特許 7568853 制御装置及び制御システム

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】制御装置及び制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4155 20060101AFI20241008BHJP

   G05B 19/4061 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4155 T

G05B19/4061 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023528861

(86)(22)【出願日】2021-06-16

(86)【国際出願番号】 JP2021022927

(87)【国際公開番号】W WO2022264336

(87)【国際公開日】2022-12-22

【審査請求日】2024-01-12

(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】三好 高史

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１９１７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－５９６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－７２３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２－１９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御用プログラムに基づいて産業用機械を制御する制御装置であって、ＰＣの汎用ＯＳ上で動作するアプリケーションであって前記産業用機械の制御に係る連携アプリケーションと連携して該産業用機械の制御をする制御装置において、
前記制御用プログラムのブロックを解析し、該ブロックの指令に基づく指令データを作成する指令解析部と、
前記産業用機械の動作状態を所定の安全な状態へと移行するための安全動作の指令データが予め記憶される安全動作指令記憶部と、
前記ＰＣから送信される前記連携アプリケーションに係る処理で作成された定期送信情報の受信間隔を監視する受信間隔監視部と、
定期送信情報の前記受信間隔を予め定めた所定の閾値と比較し、該受信間隔が該閾値を超えているか否かを判定する受信間隔判定部と、
前記受信間隔判定部による判定結果に基づいて、前記受信間隔が前記閾値以下である場合には、前記指令解析部が作成した指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択し、前記受信間隔が前記閾値を超えた場合には、前記安全動作指令記憶部に記憶される安全動作の指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択する制御指令選択部と、
前記制御指令選択部が選択した指令データに基づいて前記産業用機械を制御する制御部と、
を備えた制御装置。

【請求項2】

前記連携アプリケーションは、先行位置に基づいて干渉チェックを行う機械衝突防止機能のアプリケーションであり、
前記定期送信情報は、少なくとも前記連携アプリケーションからの前記干渉チェックの結果情報を含む、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記安全動作は、前記産業用機械を安全に停止する停止動作、前記産業用機械の移動部の移動速度を低下させる速度抑制動作、前記産業用機械の工具をワークからリトラクトして待機するリトラクト待機動作、または前記制御装置の内部監視機能への切り替え動作のいずれかである、
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記安全動作指令記憶部には、前記定期送信情報の種類にそれぞれ対応した複数の安全動作の指令データが予め記憶されており、
前記制御指令選択部は、前記定期送信情報の受信間隔が前記閾値を超えた場合に、前記安全動作指令記憶部に記憶された複数の安全動作の指令データの中から前記定期送信情報の種類に応じた安全動作の指令データを選択する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項5】

前記閾値として、複数の段階的な値が用意されており、
前記安全動作指令記憶部には、前記閾値の段階にそれぞれ対応した複数の安全動作の指令データが予め記憶されており、
前記制御指令選択部は、前記定期送信情報の受信間隔が前記閾値を超えた場合に、前記安全動作指令記憶部に記憶された複数の安全動作の指令データの中から前記閾値の段階に応じた安全動作の指令データを選択する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項6】

前記閾値は、前記制御装置の状態又は前記産業用機械の状態に基づいて動的に算出される、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項7】

前記安全動作指令記憶部には、前記制御装置の状態又は前記産業用機械の状態にそれぞれ対応した複数の安全動作の指令データが予め記憶されており、
前記制御指令選択部は、前記定期送信情報の受信間隔が前記閾値を超えた場合に、前記安全動作指令記憶部に記憶された複数の安全動作の指令データの中から前記制御装置の状態又は前記産業用機械の状態に応じた安全動作の指令データを選択する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項8】

