CN104570959B

CN104570959B - 具备程序的预读功能的数值控制装置

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Publication number: CN104570959B
Application number: CN201410559190.0A
Authority: CN
Inventors: 原口高裕
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: DE102014015007B4; DE102014015007A1; US20150112459A1; JP5715217B2; JP2015079461A; US10191472B2; CN104570959A

Abstract

本发明提供一种具备程序的预读功能的数值控制装置。该数值控制装置一边从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读多个NC程序的程序块一边并行执行。对于成为预读对象的所有的NC程序累积预读出的程序块的执行时间，在该预读出的程序块的累积执行时间最短的NC程序为可预读的情况下，预读该NC程序的下一个程序块。另一方面，当该NC程序为不可预读的情况下，从预读对象中排除该NC程序。

Description

具备程序的预读功能的数值控制装置

技术领域

本发明涉及一种具备程序的预读功能的数值控制装置。

背景技术

已知一种数值控制装置，其具有在NC程序的预读控制中，预读预先决定的预读程序块数的功能(参照日本特开2007-94936号公报，日本特开2007-164509号公报、日本特开2008-40542号公报)。

另外，已知一种数值控制装置，其具备以下功能，即与上述NC程序运转不同，将以时间、轴位置或主轴位置为基准的设定了轴的位置的表形式数据(路径表path table)存储在存储器或通过网络连接的存储装置中，一边依次读出表形式数据(路径表)，一边驱动各轴(路径表运转功能)(参照日本特开昭59-177604号公报，日本特开2012-234445号公报)。通过路径表运转功能，能够进行不拘泥于加工程序的自由的刀具的动作，能够实现加工时间的缩短和加工的高精度化。

另外，在日本特开2012-93975号公报中公开了能够提高加工时间的预测精度和缩短用于预测加工时间的处理时间的数值控制机床的加工时间的预测方法以及预测装置。

在上述的NC程序的预读控制中，有时在微小程序块连续的NC程序中来不及进行预读的情况。当相互协作进行动作的多个NC程序中的某一个NC程序的预读来不及进行时，会影响其它的NC程序，有时全体的周期时间延长。

这里，使用图12以及图13来说明全体的周期时间延长的例子。

图12是表示通过NC程序运转的预读并行执行的3个程序例子的图。图13是表示在图12所示的3个程序中，通过现有技术的预读控制方式，在预读了9个程序块的阶段，各个程序的预读的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)的图。

以图12所示的并行执行3个程序(O0001、O0002、O0003)的情况为例进行说明。“O0001”、“O0002”、“O0003”分别是程序名。另外，在图12中各个程序内的括弧内的数值表示各个程序块的执行时间。

目前，因为各个程序不考虑预读的程序块的执行时间的累积值地进行了预读，所以在平均地进行了预读的情况下，按照以下的顺序进行预读。

(1)预读N11

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(1、0、0)]

(2)预读N21

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(1、1、0)]

(3)预读N31

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(1、1、1)]

(4)预读N12

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(2、1、1)]

(5)预读N22

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(2、2、1)]

(6)预读N32

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(2、2、2)]

(7)预读N13

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(3、2、2)]

(8)预读N23

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(3、3、2)]

(9)预读N33

[预读程序块数(O0001、O0002、O0003)＝(3、3、3)]

：

在上述的(9)中一共预读了9个程序块的阶段，各程序中的预读的程序块的执行时间的累积值如图13所示那样。这时，O0003的预读出的程序块的执行时间的累积值为3ms，因此当在该状态下进行运转而来不及预读时，进行等待直到能够预读为止。

另外，即使在基于表形式数据的运转(路径表运转)中，当微小程序块连续时，有时来不及预读各表形式数据的程序块。如果来不及预读，则无法按照成为基准的时间、轴位置或主轴位置而移动到轴的位置，因此成为警告或立即停止。如果为了不成为警告或立即停止，运转为了来得及预读而修正后的表形式数据，则周期时间延长。

在此，关于一边进行路径表的预读一边运转的基于表形式数据的运转(路径表运转)的现有技术，以执行图14的3个路径表(X轴的路径表<X>、主轴S的路径表<S>、辅助功能的路径表<M>)的情况为例进行说明。

目前，因为不考虑预读的程序块的执行时间的累积值地进行预读，因此在平均地进行了预读的情况下，按照以下的顺序进行了预读。

(1)预读<X>的L1

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(1、0、0)]

(2)预读<S>的L100

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(1、1、0)]

(3)预读<M>的L1000

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(1、1、1)]

(4)预读<X>的L2

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(2、1、1)]

(5)预读<S>的L150

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(2、2、1)]

(6)预读<M>的L1050

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(2、2、2)]

(7)预读<X>的L3

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(3、2、2)]

(8)预读<S>的L200

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(3、3、2)]

