JP2694638B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、数値制御装置にかかるものであり、特に、
複数の主軸を含む被制御軸の制御を行う数値制御装置に
関するものである。 ［従来の技術］ 工作物に対する工具の位置を数値情報で指令する数値
制御装置は、生産性の向上、省力化、管理の徹底などの
利点があるため、各種の工作機械に適用され、広く利用
されている。 第２図には、従来の数値制御装置の一例が示されてい
る。この図において、制御部（50）には、中央処理装置
（以下、「CPU」という。）（52）が含まれており、ま
た、データ入出力部（54）、信号入出力部（56）及び割
込入力信号インタフェース（以下、単に「割込インタフ
ェース」という。）（66）が各々接続されている。 制御部（50）には、更に、演算部（58）、記憶部（6
0）、駆動部（62）が各々接続されており、駆動部（6
2）には、サーボモータ群（64）が接続されている。 これらのうち、データ入出力部（54）は、図示しない
外部データ入出力装置との間で加工データ、特に加工プ
ログラムの入出力を行うためのものであり、信号入出力
部（56）は、起動、停止などの制御データの入出力を行
うためのものである。また、割込インタフェース（66）
は、外部装置（図示せず）から必要に応じて割込処理の
指令が行われるものである。 次に、記憶部（60）には、データエリア（60A）とプ
ログラムエリア（60B）とが設けられている。データ入
出力部（54）から入力された加工データ及び加工プログ
ラムは、データエリア（60A）に格納され、信号入出力
部（56）から入力された制御データは、プログラムエリ
ア（60B）に格納されるようになっている。 次に、演算部（58）は、サーボモータ群（64）及び主
軸の制御に必要な演算を行うものであり、例えば、駆動
命令がベクトル速度で与えられたときに、その座標軸方
向の分解速度から所定時間の移動距離を求める補間など
の演算処理が行われる。 次に、駆動部（62）は、サーボモータ群（64）が、サ
ーボモータ（64A）、サーボモータ（64B）、サーボモー
タ（64C）の三個のサーボモータから構成されているこ
とに対応して、三個の駆動回路（62A）、（62B）、（62
C）から構成されている。 なお、サーボモータ群（64）は、実際には、旋盤やボ
ール盤等の工作機械の三軸の駆動部分のサーボモータに
対応するものである。 次に、上記装置の動作について説明する。加工制御を
行うために必要なデータは、データ入出力部（54）、信
号入出力部（56）によって外部装置から入力される。こ
れらのデータは、制御部（50）によって記憶部（60）の
データエリア（60A）、プログラムエリア（60B）に各々
格納される。 次に、制御部（50）は、プログラムエリア記憶部（60
B）に格納されたプログラムやデータに基づき、データ
エリア記憶部（60A）に格納されたデータやプログラム
から演算部（58）により上述した補間などの演算を行っ
て、駆動部（62）に必要な駆動指令を行う。これによ
り、サーボモータ群（64）が駆動され、入力データに従
って所要の加工が実行される。 そして、動作中に、割込インタフェース（66）を介し
て割込が指令されると、制御部（50）によって、実行中
の動作が中断され、割込処理が実行されるように制御が
行われる。 以上のように、主軸、サーボモータ群（64）のサーボ
モータ（64A）、サーボモータ（64B）及びサーボモータ
（64C）は、独立して駆動されるのではなく、全体が一
体になって駆動される。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで、以上のような従来の数値制御装置では、全
体が記憶部（60）のプログラムエリア（60B）に格納さ
れた制御用のプログラムで動作し、駆動部（62）に接続
されたサーボモータ（64A）、サーボモータ（64B）、及
びサーボモータ（64C）を独立に駆動させることができ
ない。 例えば、サーボモータ（64A）をボール盤のドリル移
動に使用し、サーボモータ（64B）とサーボモータ（64
C）を旋盤に使用するというようなことができない。 このため、各機械ごとに第２図に示すような数値制御
装置を設ける必要がある。従って、多数の機械の数値制
御を行う場合には、多大の装置設備が必要となり、コス
ト的にも好ましくないという不都合がある。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複
数の機械を効率的に数値制御できるとともに、コスト的
にも有利な数値制御装置を提供することを、その目的と
するものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、信号入出力部から入力された制御データ
