JP2813079B2 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JP2813079B2 JP3145480A JP14548091A JP2813079B2 JP 2813079 B2 JP2813079 B2 JP 2813079B2 JP 3145480 A JP3145480 A JP 3145480A JP 14548091 A JP14548091 A JP 14548091A JP 2813079 B2 JP2813079 B2 JP 2813079B2
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    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工プログラムの動作
をアニメーションで表示する数値制御装置に関し、特
に、シングルブロック機能を用いて加工プログラムのチ
ェックと加工とを同時に行なう場合に好適なアニメーシ
ョン機能を有する数値制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、シングルブロック機能を用いて
加工プログラムのチェックと加工とを同時に行なう従来
の数値制御装置のブロック図であり、以下、図面に基づ
いて説明する。加工プログラムメモリ1は、図6に示さ
れるような加工プログラムを記憶している。操作パネル
2は、起動ボタン21及びシングルブロックスイッチ2
2を有し、起動ボタン21が押されることにより加工プ
ログラム実行処理部3が起動される。加工プログラム実
行処理部3は、加工プログラムメモリ1に記憶されてい
る加工プログラムのブロックデータを順に読取り、内容
を解析して補間処理部4に動作指令を送る。補間処理部
4は、工具の現在位置、動作指令の終点位置、送り速度
などから制御単位時間ごとの移動距離を求め、制御単位
時間ごとに現在位置を移動距離だけ移動した指令位置を
算出し、サーボドライバ5及び工具描画部9にその指令
位置を送るという処理を繰り返す。現在位置が終点位置
に達したら処理を終了し、次の動作指令を待つ。サーボ
ドライバ5は、サーボモータ6を駆動することにより工
具7を指令位置へ滑らかに動かす。その結果、素材8が
所望の形状に加工されていく。工具描画部9は、入力さ
れた指令位置に基づいて表示画面10に工具図形101
及び工具軌跡102を描画する。すなわち、表示装置1
0上に表示されている前回の指令位置に基づく工具図形
を消去して新たな指令位置に基づく工具図形101を描
画し、また素材図形103の工具図形101と重なる部
分を消去する。更に、前回の位置から新たな指令位置ま
で工具軌跡102を描画する。前回の指令位置から今回
指令位置が出されるまでの時間は短く、移動距離は少
ないため作業員には工具図形101が移動して素材図形
103を加工するアニメーションのように見える。
【0003】シングルブロックスイッチ22が「切」に
なっていると加工プログラムは終了するまで連続的に実
行されるが、「入」になっている場合は加工プログラム
の1ブロックが終了するといったん停止し、作業員によ
り起動ボタン21が押されるまで次のブロックを実行し
ない。この機能により、次のブロックの実行可否を作業
員が事前に判断して初品加工を行なうことができる。
【0004】尚、実行中プログラムのブロック、次のブ
ロックの内容、工具の現在位置、終点位置に対する工具
の残移動量、主軸回転数、工具番号及びクーラント等の
機械動作状態が表示装置10に表示され、作業員はそれ
らに基づいて次のブロックの実行可否を判断する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに従来の数値制御装置においては、加工を行ないなが
ら加工プログラムが正確に作成されているか確認する場
合に、加工プログラムの1ブロックずつ機械を停止して
確認しながら加工を行なうシングルブロック機能を使
い、加工プログラムの動作をアニメーションで表示して
加工を行なうが、表示装置に表示されるアニメーション
が機械動作と同期しているため、表示上で危険な動作を
発見しても回避できないということがあった。また、次
のブロックの実行可否を事前に判断して安全に加工を行
なうためには作業員が加工プログラムを読んで動きを理
解せねばならず、衝突などの危険を手早く判断するのは
かなり困難であった。さらに、工具軌跡を加工に先行し
て表示することは技術的に容易であるが工具軌跡のみで
素材及び工具の干渉状態を確認するのは難しく、また単
に先行して表示するだけでは次のブロックの動作範囲が
特定できず実行可否が判断できないという問題点があっ
た。
【0006】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、加工プログラムのシングル
