JPS5981706A - 計算機式数値制御装置を作動する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は計算機式数値制御装置、更に具体的に云えば
、選ばれた独立の軸線の運動を調整りる様な、複数個の
制御可能な運動軸線を持つ産業機械に対する制御装詔に
関する。

産業機械は、例えば旋盤及びフライス盤の様に移動能力
が制限されている様な種類の機械と、例えばロボット及
び材料取扱装置の様な移動能力が更に広い様な種類の機
械とを含む。各々の機械は定められた幾つかの運動軸線
を持つのが典型的である。例えば、旋盤は工作物を保持
し−Ｃそれを旋盤の縦軸線の周りに回転させるチャック
を含むことが出来る。旋盤のベッドに可動に装着された
工具は、旋盤の縦軸線と平行な１つの運動ＩＮＩ線と、
この縦軸線に対して垂直な第２の運動軸線とを持つこと
がある。各々の運動軸線の他のどの軸線とも独立であっ
てもよいし、或いは場合によっては、工具の運動を工作
物の回転と調整するねじ切り手順の様に、完全に従属性
を持つことがある。

多くの用途では、別の軸線の運動と調整をとる為に、１
つの軸線の独立の運動を周期的に必要とすることがある
。例えば多重アームを持つロボットでは、１つのアーム
がボルトを拾い、別のアームがナツトを拾う。これらの
２つの動作は独立であるが、この後ロボットがボルトと
ナツトを組立でる場合、組立て過程には、２つのアーム
、即ち、２つの制御される運動軸線の間の調整を必要と
する。実際には、アームは、ロール、ヨー及びピッチ運
動が出来る「手首」によってアームに取付けられた末端
実行装置又はクランプ機構で終端しているのが普通であ
るから、ロボットの２つのアームは幾つかの運動軸線を
持つ。この各々の運動は、物体を拾うのに独立の制御動
作を必要とするが、その過程で、又はこの後の組立て手
順の為、調整された動作をも必要とする。

ｈ１算機式数値制御（ＣＮＣ）装置では、軸線の運動は
計算機の７１コグラムによって特定されている。プログ
ラムは各々の制御可能な軸線に於ける独立の運動を特定
することも出来るし、或いは２つ或いは更に多くの軸線
の間の調整された運動を特定することが出来る。調整さ
れた運動を希望づる軸線が、機械装置によって、定義し
得る運動群内にあると限定されＣいる限り、調整された
運動を行なうことが出来る。例えば、円を切削する時の
様に、２つ又は更に多くの運動軸線を調整しなければな
らないことが判っている場合、独立の２軸線の調整運動
を行なう装置を利用し得る。然し、こういう装置は、種
々の運動軸線が所望の加工運動に従って群分けされるこ
とがあるブ［１グラムされた加工過程の間、調整された
制御と独立の制御の間の切換えが出来ない。

この発明の目的は、計算機制御の機械装置に対する改良
された軸線制御装置を提供することである。

この発明の別の目的は、計算機のプログラムの指定によ
り、独立の軸線運動及び調整された軸線運動が出来る様
にする軸線制御装置を提供することである。

この発明の別の目的は、軸線を不規則に運動制御群に群
分けすることが出来る様にする軸線制御装置を提供する
ことである。

この発明の１形式では、ＣＮＣ装置が複数個の軸線デー
タ処理装置を含む。各々の処理装置は産業機械の制御可
能な予定の軸線に対して、軸線運動命令データを供給す
る様になっている。考えられる各々の調整運動群に対し
て１つずつ、複数個の監視データ処理装置を設けて、軸
線データ処理装置に対する制御信号を供給する。中央処
理装置（ＣＰＵ）並びにそれに関連した記憶装置が、監
視及び軸線処理装置に対して命令の流れを送る。

ＣＰｔＪは、計算機のプログラムに応答して、各々の装
置に対する動作様式を定める設定データを軸線処理装置
に供給すると共に、この装置を成る運動群に割当てる。

運動データが、指令に基づいて、各々の軸線処理装置に
関連した局部記憶装置に転送される。監視処理装置は、
それに割当てられた軸線処理装置が適正な速度で運動デ
ータを処理する様に保証する。調整軸線群に関するプロ
グラムの定めに従って、プログラムを進める間、ＣＰＵ
が軸線処理装置を相異なる運動群に割当て直す。

この発明が更によく理解される様に、次に図面について
説明する。

第１図にはこの発明による計算機式数値制御（ＣＮＣ）
装置の簡略ブロック図が示されている。

装置の中央処理装置（ＣＰＵ）１０は、インテル８０８
６及び８０８７マイクロプロセツサを基本としていて、
装置の処理動作を行なう。装置のダイナミックＲＡＭ　
　Ｉ２（即時読出記憶装置）が装置に対する読取書込み
記憶装置を持っていて、システム母線１４を介して装置
のＣＰＵ　　１０並びに装置のその他の機能的な部分に
結合されている。母線１４に接続された複数個の軸線ボ
ード１６が工作機械１８の各々の被動軸線に対ツる制御
作用を行なう。各々の軸線ボード１６は軸線機能を処理
する３つのマイクロコンピュータと、１群の軸線の調整
をとる為のフロントエンド処理装置又は監視処理装置と
して作用する１つのマイクロコンピュータとを持ってい
る。各々の軸線が別個のマイクロコンピュータに関係し
ていて、このマイクロコンピュータがその軸線に対する
処理動作を行なう。軸線処理装置の群分けは、その軸線
用のマイクロコンピュータが配置されている特定のボー
ド１６に無関係である。ボードの場所に無関係に軸線用
マイクロコンピュータを群分けすることが出順るので、
ボード１６の間に別個の軸線通信母線２０が設りられて
いる。

