JPH0934529A

JPH0934529A - 産業機械用ｎｃ制御装置

Info

Publication number: JPH0934529A
Application number: JP20650695A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Mori; 和之森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】産業機械業界で著しく遅れているＮＣ制御装
置のパソコン化を容易に実現し、あらゆる産業機械に迅
速に対応することができて汎用性に優れた産業機械用Ｎ
Ｃ制御装置を提供する。【構成】タイマー機能、カウンタ機能、Ｄ／Ａ変換機
能およびパラレルＩ／Ｏ機能を具備した周辺機器接続用
ボード２２が装着された市販のパソコン２３およびその
周辺機器でハードウェア構成し、産業機械のすべてに共
通して使用される入力システム部と、前記産業機械ごと
にモジュール化した複数のブロックを有し、対象となる
産業機械に応じた所定のブロックを選択してその産業機
械の各種アクチュエータを制御する制御システム部とを
パッケージ化したアプリケーション３１に基づいて、前
記パソコン２３に内蔵されたＣＰＵにより、アプリケー
ション３１とのソフトウェア割り込みおよび前記周辺機
器接続用ボード２２とのハードウェア割り込みでもって
演算および入出力処理を含むすべての制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業機械用ＮＣ制御
装置に関し、詳しくは、インラインプレス、走行切断機
やロータリシャー等の産業機械を使用した生産ラインに
おける生産時点情報管理システムの構築を目的とした産
業機械用ＮＣ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、旋盤、研削盤やマシニングセンタ
等の産業機械、なかでも工作機械業界では、機械の標準
化を背景にコストダウン・オープン化を実現するため
に、ＮＣ制御装置のパソコン化が進められている。

【０００３】一方、インラインプレス、走行切断機やロ
ータリシャー等のいわゆる工作機械以外の産業機械業界
では、モータ容量が工作機械と比べて大容量であり、Ｐ
ＯＰ（Point Of Production ）端末のように生産管理シ
ステムを意識したＭＭＩ（マンマシンインターフェー
ス）に関する技術開発が進んでおらず、現時点での制御
装置のＭＭＩはデジタルスイッチが主流で、生産管理シ
ステムとの接続に適合しておらず、また、ＰＯＰ端末は
データエントリがメインで機械制御には不適であり、産
業機械業界ではＮＣ制御装置のパソコン化が著しく遅れ
ているというのが現状である。

【０００４】例えば、ＮＣ制御装置の一例としては、図
４に示すようなハードウェア構成のものがある。この制
御装置１は、同図に示すように旋盤、研削盤やマシニン
グセンタ等の工作機械ごとに決められたプログラムに基
づいて演算および入出力処理を含むすべての制御を実行
するＣＰＵ２を主構成とし、工作機械の各種アクチュエ
ータを駆動するためのモータ３、そのモータ３の回転数
を検出するエンコーダ４および測長ローラ等（図示せ
ず）の回転数を検出するエンコーダ５、前記エンコーダ
４の検出信号によりモータ３をフィードバック制御する
ドライバ６、およびＣＰＵ２とドライバ６間に接続され
たＤ／Ａ変換器７やカウンタ８等、その他、シーケンサ
９と接続するためのＩ／Ｏインターフェース１０がそれ
ぞれ前記ＣＰＵ２に接続されている。また、前記ＣＰＵ
２には、通信用パソコン１１、ＬＡＮボード１２や上位
コンピュータ１３が外部接続されている。

【０００５】この制御装置１をハードウェア構成するＣ
ＰＵ２、モータ３、エンコーダ４，５、ドライバ６、Ｄ
／Ａ変換器７、カウンタ８やＩ／Ｏインターフェース１
０は、旋盤、研削盤やマシニングセンタ等の工作機械ご
とにオリジナル品が使用され、一方、制御装置１に外部
接続される通信用パソコン１１、ＬＡＮボード１２、上
位コンピュータ１３およびシーケンサ９については、前
記工作機械と無関係に市販品が使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように旋盤、
研削盤やマシニングセンタ等の工作機械業界ではＮＣ制
御装置１のパソコン化が進められているが、旋盤、研削
盤やマシニングセンタ等の工作機械ごとに決められたＮ
Ｃ制御装置１を必要としなければならない。

