JPH11175127A - 自動機械のための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御装置１台に対して、簡素な構成で、複数
台の操作ユニットを接続し、切り換えて使用することが
できるようにする。 【解決手段】 制御装置本体部１０は、メインＣＰＵ１
１と、ＣＰＵ１１にバスライン１３を介して結合された
ＣＮＣ制御部１２と高速シリアル通信制御回路Ａを備え
る。制御装置の本体部１０をマスタユニットとし、ｎ台
（ｎ≧２）の操作ユニットＵ1 〜Ｕn をスレーブユニッ
トとするディジィチェーンのシステムが形成される。各
操作ユニットＵ1 他には、表示器ＤＰ１、キーボードＫ
Ｂ１、シリアル通信ポートＣＭ１、メモリカード用のイ
ンターフェイスＭＣ１等が装備され、各々表示制御部、
キーボード制御部、通信制御部、メモリカード制御部を
介して高速シリアル通信制御回路Ｂ１他に接続される。
高速シリアル通信制御回路Ｂ１は、シリアル通信回線を
収容したケーブルＣＢＬによって高速シリアル通信制御
回路Ａに接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動機械を制御す
るための制御装置に関し、更に詳しく言えば、本体１台
に対して、表示器、マニュアル入力器（例えばキーボー
ド）等の機器を含む操作ユニットを複数台接続して構成
される前記制翻装置における接続形態の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の工作機械、加工装置、ロボット等
の自動機械を制御するための制御装置には、表示器（例
えばＣＲＴ、液晶ディスプレイ）、マニュアル入力器
（例えばキーボード）など、オペレータの操作あるいは
使用に供せられる機器を装備したユニット（以下、「操
作ユニット」と呼ぶ。）が接続されるのが通例となって
いる。

【０００３】このような操作ユニットは、通常、制御装
置の本体部とは別体で構成されており、制御装置の本体
部と接続することで操作乃至使用が可能になる。制御装
置の本体部と操作ユニットとの接続形態としては、本体
部１台毎に特定の１台の操作ユニットを接続する形態の
他に、本体部１台に対して複数の操作ユニットを選択的
に接続する形態がある。後者の接続形態は、例えば複数
台の加工機を分散配置し、各加工機に対して１台づつ操
作ユニットを割当配備する場合などに用いられている。

【０００４】従来、このような接続形態を採用した場合
には、使用を希望する操作ユニットを変更する度に、本
体部と複数台の操作ユニットの間の接続状態を変える必
要がある。図１は、複数台の操作ユニットを切換接続す
る形態で用いられる制御装置の従来の構成を示したブロ
ック図である。

【０００５】同図において、制御装置の主要構成要素は
本体部１と、切換回路２と、２台の操作ユニット３１、
３２である。各操作ユニット３、４は、オペレータが操
作乃至使用する機器を装備した操作ユニットで、ここで
は、表示器（ＣＲＴ）３１、４１及びキーボード３２、
４２が装備されている。

【０００６】制御装置の本体部１は、外部に設けた切換
回路２を介して、２台の操作ユニット３、４に選択的に
接続される。符号ＳＷは、いずれの操作ユニットを本体
部１に接続するかを選択するスイッチである。スイッチ
ＳＷで選択された操作ユニット３または４の各機器３
１、３２または４１、４２と、制御装置本体部１との間
の信号の伝送のために、ビデオ信号伝送線Ｃ１１、Ｃ２
１、Ｃ２３及びキーボード信号伝送線Ｃ１２、Ｃ２２、
Ｃ２４が配線される。

【０００７】この例から判るように、従来構成の制御装
置では、１台の制御装置で選択使用される操作ユニット
の台数と各操作ユニットに装備される機器数の積に関し
て比例的に必要なハードウェア規模が大きくなる。ま
た、各操作ユニットで実際に装備される機器は、本例に
如く表示器、キーボードといった外部で信号を直接切り
換えることができるものに限られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したような従来技術の２つの欠点を解消することにあ
る。即ち、本発明は、１台の制御装置で選択使用される
操作ユニットの台数や各操作ユニットに装備する機器数
の数を増やしてもハードウェア規模が急増することがな
く、且つ、操作ユニットに装備される機器についての従
来の制約を解消し出来る、自動機械のための制御装置を
提供することを企図している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、操作ユニット
と制御装置本体部との接続を、従来のような信号線によ
る接続ではなく、シリアル通信線を用いたものに変更
し、更に、制御装置本体部をマスタユニットとし、各操
作スニットをスレーブユニットとするディジィチェーン
で複数台の操作ユニットを接続することにより、上記技
術課題を解決したものである。特に、本発明の好ましい
態様においては、複数台の操作ユニットの各々に、当該
操作ユニットを使用可能状態へ切り換えるための切換ス
イッチが設けられている。

