JPH01100603A - シーケンス制御装置におけるシーケンスプログラム作成支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシーケンスプログラムによって工作機械等の制
御対象を制御するシーケンス制御装置におけるシーケン
スプログラム作成支援シスチムニ関し、−層詳細には、
設計者、プログラマ−等によって作成されたシーケンス
プログラムが工作機械等の制御対象に適用された段階あ
るいは該制御対象の一部変更が生じた段階で修正された
場合において、当該シーケンスプログラムに係るタイム
チャートを自動作成することにより新たなシーケンスプ
ログラムの修正、改造を容易にするシーケンス制御装置
におけるシーケンスプログラム作成支援システムに関す
る。

［発明の背景］ 一般に、工作機械あるいは作業ロボット等の装置では、
人員の削減、作業効率の向上環のため、その動作手順を
シーケンスプログラムによって設定し、所望の加工機能
を遂行するようにしたシーケンス制御装置が広く利用さ
れている。

このようなシーケンス制御装置を用いたシステムにおい
て、前記のシーケンスプログラムはシーケンサ（シーケ
ンス制御装置）によって順次解読処理され、制御信号と
して工作機械等の制御対象に供給される。そして、当該
制御対象は前記制御信号に基づいて対応する各部が動作
し、所定の動作が終了するとリミットスイッチ、センサ
等の検出手段から検知信号を発生し、制御対象の各部の
動作遷移状態信号として前記シーケンサに出力する。一
方、シーケンサは、前記検知信号に基づいて、制御対象
の各部が前記制御信号に対応して所定の動作を完了した
ことを検出し、次のシーケンスプログラムのステップの
処理を行う。これを順次繰り返して実行することにより
、当該制御対象に対して所望の加工作業を遂行するよう
にしている。

このようなシーケンス制御装置を用いた工作機械におい
て、制御対象である工作機械を動作制御するための制御
手順は、先ず、設計者によって工作機械を構成する各操
作単位についての動作関係を時間軸上に表記した動作タ
イムチャートとして設定される。次いで、このタイムチ
ャートに基づいてプログラマ−がリレーシンボル等を用
いたラダーダイヤグラムによって表されたシーケンスプ
ログラムを作成した後、シーケンス制御装置の翻訳プロ
グラムにより該ラダーダイヤグラムがシーケンサに適合
した形に変換されて実際のシーケンスプログラム、すな
わち、オブジェクトプログラムが完成する。このことは
、一般のプログラム作成でいう設計者による論理仕様書
（プログラム仕様書）の作成、プログラマ−によるソー
スプログラムの作成およびコンパイラ（翻訳プログラム
）によるオブジェクトプログラムへの変換に対応する。

ところで、このようにして作成されたシーケンスプログ
ラムを実際の工作機械等の制御対象に適用して稼動させ
る場合、アクチュエータ等の各操作単位の動作が設計時
点で予定された作動時間等に対して僅かにずれることが
ある。また、機械設備等の一部が変更される場合もある
。

このような場合、制御対象を正常に動作させるためにシ
ーケンスプログラムの一部修正あるいは変更を行ってい
るが、このような細部の修正、変更は設計時点で作成し
た作動タイムチャートに対しては行わないのが通常であ
る。

従って、このような修正、変更が数多く行われた場合に
は、設計時点で最初に作成された作動タイムチャートと
現実の工作機械との間にはかなりのギャップが生じるこ
ととなり、後日、この工作機械をモデルとして新たな工
作機械を作成したり改造を行う際に、上記の作動タイム
チャートをそのまま使用することが出来ず、動作シーケ
ンスの解析に多大の時間を割かなければならないという
不都合が生じる。この場合、シーケンスプログラムの修
正あるいは変更時に上記の作動タイムチャートに遡って
これを作成し直せば、前述のような不都合は解消出来る
が、修正、変更の都度に設計者等の人手によって上記の
作動タイムチャートを作成し直すためかなりの工数を必
要とする欠点が指摘されている。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、作成されたシーケンスプログラムを工作機械等
の制御対象に適用して動作させた際の作動状況から設計
時点で作成された作動タイムチャートを自動的に作成す
ることにより、その後の設備変更、改造等におけるシー
ケンスプログラムの解析、作成を容易に行なえるように
したシーケンス制御装置におけるシーケンスプログラム
作成支援システムを提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はシーケンスプロ
グラムを実行するシーケンス制御装置の入出力ボートに
接続される制御対象の各操作単位と各作動状態検知器の
入出力アドレスデータ、各操作単位と各作動状態検知器
の対応を示す関連情報データおよび各操作単位の取り得
る作動状態を示す作動状態データを格納する記憶手段と
、各操作単位および各作動状態検知器の作動時刻を検出
する時間計測手段とを備え、前記シーケンスプログラム
を実行することで前記制御対象を動作させ、前記時間計
測手段により各操作単位および各作動状態検知器の作動
時刻を検出し、前記記憶手段に格納した入出力アドレス
データ、関連情報データおよび作動状態データに基づい
て作動タイムチャートを作成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係るシーケンスプログラム作成支援シス
テムについて好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

