JP2998473B2 - 数値制御工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械に係
り、特に加工プログラムの実行中断後の再実行を容易に
するようにした数値制御工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年計算機内蔵の数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）を用いた工作機械（数値制御工作機械）が普及し、
加工分野における自動化、省力化が推進されている。数
値制御工作機械は、数値制御装置（ＣＮＣ）、強電シー
ケンス回路、工作機械から構成されている。強電シーケ
ンス回路は、ＣＮＣと工作機械との間にあって、種々の
補助的な仕事を行うもので、機械の規模にもよるが従来
は通常２００個から３００個のリレー回路によってつく
られていた。ＮＣが配線ロジックＮＣからＣＮＣに移っ
たように、強電シーケンス回路もリレー回路からマイク
ロプロセッサを用いたプログラマブルコントローラ（Ｐ
Ｃ）が主流になってきた。

【０００３】ＰＣには汎用ＰＣとＣＮＣ専用の内蔵型Ｐ
Ｃがある。数百本の工具やオートローダを有し、複雑な
シーケンスと入出力信号を必要とする工作機械では汎用
ＰＣが用いられるが、大部分の工作機械では内蔵型ＰＣ
で十分である。旋盤や小型マシニングセンタ用の内蔵型
ＰＣでは、特にＰＣのために独立したマイクロプロセッ
サを準備せず、ＣＮＣ用のマイクロプロセッサの余力を
利用してＰＣ機能を発揮せしめることができる。この場
合、ＰＣのための部品点数は極めて少なくてすみ、信頼
性、コストともに優れたものが実現できる。

【０００４】ＣＮＣ内蔵のＰＣは、ＣＮＣのロッカ内に
内蔵できるので、機械側にＰＣを設置するスペースを取
らなくてすむというメリットも有する。内蔵型ＰＣとＣ
ＮＣとの間のデータの授受は特別なドライバ／レシーバ
を必要とせず、共通バス（あるいはそれ相当）ですむた
め、ＰＣに必要な入出力点数は汎用ＰＣを使用する場合
に比べて約半分ですむ。

【０００５】ＰＣに関する各種設定（タイマ、カウンタ
など）、状態表示やアラームメッセージの表示などは、
ＣＮＣの操作盤を利用して行うことができ、他に別の操
作盤を必要としない。図１７は、ＮＣ専用の内蔵型ＰＣ
付きのＣＮＣを使用したＣＮＣ工作機械の概要図であ
り、図中、１０はＣＮＣ部、２０は工作機械部である。
ＣＮＣ部１０は、ＮＣ部１、プログラマブル・コントロ
ーラ（ＰＣ）部２、入出力回路３から構成されており、
ＮＣ部１は、図２１に示すオペレータ１１０とＣＮＣ工
作機械とのマンマシンインターフェースで制御するマン
マシン制御部４、Ｍ指令，Ｓ指令，Ｔ指令等の補助指令
を制御する補助指令制御部５、サーボ軸の制御を行う軸
移動制御部６から構成される。

【０００６】ＰＣ部２は、シーケンスプログラムを格納
する部分で、図示しないがコンピュータと同様な構造を
もったシーケンス制御装置であり、ＣＰＵ、プログラム
記憶装置等で構成されており、主としてＲＯＭ，ＲＡＭ
の半導体メモリで構成されている。入出力回路３は機械
側とのインターフェース部分で、ドライバやレシーバで
構成されており、工作機械部２０の機械操作盤１２や強
電回路１３、スピンドルアンプ１５等に接続される。

【０００７】工作機械部２０には、オペレータ１１０と
ＣＮＣ工作機械のマンマシンインターフェースの中心と
なるＮＣ操作盤１１があり、通常ＣＲＴ装置やテンキー
等で構成され、ＮＣ部１のデータをＣＲＴ装置上に表示
させたり、テンキーよりデータを入力させたりする。

【０００８】その他、１２の機械操作盤は主に工作機械
をオペレータ１１０がマニュアル操作するためのもので
あり、１３の強電回路は機械各部１４のアクチュータ等
を制御するものであり、１５のスピンドルアンプはスピ
ンドルモータ１６を制御するものであり、１７の速度制
御ユニットは１８の送りモータを制御するものである。

【０００９】工作機械の本来の仕事は切削や研削などの
加工であるが、この加工を行うための補助的な仕事が多
くある。例えば、加工物の着脱、主軸モータの起動／停
止、切削油のオン／オフ、工具の選択などである。これ
らの補助的な仕事はＮＣ部１から送られてくる補助機能
信号（Ｍ指令）、工具選択信号（Ｔ指令）などを受けて
ＰＣ部２により処理される。

【００１０】図１８は補助機能信号のインターフェース
の説明図であり、ＢＣＤ２桁のコード信号（Ｍ１１〜Ｍ
２８）とコード読取り用信号（ＭＦ）がＮＣ部１からＰ
Ｃ部２に送られ、このコード信号はＰＣ部２によって解
読され、必要なアクチュータが決められたシーケンスで
駆動され、指令された動作が行われる。

【００１１】動作が完了すると完了信号（ＦＩＮ）がＮ
Ｃ部１に送られる。ＮＣ部１はこれによってコード読取
用信号ＭＦをオフにする。引きつづいて完了信号ＦＩＮ
オフ、Ｍコード信号オフという順序を経て、次のブロッ
クのＮＣ指令に進む。この動作のタイームチャートが図
１９に示される。

