JP2008027261A - 数値制御工作機械および割込み加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】割込み加工を行なうときに、実質的に割込み加工ができないことがあったり、割込み加工を実行するまでの待ち時間が長くかかる。
【解決手段】加工中断手段１は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工が可能なプログラムブロックまで加工プログラムを実行して加工を中断する。待避手段２は、加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させる。加工処理スレッドの待避は、加工処理スレッドのメモリの記録データと加工処理スレッドのプログラムをそのままの状態で記憶手段に記憶させる。割込み処理手段３は、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行なう。復帰手段４は、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工を行なって、割込み加工が終了したときに加工状態を元に戻し、中断した加工を再開する数値制御工作機械および割込み加工方法に関する。

数値制御工作機械では、加工プログラム（ＮＣプログラム）に従い加工が実行されるが、しばしば加工プログラムに従う加工の途中でその加工を中断して別の加工を行なう要求がある。このような加工を割込み加工という。割込み加工が行なわれた後は、中断した加工を再開させる必要がある。特許文献１に示されるように、割込み加工が発生すると、ＮＣの状態と中断位置を記憶させておき、割込み加工の終了後にＮＣの状態と中断位置を復帰させる。

割込み加工によって中断した加工を再開させるためには、中断した箇所から加工プログラムを解読させ実行させなければならない。そこで、オペレータが加工プログラムを書き換えて、修正された加工プログラムによって割込み加工前に加工が行なわれた部分をスキップさせている。したがって、割込み加工を行なったときは、オペレータが加工プログラムを修正しなければならず、手間と時間を要する。

また、加工を再開することが不都合な箇所で加工を中断してしまい、加工が再開できないことがある。例えば、ワイヤカット放電加工の仕上げ加工の場合は、割込み加工の要求があったときに割込み加工後にワイヤ電極が切断された位置に復帰する、いわゆる断線復帰を行うと加工部分にスジ等が発生するため、このような位置で加工を中断することは不都合である。

特許文献２は、割込み加工によって加工を中断させたとき、割込み可能な指令の実行を中断し、加工プログラム中の先頭の加工送り指令から中断の実行直前に実行された加工送りの終了までをスキップするように加工プログラムを書き換えた加工プログラムのテンポラリファイルを作成し、加工を再開するときは、テンポラリファイルを呼び出して加工プログラムの先頭から実行するようにしたＮＣ加工装置を開示している。

特許第３０３４２７０号公報 特開２０００−２９３２１２号公報

しかしながら、特許文献２に開示されるＮＣ加工装置の場合、テンポラリファイルを作成する必要がある。そして、加工プログラムのメインプログラムからテンポラリファイルを作成するので、メインプログラムに早送り指令がないと割込み加工処理ができない。また、サブプログラムで加工しているときはメインプログラムに戻るまで割込み加工処理できない。また、メインプログラムの途中でいわゆるミラー加工や回転を行なう指令が含まれている場合、加工プログラムがスキップされることによって元の指令位置と異なるところに移動してしまい中断した加工を復帰させることができない。そのため、実質的に割込み加工ができないことがあったり、割込み加工を実行するまでの待ち時間が長くかかる。

特に、ワイヤカット放電加工の場合は、割込み加工の要求があったときに割込み加工後に断線復帰を行うことができない。そのため、断線復帰できる箇所で割込み加工をすることができず、割込み加工が実行できる位置まで加工しなければならないので、割込み加工を実行するまでの待ち時間が長くかかる。

本発明は、上記課題に鑑みて、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、より確実に割込み加工を行なうことができ、割込み加工の待ち時間を短縮する数値制御工作機械および割込み加工方法を提供することを目的とする。

本発明の数値制御工作機械は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工が可能なプログラムブロックまで前記加工プログラムを実行して加工を中断する加工中断手段と、前記加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させメモリに記録された加工プログラムの情報を含む加工プログラムを解読したときのＮＣ装置の状態を示す記録データと前記加工処理スレッドのプログラムを記憶手段に記憶させる待避手段と、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行なう割込み処理手段と、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させ前記加工処理スレッドに従い加工状態が元に戻された後中断していた加工を再開させる復帰手段と、を有する。

本発明の割込み加工方法は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工が可能なプログラムブロックまで前記加工プログラムを実行して加工を中断し、前記加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させてメモリに記録された加工プログラムの情報を含むＮＣ装置の状態を示す記録データと前記加工処理スレッドのプログラムを記憶手段に記憶させ、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行ない、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させて前記加工処理スレッドに従い加工状態を元に戻し中断していた加工を再開させることを特徴とする。

