JPH0633204U - Ｎｃ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部運転時に、外部機器から入力されるパート
プログラムが機械制御部に受け渡されるまでの速度を向
上させ、運転効率および操作効率を向上させる。 【構成】外部機器１０から入力されたパートプログラム
を記憶するキャッシュメモリ２６と、前記入力されたパ
ートプログラムのプログラム名を記憶する入力プログラ
ム名テーブル２４と、キャッシュメモリ２６および入力
プログラム名テーブル２４を管理するキャッシュ管理部
２２とを備え、キャッシュ管理部２２は、所望のパート
プログラムが前記キャッシュメモリ２６に登録済である
場合には、該キャッシュメモリ２６から当該パートプロ
グラムを読み出し、機械制御部２８に転送し、キャッシ
ュメモリ２６に登録されていない場合には、外部機器１
０より当該パートプログラムを読み込み、キャッシュメ
モリ２６に記憶し、そのプログラム名を入力プログラム
名テーブル２４に記憶するとともに、機械制御部２８に
転送する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＮＣ装置に関し、特に外部機器からパートプログラムをＮＣ装置に入 力することにより、機械制御部を介して工作機械の運転を行う際に、当該パート プログラムの入力速度および効率を向上することのできるＮＣ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、機械加工において外部運転を行うＮＣ装置が使用されている。この ＮＣ装置による外部運転は、テープリーダ等の外部機器からパートプログラムを ＮＣ装置に入力することにより、機械制御部を介して工作機械の運転を行うもの であり、従来のＮＣ装置において、このパートプログラムの入力は、加工の都度 毎回行われるものが一般的であった。

【０００３】 そこで、パートプログラムの入力速度を向上するために、メモリバッファ等を 使用して、外部機器からのパートプログラム入力のオーバーヘッドを軽減する構 成のＮＣ装置や、ＮＣ装置にパートプログラム入力のための内部メモリ領域を用 意し、当該内部メモリのパートプログラム記憶領域に、外部機器からパートプロ グラムを入力し、運転する際に、内部メモリからパートプログラムを読み出して 使用する構成のＮＣ装置が提供されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来のＮＣ装置における外部運転機能では、外部機器のパートプログラム 送信能力、ＮＣ装置本体との間の回線上のデータ容量、回線速度、ＮＣ装置本体 側の受信能力等、機械制御部にパートプログラムが受け渡されるまで、様々なボ トルネックが存在している。

【０００５】 このため、外部機器を含むＮＣ装置全体の機能が向上しない限り、機械制御部 、工作機械部の能力が向上しても、ＮＣ装置としての加工能力を向上させること はできない。

【０００６】 例えば、工作機械を短線分のパートプログラムで高速送りしたい場合、工作機 械や機械制御部が高速で切削できる性能を持っていたとしても、上記のような様 々なボトルネックのためパートプログラムが外部機器から入力され、機械制御部 に受け渡されるまでにかなりの時間的ロスが発生し、工作機械や機械制御部の最 大限の性能を発揮することができないという不都合が生じる。

【０００７】 さらに、同じパートプログラムで繰り返しＮＣ装置を運転し、機械加工を行い たい場合であっても、毎回外部機器から当該パートプログラムを入力しなければ ならず、無駄が発生する。パートプログラムをＮＣ装置の内部メモリに記憶させ て、ＮＣ装置を運転する構成である程度の解決を図ることができるものの、その 場合、内部メモリのパートプログラム記憶領域の大きさで、使用できるパートプ ログラムの数や大きさが制限されてしまい、運転、加工の自由度が制約されると いう不都合が生じる。

