JP2694639B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、数値制御装置にかかるものであり、特に、
複数の被制御軸の制御を行う数値制御装置に関するもの
である。 ［従来の技術］ 工作物に対する工具の位置を数値情報で指令する数値
制御装置は、生産性の向上、省力化、管理の徹底などの
利点があるため、各種の工作機械に適用され、広く利用
されている。 第２図には、従来の数値制御装置の一例が示されてい
る。この図において、制御部（50）には、中央処理装置
（以下、「CPU」という。）（52）が含まれており、ま
た、データ入出力部（54）、信号入出力部（56）及び表
示装置用インタフェース（以下、単に「表示インタフェ
ース」という。）（66）が各々接続されている。この表
示インタフェース（66）には、表示装置（68）が接続さ
れている。 制御部（50）には、更に、演算部（58）、記憶部（6
0）、駆動部（62）が各々接続されており、駆動部（6
2）には、サーボモータ群（64）が接続されている。 これらのうち、データ入出力部（54）は、図示しない
外部データ入出力装置との間で加工データ、特に加工プ
ログラムの入出力を行うためのものであり、信号入出力
部（56）は、起動、停止などの制御データの入出力を行
うためのものである。また、表示装置（68）は、必要に
応じて、制御対象の現在位置、診断結果、アラームなど
の表示を行うものである。この表示装置では、必要に応
じてキーボード等の入力装置が設けられ、プログラムや
データの入力も行われる。 次に、記憶部（60）には、データエリア（60A）とプ
ログラムエリア（60B）とが設けられている。データ入
出力部（54）から入力された加工データ及び加工プログ
ラムは、データエリア（60A）に格納され、信号入出力
部（56）から入力された制御データは、プログラムエリ
ア（60B）に格納されるようになっている。 次に、演算部（58）は、サーボモータ群（64）及び主
軸の制御に必要な演算を行うものであり、例えば、駆動
命令がベクトル速度で与えられたときに、その座標軸方
向の分解速度から所定時間の移動距離を求める補間など
の演算処理が行われる。 次に、駆動部（62）は、サーボモータ群（64）が、サ
ーボモータ（64A）、サーボモータ（64B）、サーボモー
タ（64C）の三個のサーボモータから構成されているこ
とに対応して、三個の駆動回路（62A）、（62B）、（62
C）から構成されている。 なお、サーボモータ群（64）は、実際には、旋盤やボ
ール盤等の工作機械の三軸の駆動部分のサーボモータに
対応するものである。 次に、上記装置の動作について説明する。加工制御を
行うために必要なデータは、データ入出力部（54）、信
号入出力部（56）によって外部装置から入力される。こ
れらのデータは、制御部（50）によって記憶部（60）の
データエリア（60A）、プログラムエリア（60B）に各々
格納される。 次に、制御部（50）は、プログラムエリア記憶部（60
B）に格納されたプログラムやデータに基づき、データ
エリア記憶部（60A）に格納されたデータやプログラム
から演算部（58）により上述した補間などの演算を行っ
て、駆動部（62）に必要な駆動指令を行う。これによ
り、サーボモータ群（64）が駆動され、入力データに従
って所要の加工が実行される。 そして、動作中に、表示インタフェース（66）を介し
て表示装置（68）に表示データが制御部（50）から出力
され、上述した種々の表示が行われる。 以上のように、サーボモータ群（64）のサーボモータ
（64A）、サーボモータ（64B）、及びサーボモータ（64
C）は、独立して駆動されるのではなく、全体が一体に
なって駆動される。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで、以上のような従来の数値制御装置では、全
体が記憶部（60）のプログラムエリア（60B）に格納さ
れた制御用のプログラムで動作し、駆動部（62）に接続
されたサーボモータ（64A）、サーボモータ（64B）、及
びサーボモータ（64C）を独立に駆動させることができ
ない。 例えば、サーボモータ（64A）をボール盤のドリル移
動に使用し、サーボモータ（64B）とサーボモータ（64
C）を旋盤に使用するというようなことができない。 このため、各機械ごとに第２図に示すような数値制御
装置を設ける必要がある。従って、多数の機械の数値制
御を行う場合には、多大の装置設備が必要となり、コス
ト的にも好ましくないという不都合がある。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複
数の機械を効率的に数値制御できるとともに、コスト的
