JPH04283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は工作機械、産業用ロボツト、その他
産業用機械、省力化機械等機器の数値制御装置に
関し、特に、機器の機能をモジユール化してこの
モジユール同志に情報交換を行わせることにより
所定の数値制御作業を行うもので、単位モジユー
ルを自由に設計可能であると共に設計されたモジ
ユール構成を後で自由に変更可能のネツトワーク
内部構成した数値制御装置に関する。

［従来技術の説明及びその問題点］ 従来よりの数値制御装置はシステムバスに位置
決めモジユール、CRTモジユール、記憶モジユ
ール等単位モジユールをそれぞれ接続し、前記シ
ステムバスに接続される中央処理装置（CPU）
で各モジユールを総括制御する構成であつた。

上記構成の数値制御装置では全モジユールはシ
ステムバスを経由して信号、データ等の情報の受
け渡しを行うため、システム構築には非常に高度
の技術を必要とし、又、モジユール変更に際して
は相当のハード及びソフトに関する変更が必要と
され、一度設計されたシステムの変更はプリント
基板の交換とか、インタフエイスが予め変更を予
期して既に標準装備されている場合を除いて困難
であり、実際上ほとんど不可能であつた。

而して、工場等における最近のフレキジブル生
産システム動向から明らかなように、一度設計さ
れた設備が固定的に永続使用される場合は寧ろ少
なく、後で設備を変更し、機器の数値制御に関す
るモジユール構成を合せて変更する要請が高まつ
ている。

従来の数値制御装置はこれらの要請に答えるこ
とができず、モジユール構成の変更を容易に為し
得ないのみならず、モジユール構成に際しては多
大の労力を要しており、これらがため完成装置を
高価なものにすると共に該装置の利用分野を限定
してしまつているという問題点があつた。

［問題点を解決するための技術的手段］ この発明は上記問題点を一挙に解決し、単位モ
ジユールを自由に設計可能であると共に設計され
たモジユール構成を後で自由に変更可能の数値制
御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためのこの発明は、複数の
ターミナル接続部を有し該ターミナル接続部の１
つから受けた情報の送信先を解析し該情報を前記
送信先に向けて送信するネツトワーク中継器を設
け、該ネツトワーク中継器の前記複数の接続部に
適種適数の数値制御機能モジユールをそれぞれ接
続したことを特徴とするネツトワークで内部構成
した数値制御装置である。

［作用］ この発明は数値制御機能をモジユール化し、各
モジユールをネツトワーク中継器で情報交換可能
に連結している。

モジユールの例としては、指令移動量と指令速
度情報を得てフイードバツク方式により位置決め
制御するための位置決めモジユール、表示指令情
報を得て所定の表示を行うCRTモジユール、入
出力機器に所定の指令信号を与え、或いは入出力
機器から所定の入出力信号を得てCPUに、又は
他の機器にその情報を伝える入出力モジユール、
複数のモジユールからの入出力情報を得て所定の
演算を行い、この演算結果を任意のモジユールに
出力するCPUモジユール、或いは、適量のデー
タを一時又は永続的に記憶し適宜他のモジユール
に伝える記憶モジユール等等がある。

各モジユールを前記ネツトワーク中継器で連結
することを予め予定して構成しておけばネツトワ
ーク中継器は原則として単に伝送の仲介をするの
みで良いので、各モジユールを前記ネツトワーク
の中継器に接続するに際しては何ら高度の技術を
要さずその構築は極めて容易である。

［実施例の説明］ 第１図にこの発明の概要を説明するための一実
施例をブロツク図で示した。

ネツトワーク中継器１に、CPUモジユール３、
プログラミングモジユール５、シリアルパラレル
インタフエースモジユール７、位置決めモジユー
ル９、シーケンスモジユール１１、入出力モジユ
ール１３、記憶モジユール１５をそれぞれケーブ
ル１７，１７を介して接続している。