と、記憶部に格納された制御プログラムと加工プログラ
ムとに基づいて、演算部で必要な演算を行い、制御部に
より制御対象の駆動部に必要な制御指令を与えるととも
に、割込入力部から割込指令が入力されたときは、該当
する割込処理を実行する数値制御装置において、加工デ
ータ及び加工プログラムを入出力するデータ入出力部
と、各々独立して制御データの入出力の可能な複数の信
号入出力部と、各々独立して制御対象の駆動の可能な複
数の駆動部と、各々独立して実行可能な複数の制御プロ
グラムと、各々独立して割込指令の入力の可能な複数の
割込入力部とを、一台の数値制御装置に設けるととも
に、前記複数の信号入出力部と、前記複数の駆動部と、
前記複数の制御プログラムと、前記複数の割込入力部と
を任意に組合せて任意の軸数の系統を形成する系統制御
手段を設けたことを特徴とする。 ［作用］ 本発明では、データ入出力部と、信号入出力部と、駆
動部と、制御プログラムと、割込入力部と、系統制御手
段とから主に構成されている。 ここで、信号入出力部と、駆動部と、制御プログラム
と、割込入力部とは、一台の数値制御装置に各々複数設
けられている。 そして、信号入出力部は、各々独立して制御データの
入出力が可能である。駆動部は、各々独立して制御対象
の駆動が可能である。制御プログラムは、各々独立して
実行が可能である。割込入力部は、各々独立して割込指
令の入力が可能である。 また、系統制御手段は、前記複数の信号入出力部、駆
動部、制御プログラム及び割込入力部を任意に組み合わ
せて任意の軸数の系統を形成する。 即ち、本発明では、一台の数値制御装置に、信号入出
力部と、駆動部と、制御プログラムと、割込入力部とが
それぞれ複数設けられるとともに、これら各部が系統制
御手段によって前記各部を少なくとも１つ備えた任意の
軸数の系統にグループ分けされる。 従って、各グループ毎に構成される任意の軸数の系統
毎で、それぞれ統合された制御及び割込処理などが行わ
れる。 ここで、割込入力部は、例えば、加工プログラムのあ
る一つの指令により、駆動中のサーボモータを停止さ
せ、次の指令を実行させるスキップ信号を入力させるよ
うに構成することができる。 また、制御プログラムとは、加工プログラムを解析し
て実行するためのプログラムをいい、例えば、Ｃ言語、
アセンブラ言語等のコンピュータ言語で記述されたも
の、またはこれらをCPU上で実行可能な形式にしたもの
である。尚、加工プログラムとは、被加工物を加工する
ためのプログラムをいい、いわゆるNCプログラム言語で
記述されている。 尚、演算部は、前記系統制御手段によって系統に組み
合わされた制御対象間で、補間の演算を行う。即ち、演
算部は、任意のグループ内の制御対象間で、補間の演算
を行うことになる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。 第１図には、本発明にかかる数値制御装置の一実施例
が示されている。この図において、CPU（10）を含む制
御部（12）には、まずデータ入出力部（14）が接続され
ている。このデータ入出力部（14）は、第２図のデータ
入出力部（54）に対応し、加工プログラムその他の加工
データを外部データ入出力装置（図示せず）との間で授
受するものである。 ここで、入力する加工プログラムは、被加工物を加工
するためのプログラムであり、いわゆるNCプログラム言
語で記述されている。 次に、制御部（12）には、信号入出力装置（16）が接
続されている。この信号入出力装置（16）は、各々独立
して制御用データの入出力の可能な信号入出力部（16
A）、（16B）、（16C）によって構成されている。すな
わち、信号入出力部（16A）、（16B）、（16C）は、各
々が第２図の信号入出力部（56）と同様の機能を有す
る。 また、制御部（12）には、割込インタフェース部（4
6）が接続されている。この割込インタフェース部（4
6）は、各々独立して割込指令の入力の可能な、割込イ
ンタフェース（46A）、（46B）、（46C）によって構成
されている。すなわち、割込インタフェース（46A）、
（46B）、（46C）は、各々が第２図の割込インタフェー
ス（66）と同様の機能を有する。 次に、制御部（12）には、演算部（18）が接続されて
いる。この演算部（18）は、上述したような補間その他
の演算を行うものである。 次に、制御部（12）には、記憶部（20）が接続されて
いる。この記憶部（20）は、プログラムエリア（20
A）、（20B）、（20C）を有している。これらのプログ
ラムエリア（20A）、（20B）、（20C）には、各々独立
して動作可能な制御プログラムが格納されている。すな
わち、プログラムエリア（20A）、（20B）、（20C）に
