JP2000137511A - Nc工作機械 - Google Patents

Nc工作機械

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JP2000137511A
JP2000137511A JP10312460A JP31246098A JP2000137511A JP 2000137511 A JP2000137511 A JP 2000137511A JP 10312460 A JP10312460 A JP 10312460A JP 31246098 A JP31246098 A JP 31246098A JP 2000137511 A JP2000137511 A JP 2000137511A
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JP
Japan
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processing
power supply
stop
numerical control
machining
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JP10312460A
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Nobuyuki Endo
延之 遠藤
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Star Micronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 停電後の加工再開が容易であり、かつ停電に
よる部品の品質低下を防止できるNC工作機械を提供す
る。 【解決手段】 無停電電源15の主電源31が停止する
と、検出器33がその停止を検出し、主電源31に代わ
って予備電源32が電力供給を行う。主電源31が停止
したときに、NC加工部10aは、部品加工を即時停止
することなく、予備電源32からの電力供給を利用して
部品加工を続行し、次の停止コマンドにおいて加工プロ
グラムの実行を停止する。これによって、停電後に容易
に加工を再開でき、かつ停電による部品の品質低下を防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御によって
部品加工を行なうNC(Numeric Control)工作機械に関
する。
【0002】
【従来の技術】NC工作機械は、加工プログラムに基づ
いて加工ツールの交換や部品と加工ツールとの相対位
置、加工内容等を高精度かつ高速に制御することがで
き、大量生産だけでなく多品種少量生産にも迅速に対応
できる。
【0003】このようなNC工作機械では、加工途中に
停電が発生すると、加工を強制的に終了させて、全ての
加工ツールを互いに干渉しない位置まで退避させた後、
全ての加工ツールの駆動を停止させることによって、安
全に加工動作を停止させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにNC工作機械の加工動作を停止させると、停電の
直前に如何なる加工作業を行っていても、その加工作業
を直ちに終了させて加工ツールを退避させるので、加工
を再開させるためには、加工作業を終了させた位置にお
いて位置決めなどを行う必要があり、加工作業の再開が
非常に困難である。さらに、切削加工の途中で加工作業
の停止を行った場合はバイトなどの加工ツールの微妙な
ずれなどにより加工作業の再開がさらに困難である。し
たがって、連続して加工したときに比べて部品の品質が
低下し、不良品が生産されてしまう。
【0005】本発明の目的は、停電後の加工再開が容易
であり、かつ停電による部品の品質低下を防止できるN
C工作機械を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、部品加工の動
作を制御する複数の数値制御コマンドと、任意の数値制
御コマンド実行時に次の数値制御コマンドの実行を一時
停止するための停止コマンドと、を含む加工プログラム
に従って、前記部品加工を行う数値制御加工部と、数値
制御加工部に電力を供給する主電源、その主電源が停止
したときに電力を供給する予備電源、および主電源の停
止を検出する停電検出手段を備えた電源部とで構成さ
れ、数値制御加工部は、停電検出手段からの給電停止信
号を受けた場合、少なくとも前記加工プログラムに従っ
て停止コマンドに到達するまで前記部品加工を予備電源
