JPH07104705B2

JPH07104705B2 - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH07104705B2
Application number: JP61306045A
Authority: JP
Inventors: 稔榎本; 鉦治稲垣; 寿男高野; 宏治長谷川; 秀樹佐藤; 正治井川; 弥寿徳杉戸; 政司伊藤; 彰浩竹内
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS63157206A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、可動軸の送り制御中に、可動軸が指令された
位置に到達した時に、Ｍ出力をオンとする同時処理機能
を有した数値制御装置に関する。

【従来技術】

従来、数値制御装置はＭ出力（Ｍ機能により出力される
信号）をオンオフするＭ機能を有している。そして、こ
のＭ出力に同期して、クーラント動作、工具交換動作、
テーブル割出動作、工作物交換動作等のシーケンスを起
動することにより、可動軸の送り位置と上記シーケンス
の動作開始との同期がとれるようになっている。

【発明が解決しようとする問題点】ところが、従来は、Ｍ出力と送り制御とを同時に処理す
ることができなかった。即ち、１つの送りコードによる
パルス分配が完了した後に、Ｍ出力コードがプログラム
されておれば、Ｍ出力をオンとしていた。このため、可
動軸の任意の位置でＭ出力をオンとするには、同一モー
ドの送り工程であっても、、その送り指令を、Ｍ出力を
オンとするまでの送り指令とＭ出力をオンとした後の送
り指令との２つの指令に分割し、その２つの指令間にＭ
出力をオンとする指令を挿入するにようにプログラムし
なければならなかった。従って、Ｍ出力がオンとなるのは、一旦送り制御が終了
した後に行われるため、処理時間が長くなるという問題
がある。また、送り指令を２つのデータブロックに分け
なければならず、NCプログラムの作成が煩雑になるとい
う問題がある。

【問題点を解決するための手段】

上記問題点を解決するための発明の構成は、少なくとも
可動軸の目標位置を指令する移動指令コードを有する複
数の指令コードからなるNCデータに基づいて可動軸の送
りを数値制御する数値制御装置において、前記移動指令
コードに指定された目標位置に前記可動軸の送りを制御
する送り制御手段と、前記可動軸の任意位置を指定して
外部機器を制御するＭ出力をオンすることを指令するＭ
出力指令手段と、前記Ｍ出力指令手段による指令が有効
な前記送り制御手段による可動軸の送り制御中に、前記
可動軸がＭ出力指令手段で指令された前記任意位置を経
過した時に、Ｍ出力をオンとするＭ出力実行手段と前記
Ｍ出力のオンにより制御される外部機器の状態に係わら
ず前記可動軸が目標位置に到達したことによって次の指
令コードを実行する指令コード実行手段とを設けたこと
である。

【作用】

送り制御手段は、移動指令コードが指令されると目標位
置に可動軸を移動する制御を行い、Ｍ出力指令手段によりＭ出力をオンとする可動軸の任意
位置を指定してＭ出力をオンとすることが指令される
と、Ｍ出力実行手段はＭ出力指令手段による指令が有効
な可動軸の送り制御中に、可動軸がＭ出力指令手段で指
令された任意位置を通過した時に、Ｍ出力をオンとす
る。この結果、Ｍ出力を指令する１つのNCデータブロックに
より、１つのNCデータブロックによる送り指令中の任意
の位置でＭ出力をオンとすることができるので、処理が
高速化されると共にNCプログラムの作成が簡単になる。また、指令コード実行手段はＭ出力のオンにより制御さ
れる外部機器の状態に係わらず前記可動軸が目標位置に
到達したことによって次の指令コードを実行する。このため、NCデータの実行はＭ出力のオンにより制御さ
れる外部機器の状態に係わらず進行されるので、処理の
進行を高速化することができる。

