JP6122048B2

JP6122048B2 - 待ち合わせ相手の制御系を判別する数値制御装置

Info

Publication number: JP6122048B2
Application number: JP2015031314A
Authority: JP
Inventors: 優大田
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2035-02-20
Also published as: US20160246283A1; CN105911964B; US10261498B2; CN105911964A; DE102016001634A1; DE102016001634B4; JP2016153938A

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に複数の制御系統間でタイミングを合わせて加工をするための系統間待ち合わせにおいて、待ち合わせ対象の変更を容易に行うことが出来る数値制御装置に関する。

数値制御装置（ＣＮＣ）の系統間待ち合わせは、加工プログラムを作成する際に、待ち合わせ相手（系統）を指定する。例えば、プログラムコード「Ｐｐ」を待ち合わせ相手に指定するコードとし、ｐの数値によって待ち合わせする相手系統のパターンを指定する場合、加工プログラムを実行し、待ち合わせＭコードを指令したときに、コードＰｐを解読して待ち合わせ対象を割り出し、全ての待ち合わせ相手が共通の待ち合わせＭコードを指令したときに待ち合わせ完了を通知している（例えば、特許文献１）。このとき、待ち合わせの対象を変更したいときには共通の待ち合わせＭコードを含む加工プログラムを全て修正することになる。

特開平０８−１６１０２２号公報

特許文献１で提案されている方法では、あらかじめ待ち合わせを行う制御系統をコードＰｐにより指定して形式をとっているため、後に待ち合わせの対象を変更することになると、同じ待ち合わせ指令（Ｍコード）を含む加工プログラムの待ち合わせ相手を指定する指令（コードＰｐ）を全て修正しなければならなくなる。また、系統数が多くなれば加工プログラムの作成も難しくなってしまう。

そこで本発明の目的は、待ち合わせ指令において、予め待ち合わせ相手の制御系統を指定する指令をしなくても、制御系統間における待ち合わせをすることを可能とする数値制御装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、複数の加工プログラムに基づいて複数の系統を制御する多系統制御を行う数値制御装置において、前記複数の系統毎を制御し、待ち合わせコード番号を含む待ち合わせ指令コードを記載可能な複数の加工プログラムが格納されている加工プログラム格納手段と、前記加工プログラムを識別する加工プログラム番号、前記加工プログラムに含まれる待ち合わせ指令コードの待ち合わせコード番号、および前記加工プログラムに含まれる待ち合わせ指令コードの待ち合わせコード番号毎の待ち合わせ状態を関連付けた加工プログラム毎の待ち合わせ管理情報を記憶する待ち合わせ管理テーブルと、前記複数の加工プログラムを解読する解読手段と、前記解読された加工プログラムを平行して実行し前記各系統の各軸を制御する軸制御手段と、前記待ち合わせ管理テーブルに記憶された待ち合わせ管理情報に基づいて前記軸制御手段に指令することで前記各軸の待ち合わせ制御を行う待ち合わせ制御手段と、前記複数の加工プログラムの実行状況に応じて、前記待ち合わせ管理テーブルに記憶されている加工プログラム毎の待ち合わせ管理情報を更新する管理手段と、を備えたことを特徴とする数値制御装置である。

本願の請求項２に係る発明は、前記待ち合わせ管理テーブルには、前記複数の加工プログラムのうち、実行が開始された加工プログラムの待ち合わせ管理情報が記憶される、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。

