JP2014126875A

JP2014126875A - 数値制御装置

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Publication number: JP2014126875A
Application number: JP2012280470A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kawai; 貴博川合
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2014-07-07

Abstract

【課題】メモリに制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間を短縮できる数値制御装置を提供する。
【解決手段】数値制御装置は制御部とＸ軸駆動制御部を備える。Ｘ軸駆動制御部は制御部が出力した位置制御データをバッファに一旦書き込んでから不揮発性メモリに移しＸ軸モータを駆動する。制御部は位置制御データを構成する書込データをＸ軸駆動制御部に一つずつ出力し（Ｓ１４）、書込信号のオンオフを切り替える（Ｓ１５）。書込信号のオンオフが切り替わると、Ｘ軸駆動制御部は書込データをバッファに書込み、完了する毎に書込完了信号のオンオフを切り替える。制御部は位置制御データのうち最初のデータをＸ軸駆動制御部に出力した後は、書込完了信号のオンオフが切り替わる毎に（Ｓ１６：ＹＥＳ）、次のデータをＸ軸駆動制御部に出力する（Ｓ１４）。
【選択図】図６

Description

本発明は数値制御装置に関する。

特許文献１はサーボ系制御装置の位置決め制御用パルス発生器を開示する。位置決め制御用パルス発生器は、設定器、表示器、メモリ、入出力ポート、指令パルス発生器、マイクロコンピュータを備える。設定器は複数の停止位置データを設定する。表示器は設定器の設定内容を表示する。メモリは各データを格納する。入出力ポートは上位装置との信号インタフェースである。指令パルス発生器は制御対象を駆動制御する位置決め装置に対して指令パルスを出力する。マイクロコンピュータは、モード指定がプログラムモード指定である場合、各信号に使用する信号線を夫々転送データ信号、書込み信号及び書込み完了信号用に使用して停止位置データ転送処理を行う。

図９は従来の停止位置データ書込と軸移動開始のタイミングチャートである。上位装置は、パルス発生器の入出力ポートとの間で、モード指定信号、ポイント番号信号、書込信号、書込完了信号等の各信号の授受を行う。モード指定信号は書込モードか運転モードを指定する信号である。ポイント番号信号は上位桁４ビットと下位桁４ビットからなる８ビットの信号である。下位桁４ビットはデータ信号用、上位桁４ビットはデータ識別コード信号用として使用する。識別コード１，２は停止位置データの書込ポイント番号、３〜９は停止位置のデータとその符号、Ａは送り速度を示す。書込信号はメモリへのデータの書込開始を指示する信号である。書込完了信号はデータの書込完了を通知する信号である。

上位装置は書込モードを指定するモード指定信号を出力し、ｔ１でデータ識別コードとデータとを対にしてパルス発生器に出力した後、ｔ２で書込信号をオンする。パルス発生器は書込信号オンを認識後、ｔ３で上位装置に対し書込完了信号をオンする。上位装置は書込完了信号オンを認識後、ｔ４で書込信号をオフする。書込完了後、パルス発生器は書込完了信号をオフする。上記処理は上位装置とパルス発生器のハンドシェイク処理である。

特開平４−７６０９号公報

上記ハンドシェイク処理はメモリに書き込んだポイントに移動する場合、ｔ５で全データの書込完了時、ｔ６の書込完了信号のオフを待ってからｔ７で書込指令をオンする必要がある。故に実際の軸移動開始までにかかる処理時間は長い。

本発明の目的は、メモリに制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間を短縮できる数値制御装置を提供することである。

本発明の請求項１に係る数値制御装置は、工作機械の動作を統括制御する上位制御部と、前記上位制御部が出力した制御データをバッファに一旦書き込んでからメモリに移して記憶し、前記メモリに記憶した前記制御データに基づき、前記工作機械のモータを駆動する駆動部とを備えた数値制御装置において、前記上位制御部は、前記制御データを構成する複数のデータを前記駆動部に一つずつ出力するデータ出力手段と、前記データ出力手段が前記データを前記駆動部に出力する毎に、前記データの前記バッファへの書込状態を示す書込信号のオンオフを切り替える第一切替手段とを備え、前記駆動部は、前記第一切替手段が前記書込信号のオンオフを切り替えた場合、前記データ出力手段が出力した前記データの前記バッファへの書込を実行するデータ書込手段と、前記データ書込手段が前記データの前記バッファへの書込を完了する毎に、前記バッファへの前記データの書込完了状態を示す書込完了信号のオンオフを切り替える第二切替手段とを備え、前記データ出力手段は、前記制御データのうち最初のデータを前記駆動部に出力した後は、前記第二切替手段が前記書込完了信号のオンオフを切り替える毎に、次のデータを前記駆動部に出力することを特徴とする。数値制御装置は書込信号のオンオフが切り替わる毎に、バッファへのデータの書込を順次開始できる。故に数値制御装置はメモリに制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間を短縮できる。