(9)预读<M>的L1100

[预读程序块数(<X>、<S>、<M>)＝(3、3、3)]

：

在(9)中一共预读了9个程序块的阶段，各个路径表的预读的程序块的执行时间的累积值如图15那样。这时，<X>的预读的程序块的执行时间的计算值为3ms。当在该状态下进行运转时来不及预读，由此成为警告或立即停止。在进行路径表运转时，没有监视各个路径表的预读的程序块执行时间的累积值。因此，无法事先检测出预读的程序块的执行时间的累积值比用于安全地减速停止的时间少的情况。

因此，当来不及预读时必然会发生警告或立即停止，其结果有可能对机械造成冲击。特别是在从通过网络连接的存储装置进行预读来进行运转的情况下，有可能由于暂时的网络故障导致通信中断，因此该问题的解决成为课题。

发明内容

因此，为了解决上述现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种具备程序的预读功能的数值控制装置，在并行执行多个NC程序时，防止来不及预读的情况，并且防止周期时间延长，还提供一种具备基于表形式数据的运转功能的数值控制装置，在基于表形式数据的运转(路径表运转)中，在并行执行多个表形式数据时，难以因来不及预读而产生警告或立即停止。

在并行执行多个NC程序时，为了来得及预读，使预读的程序块的执行时间短的NC程序优先来进行预读。这样，防止来不及预读，并且防止周期时间延长。另外，已知具有用于计算NC程序的各程序块的执行时间的功能的数值控制装置(参照日本特开2012-93975号公报)。

另外，和上述NC程序的运转不同，在基于表形式数据的运转中，在并行执行多个表形式数据时，根据优先度来决定预读多个表形式数据中的哪个表形式数据。使预读程序块的执行时间短的表形式数据优先进行预读，由此难以因来不及预读而产生警告或立即停止。结果，不需要像现有技术那样修正表形式数据，能够期待与现有技术相比缩短周期时间。

本发明的数值控制装置的第一方式为一边从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读多个NC程序的程序块一边并行执行程序块的数值控制装置，具备：执行时间存储部，其存储上述NC程序中的各个程序块的执行时间；执行时间累积部，其从上述执行时间存储部读出上述预读出的程序块的执行时间，将该读出的执行时间进行累积；判定部，其将上述各个NC程序中的预读出的程序块的累积的执行时间彼此进行比较，判定预读出的程序块的执行时间的累积值最短的NC程序；以及预读执行部，其接着进行由上述判定部判定的上述预读出的程序块的执行时间的累积值最短的NC程序的预读。

可以按照上述NC程序预先进行加工，将对上述NC程序中的各个程序块的执行时间进行测量得到的结果存储在上述执行时间存储部中，在下次及其以后的加工中读出在该执行时间存储部中存储的执行时间。

本发明的数值控制装置的第二方式是具有一边从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读多个NC程序的程序块一边并行执行程序块的程序预读功能的数值控制装置，其具备：执行时间计算部，其根据上述NC程序中的各个程序块的指令内容来计算执行时间；执行时间累积部，其将通过上述执行时间计算部计算出的上述预读出的程序块的执行时间进行累积；判定部，其将上述各个NC程序的预读出的程序块的累积的执行时间彼此进行比较，判定预读出的程序块的执行时间的累积值最短的NC程序；以及预读执行部，其接着进行由上述判定部判定的上述预读出的程序块的执行时间的累积值最短的NC程序的预读。

上述执行时间计算部可以具有：分割部，其将刀具路径分割成作为细小切片的区段；速度计算部，其求出上述区段的切线方向的速度；区段移动时间计算部，其根据上述速度计算部求出的切线方向的速度来计算上述刀具在各区段进行移动所需要的时间；刀具移动时间计算部，其求出上述区段移动时间计算部计算出的在各个区段进行移动的时间的总和，来作为刀具移动时间，上述执行时间计算部根据NC指令计算刀具在指定的路径中移动所需要的时间。

上述数值控制装置还具有：累积执行时间监视部，其与基于上述NC程序的运转并行地始终监视执行中的NC程序的预读出的程序块的执行时间的累积值；减速/暂时停止部，其在通过上述累积执行时间监视部检测出预读出的程序块的执行时间的累积值与为了安全地使基于上述NC程序的运转减速停止所需要的时间相等的情况下，使基于上述NC程序的运转减速或暂时停止；预读部，其在已使基于上述NC程序的运转减速或暂时停止时，从存储器或通过网络连接的存储装置预读上述NC程序；运转重新开始部，其在已使基于上述NC程序的运转减速或暂时停止时，在预读出的程序块的执行时间的累积值充分确保了为了安全地使基于上述NC程序的运转减速停止所需要的时间的情况下，重新开始基于上述NC程序的运转，从存储器或通过网络连接的上述存储装置依次预读上述多个NC程序的程序块。