本発明により、加工プログラムを変更せずに待ち合わせを行う系統を変更することができる。また、加工プログラムの作成が簡単になる。

本発明の一実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。本発明の一実施形態における待ち合わせ管理テーブルの例である。本発明の実施例１で用いる加工プログラムを示す図である。本発明の実施例１における待ち合わせ管理テーブルの更新の流れを示す図である。本発明の実施例２における待ち合わせ管理テーブルの更新の流れを示す図である。本発明の実施例３で用いる加工プログラムを示す図である。本発明の実施例４で用いる加工プログラムを示す図である。本発明の一実施形態における数値制御装置上で実行される加工プログラム開始処理のフローチャートである。本発明の一実施形態における数値制御装置上で実行される待ち合わせ管理テーブル更新処理と待ち合わせ制御処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
本発明では、待ち合わせ管理テーブルを追加し、運転中の制御系統ごとに加工プログラム内に記載されている待ち合わせ指令を数値制御装置が抽出して待ち合わせ管理テーブルに保存する。待ち合わせ管理テーブルに保存された各制御系統の加工プログラム内に記載されている共通の待ち合わせ指令に基づいて、数値制御装置は待ち合わせ対象の制御系統を把握する。

図１は本発明の一実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。本発明の数値制御装置１は、解読手段１０、軸制御手段１１、管理手段１２、待ち合わせ制御手段１３、サーボアンプ１４、加工プログラム格納手段２０を備える。
解読手段１０は、加工プログラム格納手段２０に格納されている各系統の加工プログラムを読出して解読する。

軸制御手段１１は、解読手段１０により解読された各系統の加工プログラムを並列して実行し、各系統のモータ２を制御するそれぞれのサーボアンプ１４に対して指令を出力する。また、各系統の加工プログラムの実行に際して、後述する待ち合わせ制御手段１３により待ち合わせ制御に従って各系統の加工プログラムの待ち合わせ、および待ち合わせの解除を行う。

管理手段１２は、図示しないメモリ上の領域として確保された待ち合わせ管理テーブルを管理しており、該待ち合わせ管理テーブルに対して、解読手段１０により解読された各系統の加工プログラムの、登録処理、削除処理、待ち合わせ状態の変更処理などの待ち合わせ管理テーブルの管理処理を実行する。

図２に待ち合わせ管理テーブルの例を示す。待ち合わせ管理テーブル１００は、実行中の加工プログラムを登録する実行中プログラム管理領域１１０と、実行中プログラム管理領域１１０に登録された各実行中プログラム、および該実行中プログラムに含まれる待ち合わせＭコードの番号毎に、該待合せＭコード番号に関する該実行中プログラムの状態を格納する状態情報領域１２０が設けられている。

待ち合わせ制御手段１３は、管理手段１２が管理する待ち合わせ管理テーブルを参照し、待ち合わせ管理テーブルに登録されている各系統の加工プログラムの待ち合わせ状態に基づいて、軸制御手段１１に対する待ち合わせ制御処理を行う。待ち合わせ制御手段１３は、待ち合わせ管理テーブルに登録された、同一のＭコードの番号を指令する加工プログラムの間で待ち合わせ制御処理を実行する。

以下では、図１に示す機能構成を備えた数値制御装置１上で実行される待ち合わせ制御動作について説明する。
＜実施例１＞
本実施例では、図３に示すように、待ち合わせＭコードの指令ブロックにて、待ち合わせ系統をコードＰｐで指定しない３つの系統を制御するための加工プログラムを用いた例を示す。

図３に示す系統１用の加工プログラムＯ０００１，系統２用の加工プログラムＯ０００２，系統３用の加工プログラムＯ０００３の実行を開始すると、解読手段１０により各系統の加工プログラムが解読され、解読結果に従って管理手段１２が、待ち合わせ用のメモリである待ち合わせ管理テーブルを作成する。待ち合わせ管理テーブルには、加工プログラムの実行開始時の初期状態においては、図４（ａ）に示すように、実行中の加工プログラムの番号、実行中の加工プログラム内の待ち合わせＭコード、および実行中の加工プログラムが待ち合わせＭコードに関する状態情報が記憶される。

