JPWO2004074953A1 - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

加工プログラム及び工具補正量などのチェックを行う加工準備作業において、加工プログラムの作成に制約を設けることなく従来通りの加工プログラムで全ての工具に対する一連の確認作業を容易に行うことができるよう、数値制御装置に外部から読み飛ばし信号１１０を入力することにより、読み飛ばし終了命令記憶手段１０５に記憶されている命令と同じ命令が指令されるまでの間、加工プログラム１００中に必須実行命令記憶手段１０４に記憶された命令と同じ命令が指令されている場合はその命令を実行し、それ以外の命令は読み飛ばし終了命令記憶手段１０５に記憶されている命令と同じ命令が指令されるまで実行を読み飛ばし、前記読み飛ばし終了命令記憶手段１０５に記憶されている命令を読み取った場合に、その命令およびその命令以降を実行するようにした。

Description

本発明は数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下ＮＣという）装置に係り、特にこのＮＣ装置により制御されるＮＣ工作機械の加工プログラム及び工具補正量などのチェックを行う加工準備作業に関するものである。

従来のＮＣ装置を操作するオペレータは、ワークおよび工具の段取りが完了した直後の加工時において、シングルブロックおよびオーバライドを用いて加工プログラムの試運転を行う。このときオペレータは、工具交換時に正しい工具が装着されているかどうかを目視で確認を行ったのち、工具がワークにアプローチする際、アプローチの手前で工具を一旦停止させ、ＮＣ装置の表示画面上に表示される残移動量を確認するとともに、加工プログラムの工具番号指令（Ｔ指令）、加工プログラムの工具補正番号指令（Ｄ番号）および工具オフセット番号指令（Ｈ番号）、工具補正量の設定値、及び工具オフセットの設定値に問題がないか判断し、問題がなければ加工を続行する方法で加工プログラムのチェックを行っていた。
ところが、１つの加工プログラムに複数の工具が指令されている場合には、全ての工具に対して上記と同様な確認を順番に行う必要があった。このとき、オペレータは慣れてくると全ての工具に対する確認を怠り、工具オフセットや工具番号を間違えて加工したり、さらには早送りで工具をワークにぶつけて主軸の軸受けにダメージを与えたり、主軸の焼き付きを起こすといった工作機械の故障や破損につながるケースを発生させていた。
そこでこのような問題を改善する方法として、加工プログラムを工具が交換される単位毎に工程分割し、分割された工程毎にシーケンス番号を付け、工程毎のシーケンス番号サーチを行うことで上記と同様な確認を行う方法が用いられている。
また、別の方法として、プログラムの実行を一時中断するオプショナルストップ命令を工程毎に挿入しておき、プログラムの実行を中断しながら各々の工具に対して上記確認を行う方法もある。
しかしながら、工程毎のシーケンス番号サーチによる方法では、サーチすべき箇所にシーケンス番号を付け、さらにそのシーケンス番号をサーチしなければならない手間が発生するという問題があった。またこの方法では、加工時間短縮を目的として現在の工程実行中に次の工具番号を指令することで、事前に次の工具をマガジンの待機位置に準備させる加工プログラムが作成されると、シーケンス番号でサーチした場所より前に工具番号が指令されているため、加工プログラムのチェックを行うことができないといった問題が発生した。
また、工程毎にオプショナルストップ命令を挿入する方法では、オペレータが一工程の終了を１つずつ確認しオプショナルストップ命令を挿入する必要があり、オペレータの無駄時間が発生した。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、加工プログラムの作成に制約を設けることなく、従来通りの加工プログラムで全ての工具に対する一連の確認作業を容易に行うことができるＮＣ装置を提供することを目的とする。
本発明に係るＮＣ装置は前記目的を達成させるため、加工プログラム中の所望の命令までは命令の実行を読み飛ばすことを指令する読み飛ばし信号入力手段と、前記所望の命令を記憶するための読み飛ばし終了命令記憶手段と、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令されるまで実行を読み飛ばす読み飛ばし手段と、を備える構成としたものである。
