JPWO2016157395A1 - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

ＮＣ工作機械（３）を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化し、グループ化された機械構成によりワークを加工するようにＮＣ工作機械（３）を駆動させる複数の加工プログラムを記憶するグループ別加工プログラム記憶部（１１）と、加工プログラムによりＮＣ工作機械（３）を駆動させてワークを加工する際に必要となるデータをグループ別に記憶するグループ別データ記憶部（１２）と、グループ別の加工プログラムをすべて読み出し、グループ別の加工プログラムごとに解析するプログラム解析部（１３）と、データを読み出して、解析された加工プログラムとデータとを使ってグループごとに補間する補間処理部（１４）とを備える。一台の多軸多系統ＮＣ工作機械を制御し、複数のワークを独立して並列加工させることができる。

Description

本発明は、ＮＣ工作機械を制御する数値制御装置に関する。

一般に、円筒形状または中実形状の長尺ワークの両端及び外径を加工するときに、ＮＣ工作機械を用いて機械加工する技術が知られている。特許文献１には、心押軸がワークの端面に圧接したときの心押軸の位置を検出器により検出し、検出された心押軸の位置と予め設定された基準位置との差を算出し、算出された差分値を基に加工原点を補正し、補正された加工原点を基準にして工具を移動させ、ワークを加工するＮＣ工作機械が開示されている。

また、ＮＣ工作機械には、複数の系統をもち各系統に実装された軸によりワークを加工する多軸多系統ＮＣ工作機械がある。多軸多系統ＮＣ工作機械を制御する数値制御装置は、系統ごとに加工プログラムを作成し、当該加工プログラムに基づいて、系統ごとに同期しながら多軸多系統ＮＣ工作機械を制御し、ワークを加工させている。

特開２００１−２５９９６７号公報

ところで、上述した従来の数値制御装置では、すべての系統を連係、つまり同期させながら多軸多系統ＮＣ工作機械を制御し、ワークを加工させている。よって、従来の数値制御装置では、一台の多軸多系統ＮＣ工作機械を制御し、複数のワークを独立して並列加工させるような制御を行うことができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一台の多軸多系統ＮＣ工作機械を制御し、複数のワークを独立して並列加工させることができる数値制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＮＣ工作機械を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化し、グループ化された機械構成によりワークを加工するようにＮＣ工作機械を駆動させる複数の加工プログラムを記憶する第１記憶部と、加工プログラムによりＮＣ工作機械を駆動させてワークを加工する際に必要となるデータをグループ別に記憶する第２記憶部と、グループ別に加工プログラムをすべて読み出し、グループごとの加工プログラムごとに解析するプログラム解析部と、データを読み出して、解析された加工プログラムとデータとを使ってグループごとに補間する補間処理部とを備えることを特徴とする。

本発明にかかる数値制御装置は、一台の多軸多系統ＮＣ工作機械を制御し、複数のワークを独立して並列加工させることができる。

実施の形態にかかる数値制御装置の構成図 ＮＣ工作機械を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成の組み合わせによりグループ化する場合の説明に供する図 グループ１構成例における加工プログラムと、データと、ラダープログラムとの対応関係を示す図 グループ１，２構成例における加工プログラムと、データと、ラダープログラムとの対応関係を示す図 グループ１，２，３，４構成例における加工プログラムと、データと、ラダープログラムとの対応関係を示す図 パラメータでグループ化の設定を行う場合の説明に供する図 ラダープログラムでグループ化の設定を行う場合の説明に供する図 グループ化した場合の変数を模式的に示す図 グループ化した場合の工具オフセットデータを模式的に示す図 主軸番号のグループ化を模式的に示す図 カウンタ画面のグループ化を模式的に示す図 ハンドルの操作による加工プログラムテスト加工（プログラムチェック機能）がグループ別に独立して実行される様子を示す図 多系統シングルブロック機能がグループ別に独立して実行される動作についての説明に供する図 干渉チェック機能がグループ分けとは関係なく動作する様子を示す図 グループ間の協調動作についての説明に供する図 グループ別にデータを入出力する動作についての説明に供する図 グループ間における加工プログラムの同期処理についての説明に供する図 １つのグループが停止しても他のグループは加工を継続することについての説明に供する図 実施の形態にかかる数値制御装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる数値制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、実施の形態にかかる数値制御装置１の構成を示す図である。数値制御装置１は、駆動信号を駆動部２に出力し、駆動部２にＮＣ工作機械３を駆動させて、ＮＣ工作機械３にワークを加工させる装置である。また、数値制御装置１には、オペレータが操作を行う入力操作部４と、表示データを表示する表示部５とが接続されている。

