JPH0271307A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は数値制御装置に関し、特に被制御機械の工具
取付台等の移動テーブルの移動範囲をワークの種類等に
応じて変えることができる数値制御装置（以下、ＮＣ装
置と記す）に関するものである。

［従来の技術］ 第７図は従来のＮＣ装置を示す構成図、第８図は被制御
機械の説明図である。第７図において、（１）はメモリ
で、ＲＡＭで構成されており、プログラムやデータを記
憶するものである。（２）はＣＰ　Ｕ　（２ａ）を主体
とした制御部で、メモリ（１）にロードされたシステム
ソフトウェアに従ってＮＣ装置の機能を制御する部分で
ある。（３）は演算部で、制御部（２）の制御のもとに
数値演算を行う部分である。（４）はテープリーダで、
ＮＣ加工のプログラムがさん孔されている紙テープを読
み取る装置である。なお、以下この明細書ではＮＣ加工
のプログラムを加工プログラムと称することにする。　
（５）はプログラムインターフェイス、（６）はサーボ
増幅器などを含む駆動部、（７）は被制御機械（以下、
単に機械と記す）を駆動するモータ、（８）はフィード
バック信号を出力するエンコーダである。（９）は入出
力信号インターフェイスで、ＮＣ装置を起動又は停止さ
せるために必要な人力信号とＮＣ装置の状態信号及びＮ
Ｃ装置から外部の機器を制御するための補助機能信号等
の出力信号のインターフェースである。なお、加工プロ
グラムを書き込む媒体は紙テープに限らず、フロッピィ
ディスク等でもよい。

第８図において、（２０）は減速器、（２１）はボール
ねじ等の駆動機構、（２２）は機械の移動テーブルで、
旋盤を例にとれば工具取付台であり、又工具が移動しな
い機械であればワーク取付台である。また、（２３）は
リミットスイッチで、移動テーブル（２２）の移動範囲
を制限するための信号を発生するものである。（２５）
は移動テーブル（２２）の移動範囲を示す矢印である。

なお、この明細書で移動テーブルとは、工具取付台やワ
ーク取付台に限らず、あるストロークをもって移動する
部分を含めて言うものとする。

以上の構成において、機械はＮＣ装置（１０）の制御の
もとに動作してワーク（図示せず）を加工するが、この
時移動テーブル（２２）が、必要以上に移動して機械が
破壊したり、ワークと工具がかんしょうする事故が起き
ないようにしておかなければならない。そのため、リミ
ットスイッチ（２３）を取り付けておき、移動テーブル
（２２）が必要以上に移動してリミットスイッチ（２３
）が動作したときは、その接点信号によって機械の動作
を停止させることにより、移動範囲を制限している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のＮＣ装置では、移動テーブル（２２
）の制限範囲は、リミットスイッチ（２３）の取付位置
によって決まるから、この範囲を変えるためにはリミッ
トスイッチ（２３）を取付は直さねばならず、手間が大
変であった。

所で、近年、一つの加工ラインに同一のワークが流れる
のでなく、一つの加工ラインに種類の異なるワークが数
種類流れていて、機械の方はワークに応じて工具を自動
交換し、多種類のものを１ラインで加工することが行わ
れるようになって来た。

このような加工ラインでは、工具を交換すると工具の長
さが変わるから、前述の移動テーブル（２２）の移動範
囲（２５）も工具に応じて、つまりワークに応じて変え
る必要がある。しかし、これが困難であるためどのワー
ク、どの工具でも問題の起きない、余裕のある範囲を決
めて、リミットスイッチ（２３）を固定していた。

所が、このようにしても、実際には工具がワークに突っ
込んだりすることが生ずるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、移動テーブルの移動範囲を可変にしたＮＣ装置を
得ることを目的とする。

なお、この明細書では、“移動テーブルの移動範囲″の
ことを、以下“機械の移動範囲”と称することにする。

［課題を解決するための手段］ この発明の第１発明に係るＮＣ装置は、ＰＣからバスを
介して加工の対象となったワークに対応した移動範囲デ
ータが転送され、転送されたブタを移動範囲データメモ
リに格納し、このデータに基づいて機械の移動範囲を制
限するものである。

この発明の第２発明に係るＮＣ装置は、ワークの種類に
対応した移動範囲データをいくつか記憶させておき、Ｐ
Ｃからバスを介して加工の対象となったワークの種類に
対応した移動範囲指定ブタが転送され、転送された指定
データに対応した移動範囲データを選択し、このデータ
に基づき機械の移動範囲を制限するものである。

