JP2013530438A - サイクリックに反復する機械動作の流れを有する１つまたは複数の機械のためのプログラミング可能な流れを表示するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、サイクリックな機械動作の流れを有する１つまたは複数の機械のためのプログラミング可能な流れを、画像ディスプレイ上に表示させるための方法であって、
・コマンド機能を使用して、流れをプログラミングまたは変更し、
・必要な製造パラメータを予め設定し、
・機械コンポーネントに関する実際値をサイクル動作によって求め、
・前記流れを、個々のプロセスステップの流れと、該プロセスステップ同士間の依存関係と共に、前記画像ディスプレイ上に表示する方法に関する。本は発明によれば、完全にプログラミングされた流れまたは流れの一部分から、予め設定された製造パラメータと、前記機械コンポーネントに関する実際値とを考慮して、前記個々のプラグラムステップ同士の時間的な相関関係を形成して、前記画像ディスプレイ上に表示することが提案される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、１つまたは複数の機械のためのプログラミング可能な流れを表示するための方法に関する。

最新の工作機械、例えば最新の射出成形機においては、例えば製造の流れのような機械動作の流れを、画像ディスプレイ装置上に図を用いて表示およびモデル化することがよくある。このような図を用いたモデル化によって、とりわけ個々のコマンド機能同士間の依存関係を視覚化し、サイクリックな流れ全体を操作者に理解させることができる。この際、機械動作の進行中に、個々のプロセスステップも部分的に図を用いて動画化され、実行中のプログラムステップを画像ディスプレイ装置において追跡および追従することができる。

このようなモデル化手段は、一方では、例えば射出成形機のような工作機械の調整および再プログラミングを支援する。他方では、完全にモデル化された流れは、順序規則も非常に良好に示す。しかしながら時間的な相関関係は、十分に表現力豊かには図示されていないことが多い。このことは問題である。というのは、機械動作の流れにおける時間特性は、サイクルの最適化に関して重要な意味を持つことが多いからである。このようにコマンド機能同士の時間的な相関関係を視覚化しなければ、機械操作者は、流れを観察する際に、本当の機械動作ないし機械動作の持続時間に関連させて、一種の"精神的な翻訳作業"を行わなければならない。つまり、時間的な表示（例えばシーケンス図）からの認識を、プロセスに適合するよう変換しなければならない場合に、"翻訳作業"が必要となる。また逆に、プロセスに適合させるために時間特性への影響を見積もらなければならない場合にも、このような変換作業を行わなければならない。

従来技術のための一般的な背景技術に関して、刊行物ＤＥ１０２４６９２５Ａ１、ＥＰ５７３９１２Ｂ１、および２００６／０８９４５１が挙げられる。上に述べた全てのケースでは、射出成形機における流れを、図を用いて予め設定し、個々のプロセスステップに依存して規定することができる。しかしながら現実のサイクルの時間特性に関しては、機械の操作者は常に、上で説明した"翻訳作業"を行わなければならない。このことを図２から４に基づいて詳細に説明することができる。

図２では、流れ図が画像ディスプレイ装置１０上に示されており、ここではいわゆる"アイコン"を用いて、実施すべきコマンド機能が正しい順序で図示されており、流れ（および分岐も）が矢印を用いて示されている。これによって観察者は、実施すべきコマンド機能または実施されたコマンド機能を確認することができる。これに加えて、ある程度は、並行する流れを認識することができる。しかしながら、精確な時間的な相関関係は認識できない。例えば図２の流れ図では、Ａで表された機能とＢで表された機能とが同時に並行に進行するという印象を受ける。しかしながらプロセスステップＡとＢの時間的な関連は与えられていない。観察者がこのように仮定した場合には、間違って解釈してしまったことになる。

サイクリックな流れをいわゆるＣＯ関数（ＣＯは、Cathode ray Oscilloscope：陰極線管オシロスコープに由来する）の形態で表す場合、図３のように、"形状結合"、"射出成形軸"、"ノズル"、"エジェクタ"、"ノズル押し出し"という機械コンポーネントのために、軸位置の時間推移が出力される。しかしながらこの表示方法の場合には、流れプログラムの構造的な構成は認識できず、対応するプロセスステップに対する曲線の関連性を直接見て取ることもできない。

図４のいわゆるシーケンス図（サイクルタイム図とも呼ばれる）からは、確かに個々のコンポーネントの時間的な流れを見て取ることができるが、しかしながらここでも、流れの構造的な構成ならびに個々のプロセスステップ同士間の依存関係は見て取ることはできない。

