JP2003303005A

JP2003303005A - 数値制御装置

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Publication number: JP2003303005A
Application number: JP2002106251A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Isohata; 茂五十畑
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2003-10-24
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: US6885909B2; JP3671020B2; DE60302920T2; EP1353251A2; EP1353251A3; DE60302920D1; EP1353251B1; US20030191553A1

Abstract

(57)【要約】【課題】パステーブル運転（電子カム制御）で基準軸
の速度に拘束されることなく制御軸を任意の速度で同期
運転させる。補助機能、主軸機能、工具摩耗補正機能を
可能とし、パステーブル運転の開始制御軸位置の変更も
可能とする。【解決手段】基準軸の位置に対応する制御軸Ｘ，Ｚの
位置を記憶したにデータテーブルＴｘ，Ｔｚを設ける。
基準軸からの基準パルスをカウンタ１で計数する。その
計数値にオーバライドによる倍率を掛けて基準位置カウ
ンタ３に格納する。この基準位置カウンタ３で示される
基準軸の位置に対する制御軸Ｘ，Ｚの位置をそれぞれの
パスデータテーブルＴｘ，Ｔｚより読み出し該位置に制
御軸Ｘ，Ｚを駆動する。また座標系設定によりパステー
ブル運転の開始制御軸位置を変えうるようにした。さら
に、基準軸位置に対して、補助機能、主軸機能、工具摩
耗補正機能を設定し、これらの機能も実施できるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械や産業機
械を制御する数値制御装置に関し、特に、該数値制御装
置で制御される機械の各軸が同期して動作をするパステ
ーブル運転、いわゆる電子カム制御に関する発明であ
る。

【０００２】

【従来の技術】基準軸の運動に同期して各制御軸をそれ
ぞれ同期して駆動制御する方法として、基準軸位置に対
応して制御軸の位置情報をメモリに設けられたパステー
ブル運転データテーブルに記憶しておき、このデータテ
ーブルに記憶された情報に基づいて、各々の制御軸を基
準軸と同期運転するパステーブル運転方法は、いわゆる
「電子カム制御」と呼ばれてすでに公知である（例え
ば、特開平３−２９６１０９号公報等参照）。基準軸と
しては、工作機械の主軸や外部の軸が採用され、主軸に
設けられたポジションコーダからのパルス、あるいは、
外部に設けた軸からの信号として外部パルスに基づいて
基準軸の位置が求められる。各制御軸のパステーブル運
転データテーブルに記憶した基準軸位置と各制御軸の位
置情報に基づいて、基準軸の位置に対して制御軸位置を
求め、制御軸を移動させることによって、基準軸と各制
御軸の同期運転を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパステ
ーブル運転（電子カム制御）では、基準軸（主軸）の回
転速度に合わせて各制御軸の速度も一定であり、制御軸
の速度を制御はできない。しかし、工作機械における加
工においては、一般的に初加工する前に主軸をワークに
取り付けないで空運転し、Ｘ，Ｚ軸等の制御軸の送り速
度をあげたり、又は落として軸の移動をチェックするこ
とが行われている。また、加工条件によっては、実加工
途中でも、制御軸の送り速度を変化させる場合もある。

【０００４】パステーブル運転（電子カム制御）におい
ても、上述したような、制御軸の速度を変化させること
が望ましいが、従来は制御軸の速度は、主軸（基準軸）
の速度に依存し変化させることができなかった。また、
工作機械においては、一般的に運転中、切削油ＯＮ／Ｏ
ＦＦするなどの補助機能や主軸回転数を変える主軸機能
等を有し、これらの補助機能、主軸機能をも使用して加
工運転を行っている。しかし、従来のパステーブル運転
（電子カム制御）においては、これらの補助機能や主軸
機能を利用できるようにはなっておらず、不便な状態で
あった。

【０００５】さらに、工具が摩耗した場合、従来のパス
テーブル運転（電子カム制御）では、パステーブル運転
データテーブルのデータを変えるしかなく、不便であっ
た。また、基準軸の位置と各制御軸の位置は、ある決め
られた位置を基準として対応付ける必要があり、ある決
めれた位置を基準として、予め運転を開始する前に開始
位置を決めておかねばならないという不便さがあった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来のパステーブル
運転（電子カム制御）の不便さ、問題点を解決すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準軸の位置
に対する制御軸の指令位置情報を記憶するデータテーブ
ルを備え、該データテーブルに基づいて前記基準軸の運
動に対して前記制御軸の運動を同期させて駆動する数値
制御装置において、前記基準軸の運動を表す基準パルス
より得られる位置に任意の倍率を掛けるオーバライド手
段と、前記基準パルスで得られた位置に前記オーバライ
ド手段で設定された倍率を掛けた位置を前記基準軸の位
置として求める基準軸位置算定手段とを設け、該基準軸
位置算定手段で求めた基準軸の位置に基づいて前記デー
タテーブルに従って前記制御軸を駆動制御するようにし
た。これによって、基準軸の運転速度に拘束されること
なく、各制御軸を同期させて駆動することができる。