ネツトワーク中継器１は複数のターミナル接続
部を有しこの接続部にターミナルとしてそれぞれ
のモジユールを接続しているが、空きの接続部を
適数有していて良い。ネツトワーク中継器１は各
接続部に接続されたターミナル（モジユール）か
ら送られてくる情報の送信先を解析し該情報を前
記送信先に向けて送信する機能を有し、前記情報
は例えば送信先を記憶したパケツトの形態で行
い、送信先の解析はこのパケツトに記憶された送
信先を読み取ることにより行う。

CPUモジユール３は例えばパソコン３ａで形
成され、第１図パソコン３ａにはCRT３ｂ、フ
ロツピデイスク３ｃが接続されている。

プログラミングモジユール５は自動プログラミ
ング装置で形成され、例えばデータ入力の簡易化
のために用いられる。

シリアルパラレルインタフエースモジユール７
はデータ転送インターフエースで、仕様に対応し
てプリンタ、プロツタ、テープリーダ、テープパ
ンチヤ等を接続する。

位置決めモジユール９は位置決め制御プリント
板、又は、DDC（Direct Digital Control）等を
接続して機器の位置決め制御を担当させている。

シーケンスモジユール１１は通信機器を有する
シーケンサで形成され機器の動作シーケンスを処
理する。

入出力モジユール１３は押釦スイツチ、リミツ
トスイツチ等のスイツチ群、各種センサ、ランプ
群、リレー群等の入出力処理を行う。

記憶モジユール１５はデータベース等を用いた
データバンクとして形成しその能力は仕様に多じ
て定めることができる。

以上の各機能モジユールはネツトワーク中継器
１を介して相互に通信するのであるが、いずれに
もデータ及び信号の受け渡しを行う為の情報送受
信機能を有せしめている。なお、通信の際のプロ
トコルは、例えば日本工業規格準拠のベーシツク
手順、又はHDLCを使用すれば良いが、より合理
的に通信処理を行う為の特殊な形態のプロトコル
も勿論使用可能である。又、なお、接続ケーブル
１７としてはシリアルケーブル、同軸ケーブル、
ツイストペア線いずれの形式でも良く、又光フア
イバケーブルを使用することもできる。

第２図は第１図に示した数値制御装置をより具
体的にしたものである。

本例ではネツトワーク中継器１に予め８個の接
続口（コネクタ）Ｃを設け、５個のモジユールを
コネクタ付のケーブル１７，１７で接続し、３個
の接続口を空き状態とし、この空きの接続口には
適宜の機能拡張用モジユールを追加できるように
している。なお、コネクタの例としては日本工業
規格に規定するRS232Cのごときものが使用でき
る。

プログラミングモジユールは自動プログラミン
グ装置５ａの例を示し、シーケンスモジユールは
具体的にシーケンサ１１ａを示している。又、位
置決めモジユール９はサーボアンプ１９を介して
回転駆動するサーボモータＭの位置決め制御する
例を示し、サーボモータＭには位置決め信号を得
るためのエンコーダＥ及び速度信号を得るための
タコジエネレータＴを設けている。入出力モジユ
ール１３にはリレーＲ、リミツトスイツチLSと
押釦スイツチPSを接続している例で示す。

第３図にネツトワーク中継器の内部構造のブロ
ツク図を示した。

システムバス２１にCPU２３、割込みコント
ローラ２５、時間制御のためのプログラマブルタ
イマ２７、制御プログラムを内蔵しているROM
２９、RAM３１をそれぞれ接続すると共に、各
モジユールをターミナルＴ，Ｔとしてシリアル接
続する８個のUART（Universal Asynchronous
Receive Transmitter）３３，３３を接続してい
る。各ターミナルＴ，Ｔ側にも適宜UART３３，
３３が設けられ、各ターミナルＴはシリアル通信
路（ケーブル１７）及びネツトワーク中継器１を
介して相互に情報交換可能である。