請求項２に係る発明の数値制御装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記制御データは、前記モータの停止位置を指示する位置指定データと、前記位置指定データが指定する前記停止位置のポイント番号を指定するポイント指定データとを備え、前記駆動部は、前記ポイント指定データが指定する前記ポイント番号毎に、前記制御データを前記メモリに記憶して管理する記憶管理手段と、前記データ出力手段が前記制御データのうち前記ポイント指定データを出力し、前記第一切替手段が前記書込信号のオンオフを切り替えた場合、前記メモリに記憶した前記制御データのうち、前記ポイント指定データが指定する前記制御データに基づき、前記モータを駆動するモータ駆動手段とを備えることを特徴とする。駆動部は、ポイント指定データを受信し且つ書込信号のオンオフが切り替わったことを契機にモータの駆動を開始する。書込完了信号がオフするのを待たずに、モータの駆動を開始できる。故にメモリに制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間は短縮する。上位制御部はモータが駆動を開始して駆動が完了しても書込信号のオンオフを切替えない。書込信号のオンオフは制御データ更新時とモータ駆動時のみである。故に制御は簡素化する。

工作機械２の斜視図。ＸＹステージ機構６０の斜視図。数値制御装置１と工作機械２の電気的構成を示すブロック図。上位桁４ビットによる識別コードとデータ識別とを対応させた一例。メイン処理の流れ図。軸移動処理の流れ図。駆動制御処理の流れ図。本発明の停止位置データ書込と軸移動開始のタイミングチャート。従来の停止位置データ書込と軸移動開始のタイミングチャート。

以下、本発明一実施形態を図面を参照して説明する。

図１を参照し、工作機械２の構造を説明する。工作機械２は、ベース５２、機械本体５３、ＸＹステージ機構６０、工具交換装置８０等を備える。ベース５２は鉄製の略直方体状の土台である。機械本体５３はベース５２上部後方に設け、後述するＸステージ６１上面に保持したワーク（図示略）を切削する。ＸＹステージ機構６０はベース５２上部中央に設け、Ｘステージ６１をＸ軸方向とＹ軸方向に駆動する。工具交換装置８０は機械本体５３上部に設け、機械本体５３の主軸５７に装着された工具Ｔを交換する。

工作機械２は操作パネル（図示略）を備える。操作パネルは入力部１７と表示部１８（図３参照）を備える。作業者は入力部１７により、ＮＣプログラム、工具の種類、工具情報、各種パラメータ等を入力できる。作業者が入力部１７を操作すると、表示部１８は各種入力画面又は操作画面等を表示する。

図１を参照し、機械本体５３の構成を説明する。機械本体５３は、コラム５５、主軸ヘッド５６、主軸５７、制御箱５８等を備える。コラム５５は柱状であり、ベース５２上部後方に立設する。主軸ヘッド５６はコラム５５前面に沿ってＺ軸方向（上下方向）に移動可能である。主軸５７は主軸ヘッド５６内部に回転可能に支持する。主軸５７は工具Ｔを装着し、主軸モータ４４（図３参照）の駆動により高速回転する。制御箱５８は数値制御装置１（図３参照）を格納する。数値制御装置１は工作機械２の動作を制御する。

主軸ヘッド５６は、コラム５５前面に設けたＺ軸移動機構（図示略）によってＺ軸方向に移動する。Ｚ軸移動機構は一対のＺ軸リニアガイドとＺ軸ボール螺子（図示略）とＺ軸モータ４３（図３参照）を備える。Ｚ軸リニアガイドはＺ軸方向に延出し且つ主軸ヘッド５６をＺ軸方向に案内する。Ｚ軸ボール螺子は一対のＺ軸リニアガイドの間に配置する。主軸ヘッド５６は背面にナット（図示略）を備える。ナットはＺ軸ボール螺子に螺合する。Ｚ軸モータ４３はＺ軸ボール螺子を正逆方向に回転する。故に主軸ヘッド５６はナットと共にＺ軸方向に移動する。主軸ヘッド５６は上部に主軸モータ４４（図３参照）を備える。主軸モータ４４は主軸５７を回転駆動する。Ｚ軸モータ４３と主軸モータ４４はサーボモータである。

