JPH11219211A - 数値制御工作機械及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】データの出力又は入力を制御する出入力関連タ
スクを処理するプログラムの移植を簡単にし、ハードウ
エアの新規増設等に手間をかけないこと。 【解決手段】制御装置１は、リアルタイムＯＳ１０を格
納した第１メモリ部６ａ及び、このリアルタイムＯＳ１
０とは独立した第２ＯＳ４０を格納した第２メモリ部６
ｂを有しており、リアルタイムＯＳ１０と第２ＯＳ４０
は選択的に動作自在となっており、リアルタイムＯＳ１
０は、加工プログラム２１に基づいて制御指令を演算出
力する加工動作関連タスク２０を有し、第２ＯＳ４０
は、通信ケーブル２やディスプレイ４等によるデータの
出力又は入力を制御する出入力関連タスク５１を有して
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボ制御タス
ク、ＰＬＣ制御タスク、周期モニタタスク等のような加
工動作関連タスクを処理すると共に、画面表示制御タス
クや通信制御タスク等のような出入力関連タスクを処理
する主制御装置をもった数値制御工作機械及びその制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、数値制御工作機械における従来
の制御方法の一例を示した各タスクの処理概念図であ
る。従来、数値制御工作機械の主制御装置においては、
該主制御装置のＯＳ（オペレーションシステム：Operat
ion System）の管理下で、一定のＯＳ基本周期毎に各種
のタスクを処理するようになっている。例えば図５に示
すように、１つのＯＳ基本周期Ｐにおいて、サーボ制御
タスク（サーボ軸の制御に関するもの）、ＰＬＣ制御タ
スク（アクチェータ等の制御に関するもの）、周期モニ
タタスク（送り速度や主軸の回転数等の監視に関するも
の）等のような加工動作関連タスク６０と、画像表示制
御タスク（加工の進展状況等の画像表示に関するも
の）、通信制御タスク（他のコンピュータとの通信等に
関するもの）等のような出入力関連タスク６１が処理さ
れるようになっている。通常このような工作機械用の主
制御装置では、業務用や家庭用を問わず広く使用されて
いるパソコン用のＯＳ（以下、このようなＯＳを「汎用
ＯＳ」と称する）とは大きく異なった、数値制御工作機
械独自のＯＳ（以下、このようなＯＳを「リアルタイム
ＯＳ」と称する）が使用されている。リアルタイムＯＳ
では、１つのＯＳ基本周期Ｐにおいて、加工動作関連タ
スク６０の処理時間が長くなり出入力関連タスク６１が
省略されるようなことはあるが、この加工動作関連タス
ク６０の処理時間が最大限長くなっても、加工動作関連
タスク６０の一部が省略されるようなことはない。即
ち、正確な加工を保証するため、加工を直接制御するた
めの加工動作関連タスク６０は、１つのＯＳ基本周期Ｐ
において必ず処理されるようにプログラムされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来では、加
工動作関連タスク６０だけでなく出入力関連タスク６１
もリアルタイムＯＳで処理されるようになっているの
で、当然、この出入力関連タスク６１は、リアルタイム
ＯＳに依存したプログラムとなっていた。しかし工作機
械独自のリアルタイムＯＳに依存するプログラムでは汎
用性に欠け、プログラムの移植が困難になり不都合であ
る。また、補助記憶装置やプリンタ等のハードウエアを
新規増設するような場合にも、そのドライバをリアルタ
イムＯＳに依存した形でプログラムしなければならず、
手間がかかり不都合である。

【０００４】本発明は上記事情に鑑み、画面表示制御タ
スクや通信制御タスク等のような出入力関連タスクを処
理するプログラムの移植が簡単になり、ハードウエアの
新規増設等に手間がかからず好都合な、数値制御工作機
械及びその制御方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明のうち第１の
発明は、機械駆動部及び該機械駆動部を駆動自在な駆動
装置（７１ａ、７１ｂ）を有し、前記駆動装置（７１
ａ、７１ｂ）を駆動制御自在な駆動制御装置（７２ａ、
７２ｂ）を設け、データの出力又は入力を行うデータ出
入力手段（２、４）が備えられていると共に、前記駆動
制御装置（７２ａ、７２ｂ）に、制御指令を伝送自在に
接続された主制御装置（１）を設けた数値制御工作機械
（７０）において、前記主制御装置（１）は、第１のオ
ペレーションシステム（１０）を格納した第１のメモリ
（６ａ）及び、前記第１のオペレーションシステム（１
０）とは独立した形の第２のオペレーションシステム
（４０）を格納した第２のメモリ（６ｂ）を有し、前記
主制御装置（１）では、前記第１のメモリ（６ａ）に格
納された前記第１のオペレーションシステム（１０）及
び、前記第２のメモリ（６ｂ）に格納された前記第２の
オペレーションシステム（４０）が選択的に動作自在と
なっており、前記第１のオペレーションシステム（１
０）は、加工プログラム（２１）に基づいて前記制御指
令を演算出力する制御指令演算出力タスク（２０）を有
し、前記第２のオペレーションシステム（４０）は、前
記データ出入力手段（２、４）によるデータの出力又は
入力を制御する出入力制御タスク（５１）を有して構成
される。

【０００６】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明の数値制御工作機械（７０）において、前記第１のオ
ペレーションシステム（１０）は、前記第２のオペレー
ションシステム（４０）を動作させる第２処理タスク
（３１）を有している。