【００１２】図２０は、加工プログラムの作成から加工
物の検査までの流れを示す図である。 加工図面１００
を見ながらプログラマ１０１はＮＣの加工プログラムを
作成する（ステップ１０２）。加工プログラムは通常の
ＥＩＡフォーマットや近年多用されるようになって来た
ＣＮＣに搭載されている自動プログラム、あるいはオフ
ラインのＣＡＭ等で作成される。１０３がこうして作成
されたＮＣ加工プログラムである。

【００１３】加工プログラムの作成が完了したら、加工
プログラム１０３のチェックを行う（ステップ１０
４）。これは、近年のＣＮＣにはグラフィック表示等が
可能なものが多いので、加工パスの軌跡を画面上に表示
させるなどして行うことが可能である。加工プログラム
１０３が正しいと思われたら、実際に加工を行うこと無
しに工作機械を動かし、工作機械の動作を確認しながら
加工プログラムのチェックをする空切削を行う（ステッ
プ１０５）。正しく切削できると思われたら実際のワー
クに対して試し加工を行ってみる（ステップ１０６）。
正しく切削できるようであれば、本格的な切削加工に入
り（ステップ１０７）、必要に応じて加工物を検査する
（ステップ１０８）。ステップ１０４〜１０８の各段階
において、加工プログラムの不具合が発見された場合、
加工プログラム１０３を修正し（ステップ１０９）、再
度ステップ１０４〜１０８の必要な段階から再チェック
する。上記のステップ１０５，１０６，１０７の段階に
おいて、加工プログラムの実行を一時中断させ、オペレ
ータ１１０がマニュアル操作を行う必要が生じる場合が
ある。

【００１４】例えば、切削中に切粉がからみつき、これ
をオペレータ１１０がマニュアル操作で除去する必要が
生じた場合とか、工具が途中で切損し、交換する必要が
生じた場合などである。

【００１５】図２１は、加工プログラムの実行を中断
し、マニュアル操作等で割り込みを行った際のＮＣ部１
と工作機械部２０の内部状態を示す図である。ＮＣ加工
プログラム１０３をＮＣ部１は解析しながら（ステップ
１１１）機械に対して様々の指令を出力する。これを受
けて工作機械２０は所定の動作を行う（ステップ１１
４）。この時、ＮＣ部１における状態Ａと工作機械部２
０の状態Ａとは一致している。この場合の状態の一致と
は、ＮＣ部が認識している工作機械部２０の状態と、実
際の工作機械部２０の状態が一致していることであり、
例えば、ＮＣ部１が工作機械部２０には現在７番の工具
が装着されていると認識している時、工作機械部２０に
も実際に７番の工具が装着されていることである。さら
には、ＮＣ部１が認識している工作機械の各軸の位置と
実際の工作機械の各軸の位置が一致しているようなこと
である。

【００１６】通常上記のように加工プログラム実行中は
両者の状態が一致しながら加工プログラム１０３に基づ
いて加工を実行するが、この実行を中断させ（ステップ
１１２）、オペレータ１１０がマニュアル操作等で工作
機械を操作すると（ステップ１１３）、中断時のＮＣ状
態Ｂ、工作機械の状態Ｂと割込み操作を行った後のＮＣ
状態Ｃ、工作機械の状態Ｃとは各々異なった状態となる

【００１７】図２２は、上記の１例を示す説明図であ
る。加工プログラムを実行中（１０７）、Ｍ０８指令が
指令されたとする。Ｍ０８指令は液状クーラントＯＮの
指令であるので、工作機械側では液状クーラントがＯＮ
状態となる。この液状クーラントは、クーラントＯＦＦ
（Ｍ０９指令）が指令されるまでＯＮ状態のままとな
る。ここで、加工プログラムを中断させたとすると（１
１２）、加工プログラムの実行は中断されるが、工作機
械側の液状クーラントはＯＮのままである。オペレータ
１１０が操作する際、クーラントがＯＮのままでは操作
しにくいので、マニュアル操作（ＭＤＩ）でＭ０９を指
令し、クーラントをＯＦＦさせようとする（１１３）。
工作機械側は、このＭ０９指令を受け、クーラントをＯ
ＦＦ状態にする。その後、加工プログラムを再開させよ
うとした場合（１１８）、このままでは工作機械側はク
ーラントＯＦＦ状態のまま加工が再開されることとな
り、中断時の状態、すなわち、液状クーラントＯＮ状態
と異なる状態で再開されることになる。

【００１８】上記の例は、補助指令関連のものである
が、この他、中断時の工具位置から工具を移動させなけ
れば操作ができないような場合、工具を動かせば当然中
断時（１１２）の工具位置と割り込み操作（１１３）後
の工具位置とは異なるものとなる。

【００１９】図２３は中断したＮＣ加工プログラム１０
３を再開させる場合の説明図である。ＮＣ加工プログラ
ムを一旦中断させ、割り込み操作１１３を行うと、中断
時の状態から異なった状態となり、このままＮＣ加工プ
ログラム１０３を再開させたのでは正常に加工できなく
なってしまう。このため、再開するに必要な復元操作１
１７を行う必要がある。復元操作とは、機械の位置を中
断時に戻したり、中断時の機械状態（スピンドルの回転
数、クーラントのＯＮ／ＯＦＦ 等）に戻すことであ
る。

【００２０】また、加工プログラムを中断させる場合、
フィードホールド、ブロック停止等の加工プログラムの
一時的な停止状態で中断させ、このままの状態から再開
させる場合はよいが、ＣＮＣをリセットするなどして完
全に加工プログラムの実行を停止させてしまった場合、
実行を再開させる場合には加工プログラムの位置だけを
見つけ出すプログラムサーチ、ＣＮＣの内部状態も更新
しながら加工プログラムの位置を見つけるモーダルサー
チ等の機能を用いて加工プログラムの行う必要がある。