制御用プログラムに基づいて産業用機械を制御する制御装置と、汎用ＯＳ上で動作するアプリケーションであって前記産業用機械の制御に係る連携アプリケーションが動作しているＰＣとが連携して構成される制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記制御用プログラムのブロックを解析し、該ブロックの指令に基づく指令データを作成する指令解析部と、
前記産業用機械の動作状態を所定の安全な状態へと移行するための安全動作の指令データが予め記憶される安全動作指令記憶部と、
前記ＰＣから送信される前記連携アプリケーションに係る処理で作成された定期送信情報の受信間隔を監視する受信間隔監視部と、
定期送信情報の前記受信間隔を予め定めた所定の閾値と比較し、該受信間隔が該閾値を超えているか否かを判定する受信間隔判定部と、
前記受信間隔判定部による判定結果に基づいて、前記受信間隔が前記閾値以下である場合には、前記指令解析部が作成した指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択し、前記受信間隔が前記閾値を超えた場合には、前記安全動作指令記憶部に記憶される安全動作の指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択する制御指令選択部と、
前記制御指令選択部が選択した指令データに基づいて前記産業用機械を制御する制御部と、
を備え、
前記ＰＣは、
前記連携アプリケーションの処理を行うために、前記制御装置に係る状態又は前記産業用機械に係る状態の少なくともいずれかを読み出す要求情報を前記制御装置へと送信し、その結果に基づいて前記制御装置に係る状態又は前記産業用機械に係る状態の少なくともいずれかを監視する状態監視部と、
前記連携アプリケーションの処理の結果を前記制御装置に対して送信する処理結果送信部と、
を備える、
制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置及び制御システムに関し、特にＰＣの汎用ＯＳ上で動作する連携アプリケーションと連携する制御装置及び制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

制御装置のハードウェアリソースには限界があるため、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の汎用ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）上で、高度なアプリケーションを実現するケースが増えてきた。この高度なアプリケーションは、例えば加工中の機械衝突防止機能（干渉チェック）や、周辺機器の監視（例えば、工具折損検知等）、機械学習アプリケーションなどである。制御装置上のリアルタイム処理に間に合うように、汎用ＯＳ上でこれらアプリケーションを高速実行することで、その処理結果に基づいた制御を実現できる。

【0003】

例えば、機械衝突防止機能を利用する際には、制御装置から加工中の先行位置情報をＰＣに対して送信する。そして、ＰＣ側で先行位置に基づいた干渉チェックを行う。そして、干渉の発生を検知した場合、その旨を制御装置へと送信する。制御装置は、ＰＣから送信された干渉チェックの結果に基づいて、加工軸の移動を停止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－０２７３７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リアルタイム性を保証していない汎用ＯＳは、アプリケーションによる処理のリアルタイム性が保証されない。そのため、制御装置からの処理実行要求に対して、ＰＣからの処理結果の送信が間に合わなくなる場合がある。例えば、ＰＣから制御装置側に対して干渉検知の信号を送信できないと、制御装置は、干渉チェックが実質的に無効のまま加工を続けざるを得なくなる。そして、最悪の場合、機械の移動部分をワークや治具などの干渉物に衝突させてしまう可能性がある。
そこで、制御装置から汎用ＯＳ上で動作するアプリケーションの処理状況を監視する仕組みが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示による制御システムは、ＰＣの汎用ＯＳ上で動作する産業用機械の制御と連携するアプリケーション（以下、連携アプリケーションとする）の処理に係る情報を定期的に制御装置に対して送信する。制御装置は、ＰＣから情報が送信される時間間隔を監視し、予め定めた所定の閾値を超えた場合にＰＣ側の処理が制御装置に対して遅れていることを判定する。そして、遅れを判定した場合、制御装置は機械の運転の停止動作、移動速度の抑制動作、リトラクト待機動作等といったような、予め登録された安全動作の制御指令に基づく制御を行う。
上記課題を解決する。

【0007】

そして、本開示の一態様は、制御用プログラムに基づいて産業用機械を制御する制御装置であって、ＰＣの汎用ＯＳ上で動作するアプリケーションであって前記産業用機械の制御に係る連携アプリケーションと連携して該産業用機械の制御をする制御装置において、 前記制御用プログラムのブロックを解析し、該ブロックの指令に基づく指令データを作成する指令解析部と、前記産業用機械の動作状態を所定の安全な状態へと移行するための安全動作の指令データが予め記憶される安全動作指令記憶部と、前記ＰＣから送信される前記連携アプリケーションに係る処理で作成された定期送信情報の受信間隔を監視する受信間隔監視部と、定期送信情報の前記受信間隔を予め定めた所定の閾値と比較し、該受信間隔が該閾値を超えているか否かを判定する受信間隔判定部と、前記受信間隔判定部による判定結果に基づいて、前記受信間隔が前記閾値以下である場合には、前記指令解析部が作成した指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択し、前記受信間隔が前記閾値を超えた場合には、前記安全動作指令記憶部に記憶される安全動作の指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択する制御指令選択部と、前記制御指令選択部が選択した指令データに基づいて前記産業用機械を制御する制御部と、を備えた制御装置である。

