JPH054206U - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械を制御して工作物を加工する数値制
御装置において、同一加工物を複数個加工する場合のく
り返し加工時間を短縮することを目的とする。 【構成】 一度演算して出力したデータと同じものを保
存しておく記憶領域さらにその記憶領域では全部保存し
切れない場合の２次記憶領域を備え、それらの記憶領域
へデータを保存する手段およびそれらの記憶領域からく
り返し加工時にはデータを取り出す手段を備えた数値制
御装置。 【効果】 同一加工物のくり返し加工出来るプログラム
の大きさの制限がなくなりかつ装置が安価にできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は工作機械を制御する数値制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図８は従来の数値制御装置の構成図であり、この図において、制御部１には中 央処理装置２（以下ＣＰＵと称す）が含まれておりまたデータ入力部３信号入出 力部４，入力装置制御部５，表示装置制御部６が各々接続されており、入力装置 制御部５には入力装置７が接続され表示装置制御部６には表示装置８が接続され ている。制御部１には更に記憶部９，駆動部10が各々接続されており駆動部10に はサーボモータ群11が接続されている。 これらのうちデータ入出力部３は、図示しない外部データ入出力装置との間で加 工データの入出力を行うためのものであり信号入出力部４は起動停止などの制御 データの入出力を行うためのものである。次に記憶部９にはデータエリア12とプ ログラムエリア13とが設けられ入力されたデータやプログラムを格納する。

【０００３】 また制御部１はサーボモータ群11の制御に必要な演算を行う。 例えば駆動指令がベクトル速度で与えられたときにその座標軸方向の分解速度か ら所定時間の移動距離を求める補間などの演算処理が行われる。 次に駆動部10はサーボモータ群11がサーボモータ11ａ，サーボモータ11ｂ，およ びサーボモータ11ｃの三個のサーボモータから構成されていることに対応して三 個の駆動回路10ａ，10ｂ，10ｃから構成されている。なおサーボモータ群は実際 には施盤やボール盤等の工作機械の三軸の駆動部分のサーボモータに対応するも のである。 次に入力装置制御部５は入力装置７から入力された情報を制御部１に転送する。 表示装置制御部６は制御部１から転送された画面データを表示装置８に転送し表 示装置８は情報を取り込み表示する機能をもつ。

【０００４】 次に上記装置の動作について説明する。加工制御を行うために必要なデータは 、データ入出力部３，信号入出力部４によって外部計算機から入力されると同時 に入力装置７に設けられているキーを用いて入力されたデータは入力装置制御部 ５を経由して入力される。これらのデータは制御部１によって記憶部９のデータ エリア12，プログラムエリア13に各々格納される。 次に制御部１はプログラムエリア記憶部13に格納されたプログラムやデータ及び データエリア記憶部12，に格納されたデータから上述した補間などの演算を行っ て駆動部10に必要な駆動指令を行う。これによりサーボモータ群11が駆動され入 力データに従って所要の加工が実行される。 また同時に制御部１は記憶部９に格納されているプログラムやデータ及び駆動部 に送られる駆動指令のデータにより加工プログラムや切削状況などの画面データ を作成しこれを表示装置制御部６を経由して表示装置８に表示する。 ここで記憶部12のデータからサーボモータ群11が駆動されるまでの演算を入力が 通常のＮＣテープの場合を例として詳しく説明する。 制御部１は入力装置７からの開始指令によってＮＣデータ入力装置３をしてＮＣ テープ（図示せず）を１ブロック分読みとらせる、尚ＮＣテープには通常の経路 データ，Ｇ機能命令データ，Ｍ−，Ｓ−，Ｔ−機能命令データが記録されさらに ＮＣプログラムの末尾にはプログラムエンドを示すＭコード（Ｍ０２）が記録さ れている制御部１は読み取ったＮＣデータがプログラムエンドを示す‘Ｍ０２’ であるかどうかを判別し‘Ｍ０２’であればＮＣ処理を終了する、そうでなけれ ば以下のＮＣ処理を実行する。