入出力（Ｉｌｏ）制御器２２がシステム母線の１１０動
作の調整をし、システム母線１４を局部Ｉ１０母線２４
に接続する様に作用する。局部Ｉ１０母線２４は装置を
持久記憶装置２６に接続する。この記憶装置には部分プ
ログラムと保存しなければならない装置の全てのデータ
どが貯蔵されている。局部Ｉ１０母線２４は局部ディジ
タルＩ１０２８にも接続されており、これが機械制御部
３０に機能的に関連している。局部ディジタル１１０　
２８がディジタル化した作動装置用の制御信号を発生す
ると共に、接点人ノコの状態を監視する。

ＮＣ制御部３２もＩ１０制御器２２に接続されている。

ＮＣ制御部３２は工作機械のオペレータ及び部分プログ
ラマに対するフロントパネルとして作用する。機械制御
部３０は制御パネルであって、これによって工作機械の
オペレータは手動動作を行ない、部分プログラムの実行
を制御することが出来る。

第１図に示すＣＮＣ装置は、装置のＲＡＭＩ２にあるプ
ログラムを実行する装置のＣＰＵ　　１０の制御の下に
動作する。部分プログラムは紙テープ又はカセット読取
器の様な外部装置からＩ１０制御器２２を介して、又は
ＮＣ制御部３２のキーボードを介して入力することが出
来る。装置に入力されたあらゆる部分プログラムがＩ１
０制御器２２によって持久記憶装置２６に貯蔵される。

装置のＣＰＵ　　１０が、１１０制御器２２及び軸線ボ
ード１６を通じて、部分プログラムの実行を指示する。

部分プログラムによってプログラムされた軸線指令が、
工作機械１８に接続された軸線ボード１６によって実行
される。工作機械１８は軸線ボード１６によって制御さ
れる軸線送り駆動部を持っている。軸線以外の指令は、
局部ディジタルＩ１０母線２４を介して工作機械１８に
接続されたＩ１０制御器２２によって実行される。機械
制御部３０の押ボタン及び制御つまみによって入力され
た指令がＩ１０制御器２２に伝達され、最終的には、軸
線ボード１６又は局部ディジタル１１０母線２４の何れ
かを介して、工作機械１８に伝達される。

周知の様に、他の大抵の計算機制御装置と同じく、ＣＮ
Ｃ装置は、結線形装置から、ソフトウェアを使うことに
よってファームウェア制御装置に設定された実質的な計
算機構造に発展したものである。計算機のプログラム、
即ち、ソフトウェアが、こういう各々の計算機装置を、
従来の結線形装置に相当する装置に構成し直す方法にな
る。この明細書で説明する方法も、この為、計算機プロ
グラムの形になっており、このプログラムが第２図に示
したハードウェア装置を、この発明の方法を実施する為
の特定の形で動作させる。

第２図には、３つの軸線ボードを必要とする装置に対す
る軸線ボード１６の構成が高度に様式化したブロック図
で示されている。各々の軸線ボードは監視処理装置又は
フロントエンド処理装置３６と、別の３つのマイクロコ
ンビコータ３８．４０．４２とを持っている。各々のマ
イクロコンピュータには複数個の読取書込み記憶装置４
４の内の対応する１つが接続されている。処理装置３６
乃至４２に対して種々のマイクロコンピュータ又はマイ
クロプロセッサを使うことが出来るか、好ましい実施例
では、各々の処理装置はインテル・コーポレーションか
ら入手し得る８０５１型マイクロコンピユータである。

以下の説明では、処理装置、マイクロプロセッサ及びマ
イクロコンピュータと云う言葉は互換性を以て使われ−
Ｃいることを承知されたい。

各々の軸線ボードは、ハードウェアの構成に関する限り
、実質的に同一である。次に軸線ボードの番号１で示し
たブロック図の部分について説明すると、各々の記憶装
置４４がアクセスの為にシステム母線１４と軸線母線２
０の両りに接続されていることが判る。各々の軸線ボー
ドは他の各々の軸線ボードと協働しなければならないか
ら、１つの監視処理装置３６をマスター監視処理装置と
して選定し、これは各々のマイクロコンピュータの間で
連絡を行なう為に必要な別のタイミング及び制御信号を
供給する。以下の説明では、番号１の軸線ボードにある
処理装置３６をマスター監視処理装置に選定していると
仮定する。

前に述べた様に、軸線用マイクロコンピュータを調整運
動群に群分けすることは、軸線用マイクロコンピュータ
の場所がどの特定のボードにあるかに無関係である。例
えばマイクロコンピュータ３８は全て同じ群の一部分と
定義することが出来るが、この運動群は各々の軸線ボー
ド１６からのマイクロコンピュータを１群にすることを
必要とする。この代りに、軸線ボード１０マイクロコン
ピユータ３８．４０を、装置内にある他の任意の軸線ボ
ードからの任意の１つ又は更に多くのマイクロコンピュ
ータと１つの群にしてもよい。軸線制御用のマイクロコ
ンピュータが群に形成される時、各々の群は１つの監視
マイクロプロセッサ３６に割当てられる。従って、今考
えている構成の装置は、監視処理装置の数だけの群しか
持つことが出来ない。この構成では１つの軸線ボードに
１つの監視処理装置しかないから、３つの軸線ボードを
持つ第２図に示した様な装置では、３つの限定運動群し
かとることが出来ない。各々の軸線ボード１６内で、特
定のハードウェアの接続が、どのマイクロコンピュータ
が監視処理装置になるかを決定する。然し、特定のマイ
ク［１コンビコータを特定の運動群の一部分として選定
することは、ＣＰＵ　　１０によって軸線ボードに書込
まれる１種類のデータである設定定数によって決定され
る。