【0008】

本開示の他の態様は、制御用プログラムに基づいて産業用機械を制御する制御装置と、汎用ＯＳ上で動作するアプリケーションであって前記産業用機械の制御に係る連携アプリケーションが動作しているＰＣとが連携して構成される制御システムにおいて、前記制御装置は、前記制御用プログラムのブロックを解析し、該ブロックの指令に基づく指令データを作成する指令解析部と、前記産業用機械の動作状態を所定の安全な状態へと移行するための安全動作の指令データが予め記憶される安全動作指令記憶部と、前記ＰＣから送信される前記連携アプリケーションに係る処理で作成された定期送信情報の受信間隔を監視する受信間隔監視部と、定期送信情報の前記受信間隔を予め定めた所定の閾値と比較し、該受信間隔が該閾値を超えているか否かを判定する受信間隔判定部と、前記受信間隔判定部による判定結果に基づいて、前記受信間隔が前記閾値以下である場合には、前記指令解析部が作成した指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択し、前記受信間隔が前記閾値を超えた場合には、前記安全動作指令記憶部に記憶される安全動作の指令データを前記産業用機械の制御に用いることを選択する制御指令選択部と、前記制御指令選択部が選択した指令データに基づいて前記産業用機械を制御する制御部と、を備え、前記ＰＣは、前記連携アプリケーションの処理を行うために、前記制御装置に係る状態又は前記産業用機械に係る状態の少なくともいずれかを読み出す要求情報を前記制御装置へと送信し、その結果に基づいて前記制御装置に係る状態又は前記産業用機械に係る状態の少なくともいずれかを監視する状態監視部と、前記連携アプリケーションの処理の結果を前記制御装置に対して送信する処理結果送信部と、を備える、制御システムである。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様により、汎用ＯＳ上で動作するＰＣ側の連携アプリケーションを用いている場合に、ＰＣ側の動作遅延やハングアップといった問題の機械動作への影響を少なく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による制御システムの概略的なハードウェア構成図である。

【図2】本発明の一実施形態による制御システムの概略的な機能を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態による制御システムの動作の流れを示す概略的なフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の一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、併設されたパソコンであるＰＣ２と共に制御システム４を構成する。制御装置１は、例えば工作機械やマシニングセンタなどの産業用機械３を制御する。以下では、制御装置１が、ＰＣ２の汎用ＯＳの上で動作している機械衝突防止機能（干渉チェック機能）を提供する連携アプリケーションと連携しているものとして説明する。

【0012】

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、バス２２を介してＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、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。

【0013】

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を介してフォグコンピュータ６やクラウドサーバ７等の他の装置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、例えば産業用機械３の機械構成に係るデータや、ワーク、治具などの干渉物に係るデータ、各軸に沿った移動部の移動に係るデータ、その他の産業用機械３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。

【0014】

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、例えば産業用機械３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。ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）１６は、ラダープログラムを実行して産業用機械３及び該産業用機械３の周辺装置（例えば、工具交換装置や、ロボット等のアクチュエータ、産業用機械３に取付けられているセンサ等）にＩ／Ｏユニット１９を介して信号を入出力して制御する。また、産業用機械３の本体に配備された操作盤の各種スイッチや周辺装置等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。

【0015】

インタフェース２０は、制御装置１のＣＰＵとＰＣ２との間を有線乃至無線で接続するためのインタフェースである。制御装置１とＰＣ２との間の接続は、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。制御装置１は、インタフェース２０を介してＰＣ２との間で相互にデータのやり取りを行っている。

【0016】

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、インタフェース１８を介して作業者による操作に基づく指令やデータ等をＣＰＵ１１に渡す。

【0017】

産業用機械３が備える移動部を移動させるための軸制御回路３０はＣＰＵ１１からの移動指令量を受けて、移動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はこの指令を受けて、産業用機械３が備えるサーボモータ５０をそれぞれ駆動する。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産業用機械３に備えられた移動部の数だけ用意される。

【0018】

スピンドル制御回路６０は、主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度信号を受けて、産業用機械のスピンドルモータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。スピンドルモータ６２にはポジションコーダ６３が結合され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはＣＰＵ１１によって読み取られる。