【００１０】本発明によれば、制徴装置本体部と接続す
る操作ユニットを増加させても接続に要するケーブルの
本数が増えることがなくなる。従って、少なくとも信号
伝送については、最少１本のケーブルで１台の制御装置
本体部と多数の操作ユニットの各機器のための信号授受
が可能になる。また、操作ユニットに表示器、キーボー
ド以外の機器（例えば、メモリカード用インターフェイ
ス、シリアル通信ポート）を接続することが可能にな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２は、本発明を適用した制御装
置の構成を説明するためのブロック図である。同図にお
いて、符号１０は制御装置の本体部を表わしており、全
体装置を制御するメインＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１にバ
スライン１４を介して諸要素が結合されている。符号１
２はこれら諸要素の内、通常のＣＮＣ制御に用いられる
ものをまとめて記したものである。一方、符号Ａは制御
装置本体側の高速シリアル通信制御回路で、この高速シ
リアル通信制御回路Ａの入出力ポートにシリアル通信回
線を収容したケーブルＣＢＬの一端が接続されている。

【００１２】本実施形態では、１台の制御装置１０に対
してｎ台（ｎ≧２）の操作ユニットＵ1 〜Ｕn が組み合
わせられている。そして、これら操作ユニットＵ1 〜Ｕ
n は互いに隣り合う操作ユニット同士がシリアル通信回
線を収容したケーブルＤ12、Ｄ23・・・Ｄn-1,n により
連鎖的に接続され、制御装置本体部１０をマスタユニッ
トとし、各操作スニットＵ1 〜Ｕn をスレーブユニット
とするディジィチェーンのシステムが形成されている。

【００１３】各々１ずつのスレーブユニットを構成する
各操作ユニットＵ1 〜Ｕn には、種々の機器が装備され
る。図２では、最上流のスレーブユニットを構成する操
作ユニットＵ1 について、内部の要部構成と装備機器が
示されている。本例における装備機器は、表示器ＤＰ
１、キーボードＫＢ１、シリアル通信ポートＣＭ１、メ
モリカード用のインターフェイスＭＣ１であり、これら
要素は各々表示制御部、キーボード制御部、通信制御
部、メモリカード制御部を介して操作ユニット側の高速
シリアル通信制御回路Ｂ１に接続されている。

【００１４】この高速シリアル通信制御回路Ｂ１の入出
力ポートには、シリアル通信回線を収容したケーブルＣ
ＢＬの他端（高速シリアル通信制御回路Ａの入出力ポー
トに接続されていない方の端部）が接続されている。更
に、高速シリアル通信制御回路Ｂ１には、操作ユニット
側から使用操作ユニットを切り換えるための切換スイッ
チＳＷ１が接続されている。

【００１５】高速シリアル通信制御回路Ａ、Ｂ１は、周
知の通り、各々自身に装備されたマイクロプロセッサに
よって管轄される通信プロトコルに従って動作する。高
速シリアル通信制御回路Ａは、制御装置本体１０のＣＰ
Ｕ１１から渡されたデータをシリアルデータに変換して
送り出すとともに、高速シリアル通信制御回路Ｂ１から
ケーブルＣＢＬを介して送信されて来るデータをデコー
ドしてＣＰＵ１１に渡す。

【００１６】操作ユニットＵ1 について述べた装備及び
内部構成は、他の操作ユニットＵs（ｓ＝２，３，４・
・・ｎ）についても同様であり、各々が表示器ＤＰｓ、
キーボードＫＢｓ、シリアル通信ポートＣＭｓ、メモリ
カード用のインターフェイスＭＣｓ、それら要素のため
の表示制御部、キーボード制御部、通信制御部、メモリ
カード制御部等を有している。高速シリアル通信制御回
路については、ディジィチェーンを構成するための入出
力機能を備えたものが設けられている。

