JPH06309019A - 数値制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値制御装置（ＣＮＣ）、プログラマブル・
マシン・コントローラ（ＰＭＣ）及びマン・マシン・コ
ントローラ（ＭＭＣ）からなる数値制御システムにおい
て、マン・マシン・コントローラの側で数値制御装置又
はプログラマブル・マシン・コントローラの中で実行さ
れている特定の事象（イベント）の発生と同期した制御
をすることができるような数値制御システムを提供する
ことを目的とする。 【構成】 数値制御装置１又はプログラマブル・マシン
・コントローラ５にて発生したイベントによってイベン
トの種類を解析するイベント情報解析手段３７と解析さ
れたイベントの発生に対応した処理を実行するイベント
対応処理手段３８とからなる同期動作制御手段を、マン
・マシン・コントローラ３に設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置、プログラ
マブル・マシン・コントローラ及びマン・マシン・コン
トローラからなる数値制御システムに関し、特に数値制
御装置又はプログラマブル・マシン・コントローラでの
動作に同期したプログラムを実行することができるマン
・マシン・コントローラを備えた数値制御システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図５は本発明に係る従来の数値制御シス
テムの概念図である。図において、数値制御装置（以下
ＣＮＣと略記する）１は数値制御システム全体の制御と
サーボモータの制御を実行するものであり、このため、
サーボユニット２が接続されている。図では１個のサー
ボユニット２を表してあるが、実際には軸数に応じたサ
ーボユニットが接続されている。

【０００３】マン・マシン・コントローラ（以下ＭＭＣ
と略記する）３はオペレータと数値制御システムのイン
タフェースとしての機能を果たすもので、このため、Ｍ
ＭＣ３にはＣＲＴと操作キーを有するＣＲＴ／マニュア
ル・データ・インプットユニット（以下ＣＲＴ／ＭＤＩ
ユニットと略記する）４が接続されている。したがっ
て、オペレータはＣＲＴから数値制御システムの状態を
知り、必要なデータを操作キーから入力することができ
る。

【０００４】プログラマブル・マシン・コントローラ
（以下ＰＭＣと略記する）５はＣＮＣ１からのＭ機能信
号（補助機能指令）、Ｓ機能信号（主軸機能指令）、Ｔ
機能信号（工具選択指令）などを受け、工作機械６を制
御する。さらに、工作機械６からの各種のスイッチ等の
信号を受けて、工作機械６の油圧シリンダ等のアクチュ
エイタを制御する。

【０００５】これらのＣＮＣ１、ＭＭＣ３、ＰＭＣ５は
それぞれマイクロプロセッサ構成となっており、相互
に、ウインドウ７ａ、７ｂ及び７ｃで結合されており、
必要な信号の授受を行うことができるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の数
値制御システムにおいては、ＣＮＣ１及びＰＭＣ５は複
雑なシーケンス制御を行うために、それぞれに専用のプ
ロセッサを持っており、一方、ＭＭＣ３もオペレータの
使い易さを向上するするのとＣＮＣ１及びＰＭＣ５での
処理の負担を軽減するため専用のプロセッサを持ってい
る。これにより、機械の制御に係わる部分のＣＮＣ１及
びＰＭＣ５の性能及び信頼性を損なうことなく、より複
雑かつ高度な対話操作、対話プログラミングを可能とし
ている。

【０００７】ところで、ＭＭＣ３は表示装置の画面やキ
ーボードを支配しているので、オペレータに対してかな
りの自由度を持っているが、数値制御システム全体から
見ると、ＣＮＣ１及びＰＭＣ５の付属的な位置付けにあ
る。つまり、ＭＭＣ３がＣＮＣ１及びＰＭＣ５にアクセ
スして情報を得ることはあるが、その逆の機能はなかっ
た。

【０００８】たとえば、ＭＭＣ３がＣＮＣ１のメモリに
格納された現在の位置情報や現在の指令などを取りに行
ったり、ＰＭＣ５の中のラダー変数などの情報を取得す
ることはできるが、ＣＮＣ１又はＰＭＣ５の側からＭＭ
Ｃ３に対して何らかの情報を通知することはなかった。
したがって、ＭＭＣ３は、ＭＭＣ３側からアクセスした
時の情報しか知り得ることができない。そのような情報
を常時監視しようとすると、ＭＭＣ３のプロセッサ３１
はそれに専念しなければならなくなり、時間精度を犠牲
にした間欠的な監視にならざるを得ない。