の電力で実行させることを特徴とするNC工作機械であ
る。
【0007】また本発明は、前記部品加工は切削加工で
あることを特徴とする。また本発明は、前記数値制御加
工部の加工ツールにより前記部品加工を行うものにおい
て、前記停止コマンド実行時に前記加工ツールを加工中
の部品から離間させて退避させることを特徴とする。
【0008】また本発明は、前記加工プログラムは1つ
の部品の加工の開始および完了を示す1部品区切処理コ
マンドを含むものであり、前記数値制御加工部は、前記
停電検出手段からの給電停止信号を受けた場合、少なく
とも前記加工プログラムに従って1部品区切処理コマン
ドに到達するまで前記部品加工を予備電源の電力で実行
させることを特徴とする。
【0009】本発明に従えば、加工プログラムの一連の
数値制御コマンドによって、部品の特定箇所の一連の加
工動作が実行され、停止コマンドによって加工動作が一
時停止される。電源部は、主電源が停止しても予備電源
から電力を供給できる無停電電源を構成している。
【0010】主電源が停止すると、停電検出手段がその
停止を検出し、主電源に代わって予備電源が電力供給を
行う。主電源が停止したときに、数値制御加工部は、部
品加工を即時停止することなく、予備電源からの電力供
給を利用して部品加工を少なくとも加工プログラムに従
って停止コマンドに到達するまで続行した後、加工プロ
グラムの実行を停止する。これによって、停電後に容易
に加工を再開することができ、かつ停電による部品の品
質低下を防止できる。
【0011】また本発明に従えば、加工プログラムの切
削加工開始から切削加工終了までの一連の加工動作を制
御する数値制御コマンドによって、部品の特定箇所の切
削開始から切削終了までの一連の加工動作が実行され、
停止コマンドにより一連の切削終了後に加工動作が一時
停止されるため、切削位置のずれによる部品の品質の低
下を防止できる。
【0012】また本発明に従えば、停止コマンド実行時
に加工ツールを加工中の部品から離間させて退避させる
ことによって停電後に容易に加工の再開ができる上、安
全に加工動作を停止できる。
【0013】また本発明に従えば、給電停止信号を受け
た場合、加工プログラムに従って1つの部品の加工の完
了を示す1部品区切処理コマンドに到達するまで部品加
工を予備電源の電力で実行させることにより、停電にな
っても部品を完成させることができ作業中断による不良
部品の発生を防ぐことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態とし
て、NC工作機械1の電気的構成を示すブロック図であ
る。NC工作機械1は、NC(数値制御)加工部10
a、PC(パソコン)部20、および無停電電源15,
25などで構成される。
【0015】NC加工部10aは、駆動部16およびN
C部10から成る。駆動部16は、バイトなどの加工ツ
ールを駆動するモータおよびアンプなどで構成される。
NC部10は、プログラムの実行または各種処理を行な
うCPU(中央処理装置)11、プログラムまたは各種
データを格納する揮発性のメモリ12およびハードディ
スク13、ならびにI/O(Input/Output)回路14
を備え、駆動部16に対して数値制御を行う。
【0016】PC部20は、プログラムの実行またはデ
ータの処理などの各種処理を行なうCPU21、プログ
ラムまたはデータなどを格納するための揮発性のメモリ
22およびハードディスク23、I/O回路24、なら
びにネットワーク接続用の通信ポート26を備えたパー
ソナルコンピュータである。
【0017】NC部10には、リアルタイム処理が可能
な専用のOS(オペレーションシステム)が搭載され、
PC部20には、マルチタスク処理やマルチウインドウ
表示、ネットワーク等に対応した汎用のOS(たとえば
マイクロソフト社製のWindows95、WindowsNT、WindowsCE
など)が搭載される。
【0018】NC部10とPC部20との間には、デー
タ送受のためのインタフェイス部9が設けられている。
インターフェイス部9は、たとえば両者のバスに接続さ
れた共有メモリであり、両者からのメモリアクセスによ
るデータの読み書きが可能である。
【0019】無停電電源15は、交流電源などの主電源
31、蓄電池などの予備電源32、検出器33および切
換器34を備え、NC加工部10aに電力を供給する。
主電源31は優先的に電力供給を行い、検出器33が主
電源31の停止を検出すると、切換器34が主電源31
に代わって予備電源32から電力供給させる。検出器3
3は、たとえば主電源31からの出力電流を計測する電
