JP2004206511A

JP2004206511A - 数値制御装置

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Publication number: JP2004206511A
Application number: JP2002376030A
Authority: JP
Inventors: Noritake Nagashima; 範武長島; Hiroyuki Yonekura; 裕之米倉
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: EP1435551B1; US20040138774A1; EP1435551A1; US6999842B2; JP3896076B2

Abstract

【課題】制御システムの構築、拡大が簡単で安価に達成できるとともに、多様なシステム構成にも柔軟なシーケンス制御部を構築できる。
【解決手段】多系統の数値制御部１０を備える数値制御装置である。系統毎に、シーケンス制御部２０とのインターフェース部を備える。系統毎のインターフェースに対して、シーケンス制御部２０に格納された、独立した入出力信号を有する各シーケンスプログラム（ラダー１，ラダー２，ラダー３）が制御する系統を割り付ける。数値制御部１０とシーケンス制御部２０は、割り付けられた系統のインターフェース部を介して信号のやりとりを行う。割付を変えることによって、図１（ａ），（ｂ）に示すように、新たなプログラマブルコントローラを設けることなく、自由に制御システムを構築できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の系統を制御する多系統の数値制御部と、多系統のシーケンス制御部を有する数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多系統の数値制御部を有する数値制御装置においては、従来、１系統のシーケンス制御部でシーケンス制御を行っている。このような数値制御装置を用いた工作機械等にワークローダやパレットチェンジャーなどの周辺機器を付加するような場合、この周辺機器をシーケンス制御するプログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）を追加して、制御していた。
【０００３】
また、数値制御装置のＣＮＣボードにＣＮＣ回路と数値制御装置内に内蔵されたシーケンス制御回路（ＰＭＣ回路）を備え、工作機械等をＣＮＣ回路により数値制御し、ＰＭＣ回路で、ＣＮＣ回路からの補助機能信号（Ｍ機能、Ｔ機能等）や機械からの信号を受けてシーケンス制御を行う数値制御装置において、システム内に周辺機器を追加するとき、新たにＰＬＣを追加しないで制御するためには、数値制御装置に、新たにＰＭＣボードを追加し、このＰＭＣボードで周辺機器のシーケンス制御を行うようにしている。この場合、ＣＮＣ回路とＰＭＣ回路間で本来インターフェースが取られており、これに、数値制御装置に備えるＰＭＣ回路と追加したＰＭＣボードとの間でインターフェースを取ることによって、ＣＮＣ回路を含めたシステムの全体的なインターフェースが取られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
工場等の自動化の要求にともなって、数値制御システムに新たな周辺機器等を追加し、システムアップすることが増加している。しかし、すでに存在する数値制御システムに新たに周辺機器を追加してシステムアップを図ろうとするとき、従来の方法では、周辺機器を追加する毎にプログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）あるいはＰＭＣボードを追加する必要があり、システムの構成が複雑になると共にコストが高くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、制御システムの構築、拡大が簡単で安価に達成できるとともに、多様なシステム構成にも柔軟なシーケンス制御部を構築することができる数値制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１以上の系統を数値制御する数値制御部と、独立した入出力信号を持ったシーケンスプログラムを複数実行するシーケンス制御部とを有する数値制御装置であり、数値制御部とシーケンス制御部とを結合するインターフェース部を数値制御部の系統毎に独立して設けるとともに、インターフェース部にシーケンス制御部のシーケンスプログラムが制御する系統を割り付ける手段を備えたことを特徴とするものである。そして、前記数値制御部とシーケンス制御部は、前記割り付けられた系統に基づいて信号のやりとりを行う。又、割り付けられたシーケンス制御部の各シーケンスプログラムの系統は、数値制御部に設けられた不揮発性の記憶部等の記憶部に記憶されるものとした。