JP2004139253A

JP2004139253A - 数値制御装置

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Publication number: JP2004139253A
Application number: JP2002301865A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Miyajima; 宮嶋　敬一郎
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】一方の軸の動作状態に対してタイミングをとって他方の軸へ移動指令を出力する工作機械において、待ち時間をなくし、加工時間を短縮させる。
【解決手段】補間周期を８分割し、各１／８周期毎に補間データを求め８個分の補間データを補間周期毎出力する。ワーク送り軸の１／８周期の補間データが「０」になると、工具軸の１／８周期の補間データを出力開始する。同様に、工具軸の１／８周期の補間データが「０」になると、ワーク送り軸の１／８周期の補間データを出力開始する。これにより、一方の軸が停止すると直ちに他方の軸の動作が開始されるから、待ち時間がなく加工効率が向上する。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械を制御する数値制御装置に関し、特にパンチプレス等の加工を連続して行う工作機械の制御に適した数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークを搭載したテーブルをＸ軸、Ｙ軸のような送り軸によってプログラムの指令に従って駆動しワークを位置決めする。そして、このワーク送り軸の状態に基づいてタイミングをとって工具軸を駆動し加工する工作機械はすでに開発されている。
【０００３】
例えば、パンチプレス機では、ワークの送り軸であるＸ軸、Ｙ軸の位置決めはプログラムによる指令で行われ、又、工具軸であるプレス軸の位置決めは、数値制御装置内部のメモリにプレス軸の移動指令のデータテーブルを用意しておき、このテーブルから指令データを読み出して実行し、工具軸を位置決めしている。
【０００４】
従来のパンチプレス機の場合、ワーク送り軸であるＸ軸、Ｙ軸の位置決めが完了した後、工具軸のプレス軸が下降してプレス動作を行う。又、工具軸のプレス軸がワークである板金から抜けた時点で、ワーク送り軸の次の位置への位置決めを開始する。このように、ワーク送り軸と工具軸はタイミングを取りながらプレス加工を繰り返し実行する。
【０００５】
ワーク送り軸の位置決めの開始と、工具軸の動作開始は、双方の機械的な位置を監視しながら、タイミングをとって行われることから、数値制御装置の補間周期単位でこのタイミングが取られている。
通常、一般の数値制御装置においては、所定の補間周期の間に移動すべき軸の移動量を補間データとしてサーボ制御部に出力し、サーボ制御部で位置、速度、電流等の制御処理を行っている。ワーク送り軸と工具軸の動作開始タイミングは、この補間周期毎に算出される移動量に基づいて求められる各軸の現在位置によって、判断されている。
【０００６】
図９は、従来のパンチプレス機等の制御におけるワーク送り軸の位置決め移動開始、完了と、工具軸が動作開始、完了のタイミングの説明図である。この図９において、横軸は時間、縦軸は、ワーク送り軸、工具軸の速度である。補間周期Ｔ１内で、ワーク送り軸の移動が停止し、位置決めされた場合でも、この位置決めが完了したことを検出できるのは、次の補間周期時である。次の補間周期から工具軸に対して移動指令が出され工具軸の移動が開始する。又、工具軸が移動を完了し、ワーク送り軸が移動開始する場合も、工具軸の移動完了が補間周期の途中で生じても、ワーク送り軸の移動開始タイミングは、次の補間周期時からである。
【０００７】
