JP2640456B2 - 数値制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、数値制御方式の改良に関し、特に、微小な
移動量が連続した形状をしたワーク等の高速加工を連続
的に行うことのできる高速加工用数値制御方式に関す
る。

従来の技術 従来の数値制御装置は、指令情報を１ブロック読取る
毎にそのブロックに収容されているデータの内容を解読
してパルス分配用の実行形式のデータを用意し、この実
行形式に変換したデータに基づいて機械可動部の動作等
を制御するようにしている。ここで、ブロックに収容さ
れているデータを実行形式のデータに変換するとは、ブ
ロックに収容されているデータを数値制御装置内部で処
理しやすい形の２進数等の機械語データに変換すること
である。

ところで、指令情報を１ブロック読取る毎に上述した
処理を行い、現ブロックの処理の終了後、次ブロックの
処理を開始したのでは、実行形式のデータが作成される
までの間、機械可動部が停止してしまうことになる。こ
のように、ブロックとブロックとの間で機械可動部が停
止してしまうと、加工効率が悪くなるばかりかワークに
カッタマークが付いたり、振動が発生する問題がある。

そこで、従来の数値制御装置においては、実行形式に
変換されたデータを記憶する第1,第２のバッファを設け
ておき、一方のバッファに記憶されているデータに基づ
いて前ブロック対応の処理を行っている間に、現ブロッ
クに収容されているデータを実行形式のデータに変換
し、これを他方のバッファに記憶させるという処理を平
行して行い、前ブロック対応の処理が終了することによ
り、他方のバッファに記憶されているデータに基づいて
現ブロック対応の処理を行い、これに並行して次ブロッ
クに収容されているデータを実行形式のデータに変換
し、これを一方のバッファに記憶させるようにしてい
る。

このように、現ブロック対応の処理を実行している間
に次ブロックに収容されているデータを実行形式のデー
タに変換しておくことにより、上述した問題はある程度
は改善されるが、実行時間が短いブロックを複数個連続
して実行する場合は、やはりブロックとブロックとの間
で機械可動部が停止してしまう場合があった。すなわ
ち、ブロックの実行時間が短いと、現ブロック対応の処
理が終了しても、次ブロックに収容されているデータを
実行形式のデータに変換できていない場合があり、この
ような場合はやはりブロックとブロックとの間で機械可
動部が停止し、ワークにカッタマークが付いたり、振動
が発生したりする問題がある。

そこで、本願出願人は、実行時間が短いブロックを複
数個連続して実行するような高速加工の必要な部分を予
め実行データまたは中間のデータに変換しておき、実際
の加工時はこのデータを呼出して高速加工を行う数値制
御装置をすでに出願した（特願昭60−164827号，特願昭
60−292123号）。

発明が解決しようとする問題点 上述した、先の出願に係る数値制御装置は、数値制御
装置自体によって、高速処理を行う部分を実行データ形
式にしたNC指令プログラムを作成し、該NC指令プログラ
ムによって実行するものであったが、本発明は、NC加工
プログラム言語で構成されたブロックと実行データ形式
で構成された高速加工を必要とするブロックを含むプロ
グラムをホストコンピュータ等から数値制御装置が受け
て、該プログラムによって数値制御処理を行い高速加工
を可能にする数値制御方式を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、数値制御装置外部で、NC加工プログラムの
高速加工を行うブロックを実行データ形式のブロックに
変換し、該実行データ形式で構成されたブロック群の前
後に高速加工指令コード及び高速加工をオフにする指令
コードを挿入し、NC加工プログラム言語のブロックと実
行データ形式のブロックからなるプログラムを作成し、
該プログラムを数値制御装置に入力し、数値制御装置は
該プログラムを読取り、NC指令プログラム言語で構成さ
れたブロックに対してはデコード処理，前処理を行い、
移動指令であれば分配処理を行って出力し、補助機能指
令であれば該指令を出力し、高速加工指令コードが読ま
れると高速加工をオフにするコードが読まれるまで、読
取ったブロックの実行データにより移動指令であればサ
ーボ系へパルス出力し、補助機能指令であれば該指令を
機械へ出力することによって上記問題点を解決した。

