JP2002108423A - 工作機械制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作側の処理要求を時間内に制御側で受信
されない時、異常発生と判別する工作機械制御装置を提
供する。 【解決手段】 コンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）付
きカム研削盤１の操作部２の通信Ｉ／Ｆ１１と制御部３
の通信Ｉ／Ｆ５３は、ケーブルの端子６１を介して通信
回線のネットワークで接続されている。操作部２には、
制御部３に送信する処理要求を入力する入力手段４と、
制御部２１と送受信される処理要求の内容を表示する表
示手段５と、異常発生を知らせる報知手段６がある。制
御部２１は、操作部２から送信された処理要求に対し
て、制御部２１で所定時間内に受信されたか否かを認識
する。所定時間内に確認されない時、何らかの異常発生
と判別し、通信Ｉ／Ｆ１１と通信Ｉ／Ｆ５３を繋ぐ通信
回線の接続が解除され、報知手段６の作動で異常発生を
操作者に知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械を制御す
る工作機械制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、要求される機械加工の高速化と加
工精度の高精度化に伴い、作業者はコンピュータ数値制
御装置（ＣＮＣ）付きの工作機械で機械加工することが
多くなっている。一般に、工作機械に用いられているコ
ンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）（以下、「制御装
置」という）は、コンピュータ数値制御基盤、サーボ制
御基盤及びシーケンス制御基盤で構成されている。この
制御装置は、電気配線や光ケーブル等を介して操作装置
と接続されている。操作装置は、処理要求（指令信号
等）を制御装置に出力し、監視信号を制御装置から受信
する。操作装置は、制御装置に専用に設けられている。

【０００３】一方、最近では、操作装置として、汎用コ
ンピュータが用いられるようになっている。汎用コンピ
ュータを操作装置として用いることにより、種々の応用
が可能となる。例えば、複数の工作機械の制御装置と操
作装置との間でネットワークケーブルを接続し、ネット
ワークシステム（例えば、ＬＡＮ等）を構築することが
できる。このようなネットワークシステムを構築するこ
とにより、例えば、１台の操作装置で複数の工作機械を
運転操作したり、監視を行なったりすることもできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、汎用コンピュー
タより構成されている操作装置と制御装置とは、クライ
アント・サーバー方式と呼ばれるシステムを構成してい
る。このクライアント・サーバー方式のシステムでは、
操作装置（クライアント）が制御装置（サーバー）から
のデータを必要とする時、操作装置側からの接続要求に
制御装置が接続許可を出力し、操作装置と制御装置が通
信可能となる。この通信可能な状態において、操作装置
から制御装置に処理要求を出力し、この処理要求に対し
て、制御装置側が処理を実行し、そして、制御装置側の
実行結果が、操作装置側に送られる。その後、操作装置
側で接続が不要になると、接続を切断していた。つま
り、制御装置は、操作装置からの処理要求を実行し、そ
の実行結果を操作装置に戻すだけであり、操作装置の状
態を制御装置が確認することはしない。このため、例え
ば、操作装置側と制御装置側が接続状態（通信状態）
で、何らかの理由で操作装置の電源が落ちたり、ネット
ワークが不通になる等のトラブルが発生すると、制御装
置は処理要求の受信待機状態となる。このような場合、
操作者は異常が発生していることを早期検出することが
できない。操作者が、異常が発生していることを早期に
気が付かないと、制御装置の処理負荷が増大して工作機
械の動作に支障をきたす恐れがある。

【０００５】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、制御装
置やネットワークの異常を早期に検出することができる
工作機械の制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明に関わる工作機械制御装置は、特許請求の範
囲を各請求項に記載の通りの構成を構えている。請求項
１に記載の発明では、制御部は、処理要求を制御部が所
定時間内に受信しない場合には、異常が発生したものと
判別し、操作部と制御部を繋ぐ、例えば通信回線等を解
除する。従って、例えば、操作者が異常の発生に気付か
ずに、操作部で操作を続けても、工作機械の動作に支障
をきたすこと等は回避することができる。また、本発明
の第２発明は、操作部に設けられた報知手段、例えば、
表示手段、報知音発生手段、音声出力手段等で、作業者
に異常の発生を知らせることができる。このため、異常
が発生した場合には、作業者はすぐに異常を知ることが
でき、異常を解決する対策を速やかに実施することがで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図１及び図２に基いて説明する。本実施の形態は、操作
部２とコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）付きカム研
削盤１の制御部２１及び円筒研削盤１０１の制御部１０
２をネットワークのケーブルで接続したものである。