【０００８】 そこで、本考案は、前記の不都合を解消すべくなされたものであり、外部運転 時に、外部機器から入力されるパートプログラムが機械制御部に受け渡されるま での速度を向上させ、運転効率および操作効率を向上させることのできるＮＣ装 置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するために、本考案は、外部機器からパートプログラムをＮ Ｃ装置に入力することにより、機械制御部を介して工作機械の運転を行う機能を 有するＮＣ装置であって、外部機器から入力されたパートプログラムを記憶する キャッシュメモリと、前記入力されたパートプログラムのプログラム名を記憶す る入力プログラム名テーブルと、キャッシュメモリおよび入力プログラム名テー ブルを管理するキャッシュ管理部とを備え、キャッシュ管理部は、所望のパート プログラムが前記キャッシュメモリに登録済である場合には、該キャッシュメモ リから当該パートプログラムを読み出し、前記機械制御部に転送し、キャッシュ メモリに登録されていない場合には、外部機器より当該パートプログラムを読み 込み、キャッシュメモリに記憶し、そのプログラム名を入力プログラム名テーブ ルに記憶するとともに、機械制御部に転送することを特徴とする。

【００１０】 また、本考案は、前記のＮＣ装置において、前記キャッシュメモリは論理的に リング状に構成され、パートプログラムの記憶に際し、キャッシュメモリに空き 領域がない場合には、最も古く当該キャッシュメモリに記憶されたパートプログ ラムの記憶位置に、パートプログラムを上書きすることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案に係るＮＣ装置では、外部運転に際して、パートプログラムはキャッシ ュメモリに記憶されるともに、当該キャッシュメモリに入力されたパートプログ ラムのプログラム名は、入力プログラム名テーブルに記憶される。キャッシュ管 理部は、入力プログラム名テーブルを参照し、当該パートプログラムが登録済か 否かで処理を異ならせ、最終的に前記機械制御部に転送する。

【００１２】 従って、外部機器のパートプログラム送信能力、ＮＣ装置本体との間の回線上 のデータ容量、回線速度、ＮＣ装置本体側の受信能力等、機械制御部にパートプ ログラムが受け渡されるまで、様々なボトルネックに係わらず、一旦パートプロ グラムがキャッシュメモリに記憶されれば、機械制御部へのパートプログラムの 受渡しを高速に行うことができる。

【００１３】 また、一旦キャッシュメモリに記憶されたパートプログラムを繰り返し使用し て運転を行うことができ、パートプログラムを記憶する際、キャッシュメモリが 実質的にリング状に構成され、空き領域が無い場合には最も古いパートプログラ ムの上に上書きして記憶されるため、キャッシュメモリをある程度の容量で構成 すれば、使用できるパートプログラムの数や大きさの制約が軽減され、運転、加 工の自由度が拡大し、ＮＣ装置の速度を向上し、運転、操作効率を改善すること ができる。

【００１４】

【実施例】

本考案に係るＮＣ装置について、実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以 下詳細に説明する。

【００１５】 図１は、本考案に係るＮＣ装置２０の構成を示す図であり、ＮＣ装置２０は、 パートプログラムを入力するためのテープリーダ等の外部機器１０を備えており 、外部機器１０から入力されたパートプログラムを記憶するキャッシュメモリ２ ６と、キャッシュメモリ２６に記憶されたパートプログラムのプログラム名を記 憶する入力プログラム名テーブル２４と、キャッシュメモリ２６および入力プロ グラム名テーブル２４を管理するキャッシュ管理部２２と、機械制御部２８、機 械加工部３０とから構成されている。

【００１６】 図２は、入力プログラム名テーブル２４の構成を示す図であり、キャッシュメ モリ２６内のパートプログラム名２４ａと、当該パートプログラムのキャッシュ メモリ２６内の開始番地２４ｂと、当該パートプログラムのキャッシュメモリ２ ６内の終了番地２４ｃとがそれぞれ一対として記憶される。

【００１７】 図３は、キャッシュメモリ２６の構成を示す概念図である。キャッシュメモリ ２６は、キャッシュ管理部２２の書き込みポインタ３２の指示する番地にパート プログラムの書き込みが行なわれ、読み出しポインタ３４の指示する番地からパ ートプログラムの読み出しが行われる。

