特許 7568742 制御装置

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/414 20060101AFI20241008BHJP

   G16Y 10/25 20200101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G05B19/414 Q

G16Y10/25

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022561913

(86)(22)【出願日】2021-11-08

(86)【国際出願番号】 JP2021041016

(87)【国際公開番号】W WO2022102581

(87)【国際公開日】2022-05-19

【審査請求日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】P 2020187222

(32)【優先日】2020-11-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 卓哉

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２７７４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０８４６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２０２９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－００６４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１５３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１２４１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５１８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００６３６０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／０５－１９／４１４

Ｂ２３Ｑ １５／００－１７／０９

Ｂ２５Ｊ １９／０６

Ｇ０６Ｆ ３／００－１５／００

Ｇ１６Ｙ １０／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

産業機械を制御する制御装置において、
前記産業機械に係るデータの参照及び更新の少なくともいずれかを実行するための少なくとも１つのデータアクセスロジックが記憶されたデータアクセスロジック記憶部と、
前記産業機械へのデータアクセスをする際にそれぞれの産業機械に対応するデータアクセスロジックを前記データアクセスロジック記憶部から読み出し、該データアクセスロジックに基づいて、前記産業機械に係るデータの参照及び更新の少なくともいずれかを実行するデータ管理部と、
前記産業機械の制御処理を実行するための少なくとも１つの操作ロジックが記憶された操作ロジック記憶部と、
前記産業機械を操作する際にそれぞれの産業機械に対応する操作ロジックを前記操作ロジック記憶部から読み出し、該操作ロジックに基づいて、前記産業機械に係る操作を実行する操作管理部と、
前記データ管理部及び前記操作管理部に対して前記制御装置が備える各機能がアクセスするための共通インタフェースを提供するインタフェース部と、
を備え、
前記産業機械に係る機能の利用が前記共通インタフェースを介して行えるようにした、制御装置。

【請求項2】

前記機能は、前記産業機械で用いられる工具に係る操作を行う機能、前記工具に係るデータにアクセスする機能、前記工具に係る寿命管理の機能うち少なくともいずれかである、
請求項１に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に関し、特に同一のインタフェースを介してデータ管理や操作を行える制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

制御装置は、製造現場で用いられる工作機械やロボット、周辺装置などの多種多様の産業用の機械を制御する（特許文献１など）。例えば、３軸制御工作機械、５軸制御工作機械、ミリング加工機、旋盤、研削盤、ギア加工機などの加工機や、マガジン収納式自動工具交換装置（ドラム収納方式、チェーン収納方式、マトリックス収納方式など）、タレット式自動工具交換装置、くし刃式刃物台などの工具交換装置、多関節ロボット、パラレルリンクロボットなどのロボットなど、様々な機械を制御する。また、同じ加工機や工具交換装置を制御する場合にも、穴あけ工具、フライス工具、タップ工具などの様々な工具を扱う。

【0003】

制御装置には、このように多種多様な機械の仕様や、多種多様な周辺装置、工具の仕様に対応するために、数多くの機能が存在する。それぞれの機能毎にサポート範囲が異なることもあり、機械メーカは所望の機械制御を実現するために必要となる機能を吟味して選択する。

【0004】

制御装置の機能は、その機能毎に操作仕様やデータ構成が変わることが多い。そのため、選択する機能に応じて、データアクセスや操作を行うためのインタフェースが異なるケースが多くなる。

【0005】

また、上記の機能群で不足する要素に対して、マクロ変数やＰＬＣ変数領域などを活用して独自の工具管理の仕組みを構築している機械メーカ（時には機械ユーザ）も多く存在する。このような仕組みは、機械メーカ毎あるいは機械毎に、独自仕様およびインタフェースを持つケースも多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５－２０４６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

様々な機械種類、機械メーカの産業機械が混在する製造現場においては、制御装置の設定が異なる機械群や、独自の工具管理の仕組みを持った機械群が混在する。そのため、データ収集システムの構築や周辺機器との連携の際に、機械毎に異なる対応が必要となる。これが、現場の作業者による各設備の活用を困難にする一因となっている。
そこで、多種多様な機械、周辺装置、装備品に係るやり取りを共通のインタフェースを介して行うことができる仕組みが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明による制御装置は、製造現場で用いられる工作機械やロボット、周辺装置などの産業機械毎に異なるインタフェースを共通化することにより、上記課題を解決する。
本発明による制御装置は、産業機械毎に異なる該産業機械に係るデータの参照及び設定の手順（以下、データアクセスロジックとする）と、該産業機械に対して行われる操作の手順（以下、操作ロジックとする）とを管理する。そして、産業機械との間でデータアクセスや操作を行うためのやり取りをする際に、制御対象の産業機械のために用意されているデータアクセスロジック及び操作ロジックを共通のインタフェースを介して呼び出す。データアクセスロジック及び操作ロジックは、産業機械に取り付けられた工具などの装備品が異なるごとに用意しても良い。