【０００８】操作部２は、図２に示すように、種々の情
報を入力することができる入力手段４と、情報等を表示
する表示手段５と、報知手段６が設けられている。ま
た、操作部２には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）８、Ｒ
ＡＭ９やＨＤＤ１０等の記憶手段、通信インターフェー
ス（以下、「通信Ｉ／Ｆ」という）１１が設けられてい
る。ＲＡＭ９、ＨＤＤ１０、通信Ｉ／Ｆ１１、入力手段
４、表示手段５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）８と接
続されている。

【０００９】制御部２１は、コンピュータ数値制御基盤
２２、サーボ制御基盤３１、シーケンス制御基盤４１、
通信インターフェース（以下、「通信Ｉ／Ｆ」という）
５３を有する制御盤で構成されている。コンピュータ数
値制御基盤２２には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２
３、ＲＡＭ２４やＲＯＭ２５等の記憶手段が設けられて
いる。中央演算処理装置（ＣＰＵ）２３、ＲＡＭ２４、
ＲＯＭ２５は、ＣＮＣバスライン２６で接続されてい
る。ＣＮＣバスライン２６には、ＣＮＣインターフェー
ス（以下、「ＣＮＣＩ／Ｆ」という）２７が設けられて
いる。

【００１０】次に、サーボ制御基盤３１には、カム研削
盤１に設けられていてサーボモータ（図示省略）を駆動
するためのサーボアンプ３２と、中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ）３３、共有ＲＡＭ３４が設けられている。サーボ
アンプ３２、共有ＲＡＭ３４、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）３３は、サーボバスライン３５で接続されている。
サーボバスライン３５には、サーボバスインターフェー
ス（以下、「サーボＩ／Ｆ」という）３６が設けられて
いる。

【００１１】次に、シーケンス制御基盤４１には、シー
ケンス制御を行なうための入力回路４２及び出力回路４
３と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４４やＲＡＭ４５、
ＲＯＭ４６、共有ＲＡＭ４７等の記憶手段が設けられて
いる。入力回路４２、出力回路４３、中央演算処理装置
（ＣＰＵ）４４、ＲＡＭ４５及びＲＯＭ４６は、ＰＬＣ
バスライン４８で相互に接続されている。共有ＲＡＭ４
７は、ＰＬＣバスインターフェース（以下、「ＰＬＣＩ
／Ｆ」という）４９と接続されている。カム研削盤１に
用いられているモータや電磁弁等の作動部（図示省略）
を制御するための入力信号が、入力回路４２に入力でき
るように接続されている。一方、作動部の入力信号に基
いた出力信号が、出力回路４３から作動部に出力できる
ように接続されている。また、出力回路４３から出力さ
れた信号によって、報知手段６が作動するようになって
いる。

【００１２】次に、ＣＮＣＩ／Ｆ２７、サーボＩ／Ｆ３
６及びＰＬＣＩ／Ｆ４９は、相互に制御バスライン５１
で接続されている。制御バスライン５１は、制御インタ
ーフェース（以下、「制御Ｉ／Ｆ」という）５２に連結
されている。そして、制御Ｉ／Ｆ５２は、制御バスライ
ン５１で通信Ｉ／Ｆ５３と接続されている。通信Ｉ／Ｆ
１１と通信Ｉ／Ｆ５３は、ケーブル（例えば、イーサネ
ット（登録商標）等）で通信回線の端子６１に接続さ
れ、ネットワークを構成している。ネットワークの端子
６１には、例えば、図１に示す円筒研削盤１０１とその
制御部１０２のように、他の工作機械も接続されてい
る。従って、１台の操作部２で、ネットワークに接続さ
れているカム研削盤１や円筒研削盤１０１等の複数の工
作機械を、操作者が任意に選択して運転操作できるよう
になっている。