【０００７】また、前記データテーブルに、前記基準軸
の位置に対応して補助機能及び主軸機能を指定すること
によって、補助機能及び主軸機能をも実行できるように
した。また、前記データテーブルに、前記基準軸の位置
に対応して工具摩耗補正を指定することにより、工具摩
耗補正もできるようにした。さらに、前記データテーブ
ルに、前記基準軸の位置に対応して座標系を指定するこ
とによって、座標系を設定した基準軸の位置に対応する
制御軸の位置をパステーブル運転の開始位置とすること
ができるようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態が実
行するパステーブル運転機能の概要図である。図１にお
いて、主軸に取り付けられたポジションコーダからのパ
ルス又は基準とする外部パルス発生部からのパルス等の
基準軸の運動を表す基準パルスが、所定周期毎（ＩＴＰ
毎）カウンタ１に入力され計数される。このカウンタ１
の計数値にオーバライド手段に設定されている倍率が乗
算器２で乗じられ基準位置カウンタ３に格納される。こ
の基準位置カウンタ３は、パステーブル運転機能が指令
された時点、又は、パステーブル運転機能が指令された
後の最初の基準軸からの１回転信号によりリセットとさ
れる。この基準位置カウンタ３は、オーバライドによる
倍率によって変更された基準軸位置を求めるものであ
り、基準軸位置算定手段を構成する。

【０００９】基準位置カウンタ３の値（以下この値を基
準軸位置と言う）、は各制御軸（この実施形態ではＸ，
Ｚ軸）のパステーブル運転補間処理部４ｘ，４ｚに入力
され、メモリに記憶されている各制御軸パステーブル運
転データテーブルＴｘ，Ｔｙを参照して各設定基準位置
に対する各制御軸の指令位置を求め、前回の周期での指
令位置との差分を移動指令として各制御軸モータ５ｘ，
５ｚに出力する。

【００１０】以上のようにパステーブル運転が実行され
るので、オーバライド手段による倍率が「１」の場合に
は、基準パルスがそのまま基準位置カウンタ３で計数さ
れて基準軸位置となるから、従来と同様に基準軸と同期
して各制御軸の運転がなされることになる。すなわち、
基準パルスの発生が主軸に取り付けられたポジションコ
ーダからのパルスであれば、主軸に同期して各軸（Ｘ，
Ｚ軸）が同期して運動することになる。また、オーバラ
イド手段による倍率値を変えて、例えば、オーバライド
による倍率を「０．５」とすると、主軸の回転速度に対
して各軸はその半分の速さで移動することになる。この
ように、オーバライド値を変えることにより、基準軸
（主軸）に対して任意の速度で各制御軸（Ｘ，Ｚ軸）を
同期してパステーブル運転することができる。

【００１１】図３は、パステーブル運転データテーブル
の一例として、Ｘ軸のパステーブル運転データテーブル
Ｔｘの例を示すものであり、図２は、このＸ軸パステー
ブル運転データテーブルＴｘによる基準軸位置Ｓに対す
るＸ軸の位置を表す図である。図３において、基準軸位
置Ｓのデータは基準位置カウンタ３の値に対応するもの
であり、該基準軸位置Ｓのデータに対してＸ軸の位置情
報が記憶され、かつ、属性が記憶されている。この属性
としては、従来と同様のパスの接続パターンと本発明に
よる座標系設定がある。属性のコードとその内容は次の
通りである。

【００１２】コード「０」の直線的接続は、始点位置（前終点位置）
からその終点位置まで直線的に接続する接続指令を意味
し、コード「１」又は「２」は、始点位置（前終点位
置）からその終点位置まで２次関数で接続することを意
味する。また、コード「３」は、始点位置（前終点位
置）からその終点位置まで３次関数で接続することを意
味する。なお、コード「１」又は「２」の２次関数接続
の場合、その始点位置若しくは終点位置のいずれかの傾
きＦｓを設定する必要があり、コード「３」の３次関数
接続の場合には、始点位置及び終点位置の傾きＦｓ，Ｆ
ｅを設定しておく必要がある。また、コード「４」の座
標系設定は、パステーブル運転開始位置、すなわち設定
基準位置Ｓ０＝０に対する制御軸（Ｘ軸）の位置を変更
して、該位置よりパステーブル運転データテーブルで示
される移動パターンで運転させることを意味する。この
座標系設定では制御軸の移動はなく、そのときの制御軸
の位置が設定基準位置Ｓ０＝０に対応する。これによっ
て任意の制御軸の位置からパステーブル運転を行うこと
ができるようにしたものである。

