JP3893334B2 - 多系統数値制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械を制御する数値制御装置に関し、特に旋削加工・ミリング加工・ローダ制御等、複数の加工あるいは他の作業を行なう工作機械を１台で制御する多系統数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工作機械を制御する数値制御装置で使用される加工プログラムの準備機能（Ｇコード）は、旋盤（旋削）系とミリング系とで指令体系が大きく異なっている。そのため、旋削加工・ミリング加工など幾つかの加工機能を必要とするワークを加工する場合には、次の（１）、（２）のいずれかの手法が用いられていた。
【０００３】
（１）図１に示すように、旋削加工用数値制御装置で制御される専用機械を用いて旋削加工を行ない、更にミリング加工用数値制御装置で制御される専用機械を用いてミリング加工を行なう。
【０００４】
（２）図２に示すように、一つのプログラム内に旋削加工のプログラムデータとミリング加工のプログラムデータを混在させ、プログラム指令により旋削加工とミリング加工を切り換えて制御する複合加工機用数値制御装置で制御される機械を使用して加工を行なう。
【０００５】
また、複数のプログラム解析手段および実行手段を有する多系統数値制御装置も知られているが、従来の多系統数値制御装置では、各系統毎に機械制御手段を選択する手段を持っていなかった。そのため、旋削加工・ミリング加工など幾つかの加工機能を必要とするワークを加工する場合には、下記（３）の手法が用いられていた。
【０００６】
（３）図３に示すように、複数の旋削加工用系統を有する数値制御装置による専用機械と、複数のミリング加工用系統を有する数値制御装置による専用機械を用いて加工を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１）の従来技術では、旋削加工用数値制御装置とミリング加工用数値制御装置がそれぞれ必要となるため、コスト上、非常に不利であった。また、１つのワークに対して旋削加工とミリング加工を施す場合、ワークの取り外し、取り付け等の段取り作業に時間を取られ、作業効率が低下してしまうという間題があった。
【０００８】
また、上記（２）の従来技術では、一つの制御装置内で、旋削加工のための制御とミリング加工のための制御のいずれも可能になるが、一連の加工の中で、交互に旋削加工とミリング加工を切り換えて加工を行う方式のため、複数のワークに対して、旋削加工とミリング加工を同時に行うことはできなかった。
【０００９】
更に、上記（３）の従来技術では、多系統数値制御装置である故に複数のワークを同時に加工することは可能である。しかし、使用される加工プログラムの準備機能（Ｇコード）は、旋盤（旋削）系とミリング系では指令体系が異なっているため、旋盤（旋削）加工とミリング加工を同時に実行するには、上記（１）の技術の場合と同様に、旋削加工用の多系統数値制御装置とミリング加工用の多系統数値制御装置をそれぞれ用意する必要があった。
【００１０】
本発明の目的は、これら従来技術の問題点を克服し、旋盤（旋削）加工とミリング加工のように、加工プログラムの準備機能（Ｇコード）の異なる加工であっても、それらを同時に実行するための制御が可能な多系統数値制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の制御系統を有する多系統数値制御装置に、例えば旋削加工用機能・ミリング加工用機能・ローダ制御機能などの複数の機械制御手段を具備させ、系統毎にその機械制御手段を記憶・選択可能とすることで所望の加工を複数系統から独立して同時に行なうことを可能としたものである。
【００１２】
即ち、本発明に従った、複数のプログラム解析手段および実行手段を有する多系統数値制御装置は、複数の機械制御手段を記憶する機械制御記憶手段と、前記系統別に機械制御手段を選択する選択手段と、前記系統別に選択された機械制御手段の選択状態を記憶する選択状態記憶手段と、前記選択状態記憶手段に記憶された前記機械制御手段の選択状態に従って、機械制御手段を各系統毎に独立して実行する実行手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
このように構成された多系統数値制御装置によれば、各系統毎に機械制御手段を選択して、各系統に同時かつ独立の機械制御を行なうことができるため、例えば旋削加工やミリング加工といった異なる加工のための機械制御を同時に実行することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図４は本発明の実施形態に係る多系統数値制御装置の概略構成を説明するブロック図である。本実施形態の多系統数値制御装置は３系統のプログラム解析手段とプログラム実行手段を有し、各系統が独立して機械制御手段を選択できるようになっている。
