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专利摘要:
公开号:WO1992009018A1 申请号:PCT/JP1991/001534 申请日:1991-11-08 公开日:1992-05-29 发明作者:Minoru Nakamura 申请人:Fanuc Ltd; IPC主号:G05B19-00
专利说明:
[0001] 明 細 害 [0002] 数値制御装置における補助機能実行方法 [0003] 技 術 分 野 [0004] 本発明は、 補助機能を所定のタ イ ミ ン グで実行可能と する数値制御装置における補助機能実行方法に関する。 [0005] 背 景 技 術 [0006] 数値制御装置は、 N Cプロ グラ ムをブロ ッ ク毎に読み 取ってプロ グラ ムで指定された準備機能, 送り機能, 主 軸機能, 工具機能, 補助機能等の各種機能の実行を順次 指令し、 これによ り、 数値制御機械を駆動制御するよう にしている。 補助機能コ一 ドを含むプロ グラ ムブロック を読み取った場合、 数値制御装置は、 当該ブロ ッ クの実 行の最初の段階或は最終段階で捕助機能 (以下、 M機能 と云う) の実行を指令している。 このため、 M機能の実 行タ イ ミ ンク ;が早過ぎたり或は遅過ぎたりする不具合が 生じる。 M機能実行タ ィ ミ ングが遅く なると、 無駄時間 が生じる。 [0007] 斯かる不具合を解消するため、 数値制御機械を シーケ ン ス制御する ためのプロ グラ マ ブルコ ン ト ロ ー ラ により、 M機能の実行タイ ミ ングを制御する こ とが知られている。 しかしながら、 このためには、 M機能実行夕 ィ ミ ングを 制御するための特別なラ ダープロ グラ ムを作成しなけれ ばな らない。 しかも、 この種の ラ ダープロ グラ ムの作成 は煩雑で、 又、 ラ ダープロ グラ ムに従う M機能実行タイ ミ ング制御処理には時間を要する。 更に、 M機能実行夕 ィ ミ ングを数値制御機械の動作状態に応じて決定する場 合は、 リ ミ ッ ト ス ィ ッ チ等の、 機械動作状態検出用の特 別な外部装置を機械側に設けなければな らず、 装置構成 が複雑になる。 [0008] 発 明 の 開 示 [0009] 本発明の目的は、 特別なラ ダープロ グ ラ ム及び外部機 器を用いる こ とな しに、 補助機能を所定のタイ ミ ングで 実行可能とする数値制御装置における捕助機能実行方法 を提供する こ とにある。 [0010] 上述の目的を達成するため、 本発明の補助機能実行方 法は、 ( a ) 数値制御機械が所定の動作状態に達したか 否かを数値制御装置において判別し、 ( b ) 所定の動作 状態への到達を判別したと きに、 補助機能実行指令を数 値制御装置から数値制御機械に送出する。 [0011] 好ま し く は、 数値制御機械の所定の動作状態は、 数値 制御プロ グラ ム に予めコ ー ド形式で記述され、 或は、 数 値制御装置にパ ラ メ ータ形式で予め設定される。 又、 数 値制御機械の所定の制御軸に関連する作動位置が所定位 置に到達し、 或は、 補助機能コ ー ドを含むプロ グ ラ ムブ ロ ッ ク に含まれる動作指令に従う数値制御機械の動作の 開始時から所定時間が経過し、 或は、 数値制御機械のス ピ ン ドルモー タの回転速度が所定速度に達し、 或は、 数 値制御機械を含む外部装置から数値制御装置に所定の信 号が入力されたと きに、 数値制御機械が所定の動作状態 に達したと判別される。 上述のよ う に、 本発明によれば、 例えば数値制御プロ グラ ムにコ ー ド形式で記述された所定の動作状態に達し たこ とを数値制御装置において判別したとき、 例えば、 所定の機械作動位置に到達した こ とを判別したと ぎに、 補助機能実行指令が数値制御装置から機械に指令される ので、 所定の機械動作状態に達して所定のタ イ ミ ングに 達したと きに補助機能を実行できる。 このため、 特別な ラ ダー プロ グラ ムを用いてプロ グラ マブルコ ン ト ローラ によ り補助機能実行タ ィ ミ ングを制御する必要がない。 従って、 プロ グラ マブルコ ン ト ロ ー ラが実行すべきプロ グラ ムが簡素化され、 高速処理が可能となる。 