流計であり、検出電流が所定の閾値以下となったときに
検出信号を切換器34に出力する。切換器34は、たと
えば検出信号を受けて、無停電電源15の出力端子と主
電源31とを遮断して、その出力端子に予備電源32を
接続する。
【0020】無停電電源25も、無停電電源15と同様
の構成を成し、主電源41、予備電源42、検出器43
および切換器44を備え、PC部20に電力を供給す
る。なお、無停電電源15および無停電電源25は、共
用されてもよい。
【0021】無停電電源15とNC加工部10aとの間
には、ブレーカ17が設けられており、I/O回路14
からの信号によって、NC加工部10aへの電力供給を
停止できる。同様に、無停電電源25とPC部20との
間には、ブレーカ27が設けられており、I/O回路2
4からの信号によって、PC部20への電力供給を停止
できる。また、主電源31,41には、スイッチ18,
28がそれぞれ設けられ、オペレータの操作によって電
力の供給と遮断とを切換えることができる。
【0022】図2は、図1のメモリ12,22を示す図
である。NC加工部10a側のメモリ12には、NC加
工処理プログラムおよびNC停止処理プログラムなどが
ロードされる。PC部20側のメモリ22には、PC停
止処理プログラムなどがロードされる。NC加工処理プ
ログラムは、ラダー言語で書かれたシーケンシャルプロ
グラムであり、定期的なサイクルで順次実行される。N
C加工部10aの加工動作は、このNC加工処理プログ
ラムに従う加工ツールの機械的動作によって実現され
る。NC停止処理プログラムも、ラダー言語で書かれた
プログラムであり、無停電電源15からの停電通知、ま
たはPC部20からの停電通知を受けて停止処理を行
う。PC停止処理プログラムは、メモリ22に常駐し、
無停電電源25からの停電通知、またはNC部10から
の停電通知を受けて停止処理を行う。
【0023】図3は、部品加工の一例として部品および
加工ツールを示す図である。図3のZ軸は、部品材料M
0の回転軸Lに平行であり、X軸は上下方向である。バ
イトT2は、X方向にスライド可能であり、バイトT5
はX方向およびZ方向にスライド可能である。回転する
部品材料M0にバイトT2,T5を接触させて、これを
切削することで、部品Mが製造される。部品Mは、直径
10mm、高さ5mmの頭部M1と、直径4mm、高さ
15mmの胴体部M2とから成る。
【0024】図4は図3の部品加工を行うためのNC加
工処理プログラムを示す図であり、図5は図3の部品加
工の処理流れを示すフローチャートである。図4のN1
〜N20はプログラムの行番号であり、図5の各ステッ
プN1〜N20に対応している。図4の各行番号の後に
は、その行番号において実行される数値制御コマンドが
記述される。たとえば「G99」は毎回回転送り、「M
03」は主軸正転、「S500」は回転数500rpm
をそれぞれ示している。
【0025】加工プログラムの実行が開始されると、ス
テップN1〜ステップN3において、部品材料M0を把
持するためのコレットチャックを開き、各種の初期設定
を行う。次にステップN4において、1サイクル停止処
理(M20)を行う。
【0026】またこの「M20」は1サイクル停止処理
である一方で1部品区切処理でもある。この1部品区切
処理は加工処理プログラムで次に1部品区切処理(M2
0)が実行されるまでを1つの部品を加工する処理とし
て扱うものである。たとえば1つの部品Mを加工する場
合は、ステップN4からステップN20を経てステップ
N4までが1つの部品Mを加工する処理となり、1部品
区切処理(M20)が実行されると1つの部品加工が完
了したことになり部品Mが完成する。
【0027】なお、停電の場合に常に1つの部品加工が
完了した状態で加工処理を終了したい場合は、加工処理
プログラム中に1サイクル停止処理(M50)を使用せ
ずまた、1部品区切処理(M20)を1部品につき1コ
マンドのみ使用し加工処理プログラムを作成するとよ
い。
【0028】次にステップN5において、コレットチャ
ックを閉じて部品材料M0を把持し、ステップN6にお
いて、バイトT2の部品材料M0へのアプローチを行
う。次にステップN7において、突っ切りバイトとして
バイトT5を選択しておき、ステップN8において、選
択されたバイトT5を部品材料M0から後退させて退避
させておく。
【0029】次にステップN9において、バイトT2を
選択し、ステップN10,N11において、選択された
バイトT2を部品材料M0に接触する直前の位置まで早
送りする。次にステップN12において、バイトT2を