【０００７】即ち、ＮＣ制御装置１をハードウェア構成
するＣＰＵ２、モータ３、エンコーダ４，５、ドライバ
６、Ｄ／Ａ変換器７、カウンタ８やＩ／Ｏインターフェ
ース１０は、旋盤、研削盤やマシニングセンタ等の工作
機械ごとにオリジナル品が使用されているため、特に、
工作機械に適合した専用のＣＰＵボードを搭載し、その
工作機械に応じた演算・入出力処理を含むすべての制御
を実行させることにより、システムを動かしている。

【０００８】従って、このように専用のＣＰＵボードを
搭載するＮＣ制御装置１では、ＣＰＵのグレードアップ
や工作機械の変更のたびに専用のＣＰＵボードを再設
計、再製作する必要があり、汎用性に乏しく、製品のコ
ストアップを招来する。また、前記ＮＣ制御装置では、
システム生産中、生産予定や生産品種の変更・追加がで
きず、このような場合、生産ラインを停止させなければ
ならず稼働効率が悪かった。

【０００９】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、産業機械業界で著しく遅れているＮＣ制
御装置のパソコン化を容易に実現し、あらゆる産業機械
に迅速に対応することができて汎用性に優れた産業機械
用ＮＣ制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、産業機械の各種アクチ
ュエータを駆動制御する産業機械用ＮＣ制御装置におい
て、産業機械に共通して使用される入力システム部と、
前記産業機械ごとにモジュール化した複数のブロックを
有し、対象となる産業機械に応じた所定のブロックを選
択してその産業機械の各種アクチュエータを制御する制
御システム部とでソフトウェア構成したことを特徴とす
る。

【００１１】また、本発明は、タイマー機能、カウンタ
機能、Ｄ／Ａ変換機能およびＩ／Ｏインターフェース機
能を具備した周辺機器接続用ボードが装着された市販の
制御装置本体およびその周辺機器でハードウェア構成
し、産業機械に共通して使用される入力システム部と、
前記産業機械ごとにモジュール化した複数のブロックを
有し、対象となる産業機械に応じた所定のブロックを選
択してその産業機械の各種アクチュエータを制御する制
御システム部とからなるソフトウェア構成に基づいて、
前記制御装置本体に内蔵されたＣＰＵにより、演算およ
び入出力処理を含むすべての制御を実行することを特徴
とする。

【００１２】さらに、本発明は、タイマー機能、カウン
タ機能、Ｄ／Ａ変換機能およびＩ／Ｏインターフェース
機能を具備した周辺機器接続用ボードが装着された市販
の制御装置本体およびその周辺機器でハードウェア構成
し、産業機械に共通して使用される入力システム部と、
前記産業機械ごとにモジュール化した複数のブロックを
有し、対象となる産業機械に応じた所定のブロックを選
択してその産業機械の各種アクチュエータを制御する制
御システム部とをパッケージ化したアプリケーションに
基づいて、前記制御装置本体に内蔵されたＣＰＵによ
り、アプリケーションとの割り込みおよび前記周辺機器
接続用ボードとの割り込みでもって演算および入出力処
理を含むすべての制御を実行することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る産業機械用ＮＣ制御
装置は、インラインプレス、走行切断機やロータリシャ
ー等の産業機械を使用した生産ラインにおける生産時点
情報管理システムの構築を目的としたものであり、パソ
コンで直接サーボドライバを制御すると共にＭＭＩ機能
を具備したＮＣパソコンである。なお、以下では、ＮＣ
パソコンについて説明するが、本発明はパソコン以外の
オフコン、ワークステーション等の汎用コンピュータで
あっても適用可能である。

【００１４】このＮＣパソコンと称するＮＣ制御装置２
１は、図１に示すような基本的なシステム構成を有す
る。この基本的なシステムのハードフェア構成は、同図
に示すようにインラインプレス、走行切断機やロータリ
シャー等の産業機械における各種アクチュエータを制御
する周辺機器接続用ボード２２と、ＣＰＵを内蔵した制
御装置本体であるパソコン２３とからなり、これに産業
機械の各種アクチュエータを駆動するためのモータ２４
と、そのモータ２４の回転数を検出するエンコーダ２５
と、後述のメジャーロール等の回転数を検出するエンコ
ーダ２６と、前記エンコーダ２５の検出信号によりモー
タ２４をフィードバック制御するドライバ２７とが接続
されてなる。なお、外部接続機器としては、前記周辺機
器接続用ボード２２に接続されたシーケンサ２８や、パ
ソコン２３に接続されたＬＡＮボード２９や上位コンピ
ュータ３０がある。