このため、読み飛ばし信号の入力により、読み飛ばし終了命令が指令されるブロックまで読み飛ばされることから、読み飛ばし信号の入力により、加工プログラムの作成に制約を設けることなく、換言すれば加工プログラムチェックのために作成済の加工プログラムそのものに何等手を加えることなく、全ての工具に対する一連の確認作業を容易に行うことができる。
例えば工具交換位置への移動指令を前記読み飛ばし終了命令記憶手段に設定すれば、シーケンス番号を追加して、そのシーケンス番号をサーチするといった無駄時間も発生しない。
また本発明は、前記命令の実行を読み飛ばしている場合でも必ず実行する命令を記憶する必須実行命令記憶手段を備え、前記読み飛ばし手段を、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、読み飛ばし信号入力時に実行中の命令から前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令されるまでの間に、加工プログラム中に前記必須実行命令記憶手段に記憶された命令と同じ命令が指令されている場合にはその命令を実行するものとしたものである。
このため、例えば工具番号指令（Ｔコード）を前記必須実行命令記憶手段に設定すれば、読み飛ばされた加工プログラム内で指令された工具番号指令でも工具の割り出しが実行されるので、前記のような加工時間短縮を目的として現在の工程実行中に次の工具番号を指令する加工プログラムでも、チェックが行えないと言う問題も発生しない。
また本発明は、前記読み飛ばし手段を、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令を読み取った場合、その命令を実行するものとしたものである。
このため、例えば工具交換位置への移動指令（Ｇ３０）を前記読み飛ばし終了命令記憶手段に設定すれば、読み飛ばした後、直ぐに工具交換位置への移動指令を実行するので、次ブロックのチェックのための無駄時間が発生しない。
また本発明は、前記読み飛ばし手段を、ブロック停止外部信号またはブロック停止パラメータの設定の有無により、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令された後の次ブロックにてブロック停止するか否か判断し、ブロック停止外部信号またはブロック停止パラメータの設定がある場合、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令された後の次ブロックにてブロック停止させるものとしたものである。
このため、読み飛ばし信号の入力により、読み飛ばし終了命令が指令されるブロックまで読み飛ばされ、読み飛ばし完了後の状態をブロック停止状態と継続状態の何れかが選択できるので、より安全にチェックできる。
また本発明は、前記読み飛ばし手段を、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、現在実行中のブロックの実行を中断するものとしたものである。
このため、ワークと工具とが接触する点で読み飛ばし信号を入力すれば、ワークと工具が接触する点まで確認することができ、より正確なチェックが行える。
また本発明は、前記読み飛ばし手段を、読み飛ばし処理が実行されている間の座標情報は更新せずにモーダル情報のみを更新するものとしたものである。
このため、読み飛ばし信号の入力により、読み飛ばし終了命令が指令されるブロックまで読み飛ばされている間モーダル情報が更新されるため、読み飛ばした後に途中工程から実行してもモーダル情報に関わる整合性を考慮する必要がなく、よって読み飛ばし終了後に引き続いて実行されるブロックを、読み飛ばさない状態とほぼ同じ状態でチェックを行うことができる。
また本発明は、前記読み飛ばし手段を、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、予め登録された加工プログラムが実行された後、実行されるものとしたものである。
このため、例えばその予め登録される加工プログラムとして、工具退避用の加工プログラムを登録した場合、その工具退避用の加工プログラムを実行することによって、機械的な干渉を発生させずに、安全に加工プログラムのチェックを行うことができる。
また本発明は、前記読み飛ばし終了命令記憶手段を、パラメータにより任意の命令に設定することができるものとしたものである。
このため、ユーザが読み飛ばし終了命令を任意のものに設定できるようになり、よってユーザとして上述した機能が非常に使用し易いものとなる。
更にまた本発明は、前記必須実行命令記憶手段を、パラメータにより任意の命令に設定することができるものとしたものである。
このため、ユーザが必須実行命令を任意のものに設定できるようになり、よってユーザとして上述した機能が非常に使用し易いものとなる。