【0009】

そして、本発明の一態様は、産業機械を制御する制御装置において、前記産業機械に係るデータの参照及び更新の少なくともいずれかを実行するための少なくとも１つのデータアクセスロジックが記憶されたデータアクセスロジック記憶部と、前記産業機械へのデータアクセスをする際にそれぞれの産業機械に対応するデータアクセスロジックを前記データアクセスロジック記憶部から読み出し、該データアクセスロジックに基づいて、前記産業機械に係るデータの参照及び更新の少なくともいずれかを実行するデータ管理部と、前記産業機械の制御処理を実行するための少なくとも１つの操作ロジックが記憶された操作ロジック記憶部と、前記産業機械を操作する際にそれぞれの産業機械に対応する操作ロジックを前記操作ロジック記憶部から読み出し、該操作ロジックに基づいて、前記産業機械に係る操作を実行する操作管理部と、前記データ管理部及び前記操作管理部に対して前記制御装置が備える各機能がアクセスするための共通インタフェースを提供するインタフェース部と、を備え、前記産業機械に係る機能の利用が前記共通インタフェースを介して行える、制御装置である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様により、多種多様な機械、周辺装置、装備品に係るやり取りを共通のインタフェースを介して行うことが可能となり、現場に設置された多種多様の設備をより容易に活用することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態による制御装置の概略的なハードウェア構成図である。

【図2】一実施形態による制御装置の機能を示す概略的なブロック図である。

【図3】データアクセスロジック記憶部の例を示す図である。

【図4】操作ロジック記憶部の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の第１実施形態による制御装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の制御装置１は、例えば機械３を制御用プログラムに基づいて制御する制御装置として実装することができる。

【0013】

本実施形態による制御装置１が備えるＣＰＵ１１は、制御装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムをバス２２を介して読み出し、該システム・プログラムに従って制御装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。

【0014】

不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等で構成され、制御装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５を介して外部機器７２から読み込まれた制御用プログラムやデータ、インタフェース１８を介して入力装置７１から入力された制御用プログラムやデータ、ネットワーク５を介して他の制御対象となる機械やフォグコンピュータ６、クラウドサーバ７等から取得された制御用プログラムやデータ等が記憶される。不揮発性メモリ１４に記憶されるデータは、例えば機械における各モータの位置や速度、加速度、負荷、使用時間、その他の機械に取り付けられた図示しないセンサで検出された各物理量に係るデータ等が含まれていてよい。また、不揮発性メモリ１４に記憶されるデータは、例えば他の制御対象となる機械における各モータの位置や速度、加速度、負荷、使用時間、その他の該機械に取り付けられた図示しないセンサで検出された各物理量に係るデータ等が含まれていてよい。不揮発性メモリ１４に記憶された制御用プログラムやデータは、実行時／利用時にはＲＡＭ１３に展開されてもよい。また、ＲＯＭ１２には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。

【0015】

インタフェース１５は、制御装置１のＣＰＵ１１と外部記憶媒体等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは、例えば機械の制御に用いられる制御用プログラムや設定データ等が読み込まれる。また、制御装置１内で編集した制御用プログラムや設定データ等は、外部機器７２を介して図示しないＣＦカードやＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体に記憶させることができる。プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）１６は、ラダープログラムを実行して、入出力信号に基づいて制御される機械３（例えば、工具交換装置や、ロボット等のアクチュエータ、機械に取付けられている温度センサや湿度センサ等のセンサ）にＩ／Ｏユニット１９を介して信号を出力し制御する。また、機械３からの信号を受け取り、それに必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。

【0016】

インタフェース２０は、制御装置１のＣＰＵと有線乃至無線のネットワーク５とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク５は、例えばＲＳ－４８５等のシリアル通信、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信、光通信、無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の技術を用いて通信をするものであってよい。ネットワーク５には、他の制御対象となる機械やフォグコンピュータ６、クラウドサーバ７等の上位の管理装置が接続され、制御装置１との間で相互にデータのやり取りを行っている。