【０００９】このため、ＣＮＣ１からの情報を元にたと
えば表示装置に工具の加工軌跡を描画しようとすると
き、得られる情報はＭＭＣ３の都合によったある一定時
間毎のものとなる。したがって、この一定時間毎の情報
は、加工速度とほとんど一致しないため、場所によって
は描画精度が極端に変化するというようなことが起きて
くる。

【００１０】また、数値制御システムのユーザー側で、
マクロプログラムを使ってたとえば摩耗状況に応じた工
具の管理をしたいという要求があっても、現在の摩耗を
実時間で知り得る手段がないので、このような要求を実
現することはできない。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ＭＭＣ３の側からＣＮＣ１、ＰＭＣ５の中で
実行されている特定の事象（イベント）の発生を知るこ
とができる、すなわち、ＭＭＣ３とＣＮＣ１及び／又は
ＰＭＣ５とが同期を取って仕事をすることができるよう
な数値制御システムを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、数値制御装置、プログラマブル・マシン
・コントローラ及びマン・マシン・コントローラからな
る数値制御システムにおいて、前記数値制御装置又は前
記プログラマブル・マシン・コントローラにて発生した
イベントによって、同期動作を行う同期動作制御手段
を、前記マン・マシン・コントローラに設けたことを特
徴とする数値制御システムが提供される。

【００１３】

【作用】上記手段によれば、ＭＭＣに設けられた同期動
作制御手段は、予め定めたＣＮＣ又はＰＭＣ内でのイベ
ントの発生に応答して、各種処理が実行される。これに
より、ＭＭＣの側でＣＮＣ又はＰＭＣで起こりつつある
情報を実時間で得られ、ＣＮＣ又はＰＭＣでの動作に同
期した処理を行うことができるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明による数値制御システムを概念的
に示したもので、図中、図５と同一の部分については同
一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００１５】図１において、ＭＭＣ３はイベント情報解
析手段３７とイベント対応処理手段３８とを有してお
り、これらイベント情報解析手段３７及びイベント対応
処理手段３８は同期動作制御手段を構成している。ＣＮ
Ｃ１又はＰＭＣ５の予め定めたイベントの発生はウイン
ドウ７ａ、７ｂを介してＭＭＣ３のまずイベント情報解
析手段３７に通知され、ここでイベントの種類が解析さ
れ、そのイベントに対応した処理がイベント対応処理手
段３８にて実行される。

【００１６】図２は本発明の一実施例である対話形数値
制御システムの構成を示すブロック図である。図におい
て、プロセッサ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、及び不
揮発性メモリ１４はＣＮＣ１を構成し、プロセッサ３
１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、不揮発性メモリ３４、Ｖ
ＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）３５及びグラフィック制御回路
３６はＭＭＣ３を構成し、グラフィック制御回路４１、
切換器４２、表示装置４３、キーボード４４及びソフト
ウエアキー４５はＣＲＴ／ＭＤＩユニット４を構成して
いる。なお、１９はバス、２１は軸制御回路、２２はサ
ーボアンプ、２９はバス、３９はバス、４６は入出力イ
ンタフェースを示している。

【００１７】ＣＮＣ１において、プロセッサ１１はＲＯ
Ｍ１２に格納されたシステムプログラムに従って、数値
制御システム全体を制御する。ＲＯＭ１２にはＥＰＲＯ
ＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡＭ１３はＳ
ＲＡＭが使用され、各種のデータ又は入出力信号が格納
される。不揮発性メモリ１４はバッテリによってバック
アップされたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保持す
べきパラメータ、ピッチ誤差補正量及び工具補正量など
が格納される。

【００１８】軸制御回路２１はプロセッサ１１からの軸
の移動指令を受けて、軸の指令をサーボアンプ２２に出
力する。サーボアンプ２２はこの移動指令を受けて、工
作機械６のサーボモータを駆動する。

【００１９】ＰＭＣ５はＮＣプログラムを実行する際
に、Ｔ機能信号（工具選択指令）などを受け取る。そし
て、これらの信号をシーケンス・プログラムで処理し
て、動作指令として信号を出力し、工作機械６を制御す
る。また、工作機械６から状態信号を受けて、シーケン
ス処理を行って、プロセッサ１１へ必要な入力信号を転
送する。