第４図にパケツトの形態例を示した。パケツト
３５はヘツダ３５とトレーラ３９を有し、その間
に送信先アドレス、送信元アドレス、コマンドコ
ード、データ長さ、データチエツクフレームを有
している。コマンド機能としては、情報フレーム
を転送することの他情報フレームの受信準備がで
きていることの通知、ビジー状態の通知等等用う
ることができる。第３図に示した各ターミナルは
このパケツトを生成、分解できる機能（以下、該
機能を有しているターミナルをインテリジエント
ターミナルそうでないものをノンインテリジエン
トターミナルと呼ぶ）は必ずしも有していなくと
も良い。つまり、第５図で後述するようにネツト
ワーク中継器１内にパケツト生成分解機能を有せ
しめているので、パケツト生成分解機能を有しな
いターミナルに対してはネツトワーク中継器１が
代行できるからである。

第５図は第３図に示したネツトワーク中継器の
機能ブロツク図である。

受信割り込み処理部４１は各ターミナルからの
割り込み信号を第３図に示した割り込みコントロ
ーラで処理する。送受信バツフアメモリ４３は第
３図に示したRAM３１が相当し、前記割り込み
信号が受け付けられれば送信パケツト内のデータ
を一時格納する。データ解析処理部４５はデータ
送信先を解析し、データタイプ（型式）判定部４
７は受信情報がパケツトであるか否か、又、受信
情報が、例えば記憶モジユール１５からのデータ
転送を依頼しているか否か等を判定する。データ
タイプ別機能テーブル４９は、前記データタイプ
判定部での判定結果を受けて送信制御処理部５１
へ適宜の制御信号を送る。送信制御処理部５１は
データタイプ判定部４７、又は、データタイプ別
機能テーブル４９からの指令を受けて信データ処
理部５３へ送信データ出力命令を発するものであ
る。

第６図は第２図〜第４図に示したネツトワーク
中継器の処理フローチヤートである。

ステツプ601以下に中継器１のソフトウエアと
して示し、ステツプ603で某ターミナルからの割
り込み処理が受け付けられたとする。

ステツプ605で送信先がインテリジエントター
ミナルであるか否かを判定し、送信先がインテリ
ジエントターミナルであればステツプ609へ進み、
インテリジエントターミナルであればステツプ
607でデータパケツトを生成するようにしてから
ステツプ611へ進む。インテリジエントターミナ
ルであると判定されてステツプ609へ移行した場
合には受信パケツトが完全か否かを判定し不完全
であればエラーメツセージを送出して再びステツ
プ603へ返る。

ステツプ611は受信情報がオン／オフラインを
通じての転送に関するものであるが、或いは他の
ターミナルにデータを送信するだけのものである
か否かを判定する。転送依頼である場合にはステ
ツプ617へ移りオン／オフラインの登録処理を行
う。オン／オフライン登録処理は単なる送信と異
なり、例えば記憶モジユールからのオンライン転
送依頼、又、CPUモジユールへのオフライン演
算依頼を意味するので、他のターミナルとの関係
から優先順位等決定すべくとりあえず登録処理さ
れる。

ステツプ611で他のターミナルへ送信すること
が判定された場合にはステツプ613へ移り、現在
送信可能状態にあればステツプ619へ移り送信出
力処理が行われるがターミナルの事情により送信
不可能であればステツプ615でエラーメツセージ
が生成されるようにしている。

