JPS63157206A - 数値制御装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、可動軸の送り制御中に、可動軸が指令された
位置に到達した時に、Ｍ出力をオンとする同時処理機能
を有した数値制御装置に関する。

【従来技術１ 従来、数値制御装置はＭ出力（Ｍ機能により出力される
信号）をオンオフするＭ機能を有している。そして、こ
のＭ出力に同期して、クーラント動作、工具交換動作、
テーブル割出動作、工作物交換動作等のシシケンスを起
動することにより、可動軸の送り位置と上記シーケンス
の動作開始との同期がとれるようになっている。 【発明が解決しようとする問題点】 ところが、従来は、Ｍ出力と送り制御きを同時に処理す
ることができなかった。即ち、１つの送りコードによる
パルス分配が完了した後に、Ｍ出力コードがプログラム
されておれば、Ｍ出力をオンとしていた。このため、可
動軸の任意の位置でＭ出力をオンとするには、同一モー
ドの送り工程であっても、その送り指令を、Ｍ出力をオ
ンとするまでの送り指令とＭ出力をオンとした後の送り
指令との２つの指令に分割し、その２つの指令間にＭ出
力をオンとする指令を挿入するようにプログラムしなけ
ればならなかった。 従って、Ｍ出力がオンとなるのは、一旦送り制御が終了
した後に行われるため、処理時間が長くなるという問題
がある。また、送り指令を２つのデータブロックに分け
なければならず、ＮＣプログラムの作成が煩雑になると
いう問題がある。

【問題点を解決するための手段】

上記問題点を解決するための発明の構成は、可動軸の送
りを数値制御する数値制御装置において、前記可動軸の
位置を指定してＭ出力をオンとする、ことを指令するＭ
出力指令手段と、前記Ｍ出力指令手段による指令が有効
な前記可動軸の送り制御中に、前記可動軸が前記Ｍ出力
指令手段で指令された前記位置を通過した時に、Ｍ出力
をオンとするＭ出力実行手段とを設けたことである。

【作用】

Ｍ出力指令手段によりＭ出力をオンとする可動軸の位置
を指定してＭ出力をオンとすることが指令されると、Ｍ
出力実行手段はＭ出力指令手段による指令が有効な可動
軸の送り制御中に、可動軸がＭ出力指令手段で指令され
た位置を通過した時に、Ｍ出力をオンとする。 この結果、Ｍ出力を指令する１つのＮＣデータブロック
により、１つのＮＣデータブロックによる送り指令中の
任意の位置でＭ出力をオンとすることができるので、処
理が高速化されると共にＮＣプログラムの作成が簡略に
なる。

【実施例】

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は、本発明の一実施例に係る数値制御装置を用い
た送り制御装置の構成を示す図であり、第２図はその装
置を用いた工作機械の主軸台の送り制御装置の構成図で
ある。 第１図において、Ａは数値制御装置、Ｂはサーボユニッ
ト、Ｃは絶対位置検出装置である。数値制御装置Ａは、
主として、制御演算を行うマイクロプロセッサユニット
１°（以下ｒＭＰＵＪと略記する）とその制御プログラ
ムを記憶したＲＯＭ２とキーボード等のデータ入力装置
３とバッテリバックアップしたＲＡＭ４とから成る。Ｒ
・ＡＭ４には、ＮＣプログラムが記憶されたＮＣＤ領域
とＭ出力オンが指令された時に設定されるＭ出力フラグ
Ｆ１〜Ｆ４とＭ出力をオンにする位置を設定するＭ出力
位置レジスタＭＳＲＩ〜ＭＳＲ４と送り制御の目標位置
を設定する目標位置レジスタＯＰＲと送り速度を設定す
る速度レジスタＶＲと絶対位置検出装置Ｃにより、主軸
台１０の現在の絶対位置（以下「現在位置」という）が
検出される度に、この値を記憶する現在位置レジスタＡ