【0019】

一方で、本実施形態によるＰＣ２は、制御装置１に併設されている。ＰＣ２が備えるＣＰＵ２１１は、ＰＣ２を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ２１１は、バス２２２を介してＲＯＭ２１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従ってＰＣ２全体を制御する。ＲＡＭ２１３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。

【0020】

不揮発性メモリ２１４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、ＰＣ２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２１４には、インタフェース２１９を介して制御装置１から取得されたデータ、インタフェース２１５を介して外部機器２７２から読み込まれたデータやプログラム、入力装置２７１を介して入力されたデータやプログラム等が記憶される。不揮発性メモリ２１４に記憶されたデータやプログラムは、実行時／利用時にはＲＡＭ２１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ２１２には、公知の処理プログラムや解析プログラム、３Ｄシミュレーションプログラム、機械衝突防止アプリケーションプログラム等の各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。

【0021】

インタフェース２１５は、ＰＣ２のＣＰＵ２１１とＵＳＢ装置等の外部機器２７２と接続するためのインタフェースである。外部機器２７２側からは、例えば解析に用いられるプログラムや各パラメータ等を読み込むことができる。また、ＰＣ２内で編集したプログラムや各パラメータ等は、外部機器２７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。

【0022】

インタフェース２１９は、ＰＣ２のＣＰＵ２１１と制御装置１との間を有線乃至無線で接続するためのインタフェースである。ＰＣ２は、インタフェース２１９を介して制御装置１との間で相互にデータのやり取りを行っている。

【0023】

表示装置２７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、制御用プログラムやシステム・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２１７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２７１は、インタフェース２１８を介して作業者による操作に基づく指令，データ等をＣＰＵ２１１に渡す。

【0024】

図２は、本発明の第１実施形態による制御装置１及びＰＣ２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。また、本実施形態によるＰＣ２が備える各機能は、図１に示したＰＣ２が備えるＣＰＵ２１１がシステム・プログラムを実行し、ＰＣ２の各部の動作を制御することにより実現される。

【0025】

本実施形態の制御装置１は、指令解析部１１０、制御指令選択部１１５、制御部１２０、受信間隔監視部１２５、受信間隔判定部１３０を備える。また、ＰＣ２は、状態監視部２１０、アプリケーション実行部２２０、処理結果送信部２３０を備える。更に、制御装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４上には、産業用機械３の安全動作に係る指令を予め記憶するための領域である安全動作指令記憶部１７０、制御装置１による産業用機械３の制御状態を示す情報を記憶するための領域である状態情報記憶部１８０が用意されると共に、産業用機械３の制御に用いられる制御用プログラム１９０が予め記憶されている。

【0026】

指令解析部１１０は、制御用プログラム１９０から１ブロック毎に指令を読み出し、該指令を解析して実行形式のデータを作成する。指令解析部１１０は、実行形式の指令データを制御指令選択部１１５へと出力する。

【0027】

制御指令選択部１１５は、受信間隔判定部１３０が定期的にＰＣから送信される産業用機械３の制御と連携するアプリケーションの処理で作成された情報（以下、定期送信情報とする）の受信間隔が予め所定の閾値以下であると判定されている間は、指令解析部１１０が指令を解析して作成した実行形式の指令データを制御部１２０へ出力する。また、制御指令選択部１１５は、受信間隔判定部１３０がＰＣ２から送信される定期送信情報の受信間隔が予め所定の閾値を超えていると判定した場合、安全動作指令記憶部１７０から読み出した安全動作指令に係る指令データを制御部１２０へ出力する。なお、定期送信情報、即ち連携アプリケーションの処理で作成された情報とは、連携アプリケーションがその処理に必要とする情報を取得するために作成した要求指令や、連携アプリケーションが作成して出力する情報を含む。

【0028】

安全動作指令記憶部１７０には、予め産業用機械３の動作状態を所定の安全な状態へと移行するための安全動作に係る指令データが記憶されている。安全動作は、例えば産業用機械３の運転を安全に停止する停止動作、産業用機械３の移動部の移動速度を低下させる速度抑制動作、工具をワークからリトラクトして待機するリトラクト待機動作、ＰＣ２と連携している機能の制御装置１に内蔵されている機能への切り替え動作等が例示される。これらの安全動作に係る指令データは、制御する産業用機械３の特性や制御用プログラム１９０の内容に合わせて予め作成して安全動作指令記憶部１７０に記憶しておけばよい。