電力が印加された後の初期設定の後、ＣＩ）Ｕｌｏによ
って軸線ボードに書込まれる最初のデータは常に設定定
数である。設定定数は必要に応じて任意の時に変えるこ
とが出来る。軸線の群分（ブは、ＣＮＣ装置が接続され
ている特定の機械又は工作機械の形式によって決定され
るのが普通であるが、この群分けを動的に変えることが
望ましい場合がある。これは例えば、部分プログラムを
通じて設定定数を変えることによって行なうことが出来
る。

部分【プを制ｉする為のソフトウェアの好ましい使い方
の１例は、多重アームを持つロボットの様な独立の軸゛
線制御部の調整をとる場合である。ロボットが２つの要
素を独立に取って、その後２つの要素を組立てる様に設
計されている場合、部分プログラムの命令は、各々のア
ームを制御する軸線の調整をとることによって組立て動
作を行なうことを必要とする。この動作は、各々のアー
ムの末端実行装置又はクランプが一般的にはロール、ヨ
ー及びピッチ運動が出来る為、１つのアームあたり２つ
以上の軸線を必要とする場合がある。この構成では、ソ
フトウェアのプログラムが、細かい移動の最後の部分に
対し、調整される軸線を特定の監視処理装置に割当てる
。各々のボードにあるマイクロコンピュータをその特定
のマイクロコンピュータがどの場所にあるかに関係なく
、群に形成することが出来る様にする為には、各々のマ
イクロコンピュータが、他の各々のマイクロコンピュー
タに関連する移動又は位置データにアクヒスを持つ様に
することが必要である。好ましい実施例では、この調整
された情報の転送は、処理装置３６に関連した１つの記
憶装＠４４にある第１の位置を、マイクロプロセッサ３
６からのデータを受取る様に割当て、他の各々の記憶装
置４４にある同様な第１の位置をこのデータの写しを周
期的に受取る様に割当てることによ、って行なわれる。

同様に、処理装置３８に関連した１つの記憶装置４４で
は、第２の位置が処理装置３８からのデータを受取り、
他の各々の記憶装置４４にある同様な第２の位置がこの
データの写１ノを受取る様に割当てられる。付加的な割
当てが行なわれて、各々の記憶装置４４が、写し取られ
るデータに対する位置と、他の全ての記憶装置からのデ
ータの写しを受取る位置とを持つ様−にする。このデー
タの転送は、マスター・マイクロプロセッサ３６を通じ
て行なわれ、このマイクロプロセッサは適当な時刻に転
送を行なう為に同期信号を供給する。データを転送する
又はデータを放送する典型的な動作は、以下放送様式と
呼ぶが、この様式では、マスター処理装置３６が、全て
の記憶装置４４をアドレスしながら、１つの記憶装置４
４に読取信号を出し、他の各々の記憶装置に書込み信号
を出す。

図示の実施例では、記憶装置４４は２５６バイトの記憶
装置である。８ビツトのアドレスが位置を定める。別の
４アドレス・ビット（Ａ８−Ａｌ　ｌ　＞が１６個の記
憶装置４４の１つを識別する。

１つの記憶装置４４からのデータを他の全ての記憶装置
に写し取る為には、アドレｈの下位の８ビツトが全ての
記憶装置に供給され、追加の４つのアドレス・ビットＡ
３−Ａｌ１を使ってどの記憶装置を読取るかを表わす。

他の全ての記憶装置は書込み信号を受取る。この様な読
取又は書込みの決定は、読取／書込み復号、論理装＠６
２（第３図に示す）で行なわれる。その結果、１番目の
記憶装置４４の特定の記憶位置にあるデータが、他の各
々の記憶装置４４の各位置に写し取られる。

この後、マスター処理装置３６が各々の記憶装置４４に
放送すべき全てのデータのアドレスを逐次的に歩進し、
こうして各々の記憶装置のこの部分に記憶データが写し
取られる。記憶装置４４内では、各低Ｑ軸線用マイクロ
コンピュータからの移動情報に対して、独特のアドレス
位置が割当−てられている。この為、処理装置４０が処
理装置３８の運動群にある場合、処理装置４０は、処理
装置３８によって供給された最近の移動データを得る為
に、記憶装置の区域内の何処を見ればよいかが常に判っ
ている。

第３図は第３Ａ図及び第３Ｂ図で構成され−ＣＯるが、
この図には１つの軸線ボード１６の簡略ブロック図が示
されている。この図から判る様に、各々の軸線ボード１
６は４つの部分に分れている。

第１の部分は監視処理装置の部分１（ＳＰＩ）と呼び、
第２の部分は軸線１と呼び、第３の部分は軸線２と呼び
、第４の部分は軸線３と呼ぶ。軸線１乃至軸線３の各部
分は同一である。監視処理装置の部分は、軸線用処理装
置の部分と実質的に同じであるが、マイクロコンピュー
タ３６が監視特性を持つ為に必要な成る余分の部品を持
っている。