【0017】

表示装置７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース１７を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置７１は、作業者による操作に基づく指令，データ等をインタフェース１８を介してＣＰＵ１１に渡す。

【0018】

機械が備える軸を制御するための軸制御回路３０は、ＣＰＵ１１からの軸の移動指令量を受け取って、軸の指令をサーボアンプ４０にそれぞれ出力する。サーボアンプ４０はこの指令を受け取って、機械が備える駆動部を軸に沿って移動させるサーボモータ５０をそれぞれ駆動する。軸のサーボモータ５０は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０にそれぞれフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図１のハードウェア構成図では軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０はそれぞれ１つずつしか示されていないが、実際には制御対象となる機械に備えられた軸の数だけ用意される。

【0019】

図２は、本発明の第１実施形態による制御装置１が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による制御装置１が備える各機能は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がシステム・プログラムを実行し、制御装置１の各部の動作を制御することにより実現される。

【0020】

本実施形態の制御装置１は、制御用プログラム実行部１００、ネットワーク制御部１１０、Ｉ／Ｏ制御部１２０、画面操作制御部１３０、インタフェース部１４０、データ管理部１５０、操作管理部１６０を備える。また、制御装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、機械２，３，４や周辺装置などを制御するためのＮＣプログラム（数値制御プログラム）等の制御用プログラム２００が記憶されると共に、制御対象となる機械２，３，４の制御に係る機能で用いられるデータの参照乃至更新を行うためのデータアクセスロジックが記憶されたデータアクセスロジック記憶部２１０、データアクセスロジックにより取得されたデータを記憶するための領域であるデータ記憶部２２０、制御対象となる機械２，３，４の制御に係る機能で行われる操作を実行するための操作ロジックが記憶された操作ロジック記憶部２３０、がそれぞれ設けられている。

【0021】

制御用プログラム実行部１００は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路３０、ＰＬＣ１６、インタフェース１７，１８，インタフェース２０等を用いた処理が行われることで実現される。制御用プログラム実行部１００は、制御用プログラム２００を解析し、その解析結果に基づいて軸制御回路３０を介して制御される機械２やＰＬＣ１６を介して制御される機械３、ネットワーク５を介して制御される機械４等の動作を制御する。制御用プログラム実行部１００は、例えば制御用プログラム２００により指令された機械２，３，４を制御する指令に基づいて、機械２，３，４を制御するための指令データを作成して出力する。一方で、制御用プログラム実行部１００は、サーボモータ５０の状態（モータの電流値、位置、速度、加速度、負荷等）をフィードバック値として取得して各制御処理に使用する。制御用プログラム実行部１００は、機械２，３，４に係る所定のデータにアクセス（参照や更新）する場合は、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介してアクセスする。また、制御用プログラム実行部１００は、機械２，３，４に対して所定の制御に係るデータを出力する際には、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介して出力する。

【0022】

ネットワーク制御部１１０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、インタフェース２０等を用いた処理が行われることで実現される。ネットワーク制御部１１０は、ネットワークを介したデータへのアクセスや指令の入出力を行う。ネットワーク制御部１１０は、ネットワーク５を介して機械２，３，４に係る所定のデータにアクセス（参照や更新）する場合、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介してアクセスする。また、ネットワーク制御部１１０は、ネットワーク５を介して機械２，３，４に対して所定の制御に係る指令を出力する場合は、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介して該指令を出力する。

【0023】

Ｉ／Ｏ制御部１２０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、ＰＬＣ１６等を用いた処理が行われることで実現される。Ｉ／Ｏ制御部１２０は、ＰＬＣ１６を介したデータへのアクセスや指令の入出力を行う。Ｉ／Ｏ制御部１２０は、ＰＬＣ１６を介して機械２，３，４に係る所定のデータにアクセス（参照や更新）する場合は、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介してアクセスする。また、Ｉ／Ｏ制御部１２０は、ＰＬＣ１６を介して機械２，３，４に対して所定の制御に係る指令を出力する場合は、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介して該指令を出力する。

【0024】

画面操作制御部１３０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、インタフェース１７，１８等を用いた処理が行われることで実現される。画面操作制御部１３０は、ＵＩ（ユーザインタフェース）としての表示装置７０への表示出力や入力装置７１を介した入力の制御を行う。画面操作制御部１３０は、表示装置７０に表示する所定のデータを、インタフェース部１４０が提供するインタフェースを介して取得する。

【0025】

インタフェース部１４０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。インタフェース部１４０は、制御用プログラム実行部１００、ネットワーク制御部１１０、Ｉ／Ｏ制御部１２０、及び画面操作制御部１３０に対してデータ管理部１５０や操作管理部１６０を用いるための共通のインタフェースの仕組みを提供する。