【０００５】 たとえばＮＣデータがＭ−，Ｓ−，Ｔ機能命令であればこれらをＮＣ装置との 機械間インターフェース回路として機能する信号入出力部４を介して工作機械（ 図示せず）に出力し、該工作機械（図示せず）からＭ−，Ｓ−，Ｔ−機能命令に 対する処理完了を示す。 完了信号が発生した時データ入出力部３として次のＮＣデータのブロックを読み 取らせる。又ＮＣデータが通常の経路データであれば以下の経路制御処理を実行 する。すなわち各軸のインクリメンタル値Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉを求め該インクリメ ンタル値と指令送り速度Ｆとから各軸方向の速度成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを次式に 示す数式１

【０００６】

【数１】 より求めしかる後予め定められている時間△Ｔ秒の間に各軸方向に移動すべき移 動量△Ｘ，△Ｙ，△Ｚを次式 △Ｘ＝Ｆｘ・△Ｔ △Ｙ＝Ｆｙ・△Ｔ △Ｚ＝Ｆｚ・△Ｔ より求めこれら△Ｘ，△Ｙ，△Ｚを時間△Ｔ毎に駆動部10に出力する駆動部は入 力データ（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）に基づいて同時３軸パルス分配演算を行って分配 パルスＸｐ，Ｙｐ，Ｚｐを発生し該分配パルスにより各軸のサーボモータ11ａ， 11ｂ，11ｃを回転する。

【０００７】 これにより工具はワークに対し相対的に目標位置に向けて移動する。又制御部 １は△Ｔ秒毎にデータエリア12に記憶されている各軸方向現在位置Ｘａ，Ｙａ， Ｚａを次式により Ｘａ±△Ｘ→Ｘａ Ｙａ±△Ｙ→Ｙａ Ｚａ±△Ｚ→Ｚａ 更新する（符号は移動方向に依存する）

【０００８】 更に制御部１は同様に△Ｔ秒毎にデータエリア12に記憶されている残移動量Ｘ ｒ，Ｙｒ，Ｚｒ（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒの初期値はインクリメンタル値Ｘｉ，Ｙｉ， Ｚｉである）を次式により Ｘｒ−△Ｘ→Ｘｒ Ｙｒ−△Ｙ→Ｙｒ Ｚｒ−△Ｚ→Ｚｒ更新する。 そして制御部１はＸｒ＝Ｙｒ＝Ｚｒ＝０になればデータ入力部３としてＮＣデー タを読み取らせる。 この時同じデータをデータエリア12にも順次格納して行く以上のくり返しにより １回目の加工を終了する、２回目以降のくり返し加工時は演算は行なわず上記デ ータエリア12に格納したデータを順次出力することにより加工を行なう。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

従来の数値制御装置は以上のように構成されているので同じ加工物を複数個加 工する場合長いプログラムの場合はデータを格納しておく記憶部が足りずくり返 し加工を行えるプログラムの長さに制限があった。さらに一般に記憶部には半導 体メモリーを使用するがこれは価格が高いため必要な量を備えるためには価格が 高くなる課題があった。

【００１０】 この考案は上記のような課題を解決するためになされたもので、くり返し加工 の出来るプログラムの長さの制限を無くしさらに価格の安いものを得ることを目 的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る数値制御装置は、演算した出力データを保存する記憶部（メモ リ）と，不揮発性記憶装置（ハードディスク）と，演算した出力データと同じも のを記憶部に保存しておく手段と，上記記憶部が一杯になったことを検出する手 段と，その時の記憶部の内容を不揮発性記憶装置へ書き出す手段と，その不揮発 性記憶装置の内容を記憶部へ読み込む手段と，記憶部の内容を出力する手段を備 えたものである。

【００１２】

【作用】

この考案におけるくり返し加工出来るプログラムの長さの制限をなくし、価格 を安くする手段はハードディスクをもうけ記憶部に格納しきれないデーターはハ ードディスクへ格納することによる。

【００１３】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図１〜図３について説明する。 この図において、制御部１には中央処理装置２（以下ＣＰＵと称す）が含まれて おりまたデータ入出力部３，信号入出力部４，入力装置制御部５，表示装置制御 部６が各々接続されており入力装置制御部５には入力装置７が接続され，表示装 置制御部６には表示装置８が接続されている。制御部１には更に記憶部９，駆動 部10が各々接続されており駆動部10にはサーボモータ群11が接続されている。 これらのうちデータ入出力部３は図示しない外部データ入出力装置との間で加工 データの入出力を行うためのものであり信号入出力部４は起動停止などの制御デ ータの入出力を行うためのものである。次に記憶部９にはデータエリア12とプロ グラムエリア13とが設けられ入力されたデータやプログラムを格納する。 あるいは入力された加工プログラムはファィルにされてハードディスク14のファ ィルエリア格納される。

