JPS63311408A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野」 本発明は工作機械の数値制御装置（以下ＮＣ装置という
）に関する。

「従来の技術」 ＮＣ装置の命令には、テーブルあるいは工具を移動させ
る軸移動命令（Ｘ、Ｙ、Ｚ命令）と、補助機能命令（Ｍ
命令）、主軸機能命令（Ｓ命令）、及び工具命令（′ｌ
′ｌ′）のＭ　Ｓ　Ｔ命令とがある。たとえば、′ｌ′
機能機能命令上り自動工具交換装置（以下Ａ１゛Ｃ装置
という）を作動させて所望の工具を選択交換し、Ｓ機能
命令により主軸の回転数を指令された回転数に変更する
。これら、工具の交換や主軸回転数の変更に要する作動
時間は被加工物の切削に寄与しない非切削時間である。

従来のＮＣ装置では、軸移動命令とＭＳＴ命令との並行
動作を行うか否かは、ＮＣ装置と工作機械の間に設けら
れる強電盤の設計と、命令の仕方に依存していた。即ち
、強電盤が軸移動命令の完了を待たずＭＳＴ命令を実行
するように設計してあり、かつ、軸移動命令とＭ　Ｓ　
Ｔ命令とを同一ブロック内に指令した場合にのみ並行動
作が可能であった。

ところで、ＮＣ装置には自動プログラミング機能を有し
、対話方式で命令を入力するものがある。

この種のＮＣ装［（ＣＮＣ装置）では、作業者は加工位
置、加工条件等の加工データを命令としてＮＣ装置に入
力する。ＮＣ装置では、それらの加工データから軸移動
命令、ＭＳＴ命令等のＮＣ言語による加工プログラムを
内部的に生成し、そのＮＣ言語による命令に従って機械
を制御している。

作業者はＮＣ言語レベルでの命令の内容に関与せず、軸
移動命令とＭＳＴ命令を同一ブロック内に指令するかど
うかといったことにも関与しない。

ＮＣ装置は、Ｎ０８語による命令を逐次的に実行して機
械を制御していた。

このため、従来のこの程のＮＣ装置では軸移動命令とＭ
ＳＴ命令との並行動作ができず、たとえば、工具交換命
令とテーブル等の軸移動命令とを同時に実行させること
ができなかった。このため、工作機械の稼動時間のうぢ
切削に寄与しない非切削時間を短縮することができない
という問題点があった。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、特定の二つの命令を並行して動作させることを可能
にし、非切削時間の短縮を図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。

ｒ問題点を解決するための手段」 このため本発明では、加工位置、加工条件等の入力され
た加工データからＮＣ言語による加工プログラムを生成
し、その加工プログラムの命令に従って機械の動作を順
次制御する数値制御装置において、前記加工プログラム
内に同時に実行してもその動作が干渉しない特定の二つ
の命令が連続して存在するかどうかを判別する手段と、
その判別結果に従って、その連続した二つの命令を並行
して機械に動作せしめる手段と、を備えることを特徴と
する数値制御装置が提供される。

「作用」 上記の構成によれば、内部的に生成されたＮＣ言語によ
る加工プログラムに、特定の二つの命令が連続して現れ
た場合に、その二つの命令が並行して実行されるから、
非切削時間を短縮し、加工時間を短縮することができる
。

「実施例」 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
。

第２図は本発明に係るＮＣ装置をＭｍしたマシニングセ
ンタの正面図、第３図は側面図である。

基台２１上に直立配置されたコラム２２の前面には、主
軸台２３が昇降可能に取付けられている。

主軸台２３はコラム２２−Ｅに設けられたＺ？ｈ送りモ
ータ９により上下動される。主軸台２３には主軸２５が
回転自在に支持され主軸モータ１０により回転駆動され
る。一方、基台２１上には被加工物を載置するテーブル
２７が設けられている。テーブル２７はサドル２８上に
摺動自在に取付けられ、水平な面内において左右方向の
Ｘ軸方向及び前後方向のＹ軸方向に移動可能である。テ
ーブル２７はＸ軸送りモータ７及びＹ輸送りモータ８に
より水平移動される。

