具备根据G代码指令操作摄像机的功能的数值控制装置

摘要

本发明提供一种具备根据G代码指令操作摄像机的功能的数值控制装置。控制机床的数值控制装置中拍摄该机床的摄像机。该数值控制装置具备作为数值控制装置标准具备的准备功能的使用G代码指令操作摄像机的功能。该数值控制装置能够在加工程序的1个程序块中对摄像机发出指令。另外，G代码能够在搭载相同数值控制装置的机床中通用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有与机床连接的摄像机的操作功能的数值控制装置。

背景技术

近来，在对加工工件及周边设备进行远程监控，通过将加工后工件的图像 及影像进行记录来进行品质管理方面等中，使用通过安装在机床或周边设备等 中的摄像机拍摄的图像。

在日本特开2005-190102号公报中，公开了一种在由数值控制装置控制的 机床内部设置摄像机，通过该摄像机拍摄的图像对加工工件及周边设备进行远 程监视及品质管理的技术以及利用工作台设定拍摄参数的技术。

此外，在日本特开2012-18511号公报中，公开了一种控制机床的数值控 制装置，其具备：顺序处理部，处理由加工程序指令的辅助指令；嵌入辅助指 令处理部，不经过该顺序处理部的处理对该辅助指令进行处理；辅助指令切换 处理部，切换通过顺序处理部和辅助指令处理部中的哪一个来处理辅助指令。

在日本特开昭63-205707号公报中，公开了以下的技术：在数值控制装置 中，将以往可编程机床控制器(PMC)和数值控制(NC)用CPU交互确认对方的 处理来推进处理的方式改为能够仅通过PMC输出处理完成信号来前进到下一 个程序块的处理，由此缩短了辅助功能的处理时间。

在上述的日本特开2012-18511号公报中，公开了一种通过被称为辅助功 能的M代码指令来启动阶梯序列程序，从而操作摄像机的技术。因此，可以 考虑将该技术应用于上述日本特开2005-190102号公报中记载的技术，即通过 操作连接在数值控制机床上的摄像机所拍摄的图像，对加工工件及周边设备进 行远程监视及品质管理。

这里，参照图10至图13对通过具体M代码指令操作摄像机的例子进行 说明。

图10是说明M代码指令与操作指令内容对应关系的图。

M代码是用于通过加工程序对数值控制机床上装备的周边机器的动作的 开/关等进行控制的辅助的指令代码。因此，在通过M代码指令执行操作指令 时，如图10所示，M代码的M801表示第1台摄像机拍摄(640×480)，M800 表示第1台摄像机拍摄停止等，像这样1个M代码指令对应于1台摄像机的 1个操作。

图11是使用图10表示的M代码指令的加工程序的例子。

图12是表示基于M代码指令的摄像机的操作流程的流程图。以下对每个 步骤进行说明。

[步骤SA1]首先判断是否辅助指令完成信号为关并且辅助指令信号为开， 即是否为处理不是完成状态，输入M代码信号辅助指令信号为开。判断结果 为是时进入步骤SA2，判断结果为否时进入步骤SA14。

