DE102007054366A1

DE102007054366A1 - Numerisches Steuerungssystem

Info

Publication number: DE102007054366A1
Application number: DE102007054366A
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Takahashi; Hiromichi Nigazawa; Takashi Kamiya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2008-06-05
Also published as: JP2008129994A; US20080125874A1; CN101201611A; US7738992B2; JP4955371B2; CN101201611B

Abstract

Ein numerisches Steuerungssystem verbessert die Sinzelne Steuereinheit betrieben werden. Ein Maschinensteuerungssystem gibt einen durch Interpretieren eines Programms generierten Befehl mit einer diesem zugeteilten Befehlsnummer aus, schickt ihn an ein Kollisionserfassungssystem und erhält von dort Überprüfungsergebnisdaten, wobei, wenn die Nummer von Befehlen, für die Überprüfungsergebnisdaten erhalten werden, größer oder gleich einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert ist, eine den Überprüfungsergebnisdaten zugeteile Befehlsnummer ausgegeben wird, wenn bestimmt wird, dass keine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht. Wenn das Ergebnis einer Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeit, das vom Verknüpfungdatensende- und -empfangsabschnitt her eingeht, zurückgeschickt wird, schickt das Kollisionserfassungssystem Überprüfungsergebnisdaten an den Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt zurück, indem eine Befehlsnummer, die dem überprüften Befehl zugeordnet wurde, den Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein numerisches Steuerungssystem, das mehrere Systeme umfasst, deren Steuerzeiträume sich voneinander unterscheiden.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Unter den numerischen Steuerungsvorrichtungen der letzten Jahre gibt es eine Steuerungsvorrichtung, die ein Steuerungssystem zum Steuern einer Maschine als Hauptfunktion der numerischen Steuerungsvorrichtung und ein Betriebssystem umfasst, um eine Eingabe-/Ausgabefunktion bereitzustellen, um Programme zu erstellen, Parameter anzusetzen und Werkzeugdaten zum Betrieb einer Werkzeugmaschine einzustellen, wobei diese Systeme im Verbund miteinander als ein numerisches Steuerungssystem funktionieren (siehe z.B. erstes Patentdokument: die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2002-108423 ).
In einem solchen numerischen Steuerungssystem erfolgt eine Datenübertragung (Senden und Empfangen) zwischen den beiden Systemen. In dem vorstehend erwähnten ersten Patentdokument sind eine Steuereinheit zum Steuern der Maschine und eine außerhalb der Steuereinheit angeordnete Bedienungstafel elektrisch miteinander verschaltet, und wenn eine Verarbeitungsanforderung, die von der Steuereinheit erteilt wird, nicht an der Bedienungstafel eingeht, wird davon ausgegangen, dass ein Störfall vorliegt.
Herkömmlicherweise ist jedoch eine numerische Steuerungsvorrichtung mit einer Kollisionsverhinderungsfunktion ausgestattet, um Kollisionen zwischen Teilen einer Maschine, Werkzeugen, Aufspannvorrichtungen und Materialien zu verhindern, indem deren Formdaten mittels eines Computers überprüft werden (siehe z.B. zweites Patentdokument: die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer H5-8,152 ).
Kollisionsprüfungen wurden in der Vergangenheit durchgeführt, indem die Formen in der zweidimensionalen Ebene der Maschinenteile, Werkzeuge, Aufspannvorrichtungen und Materialien verwendet wurden, in den letzten Jahren erfolgen solche Prüfungen jedoch, indem dreidimensionale Formdaten verwendet werden (siehe z.B. drittes Patentdokument: die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer H9-230,918 ).
Wenn jedoch, wie bei der numerischen Steuerungsvorrichtung, wie sie im zuvor erwähnten ersten Patentdokument beschrieben ist, nur als ein Bestimmungskriterium verwendet wird, ob die Bedienungstafel ein Signal erhält, stellt sich insofern ein Problem, als nur eine Systemstörung bestimmt werden kann.
Zusätzlich wird bei dem vorstehend erwähnten numerischen Steuerungssystem, wie es im zweiten Patentdokument beschrieben ist, je genauer versucht wird, eine reale Maschine auszudrücken, um eine Kollisionserfassung mit hoher Genauigkeit unter Verwendung dreidimensionaler Formen durchzuführen, umso mehr Verarbeitungszeit benötigt, und in diesem Fall kann ein Problem des Herbeiführens einer Systemstörung bestehen.
Wenn darüber hinaus das System in einen Zustand gerät, bei dem dann gerade eine erhebliche Verarbeitungszeit zur Kollisionserfassung benötigt wird, wenn ein Werkzeug und ein Werkstoff miteinander in Kontakt sind, besteht insofern ein Problem, als das zu bearbeitende Werkstück beschädigt werden oder das Werkzeug zu Bruch gehen könnte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des Vorstehenden besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein numerisches Steuerungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, die Sicherheit zu erhöhen, wenn mehrere Systeme, die einzeln asynchron miteinander arbeiten, als einzelne Steuereinheit betrieben werden.
Unter Berücksichtung der vorstehenden Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung ein numerisches Steuerungssystem bereitgestellt, bei dem ein Maschinensteuerungssystem zum Steuern einer Maschine in einem vorgegebenen Zeitraum und ein Kollisionserfassungssystem, das in einem anderen Zeitraum arbeitet als das Maschinensteuerungssystem oder in einem sich konstant verändernden Zeitraum arbeitet, um eine Kollisionswahrscheinlichkeit bei einem Befehl zu prüfen, der die Maschine arbeiten lässt, im Verbund miteinander arbeiten. Das Maschinensteuerungssystem umfasst: einen Befehlsgeberabschnitt, der ein Programm zum Bedienen der Maschine interpretiert, in der Steuerungseinheit einen Befehl für die Maschine generiert, und den Befehl ausgibt, indem dem Befehl eine Befehlsnummer zugeteilt wird, um in der Steuerungseinheit eine Ausführungsstelle des Programms eindeutig festzulegen; einen Befehlspufferspeicherabschnitt, der eine vorbestimmte Anzahl von Befehlen abspeichert, die vom Befehlsgeberabschnitt ausgegeben werden; einen Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt, der einen der im Befehlspufferspeicherabschnitt gespeicherten Befehle kopiert, ihn an das Kollisionserfassungssystem schickt und Überprüfungsergebnisdaten überträgt, wenn die Überprüfungsergebnisdaten, die sich auf die Kollisionswahrscheinlichkeit für den Befehl beziehen, vom Kollisionserfassungssystem zurückgeschickt werden; einen Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt, der die vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt übertragenen Überprüfungsergebnisdaten abspeichert; einen Befehlsausgabebestimmungsabschnitt, der die im Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt zuerst gespeicherten Überprüfungsergebnisdaten analysiert, wenn die Anzahl von unter den im Befehlspufferspeicherabschnitt abgespeicherten Befehlen, für die Überprüfungsergebnisdaten erhalten wurden, größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, und eine den zuerst abgespeicherten Überprüfungsergebnisdaten entsprechende Befehlsnummer ausgibt, wenn aus der Analyse der zuerst abgespeicherten Überprüfungsergebnisdaten bestimmt wird, dass keine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht; und einen Maschinenantriebsabschnitt, der, wenn eine Befehlsnummer aus dem Befehlsausgangsbestimmungsabschnitt ausgegeben wird, einen Befehl mit der Befehlsnummer aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt herausgreift und den so herausgegriffenen Befehl auf die Maschine anwendet, wobei der Maschinenantriebsabschnitt betrieben werden kann, um die Maschine zeitweise anzuhalten, um sie dadurch abzubremsen oder anzuhalten, wenn keine Befehlsnummer aus dem Befehlsausgabebestimmungsabschnitt ausgegeben wird. Wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit bei einem vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt her eingegangenen Befehl überprüft wird, schickt das Kollisionserfassungssystem Überprüfungsergebnisdaten an den Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt zurück, indem eine Befehlsnummer, die dem überprüften Befehl zugeordnet wurde, den Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wird.
