WO1992009018A1

WO1992009018A1 - Method for executing auxiliary function in numerical control equipment

Info

Publication number: WO1992009018A1
Application number: PCT/JP1991/001534
Authority: WO
Inventors: Minoru Nakamura
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1992-05-29
Also published as: JPH04177404A

Description

明細害

数値制御装置における補助機能実行方法

技術分野

本発明は、補助機能を所定のタイミングで実行可能とする数値制御装置における補助機能実行方法に関する。

背景技術

数値制御装置は、 N Cプログラムをブロック毎に読み取ってプログラムで指定された準備機能，送り機能，主軸機能，工具機能，補助機能等の各種機能の実行を順次指令し、これにより、数値制御機械を駆動制御するようにしている。補助機能コ一ドを含むプログラムブロックを読み取った場合、数値制御装置は、当該ブロックの実行の最初の段階或は最終段階で捕助機能（以下、 M機能と云う）の実行を指令している。このため、 M機能の実行タイミンク ^;が早過ぎたり或は遅過ぎたりする不具合が生じる。 M機能実行タィミングが遅くなると、無駄時間が生じる。

斯かる不具合を解消するため、数値制御機械をシーケンス制御するためのプログラマブルコントローラにより、 M機能の実行タイミングを制御することが知られている。しかしながら、このためには、 M機能実行夕ィミングを制御するための特別なラダープログラムを作成しなければならない。しかも、この種のラダープログラムの作成は煩雑で、又、ラダープログラムに従う M機能実行タイミング制御処理には時間を要する。更に、 M機能実行夕ィミングを数値制御機械の動作状態に応じて決定する場合は、リミットスィッチ等の、機械動作状態検出用の特別な外部装置を機械側に設けなければならず、装置構成が複雑になる。

発明の開示

本発明の目的は、特別なラダープログラム及び外部機器を用いることなしに、補助機能を所定のタイミングで実行可能とする数値制御装置における捕助機能実行方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の補助機能実行方法は、（ a ) 数値制御機械が所定の動作状態に達したか否かを数値制御装置において判別し、（ b ) 所定の動作状態への到達を判別したときに、補助機能実行指令を数値制御装置から数値制御機械に送出する。

好ましくは、数値制御機械の所定の動作状態は、数値制御プログラムに予めコード形式で記述され、或は、数値制御装置にパラメータ形式で予め設定される。又、数値制御機械の所定の制御軸に関連する作動位置が所定位置に到達し、或は、補助機能コードを含むプログラムブロックに含まれる動作指令に従う数値制御機械の動作の開始時から所定時間が経過し、或は、数値制御機械のスピンドルモータの回転速度が所定速度に達し、或は、数値制御機械を含む外部装置から数値制御装置に所定の信号が入力されたときに、数値制御機械が所定の動作状態に達したと判別される。上述のように、本発明によれば、例えば数値制御プログラムにコード形式で記述された所定の動作状態に達したことを数値制御装置において判別したとき、例えば、所定の機械作動位置に到達したことを判別したとぎに、補助機能実行指令が数値制御装置から機械に指令されるので、所定の機械動作状態に達して所定のタイミングに達したときに補助機能を実行できる。このため、特別なラダープログラムを用いてプログラマブルコントローラにより補助機能実行タィミングを制御する必要がない。従って、プログラマブルコントローラが実行すべきプログラムが簡素化され、高速処理が可能となる。又、機械動作状態の監視は数値制御装置自体によって行われるので、機械動作状態検出用の特別な外部装置が不要となり、装置構成が簡易になる。，

図面の簡単な説明

図面は、本発明の一実施例による捕助機能実行方法を実施するための数値制御装置を数値制御工作機械の要部と共に示すブロック図である。

発明を実施する最良の形態

本発明の一実施例の補助機能実行方法は、例えば、添付図面に参照符号 1 0 で示すコンビュータ内蔵式数値制御装置（以下、 C N C装置と云う）によって実施される。後で詳述するように、 C N C装置 1 0 は、数値制御機械例えば 4軸 N C旋盤を駆動制御するようになっている。