【０００７】また本発明のうち第３の発明は、第１の発
明の数値制御工作機械（７０）において、前記第１のオ
ペレーションシステム（１０）はリアルタイムオペレー
ションシステムであり、前記第２のオペレーションシス
テム（４０）は汎用オペレーションシステムである。

【０００８】また本発明のうち第４の発明は、第２の発
明の数値制御工作機械（７０）において、前記第１のオ
ペレーションシステム（１０）は、前記制御指令演算出
力タスク（２０）又は前記第２処理タスク（３１）の処
理命令を選択的に順次出力するスケジューラ（１０ｃ）
及び、該スケジューラ（１０ｃ）からの命令に基づい
て、前記制御指令演算出力タスク（２０）又は前記第２
処理タスク（３１）の処理を行う処理機能（１０ａ）を
有している。

【０００９】また本発明のうち第５の発明では、第１の
発明の数値制御工作機械（７０）において制御を行う際
には、前記第１のオペレーションシステム（１０）によ
り前記制御指令演算出力タスク（２０）を処理完了可能
な長さの所定の基本周期（Ｐ）を設定しておき、前記基
本周期（Ｐ）に基づいて時刻を計測しつつ、１つの基本
周期（Ｐ）内でまず前記第１のオペレーションシステム
（１０）により前記制御指令演算出力タスク（２０）を
処理し、該制御指令演算出力タスク（２０）の処理が完
了したのを確認し、前記基本周期（Ｐ）内の残りの時間
で前記第２のオペレーションシステム（４０）により前
記出入力制御タスク（５１）を処理するようにして構成
される。

【００１０】また本発明のうち第６の発明では、第５の
発明の制御方法において、前記第２のオペレーションシ
ステム（４０）による前記出入力制御タスク（５１）の
処理は、前記第１のオペレーションシステム（１０）上
でエミュレーションする形で前記第２のオペレーション
システム（４０）を動作させて行うようにした。

【００１１】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。図１は、リアルタイムＯＳ等による各種
タスクの管理態様を概念的に示した図、図２は、各タス
クの処理概念図、図３は、ＣＮＣ旋盤を示した概念図、
図４は、リアルタイムＯＳによる制御内容を示したフロ
ーチャートである。

【００１３】数値制御工作機械であるＣＮＣ旋盤７０
は、図３に示すようにマシン部分である機械本体７１及
び主制御装置である制御装置１から構成されており、制
御装置１はＣＰＵ３及びこれに接続された、ディスプレ
イ４、ＣＰＵレジスタ５、メモリ６、ハードディスク
（不図示）、キーボード（不図示）、通信用出入力機
（不図示）等によって構成されたコンピュータとなって
いる。なお制御装置１には、図３に示すように前記通信
用出入力機を介して接続した通信ケーブル２によって図
示しない他のコンピュータ等が、該制御装置１との間で
データをやり取りし得る形で接続されている。また機械
本体７１は、その内部に図３に示すように複数のモータ
７１ａ（図３では１つのみ図示）及び複数のアクチェー
タ７１ｂ（図３では１つのみ図示）を、図示しない所定
の機械駆動部（例えば、ワーク主軸、刃物台、ＡＴＣ装
置など）における駆動をそれぞれ行う形で有しており、
各モータ７１ａには該モータ７１ａを駆動制御するモー
タ駆動制御装置７２ａ（図３では１つのみ図示）が、そ
して各アクチェータ７１ｂには該アクチェータ７１ｂを
駆動制御するアクチェータ駆動制御装置７２ｂ（図３で
は１つのみ図示）がそれぞれ設けられている。また、各
モータ７１ａにはセンサ７１ｃ（図３では１つのみ図
示）が、各アクチェータ７１ｂにはセンサ７１ｄ（図３
では１つのみ図示）が、それぞれの駆動量等を検知する
形で設置されている。そして、モータ駆動制御装置７２
ａ、アクチェータ駆動制御装置７２ｂ、センサ７１ｃ、
７１ｄと、前記制御装置１との間は、電気信号（制御指
令信号や検知信号など）をやり取りし得る形でケーブル
等により接続されている。

【００１４】制御装置１には図１に示すようにリアルタ
イムＯＳ１０が、該制御装置１の起動ＯＳとしてインス
トールされており、リアルタイムＯＳ１０は、その機能
として、処理機能１０ａ、タイマ１０ｂ、スケジューラ
１０ｃ、タスクマネージャ１０ｄ、割込み処理機能１０
ｅ等を有している。また制御装置１には、ＯＳエミュレ
ーションプログラム３０が、前記リアルタイムＯＳ１０
上で動作する形でインストールされていると共に、汎用
ＯＳの１つである第２ＯＳ４０が、前記ＯＳエミュレー
ションプログラム３０によって提供される仮想アーキテ
クチャにおいて動作する形でインストールされている。
第２ＯＳ４０はその機能として、処理機能４０ａ、タス
クマネージャ４０ｂ、スケジューラ４０ｃ、通信用ドラ
イバ４０ｄ等を有している。更に制御装置１には出入力
関連プログラム５０が、前記第２ＯＳ４０上で動作する
形でインストールされている。

