WIPO专利WO1991011759A1 Automate programmable d'extension

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公开号:WO1991011759A1
申请号:PCT/JP1991/000124
申请日:1991-01-31
公开日:1991-08-08
发明作者:Takashi Yamauchi；Akira Sakagami；Atsushi Koike
申请人:Fanuc Ltd；
IPC主号:G05B19-00

专利说明:
[0001] 明細書拡張 PMC 技術分野
[0002] 本発明は数値制御装置内の本体 PMCに結合される拡張 P M C (プログラマブル · マシン · コントローラ）に関し、特に本体 PMCと結合せずに単独でデバッグ、運転等を可能にした拡張 PMCに関する。背景技術
[0003] 数値制御装置では機械側の機構部あるいは機器等を制御するために P C (プログラマブル ' コントローラ）を内蔵している。この数値制御装置に内蔵した P Cを PMC (プログラマブル ' マシン ' コントローラ）と称する。
[0004] —方、工作機械が複雑になり、例えばマシユング ' センタ等にパレット · チヱンジャ等の機器が追加されると、これらの機器を制御するために、数値制御装置内の PMCはより大容量のシーケンス · プロ.グラム等を内蔵し、かつ高速処理を要求される。
[0005] さらに、これらの機器はマシニング · センタ等を構成するうえで、必要に応じて選択され、また、その種類も多くなる。例えば、パレツト ' チヱンジャのパレット数を選択できるように構成することが要求される。このような要求に応じるためには、制御するマシニング · センタ等の工作機械構成に応じて、数値制御装置に内蔵された PMCのシーケンス ' プログラムあるいは、入出力回路の点数等を変更する必要がある。
[0006] しかし、工作機械の構成毎にシーケンス · プログラムを作成、変更することは大変煩雑であり、シーケンス ' プログラムの発あるいは、デバッグ等に多大な時間を必要とする。
[0007] このような要請に応じるものとして、対象機器毎に使用される拡張 P M C (プログラマブル ♦ マシン ♦ コントロ一ラ）が使用されるようになった。この拡張 PMCは数値制御装置の外部に置かれ、例えば、パレツト · チヱンジャ等の機器のみを制御する。パレツト · チュンジャ等がない工作機械では設置する必要がない。これに、対応して数値制御装置内部の PMCを本体 PMCと称する。このような拡張 PMCの例として、本出願人による特願平 1一 2 3 5 0 5号がある。
[0008] しかし、本体 PMCと拡張 PMCを接続し、全体システムを構築する際、従来は全システムが完成した後でないと、システムを動作させるシーケンス · プログラ厶等のデバッグ作業ができなかった。従って、拡張 PMCのデバッグ作業を行うには、本体 PMCも必要とし、かつ、本体 PMCのシ一ケンス · プログラムもデバッグが終了している必要がある。しかし、実際の工作機械の開発には、拡張 PMCのシーケンス • プログラムと本体 P M Cのシーケンス · プログラムが独立に開発できれば、プログラムの開発期間も短縮される。逆に、拡張 PMCのシーケンス · プログラムが完成してから本体 P M Cのシーケンス · プログラムをデバッグしたい場合もある。一般には、個々の機器のデバッグが終了してから、中心となる本体 P M Cのシーケンス * プログラムのデバッグを行った方が開発工程としては望ましい。発明の開示
[0009] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、本体 PMCと結合しなくても、独自にデバッグ可能な拡張 PMC を提供することを目的とする。
[0010] 本発明では上記課題を解決するために、