【００１８】 書き込みポインタ３２と読み出しポインタ３４は、最初の番地から最終の番地 まで動くと最初の番地にもどるように動作し、論理的にキャッシュメモリ２６は 、リング状に構成されているとともに実質的に同一であり、このリング状のキャ ッシュメモリ上で、書き込みポインタ３２を読み出しポインタ３４が追いかけて まわる形で処理が行われる構成となっている。

【００１９】 キャッシュ管理部２２は、機械制御部２８からのパートプログラム入力要求に 従って、入力プログラム名テーブル２４を参照し、当該パートプログラムがキャ ッシュメモリ２６に登録済である場合には、キャッシュメモリ２６から当該パー トプログラムを読み出し、機械制御部２８に転送する。

【００２０】 当該パートプログラムがキャッシュメモリ２６に登録されていない場合には、 外部機器１０より当該パートプログラムを読み込み、キャッシュメモリ２６に記 憶し、当該パートプログラムのプログラム名を入力プログラム名テーブル２４に 記憶するとともに、機械制御部２８に転送する。機械制御部２８は当該パートプ ログラムに従って、機械加工部３０を制御し、所定の加工を行う。

【００２１】 本考案に係るＮＣ装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次 にその作用、効果について詳細に説明する。

【００２２】 パートプログラムはブロックと呼ばれるデータが基本的な構成単位となってお り、機械加工部３０に与える動作を複数のブロックに分けて指令する。１つのブ ロックの中のデータはＸ、Ｙ、Ｚ、Ｆ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、Ｈ、…等のアルファベット の記号と、それに続く数値データの組み合わせからなるデータから構成されてい る。各々のアルファベットはアドレスコードと呼び、それぞれのＮＣ装置の規格 に定められた特定の意味を持っている。このようにアドレスコードの後に数値デ ータを指定して指令データを入力する方式は、ワードアドレス方式と呼ばれてい る。

【００２３】 代表的なアドレスコードの内容は、Ａ、Ｂ、Ｃは回転軸の指令、Ｆは送り速度 、ＧはＮＣ装置の動作モード指令、Ｎは加工プログラムのシーケンス番号、Ｍは 機械シーケンス動作指令、Ｓは主軸回転数、Ｔは工具選択指令、Ｘ、Ｙ、ＺはＸ 、Ｙ、Ｚ軸の指令等である。

【００２４】 ＧコードはＮＣ装置２０に対して特定の制御動作を指令するために使用される 。例えば、Ｇ００は早送り指令で、各軸を独立に最高速度で移動する指令、Ｇ０ １は直線補間指令で、各軸を同期をとって指定された切削送り速度で移動する指 令、Ｇ０２、Ｇ０３は円弧補間指令で、時計方向または反時計方向に指定された 速度で２軸の円弧補間を行う指令（円弧の始点からみた中心の座標値を、インク リメンタル量でＩ、Ｊ、Ｋの値を用いて指定、半径値Ｒも指定可で、円周弧を除 き、円弧の終点座標指定要）を示し、ＮＣ装置２０内部での演算タイプを指定す る。ＧコードはＮＣ装置２０の機能に密接に関連しており極めて多数のものがあ るが、ここでは省略する。

【００２５】 Ｍコードは工具交換、主軸回転等、機械加工部に対して特定の動作を指令する ために使用される。一般的なＭコードは規格化されておりＮＣ装置２０によらず 使用でき、特殊なＭコードはＮＣ装置２０に応じて規定される。一般的なＭコー ドとしては、Ｍ００はプログラムストップ、Ｍ０１はオプショナルストップで、 外部スイッチによって停止が選択されている時のみ機械を一時停止する指令、Ｍ ０２はエンドオブプログラム（加工プログラムの終了）、Ｍ０３は主軸の時計方 向回転、Ｍ０４は主軸の反時計方向回転指令等である。