工具交換装置８０は工具マガジン８１を備える。工具マガジン８１は円盤状である。工具マガジン８１はマガジンモータ４５（図３参照）の駆動により軸周りに旋回する。工具マガジン８１は外周上に２１個のポットＰを周方向に備える。作業者はポットＰに工具Ｔを着脱する。工具交換装置８０は工具マガジン８１を旋回し、次に使用する工具Ｔを装着したポットＰを工具交換位置に割り出す。工具交換装置８０は主軸５７に装着した工具Ｔを外し、工具交換位置にあるポットＰに装着した工具Ｔを主軸５７に装着する。

図１，図２を参照し、ＸＹステージ機構６０の構造を説明する。ＸＹステージ機構６０はＸ軸・Ｙ軸ボール螺子駆動系の機構である。ＸＹステージ機構６０は、Ｘステージ６１、Ｙステージ６２、Ｘ軸モータ４１、Ｙ軸モータ４２等を備える。Ｘステージ６１は上面にワークＷを保持する作業台である。Ｙステージ６２は上面にＸステージ６１をＸ軸方向（左右方向）に移動可能に支持し、且つベース５２上面中央においてＹ軸方向（前後方向）に移動可能である。

図２に示すように、ベース５２は上面中央に一対のＹ軸リニアガイド６３とＹ軸ボール螺子６４とＹ軸モータ４２を備える。Ｙ軸リニアガイド６３はＹ軸方向に延出し、且つＹステージ６２をＹ軸方向に案内する。Ｙ軸ボール螺子６４は一対のＹ軸リニアガイド６３の間に配置する。Ｙステージ６２は下面にナット（図示略）を備える。ナットはＹ軸ボール螺子６４に螺合する。Ｙ軸モータ４２はＹ軸ボール螺子６４を正逆方向に回転する。よって、Ｙステージ６２はナットと共にＹ軸方向に移動する。

Ｙステージ６２は上面に一対のＸ軸リニアガイド６５とＸ軸ボール螺子６６とＸ軸モータ４１を備える。Ｘ軸リニアガイド６５はＸ軸方向に延出し、且つＸステージ６１をＸ軸方向に案内する。Ｘ軸ボール螺子６６は一対のＸ軸リニアガイド６５の間に配置する。Ｘステージ６１は下面にナット（図示略）を備える。ナットはＸ軸ボール螺子６６に螺合する。Ｘ軸モータ４１はＸ軸ボール螺子６６を正逆方向に回転する。よって、Ｘステージ６１はナットと共にＸ軸方向に移動する。従って、Ｘステージ６１はＹステージ６２を介してＹ軸方向にも移動する。即ちＸステージ６１はＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能となる。Ｘ軸モータ４１とＹ軸モータ４２はサーボモータである。

Ｘ軸リニアガイド６５とＸ軸ボール螺子６６は、Ｘステージ６１の左右両側において露出する部分において、図１に示すように、カバー６７，６８によって覆われている。カバー６７，６８はＸステージ６１のＸ軸方向への移動に伴い伸縮する。Ｙ軸リニアガイド６３とＹ軸ボール螺子６４は、Ｙステージ６２の前側において露出する部分において、カバー６９によって覆われ、後ろ側において露出する部分において、Ｙ軸後ろカバー（図示略）によって覆われている。カバー６９はＹステージ６２のＹ軸方向への移動に伴い伸縮する。故に工作機械２は、加工領域から飛散する切粉及びクーラント液の飛沫等が各軸の駆動機構上に落下するのを防止できる。

図３を参照し、数値制御装置１の電気的構成について説明する。数値制御装置１は、制御部１０、入力部１７、表示部１８、Ｘ軸駆動制御部２１、Ｙ軸駆動制御部２２、Ｚ軸駆動制御部２３、主軸駆動制御部２４、マガジン駆動制御部２５等を備える。以下これらを総称する場合は駆動制御部２１〜２５と呼ぶ。制御部１０は、駆動制御部２１〜２５の各種情報と目標位置に基づいて駆動制御部２１〜２５を制御する。

制御部１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、入出力ポート１５等を備える。ＣＰＵ１１は制御部１０を統括制御する。ＲＯＭ１２はメインプログラム等の各種プログラム等を記憶する。メインプログラムは後述するメイン処理（図５参照）を実行する為のプログラムである。ＲＡＭ１３は各処理実行中の各種データを一時的に記憶する。