【００１４】 なおデータエリア12の一部を出力データエリア15として使用する図１のハード ディスク14の内部は図２に示す。 ディスク内部は複数のディスク20から成っている。そのディスクの表面をおおっ ている磁気を帯びた酸化物が実際のデータを記録する。 それぞれのディスク表面にはデータを読み書きする１つ以上のヘッド22がある。 ヘッド自体はアーム21に固定されていてディスク本体20がヘッド22をよぎりなが ら回転する。ディスクの表面は同心円状に並んだトラック23に分割されている。 ディスクのヘッド22はアーム21を動かすことによりディスク20上の任意のトラッ ク23に移動させることが出来る。個々のトラックは多数のセクタ24と分割されて おり各セクタ24には一定量の情報が記録出来る。通常ディスクを使用する時は各 ディスク20の同一トラック23を同一シリンダーとして扱う。これを図３に示す。 ディスクはシリンダー毎に別の用途に用いることが出来る。本実施例ではファイ ル用エリア25と出力データの保存エリア26の２種類の用途に用いる。

【００１５】 次に上記装置の動作について説明する。加工制御を行うために必要なデータは データ入出力部３，信号入出力部４によって外部計算機から入力されると同時に 入力装置７に設けられているキーを用いて入力されたデータは入力装置制御部５ を経由して入力される。これらのデータは制御部１によって記憶部９のデータエ リア12，プログラムエリア13に各々格納される。あるいはハードディスク14のフ ァイルエリア25にあらかじめ格納されているデーターを制御部１が記憶部９のデ ータエリア12，プログラムエリア13に各々格納する。 次に制御部１はプログラムエリア記憶部13に格納されたプログラムやデータ及び データエリア記憶部12に格納されたデータから上述した補間などの演算を行って 駆動部10に必要な駆動指令を行う。これによりサーボモータ群11が駆動され入力 データに従って所要の加工が実行される。 また同時に制御部１は記憶部９に格納されているプログラムやデータ及び駆動部 に送られる駆動指令のデータにより加工プログラムや削切状況などの画面データ を作成しこれを表示装置制御部６を経由して表示装置８に表示する。

【００１６】 ここで記憶部12のデータからサーボモータ群11が駆動されるまでの演算を入力 が通常のＮＣテープの場合を例として詳しく説明する。 制御部１は入力装置７からの開始指令によってＮＣデータ入力装置13をしてＮＣ テープ（図示せず）を１ブロック分読みとらせる。尚ＮＣテープには通常の経路 データ，Ｇ機能命令データ，Ｍ−，Ｓ−，Ｔ−機能命令データが記録されさらに ＮＣプログラム末尾にはプログラムエンドを示す。 Ｍコード（Ｍ０２）が記録されている制御部１は、読み取ったＮＣデータがプロ グラムエンドを示す‘Ｍ０２’であるかどうかを判別し‘Ｍ０２’であればＮＣ 処理を終了するそうでなければ以下のＮＣ処理を実行するたとえばＮＣデータが Ｍ−，Ｓ−，Ｔ−機能命令であればこれらをＮＣ装置との機械間インターフェー ス回路として機能する。 信号入出力部４を介して工作機械（図示せず）に出力し、該工作機械（図示せず ）からＭ−，Ｓ−，Ｔ−機能命令に対する処理完了を示す完了信号が発生した時 データ入出力部３として次のＮＣデータのブロックを読み取らせる。又ＮＣデー タが通常の経路データであれば以下の経路制御処理を実行する。すなわち各軸の インクリメンタル値Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉを求め該インクリメンタル値と指令送り速 度Ｆとから各軸方向の速度成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを次式に示す数式２

【００１７】

【数２】 より求めしかる後予め定められている時間△Ｔ秒の間に各軸方向に移動すべき移 動量△Ｘ，△Ｙ，△Ｚを次式 △Ｘ＝Ｆｘ・△Ｔ △Ｙ＝Ｆｙ・△Ｔ △Ｚ＝Ｆｚ・△Ｔ より求めこれら△Ｘ，△Ｙ，△Ｚを時間△Ｔ毎に駆動部10に出力する。

