JP3617196B2 - 数値制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型で多機能な処理が行える数値制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、数値制御装置は機械の制御を行う制御部とこの制御部へのデータの設定や制御状態の表示等を行うアプリケーション部が一体になっている。また、この数値制御装置は、通常、加工作業者,保守作業者が画面を切り換えることにより各種作業を行うようになっており、この数値制御装置の操作盤上には、制御部へのデータの入力を行うキーボードや制御状態の詳細な表示を行うための大型表示装置が備えられている。
【0003】
この数値制御装置には、この数値制御装置が制御する機械に応じたNCプログラムと、このNCプログラムを実行するのに必要なシステムプログラムが記憶されおり、NCプログラムを変更することでワークの形状に応じた制御が行えるようになっている。
また、数値制御装置には、制御中に異常が発生した場合に異常を診断するための異常診断プログラムが記憶されており、異常が発生した際には異常診断プログラムを実行し、この診断結果を画面上に表示するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の数値制御装置の操作盤上には加工作業者が通常作業で使用しないキーボードや大型の表示装置を備えているため、数値制御装置の小型化の大きな障害となっていた。また、制御を行う工作機械が複数になる場合には、数値制御装置も複数台必要となるため、必然的に通常作業で使用しないキーボードや大型の表示装置の数も増加してしまうという問題があった。
【0005】
また、このような数値制御装置を備える加工システムを設置した後に、例えば、新しい機能が追加された数値制御装置を備える加工システムを併設した場合には、一方の数値制御装置は新しい機能が使えるが、他方の数値制御装置は新しい機能が使えないため、同じNCプログラムが使用できなという問題があった。このため、新しい機能が使えない数値制御装置に新しい機能のシステムプログラムを必要とするNCプログラムを実行できるようにするためには、数値制御装置に新しい機能のシステムプログラムを記憶させる必要があるが、通常、このシステムプログラムはROMに記憶されているため、新しい機能のシステムプログラムを記憶させる作業は煩雑であり、この数値制御装置が複数ある場合には1台づつ新しい機能のシステムプログラムを記憶させなければならず記憶させる作業は大変であった。
【0006】
更に、数値制御装置に異常診断プログラムを記憶すると、この異常診断プログラムは色々な条件に応じた診断プログラムから構成されているため、この診断プログラムを記憶するためには大きな容量の記憶装置が必要となり、この数値制御装置が複数ある場合にはそれぞれに大きな容量の記憶装置が必要であった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1のものにおいては、機械の動作を制御するのに必要なシステムプログラムを備える制御部と、制御部へのNCプログラムの設定や制御状態のモニタを行うアプリケーション部とが分離され、両者間を通信手段により接続した数値制御装置において、前記アプリケーション部に前記制御部が備えない機能のシステムプログラムを記憶する機能システムプログラム記憶手段と、前記アプリケーション部により前記制御部に設定される前記NCプログラム中に前記制御部が備えない機能のシステムプログラムを必要とするものがあるかを判定する判定手段と、この判定手段により機能のシステムプログラムを必要とする場合には前記アプリケーション部から機能のシステムプログラムを前記制御部に送信する送信手段を備えたことを特徴するものである。
【0010】
請求項2のものにおいては、機械の動作を制御する制御部と、制御部へのデータの設定や制御状態のモニタを行うアプリケーション部とが分離され、両者間を通信手段により接続した数値制御装置において、前記アプリケーション部に設けられ前記制御部の異常を診断するプログラムを記憶する異常診断プログラム記憶手段と、前記制御部に異常が発生した場合に制御部の異常内容を示す異常データをアプリケーション部に送信する異常データ送信手段と、この異常データ送信手段により送信される異常データから前記制御部の異常診断に必要な異常診断プログラムを選択する異常診断プログラム選択手段と、この選択された異常診断プログラムを前記制御部に送信する異常診断プログラム送信手段と、前記制御部に設けられ前記異常診断プログラムを実行する異常診断プログラム実行手段と、この診断結果を表示するするために前記アプリケーション部に送信する診断結果送信手段を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
