JP3198256B2 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続するブロック
からなるパートプログラムの各ブロックを順次実行する
数値制御装置のうち、特にサイクルタイムを短縮するよ
うな改良を施した数値制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】数値制御装置を運転する際、連続するブ
ロックからなるパートプログラムの1ブロックを終了さ
せ次のブロックを開始させる手段において、位置決めの
精度を要求されないブロックに関しては、補間処理終了
後に機械が目標位置に達したかどうかの判定を行なわず
に次のブロックを開始させたり、補間処理終了後、減速
速度が0になる前に次のブロックを開始させるといった
手段を用いることにより、サイクルタイムを短縮してい
る。図2は従来の数値制御装置の構成を示すブロック図
であり、図4のフローチャートと合わせて従来の装置に
ついて説明する。次ブロック読込み手段1は、次ブロッ
ク読込み指令SCに基づき次のブロックがあるかどうか
を判定する(ステップS1)。次ブロックあり指令SA
により次のブロックがあると判定すると、そのブロック
を読込み、NC内部変数変換し、ブロックデータDAと
して補間初期化手段2へ出力する(ステップS2)。補
間初期化手段2は、ブロックデータDAを補間手段3で
補間が行なえる形式の補間初期化データDBへと変換す
る。この補間初期化データDBは、例えばそのブロック
が軸移動を行なうブロックであれば、目標位置、送り速
度、補間モード(早送り、切削送り)などに相当する。
補間手段3は、補間初期化データDBが入力されると、
一定周期で補間処理を行ない(ステップS3)、補間デ
ータDCを駆動手段4へ出力する。駆動手段4は、入力
された補間データDCに従い駆動部を駆動する。補間手
段3は、演算値が目標位置に達すると(ステップS
4)、次ブロック読込み指令手段5に対し、補間終了指
令SBと目標位置データDEを出力する。次ブロック読
込み指令手段5は、補間終了指令SBが入力されると、
駆動手段4から入力されている機械現在位置や減速速度
を含んだ機械位置・速度データDDを監視して、例えば
機械現在位置が目標位置に達したときや減速速度が0に
なったときにそのブロックを終了させ、次ブロック読込
み指令SCを次ブロック読込み手段1へ出力する(ステ
ップS5)。ここにおいて次ブロック読込み指令手段5
では、補間手段3より補間終了指令SBが入力された
後、必要に応じて機械現在位置が目標位置に達する前や
減速速度が0になる前にブロックを終了とみなし、次ブ
ロック読込み指令SCを次ブロック読込み手段1へ出力
することなどによりサイクルタイムを短縮している。
【0003】図5、図6、及び図7は従来の数値制御装
置の動作を説明するためのものである。図5はパートプ
ログラム、図6は図5のプログラムをXY座標に展開し
たものである。N000は(X1,Y1)への位置決め
ブロックであり、N001は(X2,Y1)、N002
は(X2,Y2)への位置決めブロックである。図7は
このプログラムを運転したときの速度と時間の関係を示
すものである。vxはX軸方向の送り速度、vyはY軸
方向の送り速度、t1はN001ブロックで指令された
X軸方向の軸移動の補間処理終了時間、t2はN001
ブロックで指令されたX軸方向の軸移動における機械位
置が目標位置に到達する時間、t3はN002ブロック
で指令されたY軸方向の軸移動の補間処理終了時間、t
4はN002ブロックで指令されたY軸方向の軸移動に
おける機械位置が目標位置に到達する時間である。この
図に示した例は、サイクルタイム短縮を目的として、次
のブロックであるN002ブロックの開始をN001ブ
ロックの目標位置到達時点ではなくN001ブロックの
補間処理終了時点で行なわせたものである。
【0004】また、図10は、主軸位置までの移動を、
経由点P0、P1、P2を経由して行なうことにより干
渉領域を避ける場合を示している。ここでP1は移動時
の干渉を避けるために設けた経由点であり、この場合P
1への位置決めの精度は要求されないので、P1への位
置決め指令ブロックの補間処理終了後、実際に機械位置
がP1に到達しているかどうかを判定せずに次のP2へ
の位置決めを開始させるようにして、サイクルタイムを
短縮している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の数値制
御装置では、どんな場合においても補間処理が終了する
までは必ず軸移動を行なうので、例えば治具やワークの
関係で、図11に示すように干渉領域が小さい場合やあ
るいは干渉領域がなくなる場合では、この経由点P1へ
の位置決めに要する時間が無駄なものとなる。またこれ
らの場合、治具やワークの関係に応じてその都度プログ
ラムを手直ししなければならず、プログラムのテストを
逐次行なうことも考慮するとたいへんな労力を必要とす
る。更に一方では、機械位置のプログラム目標位置到達
