JP2687119B2 - 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」と称する。）（52）が含まれており、
また、データ入出力部（54）および信号入出力部（56）
が各々接続されている。 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
外部プログラム入出力装置との間で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。 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）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
うために必要な加工プログラムと制御データは、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。これらの加工プログラムと制御データ
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）に格納された制御データとデータエリア記憶部（60
A）に格納された加工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（6
4）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。 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）のデータエリア（60A）に格納された
加工プログラムとプログラムエリア（60B）に格納され
た制御データで動作し、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、サーボーモータ（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（6
4C）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互いに異
なる複数の制御プログラムを、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、 前記制御部が、前記任意の軸数の系統毎の前記制御プ
ログラムと前記加工プログラムとに基づいて制御を行う
ことを特徴とする。 ［作用］ 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、制御プログラムとが、それぞれ複数設け
られ、これら各部が系統制御手段によって任意の軸数の
系統にグループ分けされる。尚、前記制御プログラム
は、グループ分けされた各系統毎に、互いに異なるプロ
グラムである。 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。 ここで、制御部は、グループ分けされた各系統毎の制
御プログラムと各系統毎に指定された加工プログラムと
に基づいて制御を行い、制御対象を駆動するための駆動
部に必要な制御指令を与えるが、このとき、制御部では
各系統毎の制御プログラムと加工プログラムを同時に実
行することができる。 このため、制御部では、異なる制御プログラムを異な
る入力条件で実行することとなり、いわゆるタスク制御
が実行される。例えば、系統制御手段によって２軸の第
一の系統と３軸の第２の系統にグループ分けされた場
合、同時に２軸の制御を行う仕様の第一の系統に対する
制御プログラムと、同時に３軸の制御を行う第一の系統
の制御プログラムとは異なる仕様の第二の系統に対する
制御プログラムを、それぞれ異なるタスクとして実行し
制御する。そして、タスクとして実行する各制御プログ
ラムに対して、互いに異なる入力条件の制御データ、例
えば起動用データや停止用データ等を独立して入出力し
て実行することができる。このため、同一仕様の複数の
制御プログラムを時分割して異なる条件のデータを入力
して実行することしかできない時分割制御を備えた数値
制御装置に比べ、同時に複数系統の異なる制御プログラ
ムを同時に実行することができる。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、それぞれ異なる
仕様の制御が行われる。 また、複数の信号入出力部は、各々独立して制御デー
タの入出力が可能であるため、一つの駆動部が複数の制
御データを順次必要とする場合でも、駆動部の制御中
に、グループ分けされた各系統毎に独立に順次制御デー
タを入出力することができ、他の系統における駆動部の
制御データが入力されてしまうことはない。このため、
異なる入力条件の制御データ、例えば起動用データや停
止用データを各系統毎に独立して制御プログラムによっ
て制御することができ、各系統の駆動部を別個独立に制
御することが可能となる。 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。 ［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、加工データ及び加工プログラ
ムの入出力を行うものである。 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
して制御データの入出力が可能な、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。 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、互いに異
なり、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）、（20
B）、（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（60A）に格納されている
制御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）と同様に、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、二台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）か
ら入力された加工プログラム、信号入出力部（16）から
入力された制御データ、データエリア（20D）に格納さ
れた加工プログラムとプログラムエリア（20A）ないし
（20C）に格納された制御プログラムとを参照して、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）。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SE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）を系統立て、グループ化する機能を有するも
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D34が入出力され（同図（Ａ））、信号入
出力部（16B）では、機械（36）の制御データD36が入出
力され（同図（Ｂ））、信号入出力部（16C）では、機
械（38）の制御データD38が入出力されるものとする
（同図（Ｃ））。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、駆動部（22）とが系統づけられ（同
図（Ａ））、信号入出力部（16B）と、プログラムエリ
ア（20B）と、駆動部（24）とが系統づけられ（同図
（Ｂ））、信号入出力部（16C）と、プログラムエリア
（20C）と、駆動部（26）とが系統づけられる（同図
（Ｃ））。 サーボモータ（28）ないし（32）は、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）ではタスク制御が行われる。つまり、
制御部（12）では、プログラムエリア（20A）、（20
B）、（20C）内に格納されている互いに異なる制御プロ
グラムを系統づけられた各軸における異なる入力条件
で、すなわち各軸が起動状態にある場合や、停止状態に
ある場合のときに実行される。しかも、実行される制御
プログラムは、同時に実行され、各軸は独立した状態に
なっている。具体的には、プログラムエリア（20A）内
に格納された制御プログラムに基づくもの、プログラム
エリア（20B）内に格納された制御プログラムに基づく
もの、プログラムエリア（20C）内に格納された制御プ
ログラムに基づくものが、それぞれ独立して実行される
のである。従って、各軸は独立した動作を行うことがで
きるのである。 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）に対する制御データD40の入出力が行われ（同図
（Ａ））、信号入出力部（16C）では、機械（42）に対
する制御データD42の入出力が行われるものとし（同図
（Ｂ））、プログラムエリア（20A）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（20A）と、駆動部（22）及び（2
4）とが系統づけられ（同図（Ａ））、信号入出力部（1
6C）と、プログラムエリア（20C）と、駆動部（26）と
が系統づけられる（同図（Ｂ））。 機械（40）は、プログラムエリア（20A）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（28）及び（30）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D44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（20A）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
ラムとを任意に組合せて任意の軸数の系統を構成し、制
御部が、前記任意の軸数の系統毎の制御プログラムと加
工プログラムとに基づいてタスク制御を実行するため、
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）はプログラム入出
力装置、（18）は演算部、（20）は記憶部、（20A），
（20B），（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）、
（30）、（32）はサーボモータである。 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互いに異な
   る複数の制御プログラムを、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、 前記制御部が、前記任意の軸数の系統毎の前記制御プロ
   グラムと前記加工プログラムとに基づいて制御を行うこ
   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。