JPH01307806A - Ｎｃ工作機械の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 １台以上のＮＣ工作機械を少なくとも含む１台以上の被
制御機器とそれらを統括的に制御するコントローラとか
らなるシステムにおいて、制御の機能をブロック化して
複数の機能ブロックとし、機能ブロックそれぞれに対し
て機能を発現するためにコントローラ内で実行すべき一
連の命令を記述した制御テーブルを設け、所望の制御内
容に応じて機能ブロックを指定する命令が少なくとも１
つ記述された制御ソフトウェアを実行することにより所
望の制御を達成する方式をとることにより、ソフトウェ
ア開発工数を削減し、ソフトウェアのメンテナンスを容
易にする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は１台以上のＮ　Ｃ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）工作機械を少なくとも含む１台以上の被制
御機器とそれらを統括的に制御するコントローラよりな
るシステムにおけるＮＣ工作機械の制御方式に関する。

ＮＣ機械加工のシステムには、ＮＣ工作機械とそれを制
御するコントローラであるホストコンピュータとをオン
ラインで直結し、ホストコンピュータにおいてＮＣプロ
グラムを自動作成し、作成されたＮＣプログラムをＮＣ
工作機械へオンライン転送し、ホストコンピュータ側か
らの指令で自動的に機械加工を開始するＤＮＣ（Ｄｉｒ
ｅｃｔＮＣ）方式をとるものがある。また、それらにロ
ボット、Ｐ　Ｌ　Ｏ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｌｏｇ
ｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の周辺機器を加えて構
成したシステム、さらにはこれを１つの加工セルという
単位として多数の加工セルをさらに上位のコンピュータ
で統括させるシステムであるＦ　Ａ　（Ｆａｃｔｏｒｙ
　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）　　システム、あるいはＦ　
Ｍ　Ｓ　（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉ
ｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）等がある。本発明はこれらのシス
テムにおいて有用なＮＣ工作機械の制御方式について言
及する。

〔従来の技術〕

コントローラ側から行なうＮＣ工作機械およびロボット
、ＰＬＣ等のその関連機器の制御の種類には、前述のよ
うなＮＣプログラム等の制御プログラムの転送および制
御プログラム実行開始の指令の他にも、各機器へ制御ス
テータス情報の出力を要求する制御ステータス情報出力
指令、転送法の複数のＮＣプログ憂ムの中の選択等があ
る。従来これらの制御は接続された信号線のボート番号
、接続された機器の種類、および各機器に固有な送受信
のプロトコルに従って作成された一連の処理プログラム
をコントローラ内の記憶装置に格納し、適宜呼び出して
実行させることにより実現されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような方式においては、作成された処理プログラ
ム内には各機器およびその接続方法に固有なポート番号
あるいは各機器に固有な送受信プロトコルに従った一連
の命令が記述されなければならないのでプログラム作成
作業が煩雑である。

また、プログラムの改良または不具合事項の改善等のた
めにプログラムに修正を加える必要が生じた時、前述の
理由でプログラムが複雑化しているので作業が困難、す
なわちソフトウェアのメンテナンスが容易でない。さら
に同一の機能であるが機種の異なる機器を接続する場合
、例えば他メーカのＮＣ工作機械を接続するような場合
、処理プログラムそのものに手を加える必要が生じ、そ
の作業は前述のように困難性を伴うという問題がある。

したがって本発明の目的は、作成すべき処理プログラム
が簡単な構造となり、したがってソフトウェアの開発工
数が削減できてソフトウェアのメンテナンスも容易であ
り、機種が変わっても処理プログラムそのものに手を加
える必要のないＮＣ工作機械の制御方式を提案すること
にある。

〔課題を解決するだめの手段〕

第１図は本発明のＮＣ工作機械の制御方式を説明するた
めの図である。本方式は１台以上のＮＣ工作機械１４を
少なくとも含む１台以上の被制御機器１４　、１６　、
１８と該被制御機器１４　、１６　、１８を統括的に制
御するコントローラ１２とからなるシステムに適用され
る。