また、本発明の割込み加工方法は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、解読したプログラムブロックにおいてワイヤカット放電加工における断線復帰が可能であるときはそのプログラムブロックの先頭の位置で加工を中断し、断線復帰が不可能であるときは割込み加工が可能なプログラムブロックまで前記加工プログラムを実行して加工を中断し、前記加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させてメモリに記録された加工プログラムの情報を含むＮＣ装置の状態を示す記録データと前記加工処理スレッドのプログラムを記憶手段に記憶させ、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行ない、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させて前記加工処理スレッドに従い加工状態を元に戻し加工を再開させることを特徴とする。

割込み加工の要求があったときに、割込み加工可能な箇所もしくは断線復帰可能な箇所で加工を中断させ、加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドをそのまま待避し、割込み加工用の加工処理スレッドを新たに起動して割込み加工を終了後に、待避していた加工処理スレッドを復帰させるようにしたから、適切な箇所で割込み加工を行なうとともに、テンポラリファイルを作成する必要がなく、早送り指令がない場合、サブプログラムの途中である場合などでも割込み加工が可能となり、割込み加工の待ち時間が短縮される。

また、加工処理スレッドを待避して加工処理スレッドのメモリの記録データと加工処理スレッドのプログラムをそのまま記憶させるので、割込みが発生したときのミラーや回転等の情報も記録されており、加工プログラムの途中でミラー加工や回転等の指令が含まれていても加工が再開できる。特に、ワイヤカット放電加工の場合、断線復帰待ち状態が記録されており、断線復帰位置に戻すことができるので、断線復帰可能な場所で割込み加工を行なうことができ、割込み処理の待ち時間が短縮される。

図１は、数値制御工作機械の数値制御装置の一部分を示す。図２は、本発明の割込み加工方法としてワイヤカット放電加工方法における割込み加工方法を示す。図３は、図２に示される割込み処理方法のうち、特に割込み処理の部分を示す。図４は、ワイヤカット放電加工の加工例を示す。

加工中断手段１は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工が可能なプログラムブロック（以下、単にブロックという）まで加工プログラムを実行してから加工を中断させる。このため、割込み加工後に加工を再開するとき、加工の再開に不都合がある位置で中断させることがない。

実施の形態の加工中断手段１は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、次に実行される解読されたブロックにおいて断線復帰が可能であるときは、そのブロックの先頭の断線復帰が可能な箇所である位置で加工を中断させる。また、次に実行される解読されたブロックにおいて断線復帰が不可能であるときは割込み加工が可能なブロックまで加工プログラムを実行してから加工を中断させる。

待避手段２は、加工中断手段１によって加工が中断されたとき、加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させる。スレッドは、１つの起動中のタスクから起動できるより小さいモジュールである。加工処理スレッドは、加工プログラムを解読し実行するスレッドである。待避手段２は、複数の加工処理スレッドを待避させることができる。

加工処理スレッドは、実行中、加工プログラムの情報を含む加工プログラムを解読したときのＮＣ装置の状態を示す全ての情報をメモリに記録している。加工処理スレッドを待避することによって、メモリに記憶させている加工プログラムの情報を含む加工プログラムを解読したときのＮＣ装置の状態を示す記録データと加工処理スレッドのプログラムがそのまま図示しない記憶手段に記憶される。ＮＣ装置の状態を示す情報は、例えば、位置情報、加工条件、ミラーや回転に関する情報、断線復帰待ち状態であるかどうかなどの加工状態、解読している加工プログラムである。

割込み処理手段３は、待避手段２によって加工処理スレッドが待避され割込み加工を行なうとき、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行なわせる。割込み加工の加工処理スレッドは、割込み加工の加工プログラムを解読し実行するスレッドである。

復帰手段４は、割込み加工が終了したときに待避手段２で待避されていた加工処理スレッドを復帰させて加工状態が元に戻された後中断していた加工を再開させる。復帰手段４は、記憶手段に記憶されている加工処理スレッドの記録データとプログラムをそのまま読み出して再起動させる。復帰手段４は、加工を中断したときに待避されていた加工処理スレッドの記録データとプログラムに従い加工状態が元に戻されたら、加工プログラムの中断した箇所から加工プログラムを実行させ加工を再開する。