然し、前に述べ１＝様に、各々のマイクロコンピュータ
３６．３８．４０．４・２は８０５１型マイクロコンピ
ユータで構成することが出来る。監視処理装置を軸線用
処理装置と識別するインターフェイス回路の他に、軸線
用処理装置の部分は各々サーボ・インターフェイス４６
をも持っている。サーボ・インターフェイス４６は工作
機械１８の制御り一−ボに対する駆動信号を供給すると
共に、工作機械に取付けられた位置帰還情報から位置帰
還情報を受取る。

第２図について述べた様に、各々のマイクロ」ンビュー
タ３６乃至４２には１つの記憶装置４４が付設されてお
り、これをＲＡＭと呼ぶことがある。更に、各々の記憶
装置４４及びマイクロコンピュータ３６乃至４２は、記
憶装＠４４とボード・データ母線５２及びボード母線５
３の間に略同−のハードウェアの相互接続部を持ってい
る。判り易くする為、各々の母線１４．２０はデータ母
線、アドレス母線及び制御母線で構成されるものとして
示しである。周知の様に、システム母線のアドレス情報
が、母線１４を介してデータが伝達される特定のＲＡＭ
記憶装置を、又はそこから記憶装置内のデータが母線１
４を介してＣＰＵ　　１０に伝達される記憶装置を同定
覆る。図示の構成では、母線１４のデータは両方向トラ
ンシーバ５０を介してボード・データ母線５２に送られ
、その後両方向トランシーバ５８を介して記憶装置４４
に送られる。両方向トランシーバ５０がそのボードの監
視処理装置３６によって発生されるシステム母線（ＳＹ
Ｓ　　５ＥＬ）信号によって制御される。両方向１−ラ
ンシーバ５８は復号論理装置５４からの反転Ｌ　ＯＣＡ
　Ｌ信号によって制御される。

各々のマイクロコンピュータとそれに関連した記憶装置
との間のデータの転送は苅応する両方向トランシーバ５
６を介して行なわれる。各々の１ヘランシーバ５６は復
号論理装置５４によって発生されるＬＯＣＡＬ信号によ
って制御される。

マスター監視マイクロコンピュータ３６が放送様式の間
、両方向トランシーバ６０を何重づる放送選択信号（Ｂ
ＲＣ８Ｔ　　５ＥＬ）、放送書込み信号（ＢＣＷＲＴ）
、放送アドレス・ラッチ何重信号（ＢＣＡＬＥ）及びア
ドレスされる記憶装置４４を同定する上位の４アドレス
・ビット（Ａ８−Ａｌｌ）を軸線制御母線２０に発生す
る。信号ＢＣＷＲＴ及びＢＣＡＬＥは周知の様に使われ
る。

マスター監視処理装置３６は軸線母線２０を介して全て
の軸線ボード１６にある全てのマイクロコンピュータに
対してサイクル同期信号を供給し、その動作を同期させ
る。以上説明した且つ第３Ａ図で監視処理装置３６から
出るものとして示した信号は、指定されたマスター監視
処理装置３６のみによって発生される。

放送様式では、記憶装置４４の間のデータ転送は、やは
り復号論理装置５４からのＬＯＣＡＬ信号によって制御
される両方向トランシーバ５８を介して行なわれる。こ
の場合、トランシーバ５８は反転したＬＯＣＡＬ信号、
即ち、１０　ＣＡ　Ｌによって付勢される。両方向トラ
ンシーバが必要とする方向信号は周知の様に、適当な読
取及び書込み信号から導ぎ出される。ボードの間で転送
すべき情報も、放送選択信号ＢＲＣ８Ｔ　　ＳＥＬによ
って付勢される両方向トランシーバＯｏを通過する。こ
の信号はマスター監視マイクロコンビコータ３６から出
る。各々の記憶装置４４に対する読取及び書込み信号（
ＲＤ及びＷＲ＞は関連した読取／書込み論理回路６２か
ら供給される。部分ＳＰ１について第３Ａ図に丞ず様に
、読取／＠込み論理回路６２は、第３Ｂ図に示した各部
分ＡＸＩ、ＡＸ２、△Ｘ３に必要であるが、回路６２は
第３Ａ図に示されている。・読取／因込み論理回路６２
はシステム制御母線１４からの読取及び書込み指令（Ｓ
ＲＤ及び５ＷＲ）、軸線母線２０からの放送書込み（Ｂ
ＣＷＲ）及び放送選択（Ｂ　ＲＣＳ　ＴＳＥＬＦ、ボー
ドの監視処理装置３６からのシステム選択信号（Ｓ　Ｙ
　Ｓ　　Ｓ　Ｅ　Ｌ　）　、チップ選択回路６１からの
チップ選択信号（Ｃ８１）及びその部分の関連したマイ
クロコンピュータからの局部読取（ＬＲＤＩ）及び局部
書込み（ＬＷＲＩ＞信号を受取る。こうして受取った信
号は組合ゼて用いられ、記憶装置４４に対して必要に応
じて読取又は書込み信号を発生する。

チップ選択回路６１は軸線母線２ｏがら４つのアドレス
・ビットＡ８、Ａ９、ＡＩＯ，Ａ１１、並びにボードの
スイッチからの２つのボード選択信号を受取る。ボード
選択スイッチは取付ける時に４つまでのボードの内の１
つを選択する様に設定される。アドレス・ビットＡ３−
Ａｌ１が、放送様式の各工程の間に読取るべき特定の１
つの記憶装置４４を選択する為に、マスター監視処理装
置３６によって書込まれる。チップ選択回路６１はボー
ド選択信号と４つのアドレス・ビットとを使って、記憶
装置４４の内のどれを読取るべきかを同定する為に、必
要に応じてチップ選択信号Ｃ８１、Ｃ８２、Ｃ８３、ｃ
ｓ４を発生する。各々の記憶装置は、データを書込む為
に記憶装置をアドレスするのと、関連したマイクロコン
ピュータが記憶装＠４４と連絡している時にデータを読
出す為に記憶装置をアドレスするのとの両方の目的の為
に、アドレス・ラッチ６５が付設されている。