【００２６】 図４はこのパートプログラムの一例を示す図であり、ブロックＮ００１は、Ｘ 軸６３０、Ｙ軸５００、Ｚ軸５００の位置へ早送り（Ｇ００）で移動し、同時に 工具番号０１（Ｔ０１）の工具を選択し、主軸を一定位置に割り出す（Ｍ１９） 指令を示し、ブロックＮ００２は、選択した工具を主軸に装着する（工具交換Ｍ ０６）指令を示している。

【００２７】 以下同様に、ブロックＮ００３は、主軸を２５０ｒｅｖ／ｍｉｎの回転数（Ｓ ２５０）で時計方向に回転し（Ｍ０３）、Ｘ１２１、Ｙ２６５で示される加工開 始位置までＸ軸、Ｙ軸を早送りで移動し、同時に次の加工で使用する工具を予め 選択しておく指令、Ｎ００４は、Ｚ１９１の加工開始位置までＺ軸を移動し、工 具の長さ分をＨ０１で指定したデータにより補正する指令、Ｎ００５は、Ｘ４４ ９の位置までＸ軸を４００ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動（Ｆ４００）し、ワーク面 を加工する指令、Ｎ００６は、同様にＹ１７５の位置までワークを加工する指令 である。

【００２８】 このようなパートプログラムは、外部機器１０から入力され、キャッシュ管理 部２２の管理下で、キャッシュメモリ２６に記憶され、そのプログラム名は、入 力プログラム名テーブル２４に記憶される。これらのパートプログラムは、図５ に示す処理フローチャートに従って次のように読み出し、または書き込みが行わ れ、機械制御部２８に受け渡される。

【００２９】 すなわち、機械制御部２８より、キャッシュ管理部２２に所要のパートプログ ラム名と、入力開始命令が与えられると、キャッシュ管理部２２は、ステップＳ １において、入力プログラム名テーブル２４を参照し、要求されたパートプログ ラムがキャッシュメモリ２６に登録（記憶）されているか否かを判定し、登録済 のプログラムである場合は、ステップＳ２においてキャッシュメモリ２６内のパ ートプログラムを読み出し、機械制御部２８に転送して再利用する。

【００３０】 この場合、ステップＳ３、Ｓ４のループにおいて、キャッシュ管理部２２は、 入力プログラム名テーブル２４内の要求されたパートプログラムの開始番地２４ ｂを読み出しポインタ３４にセットし、読み出しポインタ３４を順次更新しなが ら、読み出しポインタ３４で指定されるキャッシュメモリ２６内の番地に記憶さ れたパートプログラムを読み出し、機械制御部２８に転送する。機械制御部２８ は、転送されたパートプログラムにより機械加工部３０の運転を行う。

【００３１】 要求されたパートプログラムの終了番地２４ｃまでの読み出し、転送処理が終 了し、または、機械制御部２８から終了あるいは中断が指示される（ステップＳ ３）とキャッシュ管理部２２はパートプログラムの転送処理を終了する。

【００３２】 一方、ステップＳ１において、要求されたパートプログラムがキャッシュメモ リ２６に登録されていない場合、キャッシュ管理部２２は、入力プログラム名テ ーブル２４の新たな領域にパートプログラム名２４ａを登録（記憶）し、同時に その時点での書き込みポインタ３２の値を当該パートプログラムの開始番地２４ ｂとして、入力プログラム名テーブル２４に登録（記憶）する（ステップＳ５） 。

【００３３】 次いで、ステップＳ６からステップＳ１０のループにおいて、外部機器１０か ら入力されるパートプログラムをキャッシュメモリ２６に記憶する。この場合、 書き込みポインタ３２を順次更新しながら、書き込みポインタ３２に指定される キャッシュメモリ２６の該当番地にパートプログラムを順次記憶し、次いで、当 該パートプログラムを機械制御部２８に転送していく（ステップＳ１０）。

【００３４】 パートプログラムが全て正常にキャッシュメモリ２６に記憶されると（ステッ プＳ６、ステップＳ１１）、その時点の書き込みポインタ３２の値を、当該パー トプログラムの終了番地２４ｃとして、入力プログラム名テーブル２４に登録（ 記憶）する（ステップＳ１３）。

