CN112147953A - 数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数值控制装置。该数值控制装置具备：读入控制部，其依次读入加工程序的多个程序块；内部处理部，其按照读入控制部读入的程序块进行内部处理；动作控制部，其基于内部处理的结果生成针对机床的指令信号；输出程序块判别部，其判别读入控制部读入的程序块是包含输出命令的输出程序块，还是不包含输出命令的内部处理程序块；参照程序块判别部，其判别内部处理程序块是否为包含参照从外部输入的信息的命令的参照程序块；以及待机处理部，在内部处理程序块是参照程序块的情况下，该待机处理部使内部处理部按照参照程序块进行的内部处理停止，直到基于在内部处理程序块之前的最近的位置记述的输出程序块执行的机床的控制完成为止。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置。
背景技术
按照包括多个程序块的加工程序来控制机床的动作的数值控制装置被广泛利用。加工程序不仅能够包含记述用于使机床动作的指令的程序块，还能够包含使数值控制装置执行用于确定机床的动作的信息获取、运算的程序块。
另外，数值控制装置即使在执行加工程序的记述用于使机床动作的指令的程序块的情况下，也需要进行按照驱动轴的速度、加速度、加加速度等的设定值来计算与该程序块的指令对应的详细动作、例如驱动轴的每个时间的目标位置的预处理。为了减少用于等待这种预处理的等待时间来有效地进行加工，数值控制装置能够构成为进行预读处理，该预读处理是读入在实际正在执行的程序块之后记述的程序块来预先进行必要的运算的处理。
在进行这样的预读处理的情况下，在预先读入的程序块的指令是参照当前的驱动轴的位置等从外部输入到数值控制装置的信息的指令的情况下，所参照的信息的值有可能根据当前正在执行的程序块的动作发生变化。因此，如果预先参照这样的信息进行程序块的运算处理，则有可能基于错误的信息确定动作。
因此，提出了以下一种技术：在加工程序中，通过在禁止预先进行处理的程序块之前插入包含使预读处理暂停的预读停止代码的程序块，来确保参照适当的信息进行运算(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-293261号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的方法中，用户需要在加工程序的适当的位置记述预读停止代码。也就是说，在专利文献1所记载的方法中，如果用户无法将预读停止代码插入到需要的位置，则机床的动作变得不恰当，如果用户将预读停止代码插入到不需要的位置，则加工时间不必要地增加。这样，专利文献1所记载的方法要求用户高度理解加工程序，且使加工程序的制作变得复杂。因此，期望一种即使用户不指定也能够进行适当的预读处理的数值控制装置。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的数值控制装置具备：读入控制部，其依次读入加工程序的多个程序块；内部处理部，其按照所述读入控制部读入的所述程序块进行内部处理，并保存所述内部处理的结果；动作控制部，其基于所述内部处理的结果生成针对机床的指令信号，由此控制机床的动作；输出程序块判别部，其判别所述读入控制部读入的所述程序块是包含对所述机床输出指令信号的输出命令的输出程序块，还是不包含所述输出命令的内部处理程序块令；参照程序块判别部，其判别所述内部处理程序块是否为包含参照从外部输入的信息的命令的参照程序块；以及待机处理部，在所述内部处理程序块是所述参照程序块的情况下，所述待机处理部使所述内部处理部按照所述参照程序块进行的所述内部处理停止，直到基于在所述内部处理程序块之前最近的位置记述的所述输出程序块执行的所述机床的控制完成为止。
发明的效果
关于本公开的一个方式所涉及的数值控制装置，即使用户不指定也能够进行适当的预读处理。
附图说明
图1是示出本公开的一个实施方式所涉及的数值控制装置的结构的示意图。
图2是示出由图1的数值控制装置进行的控制的过程的流程图。
图3是例示由图1的数值控制装置进行的控制的示意图。
附图标记说明
1：数值控制装置；10：主存储部；20：主处理部；21：读入控制部；22：内部处理部；23：动作控制部；24：输出程序块判别部；25：参照程序块判别部；26：待机处理部；M：机床。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本公开所涉及的数值控制装置的实施方式。图1示出本公开的一个实施方式所涉及的数值控制装置1。数值控制装置1基于加工程序来控制具备多个驱动轴的机床M的多个驱动轴的动作。