待ち合わせ管理テーブルの作成においては、系統１でＯ０００１を実行し、系統２でＯ００００２を実行し、系統３でＯ０００３を実行したとき、待ち合わせ管理テーブルに実行を開始した加工プログラム番号としてＯ０００１、Ｏ０００２、Ｏ０００３が追加される。次に、実行した加工プログラム内に待ち合わせＭコードが存在するかをサーチし、存在する場合には待ち合わせＭコードの番号を待ち合わせ管理テーブルに追加し、また、待ち合わせ状態として未指令という状態にする。

本発明では、各系統の待ち合わせ対象は、待ち合わせ管理テーブルに保存した加工プログラム、つまり実行が開始された加工プログラムであって、且つ同じ待ち合わせＭコードを含んだ加工プログラムとなる。同じ待ち合わせＭコードでなければ待ち合わせ対象にならず、また同じ待ち合わせＭコードを含んでいたとしても、実行対象となっていない加工プログラムであれば待ち合わせの対象にならないため、従来技術と異なり、一部の系統のみの加工プログラムを実行する際にも加工プログラムの編集（待ち合わせ系統のパターンを指定するコードＰｐの変更）を行う必要が無い。

その後、各系統の加工プログラムの実行が進み、加工プログラムＯ０００１においてＭ９０１が指令されると、管理手段１２は待ち合わせ管理テーブルを図４（ｂ）に示すように更新する。この段階で、待ち合わせ制御手段１３は、軸制御手段１１に指令し、系統１に待ち合わせを行わせる。そして、加工プログラムＯ０００２においてもＭ９０１が指令されると、同様に待ち合わせ管理テーブルの更新と、系統２の待ち合わせ制御が実行される。この状態で、加工プログラムＯ０００３においてもＭ９０１が指令されると、管理手段１２は待ち合わせ管理テーブルを図４（ｃ）に示すように更新する。

管理手段１２は、待ち合わせ管理テーブルに保存されている各系統の加工プログラムにおいて、同じ待ち合わせＭコードが全て指令された時点で該Ｍコードによる待ち合わせが完了したと判断する。ここでは、管理手段１２は、Ｍ９０１が存在する実行中の加工プログラムが全てＭ９０１で待ち合わせ中になったのを確認して待ち合わせ完了と判断し、待ち合わせ管理テーブルからＭ９０１を削除する。そして、待ち合わせ制御手段１３は、軸制御手段１１に対して待ち合わせ完了を指令する。

その後、Ｏ０００３の加工プログラムが終了すると、管理手段１２は、待ち合わせ管理テーブルの実行中加工プログラムからＯ０００３を削除する（図４（ｄ））。
次に、Ｏ０００１でＭ９０２が指令され（待ち合わせ制御については記載を省略する）、Ｏ０００２でＭ９０２が指令されると、管理手段１２は、待ち合わせ管理テーブルを図４（ｅ）のように更新する。

管理手段１２は、Ｍ９０２が存在する実行中の加工プログラムが全てＭ９０２で待ち合わせ中になったのを確認して待ち合わせ完了と判断し、待ち合わせ管理テーブルからＭ９０２を削除する。そして、待ち合わせ制御手段１３は、軸制御手段１１に対して待ち合わせ完了を指令する。

最後に、待ち合わせ管理テーブル内のプログラムＯ０００１，Ｏ０００２の実行が終了したら、管理手段１２は、実行中の加工プログラムからＯ０００１、Ｏ０００２を削除する（図４（ｆ））。

このように、本発明の数値制御装置では、各系統の加工プログラムの実行状況に応じて待ち合わせ管理テーブルの内容が更新され、待ち合わせ管理テーブルの状態に基づいて待ち合わせ制御が行われるため、従来技術と比較して、待ち合わせ系統パターンに依存しない、より柔軟な待ち合わせ制御を行うことができる。