【実施例】

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。第１図は、本発明の一実施例に係る数値制御装置を用い
た送り制御装置の構成を示す図であり、第２図はその装
置を用いた工作機械の主軸台の送り制御装置の構成図で
ある。第１図において、Ａは数値制御装置、Ｂはサーボユニッ
ト、Ｃは絶対位置検出装置である。数値制御装置Ａは、
主として、制御演算を行うマイクロプロセッサユニット
１（以下「MPU」と略記する）とその制御プログラムを
記憶したROM2とキーボード等のデータ入力装置３とバッ
テリバックアップしたRAM4とから成る。RAM4には、NCプ
ログラムが記憶されたNCD領域とＭ出力オンが指令され
た時に設定されるＭ出力フラグF1〜F4とＭ出力をオンに
する位置を設定するＭ出力位置レジスタMSR1〜MSR4と送
り制御の目標位置を設定する目標位置レジスタOPRと送
り速度を設定する速度レジスタVRと絶対位置検出装置Ｃ
により、主軸台10の現在の絶対位置（以下「現在位置」
という）が検出される度に、この値を記憶する現在位置
レジスタAPRが形成されている。尚、Ｍ出力はM1〜M4の
４出力あり、Ｍ出力フラグとＭ出力位置レジスタは各Ｍ
出力毎に設けられている。サーボユニットＢは、主として、レジスタ５とDA変換器
７と駆動回路８とで構成されている。MPU1から出力され
た速度信号S1はレジスタ５に入力し、DA変換器７により
アナログ信号に変換されて、駆動回路８に出力される。
駆動回路８は、この信号を入力してサーボモータ９に電
力を供給して、それを回転させる。サーボモータ９の出力軸には主軸台10を移動させるため
の可動軸である送りねじ11が機械的に連結されている。
従って、可動軸の絶対位置は、主軸台10の絶対位置に対
応しているものとみなすことができる。主軸台10は送り
ねじ11によりベッド24上を摺動する。また、ベッド24上
を摺動するテーブル26上に工作物25が載置されており、
この工作物25は主軸27に取付けられたドリル28により加
工される。ドリル28は冷却装置29から出力される冷却液
で冷却される。また、サーボモータ９の出力軸には、主
軸台10の移動速度を検出して駆動回路８に速度フィード
バック信号を送出する速度検出器12が配設されている。絶対位置検出装置Ｃは、主として、サーボモータ９の出
力軸に機械的に結合している第１のレゾルバ13と、減速
機構14を介して第１のレゾルバ13に結合している第２の
レゾルバ15と、レゾルバ励磁回路16と、第１のレゾルバ
13の位相角を検出する第１位相比較回路17と、第２のレ
ゾルバ15の位相角を検出する第２位相比較回路18と、そ
の両者の出力から主軸台10の絶対位置を演算する絶対位
置演算回路19と、その回路19を一定周期で駆動し絶対位
置の検出タイミングを与えるリアルタイムクロック（以
下「RTC」と略記する）20とから成る。第１のレゾルバ1
3は送りねじ11が１回転するとその入力軸が１回転し、
かつ第２のレゾルバ15は主軸台10が移動範囲の端から端
まで移動する間にその入力軸が１回転するように構成さ
れている。レゾルバの出力電圧と励磁電圧との位相差
は、その入力軸の回転角度に対応して変化する。第１の
位相比較回路17は、第１のレゾルバ13の出力電圧の励磁
電圧に対する位相差を、カウンタによりカウントしてデ
ィジタル値に変換して絶対位置演算回路19に出力する。
同様に第２の位相比較回路18は、第２のレゾルバ15の出
力電圧の励磁電圧に対する位相差を、ディジタル値に変
換して絶対位置演算回路19に出力する。絶対位置演算回
路19は、RTC20から検出タイミング信号Ｄを入力する毎
（2ms）に起動され、両位相比較回路17、18から位相デ
ータを入力し、主軸台10の絶対位置を演算して、インタ
フェース回路（IF）を介してMPU1に出力している。又、
絶対位置演算回路19は、絶対位置データの演算が完了し
た時、そのデータの出力時期を与える割り込み信号S2を
MPU1の割り込み入力端子（NMI）に出力している。MPU1
は、係る割り込み信号S2を入力した時は、所定の追随制
御のためのプログラムの実行を開始し、速度信号を出力
する。この割り込み信号S2はRTC20から出力される検出
タイミング信号Ｄに対し一定時間遅れて、その信号に同
期している。したがって、本実施例では、2ms毎に速度
信号がレジスタ５に出力される。６はストアードプログラム方式のシーケンスコントロー
ラである。このシーケンスコントローラ６は数値制御装
置ＡにNCプログラムの実行の指令とＭ出力をオフする指
令MFINを与えると共に、主軸モータ22の回転と冷却装置
29を制御する。次に本実施例装置の作用を第３図のフローチャートに従