又、 機械 動作状態の監視は数値制御装置自体によ って行われるの で、 機械動作状態検出用の特別な外部装置が不要となり、 装置構成が簡易になる。 , [0012] 図 面 の 簡 単 な 説 明 [0013] 図面は、 本発明の一実施例による捕助機能実行方法を 実施するための数値制御装置を数値制御工作機械の要部 と共に示すブロ ッ ク図である。 [0014] 発明を実施する最良の形態 [0015] 本発明の一実施例の補助機能実行方法は、 例えば、 添 付図面に参照符号 1 0 で示すコ ン ビュー タ内蔵式数値制 御装置 (以下、 C N C装置と云う) によ って実施される。 後で詳述する よ う に、 C N C装置 1 0 は、 数値制御機械 例えば 4軸 N C旋盤を駆動制御するよ う になっている。 [0016] —部図示を省略する力 N C旋盤は、 ワー クが装着さ れる第 1及び第 2 ス ピ ン ドルへ ッ ドを回転駆動するため の第 1及び第 2 ス ピ ン ドルモー タ 9 1 9 2 と、 工具が 装着される第 1及び第 2工具へッ ドを送り駆動するため の、 位置検出用パルス コーダを内蔵したサーボモータ 6 1 6 4 とを備えている。 第 1 及び第 2 ス ピ ン ドルモー 夕 9 1 9 2 には、 第 1及び第 2ポジシ ョ ンコーダ 1 0 1 1 0 2が夫々連結されている。 そ して、 第 1工具へ ッ ドは、 第 1 X軸モータ 6 1 の回転に伴って X軸方向 ( 工具運動方向) に駆動され、 第 1 Z軸モータ 6 2 の回転 に伴って Z軸方向 (ワーク回転軸方向) に駆動されるよ う にされている。 同様に、 第 2工具へッ ドは、 第 2 X軸 モータ 6 3 によって X軸方向に駆動される と共に第 2 Z 軸モータ 6 によって Z軸方向に駆動されるよう になつ ている。 更に、 N C旋盤は、 各種ァクチユエ一夕 と、 リ ミ ツ ト ス イ ツ チ等の各種セ ンサ と、 機械可動部を手動で 精密に位置決めするための手動パルス発生器 3 2 と各種 ス ィ ッ チとを設けた機械操作盤とを備えている。 [0017] 添付図面を参照すると、 C N C装置 1 ひは、 プロセッ サ ( C P U) 1 1 と、 C N C装置全体の制御に用いるシ ス テム プロ グ ラ ム等を格納した リ ー ドオ ン リ メ モ リ ( R 0 M) 1 2 と、 例えば S R AMからなり計算デー タ, 表 示デー タ等の一時記憧に用いる ラ ンダム ア ク セ ス メ モ リ [0018] (R AM) Γ 3 と、 例えばバッ テ 'ッ クァ ッ プされた CMO Sからなる不揮発性メ モ リ 1 4 とを備え、 メ モ リ 1 1 1 4 は 'ス 2 1 を介して C P U 1 1 に接続されて いる。 不揮発性メ モ リ 1 4 には、 例えば、 N C加工プロ グラ ム, 各種パラ メ ータ, 工具補正量, ピ ッ チ誤差補正 量等が格納されている。 [0019] そ して、 C N C装置 1 0 は、 イ ンタ ー フ ェ イ ス 1 5を 介して、 例えば紙テープリ ーダ及び紙テープパ ン チ ヤを 含む外部機器 3 1 に接続され、 紙テープ リ ーダか ら C N C装置 1 0 へ加工プロ グラ ムを読み込み自在かつ C N C 装置 1 0 で編集した加工プロ グ ラ ムを紙テープパ ンチ ヤ に出力自在になっている。 [0020] 又、 C N C装置 1 0 は、 ノヽ'ス 2 1 を介して C P U 1 1 に接続される と共に入出力 ( I O ) ュュッ ト 1 7を介 して N C旋盤の機械盤ス ィ ッ チ, 各種ァクチユエ一夕及 び各種セ ンサ に接続されたプロ グラ マブル ' マ シ ン ' コ ン ト ロー ラ ( P M C ) 1 6 を内蔵している。 P M C 1 6 は、 例えばラ ダー形式で作成したシー ケ ンス プロ グラ ム を格納したメ モ リ (図示略) を有し、 加工プロ グ ラ ムで 指令される M機能, S機能及び T機能に関連する C P U 1 1 からの制御出力に応じてシ ー ケ ン ス プロ グラ ムに従 つて生成した信号を機械側に送出 して各種ァク チユエ一 タを作動させ、 又、 機械の各種セ ンサ及び操作盤スイ ツ チからの信号を入力して C P U 1 1 に送出するよ うにな つ てい る。 [0021] 更に、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1 から送出される 各軸の現在位置データ, 画像デー タ, ア ラ ー ム, パラ メ ータ等のデ ジ タ ルデータを画像信号に変換するためのグ ラ フ ィ ッ ク制御回路 1 8 と、 イ ンターフ ヱ イ ス 1 9, 2 0 と、 手動データ入力装置 2 5 とを有している。 データ 入力装置 2 5 は、 C R T画面を有しグラ フィ ッ ク制御回 路 1 8からの画像信号に基づいて表示動作を行う ための 表示装置 2 6 と、 オペ レータによるデータ入力のための キーボー ド 2 7 とを含み、 キーボー ド 2 7 を介して入力 されたデータ をィ ンタ ーフ ユ イ ス 1 9 を介して C P U 1 1 に送出するよ うにしている。 イ ンターフ ェ イ ス 2 0 に は上記手動パルス発生器 3 2 が接続され、 パルス発生器 3 2からのノ、。ルス信号を入力するようにしている。 [0022] そ して、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1 から各軸移動 指令を入力するための軸制御回路 4 1 〜 4 4 と、 軸制御 回路 4 1 〜 4 4からの各軸移動指令に従ってサーボモー タ 6 1 〜 6 4 を駆動制御するためのサーボアンプ 5 1〜 5 4 とを有している。 サーボモー夕 6 1 〜 6 4 に装着し たパルスコー ダからパルス列が位置信号と してフ ィ ー ド バッ ク され、 パルス列を周波数 Z速度変換して速度信号 が生成される。 又、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1から ス ピ ン ドル回転指令, ス ピ ン ドル ' オ リ エ ンテー ショ ン 指令等を入力 しス ピ ン ドル速度信号を送出するための第 1 及び第 2 ス ピ ン ドル制御回路 7 1, 7 2 と、 ス ピン ド ル速度指令に応じて第 1 及び第 2 ス ピ ン ドルモー タ 9 1 , 9 2 を指令回転速度で回転させる と共にオ リ エ ンテー シ ョ ン指令に応じてス ピ ン ドルを指令位置に位置決めする ための第 1 及び第 2 ス ピ ン ドルアンプ 8 1, 8 2 とを有 T 91/01534 一 7 一 している。 そ して、 ス ピ ン ドルモータ 9 1, 9 2 の回転 に伴ってポ ジ シ ョ ンコ ーダ 1 0 1 , 1 0 2 から送出され る フ ィ一 ドノ ッ ク バルスを入力するためのィ ンタ一フエ イ ス 1 1 0 が設けられ、 これによ り、 例えばネ ジ切り加 ェを行うべ く サー ボモータ 6 1〜 6 4 の所要の も のをス ビン ドルモー タ 9 1, 9 2 の回転に同期して回転させる と き に、 C P U 1 1 がポ ジ シ ョ ン コ ーダ 1 0 1 , 1 0 2 からのフ ィ一 ドバ ヅ ク パルスを入力でき るよ う になって いる o [0023] 更に、 C N C装置 1 0 は、 不揮発性メ モ リ 1 4 から N C加工プロ グラムをブロ ッ ク毎に読み出して実行 して N C旋盤を駆動制御しつつ、 N C旋盤が所定の動作状態 A i ( i = 1 , 2 , · · · ) のいずれか一つに達したと判 別する毎に、 捕助機能実行指令と しての Μ機能コ ー ドを [0024] N C旋盤に送出するよ うになっている。 [0025] 本実施例では、 第 1 又は第 2 X軸或は Ζ軸サー ボモー 夕 6 1 , 6 2, 6 3又は 6 4が所定回転位置に到達して 第 1 又は第 2 工具へッ ドが所定移動位置 ( Χ, Ζ ) に達 し、 或は、 Μ機能コー ドを含むプロ グラ ムブロ ッ クに含 まれる第 1 又は第 2工具へッ ド移動指令に従う N C旋盤 での動作の開始時から所定時間 Τが経過し、 或は、 N C 旋盤のス ピ ン ドルモー タ 9 1 又は 9 2 の回転速度が所定 速度 S に達し、 或は、 N C旋盤を含む外部装置から C Ν C装置 1 0 に所定の入力信号 D I が供給されたと きに、 所定の動作状態 A i に達したと判別するよ う に している。 