【００１５】このシステムでは、前記周辺機器接続用ボ
ード２２のみがオリジナル品（各機能が独立した市販品
または同等機能を有する市販品でも可能）であり、その
他すべてのハードウェア構成であるパソコン２３、モー
タ２４、エンコーダ２５，２６、ドライバ２７、シーケ
ンサ２８、ＬＡＮボード２９や上位コンピュータ３０が
一般市販品である。

【００１６】前記周辺機器接続用ボード２２は、Ｄ／Ａ
変換機能、カウンタ機能、タイマー機能、その他、シー
ケンサ２８と接続するためのＩ／Ｏインターフェース機
能を具備したもので、市販のパソコン２３のスロットに
装着することにより使用される。この周辺機器接続用ボ
ード２２はＣＰＵを持たず、演算および入出力処理を含
むすべての制御をパソコン２３内蔵のＣＰＵが実行す
る。

【００１７】本発明のＮＣ制御装置２１におけるソフト
ウェア構成は、インラインプレス、走行切断機やロータ
リシャー等の産業機械のすべてに共通して使用される入
力システム部と、前記産業機械ごとにモジュール化した
複数のブロックを有し、対象となる産業機械に応じた所
定のブロックを選択してその産業機械の各種アクチュエ
ータを制御する制御システム部の二つで構成され、図２
に示すように前記入力システム部と制御システム部とを
アプリケーション３１としてパッケージ化したものであ
る。

【００１８】同図は、図１に示すハードウェア構成を基
本システムとするＮＣ制御装置２１を、例えば、産業機
械の一つである切断機３２に適用した場合を示す。前述
したようにタイマー機能、カウンタ機能、Ｄ／Ａ変換機
能およびＩ／Ｏインターフェース機能を具備した周辺機
器接続用ボード２２を装着したパソコン２３では、アプ
リケーション３１とのソフトウェア割り込みと前記ボー
ド２２とのハードウェア割り込みをドライバ３３が実行
することにより、メジャーロール３４からの測長データ
から前記アプリケーション３１の入力システム部および
制御システム部に基づいてドライバ２７でもってモータ
２４をフィードバック制御し、プログラマブルコントロ
ーラ（シーケンサ）２８により切断機３２を駆動制御す
る。

【００１９】前記アプリケーション３１では、簡単なパ
ラメータとデータを付与するだけでよく、パソコン画面
として、標準で全面表示４画面と数枚のサブ画面で構成
する。例えば、全面表示４画面としては、セットアップ
時に機械データ（モータ容量や回転数、フィードバック
パルスの数や倍数、ピニオン径など）を登録する初期設
定画面と、予定のエントリや変更・削除などの操作と作
業進度を確認する生産画面と、シーケンサとの各種入出
力信号をリアルタイム表示すると共に記録データを確認
するＩ／Ｏモニタ画面と、各種運転パラメータを設定し
たり、出力波形をリアルタイム表示したり、記録波形を
確認するモニタ画面とからなる。例えば、前記初期設定
画面では、設定値サブ画面、デジタル入力設定サブ画
面、デジタル出力設定サブ画面等がある。

【００２０】本発明のＮＣ制御装置２１では、専用のＣ
ＰＵボードを使用せず、演算および入出力処理を含むす
べての制御をパソコン２３内蔵のＣＰＵが実行して入力
システム部と制御システム部を同時に動かしているの
で、ハードウェア構成の簡略化が図れる。また、専用の
ＣＰＵボードを使用せずパソコン２３内蔵のＣＰＵによ
りシステムを制御しているので、前記パソコン２３をグ
レードアップすれば、システム自体のグレードアップが
容易に実現できる。さらに、前述したパソコン画面に基
づいて、生産中での随時、生産予定や生産品種の変更・
追加を行なうことができる。

【００２１】このＮＣ制御装置２１は、産業機械の種類
に応じた対象ラインに適用でき、例えば、送り位置自動
演算用ＮＣパソコン、走行切断機用直線同期制御用ＮＣ
パソコンや回転式走行切断機回転同期制御用ＮＣパソコ
ン等がある。

【００２２】具体的に、前記送り位置自動演算用ＮＣパ
ソコンとしては、プレスライン、型鋼穴明け切断ライ
ン、定尺母材穴明け加工ライン等において、フィードロ
ールやクランパー・グリッパー等でワークの送り停止位
置決めを制御したり、加工工具等を所定の位置に搬送す
ることも可能であり、型鋼やクロゼットなど住宅建材の
成形前のプレパンチ制御や定寸母材のリカット制御に使
用され、対象となる産業機械には、例えば、単軸金型プ
レスフィーダ、多軸金型プレスフィーダ、アップカット
シャーフィーダやレベラーフィーダ等がある。