って説明する。NCプログラムは第６図のように与えられ
ており、そのプログラムにより第７図のように送り制御
が行われる。まず、ステップ100でNCプログラムの読出番号Ｉが初期
値１に設定される。次のステップ102でNCプログラムか
ら第Ｉ番目のデータブロックが読出され、読出されたデ
ータがステップ104においてデータエンドコード（G9）
と判定されると本プログラムによる処理が終了する。ま
た、ステップ102で読出されたデータがデータエンドコ
ードでない場合には、ステップ106へ移行して早送りコ
ード（G0）又は切削送りコード（G1）か否かが判定され
る。早送りコード（G0）又は切削送りコード（G1）と判
定された場合には、ステップ108へ移行して、読出され
たデータブロックのＸコードから位置決めの目標位置が
RAM4の目標位置レジスタOPRに設定され、読出されたデ
ータブロックのＦコードから送り速度がRAM4の速度レジ
スタVRに設定される。次に、ステップ110へ移行し、次のG0又はG1コードの存
在するデータブロックまでに、Ｍ出力をオンとすること
を指令するG7コードが有るか否かが判定される。G7コー
ドは第６図に示すように、Ｍ出力をオンとする可動軸の
位置を与えるＸコードとＭ出力のアドレスを与えるＭコ
ードと共にプログラムされる。本実施例では、Ｍ出力は
M1出力〜M4出力の４出力ある。そして、これらのＭ出力
は、次のG0又はG1コードまでに存在するG7コードにより
自由に指定される。ステップ110でいずれかのＭ出力を
オンにする指令が有ると判定されると、ステップ112へ
移行してＭ出力フラグF1〜F4のうち、オンとすることを
指令されたＭ出力のフラグが全てセットされる。また、
それらのＭ出力をオンとする。各位置は、対応するＭ出
力位置レジスタMSRに設定される。その後、MPU1の処理
はステップ114の送り制御に移行する。一方、ステップ1
10で次のＧ〇又はG1コードまでにG7コードが１つも存在
しないと判定された時は、処理はステップ114の送り制
御に移行する。ステップ114で後述する送り制御プログラムの実行が終
了すると、ステップ116へ移行しシーケンスコントロー
ラの出力するMFIN信号がオンか否かが判定され、MFIN信
号がオンとなっている時は、Ｍ出力をオフにする指令を
意味するので、ステップ118へ移行してM1出力〜M4出力
が全てオフとされる。その後、MPU1の処理はステップ12
2へ移行してNCプログラムの読出番号Ｉが１だけ加算さ
れ、再度、ステップ102以下が実行される。また、ステ
ップ116でMFINがオンとなっていない時は、直ちにステ
ップ122へ移行する。尚、ステップ106において、早送りコード（G0）又は切
削送りコード（G1）以外のコードを判別した時は、ステ
ップ120へ移行してそのコードに応じた機能処理が実行
された後、ステップ116へ移行する。次に、ステップ114で起動される送り制御プログラムに
ついて説明する。まず、第５図の初期セットプログラムが起動される。ス
テップ300でRAM4の目標位置レジスタOPRから目標位置Ｍ
とRAM4の現在位置レジスタAPRから現在位置Ｒが読出さ
れ、次のステップ302で目標位置Ｍと現在位置Ｒの偏差
が演算され、その値は初期残移動量L0として記憶され
る。この様に、初期残移動量L0が初期設定さた後、絶対位置
演算回路19から、割り込み信号S2を入力する毎に、第４
図のプログラムが実行される。まず、ステップ200で、
絶対位置演算回路19から検出された絶対位置は主軸台10
の現在位置Ｒとして現在位置レジスタAPRに記憶され
る。次に、ステップ202でＭ出力フラグF1〜F4を調べフ
ラグがセットされているか否かが判定される。フラグが
セットされていると判定された場合には、ステップ204
へ移行し現在位置レジスタAPRに記憶されている現在位
置Ｒのフラグがセットされている全てのＭ出力に対応す
るＭ出力位置レジスタMSRに記憶されているＭ出力位置
に等しいか否かが判定される。等しいと判定されるＭ出
力位置が存在する場合には、主軸台10の現在位置Ｒが何
れかの指令されたＭ出力位置に達したことを意味してお
り、この場合にはステップ206へ移行して、M1出力〜M4
出力のうち該当するＭ出力をオンとし、次のステップ20
8でオンとしたＭ出力に対応するＭ出力フラグがオフと
される。また、ステップ204の判定結果がNOの場合に
は、主軸台10の現在位置Ｒは何れのＭ出力位置も未だ越
えていないのであるから、Ｍ出力をオンとすることな
く、ステップ210へ移行する。また、ステップ202で何れのＭ出力フラグもオンに設定
されていないと判定された場合には、直ちにステップ21