【００３５】 パートプログラムの記憶の過程で、ステップＳ８において、書き込みポインタ ３２が、過去にキャッシュメモリ２６に記憶された他のパートプログラム領域に 達した時には、過去のパートプログラムの上に入力すべきパートプログラムを上 書きして記憶する。このため、過去に記憶されたパートプログラムは破壊される ことになり、再利用ができなくなるため、当該破壊されたパートプログラムのプ ログラム名２４ａを、入力プログラム名テーブル２４から削除する（ステップＳ ９）。この時、開始番地２４ｂ、終了番地２４ｃもリセットしてよい。

【００３６】 入力するパートプログラムがキャッシュメモリ２６の容量より大きく、書き込 みポインタ３２の値が開始番地２４ｂに戻ってしまい、既に記憶された入力パー トプログラム自身を破壊してしまった場合や、入力パートプログラムが完全に入 力されずに中断してしまった場合（ステップＳ６、ステップＳ１１）のごとく異 常終了した時には、入力されたパートプログラム自体は再利用できないため、入 力プログラム名テーブル２４から当該パートプログラム名２４ａを削除する（ス テップＳ１２）。

【００３７】 図６は、以上の処理がかなり進んだ段階のキャッシュメモリ２６の内容を示す 図で、図７はこの時の入力プログラム名テーブル２４を示す図である。１００は パートプログラム名１２３４の開始番地、１１１は終了番地、１１２はパートプ ログラム名５６７８の開始番地、１３３は終了番地である。

【００３８】 １４０は過去に記憶されていたが、パートプログラム名５６７８の外部運転（ キャッシュメモリ２６への記憶）によって破壊されたために削除されたパートプ ログラムと入力プログラム名テーブル２４の状態であり、１５０は異常終了した ために登録されなかったパートプログラムと入力プログラム名テーブル２４の状 態を例示している。

【００３９】 なお、図５の処理フローチャートにおいて、パートプログラムのキャッシュメ モリ２６への書き込み、読み出しをシーケンシャルに行った例を説明したが、こ れを非同期で行うこともできる。

【００４０】 キャッシュメモリ２６は、一般にパーソナルコンピュータで使用されるメモリ とＣＰＵ間、磁気ディスク装置等の外部メモリとＣＰＵ間で行われているものと 同等（キャッシュされるデータ内容が異なる）のものであるが、これらのキャッ シュメモリにおいては、キャッシュメモリに記憶されたデータの再利用は考えら れておらず、また、ＣＰＵ本体の電源が切断されるとキャッシュメモリの内容も クリアされてしまう。

【００４１】 そこで、本考案のＮＣ装置２０においては、ＮＣ装置本体の電源が切断されて も、次回に電源が投入されれば、キャッシュメモリ２６に記憶されたパートプロ グラムを直ちに再利用可能なように、キャッシュメモリ２６をバックアップ電源 供給領域に設定することができる。

【００４２】 また、上記したように、キャッシュメモリ２６の最大容量以上のパートプログ ラムが入力された時には、キャッシュメモリ２６に記憶されたパートプログラム 自体は再利用できなくなるが、キャッシュメモリ２６の機能は継続して使用可能 であるため、ユーザーは、キャッシュメモリ２６の容量と入力するパートプログ ラムの大きさを全く意識することなくＮＣ装置２０を使用することができる。

【００４３】 キャッシュメモリ２６の容量に比較して大きさの小さいパートプログラムが複 数入力され、何番目かのパートプログラムが、キャッシュメモリ２６の最大容量 を越えた時には、キャッシュメモリ２６が実質的にリング状に構成され、最も古 く入力されたパートプログラムの上に上書きして記憶される。これは、新たに入 力されたパートプログラムほど再利用され易いというユーザーの現状によく対応 できる機能である。

