特許 7514860 工作機械システム内での通信のための方法およびそのための通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】工作機械システム内での通信のための方法およびそのための通信システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/414 20060101AFI20240704BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20240704BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

G05B19/414 R

G05B19/414 Q

G05B19/05 L

H04L12/28 100F

H04L12/28 200Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021564941

(86)(22)【出願日】2020-04-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-29

(86)【国際出願番号】 EP2020061084

(87)【国際公開番号】W WO2020224949

(87)【国際公開日】2020-11-12

【審査請求日】2023-02-22

(31)【優先権主張番号】19172573.8

(32)【優先日】2019-05-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】520333435

【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ホルムストレーム， テンネルス

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２８５６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６２９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２６５３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０８０８１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－２１５６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４８８８７２６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／００ － １９／４６

Ｈ０４Ｌ １２／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械システム（１０）内での通信のための方法であって、前記工作機械システム（１０）は数値制御ＮＣ（１０４）および制御ノード（１００）を備え、前記制御ノード（１００）および前記ＮＣ（１０４）は互いにデータ信号を交換するように構成される方法において、
－ 肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示をする肯定応答指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、肯定応答指示を含むアクション要求（２００）を含むデータ信号を前記制御ノード（１００）から前記ＮＣ（１０４）に送信することと、
－ 受け取った前記アクション要求に基づいて、前記工作機械システム（１０）内で実施されるべきアクションを前記ＮＣ（１０４）内でトリガすることと、
－ 前記肯定応答指示によって要求されると、前記ＮＣ（１０４）から前記制御ノード（１００）に肯定応答ＡＣＫデータ信号（３００）を送ることと
を含む、方法。

【請求項2】

前記工作機械システム（１０）がプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）（１０２）をさらに備え、前記プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）（１０２）が、前記制御ノード（１００）と前記ＮＣ（１０４）の間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記肯定応答ＡＣＫデータ信号が、前記アクションがアクティブであることを示すデータを含み、前記方法が、
－ 前記肯定応答ＡＣＫデータ信号（３００）を受け取った後、前記制御ノード（１００）において前記アクション要求（２００）をリセットすること
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

－ 前記肯定応答指示が前記肯定応答ＡＣＫデータ信号（２０１）を要求していない場合、所定の期間の後、前記制御ノード（１００）において前記アクション要求（２００）をリセットすること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記制御ノード（１００）および前記ＮＣ（１０４）が状態要求を交換するようにさらに構成され、前記状態要求が、
－ 前記工作機械システムに接続された切削工具の動作状態の変化パラメータ
－ 前記切削工具の動作状態
－ 工作機械の動作状態
のうちの少なくとも１つに関連する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項6】

数値制御ＮＣ（１０４）と、
制御ノード（１００）と
を備え、前記制御ノード（１００）および前記ＮＣ（１０４）は互いにデータ信号を交換するように構成される工作機械システム（１０）であって、
－ 前記制御ノード（１００）に、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示をする肯定応答指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、肯定応答指示を含むアクション要求を含むデータ信号を前記ＮＣ（１０４）に送信させ、
－ 前記ＮＣ（１０４）に、受け取った前記アクション要求（２００）に基づいて、前記工作機械システム内で実施されるべきアクションをトリガさせ、
－ 前記肯定応答指示によって要求されると、前記ＮＣ（１０４）に、肯定応答ＡＣＫデータ信号（３００）を前記制御ノード（１００）に送らせる
ように構成される、
工作機械システム（１０）。

【請求項7】

前記制御ノード（１００）および前記ＮＣ（１０４）が状態要求を交換するようにさらに構成され、前記状態要求が、
－ 前記工作機械システムに接続された切削工具の動作状態の変化パラメータ
－ 前記切削工具の動作状態
－ 工作機械の動作状態
のうちの少なくとも１つに関連する、請求項６に記載の工作機械システム。

【請求項8】

制御ノード（１００）で実施される、工作機械システム（１０）内で数値制御ＮＣ（１０４）と通信するための方法であって、
－ 肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、指示を含む第１のデータ信号を前記ＮＣ（１０４）に送信するステップと、
－ 前記第１のデータ信号（２００）が肯定応答を要求している場合、前記ＮＣ（１０４）から肯定応答ＡＣＫデータ信号（３００）を受け取るステップと、
－ 前記肯定応答ＡＣＫデータ信号が前記制御ノードによって受け取られている場合、または前記第１のデータ信号が肯定応答を要求していない場合、所定の期間の後に第２のデータ信号を前記ＮＣ（１０４）に送信するステップと
を含む、方法。

【請求項9】

数値制御ＮＣ（１０４）で実施される、工作機械システム（１０）内で制御ノード（１００）と通信するための方法であって、
－ 肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、指示を含む第１のデータ信号を前記制御ノード（１００）から受け取るステップと、
－ 前記第１のデータ信号が肯定応答を要求している場合、肯定応答ＡＣＫデータ信号を前記制御ノード（１００）に送るステップと、
－ 前記制御ノード（１００）から第２のデータ信号を受け取るステップと
を含む、方法。

【請求項10】

プログラマブル論理コントローラで実施される、工作機械システム（１０）内での通信のための方法であって、前記工作機械システム（１０）は、前記プログラマブル論理コントローラＰＬＣ（１０２）、数値制御ＮＣ（１０４）および制御ノード（１００）を備え、前記ＰＬＣ（１０２）は、前記制御ノード（１００）と前記ＮＣ（１０４）の間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備える方法において、
－ 肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、指示を含むデータ信号を送りノードから受け取るステップと、
－ 前記データ信号を受取りノードに中継するステップと、前記データ信号が肯定応答を要求している場合、
－ 前記受取りノードから肯定応答ＡＣＫデータ信号（２０１）を受け取るステップと、
－ 前記肯定応答ＡＣＫデータ信号を前記送りノードに中継するステップと
を含み、前記送りノードが前記制御ノード（１００）である場合、前記受取りノードは前記ＮＣ（１０４）であり、また、前記送りノードが前記ＮＣ（１０４）である場合、前記受取りノードは前記制御ノード（１００）である、方法。

【請求項11】

工作機械システム（１０）内で数値制御ＮＣ（１０４）と通信するための制御ノード（１００）であって、送信ユニット（１００１）および受信ユニット（１００３）を使用して構成される制御ノード（１００）において、
前記送信ユニット（１００１）は、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、指示を含む第１のデータ信号を前記ＮＣ（１０４）に送信するように構成され、
前記受信ユニット（１００３）は、前記第１のデータ信号（２００）が肯定応答を要求している場合、前記ＮＣ（１０４）から肯定応答ＡＣＫデータ信号（３００）を受け取るように構成され、
前記送信ユニット（１００１）は、前記肯定応答ＡＣＫデータ信号が前記制御ノードによって受け取られている場合、または前記第１のデータ信号が肯定応答を要求していない場合、所定の期間の後に第２のデータ信号を前記ＮＣ（１０４）に送信するようにさらに構成される、
制御ノード（１００）。

【請求項12】

工作機械システム（１０）内で制御ノード（１００）と通信するための数値制御ＮＣ（１０４）であって、ＮＣ送信ユニット（１０４１）およびＮＣ受信ユニット（１０４３）を使用して構成される数値制御ＮＣ（１０４）において、
前記ＮＣ受信ユニット（１０４３）は、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、指示を含む第１のデータ信号を前記制御ノード（１００）から受け取るように構成され、
前記ＮＣ送信ユニット（１０４１）は、前記第１のデータ信号が肯定応答を要求している場合、肯定応答ＡＣＫデータ信号を前記制御ノード（１００）に送るように構成され、
前記ＮＣ受信ユニット（１０４３）は、第２のデータ信号を前記制御ノード（１００）から受け取るようにさらに構成される、
数値制御ＮＣ（１０４）。