加工程序包含多个程序块。在加工程序的程序块中存在包含对机床M输出指令信号的输出命令的输出程序块和不包含输出命令的内部处理程序块。输出程序块记述用于控制机床M的命令，因此也被称为NC语句。内部处理是主要处理变量的宏处理。因此，内部处理程序块也被称为宏语句。在该内部处理程序块中能够存在包含用于确认从外部输入到数值控制装置1的信息的命令的参照程序块。此外，确认从外部输入的信息不仅包含确认此时正从外部向数值控制装置1输入的信号，还包含确认被存储在数值控制装置1的内部并根据来自外部的输入随时更新的信息。
数值控制装置1具备：主存储部10，其存储加工程序；以及主处理部20，其基于加工程序来生成向机床M输入的指令信号。
主存储部10也可以由例如DRAM、SRAM等易失性存储器构成，但优选由例如闪存、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、硬盘驱动器、光盘驱动器等非易失性存储器构成。主存储部10除了存储加工程序以外，还能够存储指定机床M的驱动轴的可动范围、可能的加速度等动作条件的参数等。
主处理部20能够通过使具有工作存储器、CPU等的运算装置执行适当的控制程序来实现。主处理部20具有读入控制部21、内部处理部22、动作控制部23、输出程序块判别部24、参照程序块判别部25以及待机处理部26。这些构成要素是在功能上进行区分的要素，不需要是在控制程序的结构中能够明确地区分的要素。
读入控制部21依次读入加工程序的多个程序块。也就是说，读入控制部21从主存储部10依次读取加工程序的程序块，并写入到主处理部20的工作存储器中。
内部处理部22按照读入控制部21读入的程序块来执行内部处理，并将内部处理结果保存到主处理部20的工作存储器内。作为内部处理部22进行的内部处理，能够列举变量的读入、变量的运算、机床M的驱动轴的每个时间的目标位置或目标速度的计算等。机床M的驱动轴的每个时间的目标位置或目标速度作为在根据机床M的参数确定的条件下进行输出程序块中记述的动作的结果而被计算出。内部处理部22进行预先读入的程序块所涉及的内部处理，由此后述的动作控制部23能够使机床M按照多个输出程序块连续地进行动作。
内部处理部22在按照输出程序块执行了内部处理时，将用于防止后述的待机处理部26使内部处理不必要地停止的已停止标志解除，例如将在工作存储器内设定的已停止标志位的值设为“0”。
动作控制部23基于内部处理部22的内部处理结果生成针对机床M的指令信号，由此控制机床M的动作。动作控制部23也可以通过从工作存储器上删除执行了控制的输出程序块的内部处理的结果等信息，来确保读入控制部21和内部处理部22的工作区域。动作控制部23构成为能够与内部处理部22并行地进行处理。此外，与机床M之间进行信息交换的动作控制部23中的控制的周期比在数值控制装置1的内部完成的内部处理部22中的控制的周期长。
输出程序块判别部24判别读入控制部21读入的程序块是包含对机床M输出指令信号的输出命令的输出程序块，还是不包含输出命令的内部处理程序块。作为例子，输出程序块判别部24能够构成为：在程序块是通过G代码记述的语句的情况下，判定为读入控制部21读入的程序块是输出程序块。
参照程序块判别部25判别由输出程序块判别部24判定为内部处理程序块的程序块是否为参照从外部输入的信息的参照程序块。具体地说，参照程序块判别部25也可以构成为：在内部处理程序块例如包含获取机床M的坐标的命令等参照从外部输入的信息的命令的情况下，判断为该内部处理模块是参照程序块。
在参照程序块判别部25判定为读入控制部21读入的程序块是参照程序块的情况下，待机处理部26使内部处理部22按照该参照程序块进行的内部处理以及读入控制部21进行的下一个程序块的读入停止，直到操作控制部23基于在该参照程序块之前最近的位置记述的输出程序块执行的控制完成为止。
另外，在内部处理程序块之前不存在不使动作控制部23执行控制的输出程序块的情况下，该待机处理部26不使内部处理部22按照参照程序块进行的内部处理以及由读入控制部21进行的下一个程序块的读入停止。因此，在参照程序块判别部25判断为所读入的程序块是参照程序块的情况下，待机处理部26设定表示已使内部处理停止的已停止标志、例如将已停止标志位的值设为“1”，以使得即使在到下一个输出程序块为止的期间存在参照程序块也不会使内部处理不必要地停止。