請求項1のものにおいて、判定手段により、アプリケーション部により制御部に設定されるNCプログラムの中に、制御部が備えていない機能のシステムプログラムを必要とするものがあるか判定でき、この判定により、機能のシステムプログラを必要とする場合には、機能システムプログラム記憶手段に記憶されたシステムプログラムから該当する機能のシステムプログラムをサーチし、送信手段により、アプリケーション部から制御部に機能のシステムプログラムを送信する。
【0013】
請求項2のものにおいて、異常データ送信手段により、制御部が機械を制御中に発生した異常内容を示す異常データをアプリケーション部に送信でき、この送信された異常データに基づき、異常診断プログラム選択手段により、制御部で発生した異常の原因を診断するための異常診断プログラムの選択を行う。異常診断プログラム送信手段により制御部に異常診断プログラムが送信され、異常診断プログラム実行手段により制御部の異常診断が実行され、診断結果送信手段により、制御の異常診断の結果がアプリケーション部に送信される。これによりアプリケーション部では診断結果の表示を行う。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態における数値制御装置の全体図を示すものである。100はデータの設定や制御状態のモニタを行うアプリケーション装置、200a,200bはアプリケーション装置100から送信されたNCプログラム等に基づいて機械の動作を制御する制御装置、300a,300bは制御装置200a,200bの起動,非常停止等の操作が行える小型操作盤であり、このアプリケーション装置100と制御装置200a,200bはシリアル通信等のネットワークNにより接続され、各種データの授受が行えるようになっている。なお、制御装置200a,200bの構成は全く同じであるので、以下、アプリケーション装置100と制御装置200aの構成のみについて説明を行う。
【0015】
前記アプリケーション装置100には、表示装置110とキーボード111がインターフェイス112を介してCPU113に接続されており、このCPU113は、例えば、演算処理結果や前記制御装置200aの制御状態のモニタ表示等の各種データを表示装置110に表示する制御を行う。この表示装置110への表示処理とキーボード111による入力処理を行うプログラムがROM114に予め記憶されている。また、RAM115は、前記制御装置200aとデータの授受を行う際にデータを一時的に記憶する等に使用される。ディスク装置116は、図2に示すように、NCプログラム記憶エリア10、パラメータ記憶エリア11の他、制御装置200aに異常が発生した場合に制御装置200aの異常箇所を診断するための診断プログラムを記憶する異常診断用プログラム記憶エリア12、新機能システムプログラム記憶エリア13等が設けられている。なお、CPU113はインターフェイス117を介してネットワークNに接続されている。
【0016】
前記制御装置200aは、インターフェイス210を介してネットワークNに接続されたCPU211と、ROM212、RAM213、インターフェイス214、インターフェイス215から構成されている。このROM212には数値制御工作機械400aを数値制御するための割出し,早送り,位置決め等の各種機能(Gコード,Fコード等)に対応するシステムプログラムが記憶され、前記RAM213には、図3に示すように、数値制御工作機械400aに所定の加工処理を行うのに必要なNCプログラムを記憶するNCプログラム記憶エリア20、パラメータ記憶エリア21、動作状況の履歴を所定時間記憶する動作履歴記憶エリア22、制御装置201aとこれに接続された装置の起動や非常停止等の現在の動作状態と異常が発生した際の異常コード(この異常コードには、例えば、クーラント異常、工具折損等を示すものがある)を記憶する状態情報記憶エリア23、アプリケーション装置100とのデータの授受を行うための通信用バッファエリア24等が設けられている。 前記NCプログラム記憶エリア20には、アプリケーション装置100のキーボード111を操作することにより、ディスク装置116に記憶されたNCプログラムの中で制御装置200aに必要なもののみが送信され記憶されるようになっている。
【0017】
前記制御装置200aのCPU210は、所定時間間隔で、制御装置200aが制御している制御対象の検出と制御装置200a自体の動作中,非常停止等の動作状態を検出し、前記状態情報記憶エリア23に動作状態を記憶すると共に随時更新する。また、動作履歴記憶エリア22に動作状態の履歴を所定時間記憶するようになっている。
【0018】