【００２３】また、走行切断機用直線同期制御用ＮＣパ
ソコンとしては、エンドレスで生産され、且つ、切断工
程においてライン停止が許されない連続生産ライン（例
えば、ロール成形ライン、パイプ製造ライン、型鋼生産
ライン等）でライン速度と同調させて走行式プレスを制
御したり、パイプや型鋼の成形後の切断やエンボス加
工、またはアクリル板など押出成形品の横行切断機の制
御に使用され、対象となる産業機械には、走行式プレ
ス、走行式多軸金型プレス、走行式横行切断機や走行式
ミーリングカッター等がある。

【００２４】さらに、回転式走行切断機回転同期制御用
ＮＣパソコンとしては、薄板鉄板やフィルム等の板状物
がエンドレスで生産され、且つ、切断工程においてライ
ンを止めずに一定寸法に切断するラインで、特に切断回
数の多いライン（例えば、鉄板シャーリングライン、段
ボール切断ライン等）やライン速度と同調させて、ロー
タリシャーの回転制御を行なったり、ロータリカム機構
を具備した走行式プレスにも使用でき、対象となる産業
機械には、ロータリシャーやロータリ式走行プレス等が
ある。

【００２５】

【実施例】以下、本発明のＮＣ制御装置を走行切断機に
適用した実施例について図３に示すシステム構成を参照
しながら詳述する。

【００２６】同図に示すシステム構成では、タイマー機
能、カウンタ機能、Ｄ／Ａ変換機能およびＩ／Ｏインタ
ーフェース機能を具備した周辺機器接続用ボード２２を
スロットに装着し、入力システム部および制御システム
部で構成されたアプリケーション３１に基づいて作動す
るパソコン２３を中心にして、走行切断機３５へ導入さ
れる材料３６の移動長を検出するメジャーロール３４お
よびエンコーダ２６を前記パソコン２３に接続すると共
に、走行切断機３５のカッター３７が取り付けられた台
車３８を材料３６の走行方向に沿って駆動するモータ２
４およびエンコーダ２５、前記モータ２４をフィードバ
ック制御するサーボドライバ２７をパソコン２３に接続
する。その他、パソコン２３には、プリンタ３９、シー
ケンサ２８および上位コンピュータ３０がそれぞれ接続
される。

【００２７】なお、前記アプリケーション３１における
制御システムでは、各種産業機械ごとにモジュール化し
た複数のブロックから、対象となる産業機械である走行
切断機３５のアクチュエータに応じた所定のブロックを
選択してその走行切断機３５の各アクチュエータを制御
する。

【００２８】この走行切断機３５では、長尺な材料３６
の移動長信号とカッター３７の移動長信号と設定長信号
とから切断までの残長信号によりカッター３７の移動を
制御することにより、前記材料３６を設定長に対応した
長さに切断する。この材料３６を設定した寸法ごとに繰
り返し切断する制御中に、例えば、材料３６の傷を発見
したり、或いは、作業者の都合により設定長になってい
ないが直ちに切断したい場合があり、このような最短長
の割り込み切断を行なう場合、カッター３７の破損を未
然に防止するため、カッター３７を材料速度と同調させ
た状態で移動させながら材料３６を切断する。

【００２９】切断されるべき材料３６は図中矢印方向へ
連続的に走行し、その走行する材料３６に転接されたメ
ジャーローラ３４から、材料３６が単位長移動するごと
に所定数パルスが発生する。このパルスを計数して材料
３６の移動長信号が得られる。エンコーダ２６からのパ
ルスは周波数電圧変換されて材料速度信号が得られる。
一方、台車３８上のカッター３７については、モータ２
４のエンコーダ２５からのパルスを計数してカッター３
７の移動長信号が得られ、そのモータ２４の駆動により
前記カッター３７が材料３６の走行速度と同調した状態
で材料３６の走行方向に沿って移動し、材料３６とカッ
ター３７との移動速度が一致し、且つ、材料３６がカッ
ター３７よりも設定長に対応した長さだけ突出した時に
切断動作する。