【0029】

制御指令選択部１１５は、受信間隔が予め所定の閾値以下であると判定されている場合に、指令解析部１１０が作成した実行形式の指令データに加えて、ＰＣ２から送信されてきた連携アプリケーションの処理結果に係る情報を制御部１２０に出力してよい。例えば、ＰＣ２上で機械衝突防止機能の連携アプリケーションが動作しており、定期的に主軸、工具等の移動部と、ワーク、治具、テーブル等の干渉物との間の干渉チェックの結果を送信してくるとする。この場合、制御指令選択部１１５は、指令解析部１１０が作成した実行形式の指令データに加えて、干渉チェックの結果を併せて制御部１２０に出力する。

【0030】

制御部１２０は、制御指令選択部１１５から入力された指令に係るデータに基づいて産業用機械３を制御する。制御部１２０は、例えば産業用機械３の移動部を軸に沿って移動又は停止させる指令データが入力されると、当該軸を駆動するサーボモータ５０を駆動するための移動指令データを出力する。また、制御部１２０は、例えば産業用機械３の主軸を回転又は停止させる指令データが入力されると、スピンドルモータ６２を制御するための回転指令データを出力する。その他にも、制御部１２０は、入力された指令データに基づいて産業用機械３を制御するために必要とされる一般的な制御のための機能を備える。制御部１２０による産業用機械３の制御に係る処理の結果は、逐次状態情報記憶部１８０に記憶される。状態情報記憶部１８０には、例えば産業用機械３の移動部の位置や速度、主軸の回転状態、工具の種別、切削液供給装置や機械扉などの周辺機器の状態等が記憶される。また、本実施形態のようにＰＣ２側で動作している機械衝突防止機能と連携している場合には、干渉チェックを行う移動部の先行位置の情報なども状態情報記憶部１８０に記憶しておいてよい。

【0031】

制御部１２０は、制御指令選択部１１５からＰＣ２から送信されてきた連携アプリケーションの処理結果に係る情報が入力される場合、その情報を参照して産業用機械３の制御に用いるようにしてもよい。例えば、ＰＣ２上で機械衝突防止機能の連携アプリケーションが動作しており、定期的に主軸、工具等の移動部と、ワーク、治具、テーブル等の干渉物との間の干渉チェックの結果を送信してくるとする。この場合、制御部１２０は、ＰＣ２から送信されてきた干渉チェックの結果が移動部と干渉物との衝突を示している場合、産業用機械３の動作を停止するように制御してもよい。

【0032】

受信間隔監視部１２５は、ＰＣ２から送られてくる定期送信情報の受信間隔を監視する。受信間隔監視部１２５は、ＰＣ２から定期送信情報の受信時刻を履歴として記憶する。そして、最後に送られてきた情報を受信した時刻から経過した時間を受信間隔判定部１３０へと出力する。ＰＣ２から定期送信情報は複数あってもよい。例えば、本実施形態のように、制御装置１がＰＣ２側で動作している機械衝突防止機能と連携している場合、干渉チェック対象となる移動部の先行位置がＰＣ２から要求される。また、ＰＣ２から先に要求された先行位置に関する干渉チェックの結果が送信されてくる。受信間隔監視部１２５は、この先行位置の要求と、干渉チェックの結果とを、それぞれ定期送信情報として受信間隔を個別に監視するようにしてよい。

【0033】

受信間隔判定部１３０は、受信間隔監視部１２５から送られてくる定期送信情報の受信間隔が、予め定めた所定の閾値を超えたと判定した場合に、その判定結果を制御指令選択部１１５へと出力する。この閾値は、複数の段階的な値であってもよい。その場合、受信間隔判定部１３０は、何段階目の閾値を超えたのかが把握できるように制御指令選択部１１５へと出力する。この時、安全動作指令記憶部１７０に閾値の段階に対応する異なる安全動作の指令データを予め記憶しておく。そして、制御指令選択部１１５は、何段階目の閾値を超えたのかに応じて、異なる安全動作の指令データを制御部１２０に出力するようにしてもよい。

