JP7041041B2 - 数値制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1では、数値制御工作機械を制御する数値制御装置において、割込型NCプログラムの割込条件に定義されたシステムデータを監視し、前記割込条件が満たされたときに割込処理指令を出力する割込監視手段と、前記割込処理指令によって、前記割込型NCプログラムの割込処理プログラムを実行する割込処理プログラム実行手段とを有し、前記割込条件には割込処理プログラムの実行の仕方を含み、割込処理プログラム実行手段は前記実行の仕方に従って前記割込処理プログラムを実行するように構成したことを特徴とする数値制御装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された割込み型NCプログラムによる割込み処理は、数値制御装置が加工プログラムを実行中に割込み条件が満たされたときに、実行中の加工プログラムの実行を中断して、加工プログラムを実行するためのタスクで割込処理プログラム4bを実行し、割込処理プログラム4b実行後に中断した加工プログラムを再開するというものである。
このため、加工プログラム以外の、バックグラウンド(より具体的には、加工プログラムの実行されるタスクと異なるタスク上)で実行されるラダーや周辺装置の制御アプリケーションは、中断せずに実行され続ける。
図7に、加工プログラムを実行中に割込み条件が満たされたときの加工プログラムが中断される様子を示す。
図7に示すように、割込み条件が満たされたときに、実行中の加工プログラムの実行を中断して、割込処理プログラム4bを実行する場合、バックグラウンド(より具体的には、加工プログラムの実行されるタスクと異なるタスク上)で実行されるラダーや周辺装置の制御アプリケーションは中断しない。このため、割込み条件を満たしたときから加工プログラムが中断するまでの間(時刻T1からT2までの間)に、ラダーや周辺装置(例えば、クーラントの制御等)の制御アプリケーションが特定のシステムデータ(例えば、数値制御装置の変数、信号)を更新した場合、割込処理プログラム4bは、割込み条件を満たしたときの特定のシステムデータの正確な値を確認できない場合が起こる。
このため、割込み条件を満たしたときの特定のシステムデータの正確な値を確認するためには、割込み条件を満たしたときに、ワークを加工する加工プログラムを実行するためのタスク、当該加工に際してバックグラウンドでラダーを実行するためのタスク、及び当該加工に際してバックグラウンドで実行されるアプリケーションを実行するためのタスクを中断させて割込処理プログラムを割込み実行させることが必要となる。
図1は、本実施形態に係る数値制御装置1の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。
数値制御装置1において、CPU11は、数値制御装置1の全体を制御するプロセッサである。CPU11は、ROM12に格納されたシステムプログラムを、バス20を介して読み出し、このシステムプログラムに従って数値制御装置1の全体を制御する。
RAM13には、一時的な計算データ、表示データ、及び表示器/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データが格納される。また、一般にRAMへのアクセスはROMへのアクセスよりも高速であることから、CPU11は、ROM12に格納されたシステムプログラムを予めRAM13上に展開しておき、RAM13からシステムプログラムを読み込んで実行してもよい。
また、RAM13は、後述するシステムデータ領域(図示せず)を含むようにしてもよい。ここで、システムデータ領域には、数値制御装置1のシステムデータが格納されている。システムデータとして、例えば、アラームを示すアラーム番号、DI/DO信号(数値制御装置の入出力信号)、マクロプログラムで使用されるマクロ変数、ピッチ誤差補正量、工具補正量等の各種データが含まれる。
不揮発性メモリ14は、磁気記憶装置、フラッシュメモリ、MRAM、FRAM(登録商標)、EEPROM、又はバッテリでバックアップされるSRAM若しくはDRAM等であり、数値制御装置1の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。不揮発性メモリ14には、インタフェース15、表示器/MDIユニット70又は通信部27を介して入力された加工プログラム及びパラメータ等が記憶される。また、後述のPMC16に必要なパラメータ等も記憶される。
例えば、PMC16は、CPU11からM機能指令、T機能指令等の指令信号を受け、その指令を予め決められた条件に従って処理し、I/Oユニット17を介して機械側へ出力される。逆に、PMC16は、I/Oユニット17を介して入力される機械側のリミットスイッチ信号や操作盤の操作スイッチ等の入力信号等について、PMC16で処理する必要のない入力信号はCPU11に送り、その他の信号は予め決められた条件に従って処理し、そのうち一部の信号はCPU11側へ出力し、他の信号はI/Oユニット17を介して機械側へ出力する。
操作盤71は、PMC16に接続される。操作盤71は、手動パルス発生器等を備えていてもよい。
表示器/MDIユニット70は、ディスプレイ(表示部)、及びキーボード若しくはタッチパネル等の操作部を備えた手動データ入力装置である。インタフェース18は表示用の画面データを表示器/MDIユニット70のディスプレイに送るほか、表示器/MDIユニット70の操作部からの指令及びデータを受けてCPU11に渡す。
サーボアンプ40~44は、この指令を受けて、各軸のサーボモータ50~54を駆動する。各軸のサーボモータ50~54は、位置及び速度の検出器を内蔵し、位置及び速度フィードバック信号を軸制御回路30~34にフィードバックして、位置及び速度のフィードバック制御を行う。
スピンドルモータ62には、歯車又はベルト等でパルスエンコーダ63が結合され、パルスエンコーダ63が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、この帰還パルスは、バス20を経由してCPU11によって読み取られる。