本発明の課題は、機械動作の流れを図を用いてモデル化することに加えて、複数の実施すべきコマンド機能を、これらのコマンド機能同士の依存関係と共に出力することによって、機械動作の流れの時間特性も正確に表示する方法を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。

したがって本発明の技術思想は、機械（例えば射出成形機）のための完全にプログラミングされた流れ、または流れの一部から、使用されている機械コンポーネントに関する所定の製造パラメータおよび実際値を考慮して、個々のプロセスステップ同士の時間的な相関関係を形成し、画像ディスプレイ上に表示することにある。これによってとりわけ、従前では操作者が実施しなければならなかった上述の"翻訳作業"および"変換作業"は不要となる。この際、時間的な表示は、図を用いてモデル化されたサイクルの表示に非常に即している。

この方法の場合には、流れまたは流れの一部を完全に把握する必要がある。というのは、コマンド機能の相応の全体像およびその時間的な長さを把握している場合にのみ、相互間の時間的な影響および機械動作の流れ全体に対する時間的な影響を、全体として検出することができるからである。さらには、必要な製造パラメータ、とりわけ機械動作の流れに対して時間的な影響を及ぼす製造パラメータは、操作者によって予め設定しておくべきである。つまり例えば、ある方法ステップをどの温度で実施するべきかを知っていることが重要であるとすることができる。もちろん、軸（例えば射出軸）を速度５０ｍｍ／秒で動かす必要があるのか、または２００ｍｍ／秒で動かす必要があるのか、または４５０ｍｍ／秒で動かす必要があるのかによって、時間的な差が生じる。さらに調量工程は、短い時間間隔で実施することも、または長い時間間隔で実施することも可能である。これも、融解用スクリューコンベヤの回転速度や材料等に依存している。可動側取り付け板を動かす場合、エジェクタを動作する場合、または他の操作の場合にも、これらの動作方式を広範囲に選択できることが多い。関連する実際値を決定するために、プログラミングされた機械動作の流れを（少なくとも）１回はサイクル内で実施完了する必要がある。予め設定しておくべきなのは、とりわけ例えば時間的な影響を決定するために必要な機械コンポーネントの実際値である。つまり、機械コンポーネントの所定の実際値は、時として強制的に維持しなければならないことがあり、少なくとも時間を決定するものである。

このようにして操作者にとって、本当の機械の動作に関連させて"翻訳作業"を行う必要はもはやなくなる。というのは、時間的な相関関係は既に画像ディスプレイ上に表示されており、明示的に与えられているからである。

この際、コマンドの長さは有利には時間の長さに応じてスケーリングされ、時間的に正しい長さで表示される。時間的に正しい長さでの表示は例えば、とりわけバー形状に表示されたコマンドの冒頭に、機能を表すコマンドアイコンを表示し、その後このコマンドアイコンを、時間的に正しい終了時に到達するまで継続させ、そして終了することによって実施することができる。こうすることにより、画像ディスプレイ上の線図および図面から、コマンド機能の時間的な長さと、とりわけ時間的な相関関係とを互いに容易に見て取ることが可能となり、したがってどのプロセスステップが並行に進行しており、どのプロセスステップがシーケンシャルに進行するのかを明確に認識することが可能となる。

有利な１つの実施形態においては、このサイクル時間に直接入り込まないバッファ時間、つまりサイクルとは無関係の、サイクル時間に関して使用されない時間として残されたバッファ時間を、別個に表示できるようにすべきである。

さらには、サイクル時間を決定するコマンドの流れを全体としてクリティカルパスとして表示すると、操作者にとって有益であろう。これによって操作者は、流れから結果的に生じるサイクル時間にとってどの機能およびどのコマンドがクリティカルであるか、および、所定のコマンド機能を変更した場合または択一的に実現した場合にどのような影響を及ぼすかを見ることができる。

画像ディスプレイ上の図に、流れプログラムの実行時に機械が現在いる作業位置を示す進捗線を表示すると、操作者は、画像ディスプレイを見て、機械が今どの作業位置にあるか、およびサイクル開始以降どれくらいの時間が既に経過しているかを直接認識することができる。さらに操作者は、残りのサイクルにおいてさらにどのコマンドおよび機能がまだ実行されねばならないかを認識することができる。この表示形式は、進捗モードと呼ばれる。

独自の表示手段はいわゆるロールモードの実現にあり、このロールモードにおいては、現在の流れ位置が画像ディスプレイ上に位置固定されて表示される。固定的なマークの後ろで、例えば画像ディスプレイにわたって一方の側辺から他方の側辺まで延在する帯の形態をした流れプログラムが、処理に応じていわば回転する。この表示形式は、機械が連続的に動作する場合に有益である。もちろん、異なる表示形式間で切換することもできる。