【請求項13】

工作機械システム（１０）内での通信のためのプログラマブル論理コントローラＰＬＣ（１０２）であって、前記工作機械システム（１０）は、前記プログラマブル論理コントローラＰＬＣ（１０２）、数値制御ＮＣ（１０４）および制御ノード（１００）を備え、前記ＰＬＣ（１０２）は、ＰＬＣ受信ユニット（１０２１）、および前記制御ノード（１００）と前記ＮＣ（１０４）の間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを使用して構成されるプログラマブル論理コントローラＰＬＣ（１０２）において、
前記ＰＬＣ受信ユニット（１０２１）は、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示であって、データ信号の固有部分であり、前記工作機械システムの通信に使用されるプロトコルに依存しない、指示を含むデータ信号を送りノードから受け取るように構成され、
前記インタフェースは前記データ信号を受取りノードに中継するように構成され、また、前記データ信号が肯定応答を要求している場合、
前記ＰＬＣ受信ユニット（１０２１）は、肯定応答ＡＣＫデータ信号（２０１）を前記受取りノードから受け取るようにさらに構成され、
前記インタフェースは、前記肯定応答ＡＣＫデータ信号を前記送りノードに中継するようにさらに構成され、
前記送りノードが前記制御ノード（１００）である場合、前記受取りノードは前記ＮＣ（１０４）であり、また、前記送りノードが前記ＮＣ（１０４）である場合、前記受取りノードは前記制御ノード（１００）である、
プログラマブル論理コントローラＰＬＣ（１０２）。

【請求項14】

コンピュータ上で実行されると、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法を実施するコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、工作機械システム内での通信のための方法、およびその方法を実施するための通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）は、アディティブとサブトラクティブの両方の製造のために造られた工作機械を制御するために広く使用されており、穿孔、フライス加工、丸削り、リーマ通し、ねじ切りまたは研削などの操作は一般的である。ＣＮＣ機械は、厳密な仕様に合致するよう、プログラムされた命令に従って、手動オペレータを必要とすることなく、材料、例えば金属、プラスチック、木、セラミックまたは合成物、等々を変える。一般にＣＮＣは、数値プログラムされた動きを制御する少なくとも１つの数値制御（ＮＣ）、および論理に基づく機能を制御する１つのプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）を備えている。

【0003】

今日、ＣＮＣシステムにおいては、機械部品の設計およびその製造プログラムは高度に自動化されている。ＣＡＤソフトウェアを使用して部品の機械的寸法が定義され、次にコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）ソフトウェアによって製造指示に翻訳される。結果として得られた指示書は、「御処理プロセッサ」ソフトウェアによって、コンポーネントを製造する特定の機械のために必要な特定のコマンドに変換され、次にＣＮＣ機械にロードされる。要約すると、ＣＮＣ機械は、動力化された操縦可能な工具と、しばしば、動力化された操縦可能なワークピースとを組み合わせ、それらはいずれもＮＣによって、特定の入力命令に従って制御される。命令は、典型的には、図形コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）ソフトウェアによって生成され、かつ、逐次プログラムとしてＮＣの中で実行されるＧ－コードの形態でＣＮＣ機械に引き渡される。

【0004】

ＮＣとＰＬＣの間の通信は、主として工作機械システム内に置かれている。通信は、例えばＰＲＯＦＩＮＥＴ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰまたはプロセスフィールドバス（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）などの有線または無線時間感応ネットワーク（ＴＳＮ）上で確立される。例としてＰＲＯＦＩＢＵＳは、複数のマスタを許容するための追加トークンリングプロトコルを有するマスタ－スレーブ型プロトコルである。すべてのデバイスはスタートアップシーケンスを通り抜け、その間にそれらのすべてのデバイスがネットワークに「加わる」。個々のスレーブはフェールセーフタイマを維持している。マスタが特定の時間限度内にスレーブに話しかけない場合、スレーブは安全状態に入り、その場合、マスタは、さらなるデータ交換が生じ得る前にもう一度スタートアップシーケンスを通り抜けなければならない。これは、マスタ内のウォッチドッグタイマと相俟って、すべての通信が特定の時間値でバスサイクル毎に生じることを保証する。したがってＰＲＯＦＩＢＵＳ上で送られたパケットが、送信側が気づくことなく失われることはあり得ない。したがってＰＲＯＦＩＢＵＳ上で確立された通信は安全保護のための機構を有している。しかしながら技術の発展およびユーザのニーズの変化により、通信を工作機械システムの外部に拡張する必要がある。このような場合、今日の通信システムはそのニーズに合致し得ない。通信データの安全保護も同じく考慮すべき重要な面である。

【発明の概要】

【0005】

本開示の目的は、上で概要を示した課題および問題のうちの少なくともいくつかに対処することである。本開示の目的の１つは、工作機械システム内での通信のための方法およびシステムを提供することである。

【0006】

別の目的は、制御ノード、および制御ノードで実施される、工作機械システム内でＮＣと通信するための方法を提供することである。

【0007】

さらに別の目的は、ＮＣ、およびＮＣで実施される、工作機械システム内で制御ノードと通信するための方法を提供することである。

【0008】

さらに別の目的は、プログラマブル論理コントローラ、およびプログラマブル論理コントローラで実施される、工作機械システム内での通信のための方法を提供することである。

【0009】

さらに別の目的は、コンピュータ上で実行されると、工作機械システム内での通信のための方法を実施するコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム製品を提供することである。

【0010】

上記の目的は、添付の特許請求の範囲による方法およびシステムによって完全に、または部分的に達成される。特徴および態様は、本開示の添付の特許請求の範囲、以下の説明および添付の図面に示されている。

【0011】

第１の態様によれば、工作機械システム内での通信のための方法が提供され、工作機械システムは数値制御（ＮＣ）および制御ノードを備え、制御ノードおよびＮＣは互いにデータ信号を交換するように構成され、方法は、肯定応答指示を含むアクション要求を含むデータ信号を制御ノードからＮＣに送信するステップと、受け取ったアクション要求に基づいて、工作機械システム内で実施されるべきアクションをＮＣ内でトリガするステップと、肯定応答指示によって要求されると、ＮＣから制御ノードに肯定応答ＡＣＫデータ信号を送るステップとを含む。

【0012】

本明細書において使用されている「データ信号」は、送信されるべき実際のデータまたは情報を担っている信号または信号の一部あるいは複数の信号を意味している。言い換えると、この表現は、使用されるプロトコルの種類には無関係の信号または信号の一部あるいは複数の信号を意味している。

【0013】

したがって肯定応答指示は、アクション要求に含まれているデータ信号自体に包含されており、また、その固有部分である。したがって肯定応答指示は使用される特定のプロトコルに依存せず、また、データ信号が異なるプロトコルを使用して異なるネットワークを介して送信される場合であっても、肯定応答指示が「失われる」ことはない。したがって通信が工作機械システムの外部に拡張されても安全保護および信頼性が保持される。

【0014】

例示的実施形態では、工作機械システムはプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）を備えており、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）は、制御ノードとＮＣの間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備えている。

【0015】

別の例示的実施形態では、肯定応答ＡＣＫデータ信号は、アクションがアクティブであることを示すデータを含み、方法は、肯定応答ＡＣＫデータ信号を受け取った後、制御ノードにおいてアクション要求をリセットするステップをさらに含む。

【0016】

さらに別の例示的実施形態では、方法は、肯定応答指示が肯定応答ＡＣＫデータ信号を要求していない場合、所定の期間の後にアクション要求をリセットするステップをさらに含む。

【0017】

さらに別の例示的実施形態では、アクション要求は、実施されるべきアクションを識別するアクションタイプ、およびそのアクションが実行されるべき方法を教えるアクション値を含み、方法は、アクションタイプを設定する前にそのアクション値を設定するステップをさらに含む。

【0018】

さらに別の例示的実施形態では、制御ノードおよびＮＣは、状態要求を交換するようにさらに構成される。

【0019】

さらに別の例示的実施形態では、状態要求は、工作機械システムに接続された切削工具の動作状態の変化パラメータ、切削工具の動作状態または工作機械の動作状態のうちの少なくとも１つに関連している。

【0020】

第２の態様によれば、ＮＣと、制御ノードとを備える工作機械システムが提供され、制御ノードおよびＮＣは互いにデータ信号を交換するように構成され、工作機械システムは、制御ノードに、肯定応答指示を含むアクション要求を含むデータ信号をＮＣに送信させ、ＮＣに、受け取ったアクション要求に基づいて、工作機械システム内で実施されるべきアクションをトリガさせ、また、ＮＣに、肯定応答指示によって要求されると、肯定応答ＡＣＫデータ信号を制御ノードに送らせるように構成される。