0へ移行する。次に、ステップ210では、目標位置レジスタOPRから目標
位置Ｍが読出され、ステップ212で目標位置Ｍから現在
位置Ｒが減算されて、実残移動量RLが演算される。次
に、ステップ214において、実残移動量RLが零か否かが
判定される。実残移動量RLが零でない場合には、ステッ
プ216へ移行し、目標位置Ｍまでの経路を補間して得ら
れた制御目標位置の目標位置Ｍに対する残移動量（以下
この残移動量を「理論残移動量」という）ILが算定され
る。この時、経路補間により得られた制御目標位置は、
目標位置Ｍと指令速度とから、徐加速、徐減速等の処理
を行って発生される。次に、ステップ218で実残移動量R
Lの理論残移動量ILに対する偏差ΔＬが演算され、ステ
ップ220で、偏差ΔＬに応じた速度信号Vcが演算され、
その速度信号Vcはステップ222でレジスタ５に出力され
る。すると、サーボユニットＢの作用により、指令速度
でサーボモータ９は回転される。係る処理は、一定時間毎に、ステップ214において実残
移動量RLが零となるまで繰返し実行される。零となると
ステップ226で零の速度信号Vcが出力される。このようにして、主軸台10は制御タイミングに同期して
変化する補間された制御目標位置に追随しながら、目標
位置Ｍに位置決めされる。そして、指令されたＭ出力は
可動軸の送り処理中に可動軸が指令位置に達した時にオ
ンとなる。また、オンとしたＭ出力は、送り制御の切れ
目、即ちステップ116でMFIN信号がオンとなっていると
判定された時にオフされる。次に第６図のNCプログラムに沿って処理手順を説明す
る。データブロックN000がステップ102で読出される
と、G0コードが存在するためステップ106の判定がYESと
なり、ステップ108でそのデータブロックのＸコードと
Ｆコードから目標位置と速度が目標位置レジスタOPRと
速度レジスタVRにそれぞれ設定される。次のデータブロ
ックN001にはＭ出力を指令するG7コードが存在するた
め、ステップ110の判定結果がYESとなり、データブロッ
クN001のM1コードによりオンさせるＭ出力はM1と指令さ
れているので、ステップ112でＭ出力フラグF1がセット
される。また、Ｘコードで指定されたM1出力位置がＭ出
力位置レジスタMSR1に設定される。その後、ステップ11
4で送り制御される。その結果、第７図に示すように早
送りが行われ、その早送り工程中に主軸台10がM1出力位
置を通過するとM1出力がオンとなる。このM1出力オンは
クーラントオンを意味している。このM1出力オンによ
り、シーケンスコントローラ６は冷却装置29を駆動す
る。こうして、早送り工程の途中からクーラントオンと
なる。次に、次のデータブロックN001が読出されるが、このデ
ータブロックは既に前のブロックN000の実行時に処理さ
れているので、無操作で、ステップ120、116、122を経
てステップ102へ戻り、次のデータブロックN002が読出
される。データブロックN002が読出され実行されると、
次のG0又はG1コードまでにG7コードが存在しないため、
Ｍ出力に関する操作が行われることなく、第７図に示す
ように主軸台10の第１切削送りが行われる。同様に、次
にデータブロックN003が読出され実行されると、第７図
に示すように第２切削が行われる。次に、データブロッ
クN004が読出され実行されると、ステップ120でG4コー
ドによるドウエル処理が実行された後、ステップ116、1
22を経てステップ102へ戻り次のデータブロックN005が
読出される。データブロックN005にはG0コードが存在す
るが、後のデータブロックにはG7コードが存在しないた
め、Ｍ出力に関する操作が行われることなく、第７図に
示すように主軸台10の早戻しが行われる。そして、次の
データブロックN006が読出されると、G9コードによりス
テップ104の判定結果がYESとなり、NCプログラムが終了
する。尚、オンされたＭ出力は、各データブロックによる処理
が完了した時点でシーケンスコントローラ６から入力す
るMFIN信号がオンの時にオフとなる。上記実施例では、MFIN信号のオンによりＭ出力をオフと
しているが、各Ｍ出力を選択的にオフとする指令手段を
設けてもよい。また、Ｍ出力をオンとする位置を指定す
る機能と同様に、オフとする位置を指定して送り処理と
同時処理によりその位置に達した時にＭ出力をオフとす
るようにしてもよい。また、上記実施例では、Ｍ出力オンを指令するG7コード
はその前に存在するG0又はG1コードによる送り時に有効
に機能するが、G7コードから後又はＭ出力をオフとする
コードを設けた場合にはそのコードまでに存在するG0又
はG1コードによる送り工程において有効に機能するよう
にしてもよい。