図９に示す例では、ワーク送り軸が補間周期Ｔ１の５／８周期が経過した時点で位置決めが完了し、この位置決め完了時点から補間周期Ｔ１の３／８周期の時間遅れで工具軸の動作が開始している。又、工具軸が補間周期Ｔ１の６／８周期が経過した時点で移動を完了し、この時点から補間周期Ｔ１の２／８周期の時間が遅れてワーク送り軸の位置決め動作を開始している。このように、ワーク送り軸、工具軸の動作開始タイミングが補間周期単位で判断され、補間周期単位で動作開始することから、一方の軸が移動を停止し、他方の軸が移動を開始してもよいものであるにも拘わらず、補間周期時に達するまで待つことにより、無駄な時間が発生している。
【０００８】
近年では、工作機械の加工速度は大幅に高速化されており、この高速化が進むほど、上述した無駄時間の影響が大きく加工効率に影響を与える。
補間の周期が例えば２ｍｓｅｃ、１ｍｓｅｃという非常に短い周期であれば、上記問題を格別問題視する必要がない。しかし、数値制御装置に要求される制御が複雑化し、工作機械や周辺装置を制御するＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）との通信制御、数値制御装置の異常を監視する自己診断制御、多軸制御等、数値制御装置が処理すべき内容が増加していることから、補間周期を短いものにすることは非常に困難である。
【０００９】
なお、補間周期を短縮することなく、高精度の補間を行う方法として、補間周期の１／ｎ周期で補間データを作成して、この補間データに基づいて各軸を駆動し、加工精度を上げることは公知である（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
しかし、公知の方法は、補間周期の１／ｎ周期毎の補間データをｎ個算出し出力するだけで、位置の更新は補間周期毎である。そのため、パンチプレス機のような一方の軸の移動が停止して他方の軸の移動を開始するように制御する必要のある工作機械においては、依然として前述した無駄時間が発生し、効率的な加工作業を得ることができない。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２９９７２７０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、補間周期毎に相互に他方の軸の位置を検出し、動作開始タイミングを取る従来の方法では、一方の軸が移動を完了して停止し、他方の軸の動作を開始してよいにも拘わらず、この一方の軸の移動完了を補間周期時まで待ってしか検出できないことから、この待ち時間分の遅れが生じ、高速加工の障害となる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、動作開始タイミングを高速・高精度に判断し、加工時間を短縮させることができる数値制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
移動指令に基づいて工作機械の各軸を駆動し、一方の軸の動作状態に対してタイミングをとって他方の軸へ移動指令を出力する工作機械の数値制御装置において、
請求項１に係わる発明は、一方の軸に対する所定補間周期の１／ｎ周期毎の補間データを算出する補間部と、一方の軸に対する前記１／ｎ周期毎の補間データに基づいて、他方の軸の移動開始指令のタイミングを判断し指令する動作開始判断部と、補間部から一方の軸に対する１／ｎ周期毎の補間データ及び他方の軸に対する移動指令を受け取り各軸のサーボモータを駆動制御するサーボ制御部とを設けることによって、待ち時間をなくし、加工効率を向上させた。そして、請求項２に係わる発明は、前記補間部が所定補間周期毎に１／ｎ周期毎の補間データをｎ個算出しサーボ制御部に出力するようにした。又、請求項３に係わる発明は、一方の軸を、ワークを駆動する１以上のワーク送り軸、他方の軸を、工具を駆動する工具軸としたもので、請求項４に係わる発明は、一方の軸を、工具を駆動する工具軸、他方の軸を、ワークを駆動する１以上のワーク送り軸としたものである。
【００１５】
又、請求項５、請求項６に係わる発明は、記補間部で他方の軸に対する所定補間周期の１／ｎ周期毎の補間データをも算出し、動作開始判断部で判断された移動指令開始タイミングから他方の軸に対する移動指令による所定補間周期の１／ｎ周期毎の補間データの出力を開始し、サーボ制御部は一方の軸及び他方の軸の１／ｎ周期毎の補間データ受け取り各軸のサーボモータを駆動制御するようにした。