上述执行时间存储部在预先进行上述加工，测量并存储其执行时间时，在由于预读出的程序块的执行时间的累积值与为了进行减速停止所需要的时间相等而产生进给速度下降的情况下，不直接存储执行时间，而是存储没有发生进给速度下降时的执行时间。

本发明的数值控制装置的第三方式为将时间、轴的位置或主轴的位置作为基准，将使成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置和与上述成为基准的轴或主轴不同的轴或主轴的位置对应起来的表形式数据存储在存储器或通过网络连接的存储装置中，依次预读上述成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置、与上述成为基准的轴或主轴不同的轴或主轴的位置，与上述成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置同步地控制上述不同的轴或主轴的位置，该数值控制装置具备：执行时间累积部，其对上述预读出的程序块的执行时间进行累积；判定部，其将上述各个表形式数据的预读出的程序块的累积的执行时间进行比较，判定预读出的程序块的执行时间的累积值最短的表形式数据；以及预读执行部，其接着进行由上述判定部判定的上述预读出的程序块的执行时间的累积值最短的表形式数据的预读。

上述执行时间累积部能够具备累积执行时间预测部，其根据成为当前的基准的时间和成为预读的程序块的基准的时间的差来预测预读出的程序块的执行时间的累积值。

上述数值控制装置还具有：累积执行时间监视部，其与基于上述表形式数据的运转并行地始终监视执行中的表形式数据的预读出的程序块的执行时间的累积值；减速/暂时停止部，其在通过上述累积执行时间监视部检测出预读出的程序块的执行时间的累积值与为了安全地使基于上述表形式数据的运转减速停止所需要的时间相等时，使基于上述表形式数据的运转减速或暂时停止；预读部，其在已使基于上述表形式数据的运转减速或暂时停止时，从存储器或通过网络连接的存储装置预读上述表形式数据；运转重新开始部，其在已使基于上述表形式数据的运转减速或暂时停止时，在预读出的程序块的执行时间的累积值充分确保了为了安全地使基于上述表形式数据的运转减速停止所需要的时间的情况下，重新开始基于上述表形式数据的运转，从存储器或通过网络连接的上述存储装置依次预读上述表形式数据的程序块。

本发明能够提供一种具备程序的预读功能的数值控制装置，在并行执行多个NC程序时，防止来不及预读的情况，并且防止周期时间延长，还提供一种具备基于表形式数据的运转功能的数值控制装置，在基于表形式数据的运转(路径表运转)中，在并行执行多个表形式数据时，难以因来不及预读而产生警告或立即停止。结果，不需要像现有技术那样修正表形式数据，能够期待与现有技术相比缩短周期时间。

附图说明

通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的和特征变得更加明确。在这些附图中：

图1是表示在图12所示的3个程序中，在通过本发明的数值控制装置预读了9个程序块的阶段，各个程序中的预读出的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)的图。

图2是说明通过本发明的数值控制装置并行执行多个NC程序时的预读处理的流程的图。

图3是说明路径表运转的框图。

图4是说明路径表运转的框图。

图5是通过图4所示的路径表运转而执行的X轴、主轴S、辅助功能的路径表的例子。

图6是说明在执行了图5的路径表时，随着成为基准的时间的进行而执行的动作的图。

图7是说明在图14所示的3个路径表中，在通过本发明的数值控制装置预读了9个程序块的阶段，各个表的预读出的程序块的执行时间的累积值的图。

图8是说明在NC程序或路径表运转的预读来不及的情况下，在NC程序运转时减少进给速度倍率，在路径表运转时减少时间倍率，从而使运转减速，在预读程序块完全消失时使进给速度倍率或时间倍率为0来暂时停止。

图9是说明NC程序的处理的流程图。

图10是说明路径表运转的处理的流程图。

图11是本发明的执行NC程序或路径表运转的数值控制装置的主要部分的框图。

图12是表示通过NC程序运转的预读而并行执行的3个程序例的图。

图13是表示在图12所示的3个程序中，在通过现有技术预读了9个程序块的阶段，各个程序的预读出的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)的图。

图14是3个路径表(X轴的路径表<X>、主轴S的路径表<S>、辅助功能的路径表<M>)的例子。

图15是说明在图14所示的3个路径表中，在通过现有技术预读了9个程序块的阶段，各个路径表程序的预读出的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)的图。

图16是在NC程序运转中来不及预读而进行运转的减速时的某个程序块的执行时间的例子。

具体实施方式

以下关于(I)执行多个NC程序的情况和(II)执行基于表形式数据的运转(路径表运转)的情况，与附图一起来说明本发明的实施方式。

(I)执行多个NC程序的情况

在本发明中，使预读出的程序块的执行时间的累积值短的程序优先来进行预读。在运行图12所示的3个NC程序时，按照以下的顺序来进行预读。下述的[]内表示各个程序名和与上述各个程序对应的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)。另外，标注下划线的地方表示预读出的程序的程序块的执行时间的累积值为最短的程序。后面描述用于对预读出的程序块的执行时间进行累积的各个程序块的执行时间的求出方法。