步骤SA2至SA11是对于摄像机1，按顺序判断各指令是否出现的例行程 序。

[步骤SA2]判断M801的指令是否出现，出现时(是)进入步骤SA3，未出 现时(否)进入步骤SA4。

[步骤SA3]对应于M801的指令，控制摄像机1以分辨率640×480进行 拍摄。

[步骤SA4]判断M802的指令是否出现，出现时(是)进入步骤SA5，未出 现时(否)进入步骤SA6。

[步骤SA5]对应于M802的指令，以分辨率320×240操作摄像机1。

[步骤SA6]判断M803的指令是否出现，出现时(是)进入步骤SA7，未出 现时(否)进入步骤SA8。

[步骤SA7]对应于M803的指令，以分辨率160×120操作摄像机1。

[步骤SA8]判断M804的指令是否出现，出现时(是)进入步骤SA9，未出 现时(否)进入步骤SA10。

[步骤SA9]对应于M804的指令，使摄像机1拍摄静止画面。

[步骤SA10]判断M800的指令是否出现，出现时(是)进入步骤SA11，未 出现时(否)进入步骤SA12。

[步骤SA11]对应于M800的指令，使摄像机1停止拍摄。

[步骤SA12]与摄像机1的情况相同，执行与M代码指令M810至M814 对应的第2台摄像机(摄像机2)的顺序。

[步骤SA13]将辅助指令完成信号置为开，结束该处理(基于M代码指令 的摄像机的操作处理)。

[步骤SA14]判断是否辅助指令完成信号为开并且辅助指令信号为关，在 辅助指令完成信号为开并且辅助指令信号为关时(是)进入步骤SA15，否则(否) 结束该处理。

[步骤SA15]将辅助指令完成信号置为关，结束该处理。

图13是表示M代码数值输出与各信号的关系的时间图。

然而，在使用以上M代码的摄像机的操作中存在以下课题。

(1)M代码中1条代码对应1项操作，因此无法在1条M代码指令中添加 诸如开始/停止拍摄、选择摄像机、分辨率、图像种类、单位时间的帧数等多 种指令后交给阶梯序列程序。所以如图10所示，需要准备与摄像机的操作种 类的数量对应的M代码及阶梯序列程序，其结果如图12的流程图所示，M代 码的数量增多，加工程序的指令变得复杂，需要开发与之相应的阶梯序列程序。

(2)在1台机床中为了监视该机床内部的不同的位置，安装了多台摄像机 时，如图10及图12所示，需要为每个摄像机准备不同的M代码及阶梯序列 程序。

(3)M代码在阶梯序列程序和数值控制装置之间执行握手，因此如图13 所示，周期时间变长。

(4)每台机床的M代码不同，因此包含针对摄像机操作的加工程序无法用 在其他机床上。

关于在以上课题中的(1)和(2)里的阶梯序列程序的问题，在日本特开 2012-18511号公报中公开了以下的技术：能够根据切换设定部的设定，对通过 顺序处理部还是嵌入辅助指令处理部处理由加工程序指令的辅助指令进行切 换，由此减少顺序处理部中的处理。

然而，由于仍然是根据1条M代码执行1项处理，用于处理的M编码的 数量无法减少。

另外，关于上述课题(3)中的握手的问题，在日本特开昭63-205707号公报 中公开了一种技术：仅通过PMC输出处理完成信号来结束握手顺序，由此缩 短处理时间。然而即使采用该技术，基于M代码指令的握手仍然存在，无法 大幅缩短处理时间。

发明内容

因此，本发明的目的在于，在具备摄像机操作功能的数值控制装置中，提 供一种能够容易地执行操作指令，缩短处理时间，即使机床不同也可通用的数 值控制装置。

本发明的数值控制装置具备根据G代码指令操作摄像机的功能，在该数 值控制装置上连接对数值控制装置控制的机床进行拍摄的摄像机。并且，该数 值控制装置具备：指令部，其根据所述数值控制装置的G代码指令所述摄像 机的拍摄或拍摄停止；执行部，当所述指令部进行了指令时，执行所述摄像机 的拍摄或拍摄停止。

根据该数值控制装置，能够根据G代码执行开始/停止拍摄等对于摄像机 的操作指令，因此与以往使用M代码的操作指令相比，操作指令容易执行。 此外，在1条代码中可以执行基于多个字的指令，因此可以在1个程序块中执 行对摄像机的指令，无需像M代码的指令那样为了对于一个摄像机的指令使 用多个代码。并且，在G代码的指令中没有握手，因此与使用M代码的指令 相比能够缩短周期时间。另外，M代码在不同的机床上有时会不同，而G代 码在相同的数值控制装置上可以通用，因此即使机床不同，只要内部使用的数 值控制装置是相同的，G代码就可以通用。

上述G代码的指令可以包含进行拍摄的摄像机的选择、拍摄或拍摄停止 的指令、分辨率的指定、图像种类的指定、帧数的指定中的任何一个。

在该实施方式中，作为基于G代码的指令，能够执行摄像机的各种动作。

所述数值控制装置可以从加工程序中读取以宏语句记述的针对所述摄像 机的G代码指令，当读取的G指令的内容是所述摄像机的拍摄或拍摄停止时， 所述执行部执行所述摄像机的拍摄或拍摄停止。

本实施方式中，在读取了加工程序内的宏语句时，如果在指令解析处理中 发现了摄像机操作指令用的指令，则可以进行摄像机操作指令的执行处理。

所述数值控制装置可以存储加工程序中的指令所述摄像机的动作的特定 范围，在执行所述加工程序的过程中调出所述存储的特定范围，在与所述执行 过程中的加工程序并行地执行该特定范围时，在从所述加工程序的特定范围读 取了所述G代码对于所述摄像机的指令时，所述执行部在执行所述执行过程 中的加工程序的同时，执行所述摄像机的拍摄或拍摄停止。