【００１６】
又、請求項７に係わる発明は、一方の軸を加工プログラムからの移動指令により指令された位置にワークを位置決めするワーク送り軸とし、他方の軸をメモリ上のテーブルに格納された移動指令により工具を駆動する工具軸としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態として、ワークを加工プログラムで指令されて位置決めされる送り軸により移動させ、メモリに設けられたデータテーブルに格納された移動指令のデータに基づいて工具軸を駆動し、ワークを加工するパンチプレス機等の工作機械を制御する数値制御装置を例にとって説明する。
【００１８】
図１は、該実施形態における要部機能ブロック図である。ワークを搭載したテーブルを移動させるＸ軸、Ｙ軸のワーク送り軸は、加工プログラム１に記述された移動指令に基づいて制御され、工具軸のプレス軸は、数値制御装置内のメモリに設けられた移動指令を記憶するテーブル２から読み出される移動指令によって制御される。
【００１９】
ワーク送り軸補間部３は、加工プログラム１に記述された移動指令に基づいて、補間処理を行い、サーボ制御部６にその補間データを出力する。工具軸補間部４はテーブル２に記憶された移動指令に基づいて補間処理を行い、その補間データをサーボ制御部６に出力する。動作開始判断部５は、ワーク送り軸、工具軸の動作開始タイミングを判断するもので、補間周期の途中においても、動作開始指令をワーク送り軸補間部３，工具軸補間部４に出力して、それぞれの軸の動作を開始させる。そのために、補間周期をｎ分割するが、この実施形態ではｎ＝８とし、補間周期Ｔ１の１／８の周期Ｔ２（以下この周期を細補間周期という）で動作開始タイミングを判断し、この周期単位で動作開始指令を出力する。
【００２０】
図２は、工具軸の動作開始を指令する補間周期Ｔ１における細補間周期Ｔ２の補間データの推移を示す説明表である。ワーク送り軸が減速され、当該補間周期Ｔ１における細補間周期Ｔ２の先頭（Ｎ１）から細補間周期Ｔ２の補間データが５，４，３，２，１と減少し、Ｎ６の６番目の細補間周期Ｔ２では、補間データが「０」となったとき、工具送り軸の動作を開始し、加速処理を行って工具軸へ当該Ｎ６の細補間周期Ｔ２では「１」の補間データを出力し、Ｎ７，Ｎ８の細補間周期Ｔ２では、ワーク送り軸のデータは「０」であるが、工具送り軸の補間データは加速されることにより「２」、「３」と増加して補間データが出力される。
【００２１】
図３は、横軸を時間、縦軸をワーク送り軸及び工具送り軸の速度として表した、従来例の図９に対応する本実施形態におけるワーク送り軸の位置決め移動開始、完了と、工具軸の動作開始、完了のタイミングの説明図である。
【００２２】
ワーク送り軸が減速されその移動を停止した細補間周期Ｔ２から工具軸の移動が開始され、補間周期Ｔ１内から工具軸の移動が開始される。又、工具軸が減速されその移動が停止した細補間周期Ｔ２内においても、同様にワーク送り軸の動作が開始される。
従来例の図９と本実施形態の図３を比較し、工具軸による加工時間は、本実施形態の方が５つの細補間周期Ｔ２分短くなっている。
【００２３】
図４は、本発明のこの実施形態の数値制御装置１０の概略図である。
数値制御部１１はプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ等で構成され、数値制御部１１は加工プログラムを解読してワーク送り軸へ移動指令を、また、該数値制御部１１内のメモリに格納されているテーブルから読み出した工具軸への移動指令を、共有ＲＡＭ１２を介してディジタルサーボ回路１３に送出する。ディジタルサーボ回路１３は、プロセッサ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成され、この移動指令と各軸のサーボモータ１５に取り付けられた位置・速度検出器１６からの位置、速度フィードバック信号に基づいて位置、速度のループ処理を行い、さらには、図示しない、サーボモータの駆動電流を検出する電流検出器からの電流フィードバック信号に基づいて電流ループ制御を行い、サーボアンプ１４を介して各軸のサーボモータ１５を駆動制御する。なお、この図４には、サーボモータ１５が１つしか記載されていないが、ワーク送り軸のＸ，Ｙ軸、工具軸であるプレス軸のＺ軸のサーボモータが接続されるものであるが、図４では１つのみ記載し他は省略している。又、この数値制御装置１０の構成は、従来と同様であり、相違する点は、数値制御部１１のメモリに格納されている制御プログラムが相違し、その機能が相違する点にある。