前記CPU211は前記インターフェイス214を介して前記小型操作盤300aと接続され、また、前記インターフェイス215を介して数値制御工作機械400aと接続されており、CPU211により数値制御工作機械400aのNC制御が行えるようになっている。
前記小型操作盤300a上には通常の加工作業で必要なデータ等を表示する表示装置310、数値制御工作機械400aの起動を指令する起動ボタン311aと非常停止を指令する非常停止ボタン311b等からなる操作ボタン群311が設けられ、この操作ボタン群311はインターフェイス312を介して前記制御装置200aに接続されている。
【0019】
以上の構成において、アプリケーション装置100と制御装置200aとの間の通信処理の中で、アプリケーション装置100を操作して制御装置200aの動作状態を表示装置110でモニタ表示する場合のアプリケーション装置100のCPU113と制御装置200aのCPU211の動作について、図4(1),(2)に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0020】
ステップS100では、アプリケーション装置100のキーボード111の操作内容の中から特定の制御装置との通信を指定したか否かの判定を行う。この判定により、特定の制御装置200aとの通信が指定された場合にはステップS101に移行し、指定された制御装置200aと通信が行えるように制御装置200aのアドレス等の設定が行われる。また、ステップS100の判定により、制御装置が特定されない場合には、ステップS102に移行し、予め設定した順番で、ネットワークN上に接続された制御装置の中から1つを選択して通信が行えるように制御装置のアドレス等が設定される。
【0021】
ステップS103では、前記ステップS101またはステップS102で設定された制御装置にモニタ表示のコマンドの送信を行う。ここでは、制御装置200aにモニタ表示のコマンドを送信する。
次に、このモニタ表示のコマンドを受信する制御装置200aのCPU211の処理を以下のステップS200〜ステップS203に基づき説明する。
【0022】
ステップS200では、アプリケーション装置100から送信されたモニタ表示のコマンドを受信する。
ステップS201では、モニタ表示のコマンドであるので、RAM213の状態情報記憶エリア23の内容を読み出し、動作状態のチェックを行う。
ステップS202では、前記ステップS201で読み出した状態情報記憶エリア23の内容をコード化して送信データ(以下、コードデータという)を作成する。
【0023】
ステップS203では、ステップS202でコード化した送信データをアプリケーション装置100に送信し、このフローチャートの処理を終了する。
再び、アプリケーション装置100のCPU113の動作を説明する。
ステップS104では制御装置200aからコードデータを受信したかを判定し、この判定により受信と判定された場合には次のステップ105に移行する。
【0024】
ステップS105では制御装置200aから送信されたコードデータを受信し、次のステップS106で受信したコードデータの解読を行う。
ステップS107により、表示装置110に制御装置200aが起動状態にあるのか、または、非常停止状態にあるのかを表示する色を変える等により制御状態が表示される。
【0025】
このようにして、ネットワークNによりアプリケーション装置100と制御装置200aとの間でデータの授受が行えるようになっている。
次に制御装置200aが、RAM213に記憶された複数ブロックから構成されたNCプログラムに基づいて数値制御工作機械400aを制御している際に、ROM212に記憶されていない新機能の例えばGコードがNCプログラム中に存在することを判定した場合のアプリケーション装置100のCPU113と制御装置200aのCPU211の動作について、図5(1),(2)のフローチャートに基づいて説明する。なお、新機能が追加された場合には、アプリケーション装置100のキーボード111を操作して、新機能に対応するシステムプログラムをディスク装置116の新機能システムプログラム記憶エリア13に予め記憶しておく。
【0026】
ステップS300では、RAM213に記憶されたNCプログラムの1ブロックを読み出す度に判定され、この判定により、ROM212に記憶されていない新機能を示すGコードが存在しない場合は、このフローチャートの処理を終了し、現在読み出しているNCプログラムの1ブロックの処理を実行する。
このステップS300の判定により、新機能を示すGコードが存在すると判定された場合には、次のステップS301に移行する。
【0027】
ステップS301では、アプリケーション装置100に新機能であるGコードを通知すると共にこの新機能であるGコードのシステムプログラムの送信要求を送信する。