第１図は本発明に係るシーケンスプログラム作成支援シ
ステムの全体構成を示す。この場合、当該システムはワ
ークに対して所定の作業を行う工作機械１０と、設計者
あるいはプログラマ−等によって作成されたシーケンス
プログラムに基づいて前記工作機械１０の動作制御を行
うシーケンサ１２と、シーケンサ１２を介して工作機械
１０の動作をモニタしまたはシーケンサ１２に各種指令
を与える操作制御部１４とから基本的に構成される。な
お、工作機械１０とシーケンサ１２との間およびシーケ
ンサ１２と操作制御部Ｉ４との間はインタフェース１６
および１８によって接続される。

シーケンサ１２はシーケンスプログラムの格納されるメ
モリ２０と、前記シーケンスプログラムを順次処理する
Ｃ　Ｐ　Ｕ２２と、シーケンスプログラムに基づく動作
指令をインタフェース１６を介して工作機械１０に転送
すると共に前記動作指令による工作機械１０の遷移状態
信号をＣＰＵ２２に転送するＩ１０ポート２４とを含む
。

操作制御部１４はシーケンサ１２を介して工作機械１０
に所定の動作指令を行うと共に前記動作指令に対応した
工作機械１０の遷移状態を読み込んで後述する如く作動
タイムチャートを作成し、シーケンスプログラム作成の
支援を行うＣＰＵ２６と、作動タイムチャートの作成に
用いるデータ（後述）を格納するメモリ２８と、工作機
械１０への動作指令および工作機械１ｏの作動状態をデ
ータとして授受するＩ１０ボート３ｏとを含む。

この場合、メモリ２８には動作指令によって駆動される
工作機械１ｏを構成するアクチュエータ等の各操作単位
と前記アクチュエータ等が所定の動作を行ったことを検
知するリミットスイッチ等の作動状態検知手段との機能
的な関係を示す各種データが格納され、後述する作動タ
イムチャートの作成に用いられる。Ｉ１０ポート３ｏに
はインタフェース３２を介してデイスプレィ３４および
キーボード３６が接続されており、このキーボード３６
を介して工作機械１ｏに対する動作指令が行われる。ま
た、ＣＰＵ２６には時間計測手段としてのタイマ３７が
接続される。このタイマ３７は工作機械１０に対して動
作指令が出力されてから当該工作機械１０より作動状態
を検知するまでの時間を計測する。

一方、工作機械１０は、例えば、第２図に示すように構
成される。すなわち、この工作機械１゜はワークＷに対
してドリル３８を用いて孔明は加工を行うものであり、
加工部４０および被加工部４２から基本的に構成される
。加工部４０ではベース４４上にドリル３８をワークＷ
に指向して変位する送り用モータ４６が固定される。こ
の場合、送り用モータ４６の駆動軸４８には被加工部４
２に指向して延在するボール螺子５０が一体的に取着さ
れ、このボール螺子５０に移動テーブル５２が螺着する
。

前記移動テーブル５２にはドリル３８の回転軸５４を支
持するスピンドルユニット５６が取着され、このスピン
ドルユニット５６には前記回転軸５４を駆動する駆動用
モータ５８が装着される。なお、駆動用モータ５８の駆
動軸６０七スピンドルユニツト５６に支持される回転軸
５４とはブーＩＪ６２および６４を介してベルト６６に
より連結される。ここで、移動テーブル５２の位置はボ
ール螺子５０に沿って配設される３つのリミットスイッ
チＬＳＩ、ＬＳ２およびＬＳ３によって検出される。す
なわち、リミットスイッチＬＳＩは移動テーブル５２が
後退端にあることを検出し、リミットスイッチＬＳ２は
移動テーブル５２がドリル３８の切削開始点にあること
を検出する。また、リミットスイッチＬＳ３は移動テー
ブル５２が前進端にあることを検出する。