ＰＲが形成されている。尚、Ｍ出力はＭ１〜Ｍ４の４出
力あり、Ｍ出力フラグとＭ出力位置レジスタは各Ｍ出力
毎に設けられている。 サーボユニットＢは、主として、レジスタ５とＤＡ変換
器７と駆動回路８とで構成されている。 ＭＰＵ　１から出力された速度信号Ｓｌはレジスタ５に
入力し、ＤＡ変換器７によりアナログ信号に変換されて
、駆動回路８に出力される。駆動回路８は、この信号を
入力してサーボモータ９に電力を供給して、それを回転
させる。 サーボモータ９の出力軸には主軸台１０を移動させるた
めの可動軸である送りねじ１１が機械的に連結されてい
る。従って、可動軸の絶対位置は、主軸台１０の絶対位
置に対応しているものとみなすことができる。主軸台１
０は送りねじ１１によりベッド２４上を摺動する。また
、ベッド２４上を摺動するテーブル２６上に工作物２５
が載置されており、この工作物２５は主軸２７に取付け
られたドリル２８により加工される。ドリル２８は冷却
装置２９から出力される冷却液で冷却される。 また、サーボモータ９の出力軸には、主軸台１゜の移動
速度を検出して駆動回路８に速度フィードバック信号を
送出する速度検出器１２が配設されている。 絶対位置検出袋ｖＩＣは、主として、サーボモータ９の
出力軸に機械的に結合している第１のレゾルバ１３と、
減速機構１４を介して第１のレゾルバ１３に結合してい
る第２のレゾルバ１５と、レゾルバ励磁回路１６と、第
１のレゾルバ１３０位相角を検出する第１位相比較回路
１７と、第２のレゾルバ１５０位相角を検出する第２位
相比較回路１８と、その両者の出力から主軸台１０の絶
対位置を演算する絶対位置演算回路１９と、その回路１
９を一定周期で駆動し絶対位置の検出タイミングを与え
るリアルタイムクロック（以下ｒＲＴＣ」と略記する）
２０とから成る。第１のレゾルバ１３は送りねじ１１が
１回転するとその入力軸が１回転し、かつ第２のレゾル
バ１５は主軸台１０が移動範囲の端から端まで移動する
間にその入力軸が１回転するように構成されている。レ
ゾルバの出力電圧と励磁電圧との位相差は、その入力軸
の回転角度に対応して変化する。第１の位相比較回路１
７は、第１のレゾルバ１３の出力電圧の励磁電圧に対す
る位相差を、カウンタによりカウントしてディジタル値
に変換して絶対位置演算回路１９に出力する。同様に９
４２の位相比較回路１８は、第２のレゾルバ１５の出力
電圧の励磁電圧に対する位相差を、ディジタル値に変換
して絶対位置演算回路１９に出力する。絶対位置演算回
路１９は、ＲＴＣ２０から検出タイミング信号りを入力
する毎（２ｆｆｌ５　）に起動され、両位相比較回路１
７．１８から位相データを入力し、主軸台１０の絶対位
置を演算して、インタフェース回路（■Ｆ）を介してＭ
ＰＵ　１に出力している。又、絶対位置演算回路１９は
、絶対位置データの演算が完了した時、そのデータの出
力時期を与える割り込み信号Ｓ２をＭＰＵ　１の割り込
み入力端子（ＮＭＩ＞に出力している。ＭＰＵＩは、係
る割り込み信号Ｓ２を入力した時は、所定の追随制御の
ためのプログラムの実行を開始し、速度信号を出力する
。 この割り込み信号Ｓ２はＲＴＣ２０から出力される検出
タイミング信号りに対し一定時間遅れて、その信号に同
期している。したがって、本実施例では、２ＩｎＳ毎に
速度信号がレジスタ５に出力される。 ６はストアードプロゲラ゛ム方式のシーケンスコントロ
ーラである。このシーケンスコントローラ６は数値制御
袋ＥＲＡにＮＣプログラムの実行の指令とＭ出力をオフ
する指令ＭＰＩＮを与えると共に、主軸モータ２２の回
転と冷却袋ｖ！１２９を制御する。 次に本実施例装置の作用を第３図のフローチャートに従
って説明する。ＮＣプログラムは第６図のように与えら