アプリケーション装置100はこの送信要求を受け、ステップS400で、制御装置200aから送信要求のあった新機能のGコードに対応するシステムプログラムをディスク装置116のNCプログラム記憶エリア10に記憶された各種データの中からサーチし、RAM115に一時記憶する。
【0028】
次のステップS401で、前記ステップS400でRAM115に記憶された新機能のGコードに対応するシステムプログラムを制御装置200aに送信し、このフローチャートの処理を終了する。
再び、制御装置200aのCPU211の動作を説明する。
ステップS302では、アプリケーション装置100に要求したプログラムを受信したかを判定し、この判定により受信と判定された場合には次のステップS303に移行する。
【0029】
ステップS303では、アプリケーション装置100に送信要求した新機能のGコードのシステムプログラムを受信し、RAM213の通信用バッファエリア24に記憶する。
ステップS304では、新機能のGコードを含む1ブロックのNCプログラムを実行し、この処理が終了した後、次のステップS305でRAM213の通信用バッファエリア24に記憶された新機能のGコードのシステムプログラムを消去する処理を行い、このフローチャートの処理を終了する。
【0030】
なお、ここでは図5(1)に示すフローチャートの処理を、数値制御工作機械を400aの制御中にリアルタイムで行っている場合について述べたが、NCプログラムを複数ブロック先読みして制御するものにも適応できる。また、数値制御工作機械400aを制御する前に実行し、RAM213の通信用バッファエリア24に新機能のシステムプログラムを複数記憶するようにしても良い。この場合には、ステップS305のRAM213の内容の消去をNCプログラムの全てのブロックの処理が終了した後に行うようにする。
【0031】
ここでは、新機能のシステムプログラムについて述べたが、新機能に限られるものではなく、例えば、年に1度しか使用しないシステムプログラムを転送するようにしても良い。
次に、制御装置200aによる数値制御工作機械400aの制御中に異常が発生した場合のアプリケーション装置100のCPU113と制御装置200aのCPU211の動作について図6(1),(2)のフローチャートに基づいて説明する。
【0032】
制御装置200aによる数値制御工作機械400aの制御中に異常が発生すると、制御装置200aは、ステップS500により、RAM213の状態情報記憶エリア23に異常であることを示すフラグと異常内容を示す異常コードを対にして記憶すると共に、この異常コードをアプリケーション装置100に送信する。
【0033】
すると、アプリケーション装置100は、ステップS600で、制御装置200aから送信された異常コードを受信する。
ステップS601では、ディスク装置116の異常診断用プログラム記憶エリア12に記憶された図7に示す異常コードと診断プログラム名の対応表に基づき、ステップS600で受信した異常コードに対応する診断プログラム名をサーチする。この図7の対応表において、異常コードは12桁になっているが、異常の際出される異常コードが12桁以下の場合は「*」が付されている。
【0034】
ステップS602では、図7の対応表の中に、前記ステップS600で受信した異常コードに対応する診断プログラム名の有無が判定される。この判定により診断プログラムがない場合は、ステップS606に移行し、制御装置200aに診断終了を送信し、このフローチャートの処理を終了する。このステップS602の判定が診断プログラム有りの場合は、次のステップS603に移行する。 ステップS603では、ディスク装置116の異常診断用プログラム記憶エリア12に記憶された診断プログラムの中から該当する診断プログラム名のプログラムを1つサーチし、制御装置200aに送信する。
【0035】
次に、制御装置200aの動作について説明する。
ステップS501では、アプリケーション装置100から診断プログラムを受信したかを判定し、この判定により受信と判定した場合には、次のステップS502に移行する。
ステップS502では診断プログラムを受信し、RAM213の通信用バッファエリア24に記憶する。
【0036】
ステップS503で、この通信用バッファエリア24に記憶された診断プログラムを実行し、次のステップS504で診断プログラムを実行したことにより発生した異常コードをアプリケーション装置100に送信する。
ステップS505では、アプリケーション装置100から診断終了が発信されているかを判定し、診断終了が受信されている場合には、このフローチャートの処理を終了する。また、診断終了が受信されていない場合には、前記ステップS501に再び移行する。
【0037】
再び、アプリケーション装置100のCPU113の動作を説明する。