数値制御装置１は、複数の加工プログラムを記憶する第１記憶部であるグループ別加工プログラム記憶部１１と、ワークを加工する際に利用するデータをグループ別に記憶する第２記憶部であるグループ別データ記憶部１２と、加工プログラムごとに解析するプログラム解析部１３と、解析された加工プログラム中のデータを補間する補間処理部１４と、加減速処理を行う加減速処理部１５と、駆動部２の各軸に軸データである駆動信号を出力する軸データ出力部１６とを備える。また、数値制御装置１は、パラメータを記憶する第３記憶部であるパラメータ記憶部１７と、データが入力されるデータ入出力部１８と、ラダープログラムを処理するＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１９と、機械制御信号を処理する機械制御信号処理部２０と、入力操作部４から入力されたデータを処理する入力処理部２１と、表示データを処理する表示処理部２２とを備える。以下では、グループ別加工プログラム記憶部１１、グループ別データ記憶部１２およびパラメータ記憶部１７を記憶部１０と総称する。また、後述する主軸番号変換テーブル記憶部２３、画像表示データ記憶部２４および共有エリア２５も記憶部１０に含まれる。また、グループ別加工プログラム記憶部１１、グループ別データ記憶部１２およびパラメータ記憶部１７は、別々の記憶部ではなく、１つの記憶部で構成されていてもよい。

グループ別加工プログラム記憶部１１は、ＮＣ工作機械３を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化し、グループ化された機械構成によりワークを加工するようにＮＣ工作機械３を駆動させる複数の加工プログラムを記憶する。

グループ別データ記憶部１２は、加工プログラムによりＮＣ工作機械３を駆動させてワークを加工する際に必要となるデータをグループ別に記憶する。グループ別データ記憶部１２に記憶されるデータとは、変数、工具オフセットデータ等のことである。

プログラム解析部１３は、グループ別に解析処理を実行するグループ別解析処理機能を有しており、グループ別加工プログラム記憶部１１からグループ別の加工プログラムをすべて読み出し、加工プログラムごとに解析し、共有エリア２５に書き込む。

補間処理部１４は、グループ別に補間処理を実行するグループ別処理機能と、各グループを独立して補間処理を実行するグループ独立処理機能を有している。補間処理部１４は、共有エリア２５からデータを読み出して、解析された加工プログラムとデータとを使ってグループごとに補間する。

加減速処理部１５は、補間されて修正された加工プログラムに含まれている速度指令を加減速処理する。具体的には、加減速処理部１５は、軸の回転数を０から１０００回転まで上げる場合、ｎ_１秒かけて主軸の回転数を０から１０００回転まで上げる速度指令に変更し、ｔ秒後に１０００回転から０まで下げる場合、ｔ秒後にｎ_２秒かけて１０００回転から０まで下げる速度指令に変更する。なお、ｎ_１とｎ_２は、通常同じ値である。

軸データ出力部１６は、加減速処理部１５から出力された軸データを軸ごとに分け、駆動部２に出力する。

駆動部２は、軸データ出力部１６から出力されてきた軸データを各軸に供給する。ここで、駆動部２の構成について説明する。駆動部２は、ＮＣ工作機械３の各軸の駆動を制御するサーボ制御部２ａと、サーボ制御部２ａによる制御に基づいて駆動するサーボモータ２ｂとを備えている。サーボモータ２ｂには、位置および速度を検出する検出器が備えられている。

パラメータ記憶部１７は、グループとパラメータとが対応付けられたテーブルを記憶する。パラメータは、データ入出力部１８または後述する入力操作部４から入力される。プログラム解析部１３は、パラメータが入力（設定）された場合、パラメータに対応するグループを特定する。プログラム解析部１３は、プログラムサーチで指定された加工プログラムをグループ別加工プログラム記憶部１１から読み出し、ＰＬＣ１９から入力された自動起動（機械信号）で、読み出した加工プログラム解析を開始する。

データ入出力部１８は、グループ別にデータの入出力を行うグループ別データ入出力機能を有しており、パーソナルコンピュータが接続されるインターフェイスである。オペレータは、パーソナルコンピュータを利用して加工プログラムを作成する。データ入出力部１８は、パーソナルコンピュータが接続され、パーソナルコンピュータから加工プログラムが入力される。グループ別加工プログラム記憶部１１は、データ入出力部１８から入力された加工プログラムを保存する。データ入出力部１８は、加工プログラムだけでなく、パラメータ、工具オフセット等のデータの入出力も行うことができる。