この発明の第３発明に係るＮＣ装置は、加工プログラム
により指定された移動範囲データを、移動範囲データメ
モリに格納し、このデータに基づいて機械の移動範囲を
制限するものである。

［作用］ この発明の第１発明においては、加工の対象となったワ
ークの種類に応してＰＣから機械の移動範囲データが転
送され、そのデータに基づいて機械の移動範囲を制限す
るから、ワークの種類に応じて機械の移動範囲が変更さ
れる。

この発明の第２発明においては、加工の対象となったワ
ークの種類に対応してＰＣから転送された移動範囲指定
データにより、移動範囲データメモリの記憶内容の中か
ら必要データを選択し、そのデータに基づいて機械の移
動範囲を制限するから、ワークの種類に応じて機械の移
動範囲が変更される。

この発明の第３発明においては、加工プログラムにより
指定された機械の移動範囲データに基づいて機械の移動
範囲を制限するから、ワークの種類に応じて機械の移動
範囲が変更される。

［実施例］ 第１図はこの発明の第１実施例を示す構成図、第２図は
第１図の動作を示すフローチャートである。

第１図において、第７図及び第８図と同一符号の部分は
同一部分を示し、（１５ａ）、（１５ｂ）、（１５ｃ）
はワークで、夫々種類が異なるものである。ここで種類
が異なるとは、ワーク（１５ａ）、（１５ｂ）、（１５
Ｃ）が全く同じものでなく、形状や材質や加工の内容等
が異なるものであることを言っている。従って加工する
ときは、夫々工具（１６）を交換して加工を行なうよう
になっている。即ち、ワーク（１５ａ）を加工するとき
とワーク（１５ｂ）を加工するときとでは、別の工具で
加工するようになっている。ワーク（１５ｅ）を加工す
るときも同様に工具を交換して加工が行なわれる。

なお、図では（１５ｂ）を加工する状態を示している。

即ち、ワーク（１５ｂ）は加工の対象となったワークで
ある。（１５ａ）は加工を終って機械から搬出された状
態、（１５ｃ）は（１５ｂ）の加工がすむと加工される
もので、機械に搬入される前の状態を示している。また
、−点鎖線で示す矢印（１８）はワークの流れの方向を
示している。なお、（１７ａ）、（＋、７ｂ）（１７ｃ
）はワークの種類を識別するセンサである。

（２６）は主軸、（２７）は主軸モータ、（２８）は主
軸モータの駆動をコントロールする主軸コントローラで
ある。

（３０）は被制御対象のシーケンス制御を行なうプログ
ラマブルコントローラ（以下、ＰＣと略記する）　、（
３１）はＣＰＵ、（３２）はメモリで、制御手順を一連
の命令語の形で記憶すると共に必要なデータを記憶する
ものである。（３３ａ）　、　（３；ｆ）は入出力イン
ターフェイスである。

なお、ＮＣ装置（１０）とＰ　Ｃ（３０）とは入出力イ
ンターフェイス（３３ａ）　、　（３３ｂ）を介してパ
ラレルバス（３５）により結合されており、相互間の制
御信号、状態信号の交信がパラレルバス（３５）を介し
て行なわれる。

（１２）はＰ　Ｃ（３０）から入力された機械の移動範
囲を示す移動範囲データを記憶する移動範囲データメモ
リである。この移動範囲データは、第１図のようにＸ軸
について言えば、例えば１０．１００のように２点の機
械座標値で示されている。

次に、移動範囲データメモリ（１２）にデータを記憶さ
せる動作を説明する。

先ず、第２図に示すフローチャートに従いＰＣ（３０）
の行なう制御の動作について説明する。ステップ（Ｓｔ
）で外部条件を読み込む。このステップ（Ｓ　Ｌ）にお
いて、ＰＣ（３０）はシーケンス制御の手順に従ってワ
ーク（１５ａ）を移動テーブル（２２）より搬出した後
、ワーク（Ｌ５ｂ）を搬入して移動テーブル（２２）に
固定する。次に、センサ（１７ｂ）からの信号を読み込
みワークの種類を判別する。

Ｐ　Ｃ（３０）にはワークの種類がわかると、どの加工
プログラムを使ったらよいかが予めプログラムされてい
るので、加工プログラム選択信号をＮＣ（１０）へバス
（３５）を介して転送する。ＮＣ装置（１０）では、こ
の選択信号によりワーク（１５ｂ）に対応した加工プロ
グラムを選択する。この加工プログラムにはどの工具を
使ったらよいかが記述されているので、ＮＣ装置（１０
）はＰ　Ｃ（３０）にバス（３５）を介して工具指示信
号を送る。この指示に従ってＰＣ（３０）は工具の交換
を行なう。