ステップS604で、制御装置200aから異常コードを受信したかを判定し、この判定により受信と判定された場合には次のステップS605に移行する。ステップS605では、制御装置200aから送信された異常コードを受信する。
【0038】
ステップS606では、診断プログラムを実行した後に、前記ステップS600で受信した異常コードと診断後の異常コードに変化があったかを判定する。この判定により、異常コードが変化したと判定された場合には、新たな異常コードについてステップS601以降の処理を再び実行する。この判定により異常コードが変化しなかった場合には次のステップS607に移行し、制御装置200aに診断終了が送信される。
【0039】
ステップS608では、アプリケーション装置100の表示装置110上に異常コードとその対応処理のメッセージ等からなる診断結果が表示され、このフローチャートの処理が終了する。
このように、制御装置200a側で異常診断プログラムに従って異常診断を行い、この診断結果のみをアプリケーション装置100に送信するようにしたので、例えば制御装置200aから異常診断に必要な大量のデータを送信してアプリケーション装置100側で異常診断を行うものに比べて、ネットワークNにかかる負荷を少なくすることができる。
【0040】
また、アプリケーション装置100から制御装置200aに、異常診断に必要な診断プログラムが1つのみ発信され、RAM213の通信用バッファエリア24に記憶されるようになっているので、RAM213に記憶容量の大きいものを用いなくても良い。
なお、この異常診断は、アプリケーション装置100が制御装置200aと接続された状態で、ネットワークNに接続された制御装置200bが異常を起こした場合には、制御装置200aの処理を一旦中断して制御装置200bの異常が表示装置110上に表示されると共に、制御装置200bの異常診断が行われるようになっている。この異常診断が終了した後、再び制御装置200aの処理を行うようになっている。
【0041】
次に、制御装置200aがアプリケーション装置100と独立的に数値制御工作機械400aを制御する処理を図8のフローチャートに基づいて説明する。 加工作業者により小型操作盤300aの起動ボタン311aが操作されると、インターフェース312,214を介してCPU211に起動が指令され、次のステップS700〜S703の処理が実行される。
【0042】
ステップS700では、RAM213に記憶されているNCプログラムとROM212に記憶されているシステムプログラムに基づき、NCプログラムを1ブロック実行する。
ステップS701では、ステップS700の実行結果に基づき、インターフエース215を介して数値制御工作機械400aの制御を行う。
【0043】
ステップS702では、NCプログラムの全てのステップの処理が実行されたか否かを判定する。この判定により、全てのステップの処理が実行されていないと判定された場合には、前記ステップS700に移行し、次のNCプログラムの次のステップの処理を実行する。
前記ステップS702の判定が、終了と判定された場合には、ステップS703に移行し、インターフェース214,312を介して、小型操作盤300aの表示装置310に終了メッセージを表示する。
【0044】
このように、制御装置200aは、小型操作盤300aの操作により数値制御工作機械400aの制御を開始できるようになっている。
上述したように、1台のアプリケーション装置100と複数の制御装置200a,200bをネットワークNにより接続できるので、数値制御工作機械400a,400b側に設置する制御装置200a,200bに加工作業者が使用しない大型の表示装置110やキーボード111を設ける必要がないので、制御装置200a,200bを小型化できる。
【0045】
また、制御装置200aは小型操作盤300aの操作により、数値制御工作機械400aの制御が行えるので、アプリケーション装置100を操作しなくても制御装置200aはアプリケーション装置100とは独立的に制御することができる。
更に、制御装置200aのROM212に記憶していない機能を記述したNCプログラムを制御装置200aに実行させた場合でも、アプリケーション装置100から制御に必要なシステムプログラムがアプリケーション装置100から制御装置200aに送信されるので、制御装置200aのROM212に新たな新機能のシステムプログラムを記憶させる必要がない。
【0046】
なお、この実施の形態においては、制御装置200aについて述べたが、ネットワークNに接続されている他の制御装置200bについても同様な制御が行われる。