【0021】

例示的実施形態では、アクション要求は、実施されるべきアクションを識別するアクションタイプ、およびそのアクションが実行されるべき方法を教えるアクション値を含み、アクション値はアクションタイプに先立って設定される。

【0022】

別の例示的実施形態では、データ信号は状態要求をさらに含む。

【0023】

さらに別の例示的実施形態では、状態要求は、工作機械システムに接続された切削工具の動作状態の変化パラメータ、切削工具の動作状態または工作機械の動作状態のうちの少なくとも１つに関連している。

【0024】

第３の態様によれば、制御ノードで実施される、工作機械システム内で数値制御ＮＣと通信するための方法であって、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のデータ信号をＮＣに送信するステップと、第１のデータ信号が肯定応答を要求している場合、ＮＣから肯定応答ＡＣＫデータ信号を受け取るステップと、肯定応答ＡＣＫデータ信号が制御ノードによって受け取られている場合、または第１のデータ信号が肯定応答を要求していない場合、所定の期間の後に第２のデータ信号をＮＣに送信するステップとを含む方法が提供される。

【0025】

第４の態様によれば、数値制御ＮＣで実施される、工作機械システム内で制御ノードと通信するための方法であって、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のデータ信号を制御ノードから受け取るステップと、第１のデータ信号が肯定応答を要求している場合、肯定応答ＡＣＫデータ信号を制御ノードに送るステップと、制御ノードから第２のデータ信号を受け取るステップとを含む方法が提供される。

【0026】

第５の態様によれば、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）で実施される、工作機械システム内での通信のための方法であって、工作機械システムは、プログラマブル論理コントローラＰＬＣ、数値制御ＮＣおよび制御ノードを備え、ＰＬＣは、制御ノードとＮＣの間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備え、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含むデータ信号を送りノードから受け取るステップと、データ信号を受取りノードに中継するステップと、データ信号が肯定応答を要求している場合、受取りノードから肯定応答ＡＣＫデータ信号を受け取るステップと、肯定応答ＡＣＫデータ信号を送りノードに中継するステップとを含み、送りノードが制御ノードである場合、受取りノードはＮＣであり、また、送りノードがＮＣである場合、受取りノードは制御ノードである、方法が提供される。

【0027】

第６の態様によれば、工作機械システム内で数値制御ＮＣと通信するための制御ノードが提供され、制御ノードは送信ユニットおよび受信ユニットを使用して構成され、送信ユニットは、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のデータ信号をＮＣに送信するように構成され、受信ユニットは、第１のデータ信号が肯定応答を要求している場合、ＮＣから肯定応答ＡＣＫデータ信号を受け取るように構成され、また、送信ユニットは、肯定応答ＡＣＫデータ信号が制御ノードによって受け取られている場合、または第１のデータ信号が肯定応答を要求していない場合、所定の期間の後に第２のデータ信号をＮＣに送信するようにさらに構成される。

【0028】

第７の態様によれば、工作機械システム内で制御ノードと通信するための数値制御ＮＣが提供され、ＮＣはＮＣ送信ユニットおよびＮＣ受信ユニットを使用して構成され、ＮＣ受信ユニットは、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のデータ信号を制御ノードから受け取るように構成され、ＮＣ送信ユニットは、第１のデータ信号が肯定応答を要求している場合、肯定応答ＡＣＫデータ信号を制御ノードに送るように構成され、また、ＮＣ受信ユニットは、第２のデータ信号を制御ノードから受け取るようにさらに構成される。

【0029】

第８の態様によれば、工作機械システム内での通信のためのプログラマブル論理コントローラＰＬＣが提供され、工作機械システムは、プログラマブル論理コントローラＰＬＣ、数値制御ＮＣおよび制御ノードを備え、ＰＬＣは、ＰＬＣ受信ユニット、および制御ノードとＮＣの間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを使用して構成され、ＰＬＣ受信ユニットは、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含むデータ信号を送りノードから受け取るように構成され、インタフェースはデータ信号を受取りノードに中継するように構成され、また、データ信号が肯定応答を要求している場合、ＰＬＣ受信ユニットは、肯定応答ＡＣＫデータ信号を受取りノードから受け取るようにさらに構成され、また、インタフェースは、肯定応答ＡＣＫデータ信号を送りノードに中継するようにさらに構成され、送りノードが制御ノードである場合、受取りノードはＮＣであり、また、送りノードがＮＣである場合、受取りノードは制御ノードである。

【0030】

第９の態様によれば、コンピュータ上で実行されると、上記による方法を実施するコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム製品が提供される。

【0031】

本開示は、データ信号を失う危険を伴うことなく、制御ノードとＮＣの間の通信をＣＮＣ制御工作機械の外部に拡張するための解決法を提供する。さらに、ＮＣ、ＰＬＣおよび制御ノード間の強化された接続性が同じく提供され、さらには最終顧客のためのプラグアンドプレイ環境も可能である。本開示は、一般環境および個別化可能環境における顧客価値をもたらし、とてつもない柔軟性を提供する。別の利点は、工作機械システムにおけるＮＣは、制御ノードからのデータ信号を従来のシステムよりはるかに速く処理することができ、また、システムの効率が著しく改善されたことである。

【0032】

本開示のいくつかの態様は、以下の図面を参照してより良好に理解され得る。図面では、同様の参照数表示は、いくつかの図全体にわたって対応する部品を示している。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】工作機械システムの概要を示すブロック図である。

【図2】制御ノードとＮＣの間の通信を示す図である。

【図3A】システムによって実施される例示的方法のフローチャートである。

【図3B】システムによって実施される例示的方法のフローチャートである。

【図3C】システムによって実施される例示的方法のフローチャートである。

【図4】システムによって実施される例示的方法を示すフローチャートである。

【図5】ＮＣに対する割込みがないＡＣＫアクション要求の線図である。

【図6】「ＴＯ ＮＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図7】アクション要求およびアクション肯定応答の例示的構造を示す図である。

【図8】ＰＬＣに対するＡＣＫアクション要求の線図である。

【図9】「ＴＯ ＰＬＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図10】ＰＬＣからのＡＣＫアクション要求の線図である。

【図11】「ＦＲＯＭ ＰＬＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図12】ＮＣからのＡＣＫアクション要求の線図である。

【図13】「ＦＲＯＭ ＮＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図14】ＮＣに対する割込みがないＮｏｔ ＡＣＫアクション要求の線図である。

【図15】「ＴＯ ＮＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図16】ＰＬＣからのＮｏｔ ＡＣＫアクション要求の線図である。

【図17】「ＦＲＯＭ ＰＬＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図18】ＮＣからのＮｏｔ ＡＣＫアクション要求の線図である。

【図19】「ＦＲＯＭ ＮＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図20】ＰＬＣに対するＮｏｔ ＡＣＫアクション要求の線図である。

【図21】「ＴＯ ＰＬＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図22】ＮＣに対する割込みがあるＮＯＴ ＡＣＫアクション要求の線図である。

【図23】「ＴＯ ＮＣ＋ＩＮＴ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図24】ＮＣに対する割込みがあるＡＣＫアクション要求の線図である。

【図25A】「ＴＯ ＮＣ＋ＩＮＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図25B】「ＴＯ ＮＣ＋ＩＮＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図26】連続的にＮＣに送られ、また、連続的にＮＣから送られる実時間データの線図である。