【００２４】
図５は、この実施形態で実施するワーク送り軸と工具軸の動作タイミングの説明図で、ワーク送り軸が位置決めされワークを加工位置に停止させた後、工具軸の動作を開始し、工具軸が下降してパンチプレスの加工がなされ、工具軸が上昇し、所定位置に達して停止した後、ワークを次の下降位置に位置決めするワーク送り軸の動作が開始されたものの例を示している。
【００２５】
図６は、数値制御部１１のプロセッサが補間処理の前処理として所定周期毎実行する処理のフローチャートである。
数値制御部１１のプロセッサは、加工プログラムから次の移動指令の読み出し可を示すフラグＦｗが「０」か否か判断する（ステップ１００）。なお、このフラグＦｗ及びフラグＦｄ，Ｆｄｅ，レジスタＲＬｗ，Δｗ，Ｖｗ，ＲＬｄ，Δｄ，Ｖｄ，Ａ，Ｂ，Ｒｗ０〜Ｒｗ７，Ｒｄ０〜Ｒｄ７，及び指標ｎは、数値制御装置１０に電源を投入したとき初期設定で「０」が設定されている。
【００２６】
該フラグＦｗが「０」であると、加工プログラムより移動指令を読み出し、その移動量を記憶するとともに、指令されている速度、加減速時定数から、細補間周期Ｔ２における加減速量（増減量）を算出し記憶し、さらに、指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を算出し記憶する（ステップ１０１）。そして、フラグＦｗを「１」にセットし（ステップ１０２）、ステップ１０３に移行する。又、ステップ１００でフラグＦｗが「０」でないときには、該ステップ１００からステップ１０３に移行する。
【００２７】
ステップ１０３ではワーク送り軸の残移動量を記憶するレジスタＲＬｗの値が「０」か判断し、「０」でなければステップ１０６に進み、「０」であれば、レジスタＲＬｗにはステップ１０１で求めた移動量を、レジスタΔｗには加減速量を、レジスタＶｗには指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を格納する（ステップ１０４）。そしてフラグＦｗを「０」にセットし（ステップ１０５）、次の移動指令の読み込みを可能とし、ステップ１０６に進む。
【００２８】
ステップ１０６では、メモリに記憶されている工具軸の移動指令を記憶するテーブルから次の移動指令の読み出しを可か否かを示すフラグＦｄが「０」か否か判断し、「０」でなければ、ステップ１０９に進み、「０」であると、メモリのテーブルより工具軸の移動指令を読み出し、その移動量を記憶するとともに、指令されている工具軸の速度、加減速時定数から、細補間周期Ｔ２における加減速量（増減量）を算出し記憶し、さらに、指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を算出し記憶する（ステップ１０７）。そして、フラグＦｄを「１」にセットし（ステップ１０８）、ステップ１０９に移行する。
【００２９】
ステップ１０９では工具軸の残移動量を記憶するレジスタＲＬｄの値が「０」か判断し、「０」でなければこのまま当該周期の処理を終了し、「０」であれば、レジスタＲＬｄにはステップ１０７で求めた移動量を、レジスタΔｄには加減速量を、レジスタＶｄには指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を格納する（ステップ１１０）。そしてフラグＦｄを「０」にセットし（ステップ１１１）、次の移動指令の読み込みを可能として当該周期の処理を終了する。
【００３０】
この図６に示す処理は、補間処理の前処理として、加工プログラム、工具軸の移動指令のテーブルより、順次移動指令を読み込み、その移動量、細補間周期Ｔ２における加減速量、速度指令に対応する移動量を求めておき、残移動量を記憶するレジスタＲＬｗ，ＲＬｄの値が「０」となると、求めておいた各データを各レジスタＲＬｗ，Δｗ，Ｖｗ，ＲＬｄ，Δｄ，Ｖｄに格納するものである。