【００２１】図２４は工具交換装置（ＡＴＣ）の一例を
示す説明図である。３０はＡＴＣ部であり、複数の工具
交換用の工具３５，３６が格納されている。３２は工具
交換用のアームであり、工具を把握するためのハンド３
３が両端に装着されている。３１はスピンドル部であ
り、先端に加工用の工具３４が装着されており、この工
具３４にて加工を行う。工具交換を行う際には、まず交
換用の工具をＡＴＣ部３０の工具交換位置まで移動させ
ておき、その後加工用工具３４を工具交換位置まで移動
させる。これは工具交換用のアーム３２が工具交換可能
な位置であり、機械によって定まった固定位置である。
加工用工具３４と交換用工具３５とが所定の位置まで来
た時点で工具交換用補助指令（Ｍ０６）を実行する。

【００２２】図２５は、Ｍ０６（工具交換）における一
連の機械動作と各機械動作に対応した補助指令（Ｍ指
令）の対応を示すフローチャートである。Ｍ０６を実行
すると、図２５で示したような一連の動作で工具交換を
完了する。工具交換を行う際Ｍ０６を指定すればよい
が、Ｍ０６で指定された工具交換動作中に何らかの障害
が発生し、工具交換動作を続行不能となる場合がある。
この場合、オペレータ１１０が介在し、障害を取り除
き、工具交換を完了させる必要があるので、工具交換の
ための一連の動作の各々を補助指令（Ｍ指令）で指定可
能にしてあるのが通常である。すなわち、Ｍ０６を指定
したのと等価の動作をＭ６０１〜Ｍ６１２を順に指令す
ることで行わせることができるようにしてある。

【００２３】仮に図２５におけるＭ６０６に相当する動
作の、「アーム１８０゜旋回」中にＡＴＣのアームが加
工物等に干渉して旋回不能になったとする。この場合、
ＮＣ工作機械は加工続行不能となるので、オペレータが
介在して不具合要因を除去しなくてはならない。これに
は、プログラムの実行を停止させた後、不具合要因をマ
ニュアル操作等で除去し、工具交換動作（Ｍ０６）が途
中で終わってしまっているため、工具交換の状況を見て
「アーム１８０゜旋回」中に停止したことを認識し、こ
の後の一連の工具交換動作を指令するＭ６０６〜Ｍ６１
２指令をマニュアル操作（ＭＤＩ）で実行させることに
よりＭ０６処理を完了させていた。

【００２４】また、上述したものは、加工プログラム１
０３を何らかの理由により中断された後、割り込み処理
を行い、加工プログラム１０３を再開させるのには、オ
ペレータ１１０が現在の状態から中断時の状態に戻すこ
とが必要で、大いに手間がかかると共に、正しく状態を
復元せずに加工を再開すると機械を損傷させる危険があ
るのでという問題があった。このため、この加工プログ
ラムの再開処理を容易にするため、中断時の工作機械の
状態と再実行時の状態を比較し、中断時の工作機械の状
態に戻すための再開処理用プログラムを生成する手段を
備えた発明が、特開平４−２４６７０４号公報、特開昭
６１−２１４９４７号公報及び特開昭６０−１５０１０
５号公報に開示されている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御工作機
械は以上のようなものであったので、生成された復元プ
ログラムをオペレータが自在に修正することができず、
中断時及び再開時の状況に応じた最適な復元処理が不可
能であった。

【００２６】また、表示された数値制御工作機械の中断
時の状態を画面から修正不可能であったので、再開時の
融通性が制限されるという欠点があった。

【００２７】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、中断時及び再開時の状況に応じた最適な
復元処理が可能な数値制御工作機械を得ることを目的と
する。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る数値制御
工作機械は、実行中の加工プログラムを中断させる中断
手段と、中断時の数値制御工作機械の状態を記憶する記
憶手段と、加工プログラムを途中から再実行させる再開
手段と、再実行時の数値制御工作機械の状態を認識する
認識手段と、中断時の数値制御工作機械の状態と再実行
時の状態を比較し中断時の工作機械の状態に戻すための
再開処理用プログラムを生成する生成手段と、この生成
手段にて生成された再開処理用プログラムをオペレータ
が修正する修正手段と、を備えるものである。

【００２９】また、この発明に係る数値制御工作機械
は、実行中の加工プログラムを中断させる中断手段と、
中断時の数値制御工作機械の状態を記憶する記憶手段
と、加工プログラムを途中から再実行させる再開手段
と、再実行時の数値制御工作機械の状態を認識する認識
手段と、中断時の数値制御工作機械の状態と再実行時の
状態を比較し中断時の工作機械の状態に戻すための再開
処理用プログラムを生成する生成手段と、前記中断時の
数値制御工作機械の状態を画面上に表示させる表示手段
と、この表示手段により画面上に表示された中断時の数
値制御工作機械の状態をオペレータが変更する変更手段
と、を備えるものである。

【００３０】

【作用】この発明に係る数値制御工作機械によれば、再
実行するために必要な復元処理を実現する復元プログラ
ムが生成されるため、オペレータが自ら機械の再開時の
状態と中断時の状態を考慮して復元処理を行うことな
く、安全確実に加工プログラムの再実行が行え、さら
に、その復元プログラムをオペレータが修正できるよう
になる。