次に本発明の割込み加工方法をワイヤカット放電加工を例に説明する。最初に加工処理スレッドを起動して加工プログラムを１ブロック解読する（Ｓ１）。加工処理スレッドは、加工プログラムの情報と加工プログラムを解読したときのＮＣ装置の状態を示す情報など加工に必要な情報をメモリに記録している。

解読されたブロックが加工を終了する指令であれば、加工を終了する（Ｓ２）。解読されたブロックが加工を終了する指令でないときは、起動中の加工処理スレッドに従いその１ブロックを実行処理する（Ｓ８）。そして、次のブロックを解読する（Ｓ１）。

オペレータから割込み加工の要求があったときは（Ｓ３）、解読されたブロックにおいて断線復帰が可能であるかどうかをみる（Ｓ４）。断線復帰は、ワイヤカット放電加工においてワイヤ電極が加工の途中で切断されたときに切断された場所に戻って再び加工を行なえる状態にすることである。ワイヤカット放電加工でない場合は断線復帰の判断を行なわない。

断線復帰が可能であるときは、そのブロックの先頭の箇所の断線復帰が可能である位置で加工を中断し断線復帰待ち状態にしておく（Ｓ５）。断線復帰待ち状態であることは、加工処理スレッドのメモリにＮＣの状態を示す情報の１つとして記録される。断線復帰が不可能であるときは、加工を中断できる位置であるかどうかをみる（Ｓ６）。割込み加工が可能な指令でないときは、１ブロックを実行処理する（Ｓ８）。割込み加工が可能な指令であるときは、加工を中断する。加工を中断したら図３に示される割込み加工処理を行なう（Ｓ７）。

割込み加工処理では、最初に、起動している加工処理スレッドを待避する（Ｓ１１）。加工処理スレッドの待避とは、具体的には、加工処理スレッドのメモリに記録されている加工プログラムの情報を含むＮＣ装置の状態を示す全ての記録データと加工処理スレッドのプログラムをそのまま現在の状態で記憶手段に記憶させることである。そのため、この加工処理スレッドを復帰させるときは、中断した箇所から加工処理スレッドを待避したときの状態で加工を再開できる。

例えば、図４に示すワイヤカット放電加工における多数個取り加工の場合、点Ｂを加工中に割込み加工の要求があったとき、点Ａまたは点Ｃの近傍でワイヤ電極を結線をして点Ｃで断線復帰することが可能であるとする。その場合は、点Ｃまで加工してワイヤ電極を切断し加工を中断して断線復帰待ち状態にする。そして、断線復帰待ちの状態で加工処理スレッドを待避して、中断したときのＮＣ装置の状態と加工処理スレッドのプログラムを記憶させておく。仮に、点Ｃで断線復帰できない場合は、割込み加工が可能な指令の位置は点Ａであるので、点Ａまでは各ブロックを実行して加工を中断し、加工処理スレッドを待避させる。

次に、割込み加工の加工処理スレッドを起動して割込み加工の加工プログラムを解読し実行する（Ｓ１２）。割込み加工では、割込み加工の加工処理スレッドに従い割込み加工の加工プログラムを１ブロック解読する（Ｓ１３）。解読されたブロックが加工を終了する指令でなければ（Ｓ１４）、割込み加工の要求があるかどうかをみる（Ｓ１５）。割込み加工の要求がなければ、１ブロックを実行処理する（Ｓ２０）。

オペレータから割込み加工の要求があったときは（Ｓ１５）、解読されたブロックにおいて断線復帰が可能であるかどうかをみる（Ｓ１６）。ワイヤカット放電加工でない場合は断線復帰の判断は行なわない。断線復帰が可能であるときは、そのブロックの先頭の箇所の位置でワイヤ電極を切断して加工を中断し（Ｓ１７）、割込み加工処理を行なう（Ｓ１９）。断線復帰が不可能であるときは、加工を中断できる位置であるかどうかをみる（Ｓ１８）。割込み加工が可能な指令でないときは、１ブロックを実行処理する（Ｓ２０）。割込み加工が可能な指令であるときは、所定の箇所でワイヤ電極を切断して加工を中断し、割込み加工処理を行なう（Ｓ１９）。