【００３１】
図７、図８は、数値制御部１１のプロセッサが補間周期Ｔ１毎に実行する処理のフローチャートである。
【００３２】
まず、工具軸からワーク送り軸への切り替えを示すフラグＦｄｅが「０」か否か判断し（ステップ２００）、「０」ならば、ステップ２０１へ、「０」でなければステップ２１９へ移行する。なお、このフラグＦｄｅは電源投入時の初期設定で最初は「０」が設定されているので、最初はステップ２０１に移行し、ワーク送り軸の残移動量を記憶するレジスタＲＬｗが、ワーク送り軸の指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を記憶するレジスタＶｗの値を８倍した値以下か判断する。すなわち、１補間周期Ｔ１間において指令速度で移動されるだけの残移動量があるか判断する。最初は、移動指令を設定したばかりであるから、ステップ２０１の判断はＮｏとなりステップ２０２に移行し、レジスタＡ（最初は初期設定で「０」）にレジスタΔｗに記憶している細補間周期Ｔ２における加減速量（増減量）を加算し、該レジスタＡがレジスタＶｗに記憶する細補間周期Ｔ２における指令速度に対応する移動量以上か判断する（ステップ２０４）。
【００３３】
レジスタＡの値がこの移動量に達していなければ、指標ｎ（最初は初期設定で「０」）に対応するワーク送り軸の補間周期Ｔ１の開始からｎ番目の細補間周期Ｔ２の補間データを記憶するレジスタＲｗｎにこのレジスタＡの値を格納する（ステップ２０５）。そして、工具軸の補間周期Ｔ１の開始からｎ−１番目の細補間周期Ｔ２の補間データを記憶するＲｄｎ−１から細補間周期Ｔ２における加減速量（Δｄ）を減じた値（なお、Ｒｄ−１の場合は「０」とされている）が「０」以下か否か判断し、最初は「０」以下となるから（ステップ２１０）に進み、レジスタＲｄｎに「０」を格納する。なお、ステップ２０７〜２０９の処理は、工具軸の移動が停止する前にワーク送り軸の移動を開始した際の処理であり、この点については後述する。
【００３４】
次に、レジスタＲＬｗに記憶する値から、ステップ２０５で求めたレジスタＲｗｎに記憶する移動量（又は後述するステップ２０６で求めた移動量）を減じて残移動量を更新する（ステップ２１１）。次に指標ｎを「１」インクリメントし（ステップ２１２）、レジスタＲＬｗに記憶するワーク送り軸の残移動量が設定値Ｑ以下か判断する（ステップ２１３）。図２，図３，図５で示す例では、この設定値Ｑは「０」が設定されている。最初は残移動量が設定値より大きいので、ステップ２１５に進み、指標ｎが１補間周期Ｔ１の分割数８に達したか判断し、達してなければ、ステップ２００に戻り、ステップ２００からステップ２１５の処理を指標ｎが８に達するまで繰り返し実行する。
【００３５】
こうして、指標ｎが更新される毎にレジスタＡは加減速量（Δｗ）が加算され、その値が指標に対応するレジスタＲｗｎに格納されることになる（ステップ２０２〜２０５）。指標ｎが「８」に達すると、該指標ｎを「０」にクリアし（ステップ２１６）、ワーク送り軸の細補間周期Ｔ２毎の補間データを記憶するレジスタＲｗ０〜Ｒｗ７及び工具軸の細補間周期Ｔ２毎の補間データを記憶するレジスタＲｄ０〜Ｒｄ７（最初はステップ２１０の処理で「０」を記憶）の値をディジタルサーボ回路１２に出力し（ステップ２１７）、これらのレジスタＲｗ０〜Ｒｗ７、Ｒｄ０〜Ｒｄ７をクリアし（ステップ２１７）、当該補間周期の処理を終了する。
【００３６】
以下、補間周期Ｔ１毎に前述したステップ２００〜ステップ２１８の処理を実行し、ワーク送り軸の速度が指令速度に達すると、ステップ２０４でレジスタＡに記憶する値が指令速度に対応する細補間周期での移動量（Ｖｗ）以上となるから、ステップ２０４からステップ２０６に移行して、レジスタＲｗｎに格納する補間データは指令速度に対応する細補間周期Ｔ２の移動量Ｖｗを格納し、以後は、指令速度に対応する補間データがディジタルサーボ回路１３に出力されワーク送り軸は指令速度で駆動されることになる。
【００３７】