【００１５】
即ち、図示されているように、多系統数値制御装置はＭＤＩ（マニュアルデータインプット）と、機械制御手段選択手段と、機械制御手段の選択状態を記憶する手段と、機械制御手段実行手段と、３系統のサーボ制御系を備えている。
【００１６】
先ず、ＭＤＩは、キーボードのように手動でデータを入力できる装置で、多系統数値制御装置で必要とされる諸データ、諸指令のマニュアル入力に使用される。本実施形態では、このＭＤＩから各系統が選択する機械制御手段を指定するデータを入力できるようになっている。機械制御手段選択手段は、この入力データを受け、指令内容に応じて各系統の選択状態を機械制御手段の選択状態を記憶する手段に書き込む。機械制御手段の選択状態を記憶する手段はＳＲＡＭで構成され、機械制御手段選択手段は、ＭＤＩからの入力データを読み取り、このＳＲＡＭに書き込むためのソフトウェアを含んでいる。
【００１７】
そして、機械制御手段実行手段は、ＳＲＡＭ（機械制御手段の選択状態を記憶する手段）に書き込まれた内容に従って、各系統に機械制御手段の制御を実行させる。ここに例示した選択状態では、第１系統が旋削加工機能、第２系統がミリング加工機能、第３系統がローダ機能として選択された状態で例示されている。
【００１８】
各系統は、機械制御手段実行手段によって指定されたプログラム指令を解析するプログラム解析部と、その出力に基づいて補間処理を行なう補間制御部と、補間制御部の出力に従って各軸のサーボアンプを制御する軸制御部を備えている。本例における選択状態では、機械制御手段実行手段は、第１系統のプログラム解析部には、旋削加工機能専用の加工プログラム（一般には、第１系統で選択されている機械制御手段専用のプログラム）を読み込ませ、プログラム解析、補間、軸制御により、旋削加工機のＳ軸サーボモータ（スピンドル軸駆動）と、Ｘ軸及びＺ軸の各サーボモータ（ワークテーブル駆動）を制御して、旋削加工を行わせる。
【００１９】
同様に、第２系統のプログラム解析部には、ミリング加工機能専用の加工プログラム（一般には、第２系統で選択されている機械制御手段専用のプログラム）を読み込ませ、プログラム解析、補間、軸制御により、ミリング加工機のＳ軸サーボモータ（スピンドル軸駆動）と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各サーボモータ（ワークテーブル駆動）を制御して、ミリング加工を行わせる。
【００２０】
また、第３系統のプログラム解析部には、ローダ制御機能専用のプログラム（一般には、第３系統で選択されている機械制御手段専用のプログラム）を読み込ませ、プログラム解析、補間、軸制御により、ローダのＡ軸及びＢ軸サーボモータを制御して、ローディング（ワークの着脱動作）を行わせる。
【００２１】
なお、各系統が行なう加工（ローディングを含む）は、同じワークに対するものであっても良く、異なるワークに対するものであっても良い。前者の場合には、同じワークに対して複数の異なる加工が行なわれることになる。また、後者の場合には、複数のワークに対して同時に複数の異なる加工が行なわれることになる。更に場合によっては、複数の系統の内の２個以上が同じ機械制御手段を選択することもあり得る。
【００２２】
図５は、機械制御手段実行手段が各系統の機械制御手段を決定する手順の概略を記したフローチャートである。なお、ここでは各系統について選択可能な機械制御手段として、６種類の機能（専用プログラム；「旋削加工機能」、「ミリング加工機能」、「ローダ制御機能」、「レーザ加工機能」、「ワイヤカット機能（ワイヤカット放電加工機能）」、「パンチプレス機能」）が用意されているものとする。各ステップの要点を記せば下記のようになる。
【００２３】
ステップＳ１；「該当系統」に対する機械制御手段の選択指示内容を機械制御手段選択状態の記億手段（ＳＲＡＭ）から取得する。ここで、「該当系統」は、指標で初期値１に設定されており、初回の処理サイクル（ステップＳ１〜ステップＳ１５）では「系統１」となる。２回目以降、Ｎ回目の処理サイクルでは「系統Ｎ」となる（ステップＳ１６を参照）。
【００２４】
ステップＳ２；該当系統について旋削加工機能の選択が指示されているかチェックする。イエスであればステップＳ３へ進み、ノーであれば、ステップＳ４へ進む。
ステップＳ３；該当系統が選択する機械制御手段を旋削加工機能と決定して、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ４；該当系統についてミリング加工機能の選択が指示されているかチェックする。イエスであればステップＳ５へ進み、ノーであれば、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ５；該当系統が選択する機械制御手段をミリング加工機能と決定して、ステップＳ１４へ進む。