アドレス・ラッチを使うこと、並びにマイクロコンピュ
ータからアドレス・ラッチにどの様にアドレスが供給さ
れるかは周知であり、こ）では説明しない。前に述べた
様に、軸線制御装置の監視又はマスター処理装置として
作用するマイクロコンピュータ３６が、装置内にある他
の各々のマイクロコンピュータの動作を同期させる為に
、タイミング信号としてのサイクル同期を供給する。各
々の軸線ボードの監視処理装置３６が、システム母線と
軸線ボードとの間でデータが転送される期間を定めるタ
イミング信号ＳＹＳ　　ＳＥＬを供給する。マスター監
視処理装置３６は、軸線ボードにある種々のマイクロコ
ンピュータの記憶装置４４の間でデータ転送を行なう為
の期間を制御する信号ＢＲＣ８Ｔ　　ＳＥＬを供給する
。

こ）で第４図について簡単に説明すると、この図には、
軸線用マイクロコンピュータとシステム母線の間でデー
タを交換する為に、マイクロコンピュータ３６によって
定められるタイミングを示す時間線図が示されている。

装置の典型的なサイクル時間は、遂行しなければならな
いタスクの複雑さ並びに数に応じて、２ミリ秒程度にす
ることが出来る。前に述べた様に、マスター監視処理装
置３６が、軸線ボードにある全てのマイクロコンピュー
タのプログラムを同期させる為に、信号ＣＹ’ＣＬＥ　
　５ＹＮＣを供給する。このサイクル期間の内、２つの
部分は局部的な連絡の為に空けておき、一層長い時間は
ボードのマイクロコンピュータと装置の処理装置との間
のシステム母線による連絡の為に空けておく。システム
母線の期間の間、中央処理装置１０が、種々の監視及び
軸線制御装置・を構成している各々の記憶装置からデー
タを読取り又はデータを書込むことが出来る。マイクロ
コンピュータ３６が記憶装置４４の間でデータを放送す
る為に、２ミリ秒のタイミング・サイクルの一部分を設
定する。タイミング・サイクルは、例えば放送時間に１
５０マイクロ秒を割当てることが出来る。

この発明が更によく理解される様に、次に１つの軸線部
分の動作の機能的なブロック図を示す第５図について説
明する。１形式の動作では、監視マイクロコンピュータ
３６がその群内にある各々の軸線用マイクロコンピュー
タに対し、そのマイクロコンピュータに関連した軸線を
各々のサイクル時間の間に駆動することの出来る最大距
離を表わす値を供給づる。この信号の値は、監視マイク
ロコンピュータに供給される百分率オーバライド信号と
して表わされる、工作機械のオペレータが設定した送り
速度のオーバライドによって変えることが出来る。この
値は送り保留指令を供給りることによってゼロに減少し
、全ての運動を実質的に停止することが出来る。監視マ
イクロコンピュータからの信再は、移動の初めに、又は
工作機械が最終位置に近づく時、移動速度を下げたい場
合、加速度又は減速度成分の関数として変えることが出
来る。百分率オーバライド信号が監視マイクロコンピュ
ータに供給されるか、又は加速度及び減速度制御信号が
印加されなければ、軸線用マイクロコンピュータに供給
される値は実質的に一定の速度である。然し、装置がね
じ切り様式又は軸線が移動する距離がスピンドルの回転
数に比例しなければならない様な他の動作様式になった
場合、一定の値の代りに、２ミリ秒の期間内のスピンド
ルの角度変化に比例する値が使われる。図面に示してな
いが、軸線ボードの１つの軸線部分を用いて、スピンド
ル位置変換器に対するインターフェイスとし、スピンド
ルの角度変化を測定することが出来る。スピンドルの角
度変化のこの値を放送時間の間に監視処理装置に伝達す
る。

軸線用マイクロコンピュータの内部では、補間器が監視
マイクロコンピュータからの最大距離の値を表わす信号
を受取り、その信号をこの特定のマイクロコンピュータ
によって制御される軸線がサイクル時間の間に移動する
距離を表わす信号に変換する。マイクロコンピュータの
内部では、軸線が移動すべき合計距離が予め装入されて
いる距離計数器が、この距離計数器にある値から、補間
器によって発生された信号を減算することによって更新
される。その結果、距離計数器に貯蔵されている値は、
各々のサイクル時間の間、補間器が発生した値だけゼロ
に向って減少する。距離計数器に貯蔵されている値がゼ
ロに達すると、この軸線がその移動を完了したことを示
す信号が発生され、運動群の中にある全ての軸線が夫々
の移動を完了した時、外部記憶装置にあるバッファから
処理装置内にある内部記憶装置へ新しいデータが転送さ
れる。この時、この運動群に対する監視処理装置が、外
部記憶装置４４から運動群の処理装置にある内部記憶装
置にデータが転送され、ＣＰＵが次の動作に対するデー
タを出込むべきであることを表わす吠−ビス要請割込み
をＣＰＵ　　１０に対して発生ずる。軸線用マイクロコ
ンピュータは位置帰還制御装置の一部分である位置誤差
レジスタをも持っている。位置誤差レジスタの出力がア
ナログ信号に変換されて、工作機械自体の中にあるサー
ボ駆動装置に供給される。軸線モータのり一−ボ駆動装
置の実際の位置が位置帰還装置によって監視され、この
帰還装置が帰還インターフェイスを介して位置誤差−レ
ジスタに対する信号を発生する。マイクロコンピュータ
は位置レジスタとして作用して、軸線用マイクロコンピ
ュータによって制御される装置の実際の位置を表わ（帰
還データを供給する。