作 用 外部で作成された、NC加工プログラム言語で構成され
たブロックと実行データ形式で構成されたブロックより
なるプログラムが数値制御装置に入力され、NC加工プロ
グラム言語で構成されたブロックが読まれると、数値制
御装置は、通常一般的に行われているように、デコード
処理，前処理を行い、そのブロックの指令が移動指令で
あるならばパルス分配処理を行い、各軸のサーボ系へパ
ルスを分配する。又、補助機能の指令であれば、機械や
プログラマブルマシーンコントローラ等に該指令を出力
する。この処理は従来の数値制御装置の処理と何ら変る
ことはない。一方、高速加工指令コードのブロックが読
まれると、該ブロック後のブロックはすでに実行データ
形式の２進データに変換されているから、数値制御装置
は移動指令であれば読込んだデータをそのままサーボ系
へ出力しパルス分配を行う。又、補助機能指令であれ
ば、機械やプログラマブルマシーンコントローラ等にそ
の指令を出力する。その結果、実行データ形式で記憶さ
れているブロックはデコード処理や前処理等を数値制御
装置が行う必要がないから高速に処理ができ高速加工が
できる。一方、数値制御装置は、高速加工をオフにする
コードを読取ると、以後のブロックはNC加工プログラム
言語であるから、前述のように、デコード処理，前処理
等を行い、機械を数値制御することになる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のシステム構成図で、１
はホストコンピュータ、２は数値制御装置、３はサーボ
モータで、４は該サーボモータの速度を検出するタコジ
ェネレータ、５はサーボモータ３の位置、即ち機械の位
置を検出する位置検出器である。この第１図にはサーボ
モータ3,タコジェネレータ4,位置検出器５は１組しか記
載されていないが、機械の各軸に対して設けられてお
り、他の組は省略している。

数値制御装置２には、中央処理装置（以下、CPUとい
う）21,コントロールプログラムを記憶するROM22,デー
タの一時記憶等に使用されるRAM23,NC加工プログラムや
各種パラメータを記憶する不揮発性メモリ24,NCテープ
よりNC加工プログラムを読取るテープリーダ25,CRT表示
装置26,キーボード27,位置制御部28や速度制御部29等で
構成されるサーボ回路30がバス33で結合されている。
又、本実施例では、テープリーダ25にリモートバッファ
31が接続され、インターフェイス32を介してホストコン
ピュータ１と接続されている。なお、タコジェネレータ
４の出力はサーボ回路30の速度制御部29に入力されサー
ボモータ３の速度が制御され、又、位置検出器５の出力
はサーボ回路30の位置制御部28に入力され位置制御がさ
れている。

以上のような構成において、高速加工指令コードとし
て、例えばG05のＧコードを設け、NC加工プログラム中
高速加工を行うべきブロックより１つ前のブロックに該
コードG05のブロックを設け、高速加工終了後のブロッ
クにも高速加工をオフにするコードを指令したブロック
を設けたNC加工プログラムを作成し、ホストコンピュー
タ１に入力する。ホストコンピュータ１では、該プログ
ラムが入力されると第２図に示す処理を行い、インター
フェイス32を介してリモートバッファ31に出力する。

まず、ホストコンピュータ１はNC加工プログラムより
１ブロックを読み（ステップS1）、高速加工用フラグＦ
が「１」か否か判断し（ステップS2）、「１」でなけれ
ば、次に読取ったブロックの指令が高速加工指令コード
のG05か否か判断し（ステップS3）、G05コードでなけれ
ば、読取ったブロックの指令をそのまま出力し（ステッ
プS5）、G05コードであれば、高速加工用フラグＦを
「１」にセット（ステップS4）した後読取ったブロック
の指令であるG05をそのまま出力する。即ち、高速加工
指令コードG05が読取られるまでは読取られたブロック
の指令がそのまま出力されることとなる。そして、高速
加工指令コードG05が読取られ、フラグＦが「１」にセ
ットされた後は、フラグが「１」であるから、ステップ
S2からステップS6へ移行し、読取ったブロックの指令が
高速加工オフの指令か否か判断し（ステップS6）、オフ
指令でなければ、読取ったブロックを従来の数値制御処
理と同じように、デコード処理（ステップS7），前処理
（ステップS8）を行い、該指令が移動指令であれば（ス
テップS9）、各軸に対する１サイクル当り（例えば8/16
msec）の移動量を求める分配処理を行って実行データ形
式、即ち２進データにして（ステップS10）、出力する
（ステップS5）。この実行データ形式の出力は例えば１
軸に対し２バイトを用意して、１軸からＮ軸まで設け、
最後の軸の後にｎ（例えば４）バイトの補助機能指令用
のバイトを設け、最後にチェックバイトを１バイト設け
る形式を取る。