【００１５】ＣＮＣ旋盤７０及びその制御装置１等は以
上のように構成されているので、該制御装置１による制
御は以下のように行われる。まず制御装置１でリアルタ
イムＯＳ１０を起動させる。即ち、リアルタイムＯＳ１
０のプログラムが図示しないハードディスク又はＲＯＭ
（読み出し専用メモリ）等から読み取られ、メモリ６の
第１メモリ部６ａに格納される。リアルタイムＯＳ１０
が起動されると、該リアルタイムＯＳ１０のタスクマネ
ージャ１０ｄは、加工制御の際に必要となるタスクを生
成し初期化する。例えば図１に示すように、各モータ駆
動制御装置７２ａに指令を出すためのサーボ制御タスク
１１、各アクチェータ駆動制御装置７２ｂに指令を出す
ためのＰＬＣ制御タスク１２、各センサ７１ｃ、７１ｄ
からの検知信号により機械本体７１における各機械駆動
箇所での駆動量等を検出するための周期モニタタスク１
３等の、複数の加工動作関連タスク２０を生成し初期化
すると共に、ＯＳエミュレーションプログラム３０を実
行するための第２ＯＳタスク３１を生成し初期化する。
即ち、リアルタイムＯＳ１０は、複数の加工動作関連タ
スク２０及び第２ＯＳタスク３１を有している。

【００１６】またタスクマネージャ１０ｄによるタスク
の生成及び初期化と共に、リアルタイムＯＳ１０の処理
機能１０ａはＯＳエミュレーションプログラム３０を起
動する。該ＯＳエミュレーションプログラム３０が起動
されると、このプログラム３０によってエミュレーショ
ンされる形で第２ＯＳ４０が起動される（この際に該第
２ＯＳ４０の通信用ドライバ４０ｄ等も初期化され
た）。なお、この第２ＯＳ４０のプログラムはメモリ６
の第２メモリ部６ｂに格納される。第２ＯＳ４０が起動
されると、該第２ＯＳ４０のタスクマネージャ４０ｂ
は、図１に示すように、前記出入力関連プログラム５０
を実行するための複数の出入力関連タスク５１、即ち画
像表示制御タスク４１及び通信制御タスク４２を生成し
初期化する。即ち、第２ＯＳ４０は、複数の出入力関連
タスク５１を有している。

【００１７】一方、リアルタイムＯＳ１０が起動される
と、該リアルタイムＯＳ１０のタイマ１０ｂが一定のＯ
Ｓ基本周期Ｐをサイクルとして時刻のカウントを始める
（１つのＯＳ基本周期Ｐが終わると時刻がリセットされ
て次のＯＳ基本周期Ｐの時刻をカウントし始めるといっ
た形で行う）。ところでリアルタイムＯＳ１０のタスク
マネージャ１０ｄは、タスク管理ファイルＴＫＦを有
し、このタスク管理ファイルＴＫＦに基づいた情報を提
供自在になっている。このタスク管理ファイルＴＫＦに
は、リアルタイムＯＳ１０上の各タスク１１、１２、１
３、３１に対し、これらの優先順位を決定するプイライ
オリティが記録されている。例えば本実施例では、各加
工動作関連タスク２０のプイライオリティが第２ＯＳタ
スク３１よりも高く、複数の加工動作関連タスク２０の
中では、サーボ制御タスク１１、ＰＬＣ制御タスク１
２、周期モニタタスク１３、……、の順にプライオリテ
ィ（優先順位）が高くなっている。更にタスク管理ファ
イルＴＫＦには、各タスク１１、１２、１３、３１に対
し、１つのＯＳ基本周期Ｐにおいて該タスク１１、１
２、１３、３１をドーマント状態（休止状態）からレデ
ィ状態（実行可能状態）とする、それぞれ個別の時刻を
記録している。本実施例では例えば図２に示すように、
１つのＯＳ基本周期Ｐにおける開始時刻である時刻Ｔ０
にサーボ制御タスク１１が、その後の時刻Ｔ１にＰＬＣ
制御タスク１２が、その後の時刻Ｔ２に周期モニタタス
ク１３が、……、といった形で各加工動作関連タスク２
０が順次レディ状態になり、更にその後の時刻Ｔ３に第
２ＯＳタスク３１がレディ状態になるようになってい
る。

【００１８】その後、制御装置１の図示しないハードデ
ィスク等に保存されていた加工プログラム２１が呼び出
され、該加工プログラム２１が実行される。この加工プ
ログラム２１には、例えば主軸の駆動や工具刃先の送り
等に関する指示が記されており、該加工プログラム２１
に記された内容どおりに主軸や工具を動かして加工を行
うことにより所望する加工がなされるようになってい
る。以下、加工プログラム２１の実行について説明す
る。即ち、リアルタイムＯＳ１０のスケジューラ１０ｃ
は、図４に示すように、タイマ１０ｂがカウントする時
刻及びタスクマネージャ１０ｄのタスク管理ファイルＴ
ＫＦに基づいて、同一のＯＳ基本周期Ｐ内で未処理のタ
スク（例えばタスクマネージャ１０ｄには各タスク１
１、１２、１３、３１に対する「処理」・「未処理」を
示すフラグがそれぞれ設けられており、例えば各タスク
のフラグの値は、同一のＯＳ基本周期Ｐ内で未処理の場
合は「未処理」、処理済みの場合は「処理」となるよう
になっている。）のうちレディ状態になったタスクが発
生したかどうかを判定している（ステップＳＴＰ１）。