Das numerische Steuerungssystem nach der vorliegenden Erfindung erzielt die folgenden vorteilhafte Wirkungen. Und zwar kann in dem numerischen Steuerungssystem, das ein Kollisionserfassungssystem verwendet, bei dem eine Verarbeitungszeit im Vergleich zu einem Steuerzeitraum tendenziell länger wird, die Maschine sicher angehalten werden, wenn eine Antwortverzögerung des Kollisionserfassungssystems vorliegt oder irgendein Übertragungsfehler auftritt.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die Fachleute auf dem Gebiet aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen noch müheloser erkennbar sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschema, das den Aufbau eines numerischen Steuerungssystems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die zeigt, wie Befehlsnummern in der Interpretationsreihenfolge von Anweisungen konsistent von der ersten bis zur letzten Befehlsnummer eines Programms in der vorliegenden Erfindung zu generieren sind.
3 ist eine Ansicht, die zeigt, wie Befehlsnummern durch Kombination von Nummern, welche die Anweisungsreihenfolge darstellen, und Nummern, welche die Befehlsreihenfolge in jeder Anweisung darstellen, nach der vorliegenden Erfindung zu generieren sind.
4 ist, so wie sie ist, eine Ansicht, die zeigt, wie Umrissdaten einer Maschine entsprechend Befehlen bewegt werden.
5 ist ein Ablaufschema, das den Verarbeitungsablauf eines Maschinensteuerungssystems nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist ein Ablaufschema, das die Prozedur einer Befehlsgeberroutine nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist ein Ablaufschema, das die Prozedur einer Verknüpfungsdatensende- und -empfangsroutine nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist ein Ablaufschema, das die Prozedur einer Befehlsausgabebestimmungsroutine nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist eine Ansicht, die zeigt, wie die aktuellsten Daten an einen Kollisionserfassungsabschnitt zu senden sind, wenn ein Abstand zwischen einem Befehl mit einer abgefragten Befehlsnummer und dem letzten Befehl, der im Befehlspufferspeicherabschnitt abgespeichert wurde, gleich oder größer einem vorbestimmten Abschnitt wird.
10 ist ein Blockschema eines Maschinensteuerungssystems nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Ansicht, die zeigt, wie ein Werkzeug bewegt wird, wenn es sich bei einer Bewegungsanweisung um eine Gewindeschneidanweisung handelt.
Die 12A und 12B sind Ansichten, die zeigen, wie die Bewegung des Werkzeugs gestoppt wird, bis eine Reihe von Befehlen im Fall, dass es sich bei der Bewegungsanweisung um eine Gewindeschneidanweisung handelt, überprüft wurde.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Mit Bezug auf die Zeichnungen und zuerst auf 1 ist in einem Blockschema der Aufbau eines numerischen Steuerungssystems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das numerische Steuerungssystem nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mit einem Maschinensteuerungssystem 1, das eine Maschine in einem vorgegebenen Zeitraum oder Zyklus steuert, und einem Kollisionserfassungssystem 2 ausgestattet, das in einem anderen Zeitraum als das Maschinensteuerungssystem 1 oder in einem sich ständig verändernden Zeitraum arbeitet, wobei das Maschinensteuerungssystem 1 und das Kollisionserfassungssystem 2 im Verbund miteinander arbeiten.
Das Maschinensteuerungssystem 1 besitzt einen Programmspeicherabschnitt 11, einen Befehlsgeberabschnitt 12, einen Befehlspufferspeicherabschnitt 13, einen Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14, einen Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt 15, einen Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 und einen Maschinenantriebsabschnitt 17.
Zusätzlich besitzt das Maschinensteuerungssystem 1 noch ein Speicherbefehlsnummernregister 31, das eine Befehlsnummer (im Nachstehenden als Speicherbefehlsnummer bezeichnet) enthält, die einem Befehl zugeteilt wird, der im jüngsten Steuerzeitraum des Maschinensteuerungssystems 1 generiert wurde (im Nachstehenden als Steuerzeitraum bezeichnet), ein Befehlspufferspeicherrestnummernregister 32, das die Nummer der restlichen Daten im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 (im Nachstehenden als Befehlspufferspeicherrestnummer bezeichnet) enthält, ein Abfragebefehlsregister 33, das eine Befehlsnummer eines jüngst abgefragten Befehls (im Nachstehenden als Abfragebefehlsnummer bezeichnet) enthält, für die jüngst eine Abfrage zur Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeit an das Kollisionserfassungssystem 2 gerichtet wurde, ein Überprüfungsbefehlsnummernregister 34, das eine Befehlsnummer eines jüngst überprüften Befehls (im Nachstehenden als Überprüfungsbefehlsnummer bezeichnet) enthält, für die jüngst eine Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeit im Kollisionserfassungssystem 2 abgeschlossen wurde, und ein Ausgabebefehlsnummernregister 35, das eine Befehlsnummer (im Nachstehenden als Ausgabebefehlsnummer bezeichnet) enthält, die einem im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 abgespeicherten Befehl zugeordnet wurde, der an den Maschinenantriebsabschnitt 17 ausgegeben wird.
Der Programmspeicherabschnitt 11 ist ein Speichermedium, das ein von einem Eingabeabschnitt 21 her eingegebenes Verarbeitungsprogramm abgespeichert hat.
Der Befehlsgeberabschnitt 12 generiert Befehle in Steuerungseinheiten, indem das im Programmspeicherabschnitt 11 abgespeicherte Verarbeitungsprogramm interpretiert wird. Hier ist festzuhalten, dass die Befehle in Steuerungseinheiten einzelne Maschinenachsenbewegungsbefehle enthalten, die Positionen auf einem Weg in jedem voreingestellten Steuerzeitraum umfassen, wie in 2 gezeigt ist, um ein Werkzeug sich auf dem Weg bewegen zu lassen, der durch eine im Verarbeitungsprogramm beschriebene Bewegungsanweisung angegeben wird, und Nichtbewegungsbefehle wie etwa einen Werkzeugaustauschbefehl, einen Drehspindeldrehbefehl, usw., die mit keiner Maschinenachsenbewegung einhergehen.