＜実施例２＞
本実施例では、図３に示す各系統の加工プログラムを用いた例を示す。実施例１と異なるのは、系統１でＯ０００１を実行し、系統２でＯ０００２を実行し、系統３では何もしない点である。この場合、各系統の加工プログラムの開始時点において、管理手段１２は、待ち合わせ管理テーブルに実行を開始した加工プログラム番号としてはＯ０００１とＯ０００２を追加するが、Ｏ０００３は追加しない。加工プログラム番号の追加後は、実行した加工プログラム内に待ち合わせＭコードが存在するかサーチする。存在する場合には、管理手段１２は、待ち合わせＭコードの番号を待ち合わせ管理テーブルに追加し、また、待ち合わせ状態として未指令という状態にする（図５（ａ））。

その後、各系統の加工プログラムの実行が進み、加工プログラムＯ０００１においてＭ９０１が指令されると、管理手段１２は、待ち合わせ管理テーブルを図５（ｂ）に示すように更新する。この段階で、待ち合わせ制御手段１３は、軸制御手段１１に指令し、系統１に待ち合わせを行わせる。

そして、加工プログラムＯ０００２においてもＭ９０１が指令されると、管理手段１２は待ち合わせ管理テーブルを図５（ｃ）に示すように更新する。
管理手段１２は、Ｍ９０１が存在する実行中の加工プログラムが全てＭ９０１で待ち合わせ中になったのを確認して待ち合わせ完了と判断し、待ち合わせ管理テーブルからＭ９０１を削除する（図５（ｄ））。そして、待ち合わせ制御手段１３は、軸制御手段１１に対して待ち合わせ完了を指令する。なお、系統３の加工プログラムＯ０００３も同じ待ち合わせＭコードＭ９０１を含んでいるが、実行開始されていない加工プログラムは、待ち合わせ管理テーブルに登録されていないため、Ｏ０００３は待ち合わせの対象にはならない。

次に、Ｏ０００１でＭ９０２が指令され（待ち合わせ制御については記載を省略する）、Ｏ０００２でＭ９０２が指令されると、管理手段１２は、待ち合わせ管理テーブルを図５（ｅ）のように更新する。
管理手段１２は、Ｍ９０２が存在する実行中の加工プログラムが全てＭ９０２で待ち合わせ中になったのを確認して待ち合わせ完了と判断し、待ち合わせ管理テーブルからＭ９０２を削除する。そして、待ち合わせ制御手段１３は、軸制御手段１１に対して待ち合わせ完了を指令する。

最後に、待ち合わせ管理テーブル内のプログラムＯ０００１、Ｏ０００２の実行が終了したら、管理手段１２は、実行中の加工プログラムからＯ０００１、Ｏ０００２を削除する（図５（ｆ））。

このように、本発明の数値制御装置では、待ち合わせ管理テーブルの状態に基づいて待ち合わせ制御が行われるため、待ち合わせのコードが含まれる一部の系統の加工プログラムを実行しない場合においても、待ち合わせ系統パターンの編集などを行うことなく各系統の加工プログラムの待ち合わせ制御を行うことができる。

＜実施例３＞
本実施例では、図６に示す各系統の加工プログラムを編集する場合の例を示す。図６に示す加工プログラムにおいて、系統１でＯ０００１を実行し、系統２でＯ０００２を実行し、系統３でＯ０００３を実行すると、Ｏ０００１とＯ０００２とＯ０００３がＭ９０１で待ち合わせを行う。しかし、加工内容の変更により系統３のＯ０００３では待ち合わせをする必要がなくなった場合、本発明の数値制御装置においては、Ｏ０００３のブロック「Ｎ１１０Ｍ９０１；」を削除し、Ｏ０００１とＯ０００２は編集せずに実行すれば、待ち合わせ管理テーブルには、Ｏ０００３の状態情報領域には待ち合わせＭコードＭ９０１が登録されないため、Ｏ０００１とＯ０００２のみで待ち合わせが行われ、Ｏ０００３との待ち合わせは行われない。

