JPH1177485A - 論理式の解釈機能を具備した数値制御装置とその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 同じワークに対する一つの加工プログラ
ムによる加工において、加工工程の途中であっても加工
条件等を容易に変更することができ、しかも、加工条件
等を変更した場合でもその動作の把握が容易に可能な数
値制御装置とその制御方法を提供すること。 【解決手段】 数値演算処理手段（ＭＰＵ）を具備した
自動加工機１用の数値制御装置２において、その中に書
き込まれた加工プログラムファイルの引数により特定さ
れる機能コードに、算術演算や論理演算用のキーワード
と前記数値制御装置２内の内部変数用のキーワードによ
る制御文字列を記述し、記述された制御文字列を処理す
ることにより、一つの加工プログラムのプログラムステ
ップの実行順序や送り速度など、前記加工プログラムの
実行内容を変更できる構造にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動溶接機等の自動
加工機を対象とする数値制御装置において、その制御装
置の中で、事前に定義した算術演算や論理演算用キーワ
ードを数値制御装置の内部変数を示すキーワードを組合
せて形成する制御文字列を記述可能にし、一つの加工プ
ログラムによって機械や制御装置の状況に応じてプログ
ラムステップの実行順序や送り速度など加工条件を変更
できるようにした数値制御装置とその制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御装置によって制御駆動さ
れる自動加工機により同一ワークを加工する場合におい
ては、例えば、或るワークの加工開始位置が他のワーク
のそれと異なったり、或は、そのワーク上での加工終了
位置が他のワークのそれと異なる場合には、それぞれに
専用の加工プログラムを制御装置内に持っていることが
必要である。

【０００３】この点に関し、数値制御装置によっては、
マクロ機能などと称される付加機能を具備し、前記の場
合のような専用プログラムによる加工制御を可能にした
ものも知られているが、汎用性をもたせるために専用プ
ログラムの設定をスクリーン編集によって自由に記述で
きるように構成されているため、任意のプログラム内容
をスクリーン上で自由に記述するには、その機能等につ
いて事前に予備知識を身に付けていることが要件となる
ため、これらについて相当に習熟しないと、前記付加機
能を自由に活用できないという問題がある。また、上記
マクロ機能の内容は、加工プログラムファイル（又はデ
ータ）とは別のファイル（データ）に保存されるため、
そのファイルを表示装置上に読みだしても、一見してマ
クロ機能の動作内容が把握し難いという問題もある。

【０００４】上記を換言すると、次の通りである。即
ち、通常、数値制御の加工プログラムは、そのプログラ
ムに記述された一通りの動作（プログラムの内容）を、
加工機側に実行させるものであるから、同じワークに対
する加工動作であっても、例えば加工開始位置を変更し
たプログラム内容としたい場合には、別のプログラムを
準備しなければならない。この煩しさを回避するため、
例えば一つの加工工程のプログラムをマクロに置き換
え、そのマクロの呼出しを変えることが行なわれている
が、通常、マクロは加工プログラムとは別のファイル
（データ）としてメモリに格納されているので、加工プ
ログラムを見ただけではマクロの部分の動作把握が難し
かったのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、数値制御装
置における上記のような問題点に鑑み、同じワークに対
する一つの加工プログラムによる加工において、加工工
程の途中であっても加工条件等を容易に変更することが
でき、しかも、加工条件等を変更した場合でもその動作
の把握が容易に可能な数値制御装置とその制御方法を提
供することを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明数値制御装置の構成は、数
値演算処理手段（ＭＰＵ）を具備した自動加工機用の数
値制御装置において、その中に書き込まれた加工プログ
ラムファイルの引数により特定される機能コードに、算
術演算や論理演算用のキーワードと前記数値制御装置内
の内部変数用のキーワードによる制御文字列を記述し、
記述された制御文字列を処理することにより、一つの加
工プログラムのプログラムステップの実行順序や送り速
度など、前記加工プログラムの実行内容を変更できる構
造にしたことを特徴とする一つである。

【０００７】また、上記数値制御装置の制御方法の構成
は、自動溶接機のような自動加工機の数値制御におい
て、予め定義した算術演算，論理演算用のキーワードと
数値制御の内部変数を示すキーワードを組合せて制御文
字列を形成し、引数により特定される機能コードに前記
制御文字列を記述させることにより、数値制御装置が実
行しようとするプログラムの実行内容を変更させること
を特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明装置並びにその制御方
法の実施の形態について、図に拠り説明する。図１は本
発明を適用する加工機械とその制御系の一例の構成を示
す機能ブロック図、図２は図１の制御系の数値制御装置
における加工プログラムの解釈手順を例示したフローチ
ャート図、図３は本発明の制御文字列により加工プログ
ラムを変更する場合の制御文字列の解釈手順を例示した
フローチャート図、図４は加工プログラムにおける送り
速度を変更する場合のアルゴリズムを示すフローチャー
ト図である。