图2示出数值控制装置1基于加工程序进行的机床M的控制的过程。数值控制装置1的控制过程包括：读入程序块的工序(步骤S01：程序块读入工序)、确认所读入的程序块是否为输出程序块的工序(步骤S02：输出程序块确认工序)、进行输出程序块的内部处理的工序(步骤S03：输出程序块内部处理工序)、将已停止标志的值设定为“0”的工序(步骤S04：已停止标志解除工序)、确认已停止标志的值的工序(步骤S05：已停止标志确认工序)、确认所读入的程序块是否为参照程序块的工序(步骤S06：参照程序块确认工序)、确认输出程序块的执行是否完成的工序(步骤S07：输出程序块执行确认工序)、将已停止标志的值设定为“1”的工序(步骤S08：已停止标志设定工序)、按照在步骤S01中读入的程序块执行内部处理的工序(步骤S09：内部处理程序块执行工序)、确认是否读到加工程序的最后的程序块为止的工序(步骤S10：结束确认工序)以及将用于确定加工程序的程序块的循环参数加1的工序(步骤S11：循环参数相加工序)。
(程序块读入工序)
在步骤S01的程序块读入工序中，通过读入控制部21从主存储部10读出加工程序的一个程序块。读入控制部21能够构成为读出由初始值被设为1的循环参数指定的程序块。
(输出程序块确认工序)
在步骤S02的输出程序块确认工序中，通过输出程序块判别部24确认在刚刚的步骤S01中读入控制部21读入的程序块是否为输出程序块。在所读入的程序块是输出程序块的情况下，进入步骤S03，在所读入的程序块不是输出程序块的情况下，进入步骤S05。
(输出程序块内部处理工序)
在步骤S03的输出程序块内部处理工序中，通过内部处理部22对在步骤S01中读入的输出程序块进行分析，并进行用于设为能够输出针对机床M的指令的状态的处理。具体地说，在输出程序块内部处理工序中，基于在步骤S01中读入的内部程序块，来计算机床M的各驱动轴的每个时间的目标位置或目标速度。
(已停止标志解除工序)
在步骤S04的已停止标志解除工序中，将已停止标志位的值设为“0”。由此，设为能够进行从步骤S06到步骤S08的处理、即参照程序块判别部25进行的判定处理以及待机处理部26进行的使内部处理停止的处理的状态。
(已停止标志确认工序)
在步骤S05的已停止标志确认工序中，确认已停止标志位的值。在已停止标志位的值为“0”的情况下，进入步骤S06，在已停止标志位的值为“1”的情况下，进入步骤S09。
(参照程序块确认工序)
在步骤S06的参照程序块确认工序中，利用参照程序块判别部25确认在刚刚的步骤S01中读入控制部21读入的内部处理程序块是否为参照程序块。在内部处理程序块是参照程序块的情况下，进入步骤S07，在内部处理程序块不是参照程序块的情况下，进入步骤S09。
(输出程序块执行确认工序)
在步骤S07的输出程序块执行确认工序中，通过待机处理部26进行待机，直到动作控制部23基于在该参照程序块之前最近的位置记述的输出程序块执行的控制完成为止。也就是说，在输出程序块执行确认工序中，在基于与输出程序块执行确认工序最近的输出程序块执行的控制完成的情况下，进入下一步骤S08，但在基于最近的输出程序块执行的控制未完成的情况下，进行相同的步骤S07的确认处理。由此，在基于最近的输出程序块执行的控制完成之前，使内部处理部22按照该参照程序块进行的内部处理以及读入控制部21进行的下一个程序块的读入停止。
(已停止标志设定工序)
在步骤S08的已停止标志设定工序中，通过待机处理部26将已停止标志的值设定为“1”。由此，在加工程序中，在下一个输出程序块之前记述有其它参照程序块的情况下，防止不必要地进行步骤S06以及S07的处理。
(内部处理程序块执行工序)
在步骤S09的内部处理程序块执行工序中，内部处理部22对在刚刚的步骤S01中读入的内部程序块进行分析，按照内部处理程序块执行内部处理。
(结束确认工序)
在步骤S10的结束确认工序中，确认在刚刚的步骤S01中读入的程序块是否为加工程序的最后的程序块。在对象程序块是加工程序的最后的程序块的情况下，结束处理，在对象程序块不是加工程序的最后的程序块的情况下，进入步骤S11。
(循环参数加法运算工序)
在步骤S11的循环参数相加工序中，将循环参数加1。在执行了循环参数相加工序之后，返回到步骤S01，读出下一个程序块。