なお、ステップS9で、移動指令でなければ、前処理後
のデータをそのまま出力する。その結果、高速加工指令
モードにおいてはホストコンピュータ１からは実行デー
タ形式のブロックが出力されることとなる。かくして、
１ブロック毎読み取り前述した処理を繰り返し、ステッ
プS6で高速加工オフの指令が読まれたことを判断する
と、高速加工用フラグＦを「０」にセットし（ステップ
S11）、移動指令、補助機能指令をすべて「０」にして
出力する（ステップS12,S5）。即ち、１軸からＮ軸、及
び補助機能指令用の各バイトの値を「０」にして出力す
る。以下上述した処理をNC加工プログラムが終了するま
で行う。その結果、ホストコンピュータ１からインター
フェイス32を介してリモートバッファ31に入力されたプ
ログラムは、高速加工指令されたブロックは実行データ
形式のデータが記憶され、該実行データ形式のブロック
が始まる１つ前のブロックには高速加工指令コードのG0
5が記憶され、実行データ形式のブロックの最後には移
動指令、補助機能指令が「０」のブロックが記憶される
こととなる。

一方、数値制御装置２は、テープリーダ25を介してリ
モートバッファ31よりホストコンピュータ１から送られ
て来たNC加工プログラムを読取り、第３図の処理を行
う。なお、加工に先だって、キーボード27より当該加工
に使用する軸数及び高速加工中に補助機能指令があるか
否かを設定し不揮発性メモリ24に記憶させておく。ま
ず、数値制御装置２のCPU21はテープリーダ25を介し
て、リモートバッファ31より１ブロック読取り、入力処
理を行って（ステップS20）、次に高速リモートバッフ
ァモードがオンか否か、即ち、後述するように高速リモ
ートバッファオンのフラグが立っているか否か判断し
（ステップS21）、オンでなければ、デコード処理（ス
テップS22），前処理（ステップS23）を行って、該ブロ
ックの指令が移動指令か否か判断し（ステップS24）、
移動指令であると、各軸への分配処理を行って（ステッ
プS25）、各軸のサーボ回路30へパルス分配を行って
（ステップS26）各軸のサーボモータ３を駆動し加工を
行い、次に補助機能指令があるか否か判断し（ステップ
S27）、助機能指令があれば、機械又はプログラマブル
マシーンコントローラ（PMC）へ該補助機能の出力を行
い（ステップS28）、再びステップS20に移行し次のブロ
ックを読取る。又、ステップS24で読取ったブロックの
指令が移動指令でなければ、直接ステップS27へ移行
し、ステップS27、ステップS28の処理を行う。以上のよ
うに高速リモートバッファモードがオンでなければ、上
述した処理を行っているが、読取ったブロックの内容が
高速加工指令コードのG05であると（ステップS23a）、
高速加工リモートバッファモードのフラグを立ててオン
にし（ステップS23b）、次のブロックからは高速加工に
移行する。即ち、高速加工指令コードG05が読まれるま
では、該コード以前のブロックはNC加工プログラム言語
で構成されたブロックであるため、CPU21はデコード処
理，前処理及び分配処理等を行って実行データに変換
し、変換されたデータを各軸のサーボ回路，機械，プロ
グラマブルマシーンコントローラに出力している。