【発明の効果】

本発明の数値制御装置は、移動指令コードに指令された
目標位置に可動軸の送りを制御する送り制御手段と、可
動軸の任意位置を指定してＭ出力をオンとすることを指
令するＭ出力指令手段と、Ｍ出力指令手段による指令が
有効な可動軸の送り制御中に、可動軸がＭ出力指令手段
で指令された任意位置を通過した時に、Ｍ出力をオンと
するＭ出力実行手段とを有しているので、送り動作と同
時処理にてＭ出力をオンとすることができる。さらにＭ
出力のオンにより制御される外部機器の状態に係わらず
前記可動軸が目標位置に到達したことによって次の指令
コードを実行する指令コード実行手段を備えたので、NC
データはＭ出力をオンにより制御される外部機器の状態
に係わらず進行できる。従って、処理速度が向上する。
また、従来のようにＭ出力をオンとする位置の前後で２
つの工程に分けて送り指令を与える必要がないため、NC
データの作成が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な一実施例に係る数値制御装置
を用いた主軸台送り装置の構成を示したブロックダイヤ
グラム。第２図はその主軸台送り装置を用いた工作機械
の構成図。第３図、第４図、第５図は本実施例装置に使
用されているMPUの処理手順を示したフローチャート。
第６図はNCプログラムの一例を示した説明図。第７図は
そのNCプログラムによる送り工程を示した説明図であ
る。１…マイクロプロセッサユニット、９…サーボモータ、
10…主軸台、11…送りねじ、13…第１のレゾルバ、15…
第２のレゾルバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高野寿男愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者長谷川宏治愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者佐藤秀樹愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者井川正治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者杉戸弥寿徳愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者伊藤政司愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者竹内彰浩愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭58−177289（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも可動軸の目標位置を指令する移
動指令コードを有する複数の指令コードからなるNCデー
タに基づいて可動軸の送りを数値制御する数値制御装置
において、前記移動指令コードに指定された目標位置に前記可動軸
の送りを制御する送り制御手段と、前記可動軸の任意位置を指定して外部機器を制御するＭ
出力をオンとすることを指令するＭ出力指令手段と、前記Ｍ出力指令手段による指令が有効な前記送り制御手
段による前記可動軸の送り制御中に、前記可動軸が前記
Ｍ出力指令手段で指令された前記任意位置を通過した時
に、Ｍ出力をオンとするＭ出力実行手段と前記Ｍ出力のオンにより制御される外部機器の状態に係
わらず前記可動軸が目標位置に到達したことによって次
の指令コードを実行する指令コード実行手段とを有する
ことを特徴とする数値制御装置。