不揮発性メモリ１４は複数のＮＣプログラム等を記憶する。ＮＣプログラムは作業者が入力部１７で入力して登録する。ＮＣプログラムは各種制御指令を含む複数のブロックで構成し、工作機械２の軸移動、工具交換等を含む各種動作をブロック単位で指令する。入出力ポート１５は入力部１７、表示部１８、駆動制御部２１〜２５と夫々接続する。入出力ポート１５は、各駆動制御部２１〜２５との間で、後述するモード指定信号、位置制御信号、書込指令信号、書込完了信号の授受を行う。

Ｘ軸駆動制御部２１は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、不揮発性メモリ３４等を備える。ＣＰＵ３１はＸ軸駆動制御部２１を制御する。ＲＯＭ３２は後述する駆動制御プログラム等を記憶する。ＲＡＭ３３はバッファを備える。バッファは位置制御データを一時的に記憶する。位置制御データは位置指定データとポイント指定データとを含む。位置指定データは各モータの停止位置を指示するデータである。ポイント指定データは位置指定データが指定する停止位置のポイント番号を指定するデータである。不揮発性メモリ３４は移動テーブル（図示略）を記憶する。移動テーブルはポイント指定データが指定するポイント番号毎に位置制御データを記憶する。なお駆動制御部２２〜２５はＸ軸駆動制御部２１の構成と同じ構成であるので説明を省略する。

工作機械２は、上述したＸ軸モータ４１、Ｙ軸モータ４２、Ｚ軸モータ４３、主軸モータ４４、マガジンモータ４５等を備える。各種モータ４１〜４５はエンコーダ４１Ａ〜４５Ａを各々備える。エンコーダ４１Ａ〜４５Ａは、各種モータ４１〜４５の位置を検出し、且つフィードバック信号を数値制御装置１に出力する。

Ｘ軸駆動制御部２１はＸ軸モータ４１とエンコーダ４１Ａに接続する。Ｙ軸駆動制御部２２はＹ軸モータ４２とエンコーダ４２Ａに接続する。Ｚ軸駆動制御部２３はＺ軸モータ４３とエンコーダ４３Ａに接続する。主軸駆動制御部２４は主軸モータ４４とエンコーダ４４Ａに接続する。マガジン駆動制御部２５はマガジンモータ４５とエンコーダ４５Ａに接続する。各駆動制御部２１〜２５は、制御部１０のＣＰＵ１１から入出力ポート１５を介して後述するポイント信号を受信し、各モータ４１〜４５にパルス信号を夫々出力する。各駆動制御部２１〜２５はエンコーダ４１Ａ〜４５Ａからフィードバック信号を受信し、位置と速度のフィードバック制御を行う。制御部１０のＣＰＵ１１は、フィードバック信号を参照し、Ｘステージ６１の現在位置、工具マガジン８１の回転角度等を検出できる。

使用者は複数のＮＣプログラムの中から一のＮＣプログラムを入力部１７で選択可能である。制御部１０のＣＰＵ１１は選択したＮＣプログラムを表示部１８に表示する。ＣＰＵ１１は表示部１８に表示したＮＣプログラムに基づき、工作機械２の動作を制御する。

図３を参照し、制御部１０とＸ軸駆動制御部２１との間で授受する各信号を説明する。制御部１０は、入出力ポート１５を介してＸ軸駆動制御部２１との間で、モード指定信号、位置制御信号、書込指令信号、書込完了信号の授受を行う。モード指定信号はＸ軸駆動制御部２１に対して書込モード及び運転モードのうち何れかを指定する信号である。書込モードはＲＡＭ３３のバッファに位置制御データの書込を行うモードである。運転モードは不揮発性メモリ３４に記憶した移動テーブルに登録した位置制御データに基づき、Ｘ軸モータ４１を駆動するモードである。

位置制御信号は上位桁４ビットと下位桁４ビットからなる８ビットの信号である。下位桁４ビットは位置指定データ信号用、上位桁４ビットはデータ識別コード信号用として使用する。書込信号はメモリへのデータの書込開始を指示する信号である。書込完了信号はデータの書込完了を通知する信号である。