にも有利な数値制御装置を提供することを、その目的と
するものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、信号入出力部から入力された制御データ
と、記憶部に格納された制御プログラムと加工プログラ
ムとに基づいて、演算部で必要な演算を行い、制御部に
より制御対象の駆動部に必要な制御指令を与えるととも
に、表示部において必要な表示を行う数値制御装置にお
いて、加工データ及び加工プログラムを入出力するデー
タ入出力部と、各々独立して制御データの入出力の可能
な複数の信号入出力部と、各々独立して制御対象の駆動
の可能な複数の駆動部と、各々独立して実行可能な複数
の制御プログラムと、各々独立して制御対象に関するデ
ータの表示可能な複数の表示部を、一台の数値制御装置
に設けるとともに、前記複数の信号入出力部と、前記複
数の駆動部と、前記複数の制御プログラムと、前記複数
の表示部とを任意に組合せて任意の軸数の系統を形成す
る系統制御手段を設けたことを特徴とする。 ［作用］ 本発明では、データ入出力部と、信号入出力部と、駆
動部と、制御プログラムと、表示部と、系統制御手段と
から主に構成されている。 ここで、信号入出力部と、駆動部と、制御プログラム
と、表示部とは、一台の数値制御装置に各々複数設けら
れている。 そして、信号入出力部は、各々独立して制御データの
入出力が可能である。駆動部は、各々独立して制御対象
の駆動が可能である。制御プログラムは、各々独立して
実行が可能である。表示部は、各々独立して制御対象の
表示が可能である。 また、系統制御手段は、前記複数の信号入出力部、駆
動部、制御プログラム及び表示部を任意に組み合わせて
任意の軸数の系統を形成する。 即ち、本発明では、一台の数値制御装置に、信号入出
力部と、駆動部と、制御プログラムと、表示部がそれぞ
れ複数設けられるとともに、これら各部が系統制御手段
によって前記各部を少なくとも１つ備えた任意の軸数の
系統にグループ分けされる。 従って、各グループ毎に構成される任意の軸数の系統
毎で、それぞれ統合された制御及び表示処理などが行わ
れる。 ここで、制御プログラムとは、加工プログラムを解析
して実行するためのプログラムをいい、例えば、Ｃ言
語、アセンブラ言語等のコンピュータ言語で記述された
もの、またはこれらをCPU上で実行可能な形式にしたも
のである。尚、加工プログラムとは、被加工物を加工す
るためのプログラムをいい、いわゆるNCプログラム言語
で記述されている。 尚、演算部は、前記系統制御手段によって系統に組み
合わされた制御対象間で、補間の演算を行う。即ち、演
算部は、任意のグループ内の制御対象間で、補間の演算
を行うことになる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。 第１図には、本発明にかかる数値制御装置の一実施例
が示されている。この図において、CPU（10）を含む制
御部（12）には、まずデータ入出力部（14）が接続され
ている。このデータ入出力部（14）は、第２図のデータ
入出力部（54）に対応し、加工プログラムその他の加工
データを外部データ入出力装置（図示せず）との間で授
受するものである。 ここで、入力する加工プログラムは、被加工物を加工
するためのプログラムであり、いわゆるNCプログラム言
語で記述されている。 次に、制御部（12）には、信号入出力装置（16）が接
続されている。この信号入出力装置（16）は、各々独立
して制御用データの入出力の可能な信号入出力部（16
A）、（16B）、（16C）によって構成されている。すな
わち、信号入出力部（16A）、（16B）、（16C）は、各
々が第２図の信号入出力部（56）と同様の機能を有す
る。 また、制御部（12）には、表示インタフェース部（4
6）が接続されている。この表示インタフェース部（4
6）は、各々独立して表示用データの入出力の可能な、
表示インタフェース（46A）、（46B）、（46C）によっ
て構成されている。すなわち、表示インタフェース（46
A）、（46B）、（46C）は、各々が第２図の表示インタ
フェース（66）と同様の機能を有する。そして、これら
の表示インタフェース（46A）、（46B）、（46C）に
は、各々独立して表示処理の可能な表示部（48A）、（4
8B）、（48C）が各々接続されている。 次に、制御部（12）には、演算部（18）が接続されて
いる。この演算部（18）は、上述したような補間その他
の演算を行うものである。 次に、制御部（12）には、記憶部（20）が接続されて
いる。この記憶部（20）は、プログラムエリア（20
A）、（20B）、（20C）を有している。これらのプログ
ラムエリア（20A）、（20B）、（20C）には、各々独立