ワーク送り軸によりワークが移動し、指令された位置に到達する近傍になり、残移動量を記憶するレジスタＲＬｗの値が、補間周期Ｔ１における指令速度に対応する移動量（Ｖｗ×８）以下となると、ステップ２０１からステップ２０３に進み、１つ前の指標に対応するレジスタＲｗｎ−１からレジスタΔｗに記憶する細補間周期Ｔ２における加減速量を減じた値を格納して、ステップ２０７の処理へ進む（なお、Ｒｗｎ−１がＲｗ−１の場合には、前のＲｗ８の値を用いる）。
【００３８】
その結果、図２，図３，図５に示すように、ワーク送り軸は減速されることになる。そして、ステップ２１３で、レジスタＲＬｗに記憶する残移動量が設定値Ｑ以下となると（図２，図３，図５ではＱ＝０）、ステップ２１３からステップ２１４に進み、レジスタＡを「０」にクリアし、切り替えのフラグＦｄｅを「１」にセットする。
【００３９】
指標ｎが「８」に達していなければ、ステップ２００に戻り、達していれば、ステップ２１６〜２１８の処理をして補間データをディジタルサーボ回路１３に出力した後、ステップ２００でフラグＦｄｅが「１」であることが検出されるから、ステップ２００からステップ２１９に進む。
【００４０】
ステップ２１９では、工具軸の残移動量を記憶するレジスタＲＬｄが、工具軸の指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を記憶するレジスタＶｄの値を８倍した値以下か判断する。すなわち、前述したように、１補間周期Ｔ１間において指令速度で移動されるだけの残移動量があるか判断する。最初は、移動指令を設定したばかりであるから、ステップ２２０に移行し、レジスタＢ（最初は初期設定で「０」）にレジスタΔｄに記憶している細補間周期Ｔ２における工具軸の加減速量（増減量）を加算し、該レジスタＢがレジスタＶｄに記憶する細補間周期Ｔ２における指令速度に対応する移動量以上か判断する（ステップ２２２）。
【００４１】
レジスタＢの値がこの移動量に達していなければ、指標ｎに対応するレジスタＲｄｎにこのレジスタＢの値を格納する（ステップ２２３）。そして、ワーク送り軸の補間周期Ｔ１の開始からｎ−１番目の細補間周期Ｔ２の補間データを記憶するレジスタＲｗｎ−１の値から加減速量（Δｗ）を減じた値が「０」以下か否か判断し、「０」以下であるとステップ２２８に進み、レジスタＲｗｎに「０」を格納する。
【００４２】
図２，図３，図５に示す例ではＱ＝０としているので、ステップ２１９以下の処理を開始した際には、レジスタＲｗｎ−１から加減速量（Δｗ）を減じた値は「０」である。
【００４３】
そして、残移動量を記憶するレジスタＲＬｄからレジスタＲｄｎの値を減じて残移動量を更新し（ステップ２２９）、指標ｎを「１」インクリメントし（ステップ２３０）、レジスタＲＬｄに記憶する残移動量が設定値Ｐ以下か判断する（ステップ２３１）。なお図３，図５で示す例では、Ｐ＝０としている。設定値Ｐ以下でなければ、指標ｎが「８」か判断し（ステップ２３７）、「８」に達していなければステップ２００に戻り、達していれば、ステップ２１６に移行する。
【００４４】
以下、指標ｎが「８」に達するまでステップ２００、ステップ２１９〜２３７の処理を繰り返し実行し、指標ｎが「８」に達するとステップ２１６〜２１８の処理をして次の補間周期ではステップ２００以下の処理を実行する。
【００４５】
その結果、図２，図３，図５に示すように、工具軸はワーク送り軸が位置決めされその移動を停止すると直ちに移動を開始することになる。ステップ２００，２１９，２２０，２２２，２２３，２２５，２２８，２２９，２３０，２３１，２３７、又は、さらにステップ２１６，２１７，２１８の処理を繰り返し実行しレジスタＢの値が速度指令に対応する細補間周期Ｔ２における移動量（Ｖｄ）に達すると、ステップ２２２からステップ２２４に移行して、各レジスタＲｄｎに速度指令に対応する細補間周期Ｔ２における移動量（Ｖｄ）を設定し、以後、指令速度に対応する補間データを出力するようにする。さらに工具軸が加工完了位置近傍に達し、ＲＬｄに記憶する残移動量が補間周期Ｔ１間で移動する移動量（Ｖｄ×８）以下になると、レジスタＲｄｎ−１に記憶する値から細補間周期Ｔ２での加減速量Δｄを減じてステップ２２９移行の処理を実行する。