ＰＬＣ１９は、グループ別にＰＬＣ機能を実行するグループ別ＰＬＣ機能を有しており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリとを内蔵した装置である。ＰＬＣ１９は、ラダープログラムを処理し、ＮＣ工作機械３によりワークが加工される際に、例えば、切削油を噴射する噴射器の駆動を制御し、ＮＣ工作機械３により加工されたワークを運ぶベルトコンベアの駆動を制御する。

また、ＰＬＣ１９は、ラダープログラムを実行してグループを特定する。プログラム解析部１３は、運転サーチされた加工プログラムをグループ別加工プログラム記憶部１１から読み出し、読み出した加工プログラムを解析する。

機械制御信号処理部２０は、グループ別に処理を実行するグループ別機械制御信号処理機能を有し、ＰＬＣ１９から入力されたグループ別のデータを処理する。

入力操作部４は、複数のキーで構成されており、オペレータにより操作される。入力処理部２１は、入力操作部４により入力された内容を処理し、処理後のデータを記憶部１０に記憶させる。

ここで、入力操作部４を利用して加工プログラムを作成する動作について説明する。オペレータは、表示部５を見ながら入力操作部４を操作する。入力処理部２１は、入力操作部４により入力された内容を処理して加工プログラムを作成し、加工プログラムをグループ別加工プログラム記憶部１１に記憶させる。なお、オペレータは、入力操作部４を操作することにより、グループ別加工プログラム記憶部１１に記憶されている加工プログラムを読み出し、加工プログラムの編集を行うこともできる。また、工具オフセットデータ等は、グループ別データ記憶部１２に入力され、パラメータは、パラメータ記憶部１７に入力される。

よって、数値制御装置１は、ＮＣ工作機械３を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化し、グループ化された機械構成によりワークを加工するようにＮＣ工作機械３を駆動させる複数の加工プログラムをグループ別加工プログラム記憶部１１からすべて読み出し、プログラム解析部１３でグループごとに加工プログラムを解析し、また、グループごとに工具オフセットデータ等を読み出して経路を補正しながら、一台のＮＣ工作機械３を制御し、複数のワークを独立して並列加工させることができる。

ここで、ＮＣ工作機械３を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化するときの構成例について、説明する。なお、以下では、ＮＣ工作機械３を仮想的に、４つの機械構成に分けた場合について説明するが、４つに限られない。

図２（ａ）は、ＮＣ工作機械３の機械構成をすべて利用して、１つのグループを構成した場合の概念図である。図２（ｂ）は、ＮＣ工作機械３の機械構成を２つずつ利用して、２つのグループを構成した場合の概念図である。図２（ｃ）は、ＮＣ工作機械３の機械構成を１つずつ利用して、４つのグループを構成した場合の概念図である。

図２（ａ）の場合は、数値制御装置１は、機械構成をすべて利用した形態をグループ１とする。以下では、当該形態をグループ１構成例と称する。また、グループ１における加工の順番は、「機械構成（１）→機械構成（２）→機械構成（３）→機械構成（４）」である。具体的には、ワーク１ａは、機械構成（１）で加工処理され、つぎに、機械構成（２）で加工処理され、つぎに、機械構成（３）で加工処理され、つぎに、機械構成（４）で加工処理されることにより、ワーク１ｂとして搬出される。

よって、数値制御装置１は、一台のＮＣ工作機械３を制御し、異なる４つの機械構成により１つのワークを加工させることができる。

図２（ｂ）の場合は、数値制御装置１は、機械構成（１）と機械構成（２）とを利用した形態をグループ１とし、機械構成（３）と機械構成（４）とを利用した形態をグループ２とする。以下では、当該形態をグループ１，２構成例と称する。また、グループ１における加工の順番は、「機械構成（１）→機械構成（２）」である。グループ２における加工の順番は、「機械構成（３）→機械構成（４）」である。

具体的には、ワーク２ａは、機械構成（１）で加工処理され、つぎに、機械構成（２）で加工処理されることにより、ワーク２ｂとして搬出される。また、ワーク３ａは、機械構成（３）で加工処理され、つぎに、機械構成（４）で加工処理されることにより、ワーク３ｂとして搬出される。なお、グループ１とグループ２とは同じ形状のワークを同時加工することもできるが、異なる形状のワークを同時加工することもできる。