このように、本発明の数値制御装置では、待ち合わせ管理テーブルの状態に基づいて待ち合わせ制御が行われるため、一部の系統の加工プログラムの待ち合わせＭコードを削除した場合においても、他の系統の加工プログラムの編集などを行うことなく各系統の加工プログラムの待ち合わせ制御を行うことができる。

＜実施例４＞
本実施例では、図６に示す各系統の加工プログラムに、別の系統の加工プログラムを追加して実行する例を示す。図６に示す加工プログラムＯ０００１，Ｏ０００２、Ｏ０００３において、系統１でＯ０００１を実行し、系統２でＯ０００２を実行し、系統３でＯ０００３を実行すると、Ｍ９０１で待ち合わせを行なわれるが、図７に示すように、更に系統４で実行するＯ０００４の加工プログラムを追加し、待ち合わせを行わせる場合を考える。

この場合、Ｏ０００４内に「Ｍ９０１」を追加し、Ｏ０００１、Ｏ０００２、Ｏ０００３は編集せずに、系統１でＯ０００１を実行し、系統２でＯ０００２を実行し、系統３でＯ０００３を実行し、系統４でＯ０００４を実行するだけで、Ｏ０００１、Ｏ０００２、Ｏ０００３、Ｏ０００４で待ち合わせが行われる。

このように、本発明の数値制御装置では、待ち合わせ管理テーブルの状態に基づいて待ち合わせ制御が行われるため、待ち合わせＭコードが記載された加工プログラムを追加実行するだけで、他の系統の加工プログラムの編集などを行うことなく各系統の加工プログラムの待ち合わせ制御を行うことができる。

＜実施例５＞
本実施例では、加工プログラムの編集ミスなどを検出する例を示す。
加工プログラムの実行開始時に該加工プログラム内の待ち合わせＭコードをサーチしたとき、既に待ち合わせ管理テーブルに存在する待ち合わせＭコードが実行開始する加工プログラムに存在しない場合、その待ち合わせＭコードが不要かどうか確認を促すように操作盤などに警告を表示し、オペレータに確認を求めるようにすることができる。

この様な場合、オペレータは加工プログラムを確認し、プログラムミスにより待ち合わせＭコードを入れていないときは加工プログラムの実行を中止し、加工プログラムを修正することができる。プログラムミスではなく不要のためＭコードを入れていないときはそのまま加工プログラムを実行開始すればよい。

既に待ち合わせ管理テーブルに待ち合わせＭコードが登録されている場合としては、それぞれの系統の加工プログラムを順次読み込む場合や（先に読み込まれた加工プログラムに含まれるＭコードは、待ち合わせ管理テーブルに登録されている）、加工を一時中断し、一部の加工プログラムを再編集して再読み込みする場合、加工プログラムを追加する場合、等が考えられる。

このように、本発明の数値制御装置では、待ち合わせ管理テーブルに登録された情報を用いて各系統の加工プログラムのチェックを行うことも可能であるため、オペレータによるプログラム編集ミスなどによる誤動作を未然に防ぐことができる。

図８は、本発明の一実施形態における数値制御装置上で実行される、加工プログラム開始時の処理のフローチャートである。本処理は、数値制御装置の制御周期毎に実行される。
●［ステップＳＡ０１］加工プログラムのスタートが指令されたか否かを判定する。加工プログラムの開始が指令された場合にはステップＳＡ０２へ進み、そうでない場合には今周期における本処理を終了する。
●［ステップＳＡ０２］解読手段１０が、スタートするように指令された各系統の加工プログラムを解読し、各加工プログラムのプログラム番号と実行する系統を特定する。

●［ステップＳＡ０３］管理手段１２が、ステップＳＡ０２で特定された各プログラムのプログラム番号を待ち合わせ管理テーブルに追加する。
●［ステップＳＡ０４］解読手段１０が、各加工プログラム内の待ち合わせ指令コードを検索する。