格納されている制御プログラムは、各々が第２図のプロ
グラムエリア（60B）に格納されているプログラムと同
様の機能を有し、各々独立して実行可能である。ここ
で、制御プログラムとは、加工プログラムを解析して実
行するためのプログラムであり、例えば、Ｃ言語、アセ
ンブラ言語等のコンピュータ言語で記述されたもの若し
くはこれらをCPU上で実行可能な形式にしたものであ
る。 更に、記憶部（20）には、データエリア（20D）が設
けられている。このデータエリア（20D）は、第２図の
データエリア（60A）と同様、加工データ及び加工プロ
グラムを格納するものであるが、その他に、系統制御手
段がプログラミングされて格納されている。 次に、制御部（12）には、駆動部（22）、（24）、
（26）が各々接続されている。これらの駆動部（22）、
（24）、（26）は、各々独立して動作可能であり、第２
図の駆動部（62）と同様の機能を各々有する。但し、制
御できるのは、各々一軸である。 次に、駆動部（22）、（24）、（26）には、サーボモ
ータ（28）、（30）、（32）が各々接続されている。サ
ーボモータ（28）、（30）、（32）は、必ずしも同一の
機械のものとは限らず、二種類以上の機械のものでもよ
く、独立して動作可能である。 次に、上述したデータエリア（20D）に格納されてい
る系統制御手段について説明する。この系統制御手段の
実行は、制御部（12）で行われる。 第３図に示すように、まず、データ入出力部（14）お
よび信号入出力部（16）から入力されたデータと、プロ
グラムエリア（20A）ないし（20C）に格納されている制
御プログラムを参照して、いずれの制御プログラムを動
作させるかを決定する（ステップSA、SB、SC参照）。 次に、動作させる制御プログラムと、それに使用され
る制御データの入出力が行われる信号入出力部（16A）
ないし（16C）との対応を決定する（ステップSD参
照）。次に、動作させる制御プログラムと、割込指令の
入力が行われる割込インタフェース（46A）ないし（46
C）との対応を決定する（ステップSE参照）。更に、該
制御プログラムと、動作対象となる駆動部（22）ないし
（26）との対応を決定する（ステップSF参照）。 このように、系統制御手段は、要求される制御動作の
内容に従って、信号入出力部（16A）ないし（16C）、プ
ログラムエリア（20A）ないし（20C）、駆動部（22）な
いし（26）、割込インタフェース（46A）ないし（46C）
をそれぞれ少なくとも１つ備えた任意の軸数の任意のグ
ループに分ける機能を有するものである。 次に、上記実施例の全体的動作について、種々の場合
を例にとって説明する。 まず、第４図を参照しながら、一軸の機械（34）、
（36）、（38）を各々独立して制御する場合について説
明する。なお、信号入出力部（16A）では、機械（34）
の制御データＤ（34）が入出力され、信号入出力部（16
B）では、機械（36）の制御データＤ（36）が入出力さ
れ、信号入出力部（16C）では、機械（38）の制御デー
タＤ（38）が入出力されるものとする。 また、割込インタフェース（46A）では、機械（34）
に対応する割込指令が入力され、割込インタフェース
（46B）では、機械（36）に対応する割込指令が入力さ
れ、割込インタフェース（46C）では、機械（38）に対
応する割込指令が入力されるものとする。 そして、プログラムエリア（20A）ないし（20C）に、
機械（34）ないし（38）の制御プログラムが各々格納さ
れているものとする。 この場合には、上述したデータエリア（20D）の系統
制御手段により、信号入出力部（16A）と、プログラム
エリア（20A）と、割込インタフェース（46A）と、駆動
部（22）とが系統づけられ、信号入出力部（16B）と、
プログラムエリア（20B）と、割込インタフェース（46
B）と、駆動部（24）とが系統づけられ、信号入出力部
（16C）と、プログラムエリア（20C）と、割込インタフ
ェース（46C）と、駆動部（26）とが系統づけられる。 機械（34）ないし（38）は、信号入出力部（16A）な
いし（16C）から各々入力された制御データと、プログ
ラムエリア（20A）ないし（20C）に各々格納された制御
プログラムとに基づいて、各々独立して制御される。す
なわち、独立して、起動動作や停止動作などが行われ
る。このとき、制御部（12）では、いわゆるタスク制御
が行われる。 また、外部からの割込指令は、割込インタフェース
（46A）ないし（46C）を各々介して、各系統毎に入力さ
れ、各々独立して割込処理が実行される。 以上のように、この例では、装置全体が三系統の独立
した数値制御装置として機能する。 次に、第５図を参照しながら、二つのサーボモータを
有する機械（40）と、一つのサーボモータを有する機械