【０００９】図１において、１は、この実施例で本発明
を適用しようとする対象機械、例えば自動溶接装置のよ
うな自動加工機であり、サーボ制御される１又は２以上
のアクチュエータ1a、それ以外のアクチュエータ1b、フ
ィードバック信号やその他の信号の検出用のセンサ1cを
具備しているものとする。２は前記対象機械、ここでは
自動加工機１の数値制御装置で、ＦＤＵ（フロッピディ
スケットユニット）やＩＣカードなどを含む外部記憶装
置2a，ＭＰＵカード21bや各種の制御カード等22b〜28b
を含む演算装置2b，ファイルメモリやバックアップラム
を含む内部記憶装置2cを具備している。3aは前記数値制
御装置２に付帯して設けられたＣＲＴ又は液晶ディスプ
レイを含む表示装置、3bは表示装置3aと同様に数値制御
装置２に接続されたキーボードを主体とする入力装置で
ある。なお、演算装置2bにおいて、22bは画像処理カー
ド、23bはネットワークカード、24bは外部補助カード、
25bはサーボコントルールカード、26bはメモリカード、
27bは軸カード、28bはその他のＩＯカードである。

【００１０】従来、上記の自動加工機１の数値制御にお
いては、入力装置3b、又は、外部記憶装置2aから入力，
供給される加工条件等の数値データによって形成された
加工プログラムが記憶装置2c内に格納記憶され、そのプ
ログラムの内容を表示装置3aに表示させつつ、或は、表
示させずに、前記プログラムに従って自動加工機１の運
転が自動制御されている。従って、複数の同一ワークに
同一内容の加工を施す場合には、数値制御装置２は、前
記の同一のプログラムに従って自動加工機１を自動運転
させれば足りるが、同一ワークであっても加工スタート
点が異なったり、加工終了点が異なったりすると、従来
技術では他の加工部分も含んで全く別個の加工プログラ
ムを予め準備する必要があった。

【００１１】これに対し本発明では、任意の加工プログ
ラムを適用してワークを加工するとき、そのプログラム
の実行ステップを読んでシステムに異常がないかどうか
を判定し、次いで本発明によるプログラムの実行内容に
変更があるかないかを判定して、変更があればそれを自
動的に処理するようにした。以下、この点について図
２，図３により説明する。

【００１２】図２に示すように、加工プログラムは、そ
の対象となるファイルをオープンし、解釈しようとする
ファイルの行の初期値を１として、加工プログラムファ
イルの一行目が選択される。そして、上記で選択したフ
ァイルの一行目におけるプログラムの実行ステップが、
ステップS1でバッファに読み込まれ、まず、システムに
異常がないかどうかがステップS2で判定される。システ
ムに異常があれば、ステップS3で異常処理がなされて解
釈を終了するが、システムに異常がなければ、ステップ
S4において本発明による制御文字列を記述した特定の機
能コードがあるかないかが判定される。ステップS4にお
いて該当する機能コードが無いと判定された場合には、
ステップS9に移って実行ステップの選定がなされ、ステ
ップS1に戻って次の実行ステップの読み込みが行われ
る。

【００１３】前記ステップS4において記述された制御文
字列を解釈すべき機能コードに該当するコードがあった
場合、そのコードが終了コードであるか否かがステップ
S5において判別され、終了コードの場合には、ステップ
S6で制御文字列の解釈終了の処理がなされて解釈を終了
するが、ステップS5において終了コードでないと判別さ
れると、ステップS7で該当する機能コードの処理、つま
り図３のフローに示す特定引数の機能コードに記述され
た制御文字列の解釈が行われ、ステップS8で解釈結果が
実行データのバッファに転送され、ステップS9で実行ス
テップの選定（通常は現行ステップ＋１のステップ）が
実行されて、ステップS1に戻る。

【００１４】図２のフローに示した本発明方法のプログ
ラムの解釈手順において、解釈すべき制御文字列が記述
された特定引数の機能コードがあった場合、図３に示す
フローにより、該当する機能コードの制御文字列（条件
文）の解釈がなされるので、この点について以下に説明
する。