【００１３】次に、操作部２によりカム研削盤１を運転
操作する際の動作を、図３に示すフローチャート図によ
り説明する。図３のフローチャート図には、クライアン
ト・サーバーシステムにおけるクライアント側となる操
作部２の動作と、サーバー側となるカム研削盤１の制御
部２１の動作が示されている。なお、本実施の形態で
は、制御部２１のコンピュータ数値制御盤２２のＣＰＵ
２３が操作部２と通信を行う。まず、操作部２の入力手
段４のキーを操作して、操作部２に要求処理の実行を指
令する。この時、操作部２に対してカム研削盤１の制御
部２１または円筒研削盤１０１と制御部１０２のデータ
を必要とする処理、例えば、カム研削盤１の砥石台及び
テーブル（図示省略）の現在位置を表示する表示指令等
が行われると、操作部２にあるカム研削盤１の砥石台及
びテーブルの現在位置を表示する等のプログラムが実行
される。これに伴って、ステップＰ１で、操作部２のＣ
ＰＵ８は、カム研削盤１の制御部２１に通信回線の接続
要求（コネクションのオープン処理要求）を送信する。
制御部２１（本実施の形態では、コンピュータ数値制御
盤２２のＣＰＵ２３）は、ステップＰ１１で、操作部２
から送信されたコネクションのオープン処理要求を受信
したか否かを判断する。操作部２から送信されたコネク
ションのオープン処理要求を受信したと判断した場合に
は、ステップＰ１２に進んで操作部２との通信回線の接
続のための準備処理（コネクションのオープン準備）を
行う。そして、ＣＰＵ２３は、操作部２との通信回線の
接続のための準備が完了したら、ステップＰ１３で、操
作部２に接続完了信号（コネクションのオープン完了信
号）を送信する。ＣＰＵ８は、ステップＰ２で、制御部
２１から送信されたコネクションのオープン完了信号を
受信したか否かを判断する。制御部２１から送信された
コネクションのオープン完了信号を受信したと判断した
場合には、ステップＰ３に進む。コネクションのオープ
ン完了信号を受信したことは、表示手段５（例えば、モ
ニタで表示）によって確認することができる。

【００１４】次に、ステップＰ３で、カム研削盤１に処
理要求を送信する準備を行う。処理要求を送信する準備
が完了したら、ステップＰ４で、処理要求を制御部２１
に送信する。

【００１５】ＣＰＵ２３は、ステップＰ１４で、操作部
２から送信された処理要求を受信したか否かを判断す
る。処理要求を受信したと判断した場合には、ステップ
Ｐ１５に進んで、コネクションの接続要求であるか否か
を判断し、コネクションの接続要求であればコネクショ
ンを接続し、処理を終了する。また、コネクションの接
続要求でなければ、ステップＰ１６に進み、処理要求に
対応する処理を実行する。例えば、砥石台の現在位置を
送信させる処理内容を示す処理要求を受信した場合に
は、現在位置を取得するための処理を実行する。ＣＰＵ
２３は、処理要求に対応する処理を実行した後、ステッ
プＰ１７で、処理応答を操作部２に送信する。例えば、
加工手段の現在位置を送信させる処理内容を示す処理要
求を受信した場合には、現在位置を操作部２に送信す
る。ＣＰＵ８は、ステップＰ５で、制御部２１から送信
された処理応答を受信したか否かを判断する。制御部２
１から送信された処理応答を受信した場合には、ステッ
プＰ６で、処理応答の内容をモニタ（表示手段）５に表
示する。ステップＰ６で処理応答を表示した後、ステッ
プＰ７で作業者から要求された処理が完了したか否かを
判断する。作業者から要求された処理が完了したか否か
の判断は、操作部２で実行されているプログラムが、作
業者の操作によって終了されたか否かで判断される。作
業者からの処理の要求が完了していなければ、ステップ
Ｐ３に戻って、新しい処理要求の送信処理を実行する。
また、作業者からの処理の要求が完了している場合に
は、ステップＰ７でコネクションのクローズ要求を出力
し、制御部２１とのコネクションを切断する。

【００１６】ＣＰＵ２３は、ステップＰ１４で、処理要
求を受信していないと判断した場合には、ステップＰ１
８に進む。ステップＰ１８では、操作部と接続されてい
る状態で処理要求を受信していない時間（コネクション
のオープン完了信号を送信してからの経過時間あるいは
前回の処理要求を受信してからの経過時間）が所定時間
に達しているか否かを判断する。処理要求を受信してい
ない時間が所定時間に達していないと判断した場合に
は、ステップＰ１４に戻る。処理要求を受信していない
時間が所定時間に達したと判断した場合には、ステップ
Ｐ１８に進んで以上処理を実行する。その後、ＣＰＵ２
３は、ステップＰ１９で、操作部２１との通信回線の接
続を解除（コネクションのクローズ）する。次いで、Ｃ
ＰＵ２３は、シーケンス制御基盤４１のＣＰＵ４４に操
作部２との通信回線を解除したことを示す回線解除信号
を送信する。ＣＰＵ４４は、ＣＰＵ２３から回線解除信
号を受信すると、出力回路４３を介して、操作部２に設
けられている報知手段（例えば、表示手段、報知音発生
手段、音声出力手段等）６に作動信号を出力する。これ
により、報知手段６が作動する。操作者は、報知手段６
の作動により、制御部２１が所定時間のあいだ処理要求
を受信していないことを判別することができ、操作部２
の電源が落ちたり、通信回線に異常が発生していること
を判別することができる。