(1)预读N11，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、0、0)]

(2)在上述(1)因为O0002预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N21，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、10、0)]

(3)在上述(2)因为O0003预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N31，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、10、1)]

(4)在上述(3)因为O0003预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N32，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、10、2)]

(5)在上述(4)因为O0003预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N33，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、10、3)]

(6)在上述(5)因为O0003预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N34，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、10、403)]

(7)在上述(6)因为O0002预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N22，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、110、403)]

(8)在上述(7)因为O0002预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N23，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、160、403)]

(9)在上述(8)因为O0002预读出的程序块的执行时间的累积值最短，因此预读N24，之后累积各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(O0001、O0002、O0003)＝(300、360、403)]

图1是表示在图12所示的3个程序中，在通过本发明的数值控制装置预读出9个程序块的阶段，各个程序的预读出的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)的图。如图1所示，在预读出与现有技术时相同的量(一共9个)的程序块的阶段，各个程序的预读出的程序块的执行时间的累积值在最短的O0001成为300ms。在预读程序块的运转中，因为能够并行进行预读，因此不会发生由于来不及预读而造成的等待。

图2是说明并行执行多个NC程序时的预读处理的流程的图。以下，按照各个步骤进行说明。

[步骤SA01]对于成为当前预读对象的全部程序累积预读出的程序块的执行时间。该步骤构成数值控制装置的执行时间累积部。

[步骤SA02]判断预读出的程序块的执行时间的累积值为最短的程序PA是否可预读，在可预读(是)的情况下，转移到步骤SA03，在不可预读(否)的情况下，转移到步骤SA04。该步骤构成数值控制装置的判定部。

[步骤SA03]预读程序PA的下一个程序块，返回到步骤SA01。该步骤构成数值控制装置的预读部。

[步骤SA04]因为在步骤SA02判断程序PA不可预读，所以从预读对象中排除程序PA。

[步骤SA05]判断从当前预读对象排除的程序中的任意一个是否成为了预读对象，在成为预读对象(是)的情况下，转移到步骤SA06，在没有成为预读对象(否)的情况下，转移到步骤SA07。

[步骤SA06]将成为可预读的程序加入到预读对象，返回步骤SA01。

[步骤SA07]判断是否从预读对象排除了所有程序，在从预读对象排除了所有程序时(是)，结束该处理，在没有从预读对象排除了所有程序时(否)，返回步骤SA01。

在图2所示的流程图中，作为从预读对象排除程序的例子，考虑结束程序、重置、由于警告造成的停止、禁止预读的指令等这样的原因。

这里，说明用于累积预读出的程序的执行时间的各个程序块的执行时间的求出方法。

首先，在求出预读的程序块的执行时间的第一单元中，使用机床预先进行加工，测量进行了加工时的各个程序块的执行时间，将这些测量出的执行时间存储到机床的控制装置的存储装置中。然后，在下次及其以后的加工中，读出存储在该存储装置中的执行时间，作为预读出的程序块的执行时间。

然后，在求出预读出的程序块的执行时间的第二单元中，根据NC程序的各个程序块的指令内容来计算执行时间。该第二单元(执行时间计算部)是计算根据NC指令刀具在指定的路径中移动所需要的时间的单元，该单元由以下构成：将刀具路径分割为细小切片即区段；速度计算部，其求出上述区段的切线方向的速度；区段移动时间计算部，其根据上述速度计算部求出的切线方向的速度来计算上述刀具在各区段进行移动所需要的时间；刀具移动时间计算部，其求出上述区段移动时间计算部计算出的在各个区段进行移动的时间的总和，来作为刀具移动时间(即程序块的执行时间)。另外，第二单元已在日本特开2012-93975号公报中公开为公知技术，因此不进行过多的说明。

这里，利用图8对NC程序运转的预读来不及的状态的监视、运转的减速、暂时停止进行补充说明。

图8是对在NC程序运转的预读来不及的情况下，通过减少进给速度倍率来使运转减速，在预读程序块完全消失时使进给速度倍率为0暂时停止的情况进行说明的图。

在一边进行NC程序的预读一边进行运转时，以实际速度相对于当前的进给轴的指令速度的比例(进给速度倍率)作为基准，在最低限度确保了NC程序运转可减速停止的预读程序块后进行运转。

在当前的进给速度倍率下预读来不及的情况下，通过减少进给速度倍率来使运转减速，在预读程序块完全消失时使进给速度倍率为0暂时停止。在已减速或停止时进行NC程序的预读，在消除了来不及预读的状态的情况下，通过增加进给速度倍率来进行加速。