【００１３】なお、上述した属性の接続パターンや座標
系設定は、すでに実施され公知の事項であるので、接続
パターンについて簡単に説明する。始点位置の設定基準
位置をＳｓ、制御軸のＸ軸の位置をＸｓ、終点位置の設
定基準位置をＳｅ、制御軸のＸ軸の位置をＸｅとすると
基準軸位置Ｓに対する制御軸の位置Ｘは、直線的接続で
は次の１式で表される。

【００１４】Ｘ＝［（Ｓ−Ｓｓ）・（Ｘｅ−Ｘｓ）／（Ｓｅ−Ｓｓ）］＋Ｘｓ …（１）また、２次関数接続は、始点位置での傾きＦｓが設定さ
れているとすると、次の２式で表される。

【００１５】Ｘ＝(1/2)・((Fe-Fs)/(Se-Ss))・(S-Ss)^２＋Fs(S-Ss)＋Xs …（２）なお、Ｆｅ＝２・((Xe-Xs)/(Se-Ss))−Fsである。ま
た、３次関数接続は、次の３式で表される。Ｘ＝(1/6)・((Ae-As)/(Se-Ss))・(S-Ss)^３+（1/2）・As(S-Ss)^２+Fs(S-Ss)+Xs …（３）なお、Ｓ＝Ｓｅの時、Ｆ＝Ｆｅ、Ｘ＝Ｘｅの条件より加
速度Ａｓ、Ａｅは求める。

【００１６】再び図３のパステーブル運転データテーブ
ルＴｘに戻り、設定基準位置Ｓ０＝０に対する制御軸Ｘ
の指令位置Ｘ０には、このパステーブル運転を開始する
前に位置決めされているものとする。位置決めされてい
なければ、後述するように、アラームを発生させるよう
にしている。また、このパステーブル運転データテーブ
ルＴｘの設定基準位置の欄の最後に記憶された「−１」
は、このテーブルデータの終わりを示している。

【００１７】図２は、この図３に示すパステーブル運転
データテーブルＴｘに記憶されたデータに基づいたＸ軸
の移動パターンを示す図である。Ｘ軸はＸ０の位置に位
置決めされており、パステーブル運転指令が出され、基
準位置カウンタ３で示されるが基準軸位置Ｓが「０」に
なると、このテーブルＴｘの設定基準位置Ｓ０＝０に対
応する指令位置Ｘ０、属性「０」が読み出される。属性
が「０」であるから直線的接続であり、該位置Ｘ０から
設定基準位置Ｓ１に対応する指令位置Ｘ１まで直線的に
接続される。基準軸位置ＳがＳ１となると、該位置に対
応する位置Ｘ１及び属性「１」と傾きＦ１が読み出さ
れ、該位置Ｘ１から次のデータである設定基準位置Ｓ２
に対応する指令位置Ｘ２まで２次関数で接続される。

【００１８】基準軸位置Ｓが設定基準位置Ｓ２となる
と、属性が「０」に設定されているから、該位置Ｘ２よ
り次のデータである設定基準位置Ｓ３に対応するＸ軸位
置Ｘ３まで直線的に接続される。ただし、この場合、Ｘ
軸位置はＸ３＝Ｘ２であるから、Ｘ軸の移動はない。さ
らに、同様にＸ３からＸ４まで直線的に接続される。そ
して、基準軸位置がＳ５になると、対応する指令位置Ｘ
５、属性「４」が読み出される。この場合、属性が
「４」であることから座標設定であり、制御軸の現在位
置Ｘ５を設定基準位置Ｓ０＝０の位置に対応するように
座標系を設定することになる。すなわち、図２で示した
Ｘ軸の移動パターンが、Ｘ５から始まるようにシフトさ
せるものであり、このシフト量（Ｘ５−Ｘ０）が記憶さ
れ、次のパステーブル運転時には、このパステーブル運
転データテーブルＴｘに記憶する指令位置よりこのシフ
ト量だけシフトさせた位置となる。なお、座標系設定の
場合、制御軸の移動はなく、この図２、図３で示す例で
はＸ５＝Ｘ４である。