さらに操作者は、異なる２つのコマンド機能の間の時間を知りたいことがある。この目的のために、画像ディスプレイ上で操作者が２つの流れ点をマーキングする機能を設けることができ、マーキング後、機械の動作中に、これら２つの点の間で経過する時間を表示させるようにすることができる。このことは、流れおよびとりわけコマンドが時間基準に忠実に表示されるからこそできることである。後者に述べたことは、本発明の核心となる考えでもある。

さらに操作者は、先行するサイクルまたは基準サイクルも表示させることができる。この表示はもちろん、拡大または縮小された形式で（スケーリング−つまり、長さおよび時間軸の圧縮および延長）行うこともできる。

本発明の別の１つの有利な実施形態によれば、流れのシーケンスまたは流れ全体が、基準サイクルと共に、または基準サイクル無しで、−例えば別の分析のために−エクスポートされるか、または、制御部のプログラミングのために制御部にインポートされるか、または、別の後の時点で使用するために保存される。

以下、本発明を、添付図面を参照して具体的な実施形態に基づいてより詳細に説明する。

図１は、プログラミングされたコマンド機能同士の時間的な相関関係を精確に示す流れ図を備えた画像ディスプレイの概略図である。 図２は、コマンド機能の依存関係は示すが、時間的な相関関係は示さない流れ図である。 図３は、ＣＯ表示の形式の流れ図である。 図４は、時間的な流れが見て取れるシーケンス図の形式の図であるが、しかしながら個々のプロセスステップ同士間の構造的な構成および依存関係は見て取れない。

本発明の実施形態は、ただ図１のみを参照して説明することができる。図１には画像ディスプレイ装置１０が図示されており、該画像ディスプレイ装置１０上には、射出成形機の場合における機械動作および製造の流れが表示されている。

アイコン５０によって射出成形サイクルの開始が表されている。アイコン５２は射出成形サイクルの終了を表す。この流れが最後まで実施され終わると、プロセスは再びサイクルの開始（アイコン５０）においてスタートする。これら２つのマーク（アイコン５０および５２）の間では、サイクル全体の流れが、複数のコマンド機能同士の時間的な相関関係が正しくなるよう、モデル化されている。この際、個々のプロセスステップは、コマンド機能の形態で示されている。各コマンド機能はバーを有しており、バーの冒頭には機能を表すコマンドアイコンが存在しており、このコマンド機能は、バーを用いて各プロセスステップの（時間的な）終了時まで延ばされている。

このようにして上側の１本の列表示から、射出成型機の動作においてまず射出成形金型が閉じられるということが認識できる（参照符号５４を有するアイコン）。その後、可塑化・射出ユニットがこの射出成形金型へと移動され（参照符号５６を有するアイコン）、射出・保圧工程が実施される（参照符号５８を有するアイコン）。その次に、冷却工程（参照符号６０を有するアイコン）が実施され、この冷却工程は、射出成形金型が開かれる時点（参照符号６２を有するアイコン）まで及んでいる。さらには並行して（図１の下側に表示）、例えばスクリューの後退、可塑化ノズルの開放、プラスチック溶融の調量、可塑化・射出装置の金型からの除去、エジェクタの作動などといった（個々に参照符号は付されていない）別のステップが実施される。これらのステップは、対応する依存関係分岐を用いて並列に表示されている。ここで、今や正しく表示されている正しい時間的な相関関係に注目されたい。このことは（画面下側の）時間軸に亘って認識することができる。

進捗線２６を挿入することにより、射出成型機が現在どのプロセスステップにあるかを直接認識することができる。図１に図示されたステップの場合、ちょうど保圧後に金具内にて冷却が行われているところであり、それと同時に、可塑化・射出ユニットがプラスチック溶融をまさに再び調量しているところである（下側のバーを参照）。流れの進捗状況に応じて、進捗線２６が画像ディスプレイ装置を横切って移動する（進捗モード）か、または択一的に、進捗線２６は固定されたままで、その他の表示が進捗マークの後ろで右から左に移動する（ロールモード）。

図１では、表示２２によってサイクル全体の時間的な長さも示されており、この際、サイクル時間はいわゆる（時間）クリティカルパス２０によって決定され、このクリティカルパス２０は、サイクル時間を決定するコマンドの流れを含んでいる。このクリティカルパスによって操作者は、サイクル時間を決定するコマンド機能を認識することができる。これらのコマンド機能の変更によって操作者はサイクル時間を変更することができる。

図面にはさらに、参照符号２８によって、バッファとして使用される時間が示されている。この実施例の場合には、表示されているコマンド機能の終了と、当該コマンド機能が事前に終了している必要があるステップ、たとえば可塑化・射出装置の金型への移動の開始（参照符号５６）との間に、サイクル時間に影響を与えないバッファ時間である自由な時間フェーズ２８が存在する。