して動作可能な制御プログラムが格納されている。すな
わち、プログラムエリア（20A）、（20B）、（20C）に
格納されている制御プログラムは、各々が第２図のプロ
グラムエリア（60B）に格納されているプログラムと同
様の機能を有し、各々独立して実行可能である。ここ
で、制御プログラムとは、加工プログラムを解析して実
行するためのプログラムであり、例えば、Ｃ言語、アセ
ンブラ言語等のコンピュータ言語で記述されたもの若し
くはこれらをCPU上で実行可能な形式にしたものであ
る。 更に、記憶部（20）には、データエリア（20D）が設
けられている。このデータエリア（20D）は、第２図の
データエリア（60A）と同様、加工データ及び加工プロ
グラムを格納するものであるが、その他に、系統制御手
段がプログラミングされて格納されている。 次に、制御部（12）には、駆動部（22）、（24）、
（26）が各々接続されている。これらの駆動部（22）、
（24）、（26）は、各々独立して動作可能であり、第２
図の駆動部（62）と同様の機能を各々有する。但し、制
御できるのは、各々一軸である。 次に、駆動部（22）、（24）、（26）には、サーボモ
ータ（28）、（30）、（32）が各々接続されている。サ
ーボモータ（28）、（30）、（32）は、必ずしも同一の
機械のものとは限らず、二種類以上の機械のものでもよ
く、独立して動作可能である。 次に、上述したデータエリア（20D）に格納されてい
る系統制御手段について説明する。この系統制御手段の
実行は、制御部（12）で行われる。 第３図に示すように、まず、データ入出力部（14）お
よび信号入出力部（16）から入力されたデータと、プロ
グラムエリア（20A）ないし（20C）に格納されている制
御プログラムを参照して、いずれの制御プログラムを動
作させるかを決定する（ステップSA、SB、SC参照）。 次に、動作させる制御プログラムと、それに使用され
る制御データの入出力が行われる信号入出力部（16A）
ないし（16C）との対応を決定する（ステップSD参
照）。次に、動作させる制御プログラムと、表示が行わ
れる表示部（48A）ないし（48C）との対応を決定する
（ステップSE参照）。更に、該制御プログラムと、動作
対象となる駆動部（22）ないし（26）との対応を決定す
る（ステップSF参照）。 このように、系統制御手段は、要求される制御動作の
内容に従って、信号入出力部（16A）ないし（16C）、プ
ログラムエリア（20A）ないし（20C）、駆動部（22）な
いし（26）、表示部（48A）ないし（48C）をそれぞれ少
なくとも１つ備えた任意の軸数の任意のグループに分け
る機能を有するものである。 次に、上記実施例の全体的動作について、種々の場合
を例にとって説明する。 まず、第４図を参照しながら、一軸の機械（34）、
（36）、（38）を各々独立して制御する場合について説
明する。なお、信号入出力部（16A）では、機械（34）
の制御データＤ（34）が入出力され、信号入出力部（16
B）では、機械（36）の制御データＤ（36）が入出力さ
れ、信号入出力部（16C）では、機械（38）の制御デー
タＤ（38）が入出力されるものとする。 また、表示部（48A）では、機械（34）に対する表示
が行われ、表示部（48B）では、機械（36）に対する表
示が行われ、表示部（48C）では、機械（38）に対する
表示が行われるものとする。 そして、プログラムエリア（20A）ないし（20C）に、
機械（34）ないし（38）の制御プログラムが各々格納さ
れているものとする。 この場合には、上述したデータエリア（20D）の系統
制御手段により、信号入出力部（16A）と、プログラム
エリア（20A）と、表示部（48A）と、駆動部（22）とが
系統づけられ、信号入出力部（16B）と、プログラムエ
リア（20B）と、表示部（48B）と、駆動部（24）とが系
統づけられ、信号入出力部（16C）と、プログラムエリ
ア（20C）と、表示部（48C）と、駆動部（26）とが系統
づけられる。 機械（34）ないし（38）は、信号入出力部（16A）な
いし（16C）から各々入力された制御データと、プログ
ラムエリア（20A）ないし（20C）に各々格納された制御
プログラムとに基づいて、各々独立して制御される。す
なわち、独立して、起動動作や停止動作などが行われ
る。このとき、制御部（12）では、いわゆるタスク制御
が行われる。 また、必要な表示用データは、表示インタフェース
（46A）ないし（46C）を各々介して、表示部（48A）な
いし（48C）に各々入力され、各系統毎に独立して表示
処理が実行される。 以上のように、この例では、装置全体が三系統の独立
した数値制御装置として機能する。 次に、第５図を参照しながら、二つのサーボモータを