被加工部４２ではベース６８上にワーク取付台７０が固
着され、このワーク取付台７０にはクランプ治具７２に
よってワークＷが位置決め固定される。

すなわち、クランプ治具７２はワーク取付台７０に固着
されるクランプ用シリンダ７４と、クランプ用シリンダ
７４のシリンダロッド７６に一端部が軸着し中間部がワ
ーク取付台７０に固定された支持部材７８により軸支さ
れるクランプ部材８０とからなり、前記クランプ部材８
０の他端部によってワークＷが位置決め固定される。こ
の場合、クランプ治具７２によるワークＷのクランプ状
態およびアンクランプ状態は２つのリミットスイ・ソチ
ＬＳ４およびＬＳ５によって夫々検出される。

なお、ベース６８には切削油８２を貯留するタンク８４
が載置されており、前記切削油８２は切削油供給用モー
タ８６によって駆動されるポンプ８８により管路９０を
介してワークＷに供給される。

ここで、工作機械１０を駆動制御するシーケンスプログ
ラムは、通常、設計者が作成する作動タイムチャートを
見ながらプログラマ−がリレーシンボル等を用いたラダ
ーダイヤグラムを作成した後、シーケンサの翻訳プログ
ラムにより前記のラダーダイヤグラムから論理条件を用
いて作成される。この場合、第２図に示す工作機械１０
の作動タイムチャートは、第３図に示すように、工作機
械１０を構成する各操作単位であるクランプ用シリンダ
７４、移動テーブル５２を駆動する送り用モータ４６、
ドリル３８を回転駆動する駆動用モータ５８および切削
油供給用モータ８６の各操作単位の作動状態が時間軸に
沿って表記される。

本発明に係るシーケンスプログラム作成支援システムは
基本的には以上のように構成されるものであり、次にこ
のシステムの作用並びに効果について説明する。

工作機械１０は当該システムによって作成されたシーケ
ンスプログラムにより第３図に示す作動タイムチャート
に従って次のように動作する。

すなわち、シーケンスプログラムが起動されるとクラン
プ治具７２がワークＷをクランプし、加工部４０におけ
る移動テーブル５２が後退端から切削開始点まで前進す
る。次に、駆動用モータ５Ｂが駆動されてドリル３Ｂが
回転すると共に切削油８２がワークＷに供給され、切削
作業が開始される。移動テーブル５２が前進端まで移動
するとドリル３８の回転および切削油８２の供給が停止
し、その後、移動テーブル５２が後退端まで移動する。

最後に、クランプ治具７２がアンクランプ状態となって
一連の動作が終了する。

ここで、前記シーケンスプログラムに基づく工作機械１
０の動作は設計時点で予定された動作時間に対して僅か
にずれたり、あるいは、設備の一部変更等により変化す
る場合がある。このような場合、シーケンスプログラム
を修正あるいは変更する必要が生じるが、当初作成した
作動タイムチャートまで遡って修正変更することは作業
が極めて煩雑である。このため、シーケンスプログラム
の修正、変更が重なると、当初の作動タイムチャートと
実際の工作機械１０との間に相当なギャップが生じ、後
日この工作機械１０を基準として新たな動作設計を行う
場合、動作シーケンスの解析に多大の時間を要すること
になる。

ところで、本発明では、設計時点や修正時に作成された
シーケンスプログラムを工作機械１０に適用して動作さ
せることによりタイマ３７を用いて各操作単位、作動状
態検知器等の動作時間情報を収集し、前記動作時間情報
に基づいて常に最新の状態における作動タイムチャート
を自動的に作成し得るようにし、シーケンスプログラム
等の作成を容易にする支援システムを提供する。この場
合、第１図に示すシステムにおける操作制御部１４のメ
モリ２８には第４図に示すデータが格納されている。

すなわち、クランプ用シリンダ７４、送り用モータ４６
、駆動用モータ５８、切削油供給用モータ８６等の各操
作単位はシーケンサ１２のＩ１０ポート２４に接続され
ており、第４図に示すように、入出力アドレスＯ乃至４
が割り当てられ、シーケンサ１２からの各動作制御信号
がこの入出力アドレスに従って各操作単位に与えられる
。一方、第４図の作動状態は各操作単位の取り得る作動
状態を示すデータであり、シーケンサ１２から与えられ
る作動制御信号に従って各操作単位が動作し所定の作動
状態となる。例えば、クランプ用シリンダ７４はシーケ
ンサ１２から作動制御信号としてクランプ指令を受ける
と、ワークＷを所定位置にクランプする動作を行う。各
操作単位がシーケンサ１２からの作動制御信号に従って
所定の状態に遷移（動作）すると、各操作単位の作動状
態に対応してこれを検出する作動状態検知器であるリミ
ットスイッチＬＳＩ乃至ＬＳ５が作動する。また、駆動
用モータ５８、切削油供給用モータ８６等においては図
示していないが各モータを回転駆動させるための駆動電
流を検知（モニタ）する検出素子のオン、オフにより作
動状態を検知することが出来る。これら各操作単位の作
動状態と作動状態検知器の対応関係が関連情報データと
して記憶されている。各作動状態検知信号はシーケンサ
１２のＩ１０ボート２４に入力され、ｎ乃至ｎ＋７のよ
うに入出力アドレスが割り当てられている。なお、これ
らの基本データは工作機械１０の設計当初に設計される
ものであり、シーケンスプログラムの修正等によっても
変化することがないため、操作制御部１４のメモリ２８
中に予め格納しておく。