図４は上位桁４ビットによる識別コードとデータ識別とを対応させた一例である。識別コード１は位置指定データの書込ポイント番号の上位桁、識別コード２は位置指定データの書込ポイント番号の下位桁を示す。識別コード３は位置指定データの符号、識別コード４〜９は位置指定データの６〜１桁目を示す。識別コードＡはＸ軸モータ４１の送り速度の番号を示す。制御部１０のＣＰＵ１１はデータ識別コード信号と位置指定データ信号を構成するデータとを対にしてＸ軸駆動制御部２１に出力する。制御部１０のＣＰＵ１１はこの表を元に、位置指定データを書込データとして１つずつ出力する。

図５を参照し、メイン処理を説明する。本処理は制御部１０のＣＰＵ１１が実行する。作業者は、操作パネルの入力部１７でＮＣプログラムを選択し、選択したＮＣプログラムの実行指示を入力する。ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２に記憶したメインプログラムを読み込んで本処理を実行する。

先ず、ＣＰＵ１１はＮＣプログラムの１ブロックを解釈する（Ｓ１）。ＣＰＵ１１は解釈した１ブロックの制御指令が終了指令か否か判断する（Ｓ２）。ＣＰＵ１１は制御指令が終了指令でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御指令が軸移動指令か否か判断する（Ｓ３）。軸移動指令は停止位置を指定する。本実施例ではＸモータ４１の停止位置を指定する。ＣＰＵ１１は制御指令が軸移動指令と判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、後述する軸移動処理（図６参照）を行う（Ｓ４）。ＣＰＵ１１は制御指令が軸移動指令でないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、その制御指令に従って処理を実行する（Ｓ５）。ＣＰＵ１１は次ブロックに移行し、Ｓ１に戻って処理を繰り返す。ＣＰＵ１１は制御指令が終了指令であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、処理を終了する。

図６と図８を参照し、軸移動処理を説明する。先ず、ＣＰＵ１１は書込信号を初期化してオフする（Ｓ１０）。ＣＰＵ１１は停止位置に対応する位置制御データが不揮発性メモリ３４に記憶する移動テーブルに未登録か否か判断する（Ｓ１１）。未登録の場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は停止位置に対応する位置制御データを移動テーブルに登録する必要がある。ＣＰＵ１１はモード指定信号をＸ軸駆動制御部２１に出力して書込モードを指定する（Ｓ１２）。Ｘ軸駆動制御部２１は書込モードに切り替わる。

ＣＰＵ１１はＸ軸駆動制御部２１に対して全書込データの出力が完了したか否か判断する（Ｓ１３）。書込データは移動テーブルにこれから書き込む位置指定データを構成する複数のデータである。最初は全書込データの出力が完了していないので（Ｓ１３：ＮＯ）、図８に示すｐ１で識別コード１の書込データをＸ軸駆動制御部２１に出力し（Ｓ１４）、ｐ２で書込信号のオンオフを切り替える（Ｓ１５）。書込信号はオフからオンに切り替わる。Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は書込信号のオンオフが切り替わると、制御部１０が出力した書込データをＲＡＭ３３のバッファに書込む。書込が完了すると、ｐ３でＸ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は制御部１０に対して書込完了信号のオンオフを切り替える。書込完了信号はオフからオンに切り替わる。

ＣＰＵ１１は書込完了信号のオンオフが切り替わったか否か判断する（Ｓ１６）。書込完了信号のオンオフが切り替わるまで（Ｓ１６：ＮＯ）、Ｓ１６に戻ってＣＰＵ１１は待機する。書込完了信号のオンオフがｐ３で切り替わった場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、書込完了信号のオンオフ状態をＲＡＭ１３に記憶する（Ｓ１７）。ＣＰＵ１１はＳ１３に戻る。

ＣＰＵ１１は全書込データの出力が完了していないので（Ｓ１３：ＮＯ）、ｐ４で識別コード２の書込データをＸ軸駆動制御部２１に出力し（Ｓ１４）、ｐ５で書込信号のオンオフを切り替える（Ｓ１５）。書込信号はオンからオフに切り替わる。Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は書込信号のオンオフが切り替わると、制御部１０が出力した書込データをＲＡＭ３３のバッファに書込む。書込が完了すると、ｐ６でＸ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は制御部１０に対して書込完了信号のオンオフを切り替える。書込完了信号はオンからオフに切り替わる。

ＣＰＵ１１は書込完了信号のオンオフが切り替わったので（Ｓ１６：ＹＥＳ）、書込完了信号のオンオフ状態をＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ１７）。ＣＰＵ１１はＳ１３に戻る。