【００１８】 この時同じデータを出力データ格納エリア15に順次コピーしていく。 この出力データ格納エリア15の内部構造の一例を図４に示す。ここで前記の△Ｘ ，△Ｙ，△Ｚ３つのデータを一組として１ブロックずつ順番にコピーする。記憶 部９の出力データ格納エリア15が一杯になったらその内容をハードディスク14の 出力データ保存エリア26へコピーした後再び記憶部９の出力データ格納エリア15 の最初から出力データを保存してゆく駆動部10は入力データ（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ ）に基づいて同時３軸のパルス分配演算を行って分配パルスＸｐ，Ｙｐ，Ｚｐを 発生し該分配パルスにより各軸のサーボモータ11ａ，11ｂ，11ｃを回転する。

【００１９】 これにより工具は、ワークに対し相対的に目標位置に向けて移動する。 又制御部１は△Ｔ秒毎にデータエリア12に記憶されている各軸方向現在位置Ｘａ ，Ｙａ，Ｚａを次式により Ｘａ±△Ｘ→Ｘａ Ｙａ±△Ｙ→Ｙａ Ｚａ±△Ｚ→Ｚａ 更新する（符号は移動方向に依存する） 更に制御部１は同様に△Ｔ秒毎にデータエリア12に記憶されている残移動量Ｘｒ ，Ｙｒ，Ｚｒ（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒの初期値はインクリメンタル値Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚ ｉである）を次式により Ｘｒ−△Ｘ→Ｘｒ Ｙｒ−△Ｙ→Ｙｒ Ｚｒ−△Ｚ→Ｚｒ 更新するそして制御部１はＸｒ＝Ｙｒ＝Ｚｒ＝０になればデータ入力部３として ＮＣデータを読み取らせる以上のくり返しにより所定の加工を行う。

【００２０】 一方同じ加工プログラムを続けて再び実行する時，つまり同じ加工物を続けて 加工する時は演算は行わず記憶部９の出力データ格納エリア15又はハードディス ク14の出力データ保存エリア26のデータを出力する。出力データを保存する動作 と出力する動作を図５〜図７の流れ図を用いてさらに詳しく説明する。 最初に指定されたプログラムの実行が指定された回数（つまり加工する個数であ る）実行されたかを判定する（ステップ100）。 指定された回数の実行が終わると処理を終える（ステップ105）。 初回も含めて指定された回数以下の実行しか行なっていない時は（ステップ101 の処理を行う。

【００２１】 ここでは当該プログラムの実行が初回かどうかを判定する。 初回ならば前に述べているような従来と同じ演算を行って△Ｘ，△Ｙ，△Ｚを駆 動部10に出力する（ステップ102）。 駆動部の処理は流れ図では省略しているその後同じ△Ｘ，△Ｙ，△Ｚのデータを 記憶部９の出力データ格納エリア15又はハードディスク14の出力データ保存エリ ア16にコピーする（ステップ123）この詳しい処理を図６に述べる。 最初に記憶部９上の出力データ格納エリア15に△Ｘ，△Ｙ，△Ｚのデータを格納 する空きがあるかを調べるなお以後は△Ｘ，△Ｙ，△Ｚのデータの組みをデータ ブロックと呼ぶ。 記憶部９の出力データ格納エリア15の内部構造の一例を図４に示す。 連続フラグ201とはこの出力データ格納エリア15に存在するブロックで終わりか これに続くデータがハードディスク14の出力データ保存エリア26にもあるのかを 示すフラグである。 フロック数カウンター201とは、出力データ格納エリア15内に現在存在するデー タブロックの数を示す。連続カウンター204はこの出力データ格納エリア15の内 容が何番目のものであるかを示す。