【００１７】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、追
加、削除、変更を行なうことができる。例えば、カム研
削盤１について説明したが、本発明はカム研削盤１以外
の種々の工作機械に適用できる。また、図１では、ネッ
トワークシステムに、操作部２、カム研削盤１の制御部
２１、円筒研削盤１０１の制御部１０２を組込んだが、
操作部及び制御部の台数は、種々変更可能である。更
に、工作機械の種類も、種々変更可能である。また、例
えば、操作部２、制御部２１及びカム研削盤１だけでシ
ステムを構成しても良い。また、図３で示した操作部と
カム研削盤の制御部で行なう処理要求を示すフローチャ
ート図の内容については、これに限定するものではな
く、種々変更可能である。また、工作機械に設けられて
いる制御部は、操作部２と接続可能であるならば、数値
制御軸数やコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）の種別
は限定されるものではなく、種々に対応できるものとす
る。併せて、サーボ制御基盤３１の制御可能な軸数等に
ついても、限定されるものではなく、種々に対応できる
ものとする。

【００１８】また、操作部２の報知手段６は、異常が発
生していることを操作者に報知することができれば良
い。また、操作部２の表示手段５にモニタを用いたが、
操作部２で操作者に情報等を表示する手段であれば、種
々変更可能である。また、報知手段６と接続されている
シーケンス制御基盤４１の入力回路４２及び出力回路４
３に関する入出力（Ｉ／Ｏ）端子の数量やシーケンスの
制御能力についても、種々変更可能である。また、中央
演算処理装置（ＣＰＵ）２３が、操作部と接続されてい
る状態で処理要求を受信していない時間（コネクション
のオープン完了信号を送信してからの経過時間あるいは
前回の処理要求を受信してからの経過時間）が所定時間
は、任意に設定できるものとし、適宜変更可能とする。
また、操作部２の構成を入力手段４、表示手段５、報知
手段６としたが、構成についてはこの限りではなく、種
々変更可能である。例えば、制御部２１から操作部２に
送信された処理要求の受信結果を、プリンタ等で印刷さ
れても良い。

【００１９】また、本実施の形態では、操作部２から送
信された処理要求が、制御部２１で所定時間内に受信さ
れたか否かを判断したが、操作部２から送信された処理
要求に対する処理が、制御部２１で所定時間内に実行さ
れたか否かを判断するようにすることもできる。この場
合、操作者は、制御部２１が操作部２から送信された処
理要求に対する処理が、所定時間内に実行されないと
き、制御部２１で異常が発生していると判別することが
できる。

【００２０】受信した処理要求のエラーチェックを行な
い、エラーのない処理要求を所定時間内に受信したか否
かを判断するようにしても良い。この場合には、通信回
線にノイズ等の障害が発生していることを判別すること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による工作
機械制御装置によれば、異常が発生した場合には、操作
者は早期に異常を発見することができる。このため、異
常を解決する対策を速やか実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に関する操作部と研削盤の
制御部及び円筒研削盤の制御部をネットワークで接続し
たブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に関する操作部の概略図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態に関する操作部とカム研削
盤の制御部で行なう処理要求を示すフローチャート図で
ある。

【符号の説明】

１…カム研削盤 ２…操作部 ４…入力手段 ５…表示手段 ６…報知手段 １１…通信Ｉ／Ｆ ２１…制御部 ５３…通信Ｉ／Ｆ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C011 AA14 3C048 AA05 AA07 5H209 AA06 CC01 CC03 DD05 DD11 GG04 HH02 HH04 JJ01 JJ09 5H269 AB07 KK03 NN08 PP02 QB06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械を制御する制御部と、制御部と
   接続されている状態で制御部に処理要求を送信する操作
   部とを備える工作機械制御装置であって、 制御部は、操作部と接続されている状態で所定時間内に
   処理要求を受信しないとき、異常が発生していると判断
   し、操作部との接続を解除することを特徴とする工作機
   械制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の工作機械制御装置であ
   って、制御部は、異常が発生していると判断した場合に
   は、操作部に設けられている報知手段を作動させること
   を特徴とする工作機械制御装置。