軸線用マイクロコンピュータは、位置誤差レジスタにあ
る誤差の大きさの監視装置をそのプログラム内に持って
いる。何等かの理由でサーボ駆動装置が、補間器によっ
て発生された出力信号によって指示される位置を密接に
追跡することが出来ない場合、レジスタにある誤差は過
大になることがある。誤差限界検出回路が位置誤差レジ
スタに貯蔵されている値を監視して、貯蔵されている誤
差が予定の限界より大きい場合、誤差限界信号を発生づ
る。誤差限界信号を用いて加工作業を調整し、或いはオ
ペレータに問題があることを知らせることが出来る。

前に説明した様に、この発明を実施する時は、これまで
図面について説明した装置を、所望の動作を行なう様に
プログラムすることによって達成するのが好ましい。第
６図は、この発明を実施する為に、計算機のプログラム
と関連して使うことが出来るフローチャートを示してい
る。Ｍ１図に示した好ましい実施例の装置はインテル・
］−ポレーションのマイクロプロセッサ及びマイクＣ１
］ンビユータを利用しており、その為、周知のプログラ
ミング方式を利用している。従つＣ１軸線ボード１６に
構成されている軸線制御部とインターフェイス接続する
為のＣＰＵ　　１０に対する装置全体の実行プログラム
を説明することは不要であると考えられる。第６図は軸
線制御ボード１６に用いる監視マイクロプロセッサに対
する高水準のフローチャートを示す。装置に最初に電力
が印加された時、監視プログラムが初期設定される。プ
ログラムの動作の初めに、監視処理装置は最初に、自分
がマスター監視処理装置になるかどうかを決定しなけれ
ばならない。そうなる場合、マスター監視マイクロコン
ピュータに要求される（＝ｌ加的なタスクを遂行しなけ
ればならない。マイク［１プロセツサ又はマイクロコン
ピュータがマスターにならない場合、マスター監視マイ
クロコンビコータからサイクル同期信号が供給されるの
を待つ成る遊び時間がある。一旦このサイクル同期信号
を受取ると、監視マイクロコンピュータは幾つかの逐次
的なタスクを遂行し始める。この１つのタスクは、前に
述べたタイミング信号（ＳＹＳ　　５ＥＬ）を発生する
ことである。この信号の初めはサイクル同期を受取った
時から調時され、マイクロコンピュータのタイマは、こ
の信号の初めまでの時間に設定される。次のタスクはデ
ータ転送タスクである。タイマの時間が切れ、システム
選択信号が出た後、そのマイクロコンピュータに割当て
られた運動群に対する増分的な最大距離（送りカウント
）を計算するタスクが続く。一旦こういうタスクが完了
すると、Ｊ視マイクロコンピュータはナイクル同期信号
の終りを待つループに入る。この信号の終りで、システ
ム選択信号が終了し、新しいデータ・フラグを受取る。

新しいデータ・フラグは、ＣＰＵによって、監視装置の
１つの記憶装置４４に書込まれるデータの一部分であっ
て、運動群にある全ての記憶装置に新しいバッフトデー
タ又は新しい設定データが装入されたことを示す。その
後、監視処理装置は放送すべきデータの自分の部分を自
分の外部記憶装置に書込み、プログラムはプログラムの
マスター以外の部分の初めに戻る。

マスタ一監視マイクロコンピュータは、仙の監視マイク
ロコンピュータと同じタスクをする他に、種々のタイマ
を設定すると共にサイクル同期信号を制御する責任があ
る。サイクル同期信号を発生する前に、タイマがレット
され、データ転送の為の転送時間を設定する。マスター
監視マイクロコンピュータは、サイクル同期信号を発生
した後、データ転送を行なう。これは他の全ての監視マ
イクロコンピュータによって行なわれるデータ転送と同
一である。転送タイマの時間が切れ、記憶装置利用可能
時間の終りを求める別のタイマがレットされ、記憶装置
使用可能信号が発生され−Ｃ１前に述べたシステム母線
の期間が始まったことをＣＰＵ　　１０に知らせる。シ
ステム選択信号（ＳＹＳ　　５ＥＬ）がこの時真になる
。マスター監視マイクロコンピュータは増分的な最大距
離を計算づるタスクをも行なう。この後、記憶装置利用
可能タイマの時間が切れ、タイマは放送時間の終りに対
して設定され、サイクル、同期信号が終了しく高になり
）、システム母線の選択時間が完了したことを他の全て
の処理装置に知らせる。記憶装置利用可能信号及びシス
テム選択信号が終了する。マスター以外の処理装置の場
合と同じく、外部記憶装置４４から新しいデータ・フラ
グを読取り、放送すべきデータを処理装置の１つの記憶
装置４４に書込む。次に、放送選択信号を軸線母線２０
に発生ずる。この後放送アドレス並びに前に述べた放送
書込み信号が軸線母線２０に書込まれる。次にマスター
監視マイクロコンピュータは割当てられた放送時間が切
れるのを持ち、最初の出発点に戻って、上に述べた全て
のタスクを繰返す。