れており、そのプログラムにより第７図のように送り制
御が行われる。 まず、ステップ１００でＮＣプログラムの読出番号Ｉが
初期値１に設定される。次のステップ１０２でＮＣプロ
グラムから第１番目のデータブロックが読出され、読出
されたデータがステップ１０４においてデータエンドコ
ード（Ｇ９）と判定されると本プログラムによる処理が
終了する。また、ステップ１０２で読出されたデータが
データエンドコードでない場合には、ステップ１０６へ
移行して早送りコード（ＧＯ）又は切削送りコード（Ｇ
１）か否かが判定される。早送りコード（ＧＯ）又は切
削送りコード（Ｇ１）と判定された場合には、ステップ
１０８へ移行して、読出されたデータブロックのＸコー
ドから位置決めの目標位置がＲＡＭ４の目標位置レジス
タＯＰＲに設定され、読出されたデータブロックのＦコ
ードから送り速度がＲＡＭ４の速度レジスタＶＲに設定
される。 次に、ステップ１１０へ移行し、次のＧＯ又はＧ１コー
ドの存在するデータブロックまでに、Ｍ出力をオンとす
ることを指令するＧ７コードが有るか否かが判定される
。Ｇ７コードは第６図に示すように、Ｍ出力をオンとす
る可動軸の位置を与えるＸコードとＭ出力のアドレスを
与えるＭコードと共にプログラムされる。本実施例では
、Ｍ出力はＭ１出出力量４出力の４出力ある。そして、
これらのＭ出力は、次のＧＯ又はＧ１コードまでに存在
するＧ７コードにより自由に指定される。 ステップ１１０でいずれかのＭ出力をオンにする指令が
有ると判定されると、ステップ１′Ｘ２へ移行してＭ出
力フラグＦ１〜Ｆ４のうち、オンとすることを１旨令さ
れたＭ出力のフラグが全てセットされる。また、それら
のＭ出力をオンとする各位置は、対応するＭ出力位置レ
ジスタＭＳＨに設定される。その後、ＭＰＵ１の処理は
ステップ１１４の送り１制御に移行する。一方、ステッ
プ１１０で次のＧｏ又はＧ１コードまでに６７コードが
１つも存在しないと判定された時は、処理はステップ１
１４の送り制御に移行する。 ステップ１１４で後述する送り制御プログラムの実行が
終了すると、ステップ１１６へ移行しシーケンスコント
ローラの出力するＭＰＩＮ信号がオンか否かが判定され
、ＭＦＩＮ信号がオンとなっている時は、Ｍ出力をオフ
にする指令を意味するので、ステップ１１８へ移行して
Ｍ１出出力部４出力が全てオフとされる。その後、ＭＰ
Ｕ　１の処理はステップ１２２へ移行してＮＣプログラ
ムの読出番号■が１だけ加算され、再度、ステップ１０
２以下が実行される。また、ステップ１１６でＭＦＩＮ
がオンとなっていない時は、直ちにステップ１２２へ移
行する。 尚、ステップ１０６において、早送りコード（ＧＯ）又
は切削送りコード（Ｇ１）以外のコードを判別した時は
、ステップ１２０へ移行してそのコードに応じた機能処
理が実行された後、ステップ１１６へ移行する。 次に、ステップ１１４で起動される送り制御プログラム
について説明する。 まず、第５図の初期セットプログラムが起動される。ス
テップ３００でＲＡＭ４の目標位置レジスタＯＰＲから
目標位ｆｆ１ＭとＲＡＭ４の現在位置レジスタＡＰＲか
ら現在位置Ｒが読出され、次のステップ３０２で目標位
置Ｍと現在位置Ｒの偏差が演算され、その値は初期残移
動量ＬＯとして記憶される。 この様に、初期残移動ｆｉＬＯが初期設定さた後、絶対
位置演算回路１９から、割り込み信号Ｓ２を入力する毎
に、第４図のプログラムが実行される。 まず、ステップ２００で、絶対位置演算回路１９から検
出された絶対位置は主軸台１０の現在位置Ｒとして現在
位置レジスタＡＰＲに記憶される。 次に、ステップ２０２でＭ出力フラグＦ１〜Ｆ４を調ベ
フラグがセットされているか否かが判定される。フラグ