说明在将当前的进给速度倍率设为OVRD，用于安全地通过线性加减速进行减速停止的时间为T(ms)的情况下，用于检测来不及预读的情况的方法。

在从减速开始到暂时停止的T(ms)的期间预读出的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)X耗费(OVRD÷100)×T÷2，因此通过检测出在为

X＝(OVRD÷100)×T÷2

时来不及预读的情况，通过减速时间T(ms)能够减速停止。

以上假设了线性地进行减速的情况，但是例如以钟形进行减速的情况或这之外的情况也一样，都能够检测出来不及预读的情况。

图9是说明NC程序运转的处理的流程图。将预读出的程序块的执行时间的累积值设为X。将当前的进给速度倍率设为OVRD(％)，将减速时间设为T(ms)。以下，按照各个步骤进行说明。

[步骤SB01]判断预读出的程序块的执行时间的累积值X是否比减速时间T(从减速开始到暂时停止的时间)期间的预读程序块的消耗量(OVRD÷100)×T÷2小，如果小(是)，则转移到步骤SB03，如果不小(否)，则转移到步骤SB02。

[步骤SB02]正常进行NC程序运转，返回步骤SB01。

[步骤SB03]判断是否预读到最终程序块，当预读到最终程序块时(是)，结束该处理，当没有预读到最终程序块时(否)，转移到步骤SB04。

[步骤SB04]检测来不及预读的情况，开始减速。

[步骤SB05]判定进行预读后预读出的程序块的执行时间的累积值X是否已更新，当进行预读后预读出的程序块的执行时间的累积值X已更新时(是)，转移到步骤SB07，当进行预读后预读出的程序块的执行时间的累积值X没有被更新时(否)，则转移到步骤SB06。

[步骤SB06]继续减速(当没有预读程序块时暂时停止)，返回步骤SB05。

[步骤SB07]在步骤SB05、SB06的处理中消除了来不及预读的状态，因此中断减速或暂时停止，进行加速，返回步骤SB01。

图16对通过参照图8以及图9以上说明的减速以及暂时停止，即使在某个程序块的执行时间发生了变化时，也作为按照指令的进给速度(进给速度倍率为100％的状态)进行了NC程序运转来存储执行时间的处理进行说明。

在最初的100(ms)的期间通过按照指令速度的进给速度倍率100％来执行，但之后来不及预读而以－1.0(％/ms)进行减速，之后100ms以进给速度倍率60％进行动作，该程序块执行结束。这时，没有进行减速时的执行时间为(1)的区间是100×(100÷100)＝100(ms)、(2)的区间是(100÷100+60÷100)÷2×40＝32(ms)、(3)的区间是100×(60÷100)＝60(ms)，总共为192(ms)。

由此，即使在来不及预读而进行了减速以及暂时停止的情况下，通过上述的“第一单元”也能够存储正确的执行时间。

(II)执行基于表形式数据的运转(路径表运转)的情况

用于路径表运转的表形式数据是将时间、轴位置或主轴位置作为基准，使该成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置和与上述成为基准的轴或主轴不同的轴或主轴的位置对应起来的表。

在基于表形式数据的运转中，通过表形式数据来指定通过程序路径的各点的时刻，由此所有的轴与成为基准的时间同步地进行动作。同样，通过表形式数据来指定输出对于主轴的指令或辅助功能指令的时刻，由此还与成为基准的时间同步地输出所有的主轴指令或辅助功能指令。

图3是在上述的日本特开2012-234445号公报中公开的路径表运转框图。

进行路径表运转的数值控制装置具备基准值计数器3、X轴路径表Tx、Z轴路径表Tz、X轴路径表插值处理部4x、Z轴路径表插值处理部4z、进给轴的X轴用的电动机5x、进给轴的Z轴用的电动机5z。

另外，既可以使成为基准的时间在所有的表形式数据中通用，或者也可以针对每个表形式数据使用单独的成为基准的时间。在以后的说明中，为了简化说明，使用在所有的表形式数据中成为共同基准的时间。

在上述的日本特开2012-234445号公报中还公开了图4所示的路径表运转框图。

进行图4所示的路径表运转的数值控制装置具备分别独立地对时间或主轴位置或进给轴位置进行计数的第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基准值计数器3c，还具备X轴路径表Tx、主轴路径表Ts、辅助功能路径表Tm、X轴路径表插值处理部4x、主轴路径表插值处理部4s、辅助功能路径表输出处理部4m、X轴电动机5x、主轴电动机5s。

第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基准值计数器3c对于来自数值控制装置所具有的计时功能的信号、或者来自在各个进给轴或主轴上安装的位置检测器的位置检测信号进行计数。并且，第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基准值计数器3c当分别接收到计数的重置信号后，将计数值返回到初始值，当接收到停止信号时停止计数值的更新，或者，当接收到重新开始信号时重新开始计数值的更新。