コラム２２の前面には、主軸台２３とは独立に、工具交
換装置３０（ＡＴＣ装置）が取付けられている。ＡＴＣ
装置３０は回転可能な工具マガジン３１上に１２個の工
具３２を放射状に把持し、工具マガジン３１の割出位置
により工具３２を選択し、主軸２５と工具マガジン３１
との間で工具３２の交換を行う、工具マガジン３１は工
具マガジン３１真面に配置されたＡ　Ｔ　Ｃモータ１１
により回動駆動される。

各軸の送りモータ７，８，９、主軸モータ１０及びＡ　
’Ｔ’　Ｃモータ１１は、それぞれＡＣサーボモータが
用いられ、コラム２２に取付けられたＮＣ装置３５によ
り制御される。ＮＣ装置３５は前方に配置された操作パ
ネル３６に接続されている。

操作パネル３６はキーボード３７及びＣＲＴディスプレ
イ３８を備え、作業者は対話型式で加工データをＮＣ装
置３５に入力することができる。

第１図は本発明に係るＮＣ装置３５を示すブロック図で
ある。ＮＣ装置３５は、運転データメモリ部１、運転デ
ータバッファ部２、運転実行部３、モータ指令用バッフ
ァ部４、及びモータ制御部５を備え、運転実行部３には
キーボード３７、ＣＲ′ｒディスプレイ３８、その他Ｍ
指令用機器等の外部入出力機器６が接続され、モータ制
御部５には各軸の送りモータ７，８，９、主軸モータｉ
ｏ、及びＡＴＣモータ１１等のサーボモータが接続され
ている。

運転データメモリ部１には、プログラム番号により管理
される各種加工１０グラムがファイルとして格納される
。運転データバッフ１部２は、運転に必要なＮＣ言語に
よる命令コード群が格納される部分であり、運転実行部
３からの指令に従って運転データメモリ部１の加工プロ
グラムの一部がＮＣ言語にコンパイルされ格納される。

運転データバッファ部２の内容は、命令コードの実行終
了に応じて順次更新される。

運転実行部３は、プロセッサユニット（ＣＰＵ）を備え
、運転データバッファ部２の命令コード及び入力機器６
からの命令に従ってＭ指令等を出力すると共に、モータ
指令用バッファ部４にデータを設定してモータ制御部５
に指令を与える。モータ指令用バッファ部４は送りモー
タ７，８．９、主軸モータ１０、及びＡＴＣモータ１１
の制御のための指令データが格納される部分である。

モータ制御部５は、プロセッサユニット（ＣＰＵ）を備
え、モータ指令用バッファ部４に設定された指令データ
に従って各種のサーボモータ７゜８．９，１０．１１を
制御する。

第４図はモータ指令用バッファ部４の内部構成を示す図
である。モータ指令用バッファ部４に設定される指令デ
ータは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のモータ移動量指令値４４
．４５．４６．主軸２５の正逆転、停止を指令する主軸
指令データ４７、主軸２５の回転数指令値４８などの他
に、Ａ　’ｌ’　Ｃモータ１１の回転を指令し工具マガ
ジン３１の割出位置を指令する工具交換指令値４３が含
まれる。

これらの各指令データが運転実行部３のＣＰＵにより設
定され、スタートフラグ４１に「１」が設定されると、
モータ制御部５はその指令データに従って各軸のモータ
？、８，９、主軸モータ１０゜及びＡ　’Ｔ’　Ｃモー
タ１１の回転を開始するように構成されている。このと
き、モータ制御部５は指令データが設定されているモー
タの駆動を同時に開始する。たとえば、Ｚ＠移動量指令
ｇ１４６のみが設定されていれば、Ｚ軸モータ９が駆動
され、主軸台２３のみが上下動される。また、Ｘ軸移動
量指令値４４、Ｙ軸移動量指令値４５、及び工具交換指
令値４３が設定されていれば、Ｘ軸、Ｙ軸上−タ７．８
、及びＡＴＣモータ１１が駆動され、テーブル２７の移
動と工具交換が並行して実行される。そして、指令デー
タにより指示された動作をすべて完了するとモータ制御
部５は終了フラグ４２を「１」に設定し、運転実行部３
に指示された動作の終了を知らせる。運転実行部３は終
了フラグ４２を受けて実行ポインタを更新し、次に実行
すべき命令の指令データを生成してモータ指令用バッフ
ァ部４に設定更新することにより、次々に一連の命令を
モータ制御部５に実行させるようになっている。