In der Erklärung der vorliegenden Erfindung wird eine Einheitsanweisung im Verarbeitungsprogramm einfach "Anweisung" oder "Programmanweisung" genannt. Auch werden die Befehle in Steuerungseinheiten "Befehle" genannt, und ein Bewegungsbefehl für jede Maschinenachse, der eine Position umfasst, die erhalten wird, indem eine aus einer Bewegungsanweisung bestehende Anweisung durch eine Länge dividiert (interpoliert) wird, um welche die Maschinenachse im Steuerzeitraum vorrücken oder sich bewegen kann, wird "Bewegungsbefehl" genannt.
Wenn zusätzlich in jeder Steuerungseinheit ein Befehl an den Befehlspufferspeicher 13 ausgegeben wird, teilt der Befehlsgeberabschnitt 12 aufeinanderfolgend Zählbefehle zu, die ab dem Start des Programms bis zu dem Zeitpunkt generiert werden, zu dem der Befehl aktuell in Form von Daten ausgegeben werden soll, um eine Ausführungsstelle des Programms in Steuerungseinheiten eindeutig festzulegen. Die so zugeteilte Nummer wird im Nachstehenden einfach "Befehlsnummer" genannt, und jedes Mal, wenn ein Befehl an den Befehlspufferspeicherabschnitt 13 ausgegeben wird, wird das Speicherbefehlsnummernregister 31 inkrementiert, und das Befehlspufferspeicherrestnummernregister wird dekrementiert.
Somit wird jedes Mal eine Serien- oder Folgenummer generiert und als Befehlsnummer zugeteilt, wenn eine Anweisung interpretiert wird, um einen Befehl zu generieren, so dass dem so generierten Befehl auf einfache Weise in aufsteigender Reihenfolge eine eindeutige Nummer zugeteilt werden kann.
Hier wäre festzuhalten, dass auch als eine andere Form von Daten zum eindeutigen Festlegen eines Abschnitts oder einer Stelle eines Programms, das in Steuerungseinheiten ausgeführt wird, Daten verwendet werden können, die aus zwei Datenelementen bestehen, d.h. einer Nummer, die sequentiell die Anweisungsnummer ausgehend von der ersten Anweisung des Programms zählt, und einer Nummer, die bei jeder Generierung einer Programmanweisung sequentiell die Nummer von Befehlen ab einem Bewegungsbefehl zählt, der im Hinblick auf die eine Programmanweisung zuerst generiert wurde, wie in 3 gezeigt ist.
Auch können als noch eine andere Form von Daten zum eindeutigen Festlegen eines Abschnitts oder einer Stelle eines Programms, das in Steuerungseinheiten ausgeführt wird, Daten verwendet werden, die aus zwei Datenelementen bestehen, d.h. einer Nummer, die sequentiell die Anweisungsnummer ausgehend von der ersten Anweisung des Programms zählt, und einem Abstand von einem Endpunkt, der durch eine Programmanweisung zu einem Befehl angegeben wird, der sequentiell bei jeder Generierung der einen Programmanweisung ab einem Bewegungsbefehl berechnet wird, der zuerst für die Programmanweisung generiert wurde.
Somit ist es möglich, einen Abschnitt oder eine Stelle eines Programms, das in Steuerungseinheiten ausgeführt wird, durch die Reihenfolge von Anweisungen im Programm und den Abstand oder die Reihenfolge, der bzw. die in jeder Anweisung eingehalten wird, genau zu bestimmen. Im Ergebnis besteht keine Gefahr eines Überlaufs.
Der Befehlspufferspeicherabschnitt 13 umfasst M Datenelemente, im Nachstehenden Datensatz genannt, worin ein Befehl, der mit einer zugeteilten Befehlsnummer versehen ist, vorübergehend zur Kollisionsüberprüfung des Befehls durch das Kollisionserfassungssystem 2 gespeichert wird, bevor der Maschinenantriebsabschnitt 17 den Befehl herausgreift. Wenn der Maschinenantriebsabschnitt 17 den Befehl aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt 13 herausgreift, wird der darin befindliche Datensatz, in dem der Befehl gespeichert ist, leer, und das Befehlspufferspeicherrestnummernregister 32 wird jedes Mal inkrementiert, wenn ein Datensatz leer wird.
Wenn eine Differenz, die erhalten wird, indem die abgefragte Befehlsnummer von der Speicherbefehlsnummer abgezogen wird, größer ist als ein erster voreingestellter Schwellenwert, schickt der Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 einen Befehl mit einer Befehlsnummer, die erhalten wird, indem der erste Schwellenwert zur abgefragten Befehlsnummer der im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gespeicherten Befehle hinzuaddiert wird, an einen Kollisionserfassungsabschnitt 23, und hält die Befehlsnummer, die dem verschickten Befehl zugeteilt wurde, im Abfragebefehlsregister 33 fest.
Zusätzlich empfängt der Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 Überprüfungsergebnisdaten, die eine Befehlsnummer zugeteilt bekommen haben, die vom Kollisionserfassungsabschnitt 23 zurückgeschickt werden, und addiert die so erhaltenen Überprüfungsergebnisdaten zum letzten Datensatz im Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt 15. Dabei wird die Befehlsnummer festgehalten, die den Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt und zum Überprüfungsbefehlsnummernregister 34 hinzuaddiert wurde.
Wenn die Differenz, die erhalten wird, indem die ausgegebene Befehlsnummer von der Überprüfungsbefehlsnummer abgezogen wird, größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, greift der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 Überprüfungsergebnisdaten mit der kleinsten Befehlsnummer aus dem Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt 15 heraus, überprüft sie und bestimmt die Kollisionswahrscheinlichkeit. Im Falle, dass keine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, gibt der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 die Befehlsnummer, die den analysierten Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wurde, an den Maschinenantriebsabschnitt 17 aus. Dabei wird die Befehlsnummer inkrementiert und aktualisiert, die an das Ausgabebefehlsnummernregister 35 ausgegeben wird.
Wird andererseits hingegen bestimmt, dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, gibt der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 die den Überprüfungsergebnisdaten zugeteilte Befehlsnummer nicht an den Maschinenantriebsabschnitt 17 aus und aktualisiert dabei das Ausgabebefehlsnummernregister 35, indem er es inkrementiert.
Der Maschinenantriebsabschnitt 17 greift einen Befehl mit der Befehlsnummer, die vom Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 ausgegeben wurde, aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt 13 heraus und wendet ihn auf die Bewegung jeder Achse einer zu steuernden Maschine an.
Wenn zusätzlich keine Befehlsnummer vom Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 her geschickt wird, beschleunigt der Maschinenantriebsabschnitt 17 die Maschine oder bremst sie ab, indem eine Beschleunigungs- und Abbremsfilterverarbeitung an ihr vorgenommen wird, um sie schließlich vollständig anzuhalten.
Hier ist anzumerken, dass der Maschinenantriebsabschnitt 17 eine Beschleunigungs- und Abbremsverarbeitung beispielsweise dadurch durchführen kann, dass ein gleitendes Mittelwertfilter auf den Befehl, der aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt 13 herausgegriffen wurde, wie im Falle hinlänglich bekannter numerischer Steuerungsvorrichtungen angewendet wird, wodurch jede Achse dazu gebracht wird, auf glatte Weise zu arbeiten, um nicht mit stufenweisen Geschwindigkeitsveränderungen betrieben zu werden.