まず、コントローラ１２が被制御機器１４　、１６　。

１８に対して行なう制御を機能的に分類してブロック化
して複数の機能ブロックとし、次に機能ブロックそれぞ
れに対して機能を発現するためにコントローラ１２内で
実行すべき一連の命令を記述した制御テーブル２２をコ
ントローラ１２内に設け、所望の制御を達成すべく作成
する制御ソフトウェア２０にはその制御内容に応じて機
能ブロックを指定する命令を少なくとも１つ記述し、作
成した制御ソフトウェア２０を実行し、機能ブロックを
指定する命令を実行する際には対応する制御テーブル２
２内の一連の命令を実行することにより所望の制御を達
成する。

〔作　用〕

ホード番号、接続の仕方、および装置によって固有なも
のに依存する部分はすべて制御テーブル２２内にまとめ
られているので、制御ソフトウェア２０はこれらを意識
することなく作成することができて開発工数が削減され
、しかも作成された制御ソフトウェアは簡潔で解り易い
構造となるのでソフトウェアのメンテナンスも容易とな
る。また、接続仕様が異なる機器と接続するときには、
制御ソフトウェア２０を変更することなく、制御テーブ
ル２２を変更するか別のものと差し換えるかで容易に対
応することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明のＮＣ工作機械の制御方式が適用される
システムの一例を表わす図である。

本システムは主としてワークの機械加工を行なうＮＣ工
作機械１４３と、未加工ワークを荷受台（図示せず）か
らＮＣ工作機械１４３の所定の位置まで運んでセットす
るロボット１６２とそれらを統括的に制御するセルコン
トローラ１２０とから構成されている。この構成の他に
、ロボット１６２がなくてコントローラ（セルコントロ
ーラ１２０）とＮＣ工作機械１４３とからなる構成、あ
るいは１台のセルコントローラ１２０に複数台のＮＣ工
作機械１４３が接続された構成、あるいは図のようなシ
ステムよりなる加工セルを単位としてその上位に位置す
るホストコンピユー多により多数の加工セルが管理され
るシステム等にも本発明の方式は適用可能である。

第２図のシステムにおいて、ＮＣ工作機械１４３のテー
ブルあるいは工具等を動かすモータはＮＣ装置１４１に
よって精密に位置制御が行なわれ、工具の交換あるいは
主軸の回転制御等の補助的な制御はＤＩ／Ｄｏ信号線３
００、強電盤１４４を介してＰ　Ｍ　Ｃ（Ｐｒｏｇｒａ
ｍａｂｌｅ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）
装置１４２により行なわれる。ロボット１６２はロボッ
ト制御装置１６１により制御される。ＮＣ装置１４１、
ＰＭＣ装置１４２およびロボット制御装置１６１はＲ３
２３２ＣまたはＲ５４２２の規格に基づく通信回線２０
０およびＤＩ／Ｄｏ信号ｖＡ３００で結ばれている。セ
ルコントローラ１２０はＣＰＵ、記憶装置、および入出
力インターフェース等がハスで結ばれたコンピュータで
あって、ＮＣ装置１４１およびロボット制御装置１６１
のためのプログラムを自動作成する機能を有している。

各装置１４Ｌ１４２および１６１　とセルコントローラ
１２０とを接続する信号線のうち通信回線２００は主と
してセルコントローラ１２０で作成されたプログラムの
各装置へのダウンロードあるいは工具情報等の比較的多
量の情報の各装置からのアップロード等の役を担ってお
り、ＤＩ／Ｄｏ信号線３００は加ニブログラムのスター
ト指令（サイクルスタート）のようなリアルタイムで伝
達されるべき情報の受は渡しを担当する。ＰＭＣ装置１
４２とロボット制御装置１６１との間も本発明とは直接
関連しないが、ＤＩ／Ｄｏ信号線３００で相互に結ばれ
ている。