【００１９】各制御軸は、それぞれのパステーブル運転
データテーブルＴｘ，Ｔｚに基づいて、上述したよう
に、パステーブル運転が行われ、オーバライド手段によ
って、基準軸位置の変化速度が代わったとしても、各制
御軸は、それぞれ同期してパステーブル運転データテー
ブルＴｘ，Ｔｚで指令された移動動作を実施することに
なる。

【００２０】さらに、本実施形態では、補助機能、主軸
機能、工具摩耗補正機能をも行うことができるもので、
これらの機能を行うために、データテーブルとして前記
パステーブル運転データテーブルに加えて、１つの機能
データテーブルＴ０を有する。この機能データテーブル
Ｔ０は図４に示すように、基準軸位置Ｓに対して補助機
能のＭコード、主軸機能のＳコード、工具機能のＴコー
ドが設定記憶されている。なお、このパステーブル運転
を開始する際には、加工プログラムの実行による運転で
それまでに使用していた工具のＴコードが、機能データ
テーブルＴ０のパステーブル運転開始時の設定基準位置
Ｓ０＝０の指令に対応する指令の欄に格納される。図４
に示す例では、Ｔ０１が格納されている。また、設定基
準位置ＳＰ１に対して補助機能コードＭ１１（クランプ
指令）が設定されており、基準軸位置ＳがＳＰ１となっ
た時、図２に示すようにこの補助機能コードが出力され
るようになっている。また、設定基準位置ＳＰ２（＝Ｓ
３）に対応して、工具コードＴ０２、主軸機能コードＳ
１００００が記憶されていることから、基準軸位置Ｓが
ＳＰ２（＝Ｓ３）となると図２に示すように主軸機能コ
ードＳ１００００が出力されると共に、前の工具コード
Ｔ０１と読みとった工具コードＴ０２の摩耗補正量の差
分が全制御軸に対して出力される。

【００２１】以上が、本実施形態の動作概要である。図
５は、本発明のパステーブル運転を実行する一実施形態
の数値制御装置１０の要部ブロック図である。ＣＰＵ１
１は数値制御装置１０を全体的に制御するプロセッサで
ある。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステム
プログラムをバス２０を介して読み出し、該システムプ
ログラムに従って数値制御装置全体を制御する。ＲＡＭ
１３には一時的な計算データや表示データ及びＣＲＴ／
ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種
データが格納される。ＣＭＯＳメモリ１４は図示しない
バッテリでバックアップされ、数値制御装置１０の電源
がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリと
して構成される。ＣＭＯＳメモリ１４中には、インター
フェイス１５を介して読み込まれた加工プログラムやＣ
ＲＴ／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プロ
グラム等が記憶される。さらに、前述したパステーブル
運転データテーブルＴｘ，Ｔｚ及び機能データテーブル
Ｔ０が予め格納されている。また、ＲＯＭ１２には、加
工プログラムの作成及び編集のために必要とされる編集
モードの処理や自動運転のための処理を実施するための
各種システムプログラムがあらかじめ書き込まれてい
る。

【００２２】インターフェイス１５は、数値制御装置１
０とアダプタ等の外部機器７２との接続を可能とするも
のである。また、数値制御装置１０内で編集した加工プ
ログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶
させることができる。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン
・コントローラ）１６は、数値制御装置１０に内蔵され
たシーケンスプログラムで工作機械の補助装置にＩ／Ｏ
ユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、工
作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信
号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡
す。

【００２３】ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０はディスプレ
イやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、
インターフェイス１８はＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０の
キーボードからの指令，データを受けてＣＰＵ１１に渡
す。インターフェイス１９は操作盤７１に接続され、操
作盤７１からの各種指令を受け取るようになっている。

【００２４】各軸の軸制御回路３０、３１はＣＰＵ１１
からの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボ
アンプ４０、４１に出力する。サーボアンプ４０、４１
はこの指令を受けて、各軸のサーボモータ５ｘ，５ｚを
駆動する。各軸のサーボモータ５ｘ，５ｚは位置・速度
検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置、速
度フィードバック信号を軸制御回路３０、３１にフィー
ドバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。
なお、図５では、位置・速度のフィードバックについて
は省略している。