Das Verhältnis zwischen der Position der Maschine, die dazu veranlasst wird, sich durch einen Bewegungsbefehl, der im letzten Datensatz des Überprüfungsergebnispufferspeicherabschnitts 15 gespeichert wird, der momentanen Position der Maschine, und der Position der Maschine, die dazu veranlasst wird, sich durch einen Bewegungsbefehl zu bewegen, der im ersten Datensatz des Befehlspufferspeicherabschnitts 13 gespeichert ist, wird wie in 4 gezeigt ist.
Das Kollisionserfassungssystem 2 besitzt den Eingabeabschnitt 21, einen Formdatenspeicherabschnitt 22, einen Kollisionserfassungsabschnitt 23 und einen Bildschirm 24.
Der Eingabeabschnitt 21 umfasst Mensch-Maschinen-Schnittstellenvorrichtungen wie eine Tastatur, eine Maus, usw., und Speichermedien wie einen Flash-Speicher, eine Festplatte, usw., und dient dazu, das Verarbeitungsprogramm in das Kollisionserfassungssystem 2 einzugeben.
Der Formdatenspeicherabschnitt 22 liegt in Form eines Speichermediums vor, das die Formdaten von in der Maschine vorhandenen Objekten abspeichert, wie etwa einzelne Teile der zu steuernden Maschine, an der Maschine befestigte Werkzeuge, Aufspannvorrichtungen zum Anbringen von Werkstoffen an der Maschine, die Materialien, usw. Festzuhalten wäre, dass in der folgenden Erklärung die Formdaten der in der zu steuernden Maschine vorhandenen Objekte einfach nur als "Formdaten" bezeichnet werden.
Falls es sich bei dem Befehl, der vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 her eingeht, um einen Bewegungsbefehl handelt, überprüft der Kollisionserfassungsabschnitt 23, indem die Formdaten entsprechend den Bewegungsdaten bewegt werden, ob sich einzelne Formdatenteile in einem kollisionsfreien Zustand, in dem ein Abstand zwischen aneinander angrenzenden Formdatenteilen größer ist als ein voreingestellter Abstand, oder in einem Nähezustand, in dem der Abstand zwischen aneinander angrenzende Formdatenteilen kleiner oder gleich dem voreingestellten Abstand ist, oder in einem Kollisionszustand befinden, in dem aneinander angrenzende Formdatenteile einander teilweise überlappen.
Zusätzlich teilt der Kollisionserfassungsabschnitt 23 die Befehlsnummer, die dem Überprüfungsbefehl zugeteilt worden war, den Überprüfungsergebnisdaten zu, die einen Nähezustand, einen Kollisionszustand oder einen kollisionsfreien Zustand angeben, und schickt die Befehlsnummer zum Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 zurück.
In dieser Hinsicht wäre festzuhalten, dass der Kollisionserfassungsabschnitt 23 den kollisionsfreien Zustand, den Nähezustand oder den Kollisionszustand erfasst, und Formdaten, die sich in einem solchen Zustand befinden, genau angibt, wobei die Überprüfungsergebnisdaten beispielsweise die Daten einer Abschnitts- oder Stellenbezeichnung, oder einer Abschnitts- oder Stellennummer, usw., und den kürzesten Abstand zwischen aneinander angrenzenden Formdatenteilen enthalten können.
Nun wird mit Bezug auf 5 auf den Verarbeitungsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwiesen. 5 ist ein Ablaufschema, das den Verarbeitungsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Verarbeitungsablauf des Maschinensteuerungssystems nach der ersten Ausführungsform umfasst, und zwar in jedem Steuerzeitraum, eine Befehlsgeberroutine (Schritt S1), eine Verknüpfungsdatensende- und -empfangsroutine (Schritt S2), eine Befehlsausgabebestimmungsroutine (Schritt S3) und eine Maschinenantriebsroutine (Schritt S4).
Die Befehlsgeberroutine, die im Befehlsgeberabschnitt 12 ausgeführt wird, wird mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Ablaufschema, das die Prozedur der Befehlsgeberroutine nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Im Schritt S11 wird die Befehlspufferspeicherrestnummer aus dem Befehlspufferspeicherrestnummernregister 32 ausgelesen, und es wird bestimmt, ob im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 noch verfügbarer Platz vorhanden ist. Wenn im Befehlspufferspeicher 13 noch verfügbarer Platz zur Verfügung steht, geht der Steuerablauf zum Schritt S12 weiter, wohingegen die Befehlsgeberroutine beendet wird, wenn kein verfügbarer Platz im Befehlspufferspeicher vorhanden ist.
Im Schritt S12 wird eine Speicherbefehlsnummer aus dem Speicherbefehlsnummernregister 31 ausgelesen, und es wird eine Befehlsnummer generiert, indem die so ausgelesene Speicherbefehlsnummer inkrementiert wird.
Im Schritt S13 wird ein Befehl generiert, indem das Verarbeitungsprogramm interpretiert wird.
Im Schritt S14 wird die so generierte Befehlsnummer dem so generierten Befehl zugeteilt, der dann an den Befehlspufferspeicherabschnitt 13 geschickt wird.
Im Schritt S15 wird die Befehlspufferspeicherrestnummer dekrementiert und die Befehlsgeberroutine beendet.
Als Nächstes wird die Verknüpfungsdatensende- und -empfangsroutine, die im Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 ausgeführt wird, mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist ein Ablaufschema, das die Prozedur der Verknüpfungsdatensende- und -empfangsroutine nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Im Schritt S21 wird die Speicherbefehlsnummer aus dem Speicherbefehlsnummernregister 31 ausgelesen.
Im Schritt S22 wird die Abfragebefehlsnummer aus dem Abfragebefehlsregister 33 ausgelesen.
Im Schritt S23 wird die Abfragebefehlsnummer von der Speicherbefehlsnummer subtrahiert, um eine zwischen diesen bestehende Differenz zu berechnen.
Im Schritt S24 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der Abfragebefehlsnummer und der Speicherbefehlsnummer größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, und wenn die Differenz größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, geht der Steuerablauf zum Schritt S25 weiter, ist jedoch die Differenz kleiner als der erste Schwellenwert, geht der Steuerablauf zum Schritt S27 weiter.
Im Schritt S25 wird der erste Schwellenwert zur Abfragebefehlsnummer hinzuaddiert, um dadurch das Abfragebefehlsregister 33 zu aktualisieren.
Im Schritt S26 wird ein Befehl für die Abfragebefehlsnummer aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt 13 kopiert, und die Abfragebefehlsnummer wird dem so kopierten Befehl zugeteilt, der dann an den Kollisionserfassungsabschnitt 23 geschickt wird.
Im Schritt S27 wird bestimmt, ob die Überprüfungsergebnisdaten vom Kollisionserfassungsabschnitt 23 her eingegangen sind. Wenn die Überprüfungsergebnisdaten eingegangen sind, geht der Steuerablauf zum Schritt S28 weiter, wohingegen die Verknüpfungsdatensende- und -empfangsroutine beendet wird, wenn keine Überprüfungsergebnisdaten eingegangen sind.
Im Schritt S28 wird die Überprüfungsbefehlsnummer mit der Befehlsnummer aktualisiert, die den so eingegangenen Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wurde.