又、 N C加工プログラムの所要のブロ ッ クに、 所定の 動作状態 A i を指令コ ー ド 「 ( A i ) 」 の形式で M 2 3 等の M機能コ ー ドと共に予め記述するよ うにしている。 例えば、 N C加工プロ グラ ムの第 1 工具へッ ド制御プロ ッ ク は、 下記の通りである。 [0026] GOO XO. Z0.; [0027] GOO X100. Z50. F200. M23 (X50. ); · · · [ 1 ] X200. Z150. M24(T2.5) M25 (T3.5); · · · [ 2 ] M03 S1000. M2B(S 500. ); · · · [ 3 ] M27(DI); · · · [ ] 以下、 上記第 1工具へッ ド制御用プロ グラ ムブロック が実行される場合における C P U 1 1 による補助機能コ 一 ド送出処理を説明する。 [0028] プロ グラ ムブロ ッ ク [ 1 ] が C P U 1 1 により実行さ れて、 座標位置 ( X 0. , Z 0. ) から座標位置 (X I 0 0. , Z 5 0. ) への第 1工具ヘッ ド送りが指令され る と、 第 1 X軸及び Z軸サーボモータ 6 1, 6 2 が回転 駆動されて第 1 工具へ ッ ドが送り駆動される。 モータ回 転に伴って、 両モータ に内蔵されたパルスコーダからの 位置フ イ ー ドバッ ク.信号がサ一ボアンブ 5 1, 5 2內の 現在値レ ジス タ に供給され、 現在モータ回転位置が両レ ジス夕 に記億される。 モータ回転中、 C P U 1 1 はレジ スタ値を監視して、 プログラムブロ ッ ク [ 1 ] 中に M機 能コー ド M 2 3 と共に記述された指令コー ド ( X 5 0. ) が示す M機能コ一 ド実行位置と しての第 1工具へ ッ ド X 軸方向位置 5 0 mmに第 1工具へッ ドが到達したか否か を判別する。 そ して、 X軸方向位置 5 0 mmに達 して M 機能コ ー ド実行タイ ミ ングに達 したと判別する と、 C P U 1 1 は、 M機能コ ー ド M 2 3 を実行する。 即ち、 コー 5 ド M 2 3が C P U 1 1 から P M C 1 6 に送出されて PM C 1 6 によ り処理される。 [0029] 次に、 プロ グラ ムブロ ッ ク [ 2 ] が実行されて座標位 置 (X 1 0 0. , Z 5 0. :) から座標位置 (X 2 0 0. , Z 1 5 0. ) への第 1工具ヘッ ド送りが指令されると、 [0030] 10 モータ 6 1 , 6 2が回転して第 1工具ヘッ ドが移動する。 モータ回転中、 C P U 1 1 はモータ回転開始時からの経 過時間をソ フ ト ウエアタ イ マによ り計時する。 そ して、 プログラ ムブロ ッ ク [ 2 ] 中に M機能コー ド M 2 4と共 に記述された指令コ ー ド (T 2. 5 ) が示す M機能コー [0031] 15 ド実行時間と しての時間 2. 5秒が経過したと判別する と、 C P U 1 1 はコー ド M 2 4 を実行する。 同様に、 コ ー ド M 2 5 に関連する指令コー ド ( T 3. 5 ) が示す時 間 3. 5秒がモ ータ回転開始時から経過したと判別され たと き にコー ド M 2 5が実行される。 [0032] 20 プロ グラ ムブロ ッ ク [ 3 ] が実行されて第 1 ス ピン ド ルモー タ 9 1 の回転速度 1 0 0 0 r p mでの回転が指令 される と、 第 1工具ヘッ ドが第 1 ス ピ ン ドルモー タ 9 1 [0033] - · [0034] によ り回転駆動される。 モータ 回転に伴って、 第 1 ス ビ ン ドルモ ー夕 9 1 に連結した第 1 ポ ジシ ョ ン コ ー ダ 1 0 [0035] 25 1 からフ ィ ー ドバッ ク信号が C N C装置 1 0の周波数 Z 電圧変換器 (図示略) に供給されてフ ィ ー ドバッ ク信号 の周波数がモータ回転速度を表す電圧に変換され、 更に、 [0036] AZD変換器 (図示略) においてモータ回転速度値に変 換される。 