【００１９】例えば１つのＯＳ基本周期Ｐの開始時刻で
ある時刻Ｔ０がタイマ１０ｂによりカウントされると、
図２に示すようにスケジューラ１０ｃはタスク管理ファ
イルＴＫＦに基づいて、この時刻Ｔ０においてレディ状
態になった未処理のサーボ制御タスク１１が発生したと
判定する。そしてスケジューラ１０ｃはタスク管理ファ
イルＴＫＦに基づいて、レディ状態になったタスクのう
ちプライオリティが最高のタスクを検出する（ステップ
ＳＴＰ２）。この場合には、レディ状態になった未処理
のタスクがサーボ制御タスク１１だけなので、このサー
ボ制御タスク１１を検出する。更にスケジューラ１０ｃ
では、前記検出されたサーボ制御タスクが第２ＯＳタス
ク３１であるかどうかを判定する（ステップＳＴＰ
３）。この場合は第２ＯＳタスクでないので、スケジュ
ーラ１０ｃは、前記検出したサーボ制御タスク１１を処
理するように処理機能１０ａに命令を出す。処理機能１
０ａは上述した加工プログラム２１を順次解釈してお
り、スケジューラ１０ｃからの前記命令に従って、現在
解釈している指示におけるサーボ制御に関する処理をサ
ーボ制御タスク１１として行う（ステップＳＴＰ４）。
即ち、このサーボ制御タスク１１の処理により、各モー
タ７１ａの駆動に関する指令が各モータ駆動制御装置７
２ａに伝送され、これら指示に基づいて各モータ駆動制
御装置７２ａが各モータ７１ａを駆動させる。この時点
でスケジューラ１０ｃは、該サーボ制御タスク１１の処
理が完了したかどうかを判定しており（ステップＳＴＰ
５）、サーボ制御タスク１１の処理が完了した際には、
スケジューラ１０ｃは、該サーボ制御タスク１１の処理
が完了したことを判定し、再びステップＳＴＰ１に戻
る。

【００２０】このステップＳＴＰ１でも上述した手順と
同様にして、スケジューラ１０ｃがタスク管理ファイル
ＴＫＦに基づいて、この時刻においてレディ状態になっ
た未処理のタスクが発生したかどうか判定する。例えば
サーボ制御タスク１１のみが処理済みの場合、時刻Ｔ１
に満たない時点ではレディ状態になった未処理のタスク
が無く、時刻Ｔ１を過ぎ時刻Ｔ２に満たない時点ではＰ
ＬＣ制御タスク１２が未処理でレディ状態になり、時刻
Ｔ２を過ぎ時刻Ｔ３に満たない時点ではＰＬＣ制御タス
ク１２及び周期モニタタスク１３等が未処理でレディ状
態になる。また例えばサーボ制御タスク１１とＰＬＣ制
御タスク１２が処理済みの場合、時刻Ｔ２に満たない時
点ではレディ状態になった未処理のタスクが無く、時刻
Ｔ２を過ぎ時刻Ｔ３に満たない時点では周期モニタタス
ク１３等が未処理でレディ状態になる。そこでスケジュ
ーラ１０ｃは、未処理でレディ状態になったタスクが少
なくとも１つ発生したと判定すると（なおステップＳＴ
Ｐ１の時点で、未処理でレディ状態になったタスクが無
い場合には、このステップＳＴＰ１を繰り返す）、ステ
ップＳＴＰ２に進む。ステップＳＴＰ２では、スケジュ
ーラ１０ｃはタスク管理ファイルＴＫＦに基づいて、レ
ディ状態になったタスクのうちプライオリティが最高の
タスクを検出する。例えばサーボ制御タスク１１のみが
処理済みの場合にはＰＬＣ制御タスク１２が、サーボ制
御タスク１１とＰＬＣ制御タスク１２が処理済みの場合
には周期モニタタスク１３が、プライオリティが最高の
タスクとして検出される。

【００２１】ステップＳＴＰ３に進み、スケジューラ１
０ｃでは、前記検出されたタスクが第２ＯＳタスク３１
であるかどうかを判定する。前記検出されたタスクがＰ
ＬＣ制御タスク１２や周期モニタタスク１３等の加工動
作関連タスク２０である場合は、第２ＯＳタスクでない
ので、スケジューラ１０ｃは、前記検出したタスクを処
理するように処理機能１０ａに命令を出す。ステップＳ
ＴＰ４に進み、例えば前記検出したタスクがＰＬＣ制御
タスク１２である場合には、処理機能１０ａは、スケジ
ューラ１０ｃからの前記命令に従って、現在解釈してい
る指示におけるＰＬＣ制御に関する処理をＰＬＣ制御タ
スク１２として行い、また例えば前記検出したタスクが
周期モニタタスク１３である場合には、処理機能１０ａ
は、スケジューラ１０ｃからの前記命令に従って、現在
解釈している指示における周期モニタに関する処理を周
期モニタタスク１３として行う。即ち、ＰＬＣ制御タス
ク１２の処理により、各アクチェータ７１ｂの駆動に関
する指令が各アクチェータ駆動制御装置７２ｂに伝送さ
れ、これら指示に基づいて各アクチェータ駆動制御装置
７２ｂが各アクチェータ７１ｂを駆動させる。また、周
期モニタタスク１３の処理により、各センサ７１ｃ、７
１ｄから伝送されて来た検知信号に基づいて解析を行
い、機械本体７１における各機械駆動箇所での駆動量等
を検出する。このようにタスクの処理を行うと共に、ス
ケジューラ１０ｃは、該タスクの処理が完了したかどう
かを判定しており（ステップＳＴＰ５）、該タスクの処
理が完了した際には、スケジューラ１０ｃは、該タスク
の処理が完了したことを判定し、再びステップＳＴＰ１
に戻る。