●［ステップＳＡ０５］ステップＳＡ０４で、各加工プログラム内から待ち合わせ指令コードが検索されたか否かを判定する。検索された場合にはステップＳＡ０６へ進み、そうでない場合には今周期における本処理を終了する。
●［ステップＳＡ０６］管理手段１２が、ステップＳＡ０４で検索された待ち合わせ指令コードを、待ち合わせ管理テーブルに各プログラムに対応付けて登録する。

図９は、本発明の一実施形態における数値制御装置上で実行される、加工プログラム実行時における処理のフローチャートである。本処理は、数値制御装置の制御周期におけるブロック処理において実行される。
●［ステップＳＢ０１］管理手段１２が、各系統の加工プログラムにおいて、待ち合わせ指令が実行されたか否かを判定する。待ち合わせ指令が実行された場合にはステップＳＢ０２へ進み、そうでない場合にはステップＳＢ０６へ進む。
●［ステップＳＢ０２］管理手段１２が、ステップＳＢ０１で実行されたと判定された加工プログラムの待ち合わせ指令の待ち合わせ指令コード番号について、待ち合わせ管理テーブルに登録されている状態を「待ち合わせ中」に更新する。

●［ステップＳＢ０３］待ち合わせ制御手段１３が、待ち合わせ管理テーブルに登録されているそれぞれの待ち合わせ指令コード番号の状態について、全てが「待ち合わせ中」に揃ったか判定する。揃った場合にはステップＳＢ０４へ進み、そうでない場合にはステップＳＢ０６へ進む。
●［ステップＳＢ０４］管理手段１２が、ステップＳＢ０３で揃ったと判定された待ち合わせ指令コード番号を待ち合わせ管理テーブルから削除する。

●［ステップＳＢ０５］待ち合わせ制御手段１３は、ステップＳＢ０３で揃ったと判定された待ち合わせ指令コード番号で待ち合わせしている系統について、待ち合わせ完了を軸制御手段１１に指令する。
●［ステップＳＢ０６］各系統の加工プログラムについて、それぞれ加工プログラムの実行が終了したか否かを判定する。終了した加工プグラムがある場合にはステップＳＢ０７へ進み、無い場合には今周期における本処理を終了する。
●［ステップＳＢ０７］管理手段１２が、ステップＳＢ０６で実行が終了したと判定された加工プログラムを待ち合わせ管理テーブルから削除し、今周期における本処理を終了する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１数値制御装置
２モータ
１０解読手段
１１軸制御手段
１２管理手段
１３待ち合わせ制御手段
１４サーボアンプ
１００待ち合わせ管理テーブル
１１０実行中プログラム管理領域
１２０状態情報領域

Claims

複数の加工プログラムに基づいて複数の系統を制御する多系統制御を行う数値制御装置において、
前記複数の系統毎を制御し、待ち合わせコード番号を含む待ち合わせ指令コードを記載可能な複数の加工プログラムが格納されている加工プログラム格納手段と、
前記加工プログラムを識別する加工プログラム番号、前記加工プログラムに含まれる待ち合わせ指令コードの待ち合わせコード番号、および前記加工プログラムに含まれる待ち合わせ指令コードの待ち合わせコード番号毎の待ち合わせ状態を関連付けた加工プログラム毎の待ち合わせ管理情報を記憶する待ち合わせ管理テーブルと、
前記複数の加工プログラムを解読する解読手段と、
前記解読された加工プログラムを平行して実行し前記各系統の各軸を制御する軸制御手段と、
前記待ち合わせ管理テーブルに記憶された待ち合わせ管理情報に基づいて前記軸制御手段に指令することで前記各軸の待ち合わせ制御を行う待ち合わせ制御手段と、
前記複数の加工プログラムの実行状況に応じて、前記待ち合わせ管理テーブルに記憶されている加工プログラム毎の待ち合わせ管理情報を更新する管理手段と、
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
前記待ち合わせ管理テーブルには、前記複数の加工プログラムのうち、実行が開始された加工プログラムの待ち合わせ管理情報が記憶される、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。