次に、ステップ（Ｓ２）でワークの種類に応じて機械の
移動範囲の変更を要するか否かを判断する。

ステップ（Ｓ２）でＹＥＳならばステップ（Ｓ３）で、
移動範囲データを予め記憶しておいたデータの中から対
応したものを選択し、ＮＣ装置（１０）へ出力する準備
をする。次に、ステップ（Ｓ４）で、ＮＣ装置（１０）
にデータ転送要求を出す。ステップ（Ｓ５）で、ＮＣ装
置（１０）が準備完了しているか否かを判断し、Ｎｏな
らばステップ（Ｓ４）へ戻り、ＹＥＳならば、ステップ
（Ｓ６）で、機械の移動範囲データをＮＣ装置（１０）
に転送する。次に、ステップ（Ｓ７）でＮＣ装置（１０
）のデータ受付状態を読み込む。ステップ（Ｓ８）でＮ
Ｃ装置（１０）がデータを受付けたか否かを判断し、Ｎ
ｏならばステップ（Ｓ７）へ戻り、ＹＥＳならば終了す
る。なお、ステップ（Ｓ２）でＮｏの場合は移動範囲の
変更を要しないので終了する。

次に、ＮＣ装置（１０）の動作Ｉについて説明する。

ステップ（Ｓ　１１）でｐ　ｃ　（ｇｏ）からのデータ
転送要求の有無を判断する。有（ＹＥＳ）ならば、ステ
ップ（Ｓ　Ｌ２）でデータ受付可能状態か否かを判断し
、ＹＥＳならば、ステップ（Ｓ　１３）でＮＣ装置（１
０）準備完了信号を出力する。次に、ステップ（Ｓ　１
４）で機械の移動範囲データをＰ　Ｃ（３０）より読み
込み、入出力インターフェイスに含まれるバッファメモ
リに格納する。ステップ（Ｓ　１５）でＰＣ（ＳＯ）へ
データ受付終了信号を出力した後、ステップ（８１Ｂ）
で機械の移動範囲データを、バッファメモリから移動範
囲データメモリ（１２）へ転送する。これで、動作Ｉが
終了する。

なお、第２図において破線で示す矢印はバス（３５）に
よるデータの転送を示している。

以上のようにして、移動範囲データメモリ（１２）にデ
ータが記憶されると、ＮＣ装置（ｌＯ）は機械の移動範
囲の制限に関し、第３図に示すフローチャートに従った
動作■を行なう。

即ち、上記のようにして、移動範囲データメモリ（１２
）にデータが記憶された後、ＰＣ（３０）からＮ　Ｃ（
１０）へ起動がかかるとＮＣ装置（１０）は被制御機械
の数値制御を開始し、ステップ（Ｓ　２１）でメモリ（
１２）内のデータと機械の現在位置とを常時比較する。

ステップ（Ｓ　２２）で機械の現在位置が移動範囲内に
あるか否かを判断し、Ｎｏならば、即ち移動禁止領域に
入ったときは、ステップ（８２３）で機械の移動を停止
しアラーム信号を出力する。

以上のようにして、ワークの種類や工具の種類に応じて
機械の移動範囲を変更し、その範囲に従って機械の移動
を制限することができる。

次に、この発明の第２実施例について説明する。

なお、この第２実施例と第１実施例では、移動範囲デー
タメモリの内容が異なっているが、その他の装置の構成
は第１図の第１実施例と同じである。

第４図はこの発明の第２実施例における移動範囲データ
メモリ（１２ａ）を示す説明図で、ＮＣ装置（１０）内
のメモリ（１）内のある領域が割当てられている。第４
図において、Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・はメモリ（１２ａ）内
のデータを示し、予めパラメータとして指定された移動
範囲データである。■、■、■。

・・・は、移動範囲指定データを説明のために記したも
ので、■はＡ１■はＢ１■はＣを選択するデータである
。この移動範囲指定データは、後述のようにＰ　Ｃ（３
０）からＮＣ装置（１０）へ転送されるようになってお
り、移動範囲データを選択する選択信号の機能を有する
ものである。