第１図は本発明の実施の形態１に係るＮＣ装置の一構成例を示すブロック図である。
第２図は本発明の実施の形態１に係るＮＣ装置による処理手順を示すフローチャートである。
第３図は本発明の実施の形１態に係るＮＣ装置による処理手順を示すフローチャートである。
第４図は本発明の実施の形態１に係るＮＣ装置によるマクロプログラム処理手順を示すフローチャートである。
第５図は本発明の実施の形態１に係るＮＣ装置の加工プログラム例を示す図である。
第６図は本発明の実施の形態１に係るＮＣ装置のマクロプログラム例を示す図である。
第７図は本発明の実施の形態１に係る機械構成概略図である。
第８図は本発明の実施の形態１に係るＮＣ装置画面の一例を示す図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。
まず、本実施の形態１の理解を助けるために、第１図の全体構成ブロック図、第５図及び第６図の加工プログラム例、第７図の機械構成概略図及び第８図のＮＣ装置画面構成例を用いて本実施の形態１による基本的な動作を説明する。
ここでは、第７図に示すようなマシニングセンタの機械構成を想定し、第５図の加工プログラム１００に従って、読み飛ばし信号１１０により第７図に示される位置Ａのワーク接触位置から位置Ｂの工具交換位置までの命令を読み飛ばす例を用いて説明している。
まず、第５図の加工プログラム１００に記述されているシーケンス番号Ｎ０１０のブロックでは、予め第７図で示されるマガジンを回転させて１番工具の割出しを行っている。次に、現在主軸に装着されている工具を１番の工具に交換するため、シーケンス番号Ｎ０２０のブロックにて主軸を工具交換位置に移動させたのち、シーケンス番号Ｎ０３０のブロックにて工具交換を行っている。次に実際の加工を行うために、シーケンス番号Ｎ０４０及びＮ０５０のブロックで位置決めを行い、シーケンス番号Ｎ０６０のブロックで加工を開始している。このとき、オペレータは、オーバライド値を小さく設定することにより送り速度を減速させ、図８に示すようなＮＣ装置画面にて工具番号、補正量、残距離量を確認しながら、実際に装着されている工具が正しいかを確認し、さらに実際にワークとの接触位置や残移動量を目測することで切削動作が正常であるかを判断する。動作に問題がある場合には、問題の部分を修正し再度同じ操作を行う。動作に問題がない場合には、ＮＣ制御工作機械の機械操作盤等に設けられているボタン等を押すことにより、読み飛ばし信号１１０を入力する。読み飛ばし終了命令には、工具交換位置への移動でよく使用されるＧ３０（指定された中間点を経由して、機械固有の位置である第２、第３または第４のレファレンス点（原点）位置に復帰させる指令）を予めパラメータとして指定することで、実際にＧ３０が指令されているシーケンス番号Ｎ３００のブロックまで読み飛ばす。このとき、必須実行命令に工具交換指令（Ｔ０２）を指定することで、シーケンス番号Ｎ１００のブロックのＴ０２指令は実行され、２番工具の割出しは行われる。また、シーケンス番号Ｎ３００のブロックまで読み飛ばされたのち、直ちにＮ３００のブロックを実行すると、主軸はまたワーク接触位置にあることから機械的な干渉が考えられる。このため、読み飛ばし信号１１０が入力された直後、第６図に示される工具退避用の加工プログラム１００を実行することにより、工具を安全な位置に退避させる。これにより、読み飛ばし実行後のシーケンス番号Ｎ３００以降のブロックも安全に実行することができる。
なお、Ｇ３０、Ｔ０２の何れの指令も、第７図で示す加工に必須の指令であって、背景技術の欄で説明したオプショナルストップ命令（Ｍ１）のような、加工プログラムのチェックのために加工プログラム中に指令された指令ではない。
次に前記制御を行うための詳細について説明する。
即ち、第１図は、本発明による実施の形態１のＮＣ装置の全体構成を示すブロック図である。ＮＣ装置２００内のメモリ上に格納された加工プログラム１００は、加工プログラム解析部１２０により１ブロックずつ読み取られ、移動量、速度等の算出といった解析が行われる。この解析された情報を基に、ある一定周期間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）で処理が行われる補間処理部１２１にて、各軸の単位時間当たりの移動量が出力され、この移動量はサーボＩ／Ｏ処理部１０９を通して図には記述されていないサーボアンプに渡されることでサーボモータが駆動される。
ここでは、シーケンス番号Ｎ０６０のブロックを実行中に、オペレータにより外部信号である読み飛ばし信号１１０が入力されたときを例にして説明する。
シーケンス番号Ｎ０６０のブロックを実行中、一定周期で実行される補間処理部１２１内の読み飛ばし信号入力手段１０８により読み飛ばし信号１１０がオンしていると判断された場合、補間処理部１２１は現在、補間処理を行っているブロックを中断し、加工プログラム解析部１２０に次ブロックの加工プログラム解析を要求する。次に加工プログラム解析要求を受けた加工プログラム解析部１２０は、次のブロックが必須実行命令（例えば、Ｔ指令）であるかどうかを読み飛ばし手段１０１にて判断し、シーケンス番号Ｎ１００のブロックのように必須実行命令が指令された場合は、必須実行命令用の情報を作成し、補間処理部１２１に必須実行命令の実行を要求する。そして、要求を受けた補間処理部１２１では、必須実行命令のブロック情報に従い必須実行命令を実行し、再度、加工プログラム解析部１２０に対して、次ブロックの加工プログラム解析を要求する。次に、加工プログラム解析部１２０では、再度、次のブロックを読み出し、読み飛ばし手段１０１にてシーケンス番号Ｎ１１０のブロックのように必須実行命令でない、且つ、読み飛ばし終了命令でもないと判断した場合は、モーダル指令管理部１０３にてＧ００などのモーダル指令を更新する。そして、次のブロックの読み出しを行い、加工プログラム解析処理を続行する。また、加工プログラム解析部１２０にて、読み出したブロックが読み飛ばし終了命令（例えばシーケンス番号Ｎ３００のブロックのようなＧ３０）であると読み飛ばし手段１０１にて判断した場合は、読み出したブロックのブロック情報を作成し、補間処理部１２１に対して補間処理の実行を要求する。そして、補間処理部１２１では、ブロック停止有効信号１１３がオンしているか確認し、オンしていれば現ブロック実行後、ブロック停止状態にする。また、シーケンス番号Ｎ０６０のブロックを実行中、読み飛ばし信号１１０がオンしたとき、マクロプログラム番号１１４が登録されている場合には、第５図に示されるようなプログラムを実行して工具を退避させたのち、読み飛ばし処理を実行する場合もある。