[0011] 数値制御装置内部の本体 PMC (プログラマブル · マシン ♦ コントローラ）と結合され、前記数値制御装置の外部に設けられる拡張 P M C (プログラマブル ' マシン · コントローラ）において、前記拡張 PMCの制御機器を制御する第 1のシーケンス · プログラムと、前記本体 PMCの動作を疑似的に実行する第 2のシーケンス ♦ プログラムと、前記第 1のシ一ケンス · プログラムの入出力信号を、前記本体主 PMCと授受するか、あるいは前記第 2のシーケンス · プログラムと授受するかを切り換え、かつ、前記第 2のシーケンス * プロダラムに結合したときは、前記第 1のシーケンス ' プログラ厶と前記第 2のシーケンス · プログラムを交互に実行する切り換え制御手段と、を有することを特徴とする拡張 PMCが、提供される。
[0012] 本体 P M Cが構築されていない段階では、拡張 P MCのみで、デバッグあるいは運転する必要がある。そこで、本体 P MCの機能を疑似的に実行する第 2のラダ一プログラムを実行させる。すなわち、第 2のシーケンス · プログラムは本体 P MCに代わって、第 1のシーケンス ♦ プログラムとの入出力信号の授受を行い、第 1のシーケンス ♦ プログラムからみれぱ、本体 PMCが存在するように動作する。すなわち、第 1のシーケンス ♦ プログラムと第 2のシーケンス ♦ プログラムとを交互に実行させて、拡張 PMC単独で運転を可能にし、単独でシーケンス ♦ プログラムのデバッグを可能にする。
[0013] 本体 PMCが完成した段階では第 2のシーケンス · プログラ厶は不要となり、第 1のシーケンス * プログラムのみ実行される。図面の簡単な説明第 1図は本発明の一実施例の拡張 PMCのプロック図、第 2図（a) 及び（b) はラダ一プログラムの処理を表す図、
[0014] 第 3図はテストモード時のラダ一プログラムの実行状態を表すタィムチャート、
[0015] 第 4図は拡張 PMCの詳細プロック図、
[0016] 第 5図は本発明の一実施例のフローチャート、
[0017] 第 6図はラダ一プログラムと入出力デ一タのメモリマップでめる。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
[0018] 第 1図は本発明の一実施例の拡張 PMCのプロック図である。数値制御装置（CNC) 1には本体 PMC (プログラマブル . マシン . コントローラ） 2があり、入出力回路（ I Z 0) 3を介して機構部 A 6 1を制御している。この機構部 A 6 1 は C N C 1が制御する工作機械、例えばマシニング · センタの工具交換装置等の基本的な機構部である。
[0019] I / 3には拡張 P MC 1 0が結合されている。入出力回路（ 1 〇） 1 1 は I Z〇 3に結合されて、本体 PMC 2 と拡張 PMC 1 0 との信号の授受を行う。拡張 P MC 1 0 は付加的な機構部 B 6 2を制御する。機構部 B 6 2は、例えば、マシニング . センタのノ、"レツト ' チヱンジャ等の機構部であり、その機構部を設けるかどうか選択でき、かつパレット数等の選択ができる。従って、パレツト · チヱンジャ等の機構部 B 6 2が付加されないときは、拡張 P MC 1 0 は不要となな。
[0020] 機構部 B 6 2の制御はラダ一プログラム A 1 3によって行われる。すなわち、 I /〇 1 1を介して、機構部 B 6 2のリミツトスイッチ等の信号を受けて、ラダープログラム A 1 3 で処理し、機構部 B 6 1の油圧、空圧、電磁ァクチユエイタ等を駆動して、機構部 B 6 1を制御する。図示されていないが機構部 B 6 1 には、 I Z〇 1 1からの出力信号を受けて、これらの油圧、空圧、電磁ァクチユエイタを駆動する駆動回路が合まれている。この実施例では、シーケンス ♦ プログラムとして、ラダ一形式で作成されたラダープログラムを使用することで説明する。