第５図はこの発明の第２実施例の動作を説明するための
フローチャートである。以下、このフローチャートに従
って説明する。

先ず、Ｐ　Ｃ（３０）の動作について説明する。第１実
施例と同様にステップ（Ｓ　３１）で外部条件を読み込
む。ステップ（Ｓ　３２）でワークの種類に応じて機械
の移動範囲の変更を要するか否かを判断する。ステップ
（Ｓ　３２）でＹＥＳならばステップ（３３３）で、予
め記憶しておいたワークに対応した移動範囲指定データ
の中からそのワークに対応した移動範囲指定データを選
択し、ＮＣ装置（１０）へ出力する準備をする。次に、
ステップ（Ｓ　３４）で、ＮＣ装置（１０）にデータ転
送要求を出す。ステップ（Ｓ　３５）で、ＮＣ装置（１
０）が準備完了しているか否かを判断し、ＮＯならばス
テップ（Ｓ　３４）へ戻り、ＹＥＳならば、ステップ（
Ｓ　３８）で、機械の移動範囲指定データをＮＣ装置（
１０）に転送する。次に、ステップ（Ｓ　３７）でＮＣ
装置（１０）のデータ受付状態を読み込む。ステップ（
８３ｇ）でＮＣ装置（１０）がデータを受付けたか否か
を判断し、Ｎｏならばステップ（Ｓ　３７）へ戻り、Ｙ
ＥＳならば終了する。なお、ステップ（Ｓ　３２）でＮ
ｏの場合は移動範囲の変更を要しないので終了する。

次に、ＮＣ装置（ＪＯ）の動作Ｉについて説明する。

ステップ（３４，１）でＰ　Ｃ（３０）からのデータ転
送要求の有無を判断する。有（ＹＥＳ）ならば、ステッ
プ（Ｓ　４２）でデータ受付可能状態か否かを判断し、
ＹＥＳならば、ステップ（８４３）でＮＣ装置（１０）
準備完了信号を出力する。次に、ステップ（Ｓ　４４）
で機械の移動範囲指定データをＰ　Ｃ（３０）より読み
込み、入出力インターフェイスに含まれるバッファメモ
リに格納する。ステップ（Ｓ　４５）でＰ　Ｃ（３０）
へデータ受付終了信号を出力した後、ステップ（Ｓ　４
ｆｌｉ）で機械の移動範囲指定データに］　６ 対応した移動範囲データを、メモリ（１２ａ）の中から
選択する。ステップ（Ｓ　４７）で、選択された移動範
囲データを、データ処理実行メモリに格納する。これで
、動作Ｉが終了する。

なお、第５図において破線で示す矢印はバス（３５）に
よるデータの転送を示している。

以上のようにして、移動範囲データがデータ処理実行メ
モリに格納された後の、機械の移動範囲を制限する動作
については、第３図に示す第１実施例のフローチャート
のステップ（Ｓ２１．）において、機械の現在位置と比
較される移動範囲データが、データ処理実行メモリ内の
データである点を除き、第３図に示す第１実施例と同じ
である。

以上のようにして、複数種類あるワークや工具の夫々に
ついて、機械の移動範囲を変更し、その範囲に従って機
械の移動を制限することができる。

次に、この発明の第３実施例について説明する。

なお、装置の構成については、第１図の第１実施例と同
じである場合について説明するが、後述のようにＰ　Ｃ
（３０）によるシーケンス制御を行なわない場合でも適
用できる。

第６図はこの発明の第３実施例の動作を説明するための
フローチャーＩ・である。この第３実施例ではＰ　Ｃ（
３０）とＮＣ装置（１０）との間で、移動範囲に関する
データの転送はない。

先ず、動作Ｉについて説明する。Ｐ　Ｃ（３０）がワタ
（１５）の種類を判別し、加工プログラム選択の指示を
ＮＣ装置（１０）へ送り、加工プログラムが選択され、
工具指示信号によりＰ　Ｃ（３０）により工具交換か行
なわれ、ＮＣ装置（１０）の制御により機械が動作し、
ワークの加工を実行しているとき、加工プログラムによ
り機械の移動範囲データが指定されると、ステップ（Ｓ
　５１）で移動範囲データを入力する。ステップ（Ｓ　
５２）で、機械の動作状態を読み込む。次に、ステップ
（３５３）で、動作範囲データを変更可能か否か判断し
、ＮＯならばステップ（Ｓ　５２）に戻り、ＹＥＳなら
ば、ステップ（Ｓ　５４）で加圧プログラム指定の移動
範囲データを移動範囲データメモリ（１２）に格納する
。これて動作Ｉか終了する。

なお、移動範囲データが格納される領域は第１実施例と
同一の（１２）である。

以上のようにして、移動範囲データがメモリ（１２）に
格納された後の、機械の移動範囲を制限する動作■につ
いては、第３図に示すステップ（Ｓ　２１）〜ステップ
（８２３）の動作と同じである。