次に、設計当初あるいは修正のあったシーケンスプログ
ラムを実際の工作機械１０に適用して動作させる。この
時、シーケンサ１２のＩ１０ボート２４を介してシーケ
ンサ１２と工作機械１０との間で送受される作動制御信
号や作動状態検知器からの検出信号（作動状態信号）は
インタフェース１８を介して操作制御部１４のＩ１０ポ
ート３０に入力され、デイスプレィ３４で各状態がモニ
タされる。一方、操作制御部１４のＣＰＵ２６はメモリ
２８に格納された各操作単位および作動状態検知器の入
出力アドレスデータ、各操作単位と作動状態検知器の対
応を示す関連情報データ、各操作単位の最り得る作動状
態を示す作動状態データに基づいて各操作単位、作動状
態検知器の変化する時間、すなわち、作動時間をタイマ
３７で計測し、作動時間データとして第５図に示す如く
メモリ２８に格納する。

このように、シーケンスプログラムを実行させて工作機
械１０を動作させ作動時間データを収集する。次いで、
操作制御部１４のキーボード３６等を介して作動タイム
チャートの作成指令が与えられると、ＣＰＵ２６はメモ
リ２８から第５図に示す作動時間データを読み出し、Ｃ
ＲＴデイスプレィ３４あるいはプリンタ等に、第３図に
示す如く、ＴＩ乃至Ｔ６を時間軸とし各操作単位および
対応する作動状態検知器の変化点（作動点）をプロット
して出力する。これによって、常に、最新のシーケンス
プログラムに対応する作動タイムチャートを自動的に得
ることが出来る。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、シーケンスプ０グラムの
修正変更が煩雑に行われた場合であっても、当該修正さ
れたシーケンスプログラムを適用して装置を実際に動作
させ、必要な作動時間データを収集した後、作動タイム
チャートの作成指示を行うだけで、自動的に最新のシー
ケンスプログラムに対応する作動タイムチャートを作成
することが出来る。従って、新たに工作機械等の設計を
行う場合、最新の作動タイムチャートを参照することに
よって容易に動作シーケンスの解析が行えるという利点
が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシーケンスプログラム作成支援シ
ステムの全体構成図、 第２図は第１図に示すシステムに組み込まれる工作機械
の構成図、 第３図は第２図に示す工作機械の作動手順を示す作動タ
イムチャート、 第４図は第２図に示す工作機械を構成する各操作単位に
対応する各作動状態検知器等の関連を示すデータテーブ
ル、 第５図はシーケンスプログラムを実行して得られる各操
作単位、各作動状態検知器等の作動時間データテーブル
である。 １０・・・工作機械　　　　１２・・・シーケンサ１４
・・・操作制御部　　　１６．１８・・・インタフェー
ス２０・・・メモリ　　　　　　２２・・・ＣＰＵ２４
・・・Ｉ１０ポート　　２６・・・ＣＰＵ２８・・・メ
モリ　　　　　　３０・・・Ｉ１０ポート３４・・・デ
イスプレィ　　３６・・・キーボード３７・・・タイマ
　　　　　３８・・・ドリル４０・・・加工部　　　　
　４２・・・被加工部Ｗ・・・ワーク ＬＳＩ〜ＬＳ５・・・リミットスイッチＦＩＧ、５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シーケンスプログラムを実行するシーケンス制御
   装置の入出力ポートに接続される制御対象の各操作単位
   と各作動状態検知器の入出力アドレスデータ、各操作単
   位と各作動状態検知器の対応を示す関連情報データおよ
   び各操作単位の取り得る作動状態を示す作動状態データ
   を格納する記憶手段と、各操作単位および各作動状態検
   知器の作動時刻を検出する時間計測手段とを備え、前記
   シーケンスプログラムを実行することで前記制御対象を
   動作させ、前記時間計測手段により各操作単位および各
   作動状態検知器の作動時刻を検出し、前記記憶手段に格
   納した入出力アドレスデータ、関連情報データおよび作
   動状態データに基づいて作動タイムチャートを作成する
   ことを特徴とするシーケンス制御装置におけるシーケン
   スプログラム作成支援システム。