【0034】

また、受信間隔監視部１２５が複数の定期送信情報を監視している場合には、それぞれの定期送信情報に対して異なる閾値を設定するようにしてもよい。この場合においても、安全動作指令記憶部１７０に定期送信情報の種類に対応する異なる安全動作の指令データを予め記憶しておき、制御指令選択部１１５は、どの定期送信情報が閾値を超えたのかに応じて、異なる安全動作の指令データを制御部１２０に出力するようにしてもよい。

【0035】

受信間隔判定部１３０が用いる所定の閾値は、上記したように予め固定値として設定しておいてもよいが、状況に合わせて動的に設定するようにしてもよい。例えば本実施形態による制御装置１のように、ＰＣ２で動作する機械衝突防止機能の連携アプリケーションと連携している場合、ＰＣ２が先行位置を取得して、その位置における干渉チェックの結果を送信してくる。そのため、産業用機械３の移動部がこの先行位置に達する時間（以下、先行時間とする）の前であって、移動部が干渉をする前に停止できるタイミングまでに干渉チェックの結果を受信する必要がある。そこで、受信間隔判定部１３０が用いる閾値を、先行時間に基づいて動的に算出する。より具体的には、先行時間に対して所定の係数（＜１．０）を掛けた値を閾値として用いる。このように構成することで、状況に応じて変化する先行位置に対して適切な閾値を動的に設定できる。

【0036】

一方、本実施形態によるＰＣ２が備える状態監視部２１０は、制御装置１の状態を定期的に監視する。状態監視部２１０は、例えば制御装置１が備える状態情報記憶部１８０に記憶されている所定の情報を要求する。そして、その要求の応答として得られた制御装置１の状態に係る情報をアプリケーション実行部２２０に出力する。例えば、本実施形態のように制御装置１がＰＣ２側で動作している機械衝突防止機能と連携している場合、状態監視部２１０は制御装置１に対して干渉チェック対象となる産業用機械３の移動部の先行位置を要求し、その結果として得られた移動部の先行位置をアプリケーション実行部２２０へ出力する。

【0037】

アプリケーション実行部２２０は、汎用ＯＳ上で様々なアプリケーションプログラムを動作させる。アプリケーション実行部２２０において実行される連携アプリケーションは、状態監視部２１０から入力された情報を用いた処理を実行してよい。また、連携アプリケーションは、その処理結果を処理結果送信部２３０へ出力してよい。例えば、本実施形態のアプリケーション実行部２２０は、機械衝突防止機能を提供するアプリケーションプログラムを実行している。この機械衝突防止機能は、状態監視部２１０から入力された産業用機械３の移動部の先行位置に基づいて、該移動部とワーク、治具、テーブルなどの干渉物との干渉をチェックする。そして、干渉チェックの結果を処理結果送信部２３０へ出力する。

【0038】

処理結果送信部２３０は、アプリケーション実行部２２０による連携アプリケーションの処理の結果を制御装置１へ送信する。例えば、本実施形態の処理結果送信部２３０は、機械衝突防止機能の連携アプリケーションによる干渉チェックの実行結果を制御装置１へ送信する。

【0039】

図３は、上記構成を備えた本実施形態による制御装置１における動作の流れを示す概略的なフローチャートである。
制御装置１とＰＣ２で動作する機械衝突防止機能との連携動作が開始されると、受信間隔監視部１２５は、ＰＣ２が備える状態監視部２１０からの先行位置の要求、及び処理結果送信部２３０からの干渉チェック結果の送信のそれぞれを定期送信情報として監視する（ステップＳＡ０１）。

【0040】

受信間隔判定部１３０は、受信間隔監視部１２５が監視しているそれぞれの定期送信情報の受信間隔を、それぞれ予め定めた所定の閾値との間で比較する（ステップＳＡ０２）。いずれも閾値以下である場合、制御指令選択部１１５は、指令解析部１１０が作成した実行形式の指令データ及びＰＣ２から送信された干渉チェックの処理結果を制御部１２０に出力する。制御部１２０は、入力された指令データ及び干渉チェックの処理結果に従って産業用機械３を制御する（ステップＳＡ０３）。

【0041】

一方で、受信間隔判定部１３０の判定の結果、いずれかの敵送信情報の受信間隔が閾値を超えている場合、制御指令選択部１１５は、安全動作指令記憶部１７０に記憶される安全動作の指令データを制御部１２０に出力する。制御部１２０は、入力された指令データに従って産業用機械３が安全動作をするように制御する（ステップＳＡ０４）。安全動作を実行後は、その安全動作の内容に従って、産業用機械３の運転を継続するか、或いは産業用機械３の運転を中断する。