—部図示を省略する力 N C旋盤は、ワークが装着される第 1及び第 2 スピンドルへッドを回転駆動するための第 1及び第 2 スピンドルモータ 9 1 9 2 と、工具が装着される第 1及び第 2工具へッドを送り駆動するための、位置検出用パルスコーダを内蔵したサーボモータ 6 1 6 4 とを備えている。第 1 及び第 2 スピンドルモー夕 9 1 9 2 には、第 1及び第 2ポジションコーダ 1 0 1 1 0 2が夫々連結されている。そして、第 1工具へッドは、第 1 X軸モータ 6 1 の回転に伴って X軸方向（工具運動方向）に駆動され、第 1 Z軸モータ 6 2 の回転に伴って Z軸方向（ワーク回転軸方向）に駆動されるようにされている。同様に、第 2工具へッドは、第 2 X軸モータ 6 3 によって X軸方向に駆動されると共に第 2 Z 軸モータ 6 によって Z軸方向に駆動されるようになつている。更に、 N C旋盤は、各種ァクチユエ一夕と、リミツトスイツチ等の各種センサと、機械可動部を手動で精密に位置決めするための手動パルス発生器 3 2 と各種スィッチとを設けた機械操作盤とを備えている。

添付図面を参照すると、 C N C装置 1 ひは、プロセッサ（ C P U) 1 1 と、 C N C装置全体の制御に用いるシステムプログラム等を格納したリードオンリメモリ（ R 0 M) 1 2 と、例えば S R AMからなり計算データ，表示データ等の一時記憧に用いるランダムアクセスメモリ

(R AM) Γ 3 と、例えばバッテ 'ックァップされた CMO Sからなる不揮発性メモリ 1 4 とを備え、メモリ 1 1 1 4 は 'ス 2 1 を介して C P U 1 1 に接続されている。不揮発性メモリ 1 4 には、例えば、 N C加工プログラム，各種パラメータ，工具補正量，ピッチ誤差補正量等が格納されている。

そして、 C N C装置 1 0 は、インターフェイス 1 5を介して、例えば紙テープリーダ及び紙テープパンチヤを含む外部機器 3 1 に接続され、紙テープリーダから C N C装置 1 0 へ加工プログラムを読み込み自在かつ C N C 装置 1 0 で編集した加工プログラムを紙テープパンチヤに出力自在になっている。

又、 C N C装置 1 0 は、ノヽ'ス 2 1 を介して C P U 1 1 に接続されると共に入出力（ I O ) ュュット 1 7を介して N C旋盤の機械盤スィッチ，各種ァクチユエ一夕及び各種センサに接続されたプログラマブル ' マシン ' コントローラ（ P M C ) 1 6 を内蔵している。 P M C 1 6 は、例えばラダー形式で作成したシーケンスプログラムを格納したメモリ（図示略）を有し、加工プログラムで指令される M機能， S機能及び T機能に関連する C P U 1 1 からの制御出力に応じてシーケンスプログラムに従つて生成した信号を機械側に送出して各種ァクチユエ一タを作動させ、又、機械の各種センサ及び操作盤スイツチからの信号を入力して C P U 1 1 に送出するようになつている。

更に、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1 から送出される各軸の現在位置データ，画像データ，アラーム，パラメータ等のデジタルデータを画像信号に変換するためのグラフィック制御回路 1 8 と、インターフヱイス 1 9， 2 0 と、手動データ入力装置 2 5 とを有している。データ入力装置 2 5 は、 C R T画面を有しグラフィック制御回路 1 8からの画像信号に基づいて表示動作を行うための表示装置 2 6 と、オペレータによるデータ入力のためのキーボード 2 7 とを含み、キーボード 2 7 を介して入力されたデータをィンターフユイス 1 9 を介して C P U 1 1 に送出するようにしている。インターフェイス 2 0 には上記手動パルス発生器 3 2 が接続され、パルス発生器 3 2からのノ、。ルス信号を入力するようにしている。