次に、別の加工プログラムにより別の移動範囲データが
指定されると上述と同様にして、移動範囲データが変更
される。

この第３実施例では、第１及び第２実施例のようにｐ　
ｃ　（３ｏ）からＮＣ装置（ｌＯ）への移動範囲に関す
るデータの転送は行なわれない。したがって、ｐ　ｃ　
（ａｏ）によるシーケンス制御は行なわれず、ＮＣ装置
（１０）と被制御機械のみで構成され、例えば工具はワ
ークに対して手動で交換し、加工プログラムもその都度
読み込むように構成された機械の場合でも適用できる。

また、第２実施例のように予め移動範囲データを複数記
憶させておいて、加工プログラムからは移動範囲指定デ
ータを入力し、指定データに対応した移動範囲データを
選択するようにしてもよい。

［発明の効果コ この発明の第１発明は以上説明したとおり、加工の対象
となったワークの種類に応じて機械の移動範囲が変更さ
れるから、多種類のワークを一つのラインで加工するよ
うな場合でも、機械の移動範囲を最適な範囲に設定でき
る。

この発明の第２発明は以上説明したとおり、ＰＣからＮ
Ｃ装置へ転送するデータは、移動範囲データ自身でなく
移動範囲指定データを転送するから、ビット数は小さく
てよい。従って、第１発明の効果に加えて、インターフ
ェイスが小さくてよいという効果がある。

この発明の第３発明は以上説明したとおり、ＮＣ装置側
だけで移動範囲の変更ができるから、第１発明の効果に
加えてＰＣの負担が軽くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す構成図、第２図は
この発明の第１実施例におけるＰＣの動作とＮＣ装置の
動作■を示すフローチャート、第３図はＮＣ装置の動作
■を示すフローチャート、第４図はこの発明の第２実施
例における移動範囲データメモリを示す説明図、第５図
はこの発明の第２実施例の動作を示すフローチャート、
第６図はこの発明の第３実施例の動作を示すフローチャ
ート、第７図は従来のＮＣ装置を示す構成図、第８図は
被制御機械の説明図である。 図において、（１０）はＮＣ装置、（１２）　、（１２
ａ）は移動範囲データメモリ、（１５ａ）　、（１５ｂ
）　、　（１５ｃ）はワーク、（ＩＢ）は工具、（２２
）は移動テーブル、（２５）は移動範囲、（３０）はＰ
Ｃ，（３５）はパラレルバスである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）メモリ及び中央処理装置を主体として構成され、
   入力された数値情報を解析し演算を行なう情報処理部を
   有し、この情報処理部の出力に基づいて被制御機械の数
   値制御を行なう数値制御装置において、 被制御機械のシーケンス制御を行なうプログラマブルコ
   ントローラからバスを介して入力された被制御機械の移
   動範囲データを記憶する移動範囲データメモリと、 被制御機械が上記移動範囲データメモリに記憶された移
   動範囲内で移動することのみを許可し、移動禁止領域に
   入ったとき移動を停止しアラーム信号を外部へ出力する
   移動範囲制限手段とを備えたことを特徴とする数値制御
   装置。
2. （２）メモリ及び中央処理装置を主体として構成され、
   入力された数値情報を解析し演算を行なう情報処理部を
   有し、この情報処理部の出力に基づいて被制御機械の数
   値制御を行なう数値制御装置において、 予め複数の移動範囲データを記憶させておき、被制御機
   械のシーケンス制御を行なうプログラマブルコントロー
   ラからバスを介して入力された選択信号によってその内
   の一つが選択される移動範囲データメモリと、 被制御機械が上記移動範囲データメモリに記憶された移
   動範囲内で移動することのみを許可し、移動禁止領域に
   入ったとき移動を停止しアラーム信号を外部へ出力する
   移動範囲制限手段とを備えたことを特徴とする数値制御
   装置。
3. （３）メモリ及び中央処理装置を主体として構成され、
   入力された数値情報を解析し演算を行なう情報処理部を
   有し、この情報処理部の出力に基づいて被制御機械の数
   値制御を行なう数値制御装置において、 加工プログラムにより指定された移動範囲データを記憶
   する移動範囲データメモリと、 被制御機械が上記移動範囲データメモリに記憶された移
   動範囲内で移動することのみを許可し、移動禁止領域に
   入ったとき移動を停止しアラーム信号を外部へ出力する
   移動範囲制限手段とを備えたことを特徴とする数値制御
   装置。