【００２２】ところで、このステップＳＴＰ１の時点
で、全ての加工動作関連タスク２０が処理済みとなって
おり、時刻が時刻Ｔ３を過ぎている場合には、図２に示
すようにスケジューラ１０ｃはタスク管理ファイルＴＫ
Ｆに基づいて、この時刻においてレディ状態になった未
処理の第２ＯＳタスク３１が発生したと判定する。そし
てステップＳＴＰ２に進み、スケジューラ１０ｃはタス
ク管理ファイルＴＫＦに基づいて、レディ状態になった
タスクのうちプライオリティが最高のタスクを検出す
る。この場合には第２ＯＳタスク３１がプライオリティ
が最高のタスクとして検出され、ステップＳＴＰ３に進
んでスケジューラ１０ｃでは、前記検出された第２ＯＳ
タスク３１が第２ＯＳタスク３１であると判定する。ス
テップＳＴＰ３での判定結果に基づき、リアルタイムＯ
Ｓ１０の割込み処理機能１０ｅは、制御装置１のメモリ
６内に形成されているＣＰＵレジスタ情報メモリ部２５
（図３参照）に保存されているＣＰＵレジスタ情報ＲＩ
Ｎを取り出してＣＰＵレジスタ５に伝送する（ステップ
ＳＴＰ１０４）。ステップＳＴＰ１０４の後、処理機能
１０ａは第２ＯＳタスク３１を処理する（ステップＳＴ
Ｐ１０５）。即ち、ＯＳエミュレーションプログラム３
０を介して第２ＯＳ４０上で、出入力関連タスク５１で
ある画像表示制御タスク４１と通信制御タスク４２が第
２ＯＳ４０の処理機能４０ａによって交互に処理され
る。例えば画像表示制御タスク４１の処理により、上述
した周期モニタタスク１３等によって得られた、機械本
体７１における各機械駆動箇所での移動駆動状況に関す
るデータが画像として作成されてモニタに出力される。
また例えば通信制御タスク４２の処理により、機械本体
７１における各機械駆動箇所での移動駆動状況に関する
データが、第２ＯＳ４０の通信用ドライバ４０ｄによっ
て通信ケーブル２を介して他のコンピュータ等に出力さ
れる。

【００２３】ところでステップＳＴＰ１０５が行われる
と共に、リアルタイムＯＳ１０のスケジューラ１０ｃは
タスク管理ファイルＴＫＦに基づいて、レディ状態にな
った未処理のタスクが発生したかどうかを判定している
（ステップＳＴＰ１０６）。タイマ１０ｂがカウントす
る時刻が時刻Ｔ３を過ぎＯＳ基本周期Ｐの終了時刻未満
である場合には、レディ状態になった未処理のタスクが
無いので、そのままステップＳＴＰ１０５が続行される
が、ＯＳ基本周期Ｐの終了時刻、従って次のＯＳ基本周
期Ｐの開始時刻である時刻Ｔ０の場合には、サーボ制御
タスク１１が未処理でレディ状態になる。従って次のＯ
Ｓ基本周期Ｐの時刻Ｔ０になると、ステップＳＴＰ１０
６において、スケジューラ１０ｃはタスク管理ファイル
ＴＫＦに基づいて、レディ状態になった未処理のタスク
１１が発生したことを判定する。ステップＳＴＰ１０７
に進んで、割込み処理機能１０ｅは、現在、処理機能１
０ａで処理している内容（現在のＣＰＵ３の状態）をＣ
ＰＵレジスタ情報ＲＩＮとして、ＣＰＵレジスタ５を介
してＣＰＵレジスタ情報メモリ部２５に伝送して保存
し、処理機能１０ａによる第２ＯＳタスク３１の処理を
中断させ、また第２ＯＳ４０のスケジューラ４０ｃは出
入力関連タスク５１を中断させ（この中断は１つのタス
クの処理途中で中断してもよい）、上述したステップＳ
ＴＰ２に戻る。