【図27】制御ノードで実施される方法を示す図である。

【図28】数値ノードで実施される方法を示す図である。

【図29】プログラマブル論理コントローラで実施される方法を示す図である。

【図30】さらに可能な実施形態による制御ノードをより詳細に示す線図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１は、例示的実施形態を示す、工作機械システム１０の非制限の概要を示したものである。工作機械はフライス加工機械、穿孔機械、等々であってもよい。本明細書における工作機械は、サブトラクティブ製造およびアディティブ製造の両方のための機械を包含している。システム１０は、データ信号を送信するための送信ユニット１００１およびデータ信号を受信するための受信ユニット１００３を備えた制御ノード１００を備えている。制御ノード１００は、局所工作機械システムの内部に物理的に配置することができ、あるいは局所工作機械システムに遠隔接続することも可能である。制御ノード１００は、例えば局所コンピュータ、サーバ、中央配置サーバ、クラウド－ベースサーバ、仮想コンピュータ、等々であってもよい。工作機械システム１０は、以下、本開示においては工作機械または機械とも呼ばれているＣＮＣ機械１２をさらに備えている。機械は、データ信号を受け取るためのＰＬＣ受信ユニット１０２１、データ信号を中継するための中継ユニット１０２３を備えたプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）１０２と、データ信号を送信するためのＮＣ送信ユニット１０４１およびデータ信号を受け取るためのＮＣ受信ユニット１０４３を備えた数値制御（ＮＣ）１０４とを備えている。制御ノード１００は、ＮＣ１０４に対する肯定応答指示を有するアクション要求を含むデータ信号を送信するように構成されており、ＮＣ１０４は、受け取ったアクション要求に基づいて、工作機械システム内で実施されるべきアクションをトリガするように構成されており、また、ＮＣ１０４は、肯定応答指示によって要求されている場合、肯定応答ＡＣＫデータ信号を制御ノード１００に送るように構成されている。制御ノード１００と工作機械システム１０の間の接続は、有線接続であっても、あるいは無線接続であってもよい。他の実施形態では、制御ノード１００と工作機械システム１０の間の通信は、ＩＥＥＥ ８０２．３、等々によるイーサネット、あるいは８０２．１１、等々によるＷｉＦｉ、ブルートゥース、ＴＣＰ／ＩＰ（転送制御プロトコル／インターネット／プロトコル）に基づいていてもよく、他の適切なフォーマットに対する制限はない。

【0035】

肯定応答指示は様々な方法で達成することができる。例えば指示はアクション要求の一部として実現することができ、例えばデータ信号の総データセット内の１ビットを使用して、アクション要求が肯定応答を要求しているか否かを指示することができる。しかしながら肯定応答指示は、肯定応答を要求していないアクション要求（Ｎｏｔ ＡＣＫアクション）に関連するデータ信号と比較して、肯定応答を要求しているアクション要求（ＡＣＫアクション）に関連するデータ信号のための総データセット内の異なるオフセットおよび／または範囲を使用することによって単純に実現することも可能である。すなわちＡＣＫアクションのためのデータは、Ｎｏｔ ＡＣＫアクションのためのデータと比較して、データ信号の総データセット内の異なる位置に置くことができる。したがって定義済みセットのバイトをＡＣＫアクションのために確保しておくことができ、また、別の定義済みセットのバイトをＮｏｔ ＡＣＫアクションのために確保しておくことができる。したがって肯定応答指示は、アクション要求のデータが例えばＡＣＫ信号のために特に割り当てられた１つまたは複数のセットまたは範囲のバイトまたはビット内のデータ信号の総データセット内の特定の位置に置かれているかどうかを参照することができる。

【0036】

図２は、制御ノード１００とＮＣ１０４の間の例示的通信を示したものである。制御ノード１００とＮＣ１０４の間の通信は双方向である。制御ノード１００とＮＣ１０４の間で送られるデータ信号は経路指定ユニット１０６を介して中継される。経路指定ユニット１０６は、ＰＬＣ、ルータ、工作機械中継器を備えたデバイス、等々などの経路指定の機能を有する任意のタイプのデバイスであってもよい。本開示においては、ＰＬＣは、データ信号を中継するための例として使用されている。

【0037】

表１と共に図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃを参照すると、システムによって実施される例示的方法のフローチャート概説が示されている。ＰＬＣインタフェースを介して交換される異なるタイプのデータ信号が存在しており、それらは、それらの用途および特性によって等級に分割される。いくつかのデータ信号は、スピンドル速度などの実時間情報と呼ばれることになる純粋な情報担体として働くことになり、一方、他のデータ信号は、アクションと呼ばれることになる明確な専用タスク情報を示す。アクションは、ＰＬＣ１０２、ＮＣ１０４または制御ノード１００のいずれかでプロセスを開始するために使用されるものである。データ信号等級仕様は、機械へのデータ信号を意味する入力と、機械から送られたデータ信号を意味する出力との間を区別することができる、データ信号の方向を同じく含む。例えばデータ信号は、短い説明と共に例示の表１に挙げられているように、例えば３つの入力等級と３つの出力等級の合計６つの異なるデータ信号等級に分割される。

【0038】

例示実施形態においては、機械のためのアクションデータ信号およびいくつかの実時間データ信号は、機械の中で操作することができる工具キャリアの数によって定義される。個々の工具キャリアは、対応するセットのデータ信号を有するチャネルとして定義することができる。チャネル毎に個々のアクションデータ信号のうちの１つを存在させることができ、また、実時間データ信号は、例えば実際の工具チップ送り速度であってもよい。いくつかの実時間データ信号は、機械の軸の数によって定義される。個々の軸は、対応するセットのデータ信号、すなわち軸毎に個々の関連する実時間データ信号のうちの１つを有している。

【0039】

アクション要求を送る２つの方法、すなわちアクションがアクティブであることの肯定応答がある場合、またはない場合の２つの方法が存在している。アクションがアクティブである場合の応答を得ること、また、そのアクティブアクションが終了するまで同じチャネル上でのさらなるアクション要求を防止することが要求される場合、アクション要求はＡＣＫデータ信号を使用して送られる。そうではない場合、アクション要求はＮｏｔ ＡＣＫデータ信号を使用して送られる。これらのデータ信号等級については、以下でさらに説明される。説明の便宜上、機械から送られるデータ信号、または機械に送られるデータ信号は、説明においてはＮＣおよびＰＬＣの中に明記されている。

【0040】

例えばＰＬＣインタフェースを介して送られる、アクションがアクティブである場合に肯定応答しないアクション要求は、Ｎｏｔ ＡＣＫアクション要求、すなわち非肯定応答アクション要求と呼ばれる。非肯定応答アクション要求の送りは、オフ－遅延と呼ばれる期間の間、アクションタイプの値およびアクション値をＮｏｔ ＡＣＫデータ信号の範囲に設定することによって実施することができる。いくつかの実施形態では、受信側がデータ信号を読み取る高い確率を確実に有するよう、オフ－遅延期間は２５０ｍｓである。何らかのさらなるアクション要求を送ることができる前に、例として２００ｍｓの期間の間、先行するアクション要求をゼロにリセットしなければならない。

【0041】

Ｎｏｔ ＡＣＫデータ信号は、それらがサポートされているか、あるいは範囲内であるかどうかについては検証されず、また、アクションタイプおよび値は、アクション要求のオフ－遅延の後にドロップされる。したがってサポートされていないアクションタイプまたは範囲外のアクション値は、すべて、処理されることなく同じくドロップされる。

【0042】

Ｎｏｔ ＡＣＫデータ信号等級のアクションタイプは異なるグループに区分化される。これらのグループは、そのアクション要求が機械からのデータ信号に対してどこから送られたものであるか、また、そのアクション要求が機械へのデータ信号に対してどこへ向けられたものであるかを定義する。これらのグループ内には、２つの個別の範囲、すなわち１つは確保されたアクションタイプのための範囲、１つは確保されていないアクションタイプのための範囲が存在している。アクションタイプグループの例示的リストについては表２を参照されたい。

【0043】

例えばＰＬＣインタフェースを介して送られる、アクションがアクティブである場合に肯定応答を要求するアクション要求はＡＣＫアクションと呼ばれる。肯定応答データ信号すなわちＡＣＫデータ信号は、対応するアクション要求内のアクションタイプと同じ内容を有している。