【0026】

インタフェース部１４０が提供するデータアクセスに係る共通のインタフェースは、少なくともデータ参照のためのインタフェースとデータ更新のためのインタフェースとを含む。データ参照のためのインタフェースは、例えば、アクセス先の機械を一意に識別する情報とアクセス先のデータ項目を一意に識別する情報とを入力とし、該データの値を出力とするものであって良い。データ更新のためのインタフェースは、例えばアクセス先の機械を一意に識別する情報、アクセス先のデータ項目を一意に識別する情報、及び更新するデータの値を入力とし、該データ値の更新の正否を出力とするものであって良い。インタフェース部１４０は、共通のインタフェースを介したデータアクセスに係る要求を受けると、指定された機械に係るデータアクセスロジックを用いた処理を実行するようにデータ管理部１５０に対して指令する。

【0027】

また、インタフェース部１４０が提供する操作に係る共通のインタフェースは、例えば操作する機械を一意に識別する情報、操作を一意に識別する情報、及び該操作に係るパラメータの値を入力とし、該操作の正否を出力とするものであって良い。インタフェース部１４０は、共通のインタフェースを介した操作に係る要求を受けると、指定された機械に係る操作ロジックを用いた処理を実行するように操作管理部１６０に対して指令する。

【0028】

データ管理部１５０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路３０、ＰＬＣ１６、インタフェース１７，１８，インタフェース２０等を用いた処理とが行われることで実現される。データ管理部１５０は、制御対象となる機械に係るデータに対するアクセスを管理する。データ管理部１５０は、所定の機械に係るデータに対するアクセス（参照、更新等）が要求されると、当該機械に係るデータアクセスロジックをデータアクセスロジック記憶部２１０から読み出して実行することで、該機械に係るデータに対するアクセスを行う。
データアクセスロジック記憶部２１０には、図３に例示されるように、それぞれの機械に係るデータにアクセスするために用いられるデータアクセスロジックが制御対象となる機械に関連付けられて記憶されている。制御装置１が軸制御回路３０を介して制御する機械２に係るデータアクセスロジックは、例えば、それぞれのデータ項目の値を参照する際の軸の番号、読み取り値の参照のための処理手順、読み取り値から参照値への変換の手順などを含む。制御装置１がＰＬＣ１６を介して制御する機械３に係るデータアクセスロジックは、例えば、それぞれのデータ項目の値を参照する際の信号のアドレス、信号値の参照のための処理手順、信号値から参照値への変換の手順などを含む。制御装置がネットワーク５を介して制御する機械４に係るデータアクセスロジックは、例えば、該機械のネットワーク５上の位置、それぞれのデータ項目の値を更新する際のアドレス、更新値から機械上の値編変換の手順、更新のための処理手順などを含む。
それぞれのデータアクセスロジックは、制御装置１のＣＰＵ１１やＰＬＣ１６上で動作するサブプログラムなどで作成されていてよい。これらのデータアクセスロジックは、制御対象となる機械の機械メーカが予め作成しておいても良いし、該機械のユーザが独自で開発しても良い。データ管理部１５０は、１つのデータ項目に対するアクセス要求に対して、１つのデータアクセスロジックを実行することでデータアクセスを実現してもよい。また、所定の定義に従って、１つのデータ項目に対するアクセス要求に対して複数のデータアクセスロジックを組み合わせて実行しても良い。これは、例えば複数の機械に係るデータの値に基づいて算出されるデータ値の参照を行う場合や、１つのデータ値の更新が複数の機械に係るデータに対して影響する場合などに用いられる。このデータに対するアクセス要求とデータアクセスロジックとの対応関係の定義は、予めデータアクセスロジック記憶部２１０に記憶しておけばよい。

【0029】

データ管理部１５０は、機械に係るデータをデータ記憶部２２０に記憶して管理しても良い。この場合、データ管理部１５０は、インタフェース部１４０からのデータ参照の要求に応じて、データ記憶部２２０から該当するデータを検索する。そして、データが存在していた場合には、データ管理部１５０はデータ記憶部２２０に記憶されているデータを取得して応答し、一方、データが存在していない場合にはデータアクセスロジックを用いて機械からデータを取得して応答すると共に、取得したデータをデータ記憶部２２０に記憶する。一方、データ管理部１５０は、インタフェース部１４０からのデータ更新の要求に対しては、データ記憶部２２０に記憶されたデータを更新すると共に、データアクセスロジックを用いて機械上のデータを並列して更新する。データ記憶部２２０にデータを記憶して管理する場合、記憶したデータに対して有効期限を設けても良い。データ管理部１５０は、有効期限が切れたデータについては、必ずデータアクセスロジックを用いて機械からデータを取得する。有効期限は、作業者による設定変更などが行われない限り値に変化が無いデータについては大きく設定し、リアルタイムに変化するモータの位置や速度等のデータについては小さく設定するかゼロ（０）に設定しておけばよい。

