて、機械の制御情報となる、パルス情報、機械入力制御信号を生成し、さらに画面出力表示情報に基づいて、画面入力表示情報を作成し、機械に送信する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る数値制御装置の構成を示す要部ブロック図である。なお、本図では工作機械Ｎｏ．２〜Ｎｏ．ｎは省略している。
本実施の形態では、従来は工作機械Ｎｏ．１〜ｎ側に設置された数値制御装置３００１〜３００ｎ上に実装されていた工作機械の制御部を、クラウド側数値制御装置１００上の複数の工作機械が制御可能なハードウェア（２０５）で、工作機械Ｎｏ．１〜ｎを同時に制御可能な制御部として実装し、それぞれの工作機械を２００１〜２００ｎ制御（ＣＮＣ制御部２２０１〜２２０ｎ、ＰＭＣ制御部２４０１〜２４０ｎ、表示制御部２６０１〜２６０ｎ、およびネットワーク制御部２８０１〜２８０ｎ）で制御する。
【００２０】
また、工作機械Ｎｏ．１〜ｎ側の数値制御装置３００１〜３００ｎ上で管理されていた、共有データ、および機械固有データも、全てクラウド側数値制御装置１００上の記憶メモリ（共有データ１１０、機械固有データ２１０１〜２１０ｎ）で管理するように構成する。
【００２１】
なお、複数の工作機械が制御可能なハードウェア（２０５）上で動作するＣＮＣ制御部２２０１〜２２０ｎ、ＰＭＣ制御部２４０１〜２４０ｎ、表示制御部２６０１〜２６０ｎ、およびネットワーク制御部２８０１〜２８０ｎで必要な制御用ソフトウェア（ＣＮＣソフト２２５、ＰＭＣソフト２４５、表示ソフト２６５、ネットワークソフト２８５）は、クラウド上にそれぞれ１つ存在し、工作機械の起動ごとに動作するように構成されている。
更に、クラウド側数値制御装置１００と工作機械Ｎｏ．１〜ｎ側数値制御装置間のデータの送受信は、それぞれの数値制御装置が備えたネットワーク制御部を介して行うように構成する。
【００２２】
このような構成を備えることにより、従来は工作機械１台ごとに必要であったＣＮＣ制御部、ＰＭＣ制御部、表示制御部、およびネットワーク制御部用の制御用ソフトウェア（ＣＮＣソフト２２５、ＰＭＣソフト２４５、表示ソフト２６５、ネットワークソフト２８５）の更新がクラウド上のソフトウェアを更新するだけで可能になり、工作機械Ｎｏ．１〜ｎ側の数値制御装置３００１〜３００ｎからは、それぞれを制御するための専用のハードウェアが不要となる。
【００２３】
また、ネットワークでのデータ転送速度の遅延防止や運転の均一性を計るため、工作機械Ｎｏ．１〜Ｎｏ．ｎ側の数値制御装置３００１〜３００ｎには、遅延防止や運転の均一性を対策するために遅延対策バッファ３２０１〜３２０ｎを用意し、当該遅延対策バッファを介して、工作機械の動作を制御する構成とする。
【００２４】
以下では、本発明の実施の形態における工作機械の制御処理の流れを説明する。
＜工作機械の起動＞
本発明の実施の形態における工作機械Ｎｏ．１の起動方法を、図１のブロック図と、及び図２のフローチャートに従って説明する。
工作機械Ｎｏ．１の電源を投入すると、先ず、工作機械Ｎｏ．１は、サーボ制御部３３０１、スピンドル制御部３４０１、ネットワーク制御部３１０１用の制御用ソフトウェアを起動させ、次に、キー入力コントローラ３５５１、表示コントローラ３６０１を有効にし、工作機械Ｎｏ．１側数値制御装置３００１を起動する。
【００２５】
クラウド側数値制御装置１００は、工作機械Ｎｏ．１の起動を監視し、起動を確認した後、ネットワーク制御部２８０１用の制御用ソフトウェア（ネットワークソフト２８５）を起動させ、ネットワーク制御部３１０１との通信を確立する。続いて、工作機械Ｎｏ．１制御２００１を起動させるため、共有データ１１０（ＮＣプログラム、ＮＣパラメータ、工具オフセットデータなどの各種補正用データ、ラダー、ＰＭＣパラメータなど）と機械固有データ２１０１（機械調整データなど）を用いて、ＣＮＣ制御部２２０１、ＰＭＣ制御部２４０１、表示制御部２６０１用の制御用ソフトウェア（ＣＮＣソフト２２５、ＰＭＣソフト２４５、表示ソフト２６５）を、工作機械が複数台制御可能なハードウェア上で起動させ、工作機械Ｎｏ．１制御２００を起動させる（ステップＳＡ０１）。
なお、上記では、工作機械Ｎｏ．１の起動をクラウド側で監視しているよう説明したが、工作機械Ｎｏ．１がクラウドに対して、起動したことを通知するように構成してもよい。
【００２６】
＜クラウド側の運転制御処理＞
本発明の実施の形態におけるクラウド側の運転制御処理を、図１のブロック図と、図２のフローチャートに従って説明する。
クラウド側数値制御装置１００は、ＮＣプログラムの運転が開始されると、先ず、工作機械Ｎｏ．１側数値制御装置３００１からの送信データを確認する（ステップＳＡ０２）。送信データが存在した場合は、データを受信した後（ステップＳＡ０３）、パルス情報２３０１の生成処理（ステップＳＡ０４）に進む。存在しなかった場合は、受信データ無しとして処理をスキップし、パルス情報２３０１の生成処理（ステップＳＡ０４）に進む。
【００２７】