【0044】

ＰＬＣインタフェースは、機械への、および機械からの両方のすべてのＡＣＫアクションデータ信号中のアクション要求の検証を要求する。サポートされていないアクションタイプを有するアクション要求が受け取られると、サポートされていないアクションに対して、受け取ったアクションタイプを肯定応答として設定する通常の挙動の代わりに、肯定応答データ信号が誤りアクションタイプに設定される（例えば０ｘ６０００００００１）。アクション要求が範囲外のアクション値を保持している場合、範囲外のアクション値に対して、肯定応答データ信号が誤りアクションタイプに設定される（例えば０ｘ６０００００００２）。機械上で誤りが検出されると、機械は直ちに停止してその誤りを記録しなければならない。誤りが制御ノード１００内で検出されると、制御ノード１００はサービスを停止してその誤りを記録することになる。

【0045】

ＡＣＫデータ信号等級のアクションタイプは異なるグループに区分化される。これらのグループは、そのアクション要求が機械からのデータ信号に対してどこから送られたものであるか、また、そのアクション要求が機械へのデータ信号に対してどこへ向けられたものであるかを定義する。これらのグループ内には、２つの個別の範囲、すなわち１つは確保されたアクションタイプのための範囲、１つは確保されていないアクションタイプのための範囲が存在している。アクションタイプグループの例示的リストについては表３を参照されたい。リストでは、機械に対するアクション要求に使用されているのはＣＮＣ＋ＩＮＴＥＲＲＵＰＴだけである。

【0046】

データ信号をさらに明確に説明するために、機械からのアクションデータ信号の例示的リストが表４に示されている。

【0047】

誤ったアクション値がアクション要求と共に送られることを回避するために、例えばアクション要求に含まれている２つのデータ信号（すなわちアクションタイプおよびアクション値）が対として受け取られるよう、ある要求事項を適用することができる。アクションタイプに先立ってアクション値を設定し、次に、アクションタイプが設定されると直ちにアクション要求が送られることにより、安全保護をさらに強化することができる。

【0048】

さらに、機械に送られるアクションデータ信号の例示的リストが表５に示されている。

【0049】

誤ったアクション値がアクション要求と共に送られることを回避するために、例えばアクション要求に含まれている２つのデータ信号（すなわちアクションタイプおよびアクション値）が対として受け取られるよう、ある要求事項を適用することができる。アクションタイプに先立ってアクション値を設定し、次に、アクションタイプが設定されると直ちにアクション要求がＰＬＣによって処理されることにより、安全保護をさらに強化することができる。

【0050】

ＰＬＣインタフェースのためのＰＬＣプログラムは、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのフローチャートに示されているように実行される。Ｓ１６００でＰＬＣがパワーオンされ、スキャンサイクルが開始されると、Ｓ１６０２でスキャンサイクル毎にＰＬＣワーキングメモリに対して入力データ信号がスキャンされ、更新される。このステップにおける一例は、ＡＣＫまたはＮＯＴ ＡＣＫ信号に関するあらゆるアクティビティに無関係に、速度、送りおよび軸位置をスキャンサイクル毎に書き換えるために、ＰＬＣは実時間入力を受け取る。別の例は、ＰＬＣは、スキャンサイクル毎にアクションをトリガするためのアクション要求入力を受け取る。スキャンサイクルにおける次のステップは、Ｓ１６０４で機械に実時間データ信号を送り、その後で方法は、何らかのアクションデータ信号がアクティブであるかどうか照合する。アクションデータ信号のための４つの分岐が存在しており、そのうちの１つが図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示されており、すなわちＳ１６０６におけるＴＯ ＭＡＣＨＩＮＥ ＡＣＫアクション分岐である。この分岐を起動することができるアクションの３つの異なるグループが存在しており、そのアクションに関連するサブルーチンが呼ばれることになる。チャネルのための分岐全体は、そのアクションが終了するまでそのアクティブアクションにロックされる。Ｓ１６０８でデータ信号がＰＬＣに送られると、Ｓ１６１０で「ＴＯ ＰＬＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。Ｓ１６１２でデータ信号がＮＣに送られると、Ｓ１６１４で「ＴＯ ＮＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。Ｓ１６１６でデータ信号が割込みでＮＣに送られると、Ｓ１６１８で「ＴＯ ＮＣ＋ＩＮＴ ＡＣＴ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。

【0051】

ＴＯ ＭＡＣＨＩＮＥ ＮＯＴ ＡＣＫの第２のアクション分岐はＳ１６２０で示されている。この分岐を起動することができるアクションの同じく３つの異なるグループが存在しており、そのアクションに関連するサブルーチンが呼ばれることになる。チャネルのための分岐全体は、そのアクションが終了するまでそのアクティブアクションにロックされる。Ｓ１６２２でデータ信号がＰＬＣに送られると、Ｓ１６２４で「ＴＯ ＰＬＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。Ｓ１６２６でデータ信号がＮＣに送られると、Ｓ１６２８で「ＴＯ ＮＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。Ｓ１６３０でデータ信号が割込みでＮＣに送られると、Ｓ１６３２で「ＴＯ ＮＣ＋ＩＮＴ ＮＯＴ ＡＣＴ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。

【0052】

ＦＲＯＭ ＭＡＣＨＩＮＥ ＡＣＫの第３のアクション分岐はＳ１６３４で示されている。この分岐を起動することができるアクションの２つの異なるグループが存在しており、そのアクションに関連するサブルーチンが呼ばれることになる。チャネルのための分岐全体は、そのアクションが終了するまでそのアクティブアクションにロックされる。Ｓ１６３６でデータ信号がＰＬＣから送られると、Ｓ１６３８で「ＦＲＯＭ ＰＬＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。Ｓ１６４０でデータ信号がＮＣから送られると、Ｓ１６４２で「ＦＲＯＭ ＮＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。

【0053】

ＦＲＯＭ ＭＡＣＨＩＮＥ ＮＯＴ ＡＣＫの第４のアクション分岐はＳ１６４４で示されている。この分岐を起動することができるアクションの２つの異なるグループが存在しており、そのアクションに関連するサブルーチンが呼ばれることになる。チャネルのための分岐全体は、そのアクションが終了するまでそのアクティブアクションにロックされる。Ｓ１６４６でデータ信号がＰＬＣから送られると、Ｓ１６４８で「ＦＲＯＭ ＰＬＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。Ｓ１６５０でデータ信号がＮＣから送られると、Ｓ１６５２で「ＦＲＯＭ ＮＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」がトリガされることになる。

【0054】

アクションデータ信号がアクティブではない場合、ＮＣからの実時間データ信号は、Ｓ１６５４で、ＰＬＣ内のＡＣＫまたはＮＯＴ ＡＣＫ信号に関する何らかのアクティビティに無関係にスキャンサイクル毎に送られ、また、Ｓ１６５８で次のスキャンサイクルが開始する前に、Ｓ１６５６で出力が更新される。ステップＳ１６５８でＰＬＣがパワーオンされていない場合、方法はステップＳ１６６０へ進行して、ＰＬＣがパワーオフされる。

【0055】

次に図４を参照する。工作機械システムにおける通信のための方法が、図４および図５に関連して説明される。制御ノード１００およびＮＣ１０４は互いにデータ信号を交換するように構成されており、また、ＰＬＣ１０２は、制御ノード１００とＮＣ１０４の間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備えている。方法は、ステップＳ１００で、肯定応答指示を含むアクション要求２００を含むデータ信号を制御ノード１００からＮＣ１０４に送信するステップと、ステップＳ１１０で、受け取ったアクション要求に基づいて、工作機械システム内で実施されるべきアクションをＮＣ１０４内でトリガするステップと、ステップＳ１２０で、肯定応答指示によって要求されると、ＮＣ１０４から制御ノード１００に肯定応答ＡＣＫ３００データ信号を送るステップとを含む。図５および図６は、解決法の非制限実施形態を詳細なフローチャートによって示したものである。Ｓ４００で、「ＴＯ ＮＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するデータ信号が制御ノード１００からＰＬＣ１０２に送られると、Ｓ４０２で、アクション要求２００が転送されたかどうかを決定するステップがＰＬＣで実施される。転送されていない場合、Ｓ４０４でアクション要求２００がＮＣ１０４に転送され、メインプロセスへ進行する。転送されている場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。Ｓ４０６でＰＬＣ１０２は、アクション要求の肯定応答がＮＣ１０４から受け取られたかどうかを決定することになる。肯定応答ＡＣＫ３００データ信号は、アクションがアクティブであることを示すデータを含む。受け取られている場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ４０８で、アクション要求の肯定応答ＡＣＫ３００をＮＣ１０４から制御ノード１００に転送することになる。受け取られていない場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。制御ノード１００は、肯定応答ＡＣＫデータ信号を受け取った後、アクション要求をリセットすることになる。Ｓ４１０でＰＬＣ１０２は、制御ノード１００からのリセットアクション要求４００が受け取られたかどうかを決定することになり、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ４１２でそのリセットアクション要求４００をＮＣ１０４に中継し、メインプロセスに戻ることになり、受け取られていない場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。Ｓ４１４でＰＬＣ１０２は、リセットアクション要求５００の肯定応答がＮＣ１０４から受け取られたかどうかを照合し、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ４１６でそのリセットアクション要求５００の肯定応答を制御ノード１００に中継し、メインプロセスに戻ることになり、受け取られていない場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。