さらに、系統が割り付けられないシーケンスプログラムは、数値制御部で制御されない機器をこのシーケンス制御部で制御できるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の概要説明図である。図１（ａ）では、数値制御部１０は、制御系統１，２で、機械３１の２つの系統を数値制御し、系統３でワークローダ３２を、系統４で周辺機器３３を数値制御するように構成されている。シーケンス制御部（ＰＭＣ）２０は、独立した入出力信号をもったシーケンスプログラム（ラダー）を複数有し、これらシーケンスプログラムを並列して実行するものである。又、シーケンス制御部２０と数値制御部１０との間のインターフェースは数値制御部の系統毎に独立して備えており、図１（ａ）の例では、シーケンスプログラムのラダー１には数値制御部１０の系統１，２のインターフェースが割り当てられ、ラダー２には系統３が、ラダー３には系統４のインターフェースが割り当てられている。
【０００９】
一方、図１（ｂ）では、数値制御部１０の系統１で機械３４を、系統２で周辺機器３５を、系統３で機械３６を、系統４で周辺機器３７を数値制御するようシステムを変更したとき、シーケンス制御部（ＰＭＣ）２０のラダー１には系統１，３のインターフェースが割り当てられ、ラダー２には系統２，４のインターフェースが割り当てられている。
【００１０】
このように、本発明は、数値制御部１０の系統に対してシーケンス制御部（ＰＭＣ）のシーケンスプログラムを自由に割り当てることができるようにしたものである。
【００１１】
図２は、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。数値制御装置の数値制御部１０のプロセッサ１１には、数値制御部を制御する制御ソフトウェアを格納するＲＡＭ１２、ワークＲＡＭ１３、ＲＡＭで構成された不揮発性メモリ１４、制御する機械の軸を駆動するサーボモータを制御する軸制御手段１５がバス１６で接続されている。ワークＲＡＭ１３には、シーケンス制御部（ＰＭＣ）２０との系統別のインターフェース部を構成する、系統別のシーケンス制御部への出力信号を記憶する信号テーブルＦ、シーケンス制御部から該数値制御部への入力信号を記憶する信号テーブルＧを備えている。
【００１２】
又、シーケンス制御部２０の、プロセッサ２１には、該シーケンス制御部を制御する制御ソフトウェアを格納するＲＡＭ２２、各種シーケンスプログラムを格納するＲＡＭ２３、ワークＲＡＭ２４、信号メモリ（ＲＡＭ）２５、機械や周辺機器に接続される入出力ディバイス２６がバス２７で接続されている。信号メモリ（ＲＡＭ）２５には、数値制御部１０とのインターフェース部を構成する系統別の、数値制御部からシーケンス制御部への出力信号を記憶する信号テーブルＦ、シーケンス制御部から数値制御部への出力信号を記憶する信号テーブルＧを備えている。なお、バス１６とバス２７はバス１８で接続されている。
【００１３】
そして、周期的に、数値制御部１０のワークＲＡＭ１３に設けられた各系統の信号テーブルＦ，Ｇとシーケンス制御部２０の信号メモリの各系統の信号テーブルＦ，Ｇが転送書き替えられることによって、両者間のインターフェースが取られている。即ち、数値制御部１０の、該数値制御部からシーケンス制御部への出力信号を記憶する信号テーブルＦの記憶内容が、周期的にシーケンス制御部２０の信号テーブルＦに書き込まれ、シーケンス制御部２０の、シーケンス制御部から数値制御部への出力信号を記憶する信号テーブルＧの内容が周期的に数値制御部１０の信号テーブルＧに書き込まれる。
上述した数値制御装置の構成は、従来の数値制御装置と比較し、系統別に信号テーブルＦ，Ｇが設けられている点を除けば、他の構成は従来と同一である。
【００１４】
本実施形態では、数値制御部の各系統の信号テーブルを各シーケンスプログラムに割り当てるパラメータ値として数値制御部１０の不揮発性メモリ１４に格納しておく。図３は、このパラメータ値の一例である。この図３の例で説明すると、パラメータ値「１００」は、数値制御部のある系統の信号テーブルをシーケンスプログラム１用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７に割り当てることを示すものである。また、パラメータ値「１０１」は、シーケンスプログラム１用の信号テーブルＦのアドレスＦ１０００〜Ｆ１７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ１０００〜Ｇ１７６７に割り当てることを示すものである。さらに、パラメータ値「２００」は、シーケンスプログラム２用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７に割り当てることを、パラメータ値「３００」は、シーケンスプログラム３用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７に割り当てることを示すものである。以下、図３に示すように、各シーケンスプログラムに対して信号テーブルＦ，Ｇのアドレスが各パラメータ値に対し、シーケンスプログラム番号と信号テーブルＦ，Ｇの各ブロックの組合わせが意味付けられている。パラメータ値については、上記の形態の他に、図示されていない数値制御装置内の他の不揮発性メモリ、もしくは揮発性メモリに格納される形態もある。