【００１５】まず、機能コードが条件文（制御文字列）
の解釈を含む引数を持ったコードであるか否かが、図３
のステップS71で判別され、該当コードでない場合に
は、通常の機能コード処理をして終了する（図２のフロ
ーにおけるステップS4，S9参照）が、該当コードである
場合には、ステップS72で初期値０（偽）が設定され、
該当する引数，文字列を条件文の解釈機能関数に渡すた
めのバッファにデータをコピーし、前記解釈機能関数に
その処理を渡す（ステップS73）。

【００１６】解釈機能関数では、文字列の先頭からキー
ワードの検索を開始する（ステップS74，75）。この検
索においては、検索したキーワードが一致する度にそれ
が数値データか演算子かを判別し（ステップS76）、数
値データを意味するキーワードであれば該当するデータ
をＮＣ内部のレジスタからその数値を読出して、演算用
データレジスタに読出した数値データを記憶させ（ステ
ップS77）、キーワードが演算子であれば、ステップS18
でそれを記憶させて、それに続くデータをステップS79
で検索する。一方、先に記憶させた数値データと前記の
記憶した演算子による演算をさせ（ステップS80）、そ
こでの演算結果をバッファに記憶させる。バッファに記
憶された最終的な演算結果は、ステップS74で文末であ
るか否かが判別された上で、文末である場合のみ、前記
演算結果が真(1)又は偽(0)であるかをステップS81にお
いて論理判定する。なお、論理判定は、制御文字列の記
述が正しくなされていない場合には、判定結果が偽(0)
となるように構成されている。論理判定の結果が真(1)
であれば引きつづきコード処理を続行し（分岐であれば
分岐処理をする）（ステップS82）、判定結果が偽(0)で
あるときはコード処理を中断して無実行扱いとし、プロ
グラムファイルの次の行を読込んで解釈を続行する。

【００１７】上記の本発明方法の実施において、加工プ
ログラムを変更するための入力は、図１における入力装
置3bのキーボードにより行う。キーボードには、テンキ
ー，アルファベットキーのほか、各種の機能キー（例え
ば、改行，登録，削除，取消等の機能キー）が具備させ
られており、これらのキーを使用した加工プログラムの
変更のための入力は、随時、表示装置3aの表示面に表示
されて操作者に知られる。これによって、キー操作によ
るプログラムの編集状況が逐次表示装置3aを通して操作
者に知られるので、プログラム編集作業の補完をする。
機能コードの入力は、例えばＧと入力すると、該当コー
ドに従属した引数一覧が表示装置に表示されるので、操
作者はその一覧に従って必要なデータを入力装置を操作
して入力すればよい。

【００１８】上記図２のフローチャートによるプログラ
ム解釈手順のステップS7における該当機能コード解釈に
ついて、例を挙げて説明する。一例として、連続溶接機
械（高速シーム溶接機）の電極使用回数のカウント変数
（制御装置内で定義されたツールカウンタ）を、加工プ
ログラムに記述できるキーワードに割り付けてみる。こ
こで、上部回転電極をＵＥ＊、下部固定電極をＤＥ＊
（＊印はツール番号を示す数字）で記述し、各軸の現在
位置Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃと定義する。また、算術演算子とし
て、＝は「代入」，「四則計算」の記号を＋，−，＊，
／（加，減，乗，除）とし，％を整数割算の「余り」と
する。更に、論理演算子として、＝＝を「等しい」、！
＝を「等しくない」、＞を「より大きい」、＜を「より
小さい」、＞＝を「以上」、＜＝「以下」などと定義
し、これらを予め準備する。

【００１９】いま、上記の下部電極の使用回数を計数し
ているカウンタのカウント値を用いた演算結果からＧコ
ード７３の条件分岐と、Ｇコード７４の送り条件変更の
例について説明する。 Ｇ７３：条件分岐 条件文（ＩＦ）＝［ＤＥ１％３＝＝０］ 分岐先（Ｏ） ＝［ ］（Ｏ；ラベル） （Ｖ） ＝［２０］ （Ｖ；ステップ番号） ここで、ＩＦ，Ｏ，Ｖは引数キーワード、［ ］部がユ
ーザが記入する文字列とするとき、上記式の意味は、
「下部電極カウンタ１のカウント値を３で割った余が０
と等しいときは、プログラムファイル２０行目へジャン
プする」である。 Ｇ７４：送り速度条件変更 条件文（ＩＦ）＝[ＵＥ１＜１０] 上掛け（Ｓ） ＝[８０] （Ｓ；速度） 上記式の意味は、「上部電極カウンタ１のカウント値が
１０よりも小さいときは、加工送り速度を指定の８０％
にする」である。この送り速度にオーバーライトを掛け
るアルゴリズムを、図４に例示する。