Z軸方向にスライドさせて部品材料M0を切削し、部品
Mの胴体部M2を形成する。胴体部M2の端部までバイ
トT2が到達すると、ステップN13において、バイト
T2をその位置に0.2秒待機させる。これによって、
部品Mの胴体部M2側の端面が形成される。次にステッ
プN14,15において、バイトT2を後退させて、バ
イトT2による切削動作を終了する。
【0030】以上のステップN5〜ステップN15まで
の処理は、1サイクル処理C1を構成している。次にス
テップN16において、1サイクル停止処理(M50)
を行う。
【0031】次にステップN17において、バイトT5
を選択し、ステップN18において、選択されたバイト
T5を部品材料M0に接触する直前の位置まで早送りす
る。次にステップN19において、バイトT5をX軸方
向にスライドさせ、回転軸Lを0.2mm越えた位置で
停止させる。これによって、バイトT5による部品材料
M0の突っ切りを行うことができ、部品Mが完成する。
【0032】次にステップN20において、NC加工処
理プログラムの先頭のステップN1に戻り、途中でプロ
グラムが停止しない限り、ステップN1〜ステップN2
0の処理が繰返される。ステップN17〜ステップN2
0およびステップN1〜ステップN3は、1サイクル処
理C2を構成している。
【0033】図6は、図5のステップN4の1サイクル
停止処理(M20)を示すフローチャートである。処理
が開始されると、ステップA1において、停止命令がメ
モリ12に書込まれているか否かを判定する。書込まれ
ている場合、ステップA2においてNC加工処理プログ
ラムを停止し、ステップA3において、1サイクル停止
処理動作が完了したことを示す1サイクル停止情報をメ
モリ12に書き込み、1サイクル停止処理を終了する。
停止命令がメモリ12に書込まれていない場合、1サイ
クル停止処理を終了してNC加工処理プログラムの実行
を続ける。
【0034】図7は、図5のステップN16の1サイク
ル停止処理(M50)をさらに詳細に示すフローチャー
トである。処理が開始されると、ステップB1におい
て、スナップスイッチ19がONになっているか否かを
判定する。スナップスイッチ19は、図1に示されたオ
ペレータが操作可能な初期設定のためのスイッチであ
る。スナップスイッチ19がONであれば、次のステッ
プB2に進み、スナップスイッチ19がOFFであれ
ば、1サイクル停止処理を終了してNC加工処理プログ
ラムの実行を続ける。
【0035】ステップB2では、停止命令がメモリ12
に書込まれているか否かを判定する。書込まれている場
合、ステップB3においてNC加工処理プログラムを停
止し、ステップB4において、1サイクル停止情報をメ
モリ12に書き込んで、1サイクル停止処理を終了す
る。停止命令がメモリ12に書込まれていない場合、1
サイクル停止処理を終了してNC加工処理プログラムの
実行を続ける。
【0036】上記のように、オペレータがスナップスイ
ッチ19を予めONに設定しておけば、図7の処理は図
6の処理と同一となり、図4に示したように、1サイク
ル処理C1と1サイクル処理C2とを区切るステップN
4およびステップN16のいずれかにおいて、NC加工
処理プログラムを停止させることができる。また、予め
スナップスイッチ19をOFFに設定しておくことによ
って、図7の処理は無いに等しく、図4の処理C1と処
理C2とが1サイクル処理を構成し、ステップN4おい
てのみ、NC加工処理プログラムを停止させることがで
きる。
【0037】このような停止コマンド(M20,M5
0)は、一連の切削動作を行う数値制御コマンド毎に挿
入可能であり、その挿入箇所および挿入する停止コマン
ドの数は、NC工作機械の構成、動作などを考慮して任
意に選択することができる。また、上記スナップスイッ
チ19を設けることで、停止コマンドの挿入および削除
が容易となっている。
【0038】図8(a)は、PC停止処理プログラムの
処理流れを示すフローチャートであり、図8(b)は、
NC停止処理プログラムの処理流れを示すフローチャー
トである。
【0039】図8(a)のPC停止処理プログラムが開
始されると、ステップS1において、NC部10からの
停電通知が有るか否かを判定する。停電通知が有る場
合、ステップS3において、NC加工処理プログラムに
対して1サイクル停止を命令する。停電通知が無い場
合、ステップS2において、PC部20側の無停電電源
25からの停電通知が有るか否かを判定する。停電通知
が有る場合、ステップS3の処理を行い、停電通知が無
い場合、ステップS1に戻り、無停電電源15および無