【００３１】

【実施例】実施例１． 請求項１乃至請求項７に係る数値制御工作機械について
説明する。図１は、実施例１を示す説明図であり、ＮＣ
加工プログラム１０３を中断した場合（ステッ プ１１
２）、その時点におけるＮＣ工作機械の状態を記憶する
（ステップ１２１）。オペレータが割り込み操作を行っ
た後（ステップ１１３）、ＮＣ加工プログラムを再開さ
せようとした場合（ステップ１１８）、再開時点におけ
るＮＣ工作機械状態を把握し（ステップ１２２）、ステ
ップ１２１で記憶したＮＣ状態とを比較することにより
復元用のプログラムを生成し（ステップ１２３）、加工
を再開させる場合（ステップ１１８）、ステップ１２３
で作成した復元プログラムを実行後（ステップ１２
４）、ステップ１２１で記憶したＮＣ状態を復元し（ス
テップ１２５）、以後ＮＣ加工プログラム１０３の中断
以降を実行させることにより、ＮＣ加工プログラムの中
断を再開可能とするものである。

【００３２】図２は、図１のＮＣ加工プログラム１０３
の実行位置を示すテーブルの説明図である。１３１は加
工プログラムの実行位置を示す情報であり、通常ＥＩＡ
の加工プログラムを実行中であればプログラム番号（Ｏ
Ｎｏ．）、シーケンス番号（Ｎ Ｎｏ．）、ブロック
番号（Ｂ）のことであり、自動プログラムを実行中であ
れば、その自動プログラムに対応した中断位置を示す情
報のことである。１３２はメインプログラム上での位置
を示す情報であり、情報の内容は１３１と同様のもので
ある。１３３はメインプログラムの実行回数を示す情報
であり、これはメインプログラムを本来実行すべき回数
と現在までに実行された回数を示す情報のことである。
例えば、メインプログラムを１００回実行すべきとこ
ろ、５６回まで実行し、現在５７回目を実行中であれ
ば、１００と５６の値が格納されている値である。

【００３３】１３４は各サブプログラムの先頭位置であ
り、先頭位置とはメインプログラムが呼び出したサブプ
ログラムの先頭を示す情報である。１３５はサブプログ
ラムの位置を示す情報であり、このサブプログラムが他
のサブプログラムを呼び出し中であれば、サブプログラ
ム呼び出し位置を示す情報であり、そうでなければこの
サブプログラム上での実行位置を示す情報である。１３
４、１３５の各々情報の構成は１３１と同様の構成であ
る。１３６は１３３と同様に、該当するサブプログラム
が５０回繰り返し実行するように指定されているところ
を２５回実行し 、２６回目を実行中であれば５０と２５
の値が格納されている値となるように、サブプログラム
の指定された繰り返し回数と今まで実行された回数を示
すものである。

【００３４】以後、サブプログラムのネスティング回数
分サブプログラムの情報が１３４、１３５、１３６に格
納される。ｎはサブプログラムの許されているネスティ
ング回数を示すものとし、実行されていないサブプログ
ラムのネスティング情報は０クリアされているものとす
る。

【００３５】図５はＮＣ加工プログラム１０３の実行状
況を示す例である。メインプログラムをＡ回実行すべき
ところａ回まで実行し、現在ａ＋１回目を実行中であ
り、Ｐ１の部分でサブプログラム１を呼び出し、サブプ
ログラム１の先頭はＳ１でサブプログラム１はＢ回実行
すべきところｂ回まで実行し、現在ｂ＋１回目を実行中
であり、Ｐ２の部分でサブプログラム２を呼び出し、サ
ブプログラム２の先頭はＳ２でサブプログラム２はＣ回
実行すべきところｃ回まで実行し、ｃ＋１回目を実行中
であり、Ｐ３の部分でサブプログラム３を呼び出し、サ
ブプログラム３の先頭はＳ３でサブプログラム３はＤ回
実行すべきところｄ回まで実行し、現在ｄ＋１回目を実
行中であり、その実行位置はＰ４であったとする。

【００３６】この場合、図２において、１３１の内容
は、Ｐ４の位置を示す情報であり、１３２の内容は、Ｐ
１の位置を示す情報であり、１３３の内容は、Ａとａを
示す情報であり、サブプログラム１に関しての１３４の
内容は、Ｓ１の位置を示す情報であり、１３５の内容
は、Ｐ２の位置を示す情報であり、１３６の内容は、Ｂ
とｂを示す情報であり、サブプログラム２に関しての１
３４の内容は、Ｓ２の位置を示す情報であり、 １３５の
内容は、Ｐ３の位置を示す情報であり、１３６の内容
は、Ｃとｃを示す情報であり、サブプログラム３に関し
ての１３４の内容は、Ｓ３の位置を示す情報であり、１
３５の内容は、Ｐ４の位置を示す情報であり、１３６の
内容は、Ｄとｄを示す情報である。

【００３７】図３は実行時のその他の情報を示すテーブ
ルの説明図である。１４１はその時点における各軸の座
標値であり、１４２は現在使用している工具の番号、１
４３は工具位置オフセット値やノーズＲ補正値等の補正
指令値、１４４はＦ指令で与えられる工具の送り速度、
１４５はＳ指令で与えられる主軸の回転数、１４６はＧ
指令のモーダル値、１４７はＭ指令の状態である。１４
７のＭ指令の状態とは、図４で示すようにＰＣ部２が実
行中のＭ指令値１５１、実行中のＭ指令が後述するよう
な複数のＭ指令値に分解されるようであれば、そのうち
現在実行中の部分を示す情報１５２、Ｍ指令の各グルー
プにおける最終指令値１５３から構成される情報のこと
である。

【００３８】Ｍ指令の各グループとは、機械の状態を定
めるＭ指令を各々その状態に応じて分類し、各グループ
で指定されたＭ指令によって機械の状態が把握可能なも
のである。例えば、主軸の回転状態を示すＭ指令 Ｍ０３：主軸正転 Ｍ０４：主軸逆転 Ｍ０５：主軸停止 を１つのグループとし、このグループ内でどのＭ指令が
最後に指令されたかを見ることで機械の現在の状態が把
握可能となる。

【００３９】Ｍ指令の各グループの値は、加工プログラ
ム１０３の実行によって更新されると共に、マニュアル
操作（ＭＤＩ）等の操作によっても更新され、このＭ指
令の各グループの値により現在の機械状態を把握するこ
とが可能となる。

【００４０】Ｍ指令のグループ化の指定は図６に示すよ
うに、ＮＣ操作盤１１上の画面で設定可能である。１６
０は画面表示例であり、１６１がＭ指令値、１６２はグ
ループ化するグループ番号である。図６の例では第１グ
ループとして、 Ｍ０３：主軸正転 Ｍ０４：主軸逆転 Ｍ０５：主軸停止 を指定し、第２グループとして、 Ｍ０７：ミストクーラントＯＮ Ｍ０８：液状クーラントＯＮ Ｍ０９：クーラントＯＦＦ を指定した例を示してある。

【００４１】また、１６６は各Ｍ指令に対するコメント
であり、各Ｍ指令の内容をコメントとして指定すること
により、各Ｍ指令の内容をオペレータが容易に把握でき
るようにするものである。

【００４２】図７はＭ指令の各グループの値の更新方法
を示すフローチャートである。Ｍ指令が指令された場
合、指令されたＭ指令値が登録されているかどうかを判
別する（ステップ１００１）。Ｍ指令値が登録されてい
るとは、図６で示したＭ指令テーブル中の１６１のＭ指
令値に、指令されたＭ指令値が登録されているかどうか
ということである。

【００４３】指令されたＭ指令値が登録されていれば、
指令されたＭ指令値はグループ指定されているかどうか
を判別する（ステップ１００２）。指令されたＭ指令値
がグループ指定されているとは、図６で示したＭ指令テ
ーブル中の１６２にグループ番号が指定されているかど
うかということである。指令されたＭ指令値がグループ
指定されていれば、指定されたグループ番号のテーブル
（ＭＧ１〜ＭＧｎ）に指令されたＭ指令値を格納する
（ステップ１００ ３）。

【００４４】このように、図２、図３、図４に示すデー
タによりＮＣ工作機械の状態を把握することが可能にな
る。図１のステップ１２１で示したＮＣ工作機械状態の
記憶とは、この図２、図３、図４で示したテーブルの内
容を専用エリア（図示せず）に記憶することである。図
８は中断したＮＣ加工プログラム１０３を再開する際の
手順を示したフローチャートである。ＮＣ加工プログラ
ム１０３を再開させる場合、中断時のＮＣ工作機械状態
をＮＣ操作盤１１の画面上に表示する（ステップ１１０
１）。中断時のＮＣ工作機械状態とは、図１のステップ
１２１で示した専用エリア（図示せず）に記憶されたＮ
Ｃ工作機械状態の記憶内容のことである。

【００４５】図９はＮＣ操作盤１１の画面上の表示例で
ある。１７０が表示画面であり、１７１は中断時のＮＣ
加工プログラム１０３の中断位置を示す情報であり、１
７２はメインプログラムの位置情報、１７３はサブプロ
グラム１の位置情報、１７４はサブプログラム２の位置
情報を示し、１７５はプログラム番号、１７６はシーケ
ンス番号、１７７はブロック番号、１７８は繰り返し回
数とその実行回数を示すものであり、１７９はサブプロ
グラムの先頭のプログラム番号、１８０は同じくシーケ
ンス番号、１８１は同じくブロック番号である。

【００４６】図９で示した中断時の各情報１７１を図１
５及び図１６を使用して説明する。図１５のＮＣ加工プ
ログラム例は、プログラム番号（ＰＮｏ．）１００のプ
ログラム中にサブプログラム１（ＳＵＢ１）がシーケン
ス番号５１００から、サブプログラム２（ＳＵＢ２）が
シーケンス番号７８００から格納されているものとす
る。また、図１６は図１５で示したＮＣ加工プログラム
ＰＮｏ．１００中断時の状態を示す図である。図９で示
した中断時の各情報１７１の数値は図１６においてメイ
ンプログラムのシーケンス番号２７００、ブロック番号
２の位置でサブプログラム１を１０回呼びだし、現在７
回目を実行中であり、サブプログラム１のシーケンス番
号５１００、ブロック番号１の位置でサブプログラム２
を５回呼 びだし、現在３回目を実行中であり、サブプロ
グラム２のシーケンス番号７８３５、ブロック番号３を
現在実行中であることを示す。

【００４７】図９の表示例では、サブプログラムのネス
ティングは２重までであることを示している。図９の表
示例では、サブプログラムのネスティングは２重までし
か表示できないようになっているが、許容されるネステ
ィングに応じて画面を変更するとよい。１８２は中断時
の各軸の座標値であり、図９の表示例ではＸ，Ｙ，Ｚ，
Ｃ軸の座標値が表示されているが、これも必要に応じて
表示する軸を変更してもよい。 １８３は使用工具
（Ｔ）、補正番号（Ｈ）、送り速度（Ｆ）、主軸の回転
数（Ｓ）を示す。１８４はＧ指令のモーダル値を示す。

【００４８】１８５はＭ指令の各グループにおいて最後
に指定されたＭ指令を示すものである。各グループ対応
に表示され、Ｍの指令値１８６と各Ｍ指令値に対応する
コメント１８７が合わせて表示されるので、Ｍ指令の内
容が容易に判別できると共に、機械の状態も容易に把握
することが可能である。１８７に表示される内容は、図
６の１６６で指定したコメント情報が表示される。

【００４９】図８に戻り、ステップ１１０１において表
示されたＮＣ状態に対して修正が必要かどうかをオペレ
ータが判断し（ステップ１１０２）、修正が必要な場合
にはＮＣ状態を修正する（ステップ１１０３）。ＮＣ状
態の修正は図９の１８８で示したカーソルを修正部分に
移動させ、ＮＣ操作盤１１上のキーボード（図示せず）
からデータを入力することによって修正可能である。カ
ーソルの移動はキーボード上のカーソル移動キー（図示
せず）によって行う。修正可能なのは、１７５〜１７７
及び、１７９〜１８１の各プログラム位置を示すデー
タ、１７８の繰り返し回数とその実行回数、１８２の中
断位置を示す各軸の座標値、１８３の使用工具（Ｔ）、
補正番号（Ｈ）、送り速度（Ｆ）、主軸の回転数（Ｓ）
を示す値、１８４のＧ指令のモーダル値、１８６の各グ
ループ対応のＭの指令値である。

【００５０】次に、ＮＣ状態の修正が必要なくなった時
点で、システム側はステップ１１０ １で表示したＮＣ工
作機械の状態と現在のＮＣ工作機械状態とを比較して復
元用のプログラムを生成する（ステップ１１０４）。

【００５１】図１０は復元用プログラム生成を示すフロ
ーチャートである。まず、中断時に使用していた工具番
号と現在装着されている工具の番号を比較し（ステップ
１２０１）、同じであれば工具交換は不要であるからス
テップ１２０５へ飛び、異なっていればステップ１２０
２〜１２０４で中断時の使用工具に現在装置されている
工具を変更するための工具交換を行う。

【００５２】ステップ１２０２は工具交換位置まで現在
装着されている工具を移動させるパスを生成させるもの
であり、ステップ１２０３はステップ１２０２で生成さ
れた指令を実行すれば装着工具は工具交換位置へ移動す
るので、現在の機械位置を工具交換位置に変更してお
く。ステップ１２０４は工具交換のための指令を生成す
るものである。

【００５３】ステップ１２０５は主軸関連の指令を生成
するものであり、主軸回転数の指令（Ｓ）や主軸回転方
向の指令（Ｍ０３，Ｍ０４）を生成するものである。ス
テップ１２０６はＮＣ工作機械の状態を中断時の状態に
戻すために必要なＭ指令を出力するものである。これ
は、図４で示したＭＧ１〜ＭＧｎの値を中断時と同じ値
にするものであり、中断時と再開時の値が異なっていた
場合、中断時の値となるようなＭ指令値を生成するもの
である。

【００５４】次に、中断時の位置と現在の位置とを比較
し（スッテプ１２０７）、異なっていれば中断時点の位
置に戻すために必要な移動パスを生成する（ステップ１
２０８）。なお、中断位置に戻す際、図１１に示すよう
に直接中断位置にアプローチするのではなく、中断位置
に接する円弧の軌跡を通して（Ｇ０２で示す部分）アプ
ローチさせるようにしてもよい。円弧の半径等はパラメ
ータで指定させるようにするとよい。このように、接円
でアプローチすることにより、加工ワークに対して傷を
付けることなく工具を戻すことが可能となる。

【００５５】以上のように図８におけるステップ１１０
４で生成された復元プログラムをＮＣ操作盤１１の画面
上に表示させる（ステップ１１０５）。図１２はこうし
て表示された復元プログラムを表示させた例である。

【００５６】こうして生成された復元プログラムを修正
するかどうかをオペレータが判定し（ステップ１１０
６）、修正が必要であれば修正を行う（ステップ１１０
７）。修正は図１２に示すように修正部にカーソル１８
８を移動させ、通常のＮＣ加工プログラム１０３の修正
と同様に行う。

【００５７】このように生成された復元プログラムを加
工再開時に実行し（ステップ１１０８）、次にステップ
１１０１で表示された状態にＮＣ状態を復元し（ステッ
プ１１０９）、中断されたＮＣ加工プログラム１０３の
実行を再開する（ステップ１１１０）。

【００５８】以上のような手順により中断した加工プロ
グラムの再開処理を行う。なお、上記実施例によれば、
実行中の加工プログラムを中断させ、オペレータが割り
込み処理を行った後の加工再開処理の例を示したが、こ
のほか、次の手順により加工プログラムの途中からの実
行処理が可能となる。途中から実行させたいプログラム
を途中実行させたい位置までモーダルサーチを行わせ
る。これにより、中断位置まで加工プログラムを実行さ
せた場合のＮＣ工作機械の状態が仮想的にできあがる。
以降は加工プログラムを中断させた場合と同様に図８で
示した手順で処理させる。モーダルサーチした結果に不
都合が有れば、図８のステップ１１０３により任意に状
態を修正する。

【００５９】なお本実施例においてモーダルサーチを行
う場合、現在の機械状態を記憶するエリアではなく、中
断時の機械状態を記憶するエリアを更新し、モーダルサ
ーチ後加工プログラムを実行させる際には、上記に示し
た加工中断時と同様の手順で加工を実行させる。

【００６０】また、中断時の機械状態を記憶するエリア
は常に存在しており、加工プログラムの中断時のみ生成
されるわけではないので、加工プログラムを中断させた
り、モーダルサーチを行わせたりすることなく、この中
断時の機械状態を記憶するエリアに直接データを設定
し、加工プログラムを途中から実行させることも可能で
ある。すなわち、途中実行させたい加工プログラムにお
いて、途中実行させる時点でのＮＣ工作機械の状態が分
かっているなら、上記のようにモーダルサーチさせるこ
と無しに図８で示した１１０１のステップから途中実行
処理を行ってもよい。すなわち、ステップ１１０３で直
接に途中実行させる際のＮＣ工作機械の状態を入力すれ
ばよい。

【００６１】また、ＮＣ工作機械が中断される場合とし
て、一連の機械動作を行っている最中に何事か不具合が
発生し、一連の機械動作が終了できなくなって加工が中
断されると言う場合がある。例えば、図３３で示したよ
うなＡＴＣを用いた工具交換動作中に不具合が発生した
ような場合である。この実施例によれば、図４に示すよ
うにＰＣ部２が実行中のＭ指令値１５１、実行中のＭ指
令が後述するような複数のＭ指令値に分解される場合そ
のうち実行中の部分を示す情報１５２を有しているた
め、容易に中断された動作を認識することが可能であ
る。１５１、１５２の値はＮＣ部１とＰＣ部２とでデー
タのやりとりを行う際にＰＣ部２から教えてもらうよう
にしても良いし、内蔵型のＰＣであれば、双方からアク
セス可能な共通テーブルを有する場合が多いので、この
テーブルの中に１５１、１５２のデータを有するように
してもよい。

【００６２】また、図４における１５３の各値も、通常
はＭ指令によってのみ更新されるが、ＮＣ工作機械の機
械操作盤１２からＮＣ部１を介さずにＮＣ工作機械を動
作させる機能が存在する場合、ＮＣ部１がＭ指令のみ監
視していたのではＮＣ工作機械の状態を正確に把握する
ことは困難となる。この様な場合、１５１、１５２のデ
ータと同様にＰＣ部２からこれらの値を教えるようにさ
せればよい。

【００６３】このＭＳＵＢ１５２の情報は、図９の１８
９で示すように中断情報として画面上にＭの指令値とそ
れに対応するコメントとで同時に表示されるため、オペ
レータが容易に中断された動作を確認することが可能で
ある。

【００６４】図１３は一連の機械動作に対応するＭ指令
を定義したテーブルを示すものである。このテーブルに
相当するデータを、各一連の機械動作対応で予め設定し
ておく。

【００６５】図１４は、上記のように一連の機械動作が
途中で中断された場合の再開処理を示すフローチャート
である。まず、中断したＭ指令値が登録済みかどうかチ
ェックする（ステップ１３０１）。中断したＭ指令値が
登録済みとは、図１３で示したように一連の機械動作の
各ステップを対応するＭ指令とコメントが登録済みとい
うことである。登録されていれば、ステップ１３０２で
ｎの値を１に初期化する。ｎの値は、一連の機械動作の
順番を示すものである。図４の１５２で示したＭＳＵＢ
の値がＭｎの値と一致するかどうかを確認する（ステッ
プ１３０３）。Ｍｎの値とは、図１３で定義された一連
の機械動作に対応するＭ指令の指定されたステップにお
ける値である。一致しなければ、次のデータと比較する
ためにｎの値を１だけ増加させる（ステップ１３０
４）。この時、ｎの値が図１３で定義されたステップ数
Ｎを超えたかどうかを確認する（ステップ１３０６）。
超えていなければステップ１３０３から繰り返す。図１
３の例では、Ｎの値は１２である。

【００６６】当然ＭＳＵＢの値が図１３で定義されたＭ
ｎの中に存在しなくてはならないが、図１３でＭｎの値
を誤って定義する場合もあり得るのでこのためのエラー
チェックである。ＭＳＵＢの値が図１３で定義されたＭ
ｎの中に存在しない場合、エラーとする（ステップ１３
０６）。

【００６７】対応するＭｎの値が見つかれば、このＭｎ
から出力すればよいのであるから、Ｍｎの値を出力する
（ステップ１３０７）。実行されていない残りのＭ指令
値 を出力するため、ステップ１３０７〜１３０９を繰り
返すことでステップ数Ｎまでのデータ出力を行う。

【００６８】ここで、Ｍｎのデータ出力は前記復元プロ
グラムの作成時に行い、復元プログラムの一部として実
行させても良いし、ＮＣ操作盤１１上あるいは機械操作
盤１２上の、予め定められている操作ボタン（図示せ
ず）をオペレータが押したときに、上記出力する一連の
Ｍｎ指令値を実行させて残りの一連の機械動作を行わせ
るようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】この発明に係る数値制御工作機械によれ
ば、加工プログラムの実行をを中断させ、オペレータが
任意の割り込み処理を行った後、加工プログラムを中断
位置より再実行させる際、中断時と再実行時の機械の状
態を比較して機械の状態を中断時の状態に戻せるように
復元プログラムを生成するため、オペレータは何の制約
も受けずに加工プログラムの再開処理を行うことが可能
であり、しかも生成された復元プログラムをオペレータ
が自在に修正することが可能であるので、中断時及び再
開時の状況に応じた最適な復元処理が可能となる。

【００７０】さらに、中断時のＮＣ工作機械の状態を表
示可能としたことで、中断時点におけるＮＣ工作機械の
状態をオペレータが容易に把握することが可能となり、
さらにはこの状態を画面から修正可能としたことで、再
開時の融通性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す説明図である。