第７図は第６図について述べたデータ転送タスクの拡大
フローチャートである。このタスクは最初にスピンドル
の角度変化のデータ、並びに運動群にある軸線に対する
全ての運動完了データを外部記憶装置から内部記憶装置
に写し取ることを含む。運動が完了したと判定され、新
しいデータがＣＰＵによってバッファに書込まれた時、
バッファ・データ、即ち、この運動群が次に行なうべき
移動を表わすデータが、バッファからマイクロプロセッ
サの内部記憶装置に写し取られ、装置のＣＰＵに対する
サービス要請割込みが発生されて、ＣＰＵによって、運
動群にある処理装置の外部記憶装置４４のバッファに新
しいデータを書込むことを要請する。運動が完了してい
るが、新しいバッファ・データが外部記憶装置にない場
合、新しいデータ・フラグを検査して、新しい設定デー
タが外部記憶装置にあるかどうかを調べ、あれば、この
データが内部記憶装置に写し取られる。運動が完了して
いないか或いは新しいバッファ・データ或いは新しい設
定データがなりれば、表示し得るデータを処理装置の内
部記憶装置から対応する１つの外部記憶装置４４に写し
取って、ＣＰＵのアクセスが出来る様にする。

増分的な最大距離を計算するタスクが第８図に示されて
いる。このタスクの最初の検査は、送り保留指令が発生
されているかどうかを判定することである。送り保留が
発生されていれば、増分的な最大距離は直ちにゼロに設
定される。これは全ての軸線の運動を停止したいからで
ある。送り保留が設定されていなければ、このタスクは
機械がねじ切り様式にあるか或いは１回転あたりの距離
の様式にあるかを判定する。この何れかの動作様式が選
択されていると、１サイクルあたりのスピンドルの角度
変化が、送り速度オーバライドの計算の為、入力信号と
して供給される。そうでない場合、送り速度オーバライ
ドの計算に対する入力は一定値に定められる。何れの場
合でも、オーバライド出力は２つの入力の内の一方と送
り速度オーバライド信号との積に等しく設定される。こ
のタスクは加速度又は減速度係数を用いるべきかどうか
をも判定する。何れかの場合、この係数はＯと１の間に
設定され１．オーバライド出力信号に乗ぜられて、増分
的な最大距離の信号を発生する。

第９Ａ図には、軸線用マイクロコンピュータに於ける全
体的なデータ処理のフローチャートが示されている。初
期設定タスクが、Ｉ１０ポートを正しい状態に設定する
と云う様な初期条件の為の正しい形態に処理装置を設定
覆る。一旦Ｉナイクル同期信号を受取ると、第９Ｂ図に
示（フローチャートに示す様に、データ転送が開始され
て進行する。このタスクは第７図に示した監視処理装置
について）ホべたものと同様であるが、軸線用処理装置
はサービス要請割込みを発生ゼ、ず、クロスタイ・デー
タが内部記憶装置に写し取られる点だけが異なる。デー
タ転送タスクの後に補間タスク及び距離計算タスクが続
く。次にプログラムは帰還の変化を測定し、位置誤差を
計算し、位置きめ誤差が限界内であるかどうかを判定す
るタスクに進む。

この時軸線用処理装置は、放送時間の初めを表わすサイ
クル同期信号を持つ。放送する必要のあるデータが、放
送様式で外部記憶装置に書込まれる。

最後に、位置ループの利得を設定づる為に、位置誤差に
利得定数を乗じ、その結果をディジタル・アナログ変換
器に書込む。

第１０図は第９Ａ図に示した補間タスクの７１コーチヤ
ードを示す。最初のタスクは切削過程が円形であるか非
円形であるかを判定し、非円形であれば、次に移動がね
じ切り用のものである力Ｘどうかを判定することである
。ねじ切り用の補間で（よ、監視マイクロプロセッサか
らの最大距離の１直及び指令ブロックのデータを用いて
、出力を計算する。

ねじ切り様式では、監視処理装置から供給される最大距
離の値は、スピンドルの角度変化を表わづ−０同じ様に
一次補間が行なわれる。切削過程カー円形であれば、り
■」スタイ結合の軸線の円弧の中心のオフセットはクロ
スタイ・データ入力を用０て更新しなければならない。

クロスタイ軸線（ま円の平面内の他方の軸線である。ク
ロスタイ・データ（ま放送様式を通じて受取る。その後
、円弧の中心のオフセット、監視マイクロプロセッサか
らの増分的な最大距離の値及び指令ブロックのデータを
用いて、補間器の出力を計算する。

第１１図は第９Ａ図の残り距離計算タスクを示す。各々
の指令ブロックのデータは、そのプロ゛ンクで移動すべ
ぎ合計距離を持っている。、新しくＸ指令ブロックのデ
ータをバッファから内部記憶装置に写し取る時、前の距
離は新しいデータ・ブロックのこの合計残り距離に設定
される。各々の」軸分的な移動によって、この距離が減
少して行く。このタスクは最初に新しい距離を計算しな
（プれｔまならない。この新しい距離は、前の距離力＼
ら補間器の出力の距離を差し引いた値に等い１゜計算し
ｌこ新しい距離がゼロより大きい場合、増分的な移動は
補間器の出力に等しい。新しい距離がゼロより小さいか
又はゼロに等しい場合、増分的な移すＪ（よ前の距離に
等しいとおき、運動完了データに使う為、距離ゼロ・フ
ラグをセットする。