その結果、工具軸の移動速度は減速されることになる。そして、レジスタＲＬｄに記憶する残移動量が設定値Ｐ以下となると（ステップ２３１）、レジスタＢを「０」にクリアし（ステップ２３２）、当該移動指令がプレス加工の移動か判断し（ステップ２３３）、プレス加工の移動であれば、ＲＬｄに記憶する残移動量が「０」か判断し、「０」でなければ、ステップ２３７に移行し、前述した処理を繰り返し実行する。そして、ＲＬｄに記憶する残移動量が「０」となると、ステップ２３４からステップ２３５に移行し、前処理で求めている次の工具軸の移動指令の移動量をレジスタＲＬｄに、レジスタΔｄには工具軸の加減速量を、レジスタＶｄには工具軸の指令速度に対応する細補間周期Ｔ２における移動量を格納し、フラグＦｄを「０」にセットし（ステップ２３６）、ステップ２３７に移行する。以下、前述したステップ２００、ステップ２１９〜２３７、さらにはステップ２１６〜２１８の処理を繰り返し実行することになる。
その結果、図５に示すように、工具軸のプレス加工による移動後は、直ちに復帰工程の移動に移行することになる。
【００４６】
工具軸が復帰し、復帰完了位置に近づくと、図５に示すように、前述した処理により減速され、レジスタＲＬｄに記憶する残移動量が設定値Ｐ以下となると、ステップ２３３で当該移動指令が加工指令か判断され、加工指令ではないと判断され、ステップ２３３からステップ２３８に移行し、切り替えフラグＦｄｅを「０」にセットしステップ２３７に移行する。
【００４７】
そのため、次のステップ２００で該フラグＦｄｅが「０」と判断されるから、ステップ２０１へ移行し、前述したステップ２０１以下の処理を実行することになる。これにより図５に示すように、工具軸が復帰し停止すると直ちにワーク送り軸が動作を開始することになる。
【００４８】
図２，図３，図５の例では、設定値Ｐ、Ｑを「０」とした例を説明した。しかし、ワーク送り軸が位置決め位置に位置決めされ停止する前に工具軸の動作を開始してもよい。又、工具軸が復帰して位置決めされ停止する前にワーク送り軸の動作を開始してもよい。そのため、工具軸、ワーク送り軸の動作開始可能なワーク送り軸、工具送り軸の残移動量を設定値Ｑ，Ｐとして設定しておく。この場合には、ステップ２１３で、ワーク送り軸の残移動量が設定値Ｑ以下に達すると切り替えフラグＦｄｅが「１」にセットれるから、ステップ２００に戻った後の処理は、ステップ２１９以下の処理に移行し、ステップ２２５でこのワーク送り軸の細補間周期Ｔ２の前回の補間データを記憶するレジスタＲｗｎ−１から加減速量Δｗを減じた値が、「０」以下か判断し、この場合「０」ではないから、ステップ２２６に進み、レジスタＲｗｎ−１から加減速量Δｗを減じた値をレジスタＲｗｎに格納し、ワーク送り軸の残移動量ＲＬｗからこのレジスタＲｗｎの値を減じて残移動量を更新し（ステップ２２７）、ステップ２２９に移行する。その結果、ワーク送り軸の残移動量が「０」になるまでは、ワーク送り軸と工具送り軸は共に駆動されることになる。
【００４９】
同様に、ステップ２３１で工具送り軸の残移動量が設定値Ｐ以下となって、プレス加工の指令ではないときには切り替えフラグＦｄｅが「０」にセットされるから、次のステップ２００からの処理はステップ２０１へ移行することになり、ステップ２０７で、この工具軸の細補間周期Ｔ２の前回の補間データを記憶するレジスタＲｄｎ−１から加減速量Δｄを減じた値が、「０」以下か判断し、この場合「０」ではないから、ステップ２０８に進み、レジスタＲｄｎ−１から加減速量Δｄを減じた値をレジスタＲｄｎに格納し、工具軸の残移動量ＲＬｄからこのレジスタＲｄｎの値を減じて工具軸の残移動量を更新し（ステップ２０９）、ステップ２１１に移行する。その結果、工具軸の残移動量が「０」になるまでは、ワーク送り軸と工具送り軸は共に駆動されることになる。
【００５０】
