CN106325221B - 事先通知辅助功能的执行的数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种事先通知辅助功能的执行的数值控制装置，其计算直到执行程序中包含的辅助功能为止的时间，基于该计算出的时间和该辅助功能的各动作的先行时间即存储的时间来计算各动作的先行动作开始时间，并基于该先行动作开始时间对机械输出执行辅助功能的各动作的指令。

Description

事先通知辅助功能的执行的数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置，尤其是涉及一种能够对一个辅助功能(MSTB代码：M代码、S代码、T代码、B代码的总称)赋予多个执行定时的数值控制装置。
背景技术
作为用于机械侧的设备的开启/关闭、工具选择、主轴的转速控制等的指令具有辅助功能。在指令了辅助功能时在数值控制装置与机械之间依次交换代码信号、选通信号、完成信号。机械侧在取得代码信号、选通信号后直到返回完成信号为止进行各种动作，在这些动作中也包含事先进行的动作(准备动作)。然而，在现有的结构中在执行辅助功能的程序块之前无法包含该准备动作在内开始机械侧的动作。这意味着产生准备动作的执行时间的浪费。
作为上述问题的解决方法，具有预先对准备动作部分先行指令的方法。例如，图7A表示不先进行准备动作，按顺序执行各指令的一般程序的例子。在图7A中“Txx(xx为数值)”是工具准备指令，另外“M06”是工具更换指令，能够在根据工具更换指令实际进行工具更换之前执行(预先准备)工具准备指令。
在这里，如图7B所示，通过在执行工具更换指令的工序之前的工序中预先指令工具准备指令“Txx(xx为数值)”，能够以某种程度节省准备动作的执行时间的浪费。然而，在这样的方法中需要在前工序的加工程序内加入准备动作的指令，因此会新产生以下的问题：加工程序变得复杂，或者在替换工序时加工程序的修正量增加。
作为包含了这些新问题的解决方法，具有以下的方法：在进行主要的解析/执行的控制部(第一加工程序解析部等)以外设置进行仅辅助功能的解析/执行的控制部(第二加工程序解析部等)，由此先于加工程序指令进行工具准备等能够独立执行的辅助功能(例如，参照日本特开2010-33150号公报)。在该现有技术中，将工具准备等能够独立执行的辅助功能称为“独立辅助功能”，相反，将工具更换这样的无法独立执行的辅助功能称为“从属辅助功能”。
通过导入上述的日本特开2010-33150号公报中记载的方法，如图8A所示，无需在程序上移动独立辅助功能的指令的位置，如图8B的时间图所示，能够在工序1中先行解析/执行工序2的独立辅助功能指令。然而，即使使用了日本特开2010-33150号公报所记载的方法，也只能通过进行仅辅助功能的解析/执行的控制部来先于程序指令执行辅助功能，由于执行的定时与控制部无关，因此并非一定能够在机械侧的恰当的定时执行辅助功能。
例如，在双***s的机械中当要在第一***侧进行工具准备时，虽然希望提前开始工具准备，但是在第二***侧需要考虑加工过程中的振动的影响的情况、或者在使用消耗品时不想产生浪费的情况下等，单纯地提前开始执行并非是恰当的。
另外，无论在现有技术的哪个方法中，需要将成为对象的程序预先分为“Txx(工具准备指令)”等独立辅助功能和“M06(工具更换指令)”等从属辅助功能，因此无法应对通过原有的一个辅助功能指令来指令多个动作的情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够对一个辅助功能赋予多个执行定时的数值控制装置。
本发明的数值控制装置基于程序来控制设备所具有的辅助功能的执行，其具备：指令解析部，其预读所述程序的程序块来解析所述程序块的指令；辅助功能动作信息存储部，其存储将指令辅助功能的代码、该辅助功能的至少一个动作、所述动作的先行时间关联起来的辅助功能动作信息；执行开始契机通知部，其在所述指令解析部预读的程序块中包含指令所述辅助功能的代码时，基于所述指令解析部预读的程序块计算直到执行指令所述辅助功能的代码为止花费的时间，并输出该计算出的时间和指令所述辅助功能的代码；以及执行契机决定部，其基于从所述执行开始契机通知部输出的指令所述辅助功能的代码，从所述辅助功能动作信息存储部取得与指令所述辅助功能的代码对应的辅助功能动作信息，对于该取得的所述辅助功能动作信息中包含的动作，基于该动作的先行时间、直到执行从所述执行开始契机通知部输出的指令所述辅助功能的代码为止花费的时间，来计算所述辅助功能动作信息中包含的动作的先行动作开始时间，基于所述先行动作开始时间来执行所述辅助功能的动作。然后，数值控制装置向所述设备输出通过所述执行契机决定部决定的执行所述辅助功能的动作的指令。
通过本发明，即使对于包含多个动作的辅助功能也能够不进行变更而在恰当的定时来执行。由此，有助于进行与机械结构和程序相应的细微动作的调整和周期时间的缩短等。
附图说明