【００２５】
ステップＳ６；該当系統についてローダ機能の選択が指示されているかチェックする。イエスであればステップＳ７へ進み、ノーであれば、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ７；該当系統が選択する機械制御手段をローダ機能と決定して、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ８；該当系統についてレーザ加工機能の選択が指示されているかチェックする。イエスであればステップＳ９へ進み、ノーであれば、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ９；該当系統が選択する機械制御手段をレーザ加工機能と決定して、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１０；該当系統についてワイヤカット機能の選択が指示されているかチェックする。イエスであればステップＳ１１へ進み、ノーであれば、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１１；該当系統が選択する機械制御手段をワイヤカット機能と決定して、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１２；該当系統についてパンチプレス機能の選択が指示されているかチェックする。イエスであればステップＳ１３へ進み、ノーであれば、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１３；該当系統が選択する機械制御手段をパンチプレス機能と決定して、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１４；該当系統について決定された機械制御手段に基づいて制御を開始する（専用プログラムの読み込みを開始）。
【００２６】
ステップＳ１５；最終系統に到達しているかチェックする。イエスであれば、各系統の選択のための処理を終了し、ノーであればステップＳ１６へ進む。
ステップＳ１６；「該当系統」を表わす指標を１アップしてステップＳ１へ戻る。以下、ステップＳ１５で判断出力がイエスとなるまで、処理サイクルを繰り返す。このようにして、すべての系統について機械制御手段の選択がなされ、複数の加工（ローディングも含む）が同時並行的に進められる。
【００２７】
なお、本実施形態で示した系統数３はあくまで例示であり、一般には系統数は２以上任意である。また、選択可能な機械制御手段は、上記した旋削加工機能・ミリング加工機能・ローダ加工機能、レーザ加工機能・パンチプレス機能・ワイヤカット機能以外であっても、数値制御を必要とする機械制御手段であれば応用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、１台の多系統数値制御装置を用いて、例えば旋盤（旋削）加工、ミリング加工等の異なる複数の加工（ローディングも含む）であっても、それらを同時に実行することができる。これにより、複数の数値制御装置を使用しなくても、旋削加工やミリング加工等を必要な複数のワークに対して同時に行えるようになるため、コストの削減をはかるとともに、加工能率の向上に寄与する効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】旋削加工用とミリング加工用の数値制御装置をそれぞれ用意する従来方式について説明する図である。
【図２】プログラム指令により旋削加工とミリング加工を切り換えて制御する複合加工機用数値制御装置を用いる従来方式について説明する図である。
【図３】複数の旋削加工用系統を有する数値制御装置による専用機械と、複数のミリング加工用系統を有する数値制御装置による専用機械を用いて加工を行なう従来方式について説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る多系統数値制御装置について説明するブロック図である。
【図５】本発明の実施形態において、機械制御手段実行手段が各系統の機械制御手段を決定する手順の概略を記したフローチャートである。

Claims (1)

1. 複数のプログラム解析手段および実行手段を有する多系統数値制御装置において、
   複数の機械制御手段を記憶する機械制御記憶手段と、
   前記系統別に機械制御手段を選択する選択手段と、
   前記系統別に選択された機械制御手段の選択状態を記憶する選択状態記憶手段と、
   前記選択状態記憶手段に記憶された前記機械制御手段の選択状態に従って、機械制御手段を各系統毎に独立して実行する実行手段とを有することを特徴とする、多系統数値制御装置。

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