【００４４】

【考案の効果】

本考案に係るＮＣ装置によれば、以下の効果が得られる。すなわち、外部機器 のパートプログラムの送信能力、ＮＣ装置本体との間の回線上のデータ容量、回 線速度、ＮＣ装置本体側の受信能力等、機械制御部にパートプログラムが受け渡 されるまで、様々なボトルネックに係わらず、一旦パートプログラムがキャッシ ュメモリに記憶されれば、機械制御部へのパートプログラムの受渡しを高速に行 うことができる。

【００４５】 また、一旦キャッシュメモリに記憶されたパートプログラムを繰り返し使用し て運転を行うことができ、パートプログラムを記憶する際、キャッシュメモリが 実質的にリング状に構成され、空き領域が無い場合には最も古いパートプログラ ムの上に上書きして記憶されるため、キャッシュメモリをある程度の容量で構成 すれば、使用できるパートプログラムの数や大きさの制約が軽減され、運転、加 工の自由度が拡大し、ＮＣ装置の速度を向上し、運転、操作効率を改善すること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るＮＣ装置の構成を示す図である。

【図２】入力プログラム名テーブルの構成を示す図であ
る。

【図３】キャッシュメモリの構成を示す概念図である。

【図４】パートプログラムの一例を示す図である。

【図５】キャッシュ管理部の処理フローチャートを示す
図である。

【図６】処理の進んだ段階でのキャッシュメモリの内容
を示す図である。

【図７】図６における入力プログラム名テーブルの内容
を示す図である。

【符号の説明】

１０…外部機器 ２０…ＮＣ装置 ２２…キャッシュ管理部 ２４…入力プログラム名テーブル ２６…キャッシュメモリ ２８…機械制御部 ３０…機械加工部 ３２…書き込みポインタ ３４…読み出しポインタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 野田 邦彦 静岡県沼津市大岡2068−３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)考案者 船木 崇宏 静岡県沼津市大岡2068−３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部機器からパートプログラムをＮＣ装置
   に入力することにより、機械制御部を介して工作機械の
   運転を行う機能を有するＮＣ装置であって、 前記外部機器から入力されたパートプログラムを記憶す
   るキャッシュメモリと、 前記入力されたパートプログラムのプログラム名を記憶
   する入力プログラム名テーブルと、 前記キャッシュメモリおよび入力プログラム名テーブル
   を管理するキャッシュ管理部とを備え、 前記キャッシュ管理部は、前記機械制御部からのパート
   プログラム入力要求に従って、入力プログラム名テーブ
   ルを参照し、当該パートプログラムが前記キャッシュメ
   モリに登録済である場合には、該キャッシュメモリから
   当該パートプログラムを読み出し、前記機械制御部に転
   送し、 当該パートプログラムが前記キャッシュメモリに登録さ
   れていない場合には、前記外部機器より当該パートプロ
   グラムを読み込み、前記キャッシュメモリに記憶し、当
   該パートプログラムのプログラム名を前記入力プログラ
   ム名テーブルに記憶するとともに、前記機械制御部に転
   送することを特徴とするＮＣ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のＮＣ装置において、前記キ
   ャッシュメモリは書き込みポインタの指示する番地にパ
   ートプログラムを書き込み、読み出しポインタの指示す
   る番地からパートプログラムの読み出しを行なうように
   構成され、前記書き込みポインタと読み出しポインタ
   は、前記キャッシュメモリの最初の番地から最終の番地
   まで動くと最初の番地にもどるように動作し、論理的に
   キャッシュメモリがリング状に構成されたことを特徴と
   するＮＣ装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のＮＣ装置におい
   て、前記キャッシュメモリは論理的にリング状に構成さ
   れ、前記パートプログラムの記憶に際し、前記キャッシ
   ュメモリに空き領域がない場合には、最も古く当該キャ
   ッシュメモリに記憶されたパートプログラムの記憶位置
   に、前記パートプログラムを上書きすることを特徴とす
   るＮＣ装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のＮＣ装
   置において、前記キャッシュメモリはバックアップ電源
   領域に設けられたことを特徴とするＮＣ装置。