よって、数値制御装置１は、一台のＮＣ工作機械３に、グループ別に独立して制御し、同じ形状または異なる形状のワークを同時加工させることができる。

図２（ｃ）の場合は、数値制御装置１は、機械構成（１）を利用した形態をグループ１とし、機械構成（２）を利用した形態をグループ２とし、機械構成（３）を利用した形態をグループ３とし、機械構成（４）を利用した形態をグループ４とする。以下では、当該形態をグループ１，２，３，４構成例と称する。

具体的には、ワーク４ａは、機械構成（１）で加工処理されることにより、ワーク４ｂとして搬出される。ワーク５ａは、機械構成（２）で加工処理されることにより、ワーク５ｂとして搬出される。ワーク６ａは、機械構成（３）で加工処理されることにより、ワーク６ｂとして搬出される。ワーク７ａは、機械構成（４）で加工処理されることにより、ワーク７ｂとして搬出される。

なお、グループ１、グループ２、グループ３およびグループ４は同じ形状のワークを同時加工することもできるが、異なる形状のワークを同時加工することもできる。

よって、数値制御装置１は、一台のＮＣ工作機械３に、グループ別に独立して制御し、同じ形状または異なる形状のワークを加工させることができる。

つぎに、グループ１構成例、グループ１，２構成例およびグループ１，２，３，４構成例と、ＮＣ工作機械３を制御する加工プログラムと、工具オフセットデータ等のデータと、ラダープログラムとの対応関係について説明する。図３は、グループ１構成例における加工プログラムと、データと、ラダープログラムとの対応関係を示す図である。図４は、グループ１，２構成例における加工プログラムと、データと、ラダープログラムとの対応関係を示す図である。図５は、グループ１，２，３，４構成例における加工プログラムと、データと、ラダープログラムとの対応関係を示す図である。

グループ１構成例の加工プログラムは、機械構成（１）を制御する加工プログラム＄１と、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄２と、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄３と、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄４とから構成されている。加工プログラム＄１、加工プログラム＄２、加工プログラム＄３および加工プログラム＄４は、通常異なる内容のプログラムである。また、グループ１構成例のデータは、グループ１に対応するものだけである。グループ１構成例のラダープログラムは、グループ１に対応するものだけである。すなわち、機械全体を制御する。

グループ１，２構成例の加工プログラムは、機械構成（１）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄２と、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄２とから構成されている。加工プログラム＄１と加工プログラム＄２とは、通常異なる内容のプログラムである。また、機械構成（１）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄１とは、同じ内容のプログラムでもよいし、異なる内容のプログラムでもよい。同様に、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄２と、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄２とは、同じ内容のプログラムでもよいし、異なる内容のプログラムでもよい。また、グループ１，２構成例のデータは、グループ１に対応するデータと、グループ２に対応するデータに分かれている。グループ１構成例のラダープログラムは、グループ１に対応するラダープログラムと、グループ２に対応するラダープログラムとに分かれており、各々、機械構成（１），（２）と、機械構成（３），（４）とを制御する。

グループ１，２，３，４構成例の加工プログラムは、機械構成（１）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄１とから構成されている。すべての加工プログラム＄１は、同じ内容のプログラムであってもよいし、異なる内容のプログラムであってもよい。また、グループ１，２，３，４構成例のデータは、グループ１に対応するデータと、グループ２に対応するデータと、グループ３に対応するデータと、グループ４に対応するデータとに分かれている。グループ１，２，３，４構成例のラダープログラムは、グループ１に対応するラダープログラムと、グループ２に対応するラダープログラムと、グループ３に対応するラダープログラムと、グループ４に対応するラダープログラムとに分かれており、各々、機械構成（１）と機械構成（２）と機械構成（３）と機械構成（４）とを制御する。

つぎに、上述したグループ１，２構成例におけるグループ化の設定について説明する。グループは、パラメータ等により静的に変更が行われ、またはラダープログラム等により動的に変更が行われる。図６は、パラメータによりグループ化の設定を行う場合の説明に供する図である。図７は、ラダープログラムによりグループ化の設定を行う場合の説明に供する図である。