【００２５】また、スピンドル制御回路６０は主軸回転
指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信
号を出力する。スピンドルアンプ６１はスピンドル速度
信号を受けて、主軸モータ６２を指令された回転速度で
回転させる。ポジションコーダ６３は、主軸モータ６２
の回転に同期して帰還パルス（基準パルス）及び１回転
信号をスピンドル制御回路６０にフィードバックし、速
度制御を行う。この帰還パルス（基準パルス）及び１回
転信号は、スピンドル制御回路６０を介してＣＰＵ１１
によって読みとられ、帰還パルス（基準パルス）はＲＡ
Ｍ１３に設けられたカウンタ（図１におけるカウンタ１
に対応するカウンタ）で計数される。

【００２６】上記実施形態においては、主軸に取り付け
られたポジションコーダからの帰還パルスを基準パルス
とし、主軸を基準軸、Ｘ，Ｚ軸を制御軸とする例を示し
ているが、制御軸としては、さらに増加してもよいこと
はもちろんである。増加する場合、増加制御軸のパステ
ーブル運転データテーブルを不揮発性メモリに格納し、
軸制御回路、サーボアンプ、サーボモータを増加すれば
よいことになる。また、主軸を基準軸とせず、外部に基
準軸を設けて、該基準軸の移動等に伴ってパルスを発生
させ、このパルスを基準パルスとするとには、この基準
パルスを計数するカウンタを設ければよい。

【００２７】この実施形態では、不揮発性メモリ１４に
制御軸のＸ軸分、Ｚ軸分の図３に示すようなパステーブ
ル運転データテーブルＴｘ，Ｔｚが格納されていると共
に、図４に示すような機能データテーブルＴ０がデータ
テーブルとして格納されている。そして、不揮発性メモ
リ１４に記憶されている加工プログラムを実行し、ま
た、ＣＰＵ１１は、本発明に関係し、図６にフローチャ
ートで示す処理を所定周期毎実行する。

【００２８】まず、オーバライドキャンセル信号が加工
プログラム若しくは操作盤７１若しくはＭＤＩ７０から
指令されているか判断し（ステップ１０１）、指令され
ていなければステップ１０３へ進み、指令されている
と、すでに設定され記憶しているオーバライドによる倍
率Ａを「１」にセットし（ステップ１０２）、ステップ
１０３に進む。ステップ１０３では、オーバライドの倍
率を記憶するレジスタからオーバライドの倍率Ａを読み
出し、次に基準パルスを計数するカウンタからその計数
値を読み出し（ステップ１０４）、このカウンタの値に
オーバライドの倍率Ａを乗じた値を基準位置カウンタに
格納する（ステップ１０５）。このステップ１０１から
ステップ１０５の処理を所定周期毎実行している。

【００２９】一方、加工プログラムからパステーブル運
転指令が読みとられると、ＣＰＵは図７及び図８の処理
を所定周期毎実行するが、図７に示す機能データテーブ
ルＴ０による処理の実行周期は図８に示す各制御軸毎の
処理の実行周期よりも前に実行される。図７に示す機能
データテーブルＴ０に基づく補助機能、主軸機能、工具
摩耗補正機能の処理についてまず説明する。

【００３０】加工プログラムからパステーブル運転指令
が読み込まれると図７に示す処理を所定周期毎実行す
る。まず、ポジションコーダ６３から１回転信号が入力
されたか判断する（ステップ２０１）。該信号が入力さ
れるまで待ち、入力されると、この時点までに加工プロ
グラムによって工具補正のためにＴコードが指令されて
いれば、この指令Ｔコードを機能データテーブルＴ０の
設定基準位置がＳ０に対応する指令の欄に書き込む（ス
テップ２０２）。さらに、基準位置カウンタをリセット
し、機能データテーブルＴ０の読み出し位置を示すポイ
ンタｉを「０」にセットする（ステップ２０３）。

【００３１】次に、基準位置カウンタの値である基準軸
位置Ｓを読みとり、該基準軸位置Ｓが「０」か判断する
（ステップ２０４）。最初は、ステップ２０３で「０」
にリセットされているから、ステップ２１７に移行し、
該基準軸位置Ｓ＝０に対応する設定基準位置Ｓ０＝０に
対する指令の欄にＴコードが記憶されているか判断し、
すでに工具補正がなされ、この欄にステップ２０２でＴ
コードが格納されていれば、このＴコードの補正量をレ
ジスタにセーブし（ステップ２１５）、ステップ２１６
に進む。また、Ｔコードが格納されていなければ、ステ
ップ２１７からステップ２１６に進む。ステップ２１６
では、ポインタｉを「１」インクリメントし、ステップ
２０５に戻る。