しかし、G05コードが読まれ、高速リモートバッファ
モードがオンになると、ステップS21からステップS29へ
移行し、ステップS29では読まれたブロックの内容が移
動指令か否か判断し、移動指令であればG05コードが読
まれ、高速リモートバッファモードがオンになっている
状態では読まれたブロックのデータは実行形式のデータ
であるから、直接各軸のサーボ回路30へ出力し各軸のサ
ーボモータ３を駆動することとなる（ステップS26）。
そして、補助機能指令も含まれていれば、該補助機能を
出力し機械やプログラマブルマシーンコントローラ等を
駆動することとなる（ステップS27,S28）。又、ステッ
プS29で読まれたブロックに設定されたすべての軸に対
する移動指令がないときは、パラメータとして補助機能
アリと設定され、又、すべての軸に対する指令バイトの
次のバイトに補助機能指令があるか否か判断し（ステッ
プS30）、補助機能指令があれば、前述同様該補助機能
の指令を出力する。かくして高速リモートバッファモー
ドがオンである間は、読まれたブロックの内容は実行デ
ータ形式であり、この実行データ形式をそのまま各軸の
サーボ回路30や機械やプログラマブルマシーンコントロ
ーラに出力する。その結果、数値制御装置はプログラム
より１ブロック読取って、デコード処理，前処理，分配
処理等を行わずに、直接サーボ回路や機械等に出力する
から、数値制御装置側での遅れはなく、高速に加工を行
うことができる。又、ステップS29で設定された軸に対
しすべて移動指令がなく、かつ、補助機能指令もないと
き（ステップS30）、即ち、第２図のステップS12によっ
て実行形式のデータのブロックが終了して移動指令、補
助機能指令のすべてのバイトにすべて「０」が記憶され
ているときは、高速リモートバッファモードのフラグを
下し、高速リモートバッファモードをオフとする（ステ
ップS31）。その結果次のブロックからはステップS20〜
S28の通常の数値制御処理へと移行する。なお、この処
理過程において、再びG05コードが読まれると（ステッ
プS23a）、前述同様高速リモートバッファモードがオン
にされ（ステップS23b）、前述したように、実行形式で
構成されたブロックの内容をそのまま出力し、高速加工
を行うこととなる。

以上の動作を繰り返すことによって、高速加工を行
う。

なお、上記実施例ではパラメータの設定として、高速
加工中補助機能を使用するか否かの設定を、有，無のみ
の設定であったが、補助機能の種類毎に各補助機能を使
用するか否かをパラメータとして設定してもよく、この
場合、ステップS30においては、各補助機能が設定され
ているか否か、及びその補助機能指令があるか否かを判
断するようにしてもよい。

又、上記実施例では高速リモートバッファモードをオ
フにする場合、ステップS12によって移動指令，補助機
能指令をすべて「０」に設定するようにしたが、他の方
法、例えば特殊なコードによって行ってもよい。

発明の効果 以上述べたように、本発明は、数値制御装置の外部で
高速加工する部分を実行データ形式にしておき、数値制
御装置において、NC加工プログラム言語で構成されたブ
ロックの入力に対しては、通常の数値制御方式と同じよ
うにデコード処理，前処理，分配処理等を行って出力
し、実行データ形式で構成されたブロックに対しては、
そのまま読込んだブロックのデータを出力するようにし
たから、高速加工部分での数値制御装置の処理が早くな
り、機械の可動部分が停止することなく、ワークにカッ
タマークが付いたり、振動が発生するようなことはな
い。また、高速加工部分ではない通常の加工部分は、数
値制御装置で実行データ形式に変換しても、この変換処
理が遅れて連続加工ができなくなるという現象が生じな
いから、即ち、実行データに変換する時間的余裕がある
から、従来と同様に、この部分は数値制御装置で実行デ
ータを作成することによって、数値制御装置の外部で行
なう作業を高速加工部分のみを実行データに変換する最
小限の作業でよいものとした。このように数値制御装置
と外部の装置との作業分担を一番効率のよいものとする
ことにより無駄な作業を行なわなくてすむようにした。
さらに、高速加工処理中においても補助機能動作を行う
ことができ、プログラム作成も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のシステム構成図、第２図
は、本発明の一実施例におけるホストコンピュータの処
理の一例を示すフローチャート、第３図は、同実施例に
おける数値制御装置の動作フローチャートである。 １……ホストコンピュータ、２……数値制御装置、３…
…サーボモータ、30……サーボ回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】数値制御装置外部で、NC加工プログラムの
   高速加工を行うブロックを実行データ形式のブロックに
   変換し、該実行データ形式で構成されたブロック群の前
   後に高速加工指令コード及び高速加工をオフにする指令
   コードを挿入し、NC加工プログラム言語のブロックと実
   行データ形式のブロックからなるプログラムを作成し、
   該プログラムを数値制御装置に入力し、数値制御装置は
   該プログラムを読取り、NC加工プログラム言語で構成さ
   れたブロックに対してはデコード処理，前処理を行い、
   移動指令であれば分配処理を行って出力し、補助機能指
   令であれば該指令を出力し、高速加工指令コードが読ま
   れると高速加工をオフにするコードが読まれるまで、読
   取ったブロックの実行データにより移動指令であればサ
   ーボ系へパルス出力し、補助機能指令であれば該指令を
   機械へ出力する数値制御方式。