【００２０】上記のように、本発明では、算術演算子，
論理演算子，数値制御装置内の内部変数を示す特定のキ
ーワードを事前に定義しておき、これらを組合せて作る
制御文字列を数値制御装置が解釈できるようにして、自
動加工機や数値制御装置の状況に応じてプログラムの実
行内容を変更できるようにしたのである。

【００２１】そして、ユーザは上記の式に例示した制御
文字列の［ ］部のみを入力装置のキーボードから入力
すればよいので、この機能を利用して、例えば先の連続
溶接装置の例では、上，下部電極の使用回数に応じて送
り速度を変えたり、或は、上，下部電極の一定の使用回
数の周期において、溶接開始位置や溶接終了位置を変え
るような動作のための記述（プログラム）も１つの加工
プログラムの中に記述することがで可能になるから、加
工プログラムの作成やその管理手間を大幅に改善するこ
とが可能になる。

【００２２】また、本発明方法によれば、予め数値制御
装置内に設定されている加工プログラムの実行内容を変
更するための条件文（制御文字列）を、同一の加工プロ
グラム上に記述できるから、プログラムリストを見た場
合においても、機械側の動作の把握が容易になる。更に
は、条件文の解釈機能を適宜最適化することにより、引
数によって特定される機能コードに対してのみ、作成し
た条件文を有効にすることも可能になり、加工タクトタ
イムの効率化を確保できる。例えば、ＧコードのＧ１，
Ｇ２，Ｇ３のような補間送り速度に対してのみオーバラ
イドを掛ける処理を行なう一方、Ｇ０などのような早送
りは、直接加工送りに用いないのでオーバライドを掛け
る必要はなく、従って、この場合にはオーバライドを掛
けないようにするのである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上の通りであって、次のよう
な効果が得られる。即ち、従来技術では、例えば、同一
ワークを同一の加工内容で加工する場合であっても、そ
の加工開始点や終点を変える場合、或は、途中で速度変
更をする場合には、それぞれに加工開始から終了までの
加工プログラムを別途に予め用意する必要があって、そ
れぞれのプログラムの作成，入力等の手間がかかるのみ
ならず、制御装置側も容量の大きなメモリや演算部を必
要とした。これに対し本発明では、加工プログラムファ
イルにおいて、引数によって特定機能コードに、算術演
算や論理演算用のキーワードとＮＣ内の内部変数を意味
するキーワードによって制御文字列を記述可能にする一
方、数値制御装置に記述された制御文字列を解釈してそ
れを前記の加工プログラム中に取込むことができるよう
にしたので、制御対象機械やＮＣ装置の状況に応じて前
記プログラムの実行内容を変更することができ、従っ
て、例えば、同一ワークに対する加工において、加工条
件が少し違うだけで、全く別個に加工プログラムを用意
する必要があった従来の制御手法に比べ、プログラム作
成の操作が容易になり、また、新規な加工プログラムで
あってもプログラム作成に要する時間を短縮でき、ま
た、同一ワークであればプログラムの対応関係が１対１
になるので管理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する加工機械とその制御系の一例
の構成を示す機能ブロック図。

【図２】図１の制御系の数値制御装置における加工プロ
グラムの解釈手順を例示したフローチャート図。

【図３】本発明の制御文字列により加工プログラムを変
更する場合の制御文字列の解釈手順を例示したフローチ
ャート図。

【図４】加工プログラムにおける送り速度を変更する場
合のアルゴリズムを示すフローチャート図。

【符号の説明】

１ 自動加工機 1a，1b アクチュエータ 1c 検出用センサ ２ 数値制御装置 2a 外部記憶装置 2b 演算装置 2c 内部記憶装置 3a 表示装置 3b 入力装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値演算処理手段（ＭＰＵ）を具備した
   自動加工機用の数値制御装置において、その中に書き込
   まれた加工プログラムファイルの引数により特定される
   機能コードに、算術演算や論理演算用のキーワードと前
   記数値制御装置内の内部変数用のキーワードによる制御
   文字列を記述し、記述された制御文字列を処理すること
   により、一つの加工プログラムのプログラムステップの
   実行順序や送り速度など、前記加工プログラムの実行内
   容を変更できる構造にしたことを特徴とする論理式の解
   釈機能を具備した数値制御装置。
2. 【請求項２】 自動溶接機のような自動加工機の数値制
   御において、予め定義した算術演算，論理演算用のキー
   ワードと数値制御の内部変数を示すキーワードを組合せ
   て制御文字列を形成し、引数により特定される機能コー
   ドに前記制御文字列を記述させることにより、数値制御
   装置が実行しようとするプログラムの実行内容を変更さ
   せることを特徴とする論理式の解釈機能を具備した数値
   制御装置の制御方法。