图3示出作为加工程序的一例的“O1234”以及数值控制装置1执行了该加工程序的情况下的处理的定时。在所例示的加工程序中，程序块N1和N5是指定机床M的多个驱动轴的动作的输出程序块，程序块N2、N3、N4是不生成针对机床M的指令信号的内部处理程序块。其中，程序块N2是根据由从机床M反馈的信号确定的坐标位置的参照程序块。
数值控制装置1首先通过读入控制部21读入输出程序块N1，通过内部处理部22进行输出程序块N1的内部处理。如果进行输出程序块N1的内部处理且成为能够基于输出程序块N1的内部处理结果向机床M的驱动轴输出指令信号的状态，则通过动作控制部23执行使机床M按照输出程序块N1进行动作的控制。
如果输出程序块N1的内部处理完成，则与动作控制部23按照输出程序块N1进行的控制并行地，通过读入控制部21读入内部处理程序块N2。由于该内部处理程序块N2是参照程序块，因此待机处理部26使内部处理部22按照内部处理程序块N2执行的内部处理暂停，直到输出程序块N1的执行完成为止。
如果通过动作控制部23完成输出程序块N1的执行且通过内部处理部22完成内部处理程序块N2的内部处理，则在待机处理部26设定了已停止标志之后，通过读入控制部21读入内部处理程序块N3。此时，由于设定了已停止标志，因此内部处理部22按照内部处理程序块N3进行内部处理。接着，执行内部处理程序块N4的读入以及内部处理。
接着，通过读入控制部21读入输出程序块N5，通过内部处理部22进行输出程序块N1的内部处理。如果能够通过该内部处理向基于输出程序块N5的机床M的驱动轴输出指令信号，则动作控制部23执行使机床M按照输出程序块N5的内部处理结果进行动作的控制。
数值控制装置1通过待机处理部26使按照预读的参照程序块N2进行的内部处理停止，直到按照输出程序块N1执行的机床M的控制完成为止，因此能够在参照程序块N2中参照反映了按照输出程序块N1进行动作的动作结果的适当的坐标值，来执行以后的程序块N3～N5。
这样，即使用户不指定，数值控制装置1也能够进行适当的预读处理，从而能够缩短整体的处理时间。
以上对本公开所涉及的数值控制装置的实施方式进行了说明。但本公开所涉及的数值控制装置不限于上述实施方式。另外，在上述实施方式中记载的效果只不过是本公开所涉及的数值控制装置产生的最佳效果，本公开所涉及的数值控制装置产生的效果不限定于上述实施方式中记载的效果。
在上述实施方式中，决定是否根据已停止标志来确认所读入的内部处理程序块是否为参照程序块，但也可以每次确认是否存在未执行的输出程序块。

Claims (5)

1.一种数值控制装置，具备：
读入控制部，其依次读入加工程序的多个程序块；
内部处理部，其按照所述读入控制部读入的所述程序块进行内部处理，并保存所述内部处理的结果；
动作控制部，其基于所述内部处理的结果生成针对机床的指令信号，由此控制机床的动作；
输出程序块判别部，其判别所述读入控制部读入的所述程序块是包含对所述机床输出指令信号的输出命令的输出程序块，还是不包含所述输出命令的内部处理程序块；
参照程序块判别部，其判别所述内部处理程序块是否为包含参照从外部输入的信息的命令的参照程序块；以及
待机处理部，在所述内部处理程序块是所述参照程序块的情况下，所述待机处理部使所述内部处理部按照所述参照程序块进行的所述内部处理停止，直到基于在所述内部处理程序块之前最近的位置记述的所述输出程序块执行的所述机床的控制完成为止。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述待机处理部设定已停止标志，该已停止标志表示已使按照所述参照程序块进行的所述内部处理停止。
3.根据权利要求2所述的数值控制装置，其特征在于，
所述内部处理部在按照所述输出程序块进行了所述内部处理时，解除所述已停止标志。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的数值控制装置，其特征在于，
在所述内部处理程序块之前不存在不使所述动作控制部执行所述机床的控制的所述输出程序块的情况下，所述待机处理部不使所述内部处理部按照所述参照程序块进行的所述内部处理停止。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的数值控制装置，其特征在于，
在所述内部处理程序块是所述参照程序块的情况下，所述待机处理部使所述读入控制部进行的下一个所述程序块的读入停止，直到基于在所述内部处理程序块之前最近的位置记述的所述输出程序块执行的所述机床的控制完成为止。
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