【００３２】ステップ２０５では、ポインタｉに示され
る機能データテーブルＴ０のｉ番目の欄に格納されてい
る設定基準位置ＳＰｉを読みとり、該設定基準位置ＳＰ
ｉが「−１」か否か判断する（ステップ２０６）。「−
１」であれば、この機能データテーブルＴ０はデータが
終了していることを意味するので、この図７の処理は終
了する。

【００３３】一方、「−１」でなければ、基準位置カウ
ンタから読み出される基準軸位置Ｓがステップ２０５で
読み出した設定基準軸位置ＳＰｉ以上か判断し、達する
まで待つ（ステップ２０７）。なお、この実施形態では
主軸は正回転しているものとして以下説明している。逆
転の場合は、この判断はＳＰｉ以下かの判断となる。基
準軸位置Ｓが設定基準位置ＳＰｉに達すると、該ポイン
タｉで示される機能データテーブルＴ０の指令の欄にＭ
コード、Ｓコード、Ｔコードが記憶されているか判断し
（ステップ２０８、２１０、２１２）、Ｍコードが記憶
されていれば、そのＭコードに対応する指令をＰＭＣ１
６、Ｉ／Ｏユニット１７を介して補助装置等に出力する
（ステップ２０９）。また、Ｓコードが記憶されていれ
ば、ＣＰＵ１１は、スピンドル制御回路６０にこのＳコ
ードに対応する指令を出力する（ステップ２１１）。

【００３４】またＴコードが記憶されていると、この記
憶されたＴｉコードの摩耗補正量を読み出し（ステップ
２１３）、レジスタにセーブしていた補正量との差分を
求め、この差分を全制御軸に出力する（ステップ２１
４）。そして、ステップ２１３で求めた補正量をレジス
タにセーブし（ステップ２１５）、ポインタｉを「１」
インクリメントし（ステップ２１６）、再びステップ２
０５に戻る。以下、ステップ２０６で、設定基準位置Ｓ
Ｐｉの「−１」が読み込まれるまで、ステップ２０５か
らステップ２１６の処理が所定周期毎割り込み処理され
る。そして、設定基準位置ＳＰｉの「−１」が読み込ま
れて、パステーブル運転における機能データテーブルＴ
０による補助機能、主軸機能、工具摩耗補正機能の処理
は終了する。

【００３５】一方、各制御軸に対しては、図８に示す処
理を所定周期毎実行する。この図８では制御軸としてＸ
軸の例を示しており、他の制御軸であるＺ軸に対しても
同様な処理がなされるものであるが、Ｚ軸に対する処理
については説明を省略する。

【００３６】加工プログラムからパステーブル運転指令
が読み込まれると、図８に示す処理を所定周期毎実行す
し、ポジションコーダ６３から１回転信号が入力される
まで待ち（ステップ３０１）、該信号が入力されると、
ポインタｊを「０」にセットし（ステップ３０２）、制
御軸のＸ軸の現在位置がパステーブル運転データテーブ
ルＴｘの設定基準位置Ｓｊ＝０に対応するパステーブル
運転開始位置Ｘ０（＝Ｘｊ）であるか否か判断する（ス
テップ３０３）。通常は、このパステーブル運転指令が
指令される前に、このパステーブル運転開始位置Ｘ０に
位置決めされているが、もし位置決めされていない場合
には、アラームを出力して停止する（ステップ３１
８）。

【００３７】パステーブル運転開始位置Ｘ０に位置決め
されていれば、基準位置カウンタの値である基準軸位置
Ｓを読み出し、該基準軸位置Ｓがパステーブル運転デー
タテーブルＴｘのポインタｊで示される位置の設定基準
位置Ｓｊ（＝Ｓ０＝０）以上かを判断する（ステップ３
０４，３０５）。通常、この図８で示す処理より先に図
７で示す処理が実行され、図７におけるステップ２０３
で基準位置カウンタは「０」にリセットされていること
から、ステップ３０４で読み出される基準軸位置Ｓは
「０」であるので、ステップ３０５の判断はＹｅｓとな
る。

【００３８】次に、パステーブル運転データテーブルＴ
ｘのポインタｊに対応する欄の設定基準位置Ｓｊ，指令
位置Ｘｊと属性データを読み出すと共に、次の欄のｊ＋
１の欄に格納されている設定基準位置Ｓj+1，指令位置
Ｘj+1を読み出す（ステップ３０６）。そして、設定基
準位置Ｓｊが「−１」か否か判断し（ステップ３０
７）、「−１」ならばこの処理を終了し、「−１」でな
ければ、基準位置カウンタの値の基準軸位置Ｓを読み出
し（ステップ３０８）、該読み出した基準軸位置Ｓが次
の設定基準位置Ｓj+1以上かを判断する（ステップ３０
９）。