【００１７】ディジィチェーンについては、それ自体は
周知の技術であるから詳細な説明は省き、簡単な説明の
みを行なう。図３に、制御装置本体部１０をマスタユニ
ットとし、各操作スニットＵs （１≦ｓ≦ｎ）をｓ番目
のスレーブユニットとするディジィチェーンの接続関係
を示した。

【００１８】同図では、各操作ユニットＵ1 〜Ｕn は、
各々に内蔵された高速シリアル通信制御回路（プロセッ
サ付き）Ｂ１〜Ｂｎで代表されている。高速シリアル通
信制御回路Ｂ１〜Ｂｎの各々はケーブルＣＢＬ、Ｄ12、
Ｄ23・・・Ｄn-2,n-1、Ｄn-1,nを接続するためのコネク
タを２個ずつ有している。マスタユニット（制御装置本
体部１０）の高速シリアル通信制御回路Ａからのケーブ
ルはＣＢＬは、既述したように、最上流のスレーブユニ
ット（操作ユニットＵ1 ）の高速シリアル通信制御回路
Ｂ１の一方のコネクタに接続されている。

【００１９】高速シリアル通信制御回路Ｂ１の他方のコ
ネクタに接続されたケーブルＤ12は、その下流側で隣り
合うスレーブユニット（操作ユニットＵ2 ）の高速シリ
アル通信制御回路Ｂ２の一方のコネクタに接続されてい
る。そして、高速シリアル通信制御回路Ｂ２の他方のコ
ネクタに接続されたケーブルＤ23は、その下流側で隣り
合うスレーブユニット（操作ユニットＵ3 ）の高速シリ
アル通信制御回路Ｂ３の一方のコネクタに接続されてい
る。

【００２０】以下、同様に、順次隣り合うスレーブユニ
ット（操作ユニット）の高速シリアル通信制御回路の各
コネクタが連鎖状に接続され、全てのスレープユニット
（操作ユニットＵ1 〜Ｕn ががマスタユニット（制御装
置本体部１０）に接続されることになる。

【００２１】ディジィチェーン方式で接続されたユニッ
ト間のデータ伝送は、マスタユニット（制御装置本体部
１０）が、スレーブユニットのユニット番号ｓ（１≦ｓ
≦ｎ））を指定して送信要求を出力する。この送信要求
は、ケーブルＣＢＬを通り、先ず最上流のスレーブユニ
ット（操作ユニットＵ1 の高速シリアル通信制御回路Ｂ
１）に入力される。

【００２２】高速シリアル通信制御回路Ｂ１は、入力さ
れたユニット番号ｓを確認し、自分のユニット番号（こ
こではｓ＝１）が指定されていれぱ、データをマスタユ
ニット（制御装置本体部１０）に対して出力する。も
し、自分のユニット番号（ここではｓ＝１）が指定され
ていなければ、ユニット番号ｓを下流へ向けて出力（転
送）する。

【００２３】転送されたユニット番号ｓは、操作ユニッ
トＵ2 の高速シリアル通信制御回路Ｂ２に入力され、ユ
ニット番号ｓが確認される。自分のユニット番号（ここ
ではｓ＝２）が指定されていれぱ、データをマスタユニ
ット（制御装置本体部１０）に対して出力する。もし、
自分のユニット番号（ここではｓ＝２）が指定されてい
なければ、データを更に下流へ向けて出力（転送）す
る。

【００２４】このようにして、結局、ユニット番号ｓは
ｓ番目のスレーブユニットを構成する操作ユニットＵs
の高速シリアル通信制御回路Ｂｓで確認され、操作ユニ
ットＵs のデータ（番号ｓを指定するヘッダ情報付）が
マスタユニット（制御装置本体部１０）に対して送信さ
れる。

【００２５】操作ユニットＵs からマスタユニット（制
御装置本体部１０）へ送信されるデータは、本実施形態
の場合、表示器、キーボード、シリアル通信ポート、メ
モリカード用のインターフェイス等から出力されるデー
タである。なお、マスタユニット（制御装置本体部１
０）から出力されるユニット番号ｓは、各操作ユニット
の切換スイッチＳＷn から指定することが出来る。