運転実行部３は、運転データバッファ部２のＮＣ言語に
コンパイルされた命令コードに従ってモータ指令用バッ
ファ４に指令データを設定する際に、通常は実行ポイン
タにより指示された一つの命令コードずつ指令データを
設定する。しかし、工具交換指令（ＴΔΔ）とテーブル
２７の位置決め命令（Ｇ　００　ＸΔΔΔΔＹΔΔΔΔ
）とが連続する場合には、その二つの命令の指令データ
を同時にモータ指令用バッファ部４に書き込み、スター
トフラグを［１」に設定してモータ制御部５に工具交換
動作とテーブル２７の位置決めとの二つの動作を同時に
開始させる。

これは、工具交換命令（ＴΔΔ）の前には必ずＺ軸鳳点
復帰命令（０２８Ｚ）が挿入され、主軸台２３が上昇端
付近に上昇した位置で工具交換が行われるから、工具交
換動作とテーブル２７の移動動作とが干渉するおそれが
なく、二つの動作を並行して実行させ非切削時間を短縮
しようとするのである。

同じテーブル２７の移動命令であっても、工具交換命令
（ＴΔΔ）とテーブル２７の切削送り命令（Ｇ０１ＸΔ
ΔΔΔＹΔΔΔΔ）とが連続した場合には、並行動作を
行わない。

第５図は以上述べた制御思想を実現するための運転実行
部３における処理を示すフローチャートである。

処理１００が開始されると、まずステップ１０１では、
運転データバッファ部２に命令コード群が格納されてい
るか否かを調べる。運転データバッファ部２が空であれ
ばステップ１０２に進み、運転データメモリ部１から運
転データバッファ部２にプログラムの一部が転送される
。ステップ１０３では、運転データバッファ部２の命令
コード群のうち、実行ポインタにより指示され今回実行
が予定される命令コードが、工具交換命令（ＴΔΔ）で
あるか否かが調べられる。工具交換命令であればステッ
プ１０４に進む、ステップ１０４では、次の命令がテー
ブル２７の位置決め命令（Ｇ　ＯＯＸΔΔΔΔＹΔΔΔ
Δ）であるか否かが調べられる。テーブル２７の位置決
め命令であればステップ１０５に進み、モータ指令用バ
ッファ部４のＸ軸移動量指令値４４及びＹ軸移動量指令
値４５にその命令に対応した指令値を設定する。次の命
令がテーブル位置決め命令でなければステップ１０５を
実行せず直接ステップ１０６に進む、ステップ１０６で
はモータ指令用バッファ部４の工具交換指令値４３に、
今回の工具交換命令に対応した指令値を設定する。

一方、ステップ１０３において、今回の命令コードが工
具交換命令でなければステップ１０７に進む、ステップ
１０７では今回の命令コードが主軸命令（ＭＯ３Ｓ１０
００など）であるか否かが調べられ、主軸命令であれば
ステップ１０８に進みモータ指令用バッファ部４の主軸
指令４７、又は主軸回転数指令値４８に対応した指令値
を設定する。

このようにして、ステップ１０３乃至１０８の処理２０
０により、命令コードに対応した指令データがモータ指
令用バッファ部４に設定される。

このとき、工具交換命令とテーブル２７の位置決め命令
が連続するときは、両者の指令データがモータ指令用バ
ッファ部４に同時に設定されることになる。

次に、ステップ１１０では、命令コードがクーラントの
オン／オフ等の補助的な外部入出力命令か舌かが調べら
れる。これらの命令ではモータ指令用バッファ部４には
指令データが設定されず、ステップ１１０からステップ
１１１に進み、運転実行部３から直接信号を出力して外
部入出力機器６を作動させ、ステップ１１２で動作の完
了を待ってステップ１１５に進む、一方、命令が外部入
出力命令でなければ、ステップ１１０からステップ１１
３に進む。

ステップ１１３では、モータ指令用バッファ部４のスタ
ートフラグ４１に「１」を設定し、ステップ１０３乃至
１０８の処理２００で設定した指令データに従って各モ
ータ７〜１１の駆動を開始する。ステップ１１４ではモ
ータ制御部５での動作が終了し、モータ指令用バッファ
部４の終了フラグ４２が１゛１」になるのを待つ、終了
フラグ４２が「１」になったならばステップ１１５に進
み、実行ポインタを更新して次に実行ナベき命令を指定
する。そして、ステップ１０１に戻り、上述の処理を繰
り返す。