モータ回転中、 C P U 1 1 はモータ回転速度 値を監視して、 プロ グラ ムブロ ッ ク [ 1 ] 中にコ ー ド M 2 6 と共に記述された指令コー ド ( S 5 0 0. ) が示す M機能コ ー ド実行速度と しての回転速度 5 0 0 r pmに 第 1 ス ピ ン ドルモータ回転速度が到達したか否かを判別 する。 そ して、 回転速度 5 0 0 r m pに達したと判別さ れる と、 コー ド M 2 6が実行される。 [0037] プロ グラ ム ブロ ッ ク [4 ] では、 外部入力信号 D Iの 入力の有無が C P U 1 1 によ り監視され、 ブロ ッ ク [4] にコー ド M 2 7 と共に記述された指令コ ー ド ( D I ) が 示す M機能コ ー ド実行条件と しての外部入力信号 D Iの 入力が判別されたときにコ ー KM 2 7が実行される。 [0038] なお、 上記実施例では M機能の実行夕 ィ ミ ングを N C 加工プロ グラ ムで指令するよ う に したが、 M機能実行夕 イ ミ ングを表すパラ メ ータを例えば手動データ入力装置 2 5を介して予め手動設定する と共に設定パラ メ ータを 例えば不揮発性メ モ リ 1 4に格納し、 N C加工プログラ ムの実行中に C P U 1 1 が設定パラ メ ータを参照して M 機能実行タ ィ ミ ングを判別する よ う に しても良い。 又、 M機能実行タ ィ ミ ングを示す指令コ ー ドを記号 ( A i ) を用いて記述 したが、 その他の記号を用いても良い。
权利要求:
Claims 請 求 の 範 囲 1 . ( a ) 数値制御機械が所定の動作状態に達したか否 かを数値制御装置において判別し、 ( b ) 前記所定の 動作状態への到達を判別した と きに、 補助機能実行指 令を数値制御装置から数値制御機械に送出する、 数値 制御装置における補助機能実行方法。 2 . 数値制御機械の所定の動作状態を、 数値制御プログ ラ ムに予めコ ー ド形式で記述する工程を含む請求の範 囲第 1 項記載の補助機能実行方法。 3 . 数値制御機械の所定の動作状態を、 数値制御装置に パラ メ ー タ形式で予め設定する工程を含む請求の範囲 第 1 項記載の補助機能実行方法。 4 . 前記工程 ( a ) において、 数値制御機械の所定の制 御軸に関連する作動位置が所定位置に到達した ときに、 数値制御機械が所定の動作状態に達したと判別する請 求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。 5 . 前記工程 ( a ) において、 補助機能コ ー ドを含むプ π グラ ムブロ ッ ク に含まれる動作指令に従う数値制御 機械の動作の開始時から所定時間が経過したと きに、 数値制御機械が所.定の動作状態に達したと判別する請 求の範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。 6 . 前記工程 ( a ) において、 数値制御機械のス ピン ド ルモータ の回転速度が所定速度に達したと き に、 数値 制御機械が所定の動作状態に達したと判別する請求の 範囲第 1 項記載の補助機能実行方法。 . 前記工程 ( a ) において、 数値制御機械を含む外部 装置から数値制御装置に所定の信号が入力されたとき に、 数値制御機械が所定の動作状態に達したと判別す る請求の範囲第 1項記載の補助機能実行方法。
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同族专利:
公开号 | 公开日 JPH04177404A|1992-06-24|
引用文献:
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法律状态:
1992-05-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US | 1992-05-29| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
优先权:
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