通过切换开关6a、6b、6c对来自第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基准值计数器3c的基准值任意地进行切换。例如，能够按照来自第一基准值计数器3a的基准值执行X轴用路径表Tx，按照来自第二基准值计数器3b的基准值执行主轴路径表Ts，此外按照来自第三基准值计数器3c的基准值执行辅助功能路径表Tm，来执行路径表运转。或者，通过这些切换开关6a、6b、6c的设定，能够按照来自基准值计数器3a的基准值执行所有的路径表Tx、Ts、Tm，来执行路径表运转。

说明通过图4所示的数值控制装置执行的图5所示的X轴的路径表、主轴S的路径表、辅助功能的路径表的例子。在通过图4的数值控制装置执行图5所示的路径表时，随着成为基准的时间的行进，路径表运转中的机床进行图6所示的动作。

本发明中，优先进行预读出的程序块的执行时间的累积值短的路径表的预读。在运转了图14所示的路径表的情况下，按照以下的顺序进行预读。下述的[]内表示各路径表名和与上述各个路径表对应的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)。另外，标注下划线的地方表示预读出的程序的程序块的执行时间的累积值为最短的路径表。关于用于对预读出的程序块的执行时间进行累积的各个程序块的执行时间，后面进行叙述。

(1)预读<X>的L1，之后计算各个程序中的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(1、0、0)](2)在上述的(1)中<S>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<S>的L100，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(1、100、0)]

(3)在上述的(2)中<M>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<M>的L1000，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(1、100、1000)]

(4)在上述的(3)中<X>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<X>的L2，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(2、100、1000)]

(5)在上述的(4)中<X>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<X>的L3，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(3、100、1000)]

(6)在上述的(5)中<X>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<X>的L300，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(300、100、1000)]

(7)在上述的(6)中<S>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<S>的L150，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(300、150、1000)])

(8)在上述的(7)中<S>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<S>的L200，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(300、200、1000)]

(9)在上述的(8)中<S>的预读出的程序块的执行时间的累积值为最短，因此预读<S>的L300，之后计算各个程序的预读出的程序块的执行时间。

[预读出的程序块的执行时间的累积值(<X>、<S>、<M>)＝(300、300、1000)]

图7是说明在图14所示的3个路径表中，在通过本发明预读出9个程序块的阶段，各个表的预读出的程序块的执行时间的累积值的图。

如图7所示，在预读出和现有技术相同的量(一共9个)的程序块的阶段，预读出的程序块的执行时间的累积值在最短的<X>和<S>为300ms。因为能够在预读程序块的运行过程中并行地进行预读，所以来不及预读的可能性低。另外，即使在来不及预读的情况下，路径表运转等待预读，因此不会像现有技术那样成为警告或立即停止。

在此，利用图8来补充说明NC程序运转的预读来不及的状态的监视、运转的减速、暂时停止。图8说明在路径表运转的预读来不及的情况下，通过减少时间倍率来使运转减速，在预读程序块完全消失时使时间倍率为0，暂时停止。

在一边进行路径表的预读一边进行运转时，以当前成为基准的时间的行进速度(时间倍率)作为基准，在最低限度确保了路径表运转可减速停止的预读程序块后进行运转。

在当前的时间倍率下预读来不及的情况下，通过减少时间倍率来使运转减速，在预读程序块完全消失时使时间倍率为0来暂时停止。在已减速或停止时进行路径表的预读，在消除了来不及预读的状态的情况下，通过增加时间倍率来进行加速。

说明在将当前的时间倍率设为OVRD，用于安全地通过线性加减速进行减速停止的时间为T(ms)的情况下，为了检测来不及预读的情况成为基准的时间的计算方法。

在从减速开始到暂时停止的T(ms)的期间预读出的程序块的执行时间的累积值(累积执行时间)X耗费(OVRD÷100)×T÷2，因此通过检测出在成为

X＝(OVRD÷100)×T÷2

时来不及预读的情况，通过减速时间T(ms)能够减速停止。

以上假设了线性地进行减速的情况，但是例如以钟形进行减速的情况或这之外的情况也一样，都能够计算为了检测来不及预读的情况成为基准的时间。

图10是说明路径表运转的处理的流程图。将预读出的程序块的执行时间的累积值设为X。将当前的时间倍率设为OVRD(％)，将减速时间设为T(ms)。以下，按照各个步骤进行说明。

[步骤SC01]判断预读出的程序块的执行时间的累积值X是否比减速时间T(从减速开始到暂时停止的时间)期间的预读程序块的消耗量(OVRD÷100)×T÷2小，如果小(是)，则转移到步骤SC03，如果不小(否)，则转移到步骤SC02。