Im Schritt S29 werden die eingegangenen Überprüfungsergebnisdaten mit der so zugeteilten Befehlsnummer an den Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt 15 geschickt, und die Verknüpfungsdatensende- und -empfangsroutine wird beendet.
Als Nächstes wird die Befehlsausgabebestimmungsroutine, die im Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 durchgeführt wird, mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 ist ein Ablaufschema, das die Prozedur der Befehlsausgabebestimmungsroutine nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Im Schritt S41 wird die Ausgabebefehlsnummer aus dem Ausgabebefehlsregister 35 ausgelesen.
Im Schritt S42 wird die Überprüfungsbefehlsnummer aus dem Überprüfungsbefehlsnummernregister 34 ausgelesen.
Im Schritt S43 wird die Ausgabebefehlsnummer von der Überprüfungsbefehlsnummer subtrahiert, um eine zwischen diesen bestehende Differenz zu berechnen.
Im Schritt S44 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der Ausgabebefehlsnummer und der Überprüfungsbefehlsnummer größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, und wenn die Differenz größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, geht der Steuerablauf zum Schritt S45 weiter, wohingegen der Steuerablauf zu S50 weitergeht, wenn die Differenz kleiner ist als der zweite Schwellenwert.
Im Schritt S45 werden die Überprüfungsergebnisdaten der Ausgabebefehlsnummer ausgelesen.
Im Schritt S46 werden die so ausgelesenen Überprüfungsergebnisdaten auf eine Kollisionswahrscheinlichkeit hin analysiert.
Im Schritt S47 wird als Ergebnis der Analyse bestimmt, ob eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, und wenn keine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, geht der Steuerablauf zu Schritt S48 weiter, wohingegen der Steuerablauf zum Schritt S50 übergeht, wenn eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht.
Im Schritt S48 wird die Befehlsnummer, die den so analysierten Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wurde, an den Maschinenantriebsabschnitt 17 geschickt.
Im Schritt S49 wird das Ausgabebefehlsnummernregister 35 aktualisiert, indem zur so übersandten Befehlsnummer eine 1 hinzuaddiert wird, und die Befehlsausgabebestimmungsroutine wird beendet.
Im Schritt S50 wird das Ausgabebefehlsnummernregister 35 aktualisiert, indem eine 1 zur Befehlsnummer hinzuaddiert wird, die den so erhaltenen Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wurde, und der Befehl der den analysierten Überprüfungsergebnisdaten zugeteilten Befehlsnummer wird aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gelöscht, und das Befehlspufferspeicherrestnummernregister 32 wird inkrementiert, wonach die Befehlsausgabebestimmungsroutine beendet wird.
Als Nächstes wird der Funktionsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 unter Verwendung eines speziellen Beispiels beispielhaft dargestellt.
Bevor aus der ersten Anweisung des Verarbeitungsprogramms ein Befehl generiert wird, werden die Speicherbefehlsnummer, die Abfragebefehlsnummer, die Überprüfungsbefehlsnummer und die Ausgabebefehlsnummer jeweils auf 0 gesetzt, und die Befehlsspeicherrestnummer wird auf 100 gesetzt. Und der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert werden jeweils auf Zwei gesetzt. Diese beiden Werte sind Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
In einem ersten Steuerzeitraum lautet die Befehlsspeicherrestnummer 100, aber nicht Null, und so wird die Speicherbefehlsnummer um 1 auf 1 erhöht und ein Befehl mit einer Befehlsnummer 1 im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gespeichert. Da die Speicherbefehlsnummer 1 und die Abfragebefehlsnummer 0 lautet, wird eine Differenz zwischen der Speicherbefehlsnummer und der Abfragebefehlsnummer zu 1, und ist von daher kleiner als der erste Schwellenwert, so dass der Funktionsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 im ersten Steuerzeitraum beendet wird.
In einem zweiten Steuerzeitraum lautet die Befehlspufferspeicherrestnummer 99, aber nicht Null, so dass die Speicherbefehlsnummer um 1 auf 2 erhöht und ein Befehl mit einer Befehlsnummer 2 im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gespeichert wird. Da die Speicherbefehlsnummer 2 und die Abfragebefehlsnummer 0 lautet, wird eine Differenz zwischen der Speicherbefehlsnummer und der Abfragebefehlsnummer zu 2 und ist von daher größer oder gleich dem ersten Schwellenwert, so dass der Befehl mit der Befehlsnummer 2 an den Kollisionserfassungsabschnitt 23 geschickt wird. Im Kollisionserfassungsabschnitt 23 erfolgt keine Antwort innerhalb eines Steuerzeitraums des Maschinensteuerungssystems, so dass der Funktionsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 im zweiten Steuerzeitraum beendet wird.
In einem dritten Steuerzeitraum lautet die Befehlspufferspeicherrestnummer 98 und nicht Null, so dass die Speicherbefehlsnummer um 1 auf 3 erhöht und ein Befehl mit der Befehlsnummer 3 im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gespeichert wird. Da die Speicherbefehlsnummer 3 und die Abfragebefehlsnummer 2 lautet, wird eine Differenz zwischen der Speicherbefehlsnummer und der Abfragebefehlsnummer zu 1 und ist von daher kleiner als der erste Schwellenwert, so dass der Befehl mit der Befehlsnummer 3 nicht an den Kollisionserfassungsabschnitt 23 geschickt wird. Die Überprüfungsergebnisdaten der Befehlsnummer 2, die vom Kollisionserfassungsabschnitt 23 zurückgeschickt werden, werden im Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt 15 gespeichert, und die Überprüfungsbefehlsnummer wird auf 2 eingestellt. Da die Überprüfungsbefehlsnummer 2 und die Ausgabebefehlsnummer 0 lautet, wird eine Differenz zwischen der Überprüfungsbefehlsnummer und der Ausgabebefehlsnummer zu 2 und ist von daher größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert, so dass der Befehl mit der Befehlsnummer 1 an den Maschinenantriebsabschnitt 17 ausgegeben wird und der Funktionsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 im dritten Steuerzeitraum beendet wird.
In einem vierten Steuerzeitraum lautet die Befehlspufferspeicherrestnummer 97 und nicht Null, so dass die Speicherbefehlsnummer um 1 auf 4 erhöht und ein Befehl mit der Befehlsnummer 4 im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gespeichert wird. Da die Speicherbefehlsnummer 4 und die Abfragebefehlsnummer 2 lautet, wird eine Differenz zwischen der Speicherbefehlsnummer und der Abfragebefehlsnummer zu 2 und ist von daher größer oder gleich dem ersten Schwellenwert, so dass der Befehl mit der Befehlsnummer 4 zum Kollisionserfassungsabschnitt 23 geschickt wird. Es erfolgt keine Antwort vom Kollisionserfassungsabschnitt 23 im vierten Steuerzeitraum des Maschinensteuerungssystems, und so wird der Funktionsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 im vierten Steuerzeitraum beendet.