[0021] また、 C N C 1からの指令は本体 PMC 2から、 I Z〇 3、 I Z〇 1 1を経由して、ラダ一プログラム A 1 3に送られ、必要な処理をして、 I ZO 1 1力、ら、機構部 Bに送られる。例えば、パレツト * チェンジャを選択する選択指令信号等がある。逆に、機構部 B 6 2の故障信号等は I ZO 1 1を経由して、ラダ一プログラム A 1 3で読み込まれ、 I Z〇 1 1、 I ZQ 3を経由して、本体 PMC 2に送られる。
[0022] しかし、このようなラダープログラム A 1 3と本体 PMC 2 との信号の授受は、本体 PMC 2のラダープログラムが完成して、かつ C N C 1がある場合に限られる。しかし、実際の開発工程ではこのように、 C N C 1あるいは本体 P MC 2 のラダープログラムが完成していない状況でも、機構部 B 6 2を試験したい場合が生じる。また、先に機構部 B 6 2を完成させ、ラダープログラム A 1 3をデバッグして、すなわち、周辺機器を完成してから、 C N C 1 と結合して全体的な試験等を行う方が望ましい場合が一般的である。
[0023] 従って、 C λ^τ C 1なしで、拡張 PMC 1 0 と機構部 Β 6 2 のみで、ラダ一プログラム A 1 3の作成、デバッグ、あるいは機構部 B 6 2等の調整ができることが要請される。この目的を達成するために、ラダ一プログラム B 1 4を設けて、ラダ一プログラム A 1 3 と結合し、本体 PMC 2 との信号の授受を実行させる。
[0024] すなわち、ラダープログラム B 1 4は、本体 P M C 2が行う、ラダ一プログラム A 1 3との入出力信号の授受を行う。勿論、ラダ一プログラム B 1 4は本体 PMC 2の全ての機能を実行する必要はなく、ラダープログラム A 1 3との入出力信号の授受のみ行い、その入出力信号の授受も必ずしも本体 PMC 2と同じタイミングで入出力する必要はなく、 C N C 1の図示されていないキ一ボ一ド等を使用して、操作する程度でもよい。
[0025] このために、切り換え制御手段 1 2を設け、拡張 PMC 1 0単体、すなわちテストモード時には、ラダ一プログラム A 1 3とラダ一プログラム B 1 4とを結合して、 C N C 1なしで、ラダープログラム A 1 3での機構部 B 6 2の制御を可能にする。勿論、本体 PMC 1 0が CNC 1 と結合されて運転されるときは、切り換え制御手段 1 2はラダープログラ厶 A 1 3と、 I ZO 1 1を接続する。また、ラダープログラム A 1 3と機構部 B 6 2との結合関係は、切り換え制御手段 1 2 の動作とは無関係に維持される。
[0026] 第 2図（a) 及び（b) はラダ一プログラムの処理を表す図である。第 2図（a ) に示すように、拡張 P M C 1 0が本体 PMC 2と結合されている状態（ノーマル ' モード）では、拡張 P M C 1 0内では、ラダープグラム A 1 3のみが繰り返し実行される。
[0027] また、拡張 PMC 1 0を C N C 1から切り離して単独運転するとき（テスト * モ一ド）は、第 2図（b) に示すように、ラダ一プログラム A 1 3を 1サイクル実行し、次にラダープログラム B 1 4を 1サイクル実行し、これを繰り返す。ラダ一プログラム B 1 4はラダープログラム A 1 3で必要な入出力信号を用意する。
[0028] 第 3図はテストモ一ド時のラダープログラムの実行状態を表すタイムチャートである。図に表すように、ラダ一プログラム A 1 3とラダープログラム B 1 4が交互に実行される。ラダープログラム B 1 3は、本体 P M C 2が結合されたとき (ノーマル · モード時）の本体 PMC 2の動作を擬似的に実行するものである。
[0029] 第 4図は拡張 P M Cのハードウェアのブロック図である。本体 PMC 2と拡張 PMC 1 0は I ZO 3を介して結合.されている。拡張 P M C 1 0はプロセッサ 1 5を中心に構成されている。プロセッサ 1 5は R〇M 1 6に格納されたラダ一管理プログラム 1 6 aによって、拡張 P MC 1 0を制御する。