【００２０】ＭＭＣ３のプロセッサ３１はＲＯＭ３２に
格納された対話処理用のプログラムを実行して、対話形
データの入出力画面に、設定可能な作業又はデータなど
をメニュー形式で表示装置４３に表示する。また、こう
して入力されたデータから加工プログラムを作成すると
ともに、バックグラウンドアニメーションとして、工具
の全体の動作軌跡などを表示する。ＲＯＭ３２には対話
処理用のプログラムの他に、対話形データの入力画面デ
ータなどが格納される。ＲＡＭ３３にはＤＲＡＭなどが
使用され、対話用の各種データなどが格納される。不揮
発性メモリ３４はバッテリによってバックアップされた
ＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保持すべきプログラ
ムデータ及び加工プログラムなどが格納される。ＶＲＡ
Ｍ３５は高速にアクセス可能なＲＡＭであって、不揮発
性メモリ３４にＮＣ文として格納された加工プログラム
に基づき工作機械６の切削シミュレーションを行う際に
アニメーション表示のためのグラフィックデータが格納
される。グラフィック制御回路３６はＶＲＡＭ３５に格
納されたグラフィックデータを表示用の信号に変換して
出力する。

【００２１】ＣＲＴ／ＭＤＩユニット４のグラフィック
制御回路４１はプロセッサ１１などから出力されたディ
ジタル信号を表示用の信号に変換して出力する。切換器
４２はグラフィック制御回路３６又はグラフィック制御
回路４１から出力された表示用の信号を切り換えて表示
装置４３に与える。表示装置４３にはＣＲＴ又は液晶表
示装置が使用される。キーボード４４は必要な図形デー
タ、ＮＣデータを入力する。ソフトウエアキー４５はシ
ステムプログラムなどによって機能が変化する指令キー
である。その機能名称などは表示装置４３の所定の画面
位置に表示される。なお、表示装置４３には、グラフィ
ック制御回路３６からの表示用の信号では、対話用のプ
ロセッサ３１により処理され、作成されたプログラムデ
ータによってバックグラウンドアニメーション表示され
る。同様に、グラフィック制御回路４１からの表示用信
号では、対話形式で加工プログラムを作成していくとき
に、形状及び加工条件等が表示される。

【００２２】入出力インターフェース４６はバス１９に
接続されており、フロッピーディスクドライブ（ＦＤ
Ｄ）、プリンタ、紙テープリーダ（ＰＴＲ）などの外部
機器との間で、ＮＣデータを含むデータの入出力を制御
する。

【００２３】イベント情報解析手段３７及びイベント対
応処理手段３８を使用して、ＭＭＣ３とＣＮＣ１又はＰ
ＭＣ６との間で同期を取る方法として、ユーザーには、
ＭＭＣ３へ組み込まれるプログラムに使用することがで
きるような関数の形で提供される。この関数をたとえ
ば、ｃｎｃ ｅｖｅｎｔ ｗａｉｔとする。この関数を
使ったＣ言語によるコーディングの一例を図３に示す。

【００２４】図３において、関数ｃｎｃ ｅｖｅｎｔ
ｗａｉｔの引き数ＥＶＥＮＴ１及びＥＶＥＮＴ２はどの
ようなイベントを待つのかを指定し、この例では２つの
イベントを論理和（記号｜）で結合してある。これによ
り、イベント１又はイベント２のいずれかの発生を待つ
指令となる。イベント１が発生すると、ｃａｓｅ ＥＶ
ＥＮＴ１以下の行に書かれたイベント１の発生に対する
処理内容８０が実行され、イベント２が発生すると、ｃ
ａｓｅ ＥＶＥＮＴ２以下の行に書かれたイベント２の
発生に対する処理内容８１が実行される。

【００２５】図４はＭＭＣ３におけるプログラム実行中
に関数で設定したイベントが発生した場合のタスク切り
換えの様子を示している。すなわち、第１タスク９０を
実行中に関数を呼ぶと第１タスク９０はここで待ち状態
になってタスクスイッチが起き、ＭＭＣ３のプロセッサ
は別のタスク、ここでは第２タスク９１の実行に回され
る。このように、この関数を呼ぶとイベントが発生する
までタスクが待ちの状態になるが、この間、他のタスク
は動作可能であるため、システムの性能は低下しない。
ここで、ＣＮＣ１側からたとえばイベントＥＶＥＮＴ１
の発生が通知されると、タスクスイッチが起きて待って
いた第１タスク９０が再実行される。