【００２２】 △Ｘ，△Ｙ，△Ｚはデータブロック203に格納してゆくがこの時格納する位置 はブロック数カウンター202によってインデックスされる位置である。最大のブ ロック数は［（出力データ格納エリアのサイズ）−（連続フラグ部のサイズ）− （ブロック数カウンターのサイズ）］／（１つのデータブロックのサイズ）を越 えない正の整数の値である。 図６において（ステップ110）の出力データ格納エリアに空きがあるかどうかの 判定は現在のブロック数カウンタと上記最大ブロック数−１の値を比較して現在 のブロック数カウンタ＜最大ブロック数−１の条件が成立すれば空きエリアがあ ると判定する。 もし空きエリアがあればその時のブロック数カウンター202でインデックスされ るデータブロック203に△Ｘ，△Ｙ，△Ｚのデータで格納する（ステップ111）、 ついでブロック数カウンター202の値で１増加させる（ステップ112）もし空きエ リアがない時は連続フラグ201をオンしてハードディスク14の出力データ保存エ リア26に図４に示す出力データ格納エリア15の内容をそっくりコピーする（ステ ップ114）その後出力データ格納エリア15内の連続フラグ201をオフしてブロック 数カウンター202をクリアする（０にする）そして連続カウンターを１増加する そして次につづくデータを再び出力データ格納エリア15の最初の（ステップ115 ）ブロック203へ格納してゆく上記の手順を加工プログラムの終了までくり返す 。

【００２３】 一方図５において（ステップ101）で同一プログラムの２回目以降のくり返し は記憶部９の出力データ格納エリア15又はハードディスク14の出力データ保存エ リア26にあるデータを出力するだけである（ステップ104）。 この出力する処理を図７によって詳しく述べる。 最初に（ステップ120）で記憶部９の出力データ格納エリア15内の連続カウンタ ーが０であれば出力するデータはすべて出力データ格納エリア15内にあるという ことであるのでブロック数カウンター202の部だけデータブロックで出力する（ ステップ121）。その後連続フラグ201を調べてそれがオンになっていなければ（ ステップ122）処理を終える（ステップ124）。

【００２４】 （ステップ120）において出力データが記憶部９の出力データ格納エリア15に 存在しない時はハードディスク14の出力データ保存エリア26から連続カウンター 204＋１でインデックスされる次のブロックをコピーしてくる（ステップ123）流 れ図には示していないがハードディスク14内の出力データ保存エリア26でも上記 のブロックの列を順番に格納している。 以後同じ処理をすべての出力データを出力するまでくり返す。

【００２５】

【考案の効果】 以上のようにこの考案によれば数値制御装置にハードディスクを付加して演算 によって得られる出力データを記憶する領域が足りなくなった時にはハードディ スクへ書き出すことにしたのでくり返し加工の出来るプログラムの長さの制限を 無くしかつ装置が安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による数値制御装置を示す
ブロック図である。

【図２】ハードディスクの物理的な構造を示す図であ
る。

【図３】この考案の一実施例によるハードディスクの論
理的な構造を示す図である。

【図４】この考案の一実施例による記憶部にある出力デ
ータを格納する部分の構造を示す図である。

【図５】この考案の一実施例による演算した出力データ
を保存，出力する処理を示す流れ図である。

【図６】この考案の一実施例による演算した出力データ
を保存する処理を示す流れ図である。

【図７】この考案の一実施例による保存したデータを出
力する処理を示す流れ図である。

【図８】従来の数値制御装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 制御部 ２ 中央処理装置 ３ データ入出力部 ４ 信号入出力部 ５ 入出装置制御部 ６ 表示装置制御部 ７ 入力装置 ８ 表示装置 ９ 記憶部 １０ 駆動部 １１ サーボモータ群 １２ データエリア １３ プログラムエリア １４ ハードディスク １５ 出力データ格納エリア ２０ ディスク ２１ アーム ２２ ヘッド ２３ トラック ２４ セクター ２５ ファイルエリア（シリンダー） ２６ 出力データ保存エリア（シリンダー）

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 加工指令プログラムに基いて数値制御処
   理を行いその処理結果により工作機械を駆動して加工対
   象（ワーク）に指令どうりの加工を行う数値制御装置に
   おいて、一度演算した出力データを保存する記憶部（メ
   モリー）と，不揮発性記憶装置（ハードディスク）と，
   一度演算した出力データーを記憶部（メモリー）に保存
   しておく手段と，上記記憶部が一杯になったことを検出
   する手段と，その時に記憶部の内容を不揮発性記憶装置
   （ハードディスク）へ書き出す手段と，後でその不揮発
   性記憶装置（ハードディスク）から記憶部（メモリー）
   へ読み込む手段と，記憶部（メモリー）のデータを出力
   する手段を備えたことを特徴とする数値制御装置。