以上述べた実施例では、工具交換命令とテーブル２７の
位置決め命令との二つが連続して存在した場合に、その
二つの命令を並行して実行させることとした。これは、
第２図及び第３図に示す機械の構造から、Ａ　Ｔ　Ｃ装
置３０の工具交換動作とテーブル２７の移動動作が互い
に干渉することがないことを利用している。また、第５
図に示すフローチャートでは、工具交換命令の後にテー
ブル位置決め命令がきた場合のみを判別し、その逆の場
合は判別していない。これは、本実施例機械では工具交
換命令のＲｑには必ずＺｌｌｌｌＪｒＸ点７１　ｄｌ命
全７１２８Ｚ）が挿入されるため、工具交換命令（ＴΔ
Δ）の直前に位置決め命令（Ｇ　００　ＸΔΔΔΔＹΔ
ΔΔΔ）が存在することがあり得ないので省略したので
ある。

しかし、適用する工作機械の構造、特にＡＴＣ装置３０
の構造によっては、命令の順序に関係なく、上記二つの
命令が連続したときに並行動作を行わせることが望まし
く、また、容易に可能である。

また、前記実施例では、特定の二つの命令が連続した場
合には必ず並行動作を行わせることとしたが、操作パネ
ル３６から設定されるパラメータに応じ、並行動作と逐
次動作を作業者が選択できるようにすることも可能であ
る。

前記実施例では、同時に実行してもその動作が干渉しな
い特定の二つの命令として、工具交換命令と、Ｘ軸又は
Ｙ軸の位置決め命令とを用いたが、本発明はこれに限定
されるものではない、たとえば、主軸の回転命令（ＭΔ
ΔＳΔΔ）とＸ軸又はＹ軸の位置決め命令（Ｇ　００　
ＸΔΔΔΔＹΔΔΔΔ）、若しくはＺ軸の位置決め命令
（ＧＯＯＺΔΔΔΔ）とを並行動作させることも、第１
図に示すＮＣ＠［においては同様の処理を行うことによ
り容易に実現可能である。

主軸の回転数の変更には、立上り時間として０゜１〜０
．２秒程度の時間を要し、この間にテーブル２７等の移
動を行うことにより、非切削時Ｉｎを短縮することがで
きる。０，２秒程度の並行動作では僅かなようであるが
、穴明、タップ加工等を多用する被加工物では、主軸の
回転数変更の頻度が高く、かなりの加工時間の削減が期
待できる。

「発明の効果」 以上述べたように本発明は上記の構成を有し、動作が干
渉しない特定の二つの命令を並行して実行、せしめるも
のであるから、工作機械の非切削時間を短縮し、加工時
間を短縮することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は数値制御装置
のブロック閥、第２図は本発明装置を適用した工作機械
の正面図、第３図は側面図、第４図はモータ指令用バ・
ソファ部の構成を示す図、第５図は運転実行部での処理
１を示すフローチャートである。 ２１１．運転データバッファ部、　３１１．運転実行部
、　４１０．モータ指令用バッファ部、　５２１．モー
タ制御部、　？　、、、Ｘ軸送りモータ、　８　、、、
Ｙ輸送りモータ、　９　、、、Ｚ輸送りモータ、１０、
、、主軸モータ、　　１１．、、ＡＴＣモータ、２３　
、、、主軸台、　２５　、、、主軸、　２７．、、テー
ブル、　３０．、、ＡＴＣＲ置、　３１　、、、工具マ
ガジン。 第４図 第２図 ｑ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加工位置、加工条件等の入力された加工データから
   ＮＣ言語による加工プログラムを生成し、その加工プロ
   グラムの命令に従って機械の動作を順次制御する数値制
   御装置において、 前記加工プログラム内に同時に実行してもその動作が干
   渉しない特定の二つの命令が連続して存在するかどうか
   を判別する手段と、 その判別結果に従って、その連続した二つの命令を並行
   して機械に動作せしめる手段と、 を備えることを特徴とする数値制御装置。 ２　前記特定の二つの命令は、工具交換命令と、工具交
   換動作に干渉しない軸の移動命令とであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の数値制御装置。 ３　前記特定の二つの命令は、主軸の回転命令と、軸の
   移動命令とであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の数値制御装置。