【００２６】これをハードウエアの側から見ると、たと
えばＣＮＣ１にて、何らかのイベントが発生したとする
と、イベントの要因がセットされ、割り込みを発生す
る。この割り込みはＭＭＣ３に送られ、そのオペレーテ
ィングシステムが要因を解析し、待っているタスクがあ
ればタスクのスケジューリングをする。上記の例では第
１タスク９０をレディ状態に戻すことになる。

【００２７】次に、イベントとして、どのようなものが
あるのかを説明する。ＣＮＣ１からのものとしては、補
間指令の分配周期（ＩＴＰ）、前処理のブロック処理終
了、スキップ機能、その他マクロプログラムとの同期な
どがある。

【００２８】補間指令は、たとえば８ミリ秒又は１６ミ
リ秒毎にサーボに対して出されるので、これをＭＭＣ３
に通知する。これにより、ＭＭＣ３側で分配のタイミン
グの情報を実時間で、すなわちＣＮＣ１の動作に同期し
て逐次知ることができるようになる。

【００２９】前処理のところでは、現在分配周期で分配
しているブロックの処理が終了して新しいブロックの処
理が開始したことを通知させることができ、これによ
り、ブロック毎の現在状態を知ることができる。

【００３０】工具の長さを測定する時に使用されるスキ
ップ機能では、スキップ信号が発せられたということを
通知することができ、これにより、工具データを適時更
新することができるようになり、工具の管理などに利用
することができる。

【００３１】マクロプログラムでは、マクロ変数に何ら
かの値を入れておくと、その値によってＭＭＣ３側に通
知されることで、マクロプログラムとＭＭＣ３側とのタ
イミング同期のとれる用途に利用できる。

【００３２】ＰＭＣ５からのものとしては、ラダーの実
行周期の通知がある。これは、実行周期に同期してラダ
ーが１巡したことを通知するものであり、これにより、
従来ＭＭＣ３側で用意していたデータ授受の確認のため
のフラグが不要となり、システムとしてのスループット
が上がることになる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＣＮＣ
１又はＰＭＣ５とＭＭＣ３とで同期が取れるようにした
ので、ユーザーは、ＣＮＣ１又はＰＭＣ５と同期して動
くアプリケーションプログラムを、簡単に作成すること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による数値制御システムを概念的に示し
た図である。

【図２】本発明の一実施例である対話形数値制御システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図３】関数を使ったＣ言語によるコーディングの一例
を示す。

【図４】プログラム実行中に関数で設定したイベントが
発生した場合のタスク切り換えの様子を示した図であ
る。

【図５】従来の数値制御システムの概念図である。

【符号の説明】

１ 数値制御装置（ＣＮＣ） ２ サーボユニット ３ マン・マシン・コントローラ（ＭＭＣ） ４ ＣＲＴ／マニュアル・データ・インプット（ＭＤ
Ｉ）ユニット ５ プログラマブル・マシン・コントローラ（ＰＭＣ） ６ 工作機械 ３７ イベント情報解析手段 ３８ イベント対応処理手段 ８０ 処理内容 ８１ 処理内容 ９０ 第１タスク ９１ 第２タスク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御装置、プログラマブル・マシン
   ・コントローラ及びマン・マシン・コントローラからな
   る数値制御システムにおいて、 前記数値制御装置又は前記プログラマブル・マシン・コ
   ントローラにて発生したイベントによって、同期動作を
   行う同期動作制御手段を、前記マン・マシン・コントロ
   ーラに設けたことを特徴とする数値制御システム。
2. 【請求項２】 前記同期動作制御手段は、イベント情報
   解析手段とイベント対応処理手段とから構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の数値制御システム。
3. 【請求項３】 前記同期動作制御手段は、同期動作を実
   行するための関数によって動作することを特徴とする請
   求項１記載の数値制御システム。
4. 【請求項４】 前記同期動作制御手段は、前記数値制御
   装置又は前記プログラマブル・マシン・コントローラか
   らの割り込みによって、タスクのスケジューリングを行
   うことを特徴とする請求項１記載の数値制御システム。
5. 【請求項５】 前記同期動作制御手段は、前記数値制御
   装置内の分配周期に同期して動作することを特徴とする
   請求項１記載の数値制御システム。
6. 【請求項６】 前記同期動作制御手段は、前記プログラ
   マブル・マシン・コントローラでのラダー実行周期に同
   期して動作することを特徴とする請求項１記載の数値制
   御システム。