【0030】

操作管理部１６０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路３０、ＰＬＣ１６、インタフェース１７，１８，インタフェース２０等を用いた処理とが行われることで実現される。操作管理部１６０は、制御対象となる機械に係る操作の実行を管理する。操作管理部１６０は、所定の機械に係る操作の実行が要求されると、当該機械に係る操作ロジックを操作ロジック記憶部２３０から読み出して実行することで、該機械に係る操作を実行する。
操作ロジック記憶部２３０には、図４に例示されるように、それぞれの機械毎に、所定の制御処理を実行するための手順を含む操作ロジックが記憶されている。操作ロジック記憶部２３０には、それぞれの機械の操作に用いられる操作ロジックが制御対象となる機械に関連付けられて記憶されている。制御装置１が軸制御回路３０を介して制御する機械２に係る制御処理を実行する操作ロジックは、例えば、指定された処理を実行する際に使用する軸の番号、制御のための処理手順などを含む。制御装置１がＰＬＣ１６を介して制御する機械３に係る制御処理を実行する操作ロジックは、例えば、指定された処理を実行する際に使用する信号のアドレス、制御のための処理手順などを含む。制御装置がネットワーク５を介して制御する機械４に係る制御処理を実行する操作ロジックは、例えば、該機械のネットワーク５上の位置、制御のための処理手順などを含む。
それぞれの操作ロジックは、制御装置１のＣＰＵ１１やＰＬＣ１６上で動作するサブプログラムなどで作成されていてよい。これらの操作ロジックは、制御対象となる機械の機械メーカが予め作成しておいても良いし、該機械のユーザが独自で開発しても良い。操作管理部１６０は、１つの操作の実行要求に対して、１つの操作ロジックを実行してもよい。また、所定の定義に従って、１つの操作の実行要求に対して複数の操作ロジックを組み合わせて実行しても良い。複数の操作ロジックを組み合わせて実行する際には、各操作ロジックを排他の関係で実行してもよい。この操作の実行要求と操作ロジックとの対応関係の定義は、予め操作ロジック記憶部２３０に記憶しておけばよい。

【0031】

以下では、上記構成を備えた制御装置１におけるデータアクセス、操作実行の例を説明する。
工具交換装置Ａ（ＰＬＣ１６経由で接続）と工具交換装置Ｂ（ネットワーク５を介して接続）の２つの機械が制御装置１により制御されている場合を考える。データアクセスロジック記憶部２１０には、工具交換装置Ａの工具寿命値状態に係るデータアクセスロジックとして工具交換装置Ａ用の「切削時間基準アクセスロジック」、「使用回数基準ロジック」が記憶されている。また、工具交換装置Ｂの工具寿命値状態に係るデータアクセスロジックとして工具交換装置Ｂ用の「切削時間基準アクセスロジック」、「工具摩耗量基準アクセスロジック」が予め記憶されている。そして、共通インタフェースを介して工具寿命値状態に係る参照が来た時、工具交換装置Ａでは「切削時間基準アクセスロジック」、「使用回数基準ロジック」を用いたデータアクセスを行い応答するように定義がされており、工具交換装置Ｂでは「切削時間基準アクセスロジック」、「工具摩耗量基準アクセスロジック」を用いたデータアクセスを行い応答するように定義がされているとする。

【0032】

この時、上位装置であるフォグコンピュータ６上で動作している稼働監視アプリケーションから、工具交換装置Ａの「工具寿命値状態」に係る参照依頼を受けたとする（ステップＳＡ０１）。すると、ネットワーク制御部１１０は、上位ＰＣから受けた依頼に基づいて、工具交換装置Ａの「工具寿命値状態」のデータ参照をインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＡ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、データ管理部１５０に対して工具交換装置Ａの「工具寿命値状態」を参照するように依頼すると（ステップＳＡ０３）、データ管理部１５０は、工具交換装置Ａの「工具寿命値状態」を参照するために、データアクセスロジック記憶部２１０から工具交換装置Ａ用の「切削時間基準アクセスロジック」及び「使用回数基準ロジック」を読み出して実行する（ステップＳＡ０４）。それぞれのデータアクセスロジックは、データ記憶部２２０に工具交換装置Ａの切削時間基準データと使用回数基準データが記憶されている場合にはこれを応答する（ステップＳＡ０５）。一方、記憶されていない場合には、工具交換装置Ａに係るデータを参照するためのサブプログラムを実行し、ＰＬＣ１６経由で工具交換装置Ａの切削時間基準データと使用回数基準データを取得し、これを応答する（ステップＳＡ０６）。