第２図のようなシステムでブロック化すべき機能として
は次のようなものが一例として挙げられる。

（ａ）セルコントローラ１２０からロボット制御装置１
６１へＤＩ／Ｄｏ信号線３００を介して送られるスター
ト信号（サイクルスタート）の送出。

（ｂ）ロボット制御装置１６１からセルコントローラ１
２０へＤＩ／Ｄｏ信号線３００を介して返される終了信
号の待ち及び入力。

（ｃ）セルコントローラ１２０からＮＣ装置１４１へ通
信回線２００を介して送出されるＮＣプログラムのダウ
ンロード。

（ｄ）セルコントローラ１２０からＰＭＣ装置１４２へ
Ｄ　Ｉ／Ｄｏ信号線３００を介して送出されるサイクル
スタート信号の送出。

（ｅ）通信回線２００を介してＮＣ装置１４１からセル
コントローラ１２０ヘアツブロードされる工具情報の受
信。

第３図は本発明の方式における制御テーブル２２の１例
を表わす図であり、（１）欄は前述の（Ｃ）の機能ブロ
ックに、（２）欄は前述の（１の機能ブロックに対応し
ている。

（１）欄について説明すると、ＮＣ装置１４１へのダウ
ンロードには、まず、Ｄｌｌ　　（ディジタル入力１番
のボート）の入力が旧ｇｈであることを確認し、）ｌｉ
ｇｈであれば次のステップへ進み、Ｌｏｗであればアラ
ーム出力とする（ステップ１）。

次にＤｏｌ　（ディジタル出力１番のボート）にＨｉｇ
ｈの信号を出力しくステップ２）、続いてり。

２　（ディジタル出力２番のボート）にＩｌｉｇｈの信
号を出力しくステップ３）　、ＮＣプログラムの転送を
開始する（ステップ４）。

転送の終了はＤＩ２　（ディジタル入力２番のボート）
がＬｏｗになるのを待ち（ステップ５）、Ｌｏｉｎにな
ったら、ＤＯＩ（ディジタル出力１番のボートにＬｏｗ
の信号を出力しくステップ６）、続いてＤ０３　（ディ
ジタル出力３番のボート）にｆｌｉｇｈの信号を出力し
て（ステップ７）処理を終了する（ステップ８）。

これを信号の面から説明すると、Ｄｌｌの旧ｇｈは、Ｎ
Ｃ装置がＲｅｄｙであること、ＤＯＩの出力は、ＮＣの
モード信号ＥＤＩＴを出力することであり、Ｄ○２の出
力は、ＮＣにスタート信号を送出して、プログラムのダ
ウンロードを起動することである。

ＤＩ２のＬｏ−を監視するのは、転送中である信号ＳＴ
Ｌ　（起動中）がＯｆｆになる事を待っためであり、Ｄ
ＯＩのＱｆｆ、ＤＯ３のＯｎは、ＮＣのモードをエデイ
ツトモードから、メモリモードに変更するための処理で
ある。

次に（２）について説明すると、セルコントローラ１２
０からのロボットのサービス動作開始は、まず、ＤＩ３
　　（ディジタル入力３番のボート）の入力が旧ｇｈで
あることを確認し、ｔ（ｉｇｈであれば次のステップへ
進み、Ｌｏ−であればアラーム出力とする（ステップ１
）。次にＤＯ４（ディジタル出力４番のボート）にｌｌ
ｉｇｈの信号を出力しくステップ２）、ロボットのサー
ビス動作を開始する（ステップ３）。

サービス動作の終了はＤＩ４　　（ディジタル出力４番
のボート）が旧ｇｈになるのを待ち（ステップ４）、旧
ｇｈになったら、処理を終了する（ステップ５）。

これを信号の面から説明すると、ＤＩ３のＨｉｇｈは、
ロボットがＲｅａｄｙであること、ＤＯ４の出力は、ロ
ーポットのサービスの起動信号出力であり、ＤＩ４の旧
ｇｈを監視するのは、サービス完了であるＦＩＮ（終了
）がＯｎになる事を待つためである。