まず、パラメータによるグループ化の設定について説明する。図６（ａ）は、パラメータによりグループ化の設定を行う第１パターンを示し、図６（ｂ）は、パラメータによりグループ化の設定を行う第２パターンを示す。なお、図６（ａ）中において、系統番号の項目の「１」は、機械構成（１）を運転する加工プログラム＄１を示し、系統番号の項目の「２」は、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄２を示し、系統番号の項目の「３」は、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄１を示し、系統番号の項目の「４」は、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄２を示す。図６（ｂ）中において、系統番号の項目の「１」は、機械構成（１）を運転する加工プログラム＄１を示し、系統番号の項目の「３」は、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄２を示し、系統番号の項目の「２」は、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄１を示し、系統番号の項目の「４」は、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄２を示す。また、第２パターンに示すように、加工プログラムの組み合わせは、＄（系統番号）の番号が連続している必要はない。

データ入出力部１８または入力操作部４からパラメータが入力（設定）されると、パラメータ記憶部１７に記憶されているテーブルが参照されて、パラメータに対応するデータがグループ化される。プログラム解析部１３は、パラメータで設定したグループの加工プログラムをグループ別加工プログラム記憶部１１から読み出し、読み出した加工プログラムを解析する。

なお、パラメータによるグループ化の設定を行った後には、オペレータは、グループに対応した加工プログラムをグループ別加工プログラム記憶部１１に登録しておく必要がある。

つぎに、ラダープログラムによるグループ化の設定について説明する。メインラダーは、レジスタＲにグループ１用のグループ化の設定を行う。図７中の「グループ１ ００１１」とは、機械構成（１）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（２）を運転する加工プログラム＄２とがグループ１でグループ化の設定が行われたことを示している。図７中の「グループ２ １１００」とは、機械構成（３）を運転する加工プログラム＄１と、機械構成（４）を運転する加工プログラム＄２とがグループ２でグループ化の設定が行われたことを示している。ＰＬＣ１９は、メインラダーにより、グループ化設定が終わったあとに、グループ１用のラダープログラムと、グループ２用のラダープログラムを呼び出す。

つぎに、グループ別データ記憶部１２に記憶されているデータについて説明する。図８は、変数を模式的に示す図である。図９は、工具オフセットデータを模式的に示す図である。なお、工具オフセットデータとは、工具の長さ、径または摩耗等を補正するためのデータである。

上述したグループ１構成例のように、グループ化の設定がない場合には、変数は、一種類で設定されている。また、上述したグループ１，２構成例のように、グループ化の設定がある場合には、変数は、グループ別に設定されている。

同様に、上述したグループ１構成例のように、グループ化の設定がない場合には、工具オフセットデータは、一種類で設定されている。また、上述したグループ１，２構成例のように、グループ化の設定がある場合には、工具オフセットデータは、グループ別に設定されている。

つぎに、駆動部２の主軸番号のグループ化について説明する。駆動部２には、複数の主軸があり、各主軸を識別するための主軸番号が付されている。なお、主軸番号変換テーブルは、主軸番号変換テーブル記憶部２３に記憶されている。図１０は、主軸番号変換テーブルを模式的に示す図である。当該変換テーブルは、上述したグループ１，２構成例のようにグループ化の設定が行われた場合の変換テーブルである。

数値制御装置１は、グループ化の設定がない場合には、加工プログラムに示されている主軸番号にしたがって、駆動部２に指令を出す。

また、数値制御装置１は、グループ化の設定がある場合には、変換テーブルを参照して加工プログラムに示されている主軸番号を変換する。

具体的には、図１０に示す例では、主軸グループ化処理部２６は、グループ化設定なしの「Ｓ１」は、グループ１の「Ｓ１」に、グループ化設定なしの「Ｓ２」は、グループ１の「Ｓ２」に、グループ化設定なしの「Ｓ３」は、グループ１の「Ｓ３」に、グループ化設定なしの「Ｓ４」は、グループ２の「Ｓ１」に、グループ化設定なしの「Ｓ５」は、グループ２の「Ｓ２」に割り付けを行う。

つぎに、表示部５に表示されるカウンタ画面について説明する。図１１は、表示部５に表示されるカウンタ画面を模式的に示す図である。カウンタ画面は、画像表示データ記憶部２４に記憶されている。なお、表示処理部２２は、グループ別に表示処理を実行するグループ別表示処理機能を有している。

表示処理部２２は、グループ化の設定がない場合には、画像表示データ記憶部２４からグループ化の設定がないカウンタ画面を読み出し、表示部５に出力する。表示部５は、カウンタ画面を表示する。

表示処理部２２は、グループ化の設定がある場合には、グループ別表示処理機能により、画像表示データ記憶部２４からグループ化の設定があるカウンタ画面を読み出し、表示部５に出力する。表示部５は、グループ１のカウンタ画面と、グループ２のカウンタ画面とを表示する。