In einem fünften Steuerzeitraum lautet die Befehlspufferspeicherrestnummer 96 und nicht Null, so dass die Speicherbefehlsnummer um 1 auf 5 erhöht und ein Befehl mit der Befehlsnummer 5 im Befehlspufferspeicherabschnitt 13 gespeichert wird. Da die Speicherbefehlsnummer 5 und die Abfragebefehlsnummer 4 lautet, wird eine Differenz zwischen der Speicherbefehlsnummer und der Abfragebefehlsnummer zu 1 und ist von daher kleiner als der erste Schwellenwert, so dass der Befehl mit der Befehlsnummer 5 nicht zum Kollisionserfassungsabschnitt 23 geschickt wird. Die Überprüfungsergebnisdaten der Befehlsnummer 4, die vom Kollisionserfassungsabschnitt 23 zurückgeschickt werden, werden im Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt 15 gespeichert, und die Überprüfungsbefehlsnummer wird auf 5 eingestellt. Da die Überprüfungsbefehlsnummer 5 und die Ausgabebefehlsnummer 1 lautet, wird eine Differenz zwischen der Überprüfungsbefehlsnummer und der Ausgabebefehlsnummer zu 4 und ist von daher größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert, so dass die Kollisionswahrscheinlichkeit bestimmt und die Befehlsnummer 2 an den Maschinenantriebsabschnitt 17 ausgegeben wird und der Funktionsablauf des Maschinensteuerungssystems 1 im fünften Steuerzeitraum beendet wird.
Das numerische Steuerungssystem nach dieser ersten Ausführungsform verschickt ausgehend vom Maschinensteuerungssystem einen Befehl, dem eine Befehlsnummer zugeteilt wird, in Form von Daten, um einen Abschnitt oder eine Stelle eines Programms genau festzulegen, das in der Steuerungseinheit ausgeführt wird, wohingegen das Kollisionserfassungssystem Überprüfungsergebnisdaten zurückschickt, denen die Befehlsnummer zugeteilt wurde, die dem überprüften Befehl zugeteilt worden war. Im Ergebnis ist es selbst in einem kombinierten oder komplexen numerischen Steuerungssystem mit asynchronen Verarbeitungszeiträumen möglich, das Auftreten einer Kollision in diesem zu verhindern, auch wenn die Verarbeitungszeit des Kollisionserfassungssystems verlängert ist oder das System ausfällt.
Wenn in der ersten Ausführungsform eine Differenz zwischen Befehlsnummern den ersten vorgegebenen Schwellenwert erreicht, schickt der Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 einen Befehl zur Überprüfung an den Kollisionserfassungsabschnitt 23, wenn aber ein Abstand zwischen Befehlen, die festgehaltenen Befehlsnummer entsprechen, einen vorgegebenen Abstand erreicht, kann ein wie in 9 gezeigter Befehl zur Überprüfung an den Kollisionserfassungsabschnitt geschickt 23 werden.
Ausführungsform 2
10 ist ein Blockschema eines Maschinensteuerungssystems nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein numerisches Steuerungssystem nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem numerischen Steuerungssystem nach der ersten Ausführungsform durch ein Maschinensteuerungssystem 1B, ist aber in anderen Hinsichten gleich der ersten Ausführungsform, wobei gleiche Teile oder Elemente, wie in 10 gezeigt, durch dieselben Bezugszahlen und Bezugszeichen ausgewiesen sind, eine Erklärung von diesen jedoch unterbleibt.
Das Maschinensteuerungssystem 1B nach dieser zweiten Ausführungsform unterscheidet sich vom Maschinensteuerungssystem 1 der ersten Ausführungsform durch einen Befehlsgeberabschnitt 12B und einen Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B, ist aber in anderen Hinsichten dem Maschinensteuerungssystem 1 gleich, und von daher sind Bestandteile oder Teile durch dieselben Bezugszahlen und Bezugszeichen ausgewiesen, wobei eine Erklärung von diesen unterbleibt. Der Befehlsgeberabschnitt 12B nach der zweiten Ausführungsform interpretiert ein Verarbeitungsprogramm, das im Programmspeicherabschnitt 11 gespeichert ist, ermittelt in jedem vorgegebenen Steuerzeitraum Positionen auf einem Weg, um ein Werkzeug sich auf dem Weg bewegen zu lassen, der durch eine im Verarbeitungsprogramm beschriebene Bewegungsanweisung angegeben ist, und generiert einen Bewegungsbefehl für jede Achse einer zu steuernden Maschine.
Zusätzlich gibt der Befehlsgeberabschnitt 12B, außer dem generierten Bewegungsbefehl, auch die Art der Anweisung (z.B. eine Schnellvorlaufanweisung, eine Anweisung zur geradlinigen Schneidbewegung, eine Anweisung zur kreisbogenförmigen Schneidbewegung, eine Innen-/Außengewindeschneidanweisung, eine Innengewindeschneidanweisung, usw.) im Verarbeitungsprogramm paarweise, auf deren Grundlage der Bewegungsbefehl generiert wird, an den Befehlspufferspeicherabschnitt 13 aus.
Hier ist die Art der Anweisung beispielsweise eine Positionierungs(schnellvorlauf)anweisung, eine Linearinterpolations(schneidzufuhr)anweisung, eine Kreisbogeninterpolations(schneidzufuhr)anweisung, eine Innengewindeschneidanweisung, eine Innen-/Außengewindeschneidanweisung, usw., und wird im Nachstehenden als "Anweisungstyp" bezeichnet.
Ähnlich dem Befehlsgeberabschnitt 12 nach der ersten Ausführungsform teilt der Befehlsgeberabschnitt 12B den vom Befehlspufferspeicherabschnitt 13 ausgegebenen Daten eine Befehlsnummer in Form von Daten zu, um einen Ausführungsabschnitt oder eine Ausführungsstelle des Programms in der Steuerungseinheit eindeutig und genau festzulegen, und zwar zusätzlich zum Bewegungsbefehl für jede Maschinenachse und zum Anweisungstyp. Eine solche Befehlsnummer ist ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform, und in der folgenden Erläuterung erfolgt die Beschreibung davon ausgehend, dass eine Befehlsnummer eine Nummer ist, die sequentiell Befehle ab dem Start des Programms bis zum aktuellen Zeitpunkt zählt. Der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B nach der zweiten Ausführungsform kopiert einen Befehl, der einer Überprüfungsergebnisdaten zugeteilten Befehlsnummer entspricht, aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt 13 zusammen mit dessen Anweisungstyp.
Zusätzlich bestimmt der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B, ob der so kopierte Anweisungstyp, wie etwa ein Innen-/Außengewindeschneidbefehl, ein in 11 gezeigter Innengewindeschneidbefehl o. dgl. ist, der einen ernsthaften Schaden an einem (in Bearbeitung befindlichen) Werkstück, einem Werkzeug, usw., verursachen könnte, wenn die Zuführung des Werkzeugs während der Ausführung der Anweisung angehalten würde.
Solch eine Bestimmung dahingehend, ob es sich um eine Anweisung handelt, die eine ernsthafte Schädigung des Werkstücks, des Werkzeugs, von Maschinenteilen verursachen könnte, lässt sich vorab ansetzen oder kann durch Bedienerentscheidung in einer Speichervorrichtung im numerischen Steuerungssystem aufgezeichnet werden. Dies beeinflusst den Schutzbereich nicht, der durch die beigefügten Ansprüche der vorliegenden Erfindung gewährt wird. Die wie vorstehend bestimmte Anweisung wird im Folgenden als "Aufmerksamkeitsanweisung" bezeichnet.