第４図は本発明の方式における制御ソフトウェアの一例
を表わす図である。

本図の第（１）欄はＮＣ工作機械１４３とロボット１６
２との協働により自動化された機械加工を達成せしめる
ためにセルコントローラ１２０が実行する制御ソフトウ
ェアの処理手順を表わすフローチャートであって、第（
２）欄はその一部を本発明の制御方式に従って第３図に
例示した制御テーブルに置き換えたものを表わす。

第（１）欄の処理を説明すると、まずＮＣ工作機械１４
３において実行すべきＮＣプログラムをＮＣ工作機械１
４３のＮＣ装ｆｆ１１４１ヘダウンロードしくステップ
ａ　）　、Ｎ　Ｃ装置１４１へ起動をかける（ステップ
ｂ）。これによりＮＣ装置１４１は転送されたＮＣプロ
グラムの実行を開始し、所定の処理を実行した後に未加
工ワークが所定の位置にローディングされるのを待つ。

次にロボット１６２のロボット制御装置１６１に対して
未加工ワークをローディングすべくサービス動作開始の
指令を出力する（ステップＣ）。未加工ワークのローデ
ィングが完了したらＮＣ装置１４１はＮＣプログラムの
実行を再開しそれによりＮＣ工作機械１４３は所定の機
械加工を開始する（ステップｄ）。ワークの加工を完了
したことをセルコントローラ１２０が知ったらロボット
制御装置１６１に対して加工済ワークのアンローディン
グの指令を出力しくステップｅ）、一連の処理が終了す
る（ステップｆ）。

（１）ｍのステップｄを除く各ステップは本発明に係る
制御方式に基づいて第３図に表わされたような制御テー
ブルを例えばサブルーチンコールのような形で指定する
命令に置き換えることができる。第４同第（２）欄はそ
の一例として、ステップａを第３図第（１）欄の制御テ
ーブルを指定する命令（ステップａ　Ｊ　）に、ステッ
プＣを第（２）欄の制御テーブルを指定する命令（ステ
ップｃ’）に置き換えた例を表わしている。

〔発明の効果〕

以上性べてきたように、本発明のＮＣ工作機械の制御方
式によれば、制御ソフトウェアが簡潔で短かくなるので
、ソフトウェアの開発工数が削減され、ソフトウェアの
メンテナンスも容易となる。

また、接続仕様が異なる機器と接続する場合には、制御
テーブルを変更するか別のものと差し換えるだけで制御
ソフトウェアを変更することなく容易に対応することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は本
発明の実施例のシステム構成図、第３図は第１図の制御
テーブル２２の一例を表わす図、 第４図は第１図の制御ソフトウェア２０の一例を表わす
図である。 １２・・・コントローラ、　　　１４・・・ＮＣ工作機
械、１６．１８・・・ＮＣ関連機器、 ２０・・・制御ソフトウェア、２２・・・制御テーブル
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１台のＮＣ工作機械（１４）を有する少
   なくとも１台の被制御機器（１４、１６、１８）と該被
   制御機器（１４、１６、１８）を統括的に制御するコン
   トローラ（１２）とからなるシステムにおけるＮＣ工作
   機械の制御方式において、 該コントローラ（１２）による該制御の機能をブロック
   化して複数の機能ブロックとし、該複数の機能ブロック
   のそれぞれに対して、各該機能ブロックの機能を果すた
   めにコントローラ（１２）内で実行すべき一連の命令を
   記述した制御テーブル（２２）を該コントローラ（１２
   ）内に設け、所望の制御内容に応じて、該機能ブロック
   を指定する命令を少なくとも１つ記述した制御ソフトウ
   ェア（２０）を備え、 コントローラ（１２）内で該制御ソフトウェア（２０）
   を実行し、該機能ブロックを指定する命令を実行する際
   は対応する制御テーブル（２２）内の一連の命令を実行
   することにより所望の制御を行うことを特徴とするＮＣ
   工作機械の制御方式。