通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其它的目的以及特征会变得更清楚。在这些图中：
图1是由本发明的一个实施方式的数值控制装置和机械组成的***的框图。
图2说明图1的数值控制装置的直到执行辅助功能为止的时间的计算方法。
图3表示在图1的数值控制装置中的可编程序控制器的辅助功能动作信息存储部中存储的辅助功能动作信息的例子。
图4表示执行图1的数值控制装置具备的工具更换辅助功能的程序的例子。
图5表示通过图1的数值控制装置中的可编程序控制器(执行契机决定部)执行的顺序程序(梯形电路)的例子。
图6表示在本实施方式的数值控制装置上使用了油雾时的各动作的时间图。
图7A、图7B表示现有技术的执行工具更换辅助功能的程序的例子。
图8A、图8B表示现有技术的执行工具更换辅助功能的程序的例子。
具体实施方式
在本发明中，通过向机械侧通知直到执行辅助功能为止的时间，能够不变更加工程序而在机械侧在恰当的定时执行与所述辅助功能对应的动作。由此，提供了一种能够对一个辅助功能赋予多个执行定时的数值控制装置。
图1是由本发明的一个实施方式的数值控制装置和机械组成的***的框图。
图1的***由数值控制装置1和至少一个机械2构成。此外，以下作为用于指令辅助功能的执行的代码，以MSTB代码为例来说明实施方式，但是本发明的各功能也能够用于MSTB代码以外的指令辅助功能的执行的代码。
数值控制装置1具备指令解析部10、插补部11、加减速控制部12、伺服控制部13、执行开始契机通知部14、以及可编程序控制器15。
指令解析部10从存储在存储器(未图示)中的程序等预读并解析CNC指令20，在该指令为通常的控制机械的驱动部的指令时，基于解析结果生成移动指令的数据，并将该生成的移动指令数据输出到插补部11。
插补部11基于指令解析部10输出的移动指令数据所指令的移动指令来生成在插补周期对指令路径上的点进行插补计算而得到的数据。
加减速控制部12基于插补部11输出的插补数据进行加减速处理来计算每个插补周期的各驱动轴的速度，并向伺服控制部13输出该计算出的数据。
然后，伺服控制部13基于加减速控制部12的输出来控制机械的各驱动部。
另一方面，指令解析部10在预读出的CNC指令20中包含指令辅助功能的执行的MSTB代码指令时，向执行开始契机通知部14输出预读出的指令，并且对该执行开始契机通知部14进行指令，从而对可编程序控制器15进行与指令所述辅助功能的MSTB代码指令有关的通知。
执行开始契机通知部14在从指令解析部10接收到指令从而进行与所述MSTB代码指令有关的通知时，对指令解析部10预读出的指令进行解析来计算并累计各指令的执行时间，由此计算直到执行所述MSTB代码指令为止的时间。例如，如图2所示，在预读出指令i-4到指令i(MSTB代码指令)的情况下，在当前正在执行指令i-4时，执行开始契机通知部14通过计算并累计指令i-4～指令i-1的各指令的执行时间，计算直到执行指令i(MSTB代码指令)为止的时间(图中为65秒)。此外，关于各指令的执行时间的计算方法，例如，根据日本特开2007-025945号公报、日本特开2009-098981号公报等为公知的计算方法，因此在本说明书中省略其说明。
然后，执行开始契机通知部14向可编程序控制器15通知包含所述MSTB代码以及直到执行该MSTB代码为止的时间的信号。
可编程序控制器15取得基于各指令的信号等，通过顺序程序处理该取得的信号，作为动作指令输出信号来进行机械2等成为控制对象的机械的控制，并且从机械2等成为控制对象的机械取得状态信号，传送数值控制装置1内的处理所需要的输入信号。
在本发明中，可编程序控制器15具备执行契机决定部16以及辅助功能动作信息存储部17。这些执行契机决定部16以及辅助功能动作信息存储部17是通过基于顺序程序的动作来实现的功能单元。
执行契机决定部16基于从执行开始契机通知部14取得的包含MSTB代码指令和直到执行该MSTB代码指令为止的时间的信号、以及在辅助功能动作信息存储部17中存储的基于所述MSTB代码指令的辅助功能的各动作相关的信息，决定基于所述MSTB代码指令的辅助功能的各动作的执行定时，并基于该决定的执行定时对机械2输出用于指令辅助功能的各动作的开始的信号。
图3表示在本实施方式的辅助功能动作信息存储部17中存储的辅助功能动作信息的例子。
对于各辅助功能，辅助功能动作信息包含指令该辅助功能的MSTB代码、与该辅助功能的动作相关的多个动作信息。在各动作信息中，包含执行该动作时的信号地址和与该动作的执行相关的先行时间。在图3的例子中，例如通过塔式(仅通过T代码进行工具更换)的工具准备指令Txx指令的辅助功能由工具选择动作(信号地址：TCHG1)和工具更换动作(信号地址：TCHG2)这两个动作组成，工具选择动作的先行时间为10秒(提前10秒执行)，工具更换动作的先行时间为0秒(无法提前执行)。