【0056】

図７は、アクション要求およびアクション肯定応答の例示的構造を示したものである。アクション要求は、走っているＮＣ－プログラム内のＰＬＣ１０２またはＮＣ１０４のいずれかによって、あるいは走っているＮＣ－プログラムの割込みの後に実行されるべき別のＮＣ－プログラム内のＮＣによって実行されるべきアクションを要求しているデータ信号のサブセットを含むことができる。アクション要求２００は、図７に示されているように、２つの異なるデータ信号、すなわち１つはアクションタイプ２０１データ信号、１つはアクション値２０３データ信号のサブセットを含むことができる。アクションタイプ２０１は、処理するアクションおよびアクションを実行する方法に関する情報を担っているアクション値２０３を識別する。アクションタイプ２０１は、アクション値と共にアクションタイプを含むアクション全体を実行することになるＣＮＣシステムの部分に関する情報をさらに含む。データ信号のサブセットの構造のため、ＣＮＣシステムは、従来のシステムよりもはるかに速くデータ信号を処理することができ、また、システムの効率が著しく改善されている。サブセットのアクションデータ信号のすべての４つのバイトは、アクションタイプまたはアクション値を表すために使用されている。ＰＬＣからＮＣへのアクションの転送は、データ信号のサブセットをＮＣプログラムが使用することができるＮＣ変数にコピーすることによって実施される。ＮＣからＰＬＣへのデータ信号のサブセットの転送は、ＮＣプログラムによって使用されるＮＣ変数からデータ信号のサブセットをコピーすることによって実施される。図６に示されている肯定応答ＡＣＫデータ信号は、対応するアクションのアクションタイプを含む。４つのバイトは、アクションタイプを表すために使用されている。

【0057】

以上の説明から、アクションは、機械への方向および機械からの方向の両方に送ることができることが例示されている。アクションタイプおよび値は、実施形態では、誤ったタイプおよび値が一緒に処理されるのを防止するために、アクション要求として一緒に送られ、また、一緒に受け取られることが要求され得る。実施形態では、アクション値は、不適切なアクション値を有するアクションを実行する危険を除去するために、アクションタイプに先立って設定される。

【0058】

図８および図９は、肯定応答ＡＣＫを要求するデータ信号をＰＬＣ１０２に送る非制限の例示的線図およびサブルーチンを示したものである。Ｓ１２００で、「ＴＯ ＰＬＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するデータ信号が制御ノード１００からＰＬＣ１０２に送られると、Ｓ１２０２で、アクションがアクティブであるかどうかを決定するステップがＰＬＣ１０２で実施される。アクティブではない場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１２０４で、アクションＡＣＫ３００を設定し、また、設定したアクションＡＣＫ３００を制御ノード１００に送り返し、次に、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１２０６でアクションを開始してメインプロセスに戻り、肯定応答ＡＣＫ３００データ信号は、アクションがアクティブであることを示すデータを含む。アクティブである場合、方法は直接メインプロセスに戻る。Ｓ１２０８でＰＬＣ１０２はアクションが終了したかどうかを決定することになり、終了している場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１２１０で、リセットアクション要求４００を意味するゼロを受け取ったかどうかを決定することになり、受け取っていない場合、方法は直接メインプロセスに戻る。ＰＬＣ１０２がリセットアクション要求４００を受け取っている場合、ＰＬＣ１０２はＳ１２１２でアクションＡＣＫ５００をリセットし、次にメインプロセスに戻り、受け取っていない場合、方法は直接メインプロセスに戻る。

【0059】

図１０および図１１は、解決法の他の例示的実施形態を、肯定応答ＡＣＫを要求するデータ信号をＰＬＣ１０２から制御ノード１００に送る線図およびサブルーチンによって示したものである。Ｓ１０００で、「ＦＲＯＭ ＰＬＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するデータ信号がＰＬＣ１０２から制御ノード１００に送られると、Ｓ１００２で、アクションがアクティブであるかどうかを決定するステップがＰＬＣ１０２で実施される。アクティブではない場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１００４でアクション要求２００を制御ノード１００に送ってメインプロセスに戻り、アクティブである場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。Ｓ１００６でＰＬＣ１０２はアクションＡＣＫ３００が受け取られたかどうかを決定し、受け取られている場合、ＰＬＣは、Ｓ１００８で、リセットアクション要求４００を制御ノード１００に送ってメインプロセスに戻ることになり、受け取られていない場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。制御ノード１００は、リセットアクション要求４００を受け取ると、リセットアクションＡＣＫ５００をＰＬＣ１０２に送り返す。

【0060】

図１２および図１３は、肯定応答ＡＣＫを要求するデータ信号をＮＣ１０４から送る線図およびサブルーチンを示したものである。Ｓ１１００で、「ＦＲＯＭ ＮＣ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するデータ信号がＮＣ１０４からＰＬＣ１０２に送られると、Ｓ１１０２で、アクション要求２００が転送されたかどうかを決定するステップがＰＬＣ１０２で実施される。転送されていない場合、Ｓ１１０４でアクション要求２００が制御ノード１００に転送され、メインプロセスへ進行する。転送されている場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。Ｓ１１０６でＰＬＣ１０２は、アクション要求の肯定応答が制御ノード１００から受け取られたかどうかを決定することになる。肯定応答ＡＣＫ３００データ信号は、アクションがアクティブであることを示すデータを含む。受け取られている場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１１０８で、アクション要求の肯定応答ＡＣＫ３００を制御ノード１００からＮＣ１０４に転送することになる。受け取られていない場合、方法は直接メインプロセスへ進行する。ＮＣ１００は、肯定応答ＡＣＫデータ信号を受け取るとアクション要求をリセットすることになる。Ｓ１１１０でＰＬＣ１０２は、ＮＣ１０４からのリセットアクション要求４００が受け取られたかどうかを決定することになり、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１１１２でそのリセットアクション要求４００を制御ノード１００に中継してメインプロセスに戻ることになる。Ｓ１１１４でＰＬＣ１０２は、リセットアクション要求５００の肯定応答が制御ノード１００から受け取られたかどうかを照合し、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１１１６で、リセットアクション要求５００の肯定応答をＮＣ１０４に中継してメインプロセスに戻ることになり、受け取られていない場合、方法は直接メインプロセスに戻る。

【0061】

図１４および図１５は、肯定応答を要求しないデータ信号をＮＣ１０４に送る線図およびサブルーチンを示したものである。Ｓ８００でアクション要求２００が制御ノード１００からＮＣ１０４に送られると、ＰＬＣ１０２は、Ｓ８０２でそのアクション要求２００をＮＣ１０４に転送することになり、肯定応答は送り返されない。制御ノード１００は、所定の期間の後にアクション要求をリセットする。この所定の期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができる。この実施形態では、例として２５０ｍｓが示されている。リセットアクション要求４００は制御ノード１００からＰＬＣ１０２に送られ、次に方法は、Ｓ８０４でメインプロセスに戻る。何らかのさらなるアクション要求を送ることができる前に、ある期間の間、先行するアクション要求をゼロにリセットしなければならない。この期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができ、例えば２００ｍｓにすることができる。しかしながら信号の送りと信号の送りのリセットの間は同じ時間を使用することが推奨される。