Wenn der Kollisionserfassungsabschnitt 23 damit beginnt, einen Befehl zu überprüfen, der aus der Aufmerksamkeitsanweisung generiert wurde, gibt der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B keine Befehlsnummer an den Maschinenantriebsabschnitt 17 aus, so dass die Maschine nicht, wie in 12A gezeigt, an irgendeiner ihrer Positionen bei der Ausführung der letzten Anweisung angehalten werden kann, bevor nicht die Aufmerksamkeitsanweisung abgeschlossen ausgeführt ist, sondern gibt erst eine Befehlsnummer aus, nachdem der Befehlsgeberabschnitt 12B sämtliche in 12B gezeigten Befehle für eine Anweisung zu Ende ausgeführt hat.
Als Ergebnis dieses Funktionsablaufs wird die Maschine ab dem Zeitpunkt, zu dem das numerische Steuerungssystem eine Reihe von auf die Aufmerksamkeitsanweisung bezogener Befehle generiert hat, bis eine Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeit der Befehle abgeschlossen ist, in einen temporären Stoppzustand versetzt, und wenn keine Kollisionswahrscheinlichkeit in den Befehlen für eine Aufmerksamkeitsanweisung entdeckt wurde, nachdem der Kollisionserfassungsabschnitt 23 die Überprüfung aller Befehle für die Aufmerksamkeitsanweisungsverarbeitung abgeschlossen hat, wird die Verarbeitung ausgehend von dieser Anweisung wieder aufgenommen.
Wurde hingegen eine mögliche Kollision bei auch nur einem der auf die Aufmerksamkeitsanweisung bezogenen Befehle entdeckt, gibt der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B keinen der auf die Aufmerksamkeitsanweisung bezogenen Befehle aus, sondern teilt dem Bediener beispielsweise mittels einer Anzeige mit, dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit entdeckt wurde.
Zusätzlich ist es wünschenswert, dass, wenn der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B beim Beginn der Überprüfung der aus der Aufmerksamkeitsanweisung generierten Befehle den Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicher 15 durchsucht und einen Befehl erfasst, der aus einer Anweisung wie etwa einer Schnellvorlaufanweisung, usw., und keiner Schneidanweisung generiert wurde, die Maschine vorübergehend ab diesem Zeitpunkt, zu dem sämtliche Befehle, die aus der Anweisung und nicht der Schneidanweisung generiert wurden, an den Maschinenantriebsabschnitt 17 ausgegeben wurden, angehalten wird, bis der Kollisionserfassungsabschnitt 23 alle aus der Aufmerksamkeitsanweisung generierten Befehle überprüft hat.
Darüber hinaus führt in Fällen, in denen der Anweisungstyp des Befehls eine Schnellvorlaufanweisung ist, der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16B eine Befehlsausgabebestimmung durch und gibt eine Befehlsnummer an den Maschinenantriebsabschnitt 17 aus, wenn eine Differenz, die erhalten wird, indem die Ausgabebefehlsnummer von der Überprüfungsbefehlsnummer subtrahiert wird, größer oder gleich einem dritten Schwellenwert ist.
Hier ist anzumerken, dass im Gegensatz zum zweiten Schwellenwert, der wie in der Erläuterung des Funktionsablaufs des Befehlsausgabebestimmungsabschnitts 16 in der ersten Ausführungsform gezeigt wurde, voreingestellt wird, der dritte Schwellenwert entsprechend dem Anweisungstyp verändert werden kann, wodurch eine geeignete Anzahl von Überprüfungsergebnisdaten im Überprüfungsergebnisdatenspeicher 15 sichergestellt werden kann.
Somit wird im Falle einer Anweisung, die eine ernsthafte Schädigung von Teilen wie einem Werkstück, einem Werkzeug, usw. verursachen könnte, wenn die Zuführung des Werkzeugs während der Ausführung der Anweisung angehalten wird, die Maschine vorübergehend angehalten, bis die Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeit der Reihe von auf die Anweisung bezogenen Befehlen abgeschlossen ist, und so ist es möglich, das Abbremsen oder Anhalten der Maschine im Verlauf ihrer Bewegung während der Zeit, in der eine solche Aufmerksamkeitsanweisung durchgeführt wird, zu vermeiden.
Darüber hinaus ist im Falle einer Anweisung, wie einer Schnellvorlaufanweisung, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs schnell ist, die Nummer von Befehlen, für welche die Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeit abgeschlossen wurde, höher als im Falle einer allgemeinen Anweisung, bei der die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs nicht so schnell ist, und als Ergebnis davon ist es auch möglich, das Abbremsen oder Anhalten der Maschine im Verlauf der Ausführung der Anweisung zu vermeiden.
Ausführungsform 3
Ein numerisches Steuerungssystem nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom numerischen Steuerungssystem nach der ersten Ausführungsform durch ein Kollisionserfassungssystem, ist in anderen Hinsichten aber gleich der ersten Ausführungsform, wobei die gleichen Teile oder Elemente mit denselben Bezugszahlen und Bezugszeichen ausgewiesen sind, eine Erklärung von diesen aber unterbleibt. Das Kollisionserfassungssystem nach der dritten Ausführungsform unterscheidet sich vom Kollisionserfassungssystem 2 nach der ersten Ausführungsform in einem Funktionsablaufaspekt nach der Erfassung einer Kollision, ist aber in den anderen Funktionsablaufaspekten gleich der ersten Ausführungsform.
Nun befindet sich der Kollisionserfassungsabschnitt 23 in einem Zustand, in dem er durch Überprüfen eines Überprüfungsabfragebefehls, der vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 her eingegangen ist, bestimmt hat, dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, und Überprüfungsergebnisdaten davon an den Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 zurückgeschickt hat. Im Falle, dass bestimmt wird, dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit im überprüften Befehl besteht, aktiviert der Kollisionserfassungsabschnitt 23 einen Kollisionserfassungsmerker, der im Kollisionserfassungssystem vorgesehen ist. Wenn der Kollisionserfassungsmerker beim Empfang des darauffolgenden Überprüfungsabfragebefehls aus dem Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt 14 aktiviert ist, bestimmt der Kollisionserfassungsabschnitt 23 die Kollisionswahrscheinlichkeit für den empfangenen Befehl nicht, und schickt auch dann keine Überprüfungsergebnisdaten zurück, wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit für den Befehl bestimmt wurde.
Unter diesen Umständen schreitet die Überprüfungsbefehlsnummer, auf die sich der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt 16 bezieht, nicht weiter, und die Differenz der an den Maschinenantriebsabschnitt 17 ausgegebenen Befehlsnummer zur Überprüfungsbefehlsnummer wird nicht größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert, und so erfolgt keine Ausgabe an den Maschinenantriebsabschnitt 17.