を確認せずに次のブロックを開始させるため、実際に軸
が移動する軌道を運転前の時点で特定することができ
ず、一度は機械を運転させて軸が移動する軌道を確認す
る必要があり、危険が伴いかつ手間がかかる作業となっ
ていた。本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
あり、安全な運転が可能でかつサイクルタイムを短縮す
るようにした数値制御装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続するブロ
ックからなるパートプログラムの各ブロックを順次実行
する数値制御装置において、補間処理を行う毎にプログ
ラム指令位置と機械現在位置との差を計算してその値が
所定の値以下となったときに差分範囲内指令を出力する
目標位置差分判定手段と、前記差分範囲内指令が入力さ
れた際に次に実行するブロックがあるかどうか判定し、
ある場合には次ブロック読込指令を出力し、ない場合に
は補間継続指令を出力する補間継続手段と、前記次ブロ
ック読込指令に基づき次に実行するブロックを読み込ん
だ際に前ブロックまでの補間処理が終了しているか判定
する初期化処理選択手段と、前記初期化処理選択手段に
て前ブロックまでの補間処理が終了していないと判定さ
れた場合に、補間が終了していない軸は次に実行するブ
ロックの軸移動開始点を現在の補間位置とし、次に実行
するブロックの開始点での送り速度を現在の送り速度と
して次ブロック指令位置までを補間するための初期化を
行う補間継続初期化手段とを備えることにより達成され
る。本発明の数値制御装置は、軸移動指令ブロックの補
間処理中でも現在補間中の軸についてはその送り速度を
維持したまま、任意の位置より次のブロックの補間処理
を合わせて実行することができるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る数値制御装置
の構成を示すブロック図であり、図3のフローチャート
と合わせて本発明の装置について説明する。また、従来
装置のブロック図及びフローチャートである図2及び図
4と同じ構成の部分には同じ番号を付し、それらに関す
る説明を省略する。補間処理選択手段12は、補間初期
化データDBが入力されると、今から補間処理を行なう
ブロックが今回指定ブロックであるかどうかを判定する
(ステップS11)。このブロックの指定は、例えばG
コードによるものでもよいし、パラメータによるもので
あってもよい。以下、この補間初期化データDBが今回
指定ブロックを示すものであった場合について説明す
る。
【0008】補間手段3’は、補間初期化データDBが
入力されると、目標位置差分判定手段13に目標位置デ
ータDEを出力するとともに、従来装置と同様に一定周
期で補間処理を行ない補間データDCを駆動手段4へ出
力する(ステップS3’)。目標位置差分判定手段13
は、駆動手段4から入力される機械位置・速度データD
Dと目標位置データDEとの差分をとり、その差分が例
えばあらかじめ設定されたパラメータ値以下であるかど
うか判定し、所定の値以下であれば差分範囲内指令SD
を補間継続手段14へ出力する(ステップS12)。補
間継続手段14は、差分範囲内指令SDが入力される
と、次ブロックあり指令SAに基づき次の2つのどちら
かを行なう。次のブロックがある場合には、次ブロック
読込み指令SCを次ブロック読込み手段1へ出力する
(ステップS1’)。次のブロックがない場合には、更
に前ブロックでの補間処理が終了しているかどうか判定
し、補間処理が終了していない場合には補間継続指令S
Eを補間手段3’へ出力し、終了している場合には次の
ブロックが生成されるのを待つ(ステップS21)。補
間手段3’は、補間継続指令SEが入力されると、引続
き一定周期で補間処理を行ない補間データDCを駆動手
段4へ出力する。目標位置差分判定手段13は、駆動手
段4からの機械位置・速度データDDと目標位置データ
DEとの差分を判定するが、この場合は差分が既に所定
の値以下であるので、結果的に差分範囲内指令SDを補
間継続手段14へ出力することを、次のブロックが生成
されるか補間処理が終了するまで繰り返すことになる。
一方、補間継続手段14が次ブロック読込み指令SCを
次ブロック読込み手段1へ出力した場合には、読込み手
段1は次のブロックを読込み、NC内部変数変換し、ブ
ロックデータDAとして初期化処理選択手段10へ出力
する。初期化処理選択手段10は、前ブロックでの補間
処理が終了しているかどうかを判定し、終了している場
合には補間初期化手段2へ、終了していない場合には補
間継続初期化手段11へそれぞれブロックデータDAを
出力する(ステップS31)。補間継続初期化手段11
は、ブロックデータDAが入力されると、通常は前ブロ
ックの指令位置である今回のブロックの開始点を直前の
補間位置とし、通常は0である今回のブロックの開始点
での速度を直前の送り速度とする初期化処理を行ない、
補間初期化データDBを補間処理選択手段12へ出力す