在这里，当在辅助功能动作信息存储部17中存储了图3所示的辅助功能动作信息时，在基于图4中举例表示的加工程序正在执行工序1的过程中预读工序2的T02指令，在从执行开始契机通知部14向可编程序控制器15通知了包含T02指令、直到执行T02指令为止的时间的信号时，执行契机决定部16从执行开始契机通知部14读出通过工具准备指令Txx指令的辅助功能的动作信息，并基于在该读出的辅助功能动作信息中包含的各动作信息中设定的先行时间，对于各动作计算先行动作开始时间，并决定在计算出的各个先行动作开始时间后执行各动作，上述先行动作开始时间是从执行开始契机通知部14通知的直到执行工具准备指令Txx为止的时间减去各个先行时间得到的时间。
然后，在通过执行契机决定部16决定的各工作的定时，从可编程序控制器15向机械2通知指令各动作的开始的信号。
图5表示用于实现执行契机决定部16的顺序程序(梯形电路)的简化后的例子。
可编程序控制器15在正在执行图5所示的顺序程序时，从数值控制装置1(CNC)的执行开始契机通知部14，作为信号输入作为代码信号先行动作的代码和直到执行该代码为止的时间，在该代码与先行动作的代码即“Mxx”一致并且直到执行该代码为止的时间低于该代码的动作的先行时间时，对机械2侧输出开始Mxx代码的动作的信号。通过对MSTB代码的每个动作生成这样的顺序程序，能够实现执行契机决定部16。
此外，至少在数值控制装置1的每个处理周期依次执行开始契机通知部14基于指令解析部10的预读所进行的直到执行MSTB代码为止的时间的计算、以及由执行契机决定部16基于该计算出的时间决定辅助功能的各动作的执行契机的处理。由此，能够实时调整针对机械2的信号输出的定时，应对由于数值控制装置1上的执行状况的变化等导致的直到执行MSTB代码为止的时间的变化。
机械2是作为数值控制装置1的控制对象的机械，包含机床、在该机床的周围配置的周围装置等。在数值控制装置1上经由可编程序控制器15连接了多个机械2，在图1中为了使说明简单，只记载了一台机械2。
通过机械2执行的辅助功能例如当机械2为机床时为工具选择或主轴的转速控制等，当机械2为周围设备即机械罩时辅助功能为机械门的开闭等，另外当机械2为机器人时辅助功能为工件的设置/取出等，如此执行的辅助功能对于机械2的每个种类不同。
机械2通过取得从可编程序控制器15输出的信号来执行这些辅助功能。
如此，在本发明中能够提前所设定的先行时间来执行各辅助功能的多个动作中的可先行执行的动作，因此与现有技术同样地可缩短加工动作等的周期时间，除此以外还能够通过先行时间的设定在动作指令前后的任意定时执行各动作。以下，列举本实施方式的数值控制装置的周期时间的缩短以外的有用的应用例子。
图6表示在本实施方式的数值控制装置上使用了油雾时的各动作的时间图。
如图6所示，在机床的加工控制中，在考虑了在程序中希望比执行“M08”指令的定时稍早地开始喷出油雾时(〈1〉)，预读并解析“M08”指令(〈2〉)，并先行执行。此时，在现有技术中没有特别考虑辅助功能的执行定时，因此在解析完成的时间点喷出油雾，有时产生油雾的浪费(〈3〉)。与此相对，在本发明中，例如如图3所示通过将油雾喷出动作的先行时间设定为短的时间(图3中为1秒)，能够在用户期望的恰当定时喷出油雾(〈4〉)。
除此以外，当在双***的机械中在第一***侧进行工具准备时，能够在考虑了第二***侧的状况的定时进行执行等，能够实现现有技术无法做到的在缩短周期时间的同时，进行动作定时的调整从而不会对加工造成不良影响。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式的例子，通过施加适当的变更能够以各种其他的方式进行实施。

Claims (1)

1.一种数值控制装置，其基于程序来控制设备所具有的辅助功能的执行，其特征在于，
具备：
指令解析部，其预读所述程序的程序块来解析所述程序块的指令；
辅助功能动作信息存储部，其存储将指令辅助功能的代码、该辅助功能的至少一个动作、所述动作的先行时间关联起来的辅助功能动作信息；
执行开始契机通知部，其在所述指令解析部预读的程序块中包含指令所述辅助功能的代码时，基于所述指令解析部预读的程序块计算从当前正在执行的指令直到执行指令所述辅助功能的代码为止花费的时间，并输出该计算出的时间和指令所述辅助功能的代码；以及
执行契机决定部，其基于从所述执行开始契机通知部输出的指令所述辅助功能的代码，从所述辅助功能动作信息存储部取得与指令所述辅助功能的代码对应的辅助功能动作信息，对于该取得的所述辅助功能动作信息中包含的动作，基于该动作的先行时间、所述从当前正在执行的指令直到执行指令所述辅助功能的代码为止花费的时间，来计算所述辅助功能动作信息中包含的动作的先行动作开始时间，基于所述先行动作开始时间来执行所述辅助功能的动作，
向所述设备输出通过所述执行契机决定部决定的执行所述辅助功能的动作的指令。
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