【0033】

一方で、上位装置であるフォグコンピュータ６上で動作している稼働監視アプリケーションから、工具交換装置Ｂの「工具寿命値状態」に係る参照依頼を受けたとする（ステップＳＢ０１）。すると、ネットワーク制御部１１０は、上位ＰＣから受けた依頼に基づいて、工具交換装置Ｂの「工具寿命値状態」のデータ参照をインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＢ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、データ管理部１５０に対して工具交換装置Ｂの「工具寿命値状態」を参照するように依頼すると（ステップＳＢ０３）、データ管理部１５０は、工具交換装置Ｂの「工具寿命値状態」を参照するために、データアクセスロジック記憶部２１０から工具交換装置Ｂ用の「切削時間基準アクセスロジック」及び「工具摩耗量基準アクセスロジック」を読み出して実行する（ステップＳＢ０４）。それぞれのデータアクセスロジックは、データ記憶部２２０に工具交換装置Ｂの切削時間基準データと工具摩耗量基準データが記憶されている場合にはこれを応答する（ステップＳＢ０５）。一方、記憶されていない場合には、工具交換装置Ｂに係るデータを参照するためのサブプログラムを実行し、ネットワーク５経由で工具交換装置Ｂの切削時間基準データと工具摩耗量基準データを取得し、これを応答する（ステップＳＢ０６）。

【0034】

別の例として、操作ロジック記憶部２３０には、工具交換装置Ａの工具選択操作に係る操作ロジックとして工具交換装置Ａ用の「低寿命工具選択ロジック」（最も寿命が低い工具が選択される）が記憶されている。また、工具交換装置Ｂの工具選択操作に係る操作ロジックとして工具交換装置Ｂ用の「最短工具選択ロジック」（最も早く搬送できる工具が選択される）が予め記憶されている。そして、共通インタフェースを介して工具選択操作の実行依頼が来た時、工具交換装置Ａでは「低寿命工具選択ロジック」を用いた工具選択が実行されるように定義がされており、工具交換装置Ｂでは「最短工具選択ロジック」を用いた工具選択が実行されるように定義がされているとする。

【0035】

この時、制御用プログラム２００で工具選択指令（Ｔ＿）が指令され、これを制御用プログラム実行部１００が実行したとする（ステップＳＣ０１）。制御用プログラム実行部１００は、工具選択指令の実行に基づいて、工具交換装置Ａの「工具選択操作」を実行するようにインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＣ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、操作管理部１６０に対して工具交換装置Ａの「工具選択操作」を実行するように依頼すると（ステップＳＣ０３）、操作管理部１６０は、工具交換装置Ａの「工具選択操作」を実行するために、操作ロジック記憶部２３０から工具交換装置Ａ用の「低寿命工具選択ロジック」を読み出して実行する（ステップＳＣ０４）。この操作ロジックにより、工具交換装置Ａに低寿命の工具をサーチして選択するサブプログラムが実行される。該サブプログラムは、ＰＬＣ１６経由で工具交換装置Ａから、又はデータ管理部１５０を介して、各工具の寿命を取得し、低寿命の工具を特定する。そして、特定した低寿命の工具を選択するように、ＰＬＣ１６経由で工具交換装置Ａに対して指令する（ステップＳＣ０５）。

【0036】

一方で、制御用プログラム２００で工具選択指令（Ｔ＿）が指令され、これを制御用プログラム実行部１００が実行したとする（ステップＳＤ０１）。制御用プログラム実行部１００は、工具選択指令の実行に基づいて、工具交換装置Ｂの「工具選択操作」を実行するようにインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＤ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、操作管理部１６０に対して工具交換装置Ｂの「工具選択操作」を実行するように依頼すると（ステップＳＤ０３）、操作管理部１６０は、工具交換装置Ｂの「工具選択操作」を実行するために、操作ロジック記憶部２３０から工具交換装置Ｂ用の「最短工具選択ロジック」を読み出して実行する（ステップＳＤ０４）。この操作ロジックにより、工具交換装置Ｂに最短で選択できる工具をサーチして選択するサブプログラムが実行される。該サブプログラムは、ネットワーク５経由で工具交換装置Ｂから、又はデータ管理部１５０を介して、各工具の配置を取得し、最短で選択できる工具を特定する。そして、特定した工具を選択するように、ネットワーク５経由で工具交換装置Ｂに対して指令する（ステップＳＤ０５）。