【0042】

上記構成を備えた制御装置１では、ＰＣ２から定期的に送信される定期送信情報の受信間隔が遅れてきた場合に、産業用機械３の制御を安全動作に移行することが可能となる。これにより、汎用ＯＳ上で動作するＰＣ側の連携アプリケーションを用いている場合に、ＰＣ側の動作遅延やハングアップといった問題の機械動作への影響を少なく抑えることができる。受信間隔の判定に用いる閾値を段階的に設けることで、例えば定期送信情報の受信間隔が閾値を超えた場合に、段階的に産業用機械３の移動部の移動速度を抑制していき、最終的には停止する、といったような柔軟な対応が可能となる。ＰＣ２側の処理の遅れが一時的なものであれば、いきなり産業用機械３の運転停止させずに対応することも可能になる。定期送信情報の種類に対して異なる安全動作を設けることで、例えば受信できなくなった機能ごとに制御装置１の内部機能へと切り替えたり、受信できないことが致命的な情報と、致命的ではなく産業用機械３の運転の継続が可能な情報とで異なる安全動作を設定したりする等といった柔軟な対応をすることができる。

【0043】

本実施形態による制御装置１の変形例として、制御指令選択部１１５は、受信間隔判定部１３０がＰＣ２から送信される定期送信情報の受信間隔が予め所定の閾値を超えていると判定した場合に、制御装置１の状態や産業用機械３の状態、周辺機器の状態等に応じて異なる安全動作に係る指令データを制御部１２０へと出力するようにしてもよい。この場合、安全動作指令記憶部１７０には、予め制御装置１の制御状態にそれぞれ対応した複数の安全動作の指令データを記憶しておく。このようにすることで、制御指令選択部１１５は、状態情報記憶部１８０から読み出した産業用機械３の移動部の位置や速度、主軸の回転状態、工具の種別、切削液供給装置や機械扉などの周辺機器の状態等や、制御用プログラム１９０の実行ブロックの番号、産業用機械３からフィードバックされるサーボモータ５０やスピンドルモータ６２の負荷状態等に応じて、異なる安全動作を選択することができる。

【0044】

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。
例えば、上記実施形態では制御装置１がＰＣ２側で動作する機械衝突防止機能の連携アプリケーションと連携する例を示した。しかしながら、その他の連携アプリケーションと連携させることもできる。例えば、工具折損を検知するための連携アプリケーションをＰＣ２で動作させ、センサ等の産業用機械３の周辺装置とＰＣ２を接続し、ＰＣ２側で工具の折損状態を検出する場合にも対応することができる。この場合、ＰＣ２側から定期的に工具の折損状態を制御装置１に対して送信し、この情報を定期送信情報として制御装置１の受信間隔監視部１２５で監視するようにすればよい。

【0045】

また、ＰＣ２で機械学習に係る連携アプリケーションを実行させ、これと制御装置１とが連携する場合も考えられる。例えば、産業用機械３の内部及び周辺を複数のカメラ等で撮像し、その撮像動画をＰＣ２上の機械学習連携アプリケーションで動作状態や周辺の状態を解析して、その解析結果を制御装置１に送信する。このような場合に、ＰＣ２からの解析結果の送信が遅れた時に、産業用機械３に安全動作を取らせるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 制御装置
２ ＰＣ
３ 産業用機械
４ 制御システム
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
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
６０ スピンドル制御回路
６１ スピンドルアンプ
６２ スピンドルモータ
６３ ポジションコーダ
７０ 表示装置
７１ 入力装置
７２ 外部機器
１１０ 指令解析部
１１５ 制御指令選択部
１２０ 制御部
１２５ 受信間隔監視部
１３０ 受信間隔判定部
１７０ 安全動作指令記憶部
１８０ 状態情報記憶部
１９０ 制御用プログラム
２１１ ＣＰＵ
２１２ ＲＯＭ
２１３ ＲＡＭ
２１４ 不揮発性メモリ
２１５，２１７，２１８，２１９ インタフェース
２２２ バス
２７０ 表示装置
２７１ 入力装置
２７２ 外部機器
２１０ 状態監視部
２２０ アプリケーション実行部
２３０ 処理結果送信部

【図1】

【図2】

【図3】