【００２４】以降、上述した手順と同様にして、ステッ
プＳＴＰ１〜ＳＴＰ５を順次繰り返して行うことによ
り、前回のＯＳ基本周期Ｐの次のＯＳ基本周期Ｐにおい
ても、サーボ制御タスク１１、ＰＬＣ制御タスク１２、
周期モニタスク１３等の加工動作関連タスク２０を処理
し、その後、ステップＳＴＰ１からステップＳＴＰ１０
４に入り、ステップＳＴＰ１０４、ＳＴＰ１０５を行う
形で第２ＯＳタスク３１を処理し、従って第２ＯＳ４０
上で画像表示制御タスク４１と通信制御タスク４２を交
互に処理し、次いでステップＳＴＰ１０６、ＳＴＰ１０
７からステップＳＴＰ２に進む形で、更に次のＯＳ基本
周期Ｐに入っていく、といった形で処理が行われる。こ
のようにＯＳ基本周期Ｐごとに各タスク２０、３１の処
理を行う形で加工プログラム２１が実行される。なおス
テップＳＴＰ１０４では、リアルタイムＯＳ１０の割込
み処理機能１０ｅが、ＣＰＵレジスタ情報メモリ部２５
に保存されているＣＰＵレジスタ情報ＲＩＮを取り出し
てＣＰＵレジスタ５に伝送し、更に該ＣＰＵレジスタ５
からＣＰＵレジスタ情報ＲＩＮを受け取ることによりＣ
ＰＵ３は、該ＣＰＵレジスタ情報ＲＩＮをもった状態に
なり、従って処理機能１０ａが前回第２ＯＳタスク３１
を中断する際の状態となるので、これに続くステップＳ
ＴＰ１０５では、画像表示制御タスク４１及び通信制御
タスク４２等の出入力関連タスク５１を、その中断直前
の状態から続けて行う。これにより、途中で中断したタ
スクを再び初めから行うようなことがなく処理時間を節
約できる。なおリアルタイムＯＳ１０では、１つのＯＳ
基本周期Ｐにおいて、加工動作関連タスク２０の処理時
間が長くなり第２ＯＳタスク３１が省略されることは可
能であるが、この加工動作関連タスク２０の処理時間が
最大限長くなっても、加工動作関連タスク２０の一部が
省略されることはないように、各タスクの処理時間配分
等が予め設定されているので、加工を直接制御するため
の各加工動作関連タスク２０は、１つのＯＳ基本周期Ｐ
において必ず処理され、その結果、正確な加工動作が保
証されている。

【００２５】以上のように制御装置１では、加工動作関
連タスク２０はリアルタイムＯＳ１０上で処理される
が、出入力関連タスク５１は第２ＯＳ４０上で処理され
るようになっているので、出入力関連プログラム５０
は、汎用ＯＳである第２ＯＳ４０に依存したプログラム
でよい。従って、制御装置１で使用する出入力関連プロ
グラム５０は汎用性が高く、これら出入力関連プログラ
ム５０等のプログラムの移植が簡単になる。また、第２
ＯＳ４０の通信用ドライバ等の各種ドライバも該第２Ｏ
Ｓ４０に依存したものとなるので、ハードウエアの新規
増設等を行う際にも汎用性の高い各種ドライバを簡単に
移植でき手間がかからず好都合である。また、第２ＯＳ
４０上で作動させるプログラム等に関する操作は、汎用
ＯＳである第２ＯＳ４０に関する操作を修得すればよ
く、リアルタイムＯＳ１０の操作の修得のような専門性
が必要なく好都合である。特に画面操作機能（ＨＭＩ：
HumanMachine Interface）を実現するタイプの汎用ＯＳ
を採用すると操作は非常に容易になり好都合である。

【００２６】なお、本実施例では数値制御工作機械の一
例としてＣＮＣ旋盤７０を挙げているが、その他の例と
して、マシニングセンタやレーザ加工機などでもよい。
また、上述した実施例では出入力関連タスク５１の例と
して、画像表示制御タスク４１と通信制御タスク４２を
挙げているが、その他にも、印刷出力を制御するタスク
なども可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第１の
発明は、機械駆動部及び該機械駆動部を駆動自在なモー
タ７１ａ、アクチェータ７１ｂ等の駆動装置を有し、前
記駆動装置を駆動制御自在なモータ駆動制御装置７２
ａ、アクチェータ駆動制御装置７２ｂ等の駆動制御装置
を設け、データの出力又は入力を行う通信ケーブル２、
ディスプレイ４等のデータ出入力手段が備えられている
と共に、前記駆動制御装置に、制御指令を伝送自在に接
続された制御装置１等の主制御装置を設けた数値制御工
作機械において、前記主制御装置は、リアルタイムＯＳ
１０等の第１のオペレーションシステムを格納した第１
メモリ部６ａ等の第１のメモリ及び、前記第１のオペレ
ーションシステムとは独立した形の第２ＯＳ４０等の第
２のオペレーションシステムを格納した第２メモリ部６
ｂ等の第２のメモリを有し、前記主制御装置では、前記
第１のメモリに格納された前記第１のオペレーションシ
ステム及び、前記第２のメモリに格納された前記第２の
オペレーションシステムが選択的に動作自在となってお
り、前記第１のオペレーションシステムは、加工プログ
ラム２１等の加工プログラムに基づいて前記制御指令を
演算出力する加工動作関連タスク２０（例えば、サーボ
制御タスク１１、ＰＬＣ制御タスク１２等）等の制御指
令演算出力タスクを有し、前記第２のオペレーションシ
ステムは、前記データ出入力手段によるデータの出力又
は入力を制御する出入力関連タスク５１（例えば、画像
表示制御タスク４１、通信制御タスク４２等）等の出入
力制御タスクを有して構成される。このように第１のオ
ペレーションシステムは、サーボ制御タスク１１やＰＬ
Ｃ制御タスク１２等の制御指令演算出力タスク、従って
加工動作に影響するタスクを処理するためのオペレーシ
ョンシステムであるため、制御指令演算出力タスク等の
処理時間管理において所定の特徴（いわゆる「リアルタ
イムＯＳ」等で見られる特徴）を備えていなければなら
ないが、第２のオペレーションシステムは加工動作に直
接影響しないタスク、即ち出入力制御タスクを処理する
ためのオペレーションシステムであるため、上述した所
定の特徴を備えていない他のオペレーションシステム
（いわゆる「汎用ＯＳ」等）でよくなる。また、出入力
制御タスクは第２のオペレーションシステムで処理する
ので、該出入力制御タスクに関するプログラムは第２の
オペレーションシステムに依存したプログラム（即ち、
第１のオペレーションシステムに依存しないプログラ
ム）となることから、該出入力制御タスクに関するプロ
グラムは汎用性が高いものとなり、該出入力制御タスク
に関連したプログラムの移植が簡単になる。更に、第２
のオペレーションシステムで使用する通信用ドライバ等
の各種ドライバも該第２のオペレーションシステムに依
存したもの（即ち、第１のオペレーションシステムに依
存しないもの）となるので、ハードウエアの新規増設等
を行う際にも汎用性の高い各種ドライバを簡単に移植で
き手間がかからず好都合である。