【0062】

アクション要求２００がアクティブである場合、解決法の実施形態では、そのアクション要求２００は、リセットされるまで、同じグループおよびチャネルのすべての新しいアクション要求を阻止する。このリセットは、通常、肯定応答ＡＣＫデータ信号の場合は、要求されたアクションが終了した後に生じ、あるいはＮｏｔ ＡＣＫデータ信号の場合は、規定された期間の後に生じる。この規定された期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができる。本開示では、２５０ｍｓの例示的期間が図１６～図２１に示されている。何らかのさらなるアクション要求を送ることができる前に、ある期間の間、先行するアクション要求をゼロにリセットしなければならない。この期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができ、例えば２００ｍｓにすることができる。しかしながら信号の送りと信号の送りのリセットの間は同じ時間を使用することが推奨される。ワークフローについては、以下で詳細に説明される。

【0063】

図１６および図１７は、肯定応答を要求しないデータ信号を制御ノード１００に送る線図およびサブルーチンを示したものである。「ＦＲＯＭ ＰＬＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するデータ信号がＰＬＣ１０２から送られると、Ｓ５０２で、アクション要求２００が送られたかどうかを決定するステップが実施され、送られていない場合、ＰＬＣ１０２は、オフ－遅延期間を使用してＳ５０４でそのアクション要求２００を制御ノード１００に送り、Ｓ５０８でメインプロセスに戻り、送られている場合、方法は直接メインプロセスに戻る。この期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができる。本開示では、２５０ｍｓの例示的期間が図１６および図１７に示されている。この期間の後、ＰＬＣ１０２はリセットアクション要求４００を制御ノード１００に送ることになる。

【0064】

図１８および図１９は、肯定応答を要求しないデータ信号をＮＣ１０４から制御ノード１００に送る線図およびサブルーチンを示したものである。Ｓ６００で、「ＦＲＯＭ ＮＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するデータ信号がＮＣ１０４から送られると、Ｓ６０２で、アクション要求２００がＰＬＣ１０２から制御ノード１００に転送され、また、Ｓ６０４でメインプロセスに戻る。ＰＬＣ１０２は、規定された期間の後にリセットアクション要求４００を制御ノード１００に送ることになる。この期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができる。本開示では、２５０ｍｓの例示的期間が図１８および図１９に示されている。

【0065】

図２０および図２１は、肯定応答を要求しないデータ信号をＰＬＣ１０２に送る線図およびサブルーチンを示したものである。Ｓ７００で、「ＴＯ ＰＬＣ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するアクション要求２００が制御ノード１００からＰＬＣ１０２に送られると、Ｓ７０２で、アクションがアクティブであるかどうかを決定するステップがＰＬＣ１０２で実施され、アクティブではない場合、ＰＬＣはＳ７０４でアクションを開始し、また、Ｓ７０６でメインプロセスに戻り、アクティブである場合、方法は直接メインプロセスに戻る。制御ノード１００は、規定された期間の後にリセットアクション要求４００をＰＬＣ１０２に送ることになる。この期間は、ユーザのニーズに応じて決定することができる。本開示では、２５０ｍｓの例示的期間が図２０および図２１に示されている。

【0066】

図２２および図２３は、肯定応答を要求しないデータ信号を割込みでＮＣ１０４に送る線図およびサブルーチンの非制限の例を示したものである。Ｓ９００で、「ＮＣ＋ＩＮＴ ＮＯＴ ＡＣＫ ＡＣＴＩＯＮ」のタイプを有するアクション要求２００が送られ、また、Ｓ９０２で、割込みＮＣプログラムアクティブが存在していないことをＰＬＣ１０２が決定すると、ＰＬＣ１０２は、Ｓ９０４で割込みＮＣプログラム６００をＮＣ１０４に送り、また、Ｓ９０６でアクション要求２００をＮＣ１０４に転送する。ＰＬＣ１０２は、ステップＳ９０８で新しい割込みＮＣプログラムがアクティブであるかどうかを照合することになり、アクティブである場合、方法はメインプロセスに戻る。メインプロセスが開始しなかった場合、誤りが指示されることになる。Ｓ９１０で、割込みＮＣプログラムはアクティブ７００であるが、実施されなかった場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ９１２で新しいアクション要求がＮＣ１０４に転送されたかどうかを決定することになり、転送されていない場合、ＰＬＣ１０２はＳ９１４でアクション要求をＮＣ１０４に転送する。これが実施されると、方法はメインプロセスフローに戻る。Ｓ９１６でＰＬＣ１０２はリセットアクション要求４００を受け取ることになる。新しいＮＣプログラムが実施されると、ＮＣ１０４は、実施された新しいＮＣプログラム８００をＰＬＣ１０２に送ることになる。

【0067】

図２４、図２５Ａおよび２５Ｂは、肯定応答を要求するデータ信号を割込みでＮＣ１０４に送る線図およびサブルーチンの非制限の例を示したものである。Ｓ１５００でＮＣ＋ＩＮＴ ＡＣＫアクション要求２００がＰＬＣ１０２で受け取られ、また、Ｓ１５０２で、割込みＮＣプログラム６００アクティブが存在しているかどうかをＰＬＣ１０２が決定し、存在していない場合、ＰＬＣは、Ｓ１５０４で割込みをＮＣプログラムに送り、また、Ｓ１５０６でアクション要求２００をＮＣ１０４に転送し、存在している場合、方法はメインプロセスへ進行する。ＰＬＣ１０２は、Ｓ１５０８で、新しい割込みＮＣプログラムが開始しているかどうかを直ちに照合することになる。開始していない場合は誤りを指示する。開始している場合は継続する。割込みＮＣプログラム６００が実施される場合、方法はメインプロセスに戻る。Ｓ１５１０で割込みＮＣプログラム６００はアクティブであるが実施されない場合、ＰＬＣ１０２は、Ｓ１５１２で、新しいアクション要求がＮＣ１０４に転送されたかどうかの決定に進行することになり、転送されていない場合、ＰＬＣ１０２はＳ１５１４でアクション要求をＮＣ１０４に転送し、転送されている場合、方法はメインプロセスへ進行する。ＰＬＣ１０２は、Ｓ１５１６で、ＮＣ１０４からの肯定応答アクションＡＣＫ３００が受け取られているかどうかを照合し、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２はＳ１５１８で肯定応答アクションＡＣＫ３００を制御ノード１００に転送し、受け取られていない場合はメインプロセスフローに戻る。ＰＬＣ１０２は、Ｓ１５２０で、リセットアクション要求４００が受け取られたかどうかを照合することになり、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２はＳ１５２２でそのリセットアクション要求４００をＮＣ１０４に転送する。次にＰＬＣ１０２は、Ｓ１５２４で、リセットアクション５００の肯定応答が受け取られているかどうかを照合し、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２はＳ１５２６でそのリセットアクション５００の肯定応答を制御ノードに転送し、受け取られていない場合、方法はメインプロセスに戻る。新しいＮＣプログラムが実施されると、ＮＣ１０４は、実施された新しいＮＣプログラム８００をＰＬＣ１０２に送ることになる。

【0068】

上で説明し、例示したように、データ信号は実時間データ信号を同じく含むことができる。実時間データ信号は、工作機械の状態パラメータまたは変化パラメータを要求するために使用される。いくつかの実施形態では、実時間データ信号は、工作機械システムに接続された切削工具の動作状態の変化パラメータ、または工作機械の動作状態のために使用される。より詳細には、実時間データ信号は、工具チップ送り速度およびスピンドルの速度のための変化乗数のために使用される。それにより制御ノード１００は、機械に対する設定点値を遠隔で変更することができる。いくつかの実施形態では、これらの実時間データ信号は、すべてのスキャンサイクルの開始時に、ＰＬＣ１０２Ｉ／Ｏイメージテーブルからスキャンされ、また、それらはＰＬＣ１０２を介してＮＣ１０４に中継される。いくつかの他の実施形態では、これらの実時間データ信号は、制御ノード１００とＮＣ１０４の間で直接転送される。