【００２６】オペレータがｓ番目の操作ユニットＵs の
使用を希望する場合には、ｓ番目の操作ユニットＵs の
切換スイッチをオンとする。すると、ｓ番目の操作ユニ
ットＵs の高速シリアル通信制御回路Ｂｓから制御装置
本体部１０へ向けて、番号ｓを指定するてヘッダ情報付
の使用希望信号が送信される。

【００２７】制御装置本体部１０のＣＰＵ１１は、他に
使用中の操作ユニットが使用中でなければ、高速シリア
ル通信制御回路Ａからユニット番号ｓを出力させ、ｓ番
目の操作ユニットＵs からデータ送信が可能な状態とな
る。以後の操作ユニットＵsからのデータ送信は、番号
ｓの他、そのデータの種類（例えば表示器からのビデオ
出力）を指定するヘッダ情報付で高速シリアル通信制御
回路Ａへ送られる。

【００２８】高速シリアル通信制御回路Ａは、送られた
データをデコードして、ＣＰＵ１１に渡し、ＣＰＵ１１
が必要な処理を行なう。また、ｓ番目の操作ユニットＵ
s が使用可能状態にある時に、キーボードＫＢｓから制
御装置本体部１０に所定の画面表示を行なう指令を送信
すると、ＣＰＵ１１はこれに応答して、所定の画面表示
を行なうためのデータをシリアル通信制御回路Ａからｓ
番目の操作ユニットＵs に向けて送信する。これらデー
タにも当然、番号ｓを指定するヘッダ情報が付けられて
おり、各操作ユニットＵ1 、Ｕ2 ・・・Ｕs-1 を順に転
送されて、ｓ番目の操作ユニットＵs に取り込まれる。

【００２９】なお、上記の実施形態では、操作ユニット
に装備される機器として、表示器、キーボード、シリア
ル通信ポート、メモリカード用のインターフェイスを示
したが、これは本発明を限定する趣旨のものではない。
例えば、メモリカード用のインターフェイスに加えて、
あるいはこれに代えて、フロッピディスクドライブ用の
インターフェイスが装備されても良い。また、すべての
操作ユニットの装備が同一である必要もないことは言う
までもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御装置１台に対して、特定の装置を追加することな
く、複数台の操作ユニットを接続し、切り換えて使用す
ることができる。従って、１台の制御装置で選択使用さ
れる操作ユニットの台数や各操作ユニットに装備する機
器数の数を増やしてもハードウェア規模が急増すること
がなく、また、操作ユニットに装備される機器について
の従来の制約が解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本体部１台に対して複数の操作ユニットを選択
的に接続する接続形態を採用した自動機械のための制御
装置の従来の構成を示したブロック図である。

【図２】本発明の実施形態に係る自動機械のための制御
装置の構成を示したブロック図である。

【図３】制御装置本体部１０をマスタユニットとし、各
操作ユニットＵs （１≦ｓ≦ｎ）をｓ番目のスレーブユ
ニットとするディジィチェーンの接続関係を示したブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 制御装置の本体部（従来例） ２ 切換回路 ３、４ 操作ユニット（従来例） １０ 制御装置の本体部（マスタユニット） ３１、４１、ＤＰ１ 表示器（ＣＲＴ） ３２、４２、ＫＢ キーボード Ａ 高速シルアル通信制御回路（制御装置の本体部側） Ｂ１ 高速シリアル通信制御回路（操作ユニット側） Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ２３ ビデオ信号伝送線 Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ２４ キーボード信号伝送線 ＣＢＬ ケーブル（シリアル通信回線） ＣＭ１ シリアル通信ポート Ｄ12、Ｄ23・・・Ｄn-1,n ケーブル（ディジーチェー
ン接続用） ＭＣ１ メモリカード用インターフェイス ＳＷ、ＳＷ１ 切換スイッチ Ｕ1 、Ｕ2 ・・・Ｕn 操作ユニット（スレーブユニッ
ト）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体部と複数台の操作ユニットを備え、
   前記本体部と前記複数台の操作ユニットが、本体部の外
   部に切換回路を設置することなく、シリアル通信を介し
   て接続されており、 前記制御装置本体部をマスタユニットとし、前記各操作
   スニットをスレーブユニットとするディジィチェーンが
   形成されている、自動機械のための制御装置。
2. 【請求項２】 前記複数台の操作ユニットの各々が、使
   用可能状態への切換のための切換スイッチを含んでい
   る、請求項１に記載された自動機械のための制御装置。