停電電源25のうちのいずれかの停電が通知されるま
で、ステップS1,S2の処理を繰返す。
【0040】次にステップS4でNC加工処理プログラ
ムが使用するメモリ12のエリアを監視し、ステップS
5において、1サイクル停止処理が完了しているか否か
を判定する。完了している場合、ステップS6におい
て、ブレーカ遮断命令をNC加工部10aに送る。この
時、バイトT2やバイトT5などの加工ツールを部品部
材M0等から離間させて退避させ安全に再起動できるよ
うにしておく。完了していない場合、ステップS4に戻
り、1サイクル停止処理が完了するまで、ステップS
4,S5の処理を繰り返す。
【0041】次のステップS7,S8において、ブレー
カ遮断命令を送出してからの経過時間を計測し、経過時
間が予め設定された時間Tに達するまで計測を続ける。
経過時間が時間Tに達すれば、ステップS9において、
PC部20はシャットダウン処理を行い、ブレーカ27
を遮断して、PC停止処理プログラムを終了する。な
お、シャットダウン処理は、メモリ22にロードされて
いるOSおよびアプリケーションプログラムの設定デー
タをハードディスク23に格納する処理であり、これに
よって、次回、OSおよびアプリケーションプログラム
を同じ状態で起動させることが可能である。
【0042】図8(b)のNC停止処理プログラムが開
始されると、ステップS20において、I/O回路14
からの停電通知が有るか否かを判定する。停電通知が有
る場合、ステップS21において、メモリ12に停止命
令を書き込み、ステップS22に進む。停電通知が無い
場合、そのままステップS22に進む。
【0043】ステップS22では、メモリ12のNC加
工処理プログラムが使用するエリアを定期的に監視し、
次のステップS23では、1サイクル停止命令が有るか
否かを判定する。1サイクル停止命令が有る場合、ステ
ップS24において、メモリ12に停止命令を書き込
む。1サイクル停止命令が無い場合、ステップS20に
戻り、1サイクル停止命令が発生するまで、ステップS
20〜ステップS23の処理を繰返す。
【0044】次のステップS25において、1サイクル
停止完了情報がメモリ12に書き込まれた後、ステップ
S26において、メモリ12のNC加工処理プログラム
が使用するエリアを定期的に監視する。次にステップS
27,S28において、ブレーカ遮断命令が発生した
後、ブレーカ17を遮断してNC停止処理プログラムを
終了する。
【0045】上記の図5〜図8の処理流れによれば、N
C部10側の主電源31が停止した場合、検出器33が
これを検出して、I/O回路14に停電を通知する。N
C加工部10aは、予備電源32からの電力供給によっ
て加工処理を続行し、停止コマンドによってNC加工処
理プログラムを停止する。NC加工処理プログラムが停
止すると、ブレーカ17が遮断される。一方、PC部2
0にも主電源31の停止が通知され、PC部20ではシ
ャットダウン処理が実行され、ブレーカ27が遮断され
る。
【0046】また、PC部20側の主電源41が停止し
た場合、検出器43がこれを検出して、I/O回路24
に停電を通知する。主電源41の停電はNC加工部10
aにも通知される。NC加工部10aは加工処理を続行
し、停止コマンドによってNC加工処理プログラムを停
止する。NC加工処理プログラムが停止すると、ブレー
カ17が遮断される。一方、PC部20は、予備電源4
2からの電力供給によってシャットダウン処理を実行し
た後、ブレーカ27を遮断する。
【0047】また、主電源31,41が同時に停止した
場合、NC加工部10aは、予備電源32からの電力供
給によって停止コマンドまでの加工処理を続行した後、
ブレーカ17を遮断する。PC部20は、予備電源42
からの電力供給によってシャットダウン処理を実行した
後、ブレーカ27を遮断する。
【0048】このように、主電源31,32のうちどち
らが停止した場合も、また両方が停止した場合も、予備
電源32,42を有効に利用して、NC加工部10aお
よびPC部20が安全な状態になるまで処理を続行した
後、ブレーカ17,27を遮断することができる。
【0049】また、PC部20側の電源部25とNC部
10側の電源部15とを共用し特にブレーカ17とブレ
ーカ27を共用した場合は、I/O回路14からの信号
とI/O回路24からの信号との両方を共用したブレー
カに入力し両I/O回路からの信号が入力されることに
よって電力供給を停止する構成とすることにより実施し
てもよい。
【0050】また特にPC部20の電源停止においては
ハードディスク23等の動作中の電源の途中停止により