また、補間処理部１４は、グループごとに独立して並列的に実行できる機能を有する。以下に、当該機能の一例として、手動任意逆行機能と系統間シングルブロック機能とについて説明する。手動任意逆行機能とは、オペレータがハンドルパルス発生器のハンドルを回すことによって、ハンドルの回転速度に連動して加工プログラムを実行させる機能である。ハンドルを時計回りに回せば順行方向に機械は動き、ハンドルを反時計回りに回せば逆行方向に機械は動く。オペレータは、手動任意逆行機能の結果に基づいて、加工プログラムの機械干渉等を回避しながら加工経路を確認することができる。

数値制御装置１は、手動任意逆行機能を実行するためのハンドルＨを備えている。補間処理部１４は、ハンドルＨの操作に基づく操作速度を検出し、解析された加工プログラムに含まれている速度を検出した操作速度で補間する。

ここで、手動任意逆行機能を実行した場合の具体例について説明する。上述したグループ１，２構成例のようにグループ１とグループ２とが設定されているものとする。図１２（ａ）は、ハンドルＨ１の操作によってグループ１に属する加工プログラム＄１，＄２が順行されて、工具が駆動している様子を示す図である。図１２（ｂ）は、ハンドルＨ２の操作によってグループ２に属する加工プログラム＄１，＄２が逆行されて、工具が駆動している様子を示す図である。以下では、ハンドルＨは二つで構成されている場合を想定する。

オペレータは、チャネルスイッチを「１ｃｈ」のハンドルＨを順行方向に操作する。補間処理部１４は、ハンドルＨの回転速度に基づいて、グループ１に属する加工プログラム＄１，＄２中の速度データを変更する。工具１は、ハンドルＨの回転速度に対応した速度でワークの旋削加工行う。工具２は、ハンドルＨの回転速度に対応した速度で工具の位置決めを行う。

また、オペレータは、チャネルスイッチを「２ｃｈ」のハンドルＨを逆行方向に操作する。補間処理部１４は、ハンドルＨの回転速度に基づいて、グループ２に属する加工プログラム＄１，＄２中の速度データを変更する。工具１および工具２は、ハンドルＨの回転速度に対応した速度でそれぞれ逆行する。

よって、数値制御装置１は、グループ別に独立して同時でも手動任意逆行機能を実行することができる。なお、ハンドルＨは、一つで切り替える構成でもよい。当該構成では、一つのハンドルＨの操作に基づいて、グループ１に属する加工プログラム＄１，＄２が実行され、ハンドルＨを切り替えてグループ２に属する加工プログラム＄１，＄２が実行される。

つぎに、系統間シングルブロック機能について説明する。系統間シングルブロック機能とは、加工プログラムを１ブロックだけ実行して数値制御装置１の動作を停止させる機能である。

補間処理部１４は、系統間シングルブロックを実行する場合、グループ別に独立して、加工プログラムを停止させ、相手系統の加工プログラムは休止させる。

図１３（ａ）は、系統間シングルブロック機能によりグループ１に属する加工プログラム＄１，＄２が実行されているときの動作についての説明に供する図である。図１３（ｂ）は、系統間シングルブロック機能によりグループ２に属する加工プログラム＄１，＄２が実行されているときの動作についての説明に供する図である。

グループ１において、加工プログラム＄１でブロック停止するタイミングで、加工プログラム＄２が休止する。また、グループ１おいて、加工プログラム＄１は、加工プログラム＄２がブロック停止するタイミングで休止することもできる。また、グループ２も同様である。

また、グループ１の系統間シングルブロック機能とグループ２と系統間シングルブロック機能とは独立しているため、グループ１に属する加工プログラム＄１がブロック停止しても、グループ２に属する加工プログラム＄１，＄２は休止せず、グループ２に属する加工プログラム＄１がブロック停止しても、グループ１に属する加工プログラム＄１，＄２は休止しない。

よって、数値制御装置１は、グループ別に独立して系統間シングルブロック機能を実行することができる。

また、補間処理部１４は、定義されたグループとは関係なく機械全体として協調して実行できる機能も有する。以下に、当該機能の一例として、干渉チェック機能について説明する。干渉チェック機能とは、加工プログラムによるＮＣ工作機械３の動作をシミュレートし、干渉物である工具またはワーク同士の衝突を検出する機能である。また、干渉チェック機能では、干渉物同士の接近距離を設定し、当該接近距離を超えて接近した場合に、接近を検出して警告表示を出す。さらに、次の移動で衝突する場合は、次の移動をせずにアラーム信号を出力して停止する。