る(ステップS32)。補間処理選択手段12以降の動
作は上述したとおりである。
【0009】図8及び図9は、本発明に係る数値制御装
置の動作を説明するためのものである。図8図では、例
えばパラメータによってX軸方向の軸移動における指令
位置の差分範囲をLとした場合を示しており、図5のパ
ートプログラムのN001ブロックにおいて本発明が効
果を発揮する例である。図9はこのプログラムを運転し
たときの速度と時間の関係を図7と比較して示すもので
ある。図9におけるtLは、N001ブロックのX軸方
向の軸移動における機械位置が指令位置X2から差分範
囲Lを引いた位置に到達する時間である。この時点で次
のブロックであるN002ブロックを開始させるが、X
軸方向の軸移動はまだ補間途中にあるので指令位置X2
から差分範囲Lを引いた位置がN002ブロック開始点
となり、現速度vxがN002ブロック開始点での速度
となる。このN002ブロックではX軸方向の軸移動の
速度指令は変更されないので、X軸方向についてはその
ままの速度で補間を続けることになる。一方Y軸方向は
停止しているのでN002ブロック開始点での軸移動の
速度は0であり、Y軸方向の軸移動の送り速度vyに向
けて加速していく。図9におけるt1は、N002ブロ
ックで指令されたX軸方向の軸移動の補間処理終了時間
で、従来装置でのプログラム運転を示した図7のt1と
同時間である。また、t4’は図7のt4と比較するも
ので、N002ブロックで指令されたY軸方向の軸移動
における機械位置が目標位置に到達する時間である。
【0010】
【発明の効果】本発明に係る数値制御装置によれば、軸
移動指令ブロックの補間処理中であっても、これに合わ
せてオペレータの意図した位置より現在の速度を維持し
たままで次のブロックの補間処理を実行することができ
るので、安全な運転が可能でかつサイクルタイムを短縮
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る数値制御装置の構成例を示すブロ
ック図である。
【図2】従来の数値制御装置の構成例を示すブロック図
である。
【図3】本発明に係る数値制御装置の動作例を示すフロ
ーチャートである。
【図4】従来の数値制御装置の動作例を示すフローチャ
ートである。
【図5】動作を説明するためのプログラム例である。
【図6】従来の数値制御装置の動作説明図である。
【図7】従来の数値制御装置の動作説明図である。
【図8】本発明に係る数値制御装置の動作説明図であ
る。
【図9】本発明に係る数値制御装置の動作説明図であ
る。
【図10】従来の数値制御装置の運転説明図である。
【図11】従来の数値制御装置の運転説明図である。
【符号の説明】
1 次ブロック読込み手段 2 補間初期化手段 3、3′補間手段 4 駆動手段 5 次ブロック読込み指令手段 10 初期化処理選択手段 11 補間継続初期化手段 12 補間処理選択手段 13 目標位置差分判定手段 14 補間継続手段 DA ブロックデータ DB 補間初期化データ DC 補間データ DD 機械位置・速度データ DE 目標位置データ SA 次ブロックあり指令 SB 補間終了指令 SC 次ブロック読込み指令 SD 差分範囲内指令 SE 補間継続指令
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−180605(JP,A) 特開 昭59−47184(JP,A) 特開 平2−40701(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18,19/4155,19/416

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続するブロックからなるパートプログラ
    ムの各ブロックを順次実行する数値制御装置において、
    補間処理を行う毎にプログラム指令位置と機械現在位置
    との差を計算してその値が所定の値以下となったときに
    差分範囲内指令を出力する目標位置差分判定手段と、前
    記差分範囲内指令が入力された際に次に実行するブロッ
    クがあるかどうか判定し、ある場合には次ブロック読込
    指令を出力し、ない場合には補間継続指令を出力する補
    間継続手段と、前記次ブロック読込指令に基づき次に実
    行するブロックを読み込んだ際に前ブロックまでの補間
    処理が終了しているか判定する初期化処理選択手段と、
    前記初期化処理選択手段にて前ブロックまでの補間処理
    が終了していないと判定された場合に、補間が終了して
    いない軸は次に実行するブロックの軸移動開始点を現在
    の補間位置とし、次に実行するブロックの開始点での送
    り速度を現在の送り速度として次ブロック指令位置まで
    を補間するための初期化を行う補間継続初期化手段とを
    有することを特徴とする数値制御装置。
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