CPU11は、タスク管理部111と、割込み条件入力部112と、割込み通知部113と、割込み処理部114と、を備える。
これらの各機能部は、前述したように、ROM12に格納されたシステムプログラムをCPU11が実行することにより実現される。なお、CPU11は、上記の機能の外、工作機械等の制御を行うための各種制御機能を備えるが、図示等は省略する。
具体的には、タスク管理部111は、当該ワークの加工に際して、加工プログラムの実行のためのタスク、及び当該加工プログラムを実行するタスクのバックグラウンドで実行する1つ以上のタスクを生成して、各タスクを並行して実行するマルチタスク処理を制御する。なお、例示したこれら3つのタスクが全て数値制御装置で実行されるとは限らない。
図3にマルチタスク制御処理の一例を示す。図3では、タスクAを例えばアプリケーションを実行するためのタスク、タスクBをラダーを実行するためのタスク、タスクCを加工プログラムを実行するためのタスクとして例示する。なお、加工プログラム、ラダー、アプリケーションは、それぞれ複数のタスクで実行するようにしてもよい。また、必ずしも、前述したラダー、アプリケーションが常に(バックグラウンドで)実行されるとは限られないことから、前述した3つのタスクが常に生成され実行されるとは限られない。
ここで、割込み条件とは、例えば前述したシステムデータ領域に格納される数値制御装置1のシステムデータの名称(識別情報)と当該システムデータの指定値とからなる条件、及び/又はシステムデータの名称(識別情報)からなる条件(例えば当該システムデータが参照された場合)を指す。
図4Aを参照すると、割込み機能を有効に設定し、割込み条件に設定された「#100EQ 1」は、マクロ変数(#100)=1になったときに割込み実行させる割込みプログラムのプログラム番号600を設定している。ここで、プログラム番号600は、例えば、数値制御装置1の各種情報を取得するためのプログラムであり、一例を以下に示す。
#98000=#100
#98001=#101
#98002=R100
#98003=#2001
#98004=#2002
M99
また、割込み通知部113は、割込み条件としてシステムデータの名称(識別情報)からなる条件が指定された場合、当該割込み条件で指定されたシステムデータが参照されたときに、当該割込み条件に対応する割込み指令をCPU11に通知(出力)する。
図5に示すように、割込み処理部114は、割込み通知部113から割込み指令を受信すると、その時に実行中のタスク(この例ではタスクA)を中断させて、割込みタスクを生成して、割込みプログラムを最優先で実行させる。なお、前述したように、割込み処理部114は、割込みプログラムを実行する前に、実行中のタスクAの状態を保存し、割込みプログラムを実行(終了)した後に、中断したタスクAを中断時の状態に復帰させて中断したタスクAを再開させる。
こうすることで、従来技術と異なり、例えば、バックグラウンドのタスクでラダーやアプリケーションが実行されている場合も当該タスクが中断されるため、割込み条件を満たしたときの正確なシステム情報(割込みプログラムで指示したシステムデータの値)を取得することができる。
以上、本発明の数値制御装置1の各機能部の実施形態を、数値制御装置1の構成に基づいて説明した。
なお、数値制御装置1において、ワークを加工する加工プログラムを実行するためのタスクの外、例えば当該加工に際してバックグラウンドでラダーを実行するためのタスク、及び当該加工に際して例えば周辺装置の制御アプリケーションを実行するためのタスクについて、マルチタスク処理がなされているものとする。
また、予め、割込み条件入力部112により、割込み機能が有効とされ、割込み条件及び割込み条件を満たしたときに実行中のこれらのタスクに割込み(すなわち中断させて)、優先的に実行させる割込みプログラムが設定されているものとする。
また、加工プログラムやバックグラウンドで実行されるラダーやアプリケーションのデバッグ時に、割込み条件を設定することで、任意の時点におけるシステムデータの値を参照することができるため、デバッグを効率よく行うことができる。
また、数値制御装置1の保守時にアラームが発生したときのDI/DOの内容等を記録するのに使用することができる。
11 CPU
111 タスク管理部
112 割込み条件入力部
113 割込み通知部
114 割込み処理部
12 ROM(記憶部)
13 RAM
Claims (4)
- 制御部を備える数値制御装置であって、
前記制御部は、
少なくとも、ワークを加工する加工プログラムを実行するタスクと、前記加工プログラムを実行するタスクのバックグラウンドで実行される前記加工に際して実行されるタスクと、を含む加工処理タスク群を管理するタスク管理部と、
予め指定された割込み条件に設定されたシステムデータを監視し、前記割込み条件が満たされたことを検知すると、割込み指令を出力する割込み通知部と、
前記割込み通知部により出力された割込み指令に基づいて、当該割込み指令を受信した時点で前記加工処理タスク群のうち実行中のタスクに割り込みをかけて中断させて、予め設定された割込みプログラムを最優先で割込み実行させることで前記加工処理タスク群に含まれるタスクを中断させる割込み処理部と、
を備える数値制御装置。 - 記憶部を備え、
前記割込みプログラムは、割込み実行時における、予め指定された信号の値、予め指定された変数の値、又は予め指定されたオフセット値を含む任意のシステムデータの値を前記記憶部に格納する処理を実行する、請求項1に記載の数値制御装置。 - 表示器を備え、
前記制御部は、さらに、
割込み条件及び前記割込み条件が満たされたときに割込み実行させる割込みプログラムを指定するためのユーザインタフェースを提供する割込み条件入力部を備える請求項1又は請求項2に記載の数値制御装置。 - 前記割込み条件入力部は、さらに、
割込み機能を有効又は無効に設定するためのユーザインタフェースを提供する、請求項3に記載の数値制御装置。
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