さらに図１から、サイクル開始と現在の流れ位置との間の経過した時間（参照符号３０）を認識することができる。本発明によれば、例えば冷却コマンド６０のような所定のコマンドの時間を、その時間的な長さ２４によって読み取ることが可能となる。択一的に、図面にて２点をマーキングすることによって２点間の時間間隔を求めるようにすることが可能である。

したがって全体として、図を用いてモデル化された流れを時間的に正確にスケーリングして表示することができ、この際、サイクル時間を決定するコマンドの流れも見て取ることができる。進捗表示に基づき、機械の現在の流れ位置を認識することができる。さらにもちろん、表示の停止、または、表示の拡大ないし縮小（ズーム機能）も可能である。先行するサイクル、基準サイクル等のような他の流れを表示させることも可能である。さらに図のコンフィギュレーションを変更させることができ、例えば、現在のサイクルだけを表示すべきか、または、現在のサイクルも先行するサイクルも表示すべきか、または、並行して基準サイクルを表示すべきか、を選択することができる。

さらには分析、または制御装置への記憶、または後々の使用のための保存を可能にするために、シーケンスの流れ−場合によっては所定の実際値およびパラメータ値と、基準サイクルとを含む−を、エクスポート、またはインポート、または保存することができる。

これまで記載した本発明によれば、操作者は、機械を容易に調整することができるか、または、機械動作の流れに容易に追従することができるようになり、この際、操作者は、所定のコマンド機能同士間の時間的な相関関係を直接認識することができる。したがって操作者は、どのプロセスステップが実施されているか、または、どのプロセスステップが同時に進行しているかを見ることができる。これによって、モデル化された流れ制御から本当の機械動作への翻訳作業、または、シーケンス図の翻訳作業は、もはや不要となる。

１０ 画像ディスプレイ
２０ クリティカルパス（サイクル時間を決定するコマンドの流れ）
２２ サイクル長さ
２４ コマンド長さ
２６ 進捗表示
２８ バッファ時間
３０ 経過したサイクル時間

Claims (15)

1. サイクリックな機械動作の流れを有する１つまたは複数の機械のためのプログラミング可能な流れを、画像ディスプレイ上に表示させるための方法であって、
   ・コマンド機能を使用して、流れをプログラミングまたは変更し、
   ・必要な製造パラメータを予め設定し、
   ・必要な場合には、機械コンポーネントに関する実際値を加え、
   ・個々のプロセスステップの流れと、該プロセスステップ同士間の依存関係とを、前記画像ディスプレイ上に表示する、
   方法において、
   完全にプログラミングされた流れまたは流れの一部分から、前記予め設定された製造パラメータと、前記機械コンポーネントに関する実際値とを考慮して、前記個々のプロセスステップ同士の時間的な相関関係を形成して、前記画像ディスプレイ上に表示する、
   ことを特徴とする方法。
2. コマンドを時間的にスケーリングし、時間的に正確な長さで表示する、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記コマンドをシンボル化し、時間的に正確な終了時に到達するまで延ばすことによって、前記コマンドを表示する、
   ことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. サイクル時間に入り込まないバッファ時間を別個に表示する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の方法。
5. サイクル時間を決定するコマンドの流れを、クリティカルパスとして表示する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の方法。
6. 流れプログラムの実行時に機械が現在いる位置を示す進捗線を表示する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の方法。
7. 流れプログラムにおけるサイクルの開始と現在の位置との間の経過した時間を表示する、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の方法。
8. ロールモードの表示形式では、現在の流れ位置を前記画像ディスプレイ上に位置固定して表示し、かつ、プログラミングされた流れは、流れプログラムの実行に応じて帯形状に強調されて前記画像ディスプレイ上で進行する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の方法。
9. 進捗モードの表示形式では、残りのサイクルにてさらにどのコマンドおよびどの機能を実施すべきかを示して、前記画像ディスプレイ上に表示する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の方法。
10. 前記画像ディスプレイ上にマーキングされた２つの点から、進行中に、流れに応じて経過するこれらの点の間の時間を求める、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の方法。
11. 現在のサイクルに先行するサイクルの流れを表示する、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の方法。
12. 基準サイクルの流れを表示する、
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の方法。
13. 表示の時間軸をスケーリングする、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の方法。
14. 流れまたは流れのシーケンスを、場合によっては実際値および／または基準値と共に、エクスポート、またはインポート、または保存する、
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の方法。
15. 進行する表示を停止する、
    ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項記載の方法。

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