【0037】

更に別の例として、３軸制御の工作機械Ａ（ＰＬＣ１６経由で接続）と５軸制御の工作機械Ｂ（ネットワーク５を介して接続）の２つの機械が制御装置１により制御されている場合を考える。データアクセスロジック記憶部２１０には、工作機械Ａのアラーム診断情報に係るデータアクセスロジックとして工作機械Ａ用の「メーカ準拠アラーム診断データアクセスロジック」が記憶されている。また、工作機械Ｂのアラーム診断情報に係るデータアクセスロジックとして工作機械Ｂ用の「ユーザ定義アラーム診断データアクセスロジック」が予め記憶されている。そして、共通インタフェースを介してアラーム診断情報に係る参照が来た時、工作機械Ａでは「メーカ準拠アラーム診断データアクセスロジック」を用いたデータアクセスを行い応答するように定義がされており、工作機械Ｂでは「ユーザ定義アラーム診断データアクセスロジック」を用いたデータアクセスを行い応答するように定義がされているとする。

【0038】

この時、制御装置１の画面操作制御部１３０が、表示装置７０に対して工作機械Ａのアラームの診断画面を表示しようしたとする（ステップＳＥ０１）。画面操作制御部１３０は、画面の表示に必要な情報として工作機械Ａの「アラーム診断情報」に係るデータ参照をインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＥ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、データ管理部１５０に対して工作機械Ａの「アラーム診断情報」を参照するように依頼すると（ステップＳＥ０３）、データ管理部１５０は、工作機械Ａの「アラーム診断情報」を参照するために、データアクセスロジック記憶部２１０から工作機械Ａ用の「メーカ準拠アラーム診断データアクセスロジック」を読み出して実行する（ステップＳＥ０４）。このデータアクセスロジックは、データ記憶部２２０に工作機械Ａのメーカが設定したアラーム診断情報が記憶されている場合にはこれを応答する（ステップＳＥ０５）。一方、かかるアラーム診断情報が記憶されていない場合には、工作機械Ａに係るデータを参照するためのサブプログラムを実行し、ＰＬＣ１６経由で工作機械Ａからメーカが設定したアラーム診断情報を取得し、これを応答する（ステップＳＥ０６）。

【0039】

一方で、制御装置１の画面操作制御部１３０が、表示装置７０に対して工作機械Ｂのアラームの診断画面を表示しようとしたとする（ステップＳＦ０１）。画面操作制御部１３０は、画面の表示に必要な情報として工作機械Ｂの「アラーム診断情報」に係るデータ参照をインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＦ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、データ管理部１５０に対して工作機械Ｂの「アラーム診断情報」を参照するように依頼すると（ステップＳＦ０３）、データ管理部１５０は、工作機械Ｂの「アラーム診断情報」を参照するために、データアクセスロジック記憶部２１０から工作機械Ｂ用の「ユーザ定義アラーム診断データアクセスロジック」を読み出して実行する（ステップＳＦ０４）。このデータアクセスロジックは、データ記憶部２２０に工作機械Ｂのユーザが設定したアラーム診断情報が記憶されている場合にはこれを応答する（ステップＳＦ０５）。一方、かかるアラーム診断情報が記憶されていない場合には、工作機械Ｂに係るデータを参照するためのサブプログラムを実行し、ネットワーク５経由で工作機械Ｂからユーザが設定したアラーム診断情報を取得し、これを応答する（ステップＳＦ０６）。

【0040】

更に別の例として、操作ロジック記憶部２３０に、工作機械Ａの工具軌跡描画に係る操作ロジックとして工作機械Ａ用の「座標計算ロジック」、「工具補正計算ロジック」、及び「工具軌跡描画ロジック」が予め記憶され、また、工作機械Ｂの工具軌跡描画に係る操作ロジックとして工作機械Ｂ用の「５軸座標計算ロジック」、「工具補正計算ロジック」、「熱変位補正計算ロジック」、及び「工具軌跡描画ロジック」が予め記憶されている。そして、共通インタフェースを介して工具軌跡描画の実行依頼が来た時、工作機械Ａでは「座標計算ロジック」、「工具補正計算ロジック」、「工具軌跡描画ロジック」を順に実行して工具軌跡描画の処理をするように定義がされており、一方、工作機械Ｂでは「５軸座標計算ロジック」、「工具補正計算ロジック」、「熱変位補正計算ロジック」、「工具軌跡描画ロジック」を順に実行して工具軌跡描画の処理をするように定義がされているとする。