そして、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1 から各軸移動指令を入力するための軸制御回路 4 1 〜 4 4 と、軸制御回路 4 1 〜 4 4からの各軸移動指令に従ってサーボモータ 6 1 〜 6 4 を駆動制御するためのサーボアンプ 5 1〜 5 4 とを有している。サーボモー夕 6 1 〜 6 4 に装着したパルスコーダからパルス列が位置信号としてフィードバックされ、パルス列を周波数 Z速度変換して速度信号が生成される。又、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1からスピンドル回転指令，スピンドル ' オリエンテーション指令等を入力しスピンドル速度信号を送出するための第 1 及び第 2 スピンドル制御回路 7 1， 7 2 と、スピンドル速度指令に応じて第 1 及び第 2 スピンドルモータ 9 1 , 9 2 を指令回転速度で回転させると共にオリエンテーション指令に応じてスピンドルを指令位置に位置決めするための第 1 及び第 2 スピンドルアンプ 8 1， 8 2 とを有 T 91/01534 一 7 一している。そして、スピンドルモータ 9 1， 9 2 の回転に伴ってポジションコーダ 1 0 1 , 1 0 2 から送出されるフィ一ドノックバルスを入力するためのィンタ一フエイス 1 1 0 が設けられ、これにより、例えばネジ切り加ェを行うべくサーボモータ 6 1〜 6 4 の所要のものをスビンドルモータ 9 1， 9 2 の回転に同期して回転させるときに、 C P U 1 1 がポジションコーダ 1 0 1 , 1 0 2 からのフィ一ドバヅクパルスを入力できるようになっている o

更に、 C N C装置 1 0 は、不揮発性メモリ 1 4 から N C加工プログラムをブロック毎に読み出して実行して N C旋盤を駆動制御しつつ、 N C旋盤が所定の動作状態 A i ( i = 1 , 2 , · · · ) のいずれか一つに達したと判別する毎に、捕助機能実行指令としての Μ機能コードを

N C旋盤に送出するようになっている。

本実施例では、第 1 又は第 2 X軸或は Ζ軸サーボモー夕 6 1 , 6 2， 6 3又は 6 4が所定回転位置に到達して第 1 又は第 2 工具へッドが所定移動位置（ Χ， Ζ ) に達し、或は、 Μ機能コードを含むプログラムブロックに含まれる第 1 又は第 2工具へッド移動指令に従う N C旋盤での動作の開始時から所定時間 Τが経過し、或は、 N C 旋盤のスピンドルモータ 9 1 又は 9 2 の回転速度が所定速度 S に達し、或は、 N C旋盤を含む外部装置から C Ν C装置 1 0 に所定の入力信号 D I が供給されたときに、所定の動作状態 A i に達したと判別するようにしている。又、 N C加工プログラムの所要のブロックに、所定の動作状態 A i を指令コード「（ A i ) 」の形式で M 2 3 等の M機能コードと共に予め記述するようにしている。例えば、 N C加工プログラムの第 1 工具へッド制御プロックは、下記の通りである。

GOO XO. Z0.；

GOO X100. Z50. F200. M23 (X50. )； · · · [ 1 ] X200. Z150. M24(T2.5) M25 (T3.5)； · · · [ 2 ] M03 S1000. M2B(S 500. )； · · · [ 3 ] M27(DI)； · · · [ ] 以下、上記第 1工具へッド制御用プログラムブロックが実行される場合における C P U 1 1 による補助機能コ一ド送出処理を説明する。

プログラムブロック [ 1 ] が C P U 1 1 により実行されて、座標位置（ X 0. ， Z 0. ) から座標位置（X I 0 0. ， Z 5 0. ) への第 1工具ヘッド送りが指令されると、第 1 X軸及び Z軸サーボモータ 6 1， 6 2 が回転駆動されて第 1 工具へッドが送り駆動される。モータ回転に伴って、両モータに内蔵されたパルスコーダからの位置フイードバック.信号がサ一ボアンブ 5 1， 5 2內の現在値レジスタに供給され、現在モータ回転位置が両レジス夕に記億される。モータ回転中、 C P U 1 1 はレジスタ値を監視して、プログラムブロック [ 1 ] 中に M機能コード M 2 3 と共に記述された指令コード（ X 5 0. ) が示す M機能コ一ド実行位置としての第 1工具へッド X 軸方向位置 5 0 mmに第 1工具へッドが到達したか否かを判別する。そして、 X軸方向位置 5 0 mmに達して M 機能コード実行タイミングに達したと判別すると、 C P U 1 1 は、 M機能コード M 2 3 を実行する。即ち、コー 5 ド M 2 3が C P U 1 1 から P M C 1 6 に送出されて PM C 1 6 により処理される。