【００１５】
そこで、図４に示すような制御システムを構築する場合について、まず説明する。図４の制御システムの例は、数値制御装置によって３系統を有する複合機械４０と、該機械４０へワークを供給する２台のワークローダ４１，４２を制御するシステムである。数値制御部１０の１系統目、２系統目、３系統目が、それぞれ複合機械４０の第１系統（ｘ１，ｚ１）、第２系統（ｘ２，ｚ２）、第３系統（ｘ３，ｚ３）を制御し、数値制御部１０の４系統目がローダ４１を、５系統目がローダ２を制御するように構成したものである。
【００１６】
この場合、図５に示すように、パラメータ番号「５１００」に「１００」を設定し、不揮発性メモリ１４に記憶する。又、パラメータ番号「５１０１」に「１０１」、パラメータ番号「５１０２」に「１０２」、パラメータ番号「５１０３」に「２００」、パラメータ番号「５１０４」に「３００」を設定し、不揮発性メモリ１４に記憶する。
【００１７】
パラメータ番号は「５１００」は１系統目、「５１０１」は２系統目、「５１０２」は３系統目、「５１０３」は４系統目、「５１０４」は５系統目、「５１０５」は６系統目、…を設定するものであり、図５のように設定することによって、１系統目に対してはパラメータ番号５１００が「１００」に設定されるため、系統１の数値制御部１０に対してシーケンス制御部２０のインターフェースを構成するシーケンスプログラム１用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７が割り当てられる。同様に、２系統目に対して、信号テーブルＦのアドレスＦ１０００〜Ｆ１７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ１０００〜Ｇ１７６７、３系統目に対して、信号テーブルＦのアドレスＦ２０００〜Ｆ２７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ２０００〜Ｇ２７６７が割り当てられることになる。また、パラメータ番号５１０３が「２００」に設定されることにより、４系統目に対して、シーケンスプログラム２用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７が割り当てられることになる。又、パラメータ番号５１０４が「３００」に設定されることにより、５系統目に対して、シーケンスプログラム３用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７が割り当てられることになる。
【００１８】
その結果、数値制御部１０とシーケンス制御部２０との間のインターフェースは、複合機械４０の系統１の制御についてはシーケンスプログラム１用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７を用いて信号の送受が行われることになる。又、複合機械４０の系統２の制御についてはシーケンスプログラム１用の信号テーブルＦのアドレスＦ１０００〜Ｆ１７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ１０００〜Ｇ１７６７を用いて信号の送受が行われることになる。以下同様で、複合機械４０の系統３は、信号テーブルＦのアドレスＦ２０００〜Ｆ２７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ２０００〜Ｇ２７６７を用いて信号の送受がなされ、ローダ４１の制御についてはシーケンスプログラム２用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７を用いて信号の送受が行われ、ローダ４２の制御については、シーケンスプログラム３用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７を用いて信号の送受が行われることになる。
【００１９】
一方、システムを変更又は新たに構築して、図６に示すように、４系統を有する複合機械５０とローダｂ４２を数値制御装置で制御する場合、数値制御部１０の１〜５の各系統と機械５０及びローダｂ４２が図６に示すように接続した場合、数値制御部１０とシーケンス制御部２０間のインターフェースのためのパラメータ設定を図７に示すように設定し不揮発性メモリ１４に記憶させる。
【００２０】