【0047】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、制御部とアプリケーション部とを分離すると共に、両者を通信手段により接続し、機械側には制御部のみを設置した構成であるので、数値制御装置全体を小型化できる。また、機械側に設置する制御部には加工作業に必要な機能のみにできるので、制御部を小型化でき設置スペースを少なくできる。
【0049】
更に、制御部に記憶されていない新機能のシステムプログラムを必要とするNCプログラムがある場合には、アプリケーション部から制御部に必要とする新機能のシステムプログラムを送信するので、制御部に改めて新機能のシステムプログラムを記憶させる必要がない。また、制御部が複数ある場合でもアプリケーション部のみに記憶するだけで、各制御部で新機能のシステムプログラムが必要なNCプログラムを実行できる。
【0050】
また、制御部に異常が発生した場合に、アプリケーション部から制御部に異常診断プログラムを送信し、制御部側で異常診断プログラムを実行するようにしたので、アプリケーション部側で制御部から異常診断に必要な大量のデータを取り込む方式に比べて、通信手段にかかる負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の数値制御装置を説明するための図である。
【図2】本発明の実施の形態のアプリケーション装置のディスク装置の内容を説明するための図である。
【図3】本発明の実施の形態の制御装置のRAMの内容を説明するための図である。
【図4】本発明の実施の形態におけるアプリケーション装置により制御装置の動作状態のモニタをする際の処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明の実施の形態におけるNCプログラム中に新機能が存在する場合の制御装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の実施の形態における異常診断処理を説明するためのフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態における異常コードと診断プログラム名の一覧表を説明するための図である。
【図8】本発明の実施の形態における制御装置が数値制御工作機械を制御する処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
100 アプリケーション装置
200a,200b 制御装置
300a,300b 小型操作盤
311 操作ボタン群
311a 起動ボタン
311b 非常停止ボタン
400a,400b 数値制御工作機械
N ネットワーク
Claims (2)
- 機械の動作を制御するのに必要なシステムプログラムを備える制御部と、制御部へのNCプログラムの設定や制御状態のモニタを行うアプリケーション部とが分離され、両者間を通信手段により接続した数値制御装置において、前記アプリケーション部に前記制御部が備えない機能のシステムプログラムを記憶する機能システムプログラム記憶手段と、前記アプリケーション部により前記制御部に設定される前記NCプログラム中に前記制御部が備えない機能のシステムプログラムを必要とするものがあるかを判定する判定手段と、この判定手段により機能のシステムプログラムを必要とする場合には前記アプリケーション部から機能のシステムプログラムを前記制御部に送信する送信手段を備えたことを特徴する数値制御装置。
- 機械の動作を制御する制御部と、制御部へのデータの設定や制御状態のモニタを行うアプリケーション部とが分離され、両者間を通信手段により接続した数値制御装置において、前記アプリケーション部に設けられ前記制御部の異常を診断するプログラムを記憶する異常診断プログラム記憶手段と、前記制御部に異常が発生した場合に制御部の異常内容を示す異常データをアプリケーション部に送信する異常データ送信手段と、この異常データ送信手段により送信される異常データから前記制御部の異常診断に必要な異常診断プログラムを選択する異常診断プログラム選択手段と、この選択された異常診断プログラムを前記制御部に送信する異常診断プログラム送信手段と、前記制御部に設けられ前記異常診断プログラムを実行する異常診断プログラム実行手段と、この診断結果を表示するするために前記アプリケーション部に送信する診断結果送信手段を備えたことを特徴とする数値制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17254996A JP3617196B2 (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 数値制御装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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