Im Ergebnis fährt der Maschinenantriebsabschnitt 17 die Maschine um einen dem zweiten Schwellenwert entsprechenden Betrag ausgehend von der Befehlsnummer, bei der die Kollisionswahrscheinlichkeit entdeckt wurde, zurück, wonach er den Antrieb der Maschine stoppt. Das numerische Steuerungssystem nach der dritten Ausführungsform überprüft keine Befehle und reagiert auch nicht auf diese nach einem Befehl, für den der Kollisionserfassungsabschnitt 23 das Bestehen einer Kollisionswahrscheinlichkeit bestimmt, und so wird es möglich, die Maschine an einer um den zweiten Schwellenwert von dem Befehl entfernten Stelle anzuhalten, für den bestimmt wurde, dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, und von daher kann das numerische Steuerungssystem mit einer sichereren Kollisionserfassungsfunktion ausgelegt werden.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Erfindung mit Modifizierungen in die Praxis umgesetzt werden kann, die im Aussagegehalt und Rahmen der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

Numerisches Steuerungssystem, bei dem ein Maschinensteuerungssystem (1, 1B) zum Steuern einer Maschine in einem vorgegebenen Zeitraum und ein Kollisionserfassungssystem (2), das in einem anderen Zeitraum arbeitet als das Maschinensteuerungssystem (1, 1B), oder in einem sich konstant verändernden Zeitraum arbeitet, um eine Kollisionswahrscheinlichkeit bei einem Befehl zu prüfen, der die Maschine arbeiten lässt, im Verbund miteinander arbeiten, wobei das Maschinensteuerungssystem (1, 1B) umfasst: einen Befehlsgeberabschnitt (12, 12B), der ein Programm zum Bedienen der Maschine interpretiert, in der Steuerungseinheit einen Befehl für die Maschine generiert, und den Befehl ausgibt, indem dem Befehl eine Befehlsnummer zugeteilt wird, um in der Steuerungseinheit eine Ausführungsstelle des Programms eindeutig festzulegen; einen Befehlspufferspeicherabschnitt (13), der eine vorbestimmte Anzahl von Befehlen abspeichert, die vom Befehlsgeberabschnitt (12, 12B) ausgegeben werden; einen Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt (14), der einen der im Befehlspufferspeicherabschnitt (13) gespeicherten Befehle kopiert, ihn an das Kollisionserfassungssystem (2) schickt und Überprüfungsergebnisdaten überträgt, wenn die Überprüfungsergebnisdaten, die sich auf die Kollisionswahrscheinlichkeit für den Befehl beziehen, vom Kollisionserfassungssystem (2) zurückgeschickt werden; einen Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt (15), der die vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt (14) übertragenen Überprüfungsergebnisdaten abspeichert; einen Befehlsausgabebestimmungsabschnitt (16, 16B), der die im Überprüfungsergebnisdatenpufferspeicherabschnitt (15) zuerst gespeicherten Überprüfungsergebnisdaten analysiert, wenn die Anzahl von unter den im Befehlspufferspeicherabschnitt (13) abgespeicherten Befehlen, für die Überprüfungsergebnisdaten erhalten wurden, größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, und eine den zuerst abgespeicherten Überprüfungsergebnisdaten entsprechende Befehlsnummer ausgibt, wenn aus der Analyse der zuerst abgespeicherten Überprüfungsergebnisdaten bestimmt wird, dass keine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht; und einen Maschinenantriebsabschnitt (17), der, wenn eine Befehlsnummer aus dem Befehlsausgangsbestimmungsabschnitt (16, 16B) ausgegeben wird, einen Befehl mit der Befehlsnummer aus dem Befehlspufferspeicherabschnitt (13) herausgreift und den so herausgegriffenen Befehl auf die Maschine anwendet, wobei der Maschinenantriebsabschnitt (17) betrieben werden kann, um die Maschine zeitweise anzuhalten, um sie dadurch abzubremsen oder anzuhalten, wenn keine Befehlsnummer aus dem Befehlsausgabebestimmungsabschnitt (16, 16B) ausgegeben wird; wobei, wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit für einen vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt (14) her eingegangenen Befehl überprüft wird, das Kollisionserfassungssystem (2) Überprüfungsergebnisdaten an den Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt (14) zurückschickt, indem eine Befehlsnummer, die dem überprüften Befehl zugeordnet wurde, den Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wird.
Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Befehlsnummern Folgenummern sind, die sequentiell in der Reihenfolge von Interpretationen von Anweisungen generiert werden, in der das Programm während der Ausführung dieses einen Programms interpretiert wird.
Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Befehlsnummer um Daten handelt, die in Kombination eine Nummer, welche die Reihenfolge einer Anweisung des Programms darstellt, und eine Nummer umfassen, welche die Interpretationsreihenfolge der Anweisung des Programms während der Ausführung dieses einen Programms darstellt.
Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Datenverknüpfungssende- und -empfangsabschnitt (14) den letzten Befehl, der zuletzt im Befehlspufferspeicherabschnitt (13) gespeichert wurde, an das Kollisionserfassungssystem (2) schickt, wenn die Nummer von ungeprüften Befehlen unter diesen Befehlen, die im Befehlspufferspeicherabschnitt (13) gespeichert sind, gleich oder größer einem vorgegebenen ersten Schwellenwert wird.
Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Datenverknüpfungssende- und -empfangsabschnitt (14) den letzten Befehl, der zuletzt im Befehlspufferspeicherabschnitt (13) gespeichert wurde, an das Kollisionserfassungssystem (2) schickt, wenn ein Abstand zwischen dem Befehl, der zuletzt an das Kollisionserfassungssystem (2) geschickt wurde, und dem letzten Befehl, der zuletzt im Befehlspufferspeicherabschnitt (13) gespeichert wurde, gleich oder größer einem ersten vorgegebenen Schwellenwert wird.
Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Befehl für die Maschine generiert wird, der Befehlsgeberabschnitt (12, 12B) an die Maschine den Befehl mit seinem Befehlstyp in der Einheit des Programms ausgibt, auf dessen Grundlage der Befehl generiert wird; und der Befehlsausgabebestimmungsabschnitt (16, 16B) die Befehlsnummer, die den letzten Überprüfungsergebnisdaten zugeteilt wurde, die vom Kollisionserfassungssystem (2) zurückgeschickt wurden, und die Befehlsnummer, die dem aus dem Maschinenantriebsabschnitt (17) ausgegebenen Befehl zugeteilt wurde, vergleicht, die Ausgabe von anderen Befehlen als der Schneidzufuhranweisung eine vorbestimmte Zeit lang stoppt, wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass eine Verarbeitungsverzögerung im Kollisionserfassungssystem (2) auftritt, und wenn eine andere Anweisung als die Schneidzufuhranweisung im Befehlspufferspeicher (13) vorhanden ist, und auch die Ausführung einer Aufmerksamkeitsanweisung bis zum Ende der Überprüfung stoppt, wenn eine Möglichkeit besteht, dass eine Verarbeitungsverzögerung im Kollisionserfassungssystem (2) auftritt.
Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Kollisionserfassungssystem (2) die Kollisionswahrscheinlichkeit nicht erfasst oder keine Überprüfungsergebnisdaten für einen Befehl zurückschickt, der vom Verknüpfungsdatensende- und -empfangsabschnitt (14) her geschickt wurde, nachdem Überprüfungsergebnisdaten für einen Befehl geschickt wurden, für den erfasst wird, dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht.