JP3180805B2

JP3180805B2 - 数値制御工作機械

Info

Publication number: JP3180805B2
Application number: JP20290499A
Authority: JP
Inventors: 友光丹羽
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JP2000035815A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
にすると共に、加工プログラムのチェックを容易にし、
補助指令処理を迅速に行え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の筐体内に内
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ＣＮ
Ｃ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。この動作のタイムチャートが図１
９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ミング機能、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
受けて工作機械部２０は所定の動作を行う（ステップ１
１４）。この時、ＮＣ部１における状態Ａと工作機械部
２０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１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部２
０の各軸の位置と実際の工作機械部２０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Ｎ
Ｃ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、上記の一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、工作機械部２０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（１１２）、加工プログラムの実行は中断されるが、
工作機械部２０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（ＭＤ
Ｉ）でＭ０９を指令し、クーラントをＯＦＦさせようと
する（１１３）。工作機械部２０側は、このＭ０９指
令を受け、クーラントをＯＦＦ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部２０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実行を行う必要
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（工具交換用補助指令）
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。Ｍ０
６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、本出願に関係する他の従来例とし
て、特開昭６０−２６３２０９号公報、特開平４−２４
６７０４号公報、特開昭６１−２１４９４７号公報、特
開昭６０−１５０１０５号公報、特開平４−２３７３０
６号公報、特開昭６２−７５７１３号公報、及び特開昭
６３−２４５５０６号公報がある。なお、特開昭６０−
２６３２０９号公報には、加工プログラムのサブプログ
ラム実行中の中断状態を記憶しておき、再開時の処理に
反映させる点が、また特開平４−２４６７０４号公報、
特開昭６１−２１４９４７号公報及び特開昭６０−１５
０１０５号公報には、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工作機
械に係る発明が開示されている。また、特開平４−２３
７３０６号公報には、中断時以降のプログラムを修正す
る点が、また特開昭６２−７５７１３号公報、及び特開
昭６３−２４５５０６号公報には中断時の状態を画面表
示する点が開示されている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御工作機
械は以上のように構成されているので、加工プログラム
中に記述された補助指令の実行中に、中断手段にて、そ
の実行が中断されたとき、前記補助指令が、単一の補助
指令であるにもかかわらず一連の複数の機械動作指令の
集合体である場合（例えば図２５に示すように、Ｍ０６
が指令されたとき、制御装置内部でＭ６０１〜Ｍ６１２
が指令されたと認識する場合）、どの動作で障害が発生
したかを確認するのが難しく、さらにその復旧操作も難
しいという問題があった。また、加工プログラムの実行
中に、中断手段にて、その実行が中断され、所定の復帰
作業を行って再実行させようとするとき、中断時と再実
行時の機械の状態が変更されている場合（例えば、中断
時がクーラントＯＮで、再実行時がクーラントＯＦＦの
場合）、オペレータは、その補助指令をグループ毎に分
類して把握し復帰作業を行う必要があり、その復帰作業
に時間を要した。

【００２６】この発明は、工具交換等の一連の機械動作
を一つの補助指令で指令し、一連の機械動作の途中で障
害が発生した場合であっても、迅速に再開処理を行うこ
とのできる数値制御工作機械を得ることを目的とする。
またこの発明は、補助指令の状態の把握時間を削減でき
る数値制御工作機械を得ることを目的とする。

【００２７】

【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、前記加工プログラム中に記述された補助指令の
実行中に、前記中断手段にてその実行が中断されたと
き、前記補助指令が、前記加工プログラム中に単一の補
助指令として記述されているにもかかわらず制御装置内
部では一連の複数の機械動作指令の集合体と認識させて
その一連の複数の機械動作指令を実行させるものである
場合、その一連の機械動作に対応する前記中断時の機械
動作指令を前記記憶手段に記憶させる手段と、この手段
にて記憶された中断時の前記機械動作指令及びこの機械
動作指令より後の残りの機械動作指令を、再実行時に実
行させる手段とを備えたものである。

【００２８】またこの発明に係る数値制御工作機械は、
前記数値制御工作機械において、前記補助指令が、前記
加工プログラム中に単一の補助指令として記述されてい
るにもかかわらず数値制御装置内部では一連の複数の機
械動作指令の集合体と認識させてその一連の複数の機械
動作指令を実行させるものである場合、そのそれぞれの
機械動作に対応する機械動作指令に対応したメッセージ
データを設定・記憶する手段と、前記記憶手段に記憶さ
れた中断時の前記機械動作指令とこの機械動作指令に対
応するメッセージデータとを表示する表示手段と、を設
けたものである。

【００２９】またこの発明に係る数値制御工作機械は、
加工プログラム実行時の数値制御工作機械の状態を更新
しながら記憶する記憶手段と、相対する機械動作を行わ
せる複数の補助指令同士をグループ化するための情報を
指定する指定手段と、補助指令が指令された場合、その
補助指令が前記指定手段にて指定されたグループのどの
グループに属するかを判断し、最後に指令された補助指
令を前記記憶手段に各グループ対応で記憶させる手段
と、実行中の加工プログラムを中断させる中断手段と、
この中断手段にて実行中の加工プログラムが中断された
とき、前記記憶手段に記憶されている数値制御工作機械
の状態を記憶させる手段と、加工プログラムを途中から
再実行させる再開手段と、前記手段にて記憶された中断
時の機械の状態と再開時の機械状態とを比較し、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を備えてなるものである。

【００３０】

【実施の形態】実施の形態１この発明に係る数値制御工作機械の実施の形態１につい
て説明する。図１は、実施の形態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１１２）、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１２
２）、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１２
３）、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１２４）、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。

【００３１】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
（ＯＮｏ．）、シーケンス番号（ＮＮｏ．）、ブロ
ック番号（Ｂ）のことであり、自動プログラミング機能
を用いて作成された加工プログラム（ＥＩＡの加工プロ
グラムに変換されない状態の加工プログラム）を実行中
であれば、その加工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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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ＯＮＭ０８：液状クーラントＯＮＭ０９：クーラントＯＦＦを指定した例を示してある。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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１００３）。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。なお、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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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１１０１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）。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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）。

【００５７】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、上記実施の形態１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。

【００５８】なお本実施の形態１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。

【００５９】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。

【００６０】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２４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。この実施の形態１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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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）。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
補助指令が、単一の補助指令であるにもかかわらず一連
の複数の機械動作指令の集合体である場合において、そ
の一連の機械動作の途中で機械が停止したような場合で
も、中断要因を除去した後容易に機械を復旧させること
が可能となる。例えば、補助指令としてＭ０６が指令さ
れたとき、ＮＣ内部でＭ６０１〜Ｍ６１２が指令された
と認識する場合において、中断時の情報としてＭ０６の
みを記憶しているだけでは正確な機械の状態（例えばＭ
６０６：アーム１８０°旋回）を把握することができ
ず、再開時にオペレータが機械の状態を認識して例えば
Ｍ６０６以降の動作をマニュアル操作で実行させる必要
があり、再開に労力を要するが、本発明によればそのよ
うな労力を要しない。

【００６９】また、一連の機械動作の途中で機械が停止
したような場合でも一連の機械動作中どこで停止したか
が認識可能となり、ひいては中断要因等を容易に把握で
きるようになり、機械を更に容易に復帰させることが可
能となる。更にまた、オペレータが、中断時の補助指令
をグループ毎に分類して把握し復帰作業を行う必要がな
くなり、その復帰作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態１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】

１ＮＣ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１０ＣＮＣ部１１ＮＣ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３０ＡＴＣ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１０３ＮＣ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１４４Ｆ指令で与えられる工具の送り速度１４５Ｓ指令で与えられる主軸の回転数１４６Ｇ指令のモーダル値１４７Ｍ指令の状態１５１実行中のＭ指令値１５２Ｍ指令の終了したところまでを示す情報１５３Ｍ指令の各グループにおける最終指令値１６０画面表示例１６１Ｍ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１７１ＮＣ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１８４Ｇ指令のモーダル値１８５Ｍ指令の各グループにおいて最後に指定された
Ｍ指令１８６Ｍ指令値１８７コメント１８８カーソル

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/18,19/4067

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、前記加工プログラム中に記述された補助指令の実行中
に、前記中断手段にてその実行が中断されたとき、前記
補助指令が、前記加工プログラム中に単一の補助指令と
して記述されているにもかかわらず制御装置内部では一
連の複数の機械動作指令の集合体と認識させてその一連
の複数の機械動作指令を実行させるものである場合、そ
の一連の機械動作に対応する前記中断時の機械動作指令
を前記記憶手段に記憶させる手段と、この手段にて記憶された中断時の前記機械動作指令及び
この機械動作指令より後の残りの機械動作指令を、再実
行時に実行させる手段と、を備えてなる数値制御工作機械。
【請求項２】前記補助指令が、前記加工プログラム中
に単一の補助指令として記述されているにもかかわらず
数値制御装置内部では一連の複数の機械動作指令の集合
体と認識させてその一連の複数の機械動作指令を実行さ
せるものである場合、そのそれぞれの機械動作に対応す
る機械動作指令に対応したメッセージデータを設定・記
憶する手段と、前記記憶手段に記憶された中断時の前記機械動作指令と
この機械動作指令に対応するメッセージデータとを表示
する表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御工
作機械。
【請求項３】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、加工プログラム実行時の数値制御工作機械の状態を更新
しながら記憶する記憶手段と、相対する機械動作を行わせる複数の補助指令同士をグル
ープ化するための情報を指定する指定手段と、補助指令が指令された場合、その補助指令が前記指定手
段にて指定されたグループのどのグループに属するかを
判断し、最後に指令された補助指令を前記記憶手段に各
グループ対応で記憶させる手段と、実行中の加工プログラムを中断させる中断手段と、この中断手段にて実行中の加工プログラムが中断された
とき、前記記憶手段に記憶されている数値制御工作機械
の状態を記憶させる手段と、加工プログラムを途中から再実行させる再開手段と、前記手段にて記憶された中断時の機械の状態と再開時の
機械状態とを比較し、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、を備えてなる数値制御工作機械。