なお、受信データの内容は、機械出力制御信号３７０１、サーボ遅れ量などの機械出力制御情報３８０１、画面出力表示情報３９０１としての操作情報（キー）や位置フィードバックデータ、サーボ/スピンドル負荷電流値などである。
パルス情報２３０１の生成処理（ステップＳＡ０４）では、受信データと現在処理中のＮＣプログラムから機械を動作させるためのパルス情報２３０１を生成し、機械入力制御信号２５０１の生成処理（ステップＳＡ０５）に進む。
【００２８】
機械入力制御信号２５０１の生成処理（ステップＳＡ０５）でも同様に、受信データと現在処理中のＮＣプログラムから機械を動作させるための機械入力制御信号２５０１を生成し、画面入力表示情報２７０１（ステップＳＡ０６）の生成処理に進む。
画面入力表示情報２７０１の生成処理（ステップＳＡ０６）では、運転中のプログラムの情報や受信した画面出力表示情報３９０１から画面入力表示情報２７０１を生成する。
【００２９】
生成した各種情報は、ネットワーク制御部２８０１から工作機械側へ送信される（ステップＳＡ０７）。
最後に全ての運転処理が終了したかを判断し、終了していない場合は、工作機械Ｎｏ．１側数値制御装置３００１からの送信データの確認処理（ステップＳＡ０２）に戻り、終了している場合は、運転処理を終了する。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態における工作機械Ｎｏ．１側の運転処理を、図１のブロック図と、図３のフローチャートに従って説明する。
工作機械Ｎｏ．１側の数値制御装置３００１は、クラウド側の工作機械Ｎｏ．１制御２００１からの送信データを確認する（ステップＳＢ０１）。送信データが存在しなかった場合は、キーボード３５０１からのキー入力確認処理（ステップＳＢ０７）へ進む。存在した場合は、データを受信した後（ステップＳＢ０２）、受信した画面入力表示情報２７０１を表示コントローラ３６０１へ通知し、表示器３６５１上に表示させる（ステップＳＢ０３）。その後、パルス情報２３０１、および機械入力制御信号２５０１を遅延対策バッファ３２０１へ格納する（ステップＳＢ０４）。
【００３１】
サーボ制御部３３０１では、遅延対策バッファ３２０１より、サーボ制御用の情報を取得し、サーボを駆動する（ステップＳＢ０５）。同様に、スピンドル制御部３４０１では、遅延対策バッファ３２０１より、スピンドル制御用の情報を取得し、スピンドルを駆動する（ステップＳＢ０６）。
【００３２】
次に、キーボード３５０１からのキー入力確認処理で、キー入力の有無を確認する（ステップＳＢ０７）。キー入力があった場合は、その情報から画面出力表示情報３９０１を作成する（ステップＳＢ０８）。キー入力が無かった場合は、ステップＳＢ０８の処理をスキップする。
【００３３】
続けて、サーボ、スピンドルより、サーボ遅れ量などの機械出力制御情報３８０１、位置フィードバックデータ、サーボ/スピンドル負荷電流値などの画面出力表示情報３９０１を取得して（ステップＳＢ０９）、次のステップに進む。次ステップでは、機械より機械出力制御信号３７０１を取得する（ステップＳＢ１０）。生成/取得した各種情報は、ネットワーク制御部３１０１からクラウド側へ送信し（ステップＳＢ１１）、ステップＳＢ０１へ戻る。
【００３４】
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限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００    数値制御装置
１１０    共有データ
２０５    複数の工作機械が制御可能なハードウェア
２２５    ＣＮＣソフト
２４５    ＰＭＣソフト
２６５    表示ソフト
２８５    ネットワークソフト
２００１〜２００ｎ    工作機械制御部
２１０１〜２１０ｎ    機械固有データ
２２０１〜２２０ｎ    ＣＮＣ制御部
２３０１〜２３０ｎ    パルス情報
２４０１〜２４０ｎ    ＰＭＣ制御部
２５０１〜２５０ｎ    機械入力制御信号
２６０１〜２６０ｎ    表示制御部
２７０１〜２７０ｎ    画面入力表示情報
２８０１〜２８０ｎ    ネットワーク制御部
２９０１〜２９０ｎ    制御情報生成部
３００１〜３００ｎ    工作機械側数値制御装置
３１０１〜３１０ｎ    ネットワーク制御部
３２０１〜３２０ｎ    遅延対策バッファ
３３０１〜３３０ｎ    サーボ制御部
３４０１〜３４０ｎ    スピンドル制御部
３４５１〜３４５ｎ    軸制御部
３５０１〜３５０ｎ    キーボード
３５５１〜３５５ｎ    キー入力コントローラ
３６０１〜３６０ｎ    表示コントローラ
３６５１〜３６５ｎ    表示器
３７０１〜３７０ｎ    機械出力制御信号
３８０１〜３８０ｎ    機械出力制御情報
３９０１〜３９０ｎ    画面出力表示情報
３９５１〜３９５ｎ    フィードバック情報生成部
４００１〜４００ｎ    サーボモータ
５００１〜５００ｎ    スピンドルモータ
【図１】
2016071407.tif 000003
【図２】
2016071407.tif 000004
【図３】
2016071407.tif 000005