解読されたブロックが加工を終了する指令であれば（Ｓ１４）、割込み加工の加工処理スレッドを終了する（Ｓ２１）。そして、待避していた加工処理スレッドを復帰させる（Ｓ２２）。加工処理スレッドの復帰とは、具体的には、加工処理スレッドを待避したときに記憶させておいた加工処理スレッドの記録データと加工処理スレッドのプログラムをそのまま読み出して加工処理スレッドを再起動することである。そして、記憶されていた記録データに従い中断した箇所に移動させて加工状態を元に戻す。断線復帰させる必要がある場合は、ワイヤ電極を所定の箇所で結線させて加工を中断した位置まで復帰させる。加工状態を元に戻したら、記憶されていた記録データに従い加工プログラムの中断した箇所から加工プログラムを実行させ１ブロックを実行処理し中断していた加工を再開する（Ｓ８）。

例えば、図４に示すワイヤカット放電加工における多数個取り加工の場合、点Ｃまで加工してワイヤ電極を切断し加工を中断しているときは、点Ａまたは点Ｃの近傍でワイヤ電極を結線して点Ｃまで移動させて断線復帰させる。そして、点Ｃから中断していた１ブロック分を処理して加工を再開させる。また、点Ａまで加工してワイヤ電極を切断し加工を中断しているときは、点Ａに移動させて加工状態を元に戻す。点Ａに移動した後は、中断していた１ブロック分を処理して次の加工開始点まで移動させる。そして、その加工開始点でワイヤ電極を結線し次の加工形状を加工する。

以上に説明されるように、本発明の割込み加工方法は、プログラムを解読し実行している加工処理スレッドのメモリの記録データとプログラムとをそのまま現在の状態で待避し、割込み加工の加工処理スレッドを起動して割込み加工を行ない、割込み加工終了後に待避させていた加工処理スレッドを復帰させることによって加工を再開させる。したがって、テンポラリファイルを作成する必要がなく、早送り指令がない場合、サブプログラムの途中である場合などで割込み加工が可能となり、割込み加工の待ち時間が短縮される。

本発明は、数値制御工作機械に利用される。特に、数値制御ワイヤカット放電加工装置に利用される。本発明は、加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工を行なって、割込み加工が終了したときに加工状態を元に戻し、中断した加工を再開することができる。

本発明の数値制御工作機械の数値制御装置の一部分を示すブロック図である。 本発明の割込み加工方法を示すフローチャートである。 図２に示される割込み加工方法のうち割込み処理を示すフローチャートである。 ワイヤカット放電加工の加工例を示す図である。

符号の説明

１ 加工中断手段
２ 待避手段
３ 割込み処理手段
４ 復帰手段

Claims (3)

1. 加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工が可能なプログラムブロックまで前記加工プログラムを実行して加工を中断する加工中断手段と、前記加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させメモリに記録された加工プログラムの情報を含む加工プログラムを解読したときのＮＣ装置の状態を示す記録データと前記加工処理スレッドのプログラムを記憶手段に記憶させる待避手段と、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行なう割込み処理手段と、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させ前記加工処理スレッドに従い加工状態が元に戻された後中断していた加工を再開させる復帰手段と、を有する数値制御工作機械。
2. 加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、割込み加工が可能なプログラムブロックまで前記加工プログラムを実行して加工を中断し、前記加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させてメモリに記録された加工プログラムの情報を含むＮＣ装置の状態を示す記録データと前記加工処理スレッドのプログラムを記憶手段に記憶させ、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行ない、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させて前記加工処理スレッドに従い加工状態を元に戻し中断していた加工を再開させることを特徴とする割込み加工方法。
3. 加工プログラムの実行中に割込み加工の要求があった場合に、解読したプログラムブロックにおいてワイヤカット放電加工における断線復帰が可能であるときはそのプログラムブロックの先頭の位置で加工を中断し、断線復帰が不可能であるときは割込み加工が可能なプログラムブロックまで前記加工プログラムを実行して加工を中断し、前記加工プログラムを解読し実行している加工処理スレッドを待避させてメモリに記録された加工プログラムの情報を含むＮＣ装置の状態を示す記録データと前記加工処理スレッドのプログラムを記憶手段に記憶させ、割込み加工の加工プログラムを解読し実行する加工処理スレッドを起動して割込み加工を行ない、割込み加工が終了したときに待避手段で待避されていた加工処理スレッドを復帰させて前記加工処理スレッドに従い加工状態を元に戻し加工を再開させることを特徴とする割込み加工方法。

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