以上第２図〜第４図で説明した数値制御装置に
ついての実際の使用態様を説明する。

今、工作機械の某移動軸（例えば旋削加工機械
のＸ又はＹ軸）を位置決め制御する例を上げ、こ
の際の各ターミナルとの通信例を説明する。

第２図において、先ず希望する加工プログラ
ムを自動プログラミング装置５ａで作成する。

加工プログラム作成完了後自動プログラミン
グ装置５ａはパソコン３ａへプログラムデータ
を転送する。

パソコン３ａは上記プログラムデータをその
内部メモリに格納すると共にCRT３ｂにプロ
グラム、或いはそれに関連したメツセージ等を
表示することができる。

さて、工作作業が開始されると、パソコン３
ａは位置決めモジユール９へ位置決め目標値デ
ータ（例えば100mmの移動指令）を転送する。

位置決めモジユール９は転送されたデータに
基づきサーボアンプ１９を介してサーボモータ
Ｍへ指令電圧を与え、該サーボモータＭは連動
される例えばテーブル（図示せず）が前記移動
指令値（100mm）で定められる目標位置に到達
するまで回転されることになる。サーボモータ
Ｍは指令電圧に対応して回転され、これにより
前記テーブルの移動速度が定められるのである
が、この時の速度情報及び位置情報はタコジエ
ネレータＴ、エンコーダＥでそれぞれ検出され
ており、正確な位置決めを行うことができる。
なお、位置決めモジユール９は、このように移
動指令値、速度指令値、或いはそのタイミング
等の指令を受ければ、CPUモジユール或いは
他のモジユールからの特別の割り込み信号があ
つた場合を除いては単独に動作することができ
る。

位置決めモジユール９は位置決め完了後、位
置決め完了信号を転送データとしてパソコン３
ａ及びシーケンサ１１ａへ送る。

パソコンはその旨をCRT３ｂに表示し、シ
ーケンサ１１ａは転送されてきた位置決め完了
結果を受けてその後の処理を判断し、例えばリ
レーＲを駆動させる。

以上〜の動作を繰り返すことにより連続し
た自動運転が可能となる。

以上の使用例からも理解されるように、モジユ
ール構成は固定的なものではなく、例えば第１図
に示した記憶モジユール１５、或いはシリアルパ
ラレルインタフエースモジユールを介して他のプ
リンタ、プロツタ等を活用することもできるし、
更に、又別余の位置決めモジユール９を追加し、
他の工作機械を連動させること等も可能である。

［発明の効果］ この発明は複数のターミナル接続部を有し該タ
ーミナル接続部の１つから受けた情報の送信先を
解析し該情報を前記送信先に向けて送信するネツ
トワーク中継器を設け、該ネツトワーク中継器の
前記複数の接続部に適種適数の数値制御機能モジ
ユールをそれぞれ接続したことを特徴とするネツ
トワークで内部構成した数値制御装置であり、機
器の機能をモジユール化してこのモジユール同志
に情報交換を行わせることにより所定の数値制御
作業を行うので、単位モジユール自由に設計可能
であると共に設計されたモジユール構成を後で自
由に変更可能である。

従つて、各モジユールを単体で機能チエツクを
行うようにすれば、後は連結するだけで制御シス
テムを構築することができ、製作に要する工数及
びその費用をいずれも大幅に削減することができ
る。

又、プロトコル処理機能さえ有していればどの
ような電子装置をも構成要素となし得るため、拡
張性、柔軟性に富む数値制御装置とすることがで
き、更に市販の電子機器を即利用することができ
るので、非常に安価な数値制御装置を製作するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも実施例を示し、第１図は数値制
御装置の構成ブロツク図、第２図は第１図の数値
制御装置を更に具体的に示すブロツク図、第３図
はネツトワーク中継器の構成ブロツク図、第４図
はパケツトの形態説明図、第５図はネツトワーク
中継器の機能ブロツク図、第６図はネツトワーク
中継器の処理フローチヤートである。 １……ネツトワーク中継器、３……CPUモジ
ユール、５……プログラミングモジユール、７…
…シリアルパラレルインタフエースモジユール、
９……位置決めモジユール、１１……シーケンス
モジユール、１３……入出力モジユール、１５…
…記憶モジユール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のターミナル接続部を有し該ターミナル
   接続部の１つから受けた情報の送信先を解析し該
   情報を前記送信先に向けて送信するネツトワーク
   中継器を設け、該ネツトワーク中継器の前記複数
   の接続部に適種適数の数値制御機能モジユールを
   それぞれ接続したことを特徴とするネツトワーク
   で内部構成した数値制御装置。