次に、プログラムブロック [ 2 ] が実行されて座標位置（X 1 0 0. , Z 5 0. ：) から座標位置（X 2 0 0. ， Z 1 5 0. ) への第 1工具ヘッド送りが指令されると、

10 モータ 6 1 , 6 2が回転して第 1工具ヘッドが移動する。モータ回転中、 C P U 1 1 はモータ回転開始時からの経過時間をソフトウエアタイマにより計時する。そして、プログラムブロック [ 2 ] 中に M機能コード M 2 4と共に記述された指令コード（T 2. 5 ) が示す M機能コー

15 ド実行時間としての時間 2. 5秒が経過したと判別すると、 C P U 1 1 はコード M 2 4 を実行する。同様に、コード M 2 5 に関連する指令コード（ T 3. 5 ) が示す時間 3. 5秒がモータ回転開始時から経過したと判別されたときにコード M 2 5が実行される。

20 プログラムブロック [ 3 ] が実行されて第 1 スピンドルモータ 9 1 の回転速度 1 0 0 0 r p mでの回転が指令されると、第 1工具ヘッドが第 1 スピンドルモータ 9 1

- ·

により回転駆動される。モータ回転に伴って、第 1 スビンドルモー夕 9 1 に連結した第 1 ポジションコーダ 1 0

25 1 からフィードバック信号が C N C装置 1 0の周波数 Z 電圧変換器（図示略）に供給されてフィードバック信号の周波数がモータ回転速度を表す電圧に変換され、更に、

AZD変換器（図示略）においてモータ回転速度値に変換される。モータ回転中、 C P U 1 1 はモータ回転速度値を監視して、プログラムブロック [ 1 ] 中にコード M 2 6 と共に記述された指令コード（ S 5 0 0. ) が示す M機能コード実行速度としての回転速度 5 0 0 r pmに第 1 スピンドルモータ回転速度が到達したか否かを判別する。そして、回転速度 5 0 0 r m pに達したと判別されると、コード M 2 6が実行される。

プログラムブロック [4 ] では、外部入力信号 D Iの入力の有無が C P U 1 1 により監視され、ブロック [4] にコード M 2 7 と共に記述された指令コード（ D I ) が示す M機能コード実行条件としての外部入力信号 D Iの入力が判別されたときにコー KM 2 7が実行される。

なお、上記実施例では M機能の実行夕ィミングを N C 加工プログラムで指令するようにしたが、 M機能実行夕イミングを表すパラメータを例えば手動データ入力装置 2 5を介して予め手動設定すると共に設定パラメータを例えば不揮発性メモリ 1 4に格納し、 N C加工プログラムの実行中に C P U 1 1 が設定パラメータを参照して M 機能実行タィミングを判別するようにしても良い。又、 M機能実行タィミングを示す指令コードを記号（ A i ) を用いて記述したが、その他の記号を用いても良い。

Claims

請求の範囲

1 . ( a ) 数値制御機械が所定の動作状態に達したか否かを数値制御装置において判別し、（ b ) 前記所定の動作状態への到達を判別したときに、補助機能実行指令を数値制御装置から数値制御機械に送出する、数値制御装置における補助機能実行方法。

2 . 数値制御機械の所定の動作状態を、数値制御プログラムに予めコード形式で記述する工程を含む請求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。

3 . 数値制御機械の所定の動作状態を、数値制御装置にパラメータ形式で予め設定する工程を含む請求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。

4 . 前記工程（ a ) において、数値制御機械の所定の制御軸に関連する作動位置が所定位置に到達したときに、数値制御機械が所定の動作状態に達したと判別する請求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。

5 . 前記工程（ a ) において、補助機能コードを含むプ π グラムブロックに含まれる動作指令に従う数値制御機械の動作の開始時から所定時間が経過したときに、数値制御機械が所.定の動作状態に達したと判別する請求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。

6 . 前記工程（ a ) において、数値制御機械のスピンドルモータの回転速度が所定速度に達したときに、数値制御機械が所定の動作状態に達したと判別する請求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。

. 前記工程（ a ) において、数値制御機械を含む外部装置から数値制御装置に所定の信号が入力されたときに、数値制御機械が所定の動作状態に達したと判別する請求の範囲第 1項記載の補助機能実行方法。