【００３９】当初は、読み出した基準軸位置Ｓは次の設
定基準位置Ｓj+1に達していないから、ステップ３０６
で読み出したポインタｊに対応する属性データが「０」
か、「１又は２」か、「３」か「４」かを判断する（ス
テップ３１１，３１２，３１３）。そして、属性データ
が「０」の場合には、直線接続処理を行う（ステップ３
１５）。すなわち、ステップ３０６で読み込んだ設定基
準位置Ｓｊ，Ｓj+1、指令データＸｊ，Ｘj+1とステップ
３０８で読み込んだ基準軸位置Ｓより上述した１式の演
算を行い、基準軸位置Ｓに対応する指令位置Ｘを求め、
先の周期で求めていた指令位置との差分を求め、この差
分をＸ軸の軸制御回路３０に出力する（ステップ３１
５）。

【００４０】また、属性データが「１又は２」の場合に
は、２次関数接続処理を行う。この場合は上記２式の演
算を行い基準軸位置Ｓに対応する指令位置Ｘを求め、先
の周期で求めていた指令位置との差分を求め。この差分
をＸ軸の軸制御回路３０に出力する（ステップ３１
６）。属性データが「３」の場合には、３次関数接続処
理を行うが、この場合は、上記３式によって、基準軸位
置Ｓに対応する指令位置Ｘを求め、先の周期で求めてい
た指令位置との差分を求め、この差分をＸ軸の軸制御回
路３０に出力する（ステップ３１７）。

【００４１】また、属性データが「４」の場合には座標
系設定処理を行う（ステップ３１４）。これは、現在の
制御軸の位置をパステーブル運転の開始位置にするもの
で、現在位置をＸｒとすると、該位置Ｘｒとパステーブ
ル運転データテーブルＴｘのパステーブル運転開始位置
Ｘ０との差（Ｘｒ−Ｘ０）をシフト量として記憶する。

【００４２】こうして記憶されたシフト量は、次のパス
テーブル運転を行うときに、ステップ３０３でパステー
ブル運転開始時の制御軸であるＸ軸の現在位置の判断
は、このパステーブル運転データテーブルＴｘに記憶さ
れた開始位置Ｘ０に上記シフト量を加算した位置か否か
の判断となる。

【００４３】以下、指令された属性に応じて、属性コー
ドが「０」の場合には、ステップ３０８，３０９，３１
１，３１５が、属性コードが「１又は２」の場合には、
ステップ３０８、３０９，３１１，３１２，３１６、属
性コードが「３」の場合には、ステップ３０８、３０
９，３１１，３１２，３１３，３１７の処理が所定周期
毎実行される。

【００４４】かくして、基準軸位置Ｓが次の設定基準位
置Ｓj+1以上になると、ポインタｊを「１」インクリメ
ントし（ステップ３１０）、ステップ３０６に戻り、前
述したステップ３０６以下の処理を実行する。そして、
ステップ３０７で設定基準位置Ｓｊがテーブルの終わり
を示す「−１」となったとき、このパステーブル運転は
終了する。

【００４５】図３に示すパステーブル運転データテーブ
ルＴｘの例で、図２に示すような制御軸のＸ軸の運動を
行うことの例を簡単に説明する。Ｘ軸がパステーブル運
転の開始位置Ｘ０に位置決めされ、ステップ３０５で、
基準軸位置Ｓがパステーブル運転の開始位置Ｓ０＝０と
なったことが検出されると、ポインタｊ＝０、及びｊ＋
１＝１で示されるデータテーブルＴｘ中のデータが読み
出され（ステップ３０６）、属性データが「０」である
から、読み出したデータＳ０＝０，Ｓ１，Ｘ０，Ｘ１と
そのときの基準位置カウンタの値Ｓより所定周期毎１式
の演算の直線的処理を行い（ステップ３１５）、図２に
示すようにＸ０からＸ１まで直線的に移動する。そし
て、基準軸位置Ｓが次の設定基準位置Ｓ１に達すると
（ステップ３０９）、データＳ１，Ｓ２，Ｘ１，Ｘ２、
属性データ「１」、傾きＦ１が読み出され（ステップ３
０６）、かつ、属性データが「１」であることから、ス
テップ３１６の２次関数接続処理が所定周期毎なされ
（ステップ３１６）、データＳ１，Ｓ２，Ｘ１，Ｘ２、
及びそのときの基準軸位置Ｓより２式の演算が行われ
て、移動指令が出され、図２に示すようにＸ１からＸ２
まで２次曲線的に移動する。