本实施方式中，通过将摄像机的指令暂时存储起来，能够在执行其他加工 程序的同时，并行执行所存储的摄像机的拍摄或拍摄停止。

本发明通过具备以上结构，能够得出以下效果。

(1)在加工程序中，能够容易地利用G代码执行拍摄开始或停止等针对摄 像机的操作指令。

(2)在G代码的1条代码中可以进行基于多个子的指令，因此可以在1个 程序块内执行对摄像机的指令。

(3)由于不需要握手，与使用M代码的指令相比能够缩短周期时间。

(4)G代码不同于对于每台机床不同的M代码，在数值控制装置中通用， 即使机床不同，只要搭载相同的数值控制装置，便可通用。

附图说明

通过参照附图对以下实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的和特 征会变得清楚。各图中：

图1是本发明的具备利用G代码指令操作摄像机的功能的数值控制装置 及周边设备的结构图。

图2是说明图1中的数值控制装置的内部结构、第1摄像机和第2摄像机 向数值控制装置的连接状态的示意图。

图3表示将摄像机连接在图1中的数值控制装置上时，该数值控制装置中 的接口的设定。

图4是表示图1的数值控制装置执行加工程序指令解析的处理流程的流程 图。

图5表示基于G代码的指令格式。

图6是表示图1中的数值控制装置执行加工程序指令解析过程中的单触发 G代码准备功能处理的详细流程的流程图。

图7是说明在图4的执行加工程序指令解析的处理流程中，作为加工程序 的形式采用NC语句时的指令的例子的图。

图8是说明在图4的执行加工程序指令解析的处理流程中，作为加工程序 的形式采用宏语句时的指令的例子的图。

图9是说明执行并行执行处理时的加工程序的例子的图。

图10是表示M代码指令与操作指令的内容的对应关系的图。

图11是使用了M代码指令的加工程序例子的图。

图12是表示基于M代码指令的摄像机的操作流程的流程图。

图13是表示M代码数值输出与各信号的关系的时间图。

具体实施方式

使用图1对本发明的具备根据G代码指令操作摄像机的功能的数值控制 装置及其周边设备的结构进行说明。

在数值控制装置1中设有用于执行各种机床的操作和设定的机床控制面 板2。在该数值控制装置1上连接有第1摄像机11和第2摄像机12。第1摄 像机11和第2摄像机12设置在机床内的不同位置，拍摄被加工的工件21和 装配在主轴装置上的刀具22。

使用图2对数值控制装置1的内部结构、该数值控制装置1与第1摄像机 11和第2摄像机12的连接状态进行说明。

数值控制装置1内包含CPU3、存储器4、非易失性存储器5、加工程序 存储器6、USB控制器7、PLC设备存储器8。加工程序存储器6中存储有用 于指令摄像机操作的NC语句形式、宏语句形式、并行执行加工等程序。此外， 在USB控制器7上通过USB连接第1摄像机11，此外，在PLC设备存储器 8上作为PLC的设备连接第2摄像机12。

使用图3对将摄像机连接在数值控制装置1时的该数值控装置1上的接口 设定进行说明。

根据图3，如图2所示，数值控制装置1上，通过USB连接第1摄像机 11，作为PLC设备连接第2摄像机12。在连接摄像机时，根据连接位置以及 连接的摄像机的特性等决定数值控制装置1中的摄像机的接口设定的内容。

在数值控装置1中的摄像机的接口设定1中，设定连接的第1摄像机11 通过USB连接以及该相机的通信速度。另一方面，在数值控制装置1中的摄 像机的接口设定2中，设定将进行连接的第2摄像机12作为PLC设备连接以 及其设备存储器的地址。

使用图4的流程图对数值控制装置1执行加工程序指令解析的处理进行说 明。以下针对该流程图的各步骤进行说明。

[步骤SB1]首先判断是否正在执行并行执行加工程序且是并行执行加工 程序的交互处理顺序，判断结果为是时进入步骤SB9，判断结果为否时进入步 骤SB2。

[步骤SB2]判断数值控制装置1内存储的加工程序的存储形式是否为NC 语句形式，如果是NC语句形式则进入步骤SB3，如果不是NC语句形式(宏语 句形式)则进入步骤SB4。