[步骤SC02]正常进行表形式数据的运转，返回步骤SC01。

[步骤SC03]判断是否预读到最终程序块，当预读到最终程序块时(是)，结束该处理，当没有预读到最终程序块时(否)，转移到步骤SC04。

[步骤SC04]检测来不及预读的情况，开始减速。

[步骤SC05]判定进行预读后预读出的程序块的执行时间的累积值X是否已更新，当预读出的程序块的执行时间的累积值X已更新时(是)，转移到步骤SC07，当预读出的程序块的执行时间的累积值X没有更新时(否)，则转移到步骤SC06。

[步骤SC06]继续减速(当没有预读程序块时暂时停止)，返回步骤SC05。

[步骤SC07]因为在步骤SC05、SC06的处理中消除了来不及预读的状态，因此中断减速或暂时停止，进行加速，返回步骤SC01。

在此，说明用于对预读出的程序块的执行时间进行累积的各个程序块的执行时间。对预读出的程序块的执行时间进行累积的执行时间累积部是根据当前成为基准的时间和成为预读出的程序块的基准的时间的差来预测预读出的程序块的执行时间的累积值的单元。

图11是本发明的执行NC程序或路径表运转的数值控制装置的主要部分的框图。CPU11是整体控制数值控制装置10的处理器。CPU经由总线20读出存储在ROM12中的系统程序，按照该系统程序来控制全体数值控制装置10。在RAM13中存储暂时的计算数据、显示数据以及经由显示器/MDI(manualdata input人工数据输入)单元70由操作人员输入的各种数据。SRAM14通过未图示的电池进行备份，构成为即使数值控制装置10的电源被切断也保持存储装置的非易失性存储器。

在SRAM14中存储经由接口15读入的加工程序(NC程序)、经由显示器/MDI单元70输入的加工程序等。并且，预先存储有上述的各表形式数据(路径表)。另外，在ROM12中预先写入用于实施加工程序的生成以及编辑处理的各种系统程序。另外，本发明中，NC程序和路径表的存储场所可以不是数值控制装置内的存储装置，可以在例如通过网络连接的外部存储装置中存储NC程序和路径表的数据，经由网络逐次读出NC程序的各个程序块和路径表的数据。

接口15能够将数值控制装置10和适配器等外部设备(未图示)进行连接。另外，在数值控制装置10内进行编辑的加工程序能够经由外部设备存储在外部存储装置中。PMC(可编程机床控制器)16通过内置在数值控制装置10内的时序程序，经由I/O单元17向机床的执行器等辅助装置输出信号来进行控制。另外，接收来自设置在机床本体上的操作盘的各种开关等的信号，在对该信号进行必要的信号处理后转交给CPU11。显示器/MDI单元70是具备显示器和键盘等的手动数据输入装置，接口18接收来自显示器/MDI单元70的键盘的指令、数据后传送给CPU11。接口19与操作盘71连接，接收来自操作盘71的各种指令。

各个进给轴的轴控制电路30、31接收来自CPU11的各个进给轴的移动指令，将各个进给轴的指令输出到伺服放大器40、41。伺服放大器40、41接收该指令后，驱动各个进给轴的伺服电动机50x、51z。各个进给轴的伺服电动机50x、51z内置未图示的位置/速度检测器，将来自该位置/速度检测器的位置、速度反馈信号反馈给轴控制电路30、31，进行位置/速度的反馈控制。另外，在图11中没有记载该位置/速度的反馈。

另外，主轴控制电路60接收主轴旋转指令，将主轴速度信号输出到主轴放大器61。主轴放大器61接收该主轴速度信号，按照指令的转速使主轴电动机62旋转。位置编码器63与主轴电动机62的旋转同步地将返回脉冲(基准脉冲)以及1旋转信号反馈给主轴控制电路60，进行速度控制。经由主轴控制电路60由CPU11读取该返回脉冲(基准脉冲)以及1旋转信号，通过设置在RAM13的计数器(与图3、图4的各个基准值计时器对应的计数器)对返回脉冲(基准脉冲)进行计数。也可以对主轴的指令脉冲进行计数。

另外，设置在RAM13中的计数器对从数值控制装置10所具有的计时功能得到的时间信号的脉冲数进行计数，或者对从来自进给轴的反馈信号得到的脉冲数或者进给轴的指令脉冲进行计数，得到路径表运转时的基准信号。

Claims

1.一种具有基于NC程序的运转的数值控制装置，其一边从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读多个NC程序的程序块一边并行执行程序块，其特征在于，具备：

执行时间存储单元，其存储上述NC程序的各个程序块的执行时间；

执行时间累积单元，其从上述执行时间存储单元读出上述预读出的程序块的执行时间，将该读出的执行时间进行累积；

判定单元，其将上述各个NC程序的预读出的程序块的累积的执行时间进行比较，判定预读出的程序块的执行时间的累积最短的NC程序；以及

接着进行上述预读出的程序块的执行时间的累积最短的NC程序的预读的单元。

2.一种具有基于NC程序的运转的数值控制装置，其一边从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读多个NC程序的程序块一边并行执行程序块，其特征在于，具备：