【００３０】最短長の割り込み指令を受けると、切断長
を与えるための設定長の代わりに一定値を設定すると共
にその時の材料３６の移動長信号やカッター３７の移動
長信号はそれぞれゼロにリセットする。或いは、その時
の材料３６の移動長信号やカッター３７の移動長信号は
そのまま利用し、その時の両者の移動長の差と一定値と
の和を設定長として設定する。停止状態にあるカッター
３７を起動する場合、一定値はそのカッター３７が材料
速度と同調するまでの材料３６の移動長に選定される。
なお、カッター３７がすでに走行中の場合には、停止状
態よりも早く材料速度に同調するため、そのカッター速
度に応じて材料３６の移動長を上記一定値より短くする
ことができる。

【００３１】同様の観点から往復式回転走行切断におい
ては、カッター３７が戻る途中に最短長の割り込み切断
指令が発生した場合は、戻りつつあるカッター３７をそ
の状態から材料３６の速度に同調するように制御すると
共に、その時のカッター３７と材料３６との相対速度に
応じて一定値を設定する。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る産業機械用ＮＣ制御装置に
よれば、専用のＣＰＵボードを使用せず、演算および入
出力処理を含むすべての制御を、制御装置本体に内蔵さ
れたＣＰＵが実行してアプリケーションの入力システム
部と制御システム部を同時に動かしているので、制御装
置を構成するデバイスのほとんどに市販品を使用するこ
とができ、ハードウェア構成の簡略化が図れて予備コス
トを低減でき、市販品の使用によりユーザー自身で復旧
可能なために保全費の軽減が可能となる。

【００３３】また、各種産業機械に共通して使用される
入力システム部と、前記産業機械ごとにモジュール化し
た複数のブロックを有し、対象となる産業機械に応じた
所定のブロックを選択して産業機械の各種アクチュエー
タを制御する制御システム部とで構成したアプリケーシ
ョンをパッケージ化したことにより、汎用性に富んだ安
価なＮＣ制御装置を提供できる。

【００３４】さらに、専用のＣＰＵボードを使用せず、
制御装置本体に内蔵されたＣＰＵによりシステムを制御
しているので、前記制御装置本体をグレードアップすれ
ば、システム自体のグレードアップが実現でき、また、
アプリケーションプログラムの追加やネットワークとの
接続が可能であって拡張性の向上が容易に図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る産業機械用ＮＣ制御装置における
基本システムのハードウェア構成を示すブロック図

【図２】アプリケーションにおけるシステム構成を示す
ブロック図

【図３】本発明の実施例を示すシステム構成図

【図４】従来の工作機械用ＮＣ制御装置のハードウェア
構成を示すブロック図

【符号の説明】

２１ＮＣ制御装置２２周辺機器接続用ボード２３制御装置本体（パソコン）３１アプリケーション

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】産業機械の各種アクチュエータを駆動制
御する産業機械用ＮＣ制御装置において、産業機械に共
通して使用される入力システム部と、前記産業機械ごと
にモジュール化した複数のブロックを有し、対象となる
産業機械に応じた所定のブロックを選択してその産業機
械の各種アクチュエータを制御する制御システム部とで
ソフトウェア構成したことを特徴とする産業機械用ＮＣ
制御装置。
【請求項２】タイマー機能、カウンタ機能、Ｄ／Ａ変
換機能およびＩ／Ｏインターフェース機能を具備した周
辺機器接続用ボードが装着された市販の制御装置本体お
よびその周辺機器でハードウェア構成し、産業機械に共
通して使用される入力システム部と、前記産業機械ごと
にモジュール化した複数のブロックを有し、対象となる
産業機械に応じた所定のブロックを選択してその産業機
械の各種アクチュエータを制御する制御システム部とか
らなるソフトウェア構成に基づいて、前記制御装置本体
に内蔵されたＣＰＵにより、演算および入出力処理を含
むすべての制御を実行することを特徴とする産業機械用
ＮＣ制御装置。
【請求項３】タイマー機能、カウンタ機能、Ｄ／Ａ変
換機能およびＩ／Ｏインターフェース機能を具備した周
辺機器接続用ボードが装着された市販の制御装置本体お
よびその周辺機器でハードウェア構成し、産業機械に共
通して使用される入力システム部と、前記産業機械ごと
にモジュール化した複数のブロックを有し、対象となる
産業機械に応じた所定のブロックを選択してその産業機
械の各種アクチュエータを制御する制御システム部とを
パッケージ化したアプリケーションに基づいて、前記制
御装置本体に内蔵されたＣＰＵにより、アプリケーショ
ンとの割り込みおよび前記周辺機器接続用ボードとの割
り込みでもって演算および入出力処理を含むすべての制
御を実行することを特徴とする産業機械用ＮＣ制御装
置。