ＣＰＵ１１は全書込データの出力が完了していないので（Ｓ１３：ＮＯ）、ｐ７で識別コード３の書込データをＸ軸駆動制御部２１に出力し（Ｓ１４）、ｐ８で書込信号のオンオフを切り替える（Ｓ１５）。書込信号はオフからオンに切り替わる。Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は書込信号のオンオフが切り替わると、制御部１０が出力した書込データをＲＡＭ３３のバッファに書込む。書込が完了すると、ｐ９でＸ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は制御部１０に対して書込完了信号のオンオフを切り替える。書込完了信号はオフからオンに切り替わる。

ＣＰＵ１１は書込完了信号のオンオフが切り替わったので（Ｓ１６：ＹＥＳ）、書込完了信号のオンオフ状態をＲＡＭ１３に記憶する（Ｓ１７）。ＣＰＵ１１はＳ１３に戻る。ＣＰＵ１１は残りの識別コード４〜９及びＡの全書込データを出力するまで（Ｓ１３：ＮＯ）、上記処理を繰り返す（Ｓ１３：ＮＯ、Ｓ１４〜Ｓ１７）。このように、制御部１０は位置制御データのうち最初のデータをＸ軸駆動制御部２１に出力した後は、書込完了信号のオンオフを切り替える毎に、次のデータをＸ軸駆動制御部２１に出力する。つまり、制御部１０は書込信号のオンオフが切り替わる毎に、バッファへの書込データの書込を順次開始できる。

ＣＰＵ１１はｐ１０でＡの書込データを出力した後で（Ｓ１４）、ｐ１１で書込信号のオンオフを切り替えてオフとする（Ｓ１５）。書込信号のオンオフが切り替わると、Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は、制御部１０が出力した書込データをＲＡＭ３３のバッファに書込む。書込が完了すると、ｐ１２で駆動制御部２１のＣＰＵ３１は制御部１０に対して書込完了信号のオンオフを切り替える。書込完了信号はオフからオンに切り替わる。

ＣＰＵ１１は書込完了信号のオンオフが切り替わったので（Ｓ１６：ＹＥＳ）、書込完了信号のオンオフ状態をＲＡＭ１３に記憶する（Ｓ１７）。ＣＰＵ１１はＳ１３に戻る。ＣＰＵ１１は全書込データの出力が完了したので（Ｓ１３：ＹＥＳ）、モード指定信号をＸ軸駆動制御部２１に出力して運転モードを指定する（Ｓ１８）。Ｘ軸駆動制御部２１は書込モードから運転モードに切り替わる。ＣＰＵ１１は停止位置のポイント番号データをＸ軸駆動制御部２１に出力し（Ｓ１９）、ｐ１３でＣＰＵ１１は書込信号のオンオフを切り替える（Ｓ２０）。書込信号はオフからオンに切り替わる。

Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は、運転モードで書込信号のオンオフが切り替わると、制御部１０が出力したポイント番号データに対応する停止位置を不揮発性メモリ３４に記憶する移動テーブルから特定する。Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は特定した停止位置に基づき、Ｘ軸モータ４１に軸移動指令を出力する。Ｘ軸モータ４１の軸移動が完了すると、Ｘ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１は書込完了信号のオンオフを切り替える。書込完了信号はオンからオフに切り替わる。

ＣＰＵ１１は書込完了信号のオンオフが切り替わったので（Ｓ２１：ＹＥＳ）、書込完了信号のオンオフ状態をＲＡＭ１３に記憶する（Ｓ２２）。ＣＰＵ１１は軸移動処理を終了し、図５のメイン処理のＳ１に戻る。ＣＰＵ１１は制御指令が終了指令であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、処理を終了する。

図７と図８を参照し、駆動制御処理を説明する。駆動制御処理はＸ軸駆動制御部２１のＣＰＵ３１が実行する。ＣＰＵ３１は数値制御装置１の起動後、ＲＯＭ３２に記憶した駆動制御プログラムを読み込んで本処理を実行する。先ず、ＣＰＵ３１は書込完了信号を初期化して書込完了信号をオフする（Ｓ３０）。ＣＰＵ３１は書込信号のオンオフが切り替わったか否か判断する（Ｓ３１）。書込信号のオンオフが切り替わるまで（Ｓ３１：ＮＯ）、Ｓ３１に戻ってＣＰＵ３１は待機する。例えばｐ２で書込信号がオフからオンに切り替わった場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、書込信号のオンオフ状態をＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ３２）。