【0069】

機械からの実時間データ信号を使用して、軸負荷または工具チップ送り速度のような実際の値をＮＣ１０４からＩＴシステムすなわちホスト、サーバ、制御ノード、等々に送ることができる。本開示では、制御ノードは例として使用されている。いくつかの実施形態では、実時間出力信号は、すべてのスキャンの終了時にＰＬＣ１０２Ｉ／Ｏイメージテーブルに対して更新され、また、それらは、ＰＬＣ１０２を介してＮＣ１０４から中継される。いくつかの他の実施形態では、これらの実時間データ信号は、制御ノード１００とＮＣ１０４の間で直接転送される。いくつかの他の実施形態では、機械からの２つの状態実時間データ信号が同じく存在しており、機械ＩＤ情報はＰＬＣ１０２から制御ノード１００に直接送られる。

【0070】

前後に連続的に送られている実時間データ信号の線図は図２６に例示されている。制御ノード１００は、ＰＬＣ１０２を介して実時間入力データ信号９０１をＮＣ１０４に送ることができ、また、ＮＣ１０４は、ＰＬＣ１０２を介して送られる実時間出力データ信号９０２で応答することができる。

【0071】

図２７は、制御ノード１００で実施される例示的プロセスフローを示したものである。制御ノード１００は、Ｓ２０００で、ＰＬＣ１０２を介して、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のアクション要求をＮＣ１０４に送信する。肯定応答が要求されている場合、制御ノード１００はＳ２００４でＮＣ１０４から肯定応答を受け取り、次にＳ２００６で第２のアクション要求を送信する。肯定応答が要求されていない場合、制御ノード１００は、Ｓ２００６で、所定の期間の直後に第２のアクション要求を送る。上で説明したように、データ信号は逆方向にも送ることが可能であり、これは、制御ノード１００がＰＬＣ１０２またはＮＣ１０４からデータ信号を受け取るように同じく構成されていることを意味している。詳細なプロセスは、ここでは詳細に説明されない。

【0072】

図２８は、ＮＣ１０４で実施される例示的プロセスフローを示したものである。ＮＣ１０４は、Ｓ３０００で、ＰＬＣ１０２を介して、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のアクション要求を制御ノード１００から受け取る。肯定応答が要求されている場合、ＮＣ１０４はＳ３００４で肯定応答を制御ノード１００に送り、次にＳ３００６で第２のアクション要求を受け取る。肯定応答が要求されていない場合、ＮＣ１０４はＳ３００６で第２のアクション要求を受け取ることになる。上で説明したように、データ信号は逆方向にも送ることが可能であり、これは、ＮＣ１０４がＰＬＣ１０２または制御ノード１００にデータ信号を送るように同じく構成されていることを意味している。詳細なプロセスは、ここでは詳細に説明されない。

【0073】

図２９は、ＰＬＣ１０２で実施される例示的プロセスフローを示したものである。ＰＬＣ１０２は、Ｓ４０００で、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む第１のアクション要求を制御ノード１００から受け取られたかどうかを照合する。要求されている場合、ＰＬＣ１０２はＳ４００２で第１のデータ信号をＮＣ１０４に中継し、要求されていない場合はメインプロセスに戻る。次にＰＬＣはＳ４００４で肯定応答がＮＣ１０４から受け取られたかどうかを照合し、受け取られている場合、ＰＬＣ１０２はＳ４００６で肯定応答を制御ノード１００に中継し、受け取られていない場合はメインプロセスに戻り、次にＰＬＣ１０２はＳ４００８で第２のアクション要求が受け取られたかどうかを照合し、受け取られている場合、ＰＬＣはＳ４０１０で第２のデータ信号をＮＣ１０４に中継し、受け取られていない場合はメインプロセスに戻る。上で説明したように、データ信号は逆方向にも送ることが可能であり、これは、ＰＬＣ１０２を介して送られるデータ信号および肯定応答の方向を逆方向にすることができることを意味している。詳細なプロセスは、ここでは詳細に説明されない。

【0074】

したがって工作機械システムを制御するための制御ノードが開示され、工作機械システムはＰＬＣ、ＮＣおよび制御ノードを備え、ＰＬＣは、制御ノードとＮＣの間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備え、制御ノードは、ＰＬＣインタフェースを介してＮＣとデータ信号を交換し、また、機能性をトリガするように構成され、データ信号は、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む。

【0075】

したがって工作機械システムにおけるＮＣが開示され、工作機械システムはＰＬＣ、ＮＣおよび制御ノードを備え、ＰＬＣは、制御ノードとＮＣの間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備え、ＮＣは、ＰＬＣインタフェースを介して制御ノードとデータ信号を交換し、また、機能性をトリガするように構成され、データ信号は、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む。

【0076】

したがって工作機械システムにおけるＰＬＣが開示され、工作機械システムはＰＬＣ、ＮＣおよび制御ノードを備え、ＰＬＣは、制御ノードとＮＣの間でデータ信号を中継するように構成されたインタフェースを備え、ＮＣは、ＰＬＣインタフェースを介して制御ノードとデータ信号を交換し、また、機能性をトリガするように構成され、データ信号は、肯定応答ＡＣＫデータ信号が要求されているか否かの指示を含む。

【0077】

図３０を参照すると、制御ノード１００は、ＣＮＣ制御工作機械システムにおけるＰＬＣおよび／またはＮＣなどのネットワークにおける他のデバイスから、および／または他のデバイスへの通信のための従来の手段を備えていると見なすことができる通信インタフェース３７０をさらに備えることができる。従来の通信手段は、少なくとも１つの送信機および少なくとも１つの受信機を含むことができる。通信インタフェースは、他の機能性に対する制限はないが、工作機械の動作パラメータの設定、内部通信バス、内部冷却、データベースエンジン、オペレーティングシステムなどの、工作機械システムに対するコントローラとしてのその目的を制御ノード１００に果させるために有用な１つまたは複数のリポジトリ３７５および他の機能性３８０をさらに備えることができる。

【0078】

プロセッサによる実行が可能な命令は、少なくとも１つのメモリ３６０に記憶されたコンピュータプログラム３６５として配置することができる。少なくとも１つのプロセッサ３５０および少なくとも１つのメモリ３６０は、構造３５５で配置することができる。構造３５５は、マイクロプロセッサおよび適切なソフトウェアならびにそのための記憶装置、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、または上で言及したアクションまたは方法を実施するように構成された他の電子構成要素／処理回路であってもよい。

【0079】

コンピュータプログラム３６５は、システム１０内で走ると、制御ノード１００が図３Ａ～図２９に関連して説明した何らかの方法で説明したステップを実施することになるコンピュータ可読コードを含むことができる。コンピュータプログラムは、少なくとも１つのプロセッサに接続することができるコンピュータ可読記憶媒体によって運ぶことができる。コンピュータ可読記憶媒体は少なくとも１つのメモリ３６０であってもよい。少なくとも１つのメモリ３６０は、例えばＲＡＭ（ランダム－アクセスメモリ）、ＲＯＭ（リード－オンリメモリ）またはＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ）として実現することができる。さらに、コンピュータプログラムは、ＣＤ、ＤＶＤまたはフラッシュメモリなどの個別のコンピュータ可読媒体によって運ぶことも可能であり、これらの個別のコンピュータ可読媒体からプログラムを少なくとも１つのメモリ３６０にダウンロードすることができる。

【0080】

上で開示した実施形態で説明した命令は、少なくとも１つのプロセッサ３５０によって実行されるコンピュータプログラム３６５として実現されているが、命令のうちの少なくとも１つは、代替実施形態では、少なくとも部分的にハードウェア回路として実現することも可能である。別法としては、コンピュータプログラムは、サーバ上に、または制御ノード１００がその通信インタフェース３７０を介したアクセスを有する通信ネットワークに接続された任意の他の実体上に記憶することができる。電子信号、光信号または無線信号によって運ばれたコンピュータプログラムは、次に、サーバから少なくとも１つのメモリ３６０にダウンロードすることができる。

【0081】

当業者には追加利点および修正が容易に思い浮かぶであろうことは認識されよう。したがって本明細書において提示された本開示、およびそのより広義の態様は、本明細書において示され、また、説明された特定の詳細および代表的な実施形態に限定されない。したがって添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって定義されている一般的な発明概念の精神または範囲を逸脱することなく、多くの修正、等価物および改良を含むことができる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】