ブロック停止時に次のブロックの実行可否を作業員が容
易に判断できる数値制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、加工プログラ
ムを記憶する加工プログラムメモリと、起動ボタンが押
される度に前記加工プログラムメモリから加工プログラ
ムを1ブロック読み出して補間処理部に送る加工プログ
ラム実行処理部と、加工プログラムの1ブロックの指令
に基づいてサーボモータを駆動し、工作機械の可動部に
結合された工具を動かして素材を加工する前記補間処理
部とを有し、表示装置に工具図形及び素材図形を表示
し、前記工具の動きに対応させて前記工具図形を動かす
と共に前記素材の加工形状に対応させて前記素材図形を
変形させて描画することで前記工作機械での加工の様子
を表示する数値制御装置に関するものであり、本発明の
上記目的は、前記起動ボタンにより起動された1ブロッ
クの機械動作を完了して前記工作機械が停止したとき、
前記起動ボタンによる起動前のブロックであって前記起
動された1ブロックの次に実行されるブロックの機械動
を完了した時点の工具図形及び素材図形を、前記工具
に対応した工具図形及び前記素材に対応した素材図形に
加えて前記表示装置に表示する仮想描画手段を備えるこ
とによって達成される。
【0008】
【作用】本発明にあっては、起動ボタンが押される度に
工プログラムを1ブロックずつ実行するシングルブロ
ック機能を利用して、実際の工具の動きに対応させて
具図形を動かすと共に素材図形を変形させて描画すると
いう処理動作の際に、起動ボタンの操作による1ブロッ
クの動作を完了して工作機械が停止したときに、その時
点の素材図形及び工具図形に加えて、次ブロックの動作
を完了した時点の工具図形及び素材図形を表示すること
により、作業員は実行前に次のブロックが正常に実行可
能か否かを判断できる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明をする。図1は、本発明の数値制御装置の
一実施例の構成を示す図である。加工プログラム実行処
理部3A及び仮想工具描画部11以外は従来例と同様な
ので同一符号を付して説明を省略する。加工プログラム
実行処理部3Aは、加工プログラムのブロックデータを
順に読み取って内容を解析し、仮想工具描画部11に動
指令を送り、次に補間処理部4に動作指令を送る。仮
想工具描画部11は、動作指令を基にして表示装置10
に仮想工具104、仮想軌跡105及び加工領域106
を描画する。
【0010】仮想工具104は、終点位置における工具
を表し、色、輝度、画素パターン、線種及び線の太さ等
を変えて工具図形101と識別できるようにする。加工
軌跡105は、工具図形101が現在位置から終点位置
まで移動する間の軌跡を表すものであり、現在位置と終
点位置の間に描画され、色、輝度、画素パターン、線種
及び線の太さ等を変えて工具軌跡102とは識別できる
ようにする。加工領域106は、工具図形101が現在
位置から動作司令の終点位置まで移動する間に素材図形
103と干渉する領域であり、工具図形101を少しず
つ移動させながら描画する方法と、工具図形101の形
状、現在位置及び終点位置等から幾何学的に加工領域の
形状を求めて描画する方法などがあり、加工領域106
は色、輝度、画素パターン、線種及び線の太さ等を変え
て素材図形103と識別できるようにする。
【0011】図2は、加工プログラム実行処理部3Aの
詳細な処理を示すフローチャートである。加工プログラ
ム実行処理部3Aの実行が開始されると、まず図6に示
す加工プログラムメモリ1の読取りブロック番号を表す
変数であるブロックポインタに0を代入する(ステップ
S1)。次に、加工プログラムメモリ1からブロックポ
インタにより指定されている1ブロックデータを読取
り、その内容を解析して終点位置、送り速度などを算出
し、動作指令を生成する(ステップS2)。仮想工具描
画部11は、加工プログラム実行処理部3Aからの動作
指令を受取り、仮想工具104、仮想軌跡105及び加
工領域106を描画する(ステップS3)。
【0012】先ず、初回の実行か否かを判断し(ステッ
プS4)、初回の実行の場合、すなわち加工プログラム
の起動待ちの状態ならば、ステップS5に進み起動ボタ
ン21が押されるのを待つ。一方、加工プログラムの実
行が既に開始されており、次のブロックの実行に移る場
合ならば、シングルブロックスイッチ22の状態を調
べ、「入」ならば、ステップS5に進み起動ボタン21
が押されるのを待つ。この処理により前述したシングル
ブロック機能が実現されている。初回の実行ではなく、
かつ、シングルブロックスイッチ22の状態が「入」で
もないならば、ステップS6に移行する。
【0013】そこで、ステップS6においては加工プロ
グラムが終了したか否かを判断する。ステップS2で解