[0030] 本体 PMC 2と拡張 PMC 1 0が結合されたとき（ノーマル · モード）は、バンク切り換え回路 1 7は図に示すように、右側に接続され、ラダープログラム A 1 3のみが実行される。本体 PMC 2からの指令信号等は I Z〇 3を経由して、入力回路 1 1 aに送られ、ラダープログラム A 1 3 ( L P A) の D Iデータ 2 4として、 RAMC 2 1に格鈉される。また、本体 P M C 2への信号は、ラダープログラム A ( L P A) 1 3の DOデータ 2 5が RAMD 2 2から、出力回路 1 1 b、 I Z〇 3を経由して本体 PMC 2に送られる。すなわち、ラダープログラム A 1 3の入力信号は R AM C 2 1の D Iデータ 2 4であり、この入力信号を読み、必要な処理を実行し、出力信号を D〇データ 2 5として、 RAMD 2 2に書き込み、出力回路 1 1 b、 1 03から本体 PMC 2へ送られる。なお、ラダ一プログラム A 1 3は R A M A 1 8に格納されている o
[0031] 次に、拡張 PMC 1 0を単体で運転するとき（テスト · モード）は、バンク切り換え回路 1 7は、まず右側に接続され、ラダ一プログラム A 1 3を実行する。次にバンク切り換え回路 1 7は左側に切り換えられ、ラダ一プログラム B 1 4を実行する。この動作を繰り返す。なお、ラダ一プログラム B 1 4は R AMB 1 9に格納されている。
[0032] テスト . モードのときは、ラダープログラム A 1 3の入出力信号は、本体 PMC 2とは切り離されているので、ラダープログラム B 1 4から供給される。 RAMF 2 0に格納されたラダ一プログラム B ( L P B ) 1 4の D〇データ 2 7が、 . R AMC 2 1 に転送されて、ラダ一プログラム A 1 3の D I データ 2 4となる。逆に、ラダープログラム A 1 3の D 0データ 2 5は、 RAME 2 3に送られ、ラダ一プログラム B 1 4の D Iデータ 2 6となる。この D Iデータ 2 6はラダ一プログラム B 1 4によつて処理される。その処理は本体 P M C 2の処理と同様に行われる。
[0033] 第 5図は本発明の一実施例のフローチャートである。図において、 Sに続く数値はステップ番号を示す。
[0034] 〔S 1〕拡張 PMC 1 0を単体で運転するテスト · モードか調べる。テスト · モードなら S 2へ、ノーマル ' モードなら S 3へ進む。
[0035] 〔 S 2〕テスト · モードであるので、 R A M F 2 0のラダ一プログラム B (L P B) 1 4のD〇デ一タ 2 7をRAMC 2 1に転送する。この D〇データ 2 7はラダ一プログラム A 1 3の D Iデータ 2 4となる。
[0036] 「S 3〕ノーマル · モードであるので、本体 PMC 2からの D Iは入力回路 1 1 aから読み取られ、 RAMC 2 1に書き込まれ、ラダープログラム A (L P A) 1 3の D Iデータ 2 4とする。
[0037] 〔S 4〕 D Iデータ 2 4を読み込み、ラダープログラム A 1 3を実行する。実行の結果としての出力信号は R AMD 2 2 にラダ一プログラム A (L PA) 1 3の D〇データ 2 5として書き込む。
[0038] 〔S 5〕テスト · モードか調べ、テスト ♦ モードならば S 6、そうでなければ（ノーマル · モード）ならば S 8へ進む。
[0039] 〔S 6〕テスト ♦ モードであるので、 RAMD 2 2にあるラダープログラム（L P A) 1 3の13〇デ一タ 2 5を1^八^1£ 2 3に転送する。このデータはラダープログラム B (L P B) 1 4の D Iデータ 2 6となる。
[0040] L S 7 J ラダ一プログラム B 1 4を実行する。このときは D Iデータ 2 6を読み込んで必要な処理を行い、 D〇データ 2 7を RAMF 2 0に書き込む。