具体的には、補間処理部１４は、位置データから機械座標を算出し、予め定義された干渉物同士の干渉をチェックする。図１４は、干渉チェック機能により加工プログラムを模擬的に実行した場合についての説明に供する図である。以下では、ＮＣ工作機械３が上述したグループ１，２構成例によりグループ化されている場合を想定して説明する。

補間処理部１４は、基準機械座標原点を決めて、機械座標系原点オフセット、干渉モデル座標系オフセットおよび構成立体オフセットを使って、グループ１にかかる干渉物Ａおよびグループ２にかかる干渉物Ｂの定義を行う。干渉物Ａおよび干渉物Ｂｈａ，補間処理部１４により計算された座標値に基づいて移動される。

補間処理部１４は、干渉物Ａと干渉物Ｂとが干渉した場合、すなわち次の移動で座標が重なった場合、次の移動をせずにアラーム信号を出力して停止する。

よって、数値制御装置１は、グループ間の干渉チェックを行うことができ、干渉物同士の衝突を防止することができる。なお、上述では、グループ間の干渉チェックについて説明したが、グループ内における干渉チェックを行うこともできる。

つぎに、グループ間において協調動作する機能について説明する。図１５は、グループ１とグループ２との協調動作についての説明に供する図である。

工具Ｘ１は、グループ１の加工プログラムによって駆動される工具である。工具Ｙ１は、グループ２の加工プログラムによって駆動される工具である。また、グループ１の加工プログラムとグループ２の加工プログラムとは、共通して利用できる変数がある。

変数が「０」のときには、グループ１の加工プログラムとグループ２の加工プログラムとは独立して工具を駆動する。つぎに、例えば、グループ１の加工プログラムが変数に「１」を書いた場合は、グループ１の加工プログラムとグループ２の加工プログラムとは協調して工具を駆動する。具体的には、グループ２の加工プログラムは、工具Ｙ１の駆動を停止し、グループ１の加工プログラムによる工具Ｘ１の駆動を優先させる。また、変数が「０」のときには、グループ２の加工プログラムは、工具Ｙ１の駆動を再開する。実際には、グループ１およびグループ２内の加工プログラムで変数の「０」または「１」をチェックして動作を変えるようにすることも１つの手段である。

よって、数値制御装置１は、定義されたグループ間で利用できる共通データ（変数）を設けることにより、グループ間において協調動作する機能を実行することができ、例えば、工具同士の衝突を回避することができる。

つぎに、グループ別にデータを入出力する構成について説明する。図１６は、グループ別にデータを入出力する動作についての説明に供する図である。パーソナルコンピュータは、データ入出力部１８を介して、グループ１に属する加工プログラム＄１，＄２をまとめて入出力する。また、パーソナルコンピュータは、データ入出力部１８を介して、グループ２に属する加工プログラム＄１，＄２をまとめて入出力する。すなわち、グループ別にして加工プログラムを入出力することができる。

よって、数値制御装置１は、データの入出力を効率的に行うことができる。なお、データおよびラダープログラムもグループ別に入出力することができる。

また、プログラム解析部１３は、グループごとの加工プログラムを解析し、他のグループの加工プログラムと同期処理する機能を有する。ここで、加工プログラムの同期処理について説明する。図１７は、グループ間における加工プログラムの同期処理についての説明に供する図である。プログラム解析部１３は、加工プログラムを解析し、他のグループの加工プログラムと同期処理する。具体的には、プログラム解析部１３は、グループ１に属する加工プログラム＄１または＄２と、グループ２に属する加工プログラム＄１または＄２とを実行しているときに、グループ間の待ち合わせを示すコードで待ち合わせを行うことができる。なお、グループ１に属する加工プログラムがグループ２の加工プログラムとの待ち合わせを示すコードは、「ＧＰ２」である。グループ２に属する加工プログラムがグループ１の加工プログラムとの待ち合わせを示すコードは、「ＧＰ１」である。

よって、数値制御装置１は、グループ別に独立して制御しているときに、部分的に同期処理である待ち合わせ処理を行うことにより、一台のＮＣ工作機械３を同期をとりながら効率的に運転させることができる。