帰還変化を測定１゛るタスクが第１２図に示されている
。このタスクでは、位置帰還装置の現在イ装置を第３Ｂ
図に示したサーボ・インターフェイス回路４６にある現
在帰還位置レジスタ力＼ら読取り、この現在位置から前
の位置を差し引くことにより、帰還変化を決定する。次
に、成る最初のゼロ基準からの累算変化合計を保持する
位置レジスタに、この帰還位置変化を代数的に加算する
。次に現在位置を前の位置レジスタに貯蔵する。帰還変
化の計算値も位置誤差の計算に使われる。これは前に述
べた第９図のフローチャートに示したタスクである。

以上説明したこの発明の特定の実施例はマークセンチユ
リ−２０００ＣＮＧに使える形で説明したが、当業者で
あれば、この構成は他のＣＮＣ装置で使う様に改造する
ことも容易であることは明らかであろう。マークセンチ
ユリ−２０００ＯＮＣのインストラクション・マニュア
ル、部分プログラミング・ヤニュアル及び保守案内には
、この発明をＣＮＣ装置に使う場合が更に詳しく記載さ
れており、装置のハードウェアの説明も更に含まれてい
る。従って、この発明の範囲は特許請求の範囲の記載の
みによって限定されることを承知されｌζい。

【図面の簡単な説明】

第１図は計算機式数値制御装置の簡略ブロック図、第２
図は複数の軸線のデータ処理装置の１つの構成を示す様
式化したブロック図、第３図は第２図の処理装置をハー
ドウェアで構成した場合の簡略ブロック図、第４図は軸
線処理装置の間のデータの伝達に関する時間線図、第５
図は１個の軸線処理装置の動作を示す機能的な簡略ブロ
ック図、第６図及び第９Ａ図はこの発明の１つの構成例
を示す計算機のフローチャート、第７図、第８図及び第
９Ｂ図乃至第１２図は、第６図及び第９Ａ図のフローチ
ャートの主な工程を更に詳しく示す拡大フローチャート
である。 主な符号の説明 １０：中央処理装置 １４ニジステム母線 １８二工作機械 ２０：軸線母線 ２２：ｌ１０１１ｉｌＪ御器 ３６：監視処理装置 ３８．４０．４２：＠線用処理装置 特許出願人 ゼネラル・エレクトリックカンパニイ 代理人　（７６３０）生　沼　側　二 ＦＩＧ、　Ｇ　Ａ ＦｉＧ、６Ｂ ＦＩＧ、７ Ｆ１αＢ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中央処理装置、複数個の監視処理装置、複数個の軸
   線データ処理装置、当該計算機式数値制御装置に予備設
   定データを供給する入力手段、及び前記９ＩＵ浬装置並
   びに当該産業機械装置の間で連絡を行なう通信母線手段
   を持っていて、各々の軸線データ処理装置が予定の１つ
   の運動軸線を制御する様に割当てられてｌ／入る様な、
   複数個の制ｉ　可能な運動軸線を持つ産業機械装置を制
   御する為の計算機式数値制御装置を作動する方法に於て
   、対応する１つの監視処ＦＪ！装置によって制御される
   産業機械装置の１群の軸線に対する動作様式を定めるデ
   ータを各々の監視処理装置に供給し、各々の軸線データ
   処理装置に対し、各々の軸線データ処理装置によるデー
   タの処理を制御する監視処理装置を定める命令を中央処
   理装置から軸線データ処理装置に供給し、対応する軸線
   データ処理装置によって制御される運動軸線に対する所
   望の運動に対応するデータを、中央処理装置から各々の
   軸線データ処理装置に供給し、監視処理装置に対し゛Ｃ
   １各々の軸線データ処理装置に強制的に所望の運動デー
   タを処理させる様に指示し、こうして軸線データ処理装
   置から産業機械装置に信号が送られて所望の運動を行な
   わせる工程から成る方法。 ２、特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、各々の
   監視処理装置にデータを供給り−る工程が、その装置に
   対して割当てられた数を定める予備設定データを各々の
   監視処理装置に供給し、監視処理装置に対して割当てら
   れた軸線データ処理装置を同定して、監視処理装置に増
   分的な運動のデータを供給する工程から成る方法。 ３）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、指令さ
   れた各々の運動に対し、この運動を行なう為の調整され
   る軸線の所望の群分けを決定し、所望の群分けに対して
   軸線データ処理装置の割当てをやり直す工程を含む方法
   。 ４）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て。 軸線運動群の中にある調整される１対の処理装置の各々
   の処理装置の間で増分的な運動のデータを交換し、交換
   した増分的な運動のデータの関数として、各々の調整さ
   れる軸線データ処理装置によって完成すべき増分的な運
   動を決定する工程を含む方法。 ５）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、各々の
   処理装置から対応する外部記憶装置に増分的な運動のデ
   ータを書込み、各々の外部記憶装置からの増分的な運動
   のデータを他の全ての外部記憶装置に写しとる放送様式
   を設定する工程により、データが交換される方法。 ６）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、計算機
   式数値制御装置が軸線データ処理装置及び監視処理装置
   で構成される群内の任意の処理装置の開でデータを交換
   する為の通信母線手段を含んでいて、群内の各々の処理
   装置から対応する外部記憶装置にデータを書込み、各々
   の外部記憶装置からデータを他の全ての外部記憶装置に
   写しとる放送様式を設定する工程により、データが交換
   される方法。