[0041] 〔S 8〕ノーマル ♦ モードであるので、 RAMD 2 2の L P Aの DOデータ 2 5を出力回路 1 1 bを経由して、本体 PM C 2に DOとして出力し、 S 3へ戻る。
[0042] このような処理は、ラダー管理プログラム 1 6 aに従って、プロセッサ 1 5によつて処理される。
[0043] このようにして、ノーマル · モードのときは、本体 PMC 2と信号の授受を行いながら、ラダ一プログラム A 1 3を実行する。また、拡張 PMC 1 0単体運転のとき、すなわち、テスト ♦ モードのときは、ラダ一プログラム A 1 3とラダープログラム B 1 4を交互に実行しながら、処理を実行する。第 6図はラダ一プログラムと入出力データのメモリマップである。メモリ領域は 0 0 0 0 H番地から、 F F F F H番地までとする。まず、ラダ一管理プログラム 1 6 aの領域が取られる。続いて、ラダープログラム A 1 3とラダ一プログラ厶 B 1 4が同一メモリ審地上に配置され、これはバンク切り換え回路 1 7によって、切り換えられる。次に、ラダープログラム A ( L P A) 1 3の D Iデータ 2 4、ラダープログラム A ( L P A ) 1 3の D 0データ 2 5、ラダープログラム B (L P B) 1 4の D Iデータ 2 6、ラダ一プログラム B (L P B) 1 4の D〇データ 2 7の順に配置される。
[0044] 上記の説明では、シーケンス ' プログラムとしてラダ一プログラムを使用して説明したが、これ以外の形式のシ一ケンス · プログラ厶、例えば P A S C A L等の言語を使用したシ一ケンス ♦ プログラムでも同様に適用できる。
[0045] また、本体 PMCと拡張 PMCは入出力回路（ I ZO) を使用して結合したが、バス結合あるいはシリアル転送回路等を使用することもできる。
[0046] 以上説明したように本発明では、切り換え制御手段と本体 PMCの動作を行うシーケンス · プログラムを設けたので、拡張 PMC単体でデバッグ作業ができ、シーケンス · プログラムの開発、機構部の調整等の作業の'分散化ができる。
[0047] また、各拡張 PMCのシ一ケンス · プログラ厶の作成、デバッグ、機器の調整等を行った後、拡張 PMCを制御する本体 PMCのシーケンス · プログラ厶のデバッグ作業することで、全システムのデバッグ作業工程を効率的に行うことができ γ 全体としての開発工程が短縮される。

权利要求:
Claims請求の範囲
1. 数値制御装置内部の本体 PMC (プログラマブル · マシン * コントローラ）と結合され、前記数値制御装置の外部に設けられる拡張 P M C (プログラマブル · マシン · コント口一ラ ) ίこレ、" "し、
前記拡張 PMCの制御機器を制御する第 1のシーケン.ス · プログラムと、
前記本体 PMCの動作を疑似的に実行する第 2のシーケンス · プログラムと、
前記第 1のシーケンス · プログラムの入出力信号を、前記本体主 PMCと授受するか、あるいは前記第 2のシーケンス • プログラムと授受するかを切り換え、かつ、前記第 2のシ —ケンス · プログラムに結合したときは、前記第 1のシーケンス . プログラムと前記第 2のシーケンス · プログラ厶を交互に実行する切り換え制御手段と、
を有することを特徴とする拡張 P M C：。
2. 前記本体 PMCに結合された第 1の入出力回路と、前記切り換え制御手段に結合された第 2入出力回路とを結合して、前記本体 PMCと前記拡張 PMCを結合するように構成したことを特徴とする請求項 1記載の拡張 PMC。
3. 前記シ一ケンス · プログラ厶はラダ一形式で作成されたラダ一プログラ厶で構成したことを特徴とする請求項 1記載の拡張 PMC。

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法律状态:
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