【００２８】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明の数値制御工作機械において、前記第１のオペレーシ
ョンシステムは、前記第２のオペレーションシステムを
動作させる第２ＯＳタスク３１等の第２処理タスクを有
している。つまり、第１の発明による効果に加えて、第
２のオペレーションシステムは、第１のオペレーション
システムの処理する１つのタスクにおいて動作するよう
になっているので、第１のオペレーションシステムにお
いて、制御指令演算出力タスクと第２処理タスクの処理
時間管理を適切に設定していれば（即ち、制御指令演算
出力タスクを第２処理タスクよりも優先させるように設
定しておけば）、第２処理タスクにおける前記第２のオ
ペレーションシステムで処理する出入力制御タスクと、
制御指令演算出力タスクとの間の処理時間管理も適切に
行える（即ち、制御指令演算出力タスクを出入力制御タ
スクよりも優先させることができる）。これにより、例
えば出入力制御タスクのタスクの数を増やしたり減らし
たりしても、これら出入力制御タスクと制御指令演算出
力タスクとの処理優先関係は常に適切に保たれるので好
都合である。

【００２９】また本発明のうち第３の発明は、第１の発
明の数値制御工作機械において、前記第１のオペレーシ
ョンシステムはリアルタイムオペレーションシステム
（即ち、Real Time Operation System：加工の動作に直
接影響を与えるタスクの処理を１つの基本周期において
必ず処理するように設定されている数値制御工作機械独
自のオペレーションシステム）であり、前記第２のオペ
レーションシステムは汎用オペレーションシステム（業
務用や家庭用を問わず広く使用されているパソコン用の
オペレーションシステム、例えばマイクロソフト社の
「Windows95」（登録商標）やアップル社の「Mac OS8」
（登録商標）などがその例である）であるので、第１の
発明による効果に加えて、出入力制御タスクに関するプ
ログラムは汎用オペレーションシステムに依存したプロ
グラムとなることから、該出入力制御タスクに関するプ
ログラムは汎用性が高いものとなり、該出入力制御タス
クに関連したプログラムの移植が簡単になる。また、第
２のオペレーションシステムで使用する通信用ドライバ
等の各種ドライバも汎用オペレーションシステムに依存
したものとなるので、ハードウエアの新規増設等を行う
際にも汎用性の高い各種ドライバを簡単に移植でき手間
がかからず好都合である。更に、第２のオペレーション
システム上で作動させるプログラム等に関する操作は、
汎用オペレーションシステムに関する操作を修得すれば
よく、リアルタイムオペレーションシステムの操作の修
得のような専門性が必要なく好都合である。

【００３０】また本発明のうち第４の発明は、第２の発
明の数値制御工作機械において、前記第１のオペレーシ
ョンシステムは、前記制御指令演算出力タスク又は前記
第２処理タスクの処理命令を選択的に順次出力するスケ
ジューラ１０ｃ等のスケジューラ及び、該スケジューラ
からの命令に基づいて、前記制御指令演算出力タスク又
は前記第２処理タスクの処理を行う処理機能１０ａ等の
処理機能を有しているので、第２の発明による効果に加
えて、第１のオペレーションシステムにおいて、制御指
令演算出力タスクと第２処理タスクの処理時間管理をス
ケジューラを介して適切に行うことができるので好都合
である。

【００３１】また本発明のうち第５の発明では、第１の
発明の数値制御工作機械において制御を行う際には、前
記第１のオペレーションシステムにより前記制御指令演
算出力タスクを処理完了可能な長さの所定のＯＳ基本周
期Ｐ等の基本周期を設定しておき、前記基本周期に基づ
いて時刻を計測しつつ、１つの基本周期内でまず前記第
１のオペレーションシステムにより前記制御指令演算出
力タスクを処理し、該制御指令演算出力タスクの処理が
完了したのを確認し、前記基本周期内の残りの時間で前
記第２のオペレーションシステムにより前記出入力制御
タスクを処理するようにして構成されるので、加工動作
に直接影響する制御指令演算出力タスクは基本周期ごと
に確実に処理されることにより、加工における信頼性が
高くなっている。また、出入力制御タスクは第２ののオ
ペレーションシステムで処理するので、該出入力制御タ
スクに関するプログラムは第２のオペレーションシステ
ムに依存したプログラム（即ち、第１のオペレーション
システムに依存しないプログラム）となることから、該
出入力制御タスクに関するプログラムは汎用性が高いも
のとなり、該出入力制御タスクに関連したプログラムの
移植が簡単になる。更に、第２のオペレーションシステ
ムで使用する通信用ドライバ等の各種ドライバも該第２
のオペレーションシステムに依存したもの（即ち、第１
のオペレーションシステムに依存しないもの）となるの
で、ハードウエアの新規増設等を行う際にも汎用性の高
い各種ドライバを簡単に移植でき手間がかからず好都合
である。