上述した実施形態では、ワーク送り軸の移動指令は加工プログラムから指令され、工具軸の移動指令は数値制御装置内のメモリに設けられたテーブルに記憶された移動指令を読み出して指令するようにしたが、工具軸についても加工プログラムで指令してもよい。さらに、加減速時定数に応じた細補間周期Ｔ２における加減速量Δｗ、Δｄ、速度指令に応じた細補間周期Ｔ２における移動量Ｖｗ，Ｖｄを計算によって求めたが、予めこれらの値を加工プログラムやテーブルに記憶させておいてもよい。又、他方の軸の動作を開始させるための時期（切り替えフラグＦｄｅの切り替え）を判別するのに残移動量で基づいて行ったが、位置に基づいて判断するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、補間周期の１／ｎ周期毎に、工具軸又はワーク送り軸の動作開始時か否かを判断し、動作開始時ならば、動作を開始し、待ち時間をなくしたから、加工時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における要部機能ブロック図である。
【図２】同実施形態における工具軸の動作開始を指令する補間周期における細補間周期の補間データの推移を示す説明表である。
【図３】同実施形態におけるワーク送り軸の位置決め移動開始、完了と、工具軸の動作開始、完了のタイミングの説明図である。
【図４】同実施形態の数値制御装置１０の概略図である。
【図５】同実施形態で実施するワーク送り軸と工具軸の動作タイミングの説明図である。
【図６】同実施形態における数値制御部のプロセッサが補間処理の前処理として所定周期毎実行する処理のフローチャートである。
【図７】同実施形態における数値制御部のプロセッサが補間周期毎に実行する処理のフローチャートである。
【図８】図７の続きである。
【図９】従来例におけるワーク送り軸の位置決め移動開始、完了と、工具軸の動作開始、完了のタイミングの説明図である。
【符号の説明】
１０　数値制御装置
１５　サーボモータ
１６　位置・速度検出器

Claims

移動指令に基づいて工作機械の各軸を駆動し、一方の軸の動作状態に対してタイミングをとって他方の軸へ移動指令を出力する工作機械の数値制御装置において、
前記一方の軸に対する所定補間周期の１／ｎ周期毎の補間データを算出する補間部と、
前記一方の軸に対する前記１／ｎ周期毎の補間データに基づいて前記他方の軸の移動開始指令のタイミングを判断し指令する動作開始判断部と、
前記補間部から前記一方の軸に対する１／ｎ周期毎の補間データ及び他方の軸に対する移動指令を受け取り各軸のサーボモータを駆動制御するサーボ制御部と、を備えることを特徴とする数値制御装置。
前記補間部は、前記所定補間周期毎に、１／ｎ周期毎の補間データをｎ個算出し前記サーボ制御部に出力する請求項１記載の数値制御装置。
前記一方の軸はワークを駆動する１以上のワーク送り軸であり、前記他方の軸は工具を駆動する工具軸である請求項１又は請求項２に記載の数値制御装置。
前記一方の軸は工具を駆動する工具軸であり、前記他方の軸はワークを駆動する１以上のワーク送り軸である請求項１又は請求項２に記載の数値制御装置。
前記補間部は、他方の軸に対する所定補間周期の１／ｎ周期毎の補間データをも算出し、動作開始判断部で判断された移動指令開始タイミングから前記他方の軸に対する移動指令による所定補間周期の１／ｎ周期毎の補間データの出力を開始し、サーボ制御部は前記一方の軸及び前記他方の軸の１／ｎ周期毎の補間データを受け取り各軸のサーボモータを駆動制御する請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の数値制御装置。
前記一方の軸はワークを駆動する１以上のワーク送り軸であり、前記他方の軸は工具を駆動する工具軸で、動作開始判断部は、前記ワーク送り軸の前記１／ｎ周期毎の補間データに基づいて前記工具軸の動作開始タイミングを判断し、前記工具軸の前記１／ｎ周期毎の補間データに基づいて前記ワーク送り軸の動作開始タイミングを判断する請求項５記載の数値制御装置。
前記一方の軸は、加工プログラムからの移動指令により指令された位置にワークを位置決めするワーク送り軸であり、他方の軸は、メモリ上のテーブルに格納された移動指令により工具を駆動する工具軸である請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の数値制御装置。