析したブロックが終了コードであった場合、または読取
るべきブロックが存在しなかった場合には終了と判定す
る。終了と判断すると加工プログラム実行処理部3Aは
その処理を終了し、終了ではないと判断した場合はステ
ップS7に移行する。ステップS7においては、補間処
理部4を呼出して工具7を動かすと同時に表示装置10
へ工具図形101を描画する。以上の処理まで終了した
ら、ブロックポインタに1を加算し(ステップS8)ス
テップS2に戻る。以下、この動作をステップS6で加
工プログラムが終了したと判断されるまで繰り返す。
【0014】図3及び図4は、本発明の数値制御装置に
おける描画方法の具体例を示す図である。図3(A)
は、同図に示すプログラムにおけるシーケンス番号N0
6の実行前でシングルブロック停止となっている状態を
示す図であり、図2に示すフローチャートにおいてはス
テップS5の段階である。シーケンス番号N06の加工
完了時の加工領域及び工具位置は、図2に示すフローチ
ャートにおけるステップS3の処理で既に描画されてお
り、作業員は加工領域106、仮想軌跡105及び仮想
工具104より次のブロックが異常なく実行可能かどう
か判断した上で起動ボタン21を押し、シーケンス番号
N06のブロックを実行する。図3(B)はシーケンス
番号N06のブロック実行中を示す図であり、図2に示
すフローチャートにおいてはステップS7の段階であ
る。実際の工具の動きに同期して工具図形101が移動
し、加工領域106を消去していく様子が表示装置10
にアニメーション表示される。
【0015】工具図形が終点位置に達し、図2における
ステップS7が終了するとステップS8を経てステップ
S2に戻りシーケンス番号N07が解析される。ステッ
プS3でシーケンス番号N07の加工完了時の加工領域
及び工具位置が描画され、更に、ステップS4を経て図
4(A)に示すように再びシングルブロック停止とな
る。前回と同様に、起動ボタン21が押されるとシーケ
ンス番号N07のブロックが実行開始され、図4(B)
がその実行中の様子を示す図である。
【0016】尚、シングルブロックスイッチ22が
「切」の状態の場合は、図2におけるステップS5の状
態にはならないので、起動ボタン21に関わりなく次の
ブロックが実行される。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明の数値制御装置によ
れば、シングルブロック停止時に次に実行するブロック
の加工予定が表示されるため、作業員が次のブロックが
実行可能かどうか容易に判断できるので加工プログラム
のチェックと加工を同時に安全に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の数値制御装置の一実施例の構成を示す
図である。
【図2】加工プログラム実行処理部3Aの詳細を示すフ
ローチャートである。
【図3】本発明の数値制御装置における描画方法の具体
例を示す図である。
【図4】本発明の数値制御装置における描画方法の具体
例を示す図である。
【図5】シングルブロック機能を用いて加工プログラム
のチェックと加工とを同時に行なう従来の数値制御装置
のブロック図である。
【図6】加工プログラムメモリ1に記憶されている加工
プログラムを示す図である。
【符号の説明】
3A 加工プログラム実行処理部 11 仮想工具描画部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工プログラムを記憶する加工プログラ
    ムメモリと、起動ボタンが押される度に前記加工プログ
    ラムメモリから加工プログラムを1ブロック読み出して
    補間処理部に送る加工プログラム実行処理部と、加工プ
    ログラムの1ブロックの指令に基づいてサーボモータを
    駆動し、工作機械の可動部に結合された工具を動かして
    素材を加工する前記補間処理部とを有し、表示装置に工
    具図形及び素材図形を表示し、前記工具の動きに対応
    せて前記工具図形を動かすと共に前記素材の加工形状に
    対応させて前記素材図形を変形させて描画することで前
    記工作機械での加工の様子を表示する数値制御装置にお
    いて、前記起動ボタンにより起動された1ブロックの機械動作
    を完了して前記工作機械が 停止したとき、前記起動ボタ
    ンによる起動前のブロックであって前記起動された1ブ
    ロックの次に実行されるブロックの機械動作を完了した
    時点の工具図形及び素材図形を、前記工具に対応した工
    具図形及び前記素材に対応した素材図形に加えて前記表
    示装置に表示する仮想描画手段を備えたことを特徴とす
    る数値制御装置。
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