【００４６】基準軸位置Ｓが設定基準位置Ｓ２に達する
と（ステップ３０９）、設定データＳ２，Ｘ２、次のデ
ータＳ３、Ｘ３（＝Ｘ２）が読み出される。また属性デ
ータ「０」が読み出され、ステップ３１５の処理がなさ
れることになるが、制御軸の指令が当該ポインタの指令
データも次の指令データも同じであることから、Ｘ軸の
移動はなく、Ｘ軸は停止した状態である。そして、基準
軸位置ＳがＳ３となると（ステップ３０９）、設定デー
タＳ３，Ｘ３（＝Ｘ２），Ｓ４，Ｘ４、属性データ
「０」が読み出され（ステップ３０６）、これらのデー
タと基準軸位置Ｓ（ステップ３０８）により直線的接続
処理（ステップ３１５）が所定周期毎実行され、図２に
示すように位置Ｘ３（＝Ｘ２）から位置Ｘ４へ直線的に
移動する。

【００４７】そして基準軸位置Ｓが次の設定データＳ４
に達すると、設定データＳ４，Ｘ４，Ｓ５，Ｘ５（＝Ｘ
４）、属性データ「０」が読み出され（ステップ３０
６）、Ｘ４からＸ５まで直線接続であるが、Ｘ５＝Ｘ４
であるからＸ軸は停止したままである。基準軸位置Ｓが
次の設定データＳ５に達すると、設定データＳ５，Ｘ
５，Ｓ６＝−１、属性データ「４」が読み出される（ス
テップ３０６）。属性データが「４」であることから、
座標系設定処理がなされ（ステップ３１４）、シフト量
（Ｘ５−Ｘ０）が求められ記憶される。なお、属性デー
タ「４」の座標系設定がセットされたときには次の制御
軸指令位置は現在の位置と同じデータが設定され、上記
の例ではＸ４＝Ｘ５であり、座標系設定処理中は制御軸
の移動はない。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、パステーブル運転において
も、基準軸の速度に拘束されずに各制御軸の速度を変化
させて同期させることができ、制御軸の移動動作のチェ
ックにおいて便利である。また、補助機能、主軸機能、
工具摩耗補正機能をもパステーブル運転において実施で
きる。さらに座標系設定機能をも設けることによって、
該座標系設定したときの基準軸位置に対する制御軸の位
置をこのパステーブル運転の開始位置とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が実行するパステーブル運
転機能の概要図である。

【図２】図３に示すパステーブル運転データテーブルの
例に対応したこの制御軸の移動パターンを説明する図で
ある。

【図３】本実施形態のパステーブル運転データテーブル
の一例である。

【図４】同実施形態における機能データテーブルの一例
である。

【図５】本発明の一実施形態の数値制御装置の要部ブロ
ック図である。

【図６】同実施形態におけるオーバライドを掛けて基準
軸位置を求めるフローチャートである。

【図７】同実施形態における機能データテーブルによ
る、パステーブル運転による補助機能、主軸機能、工具
摩耗補正機能の処理フローチャートである。

【図８】同実施形態におけるパステーブル運転の制御軸
の同期運転処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１カウンタ２乗算器３基準位置カウンタ５ｘＸ軸サーボモータ５ｚＺ軸サーボモータＴ０機能データテーブル１０数値制御装置６２スピンドル（主軸）モータ６３ポジションコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準軸の位置に対する制御軸の指令位置
情報を記憶するデータテーブルを備え、該データテーブ
ルに基づいて前記基準軸の運動に対して前記制御軸の運
動を同期させて駆動する数値制御装置において、前記基
準軸の運動を表す基準パルスより得られる位置に任意の
倍率を掛けるオーバライド手段と、前記基準パルスで得
られた位置に前記オーバライド手段で設定された倍率を
掛けた位置を前記基準軸の位置として求める基準軸位置
算定手段とを設け、該基準軸位置算定手段で求めた基準
軸の位置に基づいて前記データテーブルに従って前記制
御軸を駆動制御することを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】前記データテーブルには、前記基準軸の
位置に対応して補助機能及び主軸機能を指定することが
できる請求項１記載の数値制御装置。
【請求項３】前記データテーブルには、前記基準軸の
位置に対応して工具摩耗補正を指定することができる請
求項１又は請求項２記載の数値制御装置。
【請求項４】前記データテーブルには、前記基準軸の
位置に対応して座標系を指定することができる請求項
１、請求項２又は請求項３記載の数値制御装置。