また、補間処理部１４は、機械構成を２つ以上組み合わせた多系統でグループ化している場合において、一方のグループの処理を停止させても、他方のグループの処理を停止させない。図１８は、グループ１，２構成例において、グループ１による処理とグループ２による処理とが独立して処理される様子を示している。

具体的には、グループ２では、ワーク３ａは、機械構成（３）で加工処理された後に、非常停止、アラーム停止、またはＮＣリセット等によって停止された場合を示している。グループ１では、グループ２の停止の影響を受けず、ワーク２ａは、機械構成（１）で加工処理され、つぎに、機械構成（２）で加工処理されて、ワーク２ｂとして搬出される場合を示している。

よって、数値制御装置１は、一方のグループにおいて、非常停止、アラーム停止、またはＮＣリセット等によってワークの加工処理を停止するような要因が発生しても、他方のグループでは影響されずワークの加工処理を継続することができる。

なお、実施の形態にかかる数値制御装置１は、図１９に示すように、演算を行うＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１により読み取られるプログラムが保存されるメモリ２０２と、信号が入力される入力部２０３と、信号が出力される出力部２０４とから構成されてもよい。

具体的には、記憶部１０は、メモリ２０２に相当する。また、プログラム解析部１３と、補間処理部１４と、加減速処理部１５と、機械制御信号処理部２０と、入力処理部２１と、表示処理部２２と、主軸グループ化処理部２６とにより実行される機能は、プログラム化されてメモリ２０２に保存されている。入力操作部４は、入力部２０３に相当する。

ＣＰＵ２０１は、メモリに保存されているプログラムを読み出し、ＮＣ工作機械３を仮想的に複数の機械構成に分け、機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化し、グループ化された機械構成によりワークを加工するようにＮＣ工作機械３を駆動させる複数の加工プログラムをメモリ２０２からすべて読み出し、加工プログラムごとに解析し、加工プログラムによりＮＣ工作機械３を駆動させてワークを加工する際に必要となるデータをメモリ２０２から読み出して、解析された加工プログラムを補間し、出力部２０４から駆動部２に出力する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 数値制御装置、２ 駆動部、３ ＮＣ工作機械、４ 入力操作部、５ 表示部、１０ 記憶部、１１ グループ別加工プログラム記憶部、１２ グループ別データ記憶部、１３ プログラム解析部、１４ 補間処理部、１５ 加減速処理部、１６ 軸データ出力部、１７ パラメータ記憶部、１８ データ入出力部、１９ ＰＬＣ、２０ 機械制御信号処理部、２１ 入力処理部、２２ 表示処理部、２３ 主軸番号変換テーブル記憶部、２４ 画像表示データ記憶部、２５ 共有エリア、２６ 主軸グループ化処理部。

Claims (9)

1. ワークを加工するＮＣ工作機械を制御する数値制御装置において、
   前記ＮＣ工作機械を仮想的に複数の機械構成に分け、前記機械構成を単系統または２つ以上組み合わせた多系統でグループ化し、前記グループ化された機械構成により前記ワークを加工するように前記ＮＣ工作機械を駆動させる複数の加工プログラムを記憶する第１記憶部と、
   前記加工プログラムにより前記ＮＣ工作機械を駆動させて前記ワークを加工する際に必要となるデータをグループ別に記憶する第２記憶部と、
   前記加工プログラムをすべて読み出し、加工プログラムごとに解析するプログラム解析部と、
   前記データを読み出して、前記解析された加工プログラムとデータとを使ってグループごとに補間する補間処理部とを備えることを特徴とする数値制御装置。
2. 前記グループは、パラメータにより静的に変更が行われ、またはラダープログラムにより動的に変更が行われる請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記補間処理部は、グループごとに独立して並列的に実行できる機能を有する請求項１に記載の数値制御装置。
4. 前記補間処理部は、定義されたグループとは関係なく機械全体として協調して実行できる機能を有する請求項１に記載の数値制御装置。
5. 前記プログラム解析部は、グループごとの加工プログラムを解析する請求項１に記載の数値制御装置。
6. 前記補間処理部は、他のグループの加工プログラムと同期処理する請求項１に記載の数値制御装置。
7. 定義されたグループ間で利用できる共通データを設けた請求項１に記載の数値制御装置。
8. 前記補間処理部は、前記機械構成を２つ以上組み合わせた多系統でグループ化している場合において、一方のグループの処理を停止させても、他方のグループの処理を停止させない請求項１に記載の数値制御装置。
9. グループ別にデータを入出力するデータ入出力部を備える請求項１に記載の数値制御装置。

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