すなわち、パラメータ番号「５１００」に設定値「１００」、パラメータ番号「５１０１」に設定値「１０１」、パラメータ番号「５１０２」に設定値「１０２」、パラメータ番号「５１０３」に設定値「１０３」を設定することによって、シーケンスプログラム１用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７が、複合機械５０の１系統に、信号テーブルＦのアドレスＦ１０００〜Ｆ１７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ１０００〜Ｇ１７６７が、複合機械５０の２系統に、信号テーブルＦのアドレスＦ２０００〜Ｆ２７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ２０００〜Ｇ２７６７が、複合機械５０の３系統に、信号テーブルＦのアドレスＦ３０００〜Ｆ３７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ３０００〜Ｇ３７６７が、複合機械５０の４系統に、割り当てられる。又、パラメータ番号「５１０４」に設定値「３００」が設定されることによって、シーケンスプログラム３用の信号テーブルＦのアドレスＦ０〜Ｆ７６７、信号テーブルＧのアドレスＧ０〜Ｇ７６７が、ローダｂ４２用に割り当てられることになる。
【００２１】
以上のように、パラメータを設定、設定変更することによって、数値制御部１０とシーケンス制御部２０との間のインターフェースを任意に設けることができ、システムの変更、拡充が極めて容易で、新たにプログラマブルコントローラ等を追加する必要がないので、低コストでシステム変更を行うことができる。
【００２２】
又、この数値制御装置が有するシーケンス制御部を用いて、数値制御部では制御しない機器をも制御することもできる。
図８は、このような例のブロック図である。数値制御装置が制御する機械６０は１系統の例を示し、数値制御部１０とシーケンス制御部２０とのインターフェースは、系統１だけ、パラメータを設定することによって設けているものである。そして、シーケンス制御部２０に格納されたシーケンスプログラム２に対して、数値制御部１０との間のインターフェースを取るためにパラメータを設定しなければ、シーケンス制御部２０は、シーケンスプログラム２に対しては数値制御部１０とのインターフェースを備えず、シーケンス制御部２０に格納されたシーケンスプログラム２によって、独立した周辺機器４３を制御することになる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、多系統の数値制御部に対して、複数のシーケンス制御部のシーケンスプログラムを自由に割り付けることができるので、数値制御システムの変更、拡充が容易にでき、周辺機器の追加変更が容易となる。又、周辺機器等のシステムへの追加変更を行っても、新たなプログラマブルコントローラ等を設ける必要がなく、安価に数値制御システムを変更、拡充することができる。さらに、制御する機械や周辺機器に応じて柔軟なシーケンスプログラムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の要部ブロック図である。
【図３】同実施形態におけるパラメータ設定値の定義を説明する図である。
【図４】同実施形態において構築した制御システムの１例を示すブロック図である。
【図５】同制御システムの１例を構築するためのパラメータ番号へ設定する設定値の説明図である。
【図６】同実施形態において、制御システムを変更したときの例を示すブロック図である。
【図７】同制御システム変更したときのパラメータ番号へ設定する設定値の説明図である。
【図８】同実施形態において、独立した機器をシーケンス制御部で制御する例のブロック図である。
【符号の説明】
１０数値制御部
２０シーケンス制御部（ＰＭＣ）

Claims

１以上の系統を数値制御する数値制御部と、独立した入出力信号を持ったシーケンスプログラムを複数実行するシーケンス制御部とを有する数値制御装置であって、
数値制御部とシーケンス制御部とを結合するインターフェース部を数値制御部の系統毎に独立して有し、
該インターフェース部にシーケンス制御部のシーケンスプログラムが制御する系統を割り付ける手段を備えたことを特徴とする数値制御装置。
数値制御部とシーケンス制御部は、前記割り付けられた系統に基づいて信号のやりとりを行う請求項１に記載の数値制御装置。
割り付けられたシーケンス制御部の各シーケンスプログラムの系統は、数値制御装置内の不揮発性記憶部に記憶される請求項１又は２に記載の数値制御装置。
前記シーケンス制御部は、系統が割り付けられないシーケンスプログラムにより、数値制御部で制御されない機器を制御する請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の数値制御装置。