JP2687120B2 - 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」という）（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、外部データ
入出力装置（図示せず）との間で加工データ、特に加工
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
出力部から入力された加工プログラムはその他の加工デ
ータは、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）に格納されたプログラムやデータに基き、データエ
リア記憶部（60A）に格納されたプログラムやデータか
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（64）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）、サーボモータ（64C）
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）のプログラムエリア（60B）に格納さ
れた制御用のプログラムで動作し、駆動部（62）に接続
されたサーボモータ（64A）、サーボモータ（64B）、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、サーボモータ（64A）をボール盤のドリル回
転に使用し、サーボモータ（64B）、サーボモータ（64
C）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。 また、加工の内容は、あらかじめ用意された加工プロ
グラムの内容で決定され、容易にその内容を変更できな
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、種々の加
工内容を自由に選択でき、またこれらの加工を各機械で
各々実行可能であり、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及び加工プログ
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と、所定の
ワーク番号により任意に選択され、独立して実行可能な
少なくとも一つの加工プログラムとを、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
と、選択される前記加工プログラムを任意に組み合わさ
れた任意の軸数の系統で共通に実行できるように指定す
る共通指定手段とを設け、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
に基づいて制御を行うことを特徴とするものである。 ［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、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。また、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。 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同一の加工プログ
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
部では各系統毎のプログラム（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かできる。 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、タスクとして実行される各制御プロ
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ー入
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入力することができ、
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。 また、所定のワーク番号により任意に選択される加工
プログラムが、共通指定手段によって前記グループ分け
された各系統で共通に実行されるように指定される。例
えば、記憶部に格納されている加工プログラムに対し所
定のワーク番号をあらかじめ選択的に記憶部に格納して
おき、共通指定手段で、必要なワーク番号を指定するこ
とにより任意の加工プログラムを選択するように構成す
ることができる。この場合には、共通指定手段で共通の
ワーク番号を指定することにより、同一の加工プログラ
ムを複数の系統で選択することができる。即ち、独立し
て動作する複数の系統のそれぞれが同じ作業の加工をす
る場合に、記憶部に格納されている複数の加工プログラ
ムと各加工プログラムに対応したワーク番号に対し、共
通制御手段によって複数の系統で仕様されるように任意
のワーク番号を指定することにより、各系統毎に同一の
加工プログラムが選択されて実行される。 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、加工プログラムその他の加工
データを外部データ入出力装置（図示せず）との間で授
受するものである。 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
して制御用のデータに入出力の可能な、信号入出力部
（16A）、（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（60B）に格納されている
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。 次に、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、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
段がプログラミングされて格納されている。 次に、記憶部（20）には、プログラムエリア（20E）
が設けられている。このプログラムエリア（20E）は、
入力された加工プログラムを、呼出用の所定のワーク番
号と共に格納するためのものである。加工プログラム
は、少なくとも一つ、必要があれば複数プログラムエリ
ア（20E）に格納される。 更に、記憶部（20）には、プログラムエリア（20F）
が設けられている。このプログラムエリア（20F）に
は、プログラムエリア（20E）に格納された任意の加工
プログラムを選択し、各制御プログラムにおいて共通に
実行されるように、プログラムエリア（20E）に格納さ
れた任意のワーク番号を指定する共通指定手段がプログ
ラミングされている。 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
る共通指定手段について説明する。 第３図に示すように、まず、データ入出力部（14）お
よび信号入出力部（16）から入力されたデータと、プロ
グラムエリア（20A）ないし（20C）に格納されている制
御プログラムを参照して、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）。 次に、実行すべき加工に対応する加工プログラムを選
択する（ステップSF参照）。そして、該選択された加工
プログラムが共通して実行されるように、共通指定手段
により、プログラムエリア（20E）に格納されたワーク
番号の共通指定が行われる（ステップSG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し、共通
指定手段は、選択去れた加工プログラムが各グループで
共通に実行されるように指定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Ｄ（34）が入出力され、信号入出力部（16
B）では、機械（36）の制御データＤ（36）が入出力さ
れ、信号入出力部（16C）では、機械（38）の制御デー
タＤ（38）が入出力されるものとする。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
し、プログラムエリア（20E）に、機械（34）ないし（3
8）で各々実行可能な加工プログラムPAないしPDが格納
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、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、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。 そして、プログラムエリア（20E）から加工プログラ
ムPAないしPDのいずれかが選択され、ワーク番号によっ
て制御部（12）に読み出されると共に、プログラムエリ
ア（20F）の共通指定手段によって各機械（34）、（3
6）、（38）で共通に実行されるように指定が行われ
る。 機械（34）ないし（38）は、信号入出力部（16A）な
いし（16C）から各々入力された制御データと、プログ
ラムエリア（20A）ないし（20C）に各々格納された制御
プログラムと、加工プログラムPAないしPDのうち選択さ
れたものとに基づいて、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。
しかし、加工内容は、各機械で同一である。このとき、
制御部（12）では、いわゆるタスク制御が行われる。つ
まり、制御部（12）では、互いに異なる制御プログラム
（20A）、（20B）、（20C）及び加工プログラムPAない
しPDのうちで選択されたもの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のであ
る。しかも、実行される制御プログラム及び加工プログ
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、制御プログラム（20A）と加工プロ
グラムに基づくもの、制御プログラム（20B）と加工プ
ログラムに基づくもの、制御プログラム（20C）と加工
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、各々独立して制御し、加工プログラムPEを
各々実行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Ｄ（40）の入出力が行われ、信
号入出力部（16C）では、機械（42）に対する制御デー
タＤ（42）の入出力が行われるものとし、プログラムエ
リア（20B）には、機械（40）に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。 また、プログラムエリア（20E）には、加工プログラ
ムPAないしPFが各々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（20B）と、駆動部（22）及び（2
4）とが系統づけられ、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。 そして、プログラムエリア（20E）に格納された加工
プログラムPAないしPFのうちPEが選択され、共通指定手
段でその旨の指定が行われる。 機械（40）は、プログラムエリア（20B）に格納され
た制御プログラムと選択された加工プログラムPE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と選択された加工プログラム
PE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が対象であるから、演算部（1
8）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。 なお、この例において、例えば機械（40）で囲うプロ
グラムPBを実行し機械（42）で加工プログラムPDを実行
するというように、機械（40）及び（42）で異なる加工
プログラムを実行するようにしてもよい。 次に、第６図を参照しながら、本実施例の更に他の動
作について説明する。 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
Ｄ（44）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（20
A）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。 しかし、実行すべき加工プログラムは、プログラムエ
リア（20E）に格納されているもののいずれかを、任意
に選択して実行できる。 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形成し、所
定のワーク番号により任意に選択される加工プログラム
が、共通指定手段によって前記任意に組み合わされた任
意の軸数の系統で共通に実行されるように指定され、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）は信号入出力装
置、（18）は演算部、（20）は記憶部、（20A），（20
B），（20C），（20E），（20F）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及び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と、所定のワーク番号により任
   意に選択され、独立して実行可能な少なくとも一つの加
   工プログラムとを、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と、選択される前記加工プ
   ログラムを任意に組み合わされた任意の軸数の系統で共
   通に実行できるように指定する共通指定手段とを設け、 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。