[步骤SB3]以NC语句形式进行1个程序块的读取。

[步骤SB4]以宏语句形式进行1个程序块的读取。

[步骤SB5]进行以NC语句形式或宏语句形式中的某种形式读取的1个程 序块的指令中的文字指令的读取。

[步骤SB6]进行单触发G代码准备功能处理。将在后面使用图6详细说 明该处理。

[步骤SB7]进行以直线插补或圆弧插补等插补指令或坐标系选择等为代 表的模态G代码准备功能处理。

[步骤SB8]进行指令的1个程序块内的向各轴分配移动脉冲的处理，进 入步骤SB13。

[步骤SB9]从并行执行加工程序中进行1个程序块的读取。

[步骤SB10]进行单触发G代码准备功能处理。将在后面使用图6详细说 明该处理。

[步骤SB11]进行并行执行的模态G代码准备功能处理。

[步骤SB12]进行并行执行指令的1个程序块内的向各轴分配移动脉冲的 处理，进入步骤SB13。

[步骤SB13]判断加工程序是否已经结束，已经结束时(是)结束该处理(执 行加工程序指令解析的处理)，尚未结束时(否)返回步骤SB1重复该处理。

图5表示基于G代码的指令格式的例子。

G810是表示摄像机等周边设备的操作指令代码。在本实施例中，将该 G810作为摄像机的操作指令的代码，这仅是一个例子，并不局限于此，也可 以使用其他G代码。以下的L、P、Q、R、H分别为文字指令，L字指令为 L1时为摄像机操作指令，P字指令中指定操作对象的摄像机。在Q字指令中 表示摄像机的操作指令的内容，为0时表示拍摄结束，为2时表示摄像机在分 辨率320×240下开始拍摄，为3时表示摄像机在分辨率640×480下开始拍摄， 为4时表示拍摄静止画面。在R字指令中指定图像种类，为0时表示MPEG 形式，为1时表示BMP格式。在H字指令中指定帧数，指定每秒钟拍摄的画 面数量。这些文字指令也仅作为一个例子，并不局限于此。

使用图6的流程图，说明图4所示的执行加工程序指令解析的处理流程中， 步骤SB6及步骤SB10中的单触发G代码准备功能处理的详细内容。以下对 该流程图的各步骤进行说明。

[步骤SC1]首先，判断作为数值控制装置1的准备功能，是否具有与摄 像机操作指令用的G810准备功能有关的指令，如果有该指令(是)则进入步骤 SC2，如果没有该指令(否)则结束该处理。

[步骤SC2]判断在G代码指令内是否有作为摄像机操作指令的L字指令， 如果有L字指令(是)则进入步骤SC3，如果没有该指令(否)则结束该处理。

[步骤SC3]对指定操作对象摄像机的P字指令、表示摄像机的操作指令 内容的Q字指令、指定图像种类的R字指令、指定帧数的H指令的指令值进 行解析，生成交给摄像机接口的数据，进入步骤SC4。

[步骤SC4]将步骤SC3中生成的数据发送给摄像机，结束该处理(单触发 G代码准备功能处理)。

使用图7说明在图4所示的执行加工程序指令解析的处理流程中，作为加 工程序的形式采用NC语句时的指令的例子。

CA1至CA3的指令是关于第1摄像机的指令，当指令发出时，依次在数 值控制装置1内进行准备功能处理，对第1摄像机的动作指令接口进行直接操 作指令。同样地，CA4至CA6的指令是关于第2摄像机的指令，关于这些指 令当指令发出时，依次在数值控制装置1内进行准备功能处理，对第2摄像机 的动作指令接口进行直接操作指令。

另一方面，使用图8说明在图4所示的执行加工程序指令解析的处理流程 中，作为加工程序的形式采用宏语句时的指令的例子。

图8的例子中，除了把程序形式变为宏语句以外，其他与图7的例子相同。 即，CB1至CB3的指令是关于第1摄像机的指令，党指令发出时依次在数值 控制装置1内进行准备功能处理，对第1摄像机的动作指令接口进行直接操作 指令。同样地，CB4至CB6的指令是关于第2摄像机的指令，关于这些指令 当指令发出时，依次在数值控制装置1内进行准备功能处理，对第2摄像机的 动作指令接口进行直接操作指令。

使用图9说明执行并行执行处理时的加工程序的例子。在图9所示的例子 中作为加工程序的形式采用NC语句，也可以用宏语句代替NC语句同样进行 并行执行处理。

根据CC1的指令，作为动作指令1开始登录并行执行动作指令，根据CC5 的指令把动作指令1的登录结束之前的，从CC1的下一个程序块到CC5的前 一个程序块的指令(CC2至CC4的指令)作为动作指令1进行登录。然后，根据 CC6的指令，执行登录的动作指令1，并且与此并行地执行CC7至CC9的与 第2摄像机有关的G代码指令。

但是，在本发明的一实施方式中，存储加工程序中的对摄像机的动作进行 指令的加工程序的“特定范围”，在执行该加工程序的过程中调出所述存储的 “特定范围”，在与执行过程中的该加工程序并行地执行该“特定范围”的情 况下，在从所述加工程序的特定范围中读取出所述G代码对于所述摄像机的 指令时，在执行所述执行中的加工程序的同时，执行所述摄像机的拍摄或拍摄 停止。此时，所述的“特定范围”在图9的例子中为CC1至CC5。

在本实施例中，作为动作指令1登录了对于第1摄像机的指令，与对于第 2摄像机的执行处理并行地执行，但不局限于此，也可以登录对于第2摄像机 的指令，与对于摄像机的指令以外的处理并行执行作为动作指令登录的动作。