ＣＰＵ３１は書込モードか否か判断する（Ｓ３３）。書込モードである場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、制御部１０が出力した書込データをＲＡＭ３３のバッファに一時記憶する（Ｓ３４）。このように、ＣＰＵ３１は書込信号のオンオフが切り替わるのを契機に、制御部１０が出力した書込データをＲＡＭ３３のバッファに随時記憶するので、従来に比べてバッファに書込を開始するタイミングを速くできる。

ＣＰＵ３１は全書込データを受信したか否か判断する（Ｓ３５）。全書込データを受信していない場合（Ｓ３５：ＮＯ）、ｐ３で書込完了信号のオンオフを切り替える（Ｓ３７）。書込完了信号はオフからオンに切り替わる。ＣＰＵ３１はＳ３１に戻って処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は制御部１０が出力した全書込データを受信した場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、ＲＡＭ３３のバッファに一時記憶した全書込データを不揮発性メモリ３４に記憶する移動テーブル（図示略）に、ポイント番号毎に夫々登録する（Ｓ３６）。

上述のように、制御部１０がＸ軸駆動制御部２１に対して全書込データの出力を完了した場合（図６のＳ１３：ＹＥＳ）、モード運転信号を出力して運転モードを指定し（図６のＳ１８）、ポイント番号データを出力する（図６のＳ１９参照）。

ＣＰＵ３１はモード運転信号に従い運転モードに切り替わっている場合（Ｓ３３：ＮＯ）、不揮発性メモリ３４に記憶する移動テーブルに登録したポイント番号のうち、制御部１０が出力したポイント番号データに対応するポイント番号の位置指定データを特定し、特定した位置指定データに基づき、Ｘ軸モータ４１に軸移動指令を出力する（Ｓ３８）。軸移動指令はパルス信号である。

このように、ＣＰＵ３１はｐ１３で書込信号のオンオフが切り替わったことを契機に（Ｓ３１：ＹＥＳ）、運転モードである場合は（Ｓ３３：ＹＥＳ）、Ｘ軸モータ４１の軸移動を開始する。数値制御装置１は書込完了信号がオフするのを待たずに、Ｘ軸モータ４１の軸移動を開始できる。故に移動テーブルに位置制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間は短縮する。ＣＰＵ３１は軸移動が完了したか否か判断する（Ｓ３９）。軸移動が完了するまで（Ｓ３９：ＮＯ）、Ｓ３９に戻ってＣＰＵ３１は待機する。軸移動が完了した場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は書込完了信号のオンオフを切り替える（Ｓ４０）。ＣＰＵ３１はＳ３１に戻り処理を繰り返す。

以上説明において、図３に示す制御部１０は本発明の上位制御部に相当する。ＲＡＭ３３が有するバッファは本発明のバッファに相当する。不揮発性メモリ３４は本発明のメモリに相当する。駆動制御部２１〜２５は本発明の駆動部に相当する。図６のＳ１４の処理を実行するＣＰＵ１１は本発明のデータ出力手段に相当する。Ｓ１５の処理を実行するＣＰＵ１１は本発明の第一切替手段に相当する。図７のＳ３４の処理を実行するＣＰＵ３１は本発明のデータ書込手段に相当する。Ｓ３７の処理を実行するＣＰＵ３１は本発明の第二切替手段に相当する。Ｓ３６の処理を実行するＣＰＵ３１は本発明の記憶管理手段に相当する。Ｓ３８の処理を実行するＣＰＵ３１は本発明のモータ駆動手段に相当する。

以上説明したように、本実施形態の数値制御装置１は、制御部１０とＸ軸駆動制御部２１を備える。制御部１０はＸ軸駆動制御部２１を制御する。Ｘ軸駆動制御部２１は制御部１０が出力した位置制御データをＲＡＭ３３のバッファに一旦書き込んでから不揮発性メモリ３４に移して記憶し、不揮発性メモリ３４に記憶した位置制御データに基づき、工作機械２のＸ軸モータ４１を駆動する。制御部１０は位置制御データを構成する複数の書込データを、Ｘ軸駆動制御部２１に一つずつ出力する。さらに制御部１０は書込データを出力する毎に、書込信号のオンオフを切り替える。書込信号のオンオフが切り替わると、Ｘ軸駆動制御部２１は書込データのバッファへの書込を実行する。さらにＸ軸駆動制御部２１は書込データのバッファへの書込を完了する毎に、書込完了信号のオンオフを切り替える。制御部１０は位置制御データのうち最初のデータをＸ軸駆動制御部２１に出力した後は、書込完了信号のオンオフを切り替える毎に、次のデータをＸ軸駆動制御部２１に出力する。数値制御装置１は書込信号のオンオフが切り替わる毎に、バッファへの書込データの書込を順次開始できる。故に数値制御装置１はＸ軸駆動制御部２１の不揮発性メモリ３４に位置制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間を短縮できる。