がセットされていると判定された場合には、ステップ２
０４へ移行し現在位置レジスタＡＰＲに記憶されている
現在位置Ｒのフラグがセットされている全てのＭ出力に
対応するＭ出力位置レジスタＭＳＨに記憶されているＭ
出力位置に等しいか否かが判定される。等しいと判定さ
れるＭ出力位置が存在する場合には、主軸台１０の現在
位置Ｒが何れかの指令されたＭ出力位置に達したことを
意味しており、この場合にはステップ２０６へ移行して
、Ｍ１出出力部４出力のうち該当するＭ出力をオンとし
、次のステップ２０８でオンとしたＭ出力に対応するＭ
出力フラグがオフとされる。また、ステップ２０４の判
定結果がＮＯの場合には、主軸台１０の現在位［Ｒは何
れのＭ出力位置も未だ越えていないのであるから、Ｍ出
力をオンとすることなく、ステップ２１０へ移行する。 また、ステップ２０２で何れのＭ出力フラグもオンに設
定されていないと判定された場合には、直ちにステップ
２１０へ移行する。 次に、ステップ２１０では、目標位置レジスタＯＰＲか
ら目標位置Ｍが読出され、ステップ２１２で目標位置Ｍ
から現在位置Ｒが減算されて、実践移動ｆｆ１ＲＬが演
算される。次に、ステップ２１４において、実残移動量
ＲＬが零か否かが判定される。実践移動ｆｆ１ＲＬが零
でない場合には、ステップ２１６へ移行し、目標位置Ｍ
までの経路を補間して得られた制御目標位置の目標位置
Ｍに対する残移動ｆｆ１（以下この残移動量を「理論残
移動量」という）ＩＬが算定される。この時、経路補間
により得られた制御目標位Ｕは、目標位置Ｍと指令速度
とから、徐加速、徐減速等の処理を行って発生される。 次に、ステップ２１８で実践移動ｆｆｉ　Ｒ、Ｌの理論
残移動ｆｆ１ＩＬに対する偏差ΔＬが演算され、ステッ
プ２２０で、偏差ΔＬに応じた速度信号Ｖｃが演算され
、その速度信号Ｖｃはステップ２２２でレジスタ５に出
力される。すると、サーボユニットＢの作用により、指
令速度でサーボモータ９は回転される。 係る処理は、一定時間毎に、ステップ２１４において実
残移動量ＲＬが零となるまで繰返し実行される。零とな
るとステップ２２６で零の速度信号Ｖｃが出力される。 このようにして、主軸台１０は制御タイミングに、同期
して変化する補間された制御目標位置に追随しながら、
目標位置Ｍに位置決めされる。そして、指令されたＭ出
力は可動軸の送り処理中に可動軸が指令位置に達した時
にオン止なる。また、オンとしたＭ出力は、送り制御の
切れ目、即ちステップ１１６でＭＰＩＮ信号がオンとな
っていると判定された時にオフされる。 次に第６図のＮＣプログラムに沿って処理手順を説明す
る。データブロックＮ０ＯＯがステップ１０２で読出さ
れるき、ＧＯコードが存在するためステップ１０６の判
定がＹｌ！Ｓ　（！：なり、ステップ１０８でそのデー
タブロックのＸコードとＦコードから目標位置と速度が
目標位置レジスタＯＰＲと速度レジスタＶＲにそれぞれ
設定される。次のデータブロックＮ０ＯＩにはＭ出力を
指令するＧ７コードが存在するため、ステップ１１０の
判定結果がＹＢＳとなり、データブロックＮ０ＯＩのＭ
１コードによりオンさせるＭ出力はＭ１七指令されてい
るので、ステップ１１２でＭ出力フラグＦ１がセットさ
れる。また、Ｘコードで指定されたＭ１１出力置がＭ出
力位置レジスタＭＳＲＩに設定される。その後、ステッ
プ１１４で送り制御される。その結果、第７図に示すよ
うに早送りが行われ、その早送り工程中に主軸台１０が
Ｍ１１出力置を通過するとＭ１出力がオンとなる。この
Ｍ１出力オンはクーラントオンを意味している。このＭ
１出力オンにより、シーケンスコントローラ６は冷却袋
！２９を駆動する。こうして、早送り工程の途中からク