【００３２】また本発明のうち第６の発明では、第５の
発明の制御方法において、前記第２のオペレーションシ
ステムによる前記出入力制御タスクの処理は、前記第１
のオペレーションシステム上でエミュレーションする形
で前記第２のオペレーションシステムを動作させて行う
ようにしたので、第５の発明による効果に加えて、１つ
のＣＰＵを使って第１及び第２のオペレーションシステ
ムからなる２つのＯＳ環境を実現できるので好都合であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、リアルタイムＯＳ等による各種タスク
の管理態様を概念的に示した図である。

【図２】図２は、各タスクの処理概念図である。

【図３】図３は、ＣＮＣ旋盤を示した概念図である。

【図４】図４は、リアルタイムＯＳによる制御内容を示
したフローチャートである。

【図５】図５は、数値制御工作機械における従来の制御
方法の一例を示した各タスクの処理概念図である。

【符号の説明】

１……主制御装置（制御装置） ２……データ出入力手段（通信ケーブル） ４……データ出入力手段（ディスプレイ） ６ａ……第１のメモリ（第１メモリ部） ６ｂ……第２のメモリ（第２メモリ部） １０……第１のオペレーションシステム（リアルタイム
ＯＳ） １０ａ……処理機能 １０ｃ……スケジューラ ２０……制御指令演算出力タスク（加工動作関連タス
ク） ２１……加工プログラム ３１……第２処理タスク（第２ＯＳタスク） ４０……第２のオペレーションシステム（第２ＯＳ） ５１……出入力制御タスク（出入力関連タスク） ７０……数値制御工作機械 ７１ａ……駆動装置（モータ） ７１ｂ……駆動装置（アクチェータ） ７２ａ……駆動制御装置（モータ駆動制御装置） ７２ｂ……駆動制御装置（アクチェータ駆動制御装置） Ｐ……基本周期（ＯＳ基本周期）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機械駆動部及び該機械駆動部を駆動自在な
   駆動装置を有し、前記駆動装置を駆動制御自在な駆動制
   御装置を設け、データの出力又は入力を行うデータ出入
   力手段が備えられていると共に、前記駆動制御装置に、
   制御指令を伝送自在に接続された主制御装置を設けた数
   値制御工作機械において、 前記主制御装置は、第１のオペレーションシステムを格
   納した第１のメモリ及び、前記第１のオペレーションシ
   ステムとは独立した形の第２のオペレーションシステム
   を格納した第２のメモリを有し、 前記主制御装置では、前記第１のメモリに格納された前
   記第１のオペレーションシステム及び、前記第２のメモ
   リに格納された前記第２のオペレーションシステムが選
   択的に動作自在となっており、 前記第１のオペレーションシステムは、加工プログラム
   に基づいて前記制御指令を演算出力する制御指令演算出
   力タスクを有し、 前記第２のオペレーションシステムは、前記データ出入
   力手段によるデータの出力又は入力を制御する出入力制
   御タスクを有して構成した数値制御工作機械。
2. 【請求項２】前記第１のオペレーションシステムは、前
   記第２のオペレーションシステムを動作させる第２処理
   タスクを有していることを特徴とする請求項１記載の数
   値制御工作機械。
3. 【請求項３】前記第１のオペレーションシステムはリア
   ルタイムオペレーションシステムであり、前記第２のオ
   ペレーションシステムは汎用オペレーションシステムで
   あることを特徴とする請求項１記載の数値制御工作機
   械。
4. 【請求項４】前記第１のオペレーションシステムは、前
   記制御指令演算出力タスク又は前記第２処理タスクの処
   理命令を選択的に順次出力するスケジューラ及び、該ス
   ケジューラからの命令に基づいて、前記制御指令演算出
   力タスク又は前記第２処理タスクの処理を行う処理機能
   を有していることを特徴とする請求項２記載の数値制御
   工作機械。
5. 【請求項５】請求項１記載の数値制御工作機械において
   制御を行う際には、 前記第１のオペレーションシステムにより前記制御指令
   演算出力タスクを処理完了可能な長さの所定の基本周期
   を設定しておき、 前記基本周期に基づいて時刻を計測しつつ、１つの基本
   周期内でまず前記第１のオペレーションシステムにより
   前記制御指令演算出力タスクを処理し、該制御指令演算
   出力タスクの処理が完了したのを確認し、前記基本周期
   内の残りの時間で前記第２のオペレーションシステムに
   より前記出入力制御タスクを処理するようにして構成し
   た、数値制御工作機械の制御方法。
6. 【請求項６】前記第２のオペレーションシステムによる
   前記出入力制御タスクの処理は、前記第１のオペレーシ
   ョンシステム上でエミュレーションする形で前記第２の
   オペレーションシステムを動作させて行うようにしたこ
   とを特徴とする請求項５記載の、数値制御工作機械の制
   御方法。