本実施形態ではさらに、位置制御データは位置指定データとポイント指定データとを含む。位置指定データはＸ軸モータ４１の停止位置を指示するデータである。ポイント指定データは位置指定データが指定する停止位置のポイント番号を指定するデータである。Ｘ軸駆動制御部２１の不揮発性メモリ３４は移動テーブルを記憶する。移動テーブルはポイント指定データが指定するポイント番号毎に位置制御データを記憶して管理する。Ｘ軸駆動制御部２１は制御部１０が位置制御データのうちポイント指定データを出力し且つ書込信号のオンオフが切り替わった場合、移動テーブルに登録した位置制御データのうち、ポイント指定データが指定する制御データに基づき、Ｘ軸モータ４１を駆動する。即ち、Ｘ軸駆動制御部２１はポイント指定データを受信し且つ書込信号のオンオフが切り替わったことを契機にＸ軸モータ４１の駆動を開始する。Ｘ軸モータ４１は書込完了信号がオフするのを待たずに駆動を開始できる。故に不揮発性メモリ３４に位置制御データを書き込んで軸移動を開始するまでの処理時間は短縮する。制御部１０はＸ軸モータ４１が駆動を開始して完了しても書込信号のオンオフを切替えない。書込信号のオンオフは位置制御データ更新時とＸ軸モータ４１駆動時のみである。故に制御は簡素化する。

なお本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態は、各駆動制御部２１〜２５はＣＰＵを備える構成としたが、ＣＰＵによって実行される例に限定されず、他の電子部品（例えばＡＳＩＣ）で実行するものでもよい。例えばＦＰＧＡ等の集積回路でもよい。

また上記実施形態では、不揮発性メモリ３４に記憶する移動テーブルは、Ｘ軸モータ４１の停止位置（例えば座標位置（ｍｍ））を指定する位置制御データをポイント番号毎に記憶するが、例えばＸ軸の回転軸を設け、その座標位置（回転角度（°））を指定する位置制御データを記憶してもよい。

１数値制御装置
２工作機械
１０制御部
１１ＣＰＵ
２１Ｘ軸駆動制御部
２２Ｙ軸駆動制御部
２３Ｚ軸駆動制御部
２４主軸駆動制御部
２５マガジン駆動制御部
３１ＣＰＵ
３３ＲＡＭ
３４不揮発性メモリ
４１Ｘ軸モータ

Claims

工作機械の動作を統括制御する上位制御部と、
前記上位制御部が出力した制御データをバッファに一旦書き込んでからメモリに移して記憶し、前記メモリに記憶した前記制御データに基づき、前記工作機械のモータを駆動する駆動部とを備えた数値制御装置において、
前記上位制御部は、
前記制御データを構成する複数のデータを前記駆動部に一つずつ出力するデータ出力手段と、
前記データ出力手段が前記データを前記駆動部に出力する毎に、前記データの前記バッファへの書込状態を示す書込信号のオンオフを切り替える第一切替手段と
を備え、
前記駆動部は、
前記第一切替手段が前記書込信号のオンオフを切り替えた場合、前記データ出力手段が出力した前記データの前記バッファへの書込を実行するデータ書込手段と、
前記データ書込手段が前記データの前記バッファへの書込を完了する毎に、前記バッファへの前記データの書込完了状態を示す書込完了信号のオンオフを切り替える第二切替手段と
を備え、
前記データ出力手段は、前記制御データのうち最初のデータを前記駆動部に出力した後は、前記第二切替手段が前記書込完了信号のオンオフを切り替える毎に、次のデータを前記駆動部に出力することを特徴とする数値制御装置。
前記制御データは、
前記モータの停止位置を指示する位置指定データと、
前記位置指定データが指定する前記停止位置のポイント番号を指定するポイント指定データと
を備え、
前記駆動部は、
前記ポイント指定データが指定する前記ポイント番号毎に、前記制御データを前記メモリに記憶して管理する記憶管理手段と、
前記データ出力手段が前記制御データのうち前記ポイント指定データを出力し、前記第一切替手段が前記書込信号のオンオフを切り替えた場合、前記メモリに記憶した前記制御データのうち、前記ポイント指定データが指定する前記制御データに基づき、前記モータを駆動するモータ駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。