【0041】

この時、上位装置であるフォグコンピュータ６上で動作している状態監視アプリケーションから、工作機械Ａの「工具軌跡描画」を実行するように依頼を受けたとする（ステップＳＧ０１）。ネットワーク制御部１１０は、工作機械Ａの「工具軌跡描画」を実行するようにインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＧ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、操作管理部１６０に対して工作機械Ａの「工具軌跡描画」を実行するように依頼すると（ステップＳＧ０３）、操作管理部１６０は、工作機械Ａの「工具軌跡描画」を実行するために、操作ロジック記憶部２３０から工作機械Ａ用の「座標計算ロジック」、「工具補正計算ロジック」、「工具軌跡描画ロジック」を順に読み出して実行する（ステップＳＧ０４）。この操作ロジックにより、工作機械Ａの座標位置の計算、工具補正の計算、計算した座標値及び工具補正値に基づいた工具軌跡の描画処理が順に実行される。そして、描画計算された結果がインタフェース部１４０を介して上位装置に応答される（ステップＳＧ０５）。

【0042】

一方で、上位装置であるフォグコンピュータ６上で動作している状態監視アプリケーションから、工作機械Ｂの「工具軌跡描画」を実行するように依頼を受けたとする（ステップＳＨ０１）。ネットワーク制御部１１０は、工作機械Ｂの「工具軌跡描画」を実行するようにインタフェース部１４０に依頼する（ステップＳＨ０２）。これを受けたインタフェース部１４０が、操作管理部１６０に対して工作機械Ｂの「工具軌跡描画」を実行するように依頼すると（ステップＳＨ０３）、操作管理部１６０は、工作機械Ｂの「工具軌跡描画」を実行するために、操作ロジック記憶部２３０から工作機械Ｂ用の「５軸座標計算ロジック」、「工具補正計算ロジック」、「熱変位補正計算ロジック」、「工具軌跡描画ロジック」を順に読み出して実行する（ステップＳＨ０４）。この操作ロジックにより、工作機械Ｂの主軸の傾き等を考慮した座標位置の計算、工具補正の計算、熱変位補正の計算、計算した座標値、工具補正値、熱変位補正値に基づいた工具軌跡の描画処理が順に実行される。そして、描画計算された結果がインタフェース部１４０を介して上位装置に応答される（ステップＳＨ０５）。

【0043】

このように、上記構成を備えた制御装置１では、制御対象となる機械毎にデータアクセスロジックや操作ロジックを用いた機械の制御を行うことができる。これら機械に対するデータアクセスや操作は、インタフェース部１４０が提供する共通のインタフェースを介して行われるため、アプリケーション等の開発者は共通インタフェースの仕様を覚えていれば、容易に仕様の異なる機械に対するデータアクセスや制御を行うことができる。機械間の仕様の相違、工具等の装備品の相違についてはデータ管理部１５０及び操作管理部１６０により実行されるデータアクセスロジック、操作ロジックが吸収してくれる。現場の作業者は、共通のインタフェースを用いて、機械の制御、保守や管理に用いる独自のアプリケーションの開発を行うことができるので、開発効率が向上し、設備の保守性の向上が見込める。

【0044】

以上、本発明の一実施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のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0045】

１ 制御装置
２，３，４ 機械
５ ネットワーク
６ フォグコンピュータ
７ クラウドサーバ
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１５，１７，１８，２０ インタフェース
１６ ＰＬＣ
１９ Ｉ／Ｏユニット
２２ バス
３０ 軸制御回路
４０ サーボアンプ
５０ サーボモータ
７０ 表示装置
７１ 入力装置
７２ 外部機器
１００ 制御用プログラム実行部
１１０ ネットワーク制御部
１２０ Ｉ／Ｏ制御部
１３０ 画面操作制御部
１４０ インタフェース部
１５０ データ管理部
１６０ 操作管理部
２００ 制御用プログラム
２１０ データアクセスロジック記憶部
２２０ データ記憶部
２３０ 操作ロジック記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】