有する機械（40）と、一つのサーボモータを有する機械
（42）とを、各々独立して制御する場合について説明す
る。 第５図において、信号入出力部（16A）では、機械（4
0）に対応する制御データＤ（40）の入出力が行われ、
信号入出力部（16C）では、機械（42）に対応する制御
データＤ（42）の入出力が行われるものとする。 また、表示部（48C）では、機械（40）に対応するデ
ータ表示や入力が行われ、表示部（48A）では、機械（4
2）に対応するデータの表示や入力が行われるものとす
る。 更に、プログラムエリア（20B）には、機械（40）を
動作させる制御プログラムが格納され、プログラムエリ
ア（20C）には、機械（42）に動作させる制御プログラ
ムが格納されているものとする。 この場合には、データエリア（20D）の系統制御手段
により、第５図に示すように、信号入出力部（16A）
と、プログラムエリア（20B）と、表示部（48C）と、駆
動部（22）及び（24）とが系統づけられ、信号入出力部
（16C）と、プログラムエリア（20C）と、表示部（48
A）と、駆動部（26）とが系統づけられる。 機械（40）は、プログラムエリア（20B）に格納され
た制御プログラムにより制御され、機械（42）は、プロ
グラムエリア（20C）に格納された制御プログラムによ
り制御される。尚、機械（40）の制御においては、二つ
のサーボモータが対象であるから、演算部（18）では、
補間の演算が行われる。 以上のように、この例では、全体が二系統の独立した
数値制御装置として動作する。 次に、第６図を参照しながら、本実施例の更に他の動
作態様について説明する。 同図には、機械（44）が、三つのサーボモータを有す
る場合の例が示されている。この場合には、制御データ
Ｄ（44）の入出力が行われる信号入出力部（16B）と、
制御プログラムが格納されているプログラムエリア（20
A）と、機械（44）に対応するデータの入力や表示が行
われる表示部（48B）と、駆動部（22）ないし（26）と
が系統化される。この例では、第２図に示した装置と同
様の一系統の制御が行われる。 尚、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、上記実施例では、最大三つの独立した系
統を構築することができるが、二系統でもよいし、それ
以上の系統を構築できるようにしてもよい。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、系統制御手段
が、一台の数値制御装置に設けられた複数の信号入出力
部と、複数の駆動部と、互いに異なる複数の制御プログ
ラムと、複数の表示部を、任意に組合せて任意の軸数の
系統を形成するため、複数の各部を効率的に数値制御で
きるとともに、コスト的にも有利になるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す回路ブロック図、第２
図は従来の数値制御装置を示す回路ブロック図、第３図
は系統制御手段の機能を説明する説明図、第４図ないし
第６図は第１図の実施例の動作態様を示す説明図であ
る。 図において、（12）は制御部、（16）は信号入出力装
置、（18）は演算部、（20）は記憶部、（20A），（20
B），（20C）はプログラムエリア、（20D）はデータエ
リア、（22）、（24）、（26）は駆動部、（28）、（3
0）、（32）はサーボモータ、（46）は表示インタフェ
ース部、（48）は表示部群である。 なお、各図中同一符号は、同一又は相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．信号入出力部から入力された制御データと、記憶部
   に格納された制御プログラムと加工プログラムとに基づ
   いて、演算部で必要な演算を行い、制御部により制御対
   象の駆動部に必要な制御指令を与えるとともに、表示部
   において必要な表示を行う数値制御装置において、 加工データ及び加工プログラムを入出力するデータ入出
   力部と、各々独立して制御データの入出力の可能な複数
   の信号入出力部と、各々独立して制御対象の駆動の可能
   な複数の駆動部と、各々独立して実行可能な複数の制御
   プログラムと、各々独立して制御対象に関するデータの
   表示可能な複数の表示部を、一台の数値制御装置に設け
   るとともに、 前記複数の信号入出力部と、前記複数の駆動部と、前記
   複数の制御プログラムと、前記複数の表示部とを任意に
   組合せて任意の軸数の系統を形成する系統制御手段を設
   けたことを特徴とする数値制御装置。 ２．前記演算部は、前記系統制御手段によって組み合わ
   された制御対象間で、補間の演算を行う特許請求の範囲
   第１項に記載の数値制御装置。