执行时间计算单元，其根据上述NC程序的各个程序块的指令内容来计算执行时间；

执行时间累积单元，其将通过上述执行时间计算单元计算出的上述预读出的程序块的执行时间进行累积；

接着进行由上述判定单元判定的上述预读出的程序块的执行时间的累积最短的NC程序的预读的单元。

3.根据权利要求1所述的具有基于NC程序的运转的数值控制装置，其特征在于，

存储上述NC程序的各个程序块的执行时间的单元是按照上述NC程序预先进行加工，测量并存储上述NC程序的各个程序块的执行时间，在下次以后读出该执行时间的单元。

4.根据权利要求2所述的具有基于NC程序的运转的数值控制装置，其特征在于，

根据上述NC程序的各个程序块的指令内容来计算执行时间的执行时间计算单元是根据NC指令计算刀具在指定的路径中进行移动所需要的时间的单元，其具有：

将刀具路径分割成作为细小切片的区段的单元；

速度计算单元，其求出上述区段的切线方向的速度；

区段移动时间计算单元，其根据上述速度计算单元求出的切线方向的速度来计算上述刀具在各区段进行移动所需要的时间；

刀具移动时间计算单元，其求出上述区段移动时间计算单元计算出的在各个区段进行移动的时间的总和，来作为刀具移动时间。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的具有基于NC程序的运转的数值控制装置，其特征在于，

具有：

在从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读上述多个NC程序的程序块时，与基于上述NC程序的运转并行地始终监视执行中的NC程序的预读出的程序块的执行时间的累积的单元；

在通过进行上述监视的单元检测出预读出的程序块的执行时间的累积与为了安全地使基于上述NC程序的运转减速停止所需要的时间相等的情况下，使基于上述NC程序的运转减速或暂时停止的单元；

在已使基于上述NC程序的运转减速或暂时停止时，从存储器或通过网络连接的存储装置预读上述NC程序的单元；

在已使基于上述NC程序的运转减速或暂时停止时，在预读出的程序块的执行时间的累积充分确保了为了安全地使基于上述NC程序的运转减速停止所需要的时间的情况下，重新开始基于上述NC程序的运转的单元。

6.根据权利要求1或3所述的数值控制装置，其特征在于，

存储上述NC程序的各个程序块的执行时间的单元具有：在预先进行加工，测量并存储其执行时间时，在由于预读出的程序块的执行时间的累积与为了进行减速停止所需要的时间相等而产生了进给速度下降的情况下，不直接存储执行时间，而是存储没有发生进给速度下降时的执行时间的单元。

7.一种具有基于表形式数据的运转的数值控制装置，其将时间、轴位置或主轴位置作为基准，将使成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置和与上述成为基准的轴或主轴不同的轴或主轴的位置对应起来的表形式数据存储在存储器或通过网络连接的存储装置中，依次预读上述成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置、与上述成为基准的轴或主轴不同的轴或主轴的位置，并与上述成为基准的时间、轴的位置或主轴的位置同步地控制上述不同的轴或主轴的位置，该数值控制装置的特征在于，具备：

执行时间累积单元，其对预读出的程序块的执行时间进行累积；

判定单元，其将各个上述表形式数据的预读出的程序块的累积的执行时间进行比较，判定预读出的程序块的执行时间的累积最短的表形式数据；以及

接着进行上述预读出的程序块的执行时间的累积最短的表形式数据的预读的单元。

8.根据权利要求7所述的具有基于表形式数据的运转的数值控制装置，其特征在于，

对上述预读出的程序块的执行时间进行累积的执行时间累积单元具备根据当前的成为基准的时间和成为预读出的程序块的基准的时间的差来预测预读出的程序块的执行时间的累积的单元。

9.根据权利要求7或8所述的具有基于表形式数据的运转的数值控制装置，其特征在于，

具有：

在从存储器或通过网络连接的存储装置依次预读上述表形式数据的程序块时，与基于上述表形式数据的运转并行地始终监视执行中的表形式数据的预读出的程序块的执行时间的累积的单元；

在通过进行上述监视的单元检测出预读出的程序块的执行时间的累积与为了安全地使基于上述表形式数据的运转减速停止所需要的时间相等的情况下，使基于上述表形式数据的运转减速或暂时停止的单元；

在已使基于上述表形式数据的运转减速或暂时停止时，从存储器或通过网络连接的存储装置预读上述表形式数据的单元；

在已使基于上述表形式数据的运转减速或暂时停止时，在预读出的程序块的执行时间的累积充分确保了为了安全地使基于NC程序的运转减速停止所需要的时间的情况下，重新开始基于上述表形式数据的运转的单元。