次に、本実施の形態１に関わる処理手順を、第２図及び第３図に示したフローチャートを参照して説明する。一定周期毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に処理が繰り返し実行される補間処理部１０５では、外部信号である読み飛ばし信号１１０がオンしたか判別し（ステップＳ１００）、読み飛ばし信号１１０がオンしている場合には、読み飛ばし開始フラグ１１１をオンし（ステップＳ１１０）、後述するマクロプログラム処理（ステップＳ４００）を実行する。もし、読み飛ばし信号１１０がオフしている場合には、前述の処理は実行せず、現ブロックの実行処理（ステップＳ１５０）に移行する。次に読み飛ばし開始フラグ１１１がオンしているかどうかを判別し（ステップＳ１２０）、読み飛ばし開始フラグ１１１がオンしている場合には、現ブロックが読み飛ばし終了命令記憶手段１０５に記憶されている読み飛ばし終了命令かどうかの判別を行う（ステップＳ１３０）。ここで、現ブロックが読み飛ばし終了命令であった場合には、読み飛ばし開始フラグ１１１をオフし（ステップＳ１７０）、続いて読み飛ばし終了フラグ１１２をオンする（ステップＳ１８０）。また、現ブロックが読み飛ばし終了命令でなかった場合には、現ブロックが必須実行命令記憶手段１０４に記憶されている必須実行命令かどうか判別を行う（ステップＳ１４０）。ここで、現ブロックが必須実行命令であった場合には、現ブロックの実行処理を行う（ステップＳ１５０）。また、現ブロックが必須実行命令でなかった場合には、現ブロックの実行処理は行わずに次のステップに進む。そして、次のステップでは、現ブロックによってモーダル情報を更新し（ステップＳ１６０）、読み飛ばし終了フラグ１１２がオンしているか判別する（ステップＳ１９０）。ここで、読み飛ばし終了フラグ１１２がオフしている場合には、本フローチャートの先頭に戻る。また、読み飛ばし終了フラグ１１２がオンしている場合には、ブロック停止有効信号１１３がオンしているか判別を行う（ステップＳ２００）。ここで、ブロック停止有効信号１１３がオンしている場合には、ブロック停止処理を行う（ステップＳ２１０）が、ブロック停止有効信号１１３がオフしている場合には、ブロック停止処理をスキップする。そして最後に、読み飛ばし終了フラグ１１２をオフして処理を終了する。
次に、第２図に示したフローチャートのマクロプログラム処理（ステップＳ４００）を第４図のフローチャートを参照して説明する。本マクロプログラムは、読み飛ばし実行後に工具を安全に退避させる場合に使用するものであり、パラメータ領域にマクロプログラム番号１１４を登録する。ここで、パラメータにマクロプログラム番号１１４が登録されているかどうか判別し（ステップＳ３００）、マクロプログラム番号１１４が登録されていない場合には、何も処理をせずに終了する。もし、マクロプログラム番号１１４が登録されている場合は、マクロプログラムの１ブロックの読み出し処理を行う（ステップＳ３１０）。読み出したブロックが存在するかどうか判別し（ステップＳ３２０）、ブロックが存在しない場合には処理を終了する。ここで、マクロプログラムにブロックが存在する場合は、ブロック情報を作成し（ステップＳ３３０）、補間処理を行う（ステップＳ３４０）。そして、サーボＩ／Ｏ処理を行ったのち（ステップＳ３５０）、次のブロック読み出し処理（ステップＳ３１０）を再び実行する。
このように、本実施の形態１では、読み飛ばし信号１１０の入力により、読み飛ばし終了命令が指令されるまでのブロックが読み飛ばされることから、加工プログラムの作成に制約を設けることなく全ての工具に対する一連の確認作業を容易に行えることがわかる。
実施の形態２．
以上のこれまでの説明ではブロック停止動作の切換えは、ブロック停止有効信号１１３を使用することで説明してきたが、本信号の代わりにパラメータで設定を切換えるように対応してもよいことは言うまでもない。
また、これまでの説明では読み飛ばし終了命令については、Ｇ３０指令を用いて説明してきたが、これをその他の指令、例えばＴ指令で一連の工具交換動作を行うようにマクロが設定されている場合はそのＴ指令などに変更することも可能で、この場合であっても同様の効果を奏する。読み飛ばし終了命令として、複数の異なる指令を一括登録することも可能である。
また、これまでの説明では必須実行命令については、工具番号指令（Ｔ）を用いて説明してきたが、これをその他の指令、例えばパレットチェンジ用のＭ指令に変更することも可能で、この場合であっても同様の効果を奏する。また、必須実行命令として、複数の異なる指令を一括登録することも可能である。
更にまた、必須実行命令として、例えば複数の工具番号指令Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等を登録したい場合、個々に登録（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等を指定して登録）することなく、Ｔを登録するだけで、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３等の工具番号指令を実行できるように構成してもよい。