壊れやすい装置が内蔵されており特に優先して処理すべ
きでありたとえば、PC部20側のI/O回路24から
の信号による電力供給の停止を優先するものとして実施
してもよい。
【0051】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、主
電源が停止すると1サイクル処理の実行を完了させて部
品加工を停止するので、停電後に容易に加工を再開で
き、かつ停電による部品の品質低下を防止できる。
【0052】また、切削加工において主電源が停止する
と1サイクル処理の実行を完了させて部品加工を停止す
るので、停止後に容易に加工を再開でき、かつ停電によ
る機械停止による切削位置のずれによる部品の品質の低
下を防止できる。
【0053】また、停止コマンド実行時に加工ツールを
加工中の部品から離間させて退避させることによって停
電後に容易に加工の再開ができる上、安全に加工動作を
停止できる。
【0054】また、給電停止信号を受けた場合、加工プ
ログラムに従って1つの部品の加工の完了を示す1部品
区切コマンドに到達するまで部品加工を予備電源の電力
で実行させることにより、停電になっても部品を完成さ
せることができ作業中断による不良部品の発生を防ぐこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態として、NC工作機械1の
電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1のメモリ12,22を示す図である。
【図3】部品加工の一例として部品および加工ツールを
示す図である。
【図4】図3の部品加工を行うためのNC加工処理プロ
グラムを示す図である。
【図5】図3の部品加工の処理流れを示すフローチャー
トである。
【図6】図5のステップN4の1サイクル停止処理(M
20)を示すフローチャートである。
【図7】図5のステップN16の1サイクル停止処理
(M50)をさらに詳細に示すフローチャートである。
【図8】図8(a)は、PC停止処理プログラムの処理
流れを示すフローチャートであり、図8(b)は、NC
停止処理プログラムの処理流れを示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
1 NC工作機械 10 NC部 10a NC加工部 11,21 CPU 12,22 メモリ 13,23 ハードディスク 14,24 I/O回路 15,25 無停電電源 16 駆動部 17,27 ブレーカ 18,28 スイッチ 19 スナップスイッチ 20 PC部 31,41 主電源 32,42 予備電源 33,43 検出器 M 部品 C1,C2 1サイクル処理

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品加工の動作を制御する複数の数値制
    御コマンドと、任意の数値制御コマンド実行時に次の数
    値制御コマンドの実行を一時停止するための停止コマン
    ドと、を含む加工プログラムに従って、前記部品加工を
    行う数値制御加工部と、 数値制御加工部に電力を供給する主電源、その主電源が
    停止したときに電力を供給する予備電源、および主電源
    の停止を検出する停電検出手段を備えた電源部とで構成
    され、 数値制御加工部は、停電検出手段からの給電停止信号を
    受けた場合、少なくとも前記加工プログラムに従って停
    止コマンドに到達するまで前記部品加工を予備電源の電
    力で実行させることを特徴とするNC工作機械。
  2. 【請求項2】 前記部品加工は切削加工であることを特
    徴とする請求項1記載のNC工作機械。
  3. 【請求項3】 前記数値制御加工部の加工ツールにより
    前記部品加工を行うものにおいて、 前記停止コマンド実行時に前記加工ツールを加工中の部
    品から離間させて退避させることを特徴とする請求項1
    または2記載のNC工作機械。
  4. 【請求項4】 前記加工プログラムは1つの部品の加工
    の開始および完了を示す1部品区切処理コマンドを含む
    ものであり、 前記数値制御加工部は、前記停電検出手段からの給電停
    止信号を受けた場合、少なくとも前記加工プログラムに
    従って1部品区切処理コマンドに到達するまで前記部品
    加工を予備電源の電力で実行させることを特徴とする請
    求項1〜3のいずれかに記載のNC工作機械。
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