ーラントオンとなる。 次に、次のデータブロックＮ０ＯＩが読出されるが、こ
のデータブロックは既に前のブロックＮ０ＯＯの実行時
に処理されているので無操作で、ステップ１２０．１１
６．１２２を経てステップ１０２へ戻り、次のデータブ
ロックＮ００２が読出される。データブロックＮ００２
が読出され゛実行されると、次のＧＯ又はＧ１コードま
でに６７コードが存在しないため、Ｍ出力に関する操作
が行われることなく、第７図に示すように主軸台１０の
第１切削送りが行われる。同様に、次にデータブロック
Ｎ０Ｏ３が読出され実行されると、第７図に示すように
第２切削が行われる。次に、データブロックＮ０Ｏ４が
読出され実行されると、ステップ１２０で６４コードに
よるドウエル処理が実行された後、ステップ１１６．１
２２を経てステップ１０２へ戻り次のデータブロックＮ
０Ｏ５が読出される。データブロック！１００５にはＧ
Ｏコードが存在するが、後のデータブロックにはＧ７コ
ードが存在しないため、Ｍ出力に関する操作が行われる
ことなく、第７図に示すように主軸台１０の早戻しが行
われる。そして、次のデータブロックＮ０Ｏ６が読出さ
れるき、Ｇ９コードによりステップ１０４の判定結果が
ｖＢＳとなり、ＮＣプログラムが終了する。 尚、オンされたＭ出力は、各データブロックによる処理
が完了した時点でシーケンスコントローラ６から入力す
るＭＰＩＮ信号がオンの時にオフとなる。 上記実施例では、ＭＦＩＮ信号のオンによりＭ出力をオ
フとしているが、各Ｍ出力を選択的にオフとする指令手
段を設けてもよい。また、Ｍ出力をオンとする位置を指
定する機能と同様に、オフとする位置を指定して送り処
理と同時処理によりその位置に達した時にＭ出力をオフ
とするようにしてもよい。 また、上記実施例では、Ｍ出力オンを指令するＧ７コー
ドはその前に存在するＧＯ又はＧ１コードによる送り時
に有効に機能するが、Ｇ７コードから後又はＭ出力をオ
フとするコードを設けた場合にはそのコードまでに存在
するＧＯ又はＧｌコードによる送り工程において有効に
機能するようにしてもよい。 【発明の効果］ 本発明の数値制御装置は、可動軸の位置を指定してＭ出
力をオンとすることを指令するＭ出力指令手段と、Ｍ出
力指令手段による指令が有効な可動軸の送り制御中に、
可動軸がＭ出力指令手段で指令さ−れた位置を通過した
時に、Ｍ出力をオンとするＭ出力実行手段とを有してい
るので、送り動作と同時処理にてＭ出力をオンとするこ
とができる。従って、処理速度が向上する。また、従来
のようにＭ出力をオンきする位置の前後で２つの工程に
分けて送り指令を与える必要がないため、ＮＣデータの
作成が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な一実施例に係る数値制御装置
を用いた主軸台送り装置の組成を示したブロックダイヤ
グラム。第２図はその主軸台送り装置を用いた工作機械
の構成図。第３図、第４図、第５図は本実施例装置に使
用されているＭＰＵの処理手順を示したフローチャート
。第６図はＮＣプログラムの一例を示した説明図。第７
図はそのＮＣプログラムによる送り工程を示した説明図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可動軸の送りを数値制御する数値制御装置において、 前記可動軸の位置を指定してＭ出力をオンとすることを
   指令するＭ出力指令手段と、 前記Ｍ出力指令手段による指令が有効な前記可動軸の送
   り制御中に、前記可動軸が前記Ｍ出力指令手段で指令さ
   れた前記位置を通過した時に、Ｍ出力をオンとするＭ出
   力実行手段と を有することを特徴とする数値制御装置。