以上のように本発明に係る数値制御装置は、ＮＣ工作機械の加工プログラム及び工具補正量などのチェックを行う加工準備作業を行う場合の数値制御装置として用いられるのに適している。

Claims (9)

1. ワークと工具を相対的に移動させて加工を行う工作機械の駆動装置を制御する数値制御装置において、加工プログラム中の所望の命令までは命令の実行を読み飛ばすことを指令する読み飛ばし信号入力手段と、前記所望の命令を記憶するための読み飛ばし終了命令記憶手段と、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令されるまで実行を読み飛ばす読み飛ばし手段と、を備えてなる数値制御装置。
2. 前記命令の実行を読み飛ばしている場合でも必ず実行する命令を記憶する必須実行命令記憶手段を備え、前記読み飛ばし手段は、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、読み飛ばし信号入力時に実行中の命令から前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令されるまでの間に、加工プログラム中に前記必須実行命令記憶手段に記憶された命令と同じ命令が指令されている場合にはその命令を実行するものであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の数値制御装置。
3. 前記読み飛ばし手段は、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令を読み取った場合、その命令を実行するものであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の数値制御装置。
4. 前記読み飛ばし手段は、ブロック停止外部信号またはブロック停止パラメータの設定の有無により、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令された後の次ブロックにてブロック停止するか否か判断し、ブロック停止外部信号またはブロック停止パラメータの設定がある場合、前記読み飛ばし終了命令記憶手段に記憶されている命令と同じ命令が指令された後の次ブロックにてブロック停止させるものであることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の記載の数値制御装置。
5. 前記読み飛ばし手段は、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、現在実行中のブロックの実行を中断するものであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項の何れかに記載の数値制御装置。
6. 前記読み飛ばし手段は、読み飛ばし処理が実行されている間の座標情報は更新せずにモーダル情報のみを更新するものであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項の何れかに記載の数値制御装置。
7. 前記読み飛ばし手段は、前記読み飛ばし信号入力手段により読み飛ばし信号が入力されると、予め登録された加工プログラムが実行された後、実行されるものであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項の何れかに記載の数値制御装置。
8. 前記読み飛ばし終了命令記憶手段は、パラメータにより任意の命令に設定することができることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項の何れかに記載の数値制御装置。
9. 前記必須実行命令記憶手段は、パラメータにより任意の命令に設定することができることを特徴とする請求の範囲第２項〜第８項の何れかに記載の数値制御装置。

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