（42）とを、各々独立して制御する場合について説明す
る。 第５図において、信号入出力部（16A）では、機械（4
0）に対する制御データＤ（40）の入出力が行われ、信
号入出力部（16C）では、機械（42）に対する制御デー
タＤ（42）の入出力が行われるものとする。 また、割込インタフェース（46C）では、機械（40）
に対する割込指令が入力が行われ、割込インタフェース
（46A）では、機械（42）に対する割込指令が入力が行
われるものとする。 更に、プログラムエリア（20B）には、機械（40）を
動作させる制御プログラムが格納され、プログラムエリ
ア（20C）には、機械（42）に動作させる制御プログラ
ムが格納されているものとする。 この場合には、データエリア（20D）の系統制御手段
により、第５図に示すように、信号入出力部（16A）
と、プログラムエリア（20B）と、割込インタフェース
（46C）と、駆動部（22）及び（24）とが系統づけら
れ、信号入出力部（16C）と、プログラムエリア（20C）
と、割込インタフェース（46A）と、駆動部（26）とが
系統づけられる。 機械（40）は、プログラムエリア（20B）に格納され
た制御プログラムにより制御され、機械（42）は、プロ
グラムエリア（20C）に格納された制御プログラムによ
り制御される。尚、機械（40）の制御においては、二つ
のサーボモータが対象であるから、演算部（18）では、
補間の演算が行われる。 以上のように、この例では、全体が二系統の独立した
数値制御装置として動作する。 次に、第６図を参照しながら、本実施例の更に他の動
作態様について説明する。 同図には、機械（44）が、三つのサーボモータを有す
る場合の例が示されている。この場合には、制御データ
Ｄ（44）の入出力が行われる信号入出力部（16B）と、
制御プログラムが格納されているプログラムエリア（20
A）と、機械（44）に対する割込指令の入力が行われる
割込インタフェース（46B）と、駆動部（22）ないし（2
6）とが系統化される。この例では、第２図に示した装
置と同様の一系統の制御が行われる。 尚、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、上記実施例では、最大三つの独立した系
統を構築することができるが、二系統でもよいし、それ
以上の系統を構築できるようにしてもよい。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、系統制御手段
が、一台の数値制御装置に設けられた複数の信号入出力
部と、複数の駆動部と、互いに異なる複数の制御プログ
ラムと、複数の割込入力部を、任意に組合せて任意の軸
数の系統を形成するため、複数の各部を効率的に数値制
御できるとともに、コスト的にも有利になるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す回路ブロック図、第２
図は従来の数値制御装置を示す回路ブロック図、第３図
は系統制御手段の機能を説明する説明図、第４図ないし
第６図は第１図の実施例の動作態様を示す説明図であ
る。 図において、（12）は制御部、（16）は信号入出力装
置、（18）は演算部、（20）は記憶部、（20A），（20
B），（20C）はプログラムエリア、（20D）はデータエ
リア、（22）、（24）、（26）は駆動部、（28）、（3
0）、（32）はサーボモータ、（46）は割込インタフェ
ース部である。 なお、各図中同一符号は、同一又は相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．信号入出力部から入力された制御データと、記憶部
   に格納された制御プログラムと加工プログラムとに基づ
   いて、演算部で必要な演算を行い、制御部により制御対
   象の駆動部に必要な制御指令を与えるとともに、割込入
   力部から割込指令が入力されたときは、該当する割込処
   理を実行する数値制御装置において、 加工データ及び加工プログラムを入出力するデータ入出
   力部と、各々独立して制御データの入出力の可能な複数
   の信号入出力部と、各々独立して制御対象の駆動の可能
   な複数の駆動部と、各々独立して実行可能な複数の制御
   プログラムと、各々独立して割込指令の入力の可能な複
   数の割込入力部とを、一台の数値制御装置に設けるとと
   もに、 前記複数の信号入出力部と、前記複数の駆動部と、前記
   複数の制御プログラムと、前記複数の割込入力部とを任
   意に組合せて任意の軸数の系統を形成する系統制御手段
   を設けたことを特徴とする数値制御装置。 ２．前記演算部は、前記系統制御手段によって組み合わ
   された制御対象間で、補間の演算を行う特許請求の範囲
   第１項に記載の数値制御装置。