【図２】 ＮＣ加工プログラムの実行位置を示すテーブ
ルの説明図である。

【図３】 実行時のその他の情報を示すテーブルの説明
図である。

【図４】 Ｍ指令の状態を示すテーブルの説明図であ
る。

【図５】 ＮＣ加工プログラムの実行状況を示す例の図
である。

【図６】 Ｍ指令のグループ化の指定をおこなう画面表
示例を示す図である。

【図７】 Ｍ指令の各グループの値の更新方法を示すフ
ローチャートである。

【図８】 中断後、加工を再開する際の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図９】 ＮＣ操作盤の画面上の表示例を示す図であ
る。

【図１０】 復元用プログラム生成を示すフローチャー
トである。

【図１１】 中断位置に工具を戻す工具軌跡の例を示す
図である。

【図１２】 復元プログラムを画面上に表示させた例を
示す図である。

【図１３】 一連の機械動作に対応するＭ指令を定義し
たテーブルを示す図である。

【図１４】 一連の機械動作時の再開処理フローチャー
トである。

【図１５】 ＮＣ加工プログラムのメインプログラムと
サブプログラム構成例を示す図である。

【図１６】 ＮＣ加工プログラムの中断時の状況を示す
例の図である。

【図１７】 内蔵型ＰＣ付きＣＮＣを使用したＣＮＣ工
作機械の概要図である。

【図１８】 補助機能信号のインターフェースの説明図
である。

【図１９】 Ｍ指令処理動作のタイームチャートであ
る。

【図２０】 加工プログラムの作成から加工物の検査ま
での流れを示す図である。

【図２１】 ＮＣ部と数値制御工作機械の内部状態を示
す説明図である。

【図２２】 ＮＣ部と数値制御工作機械の内部状態の一
例を示す説明図である。

【図２３】 中断したＮＣ加工プログラムを再開させる
場合の説明図である。

【図２４】 工具交換装置（ＡＴＣ）の一例を示す説明
図である。

【図２５】 工具交換の一連の動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ ＮＣ部 ２ プログラマブルコントローラ（ＰＣ）部 ３ 入出力回路 ４ マンマシン制御部 ５ 補助指令制御部 ６ 軸移動制御部 １０ ＣＮＣ部 １１ ＮＣ操作盤 １２ 機械操作盤 １３ 強電回路 １４ 機械各部 １５ スピンドルアンプ １６ スピンドルモータ １７ 速度制御ユニット １８ 送りモータ ２０ 工作機械部 ３０ ＡＴＣ部 ３１ スピンドル部 ３２ 工具交換用アーム ３３ 工具を把握するためのハンド ３４ 加工用の工具 ３５ 工具交換位置にある工具交換用工具 ３６ 工具交換用工具 １００ 加工図面 １０１ プログラマ １０３ ＮＣ加工プログラム １１０ オペレータ １３１ 中断位置 １３２ メインプログラム位置 １３３ メインプログラム実行回数 １３４ サブプログラム先頭位置 １３５ サブプログラム位置 １３６ サブプログラム実行回数 １４１ 各軸の座標値 １４２ 現在使用している工具の番号 １４３ 工具位置オフセット値やノーズＲ補正値等の補
正指令値 １４４ Ｆ指令で与えられる工具の送り速度 １４５ Ｓ指令で与えられる主軸の回転数 １４６ Ｇ指令のモーダル値 １４７ Ｍ指令の状態 １５１ 実行中のＭ指令値 １５２ Ｍ指令の終了したところまでを示す情報 １５３ Ｍ指令の各グループにおける最終指令値 １６０ 画面表示例 １６１ Ｍ指令値 １６２ グループ化するグループ番号 １６６ コメント １７０ 表示画面 １７１ ＮＣ加工プログラムの中断位置を示す情報 １７２ メインプログラムの位置情報 １７３ サブプログラム１の位置情報 １７４ サブプログラム２の位置情報 １７５ プログラム番号 １７６ シーケンス番号 １７７ ブロック番号 １７８ 繰り返し回数とその実行回数 １７９ サブプログラムの先頭のプログラム番号 １８０ サブプログラムの先頭のシーケンス番号 １８１ サブプログラムの先頭のブロック番号 １８２ 中断時の各軸の座標値 １８３ 使用工具、補正番号、送り速度、主軸の回転数 １８４ Ｇ指令のモーダル値 １８５ Ｍ指令の各グループにおいて最後に指定された
Ｍ指令 １８６ Ｍ指令値 １８７ コメント １８８ カーソル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工プログラムに基づいて加工を行う数
   値制御工作機械において、 実行中の加工プログラムを中断させる中断手段と、 中断時の数値制御工作機械の状態を記憶する記憶手段
   と、 加工プログラムを途中から再実行させる再開手段と、 再実行時の数値制御工作機械の状態を認識する認識手段
   と、 中断時の数値制御工作機械の状態と再実行時の状態を比
   較し中断時の工作機械の状態に戻すための再開処理用プ
   ログラムを生成する生成手段と、 この生成手段にて生成された再開処理用プログラムをオ
   ペレータが修正する修正手段と、 を備えたことを特徴とする 数値制御工作機械。
2. 【請求項２】 加工プログラムに基づいて加工を行う数
   値制御工作機械において、 実行中の加工プログラムを中断させる中断手段と、 中断時の数値制御工作機械の状態を記憶する記憶手段
   と、 加工プログラムを途中から再実行させる再開手段と、 再実行時の数値制御工作機械の状態を認識する認識手段
   と、 中断時の数値制御工作機械の状態と再実行時の状態を比
   較し中断時の工作機械の状態に戻すための再開処理用プ
   ログラムを生成する生成手段と、 前記中断時の数値制御工作機械の状態を画面上に表示さ
   せる表示手段と、 この表示手段により画面上に表示された中断時の数値制
   御工作機械の状態をオペレータが変更する変更手段と、 を備えたことを特徴とする 数値制御工作機械。