JPH0895622A - 数値制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値制御装置内における機械の現在位置デー
タの妥当性を随時チェックして、誤切削などを未然に防
止する。 【構成】 加工中の機械位置データを現在値レジスタ手
段１７に常に保持する。機械側には機械１６が所定位置
に達したとき検出信号を出力するセンサ手段２０を取り
付け、この位置の機械位置データをパラメータ記憶手段
１９に保持しておく。センサ手段２０から検出信号を受
けると、比較手段１８が現在値レジスタ手段１７内のデ
ータとパラメータ記憶手段１９内のデータとを比較して
これらデータの差が許容範囲内にないとき誤り信号を出
力し、機械１６の自動運転を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御方式に関し、特
に数値制御装置内部の機械位置データの妥当性をチェッ
クする数値制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御装置内の機械位置に関す
る内部データは、電源投入後に行われるリファレンス点
復帰のときに、機械側から位置データの信号を取得して
おり、この取得は基本的には電源投入時に１回だけ行わ
れている。それ以降は特に機械側から信号を取得するこ
とはなく、基本的に、数値制御装置内の内部データのチ
ェックはしていない。

【０００３】唯一行っているのは、プログラム命令の中
に高速原点復帰（準備機能のＧ２８）というのがあり、
その指令があると数値制御装置の内部データ、具体的に
は装置内にあるリファレンスカウンタがリファレンス点
では必ずゼロにならなければいけないが、それがゼロに
なったという、単なる内部データのチェックだけであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、たとえば数値
制御されているサーボモータからの回転位置を表すフィ
ードバック信号が位置センサの不具合により正しい値を
返してこないという場合には、数値制御装置内の内部デ
ータと実際の機械の現在位置とがずれてくることがあ
る。データの誤りが微小であっても、結局は、切込量な
どすべてがずれてくることになるので、ワークを無駄に
したり、最悪の場合、機械を破損してしまうことがある
という問題点があった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、実際の機械の現在位置データの妥当性を常に
チェックする数値制御方式を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【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、数値制御装置によって機械位置を制御す
る数値制御方式において、数値制御装置内部の機械位置
データを保持している現在値レジスタ手段と、機械側に
設置されて機械が所定位置に達したとき検出信号を出力
するセンサ手段と、機械の前記所定位置に相当する機械
位置データを保持するパラメータ記憶手段と、前記セン
サ手段から前記検出信号を受けたとき前記現在値レジス
タ手段のデータと前記パラメータ記憶手段のデータとを
比較してこれらデータの差が許容範囲内にないとき誤り
信号を出力する比較手段と、を備えていることを特徴と
する数値制御方式が提供される。

【０００７】

【作用】上述の手段によれば、機械が所定位置に来る度
にセンサ手段は検出信号を出力する。数値制御装置はそ
の検出信号を受けると、比較手段により現在値レジスタ
手段の機械位置データとパラメータ記憶手段に設定され
た所定位置におけるデータとを比較する。両データの差
があらかじめ設定された許容範囲内にないときには誤り
信号を出力し、機械の自動運転を停止する。

【０００８】

【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は本発明の数値制御方式の構成を示す図で
ある。この図によれば、加工プログラムを解読する前処
理手段１１と、解読されたデータを刻々の位置データに
する補間手段１２と、その位置データに従った動作を実
現する軸制御手段１３、サーボアンプ１４及びサーボモ
ータ１５と、このサーボモータ１５によって駆動される
機械１６とが示されている。補間手段１２の出力には、
現在値レジスタ手段１７が接続されており、その出力は
比較手段１８の比較入力の一方に接続されている。比較
手段１８の比較入力の他方には、パラメータ記憶手段１
９の出力が接続されている。比較手段１８の制御入力に
は、機械１６に取り付けられたセンサ手段２０の出力が
接続されている。

【０００９】現在値レジスタ手段１７には、補間手段１
２の出力信号を受けて数値制御装置が制御しようとして
いる機械位置データを保持している。一方、パラメータ
記憶手段１９には、機械１６が所定位置に達したときの
機械位置データを保持している。機械１６が所定位置に
達すると、センサ手段２０は検出信号、たとえばＯＮ信
号を出し、このＯＮ信号は比較手段１８に入力される。
すると、比較手段１８は、現在値レジスタ手段１７に入
っている機械位置データとパラメータ記憶手段１９に入
っている機械位置データとを比較し、これらデータの差
が許容範囲内にあるかどうかを調べる。もし、両者の位
置データの差が許容範囲内にないときには誤り信号を出
力する。この誤り信号は数値制御装置の自動運転を停止
させる信号又はアラームを出す信号として使用される。

【００１０】図２は本発明の数値制御方式の作用を示す
フローチャートである。このフローチャートによれば、
通常は、自動運転を実行していて、センサ手段２０から
の検出信号を常に監視している（ステップＳ１）。ここ
で、機械１６が所定位置になくセンサ手段２０からの信
号がＯＮでなければ、通常の自動運転を実行している
（ステップＳ２）。機械１６が所定位置に達してセンサ
手段２０からの信号がＯＮになると、そのときの数値制
御装置内部の位置データ、すなわち、現在値レジスタ手
段１７に入っている機械位置データと、センサ手段２０
の取り付け位置に基づく位置データ、すなわち、パラメ
ータ記憶手段１９に入っているパラメータの値とを比較
する（ステップＳ３）。機械１６が所定位置に達したと
きの内部の位置データには、ある程度の誤差は含まれる
が、その誤差が許容範囲内であるかどうか、たとえば誤
差が１０ミクロン以内にあるかどうかが判断される（ス
テップＳ４）。この判断の結果、誤差が許容範囲内であ
れば、そのまま自動運転を継続する。もし、誤差が許容
範囲を外れると、アラームとなり、自動運転を停止する
（ステップＳ５）。

【００１１】図３はセンサの機械への取り付け例を示す
図である。この図において、３１はＸ軸方向に位置制御
されるテーブル、３２はＹ軸方向に位置制御されるテー
ブルを示している。テーブル３１の上にはワーク３３が
載置され、さらにその上方に工具３４が設けられてい
る。テーブル３１のＹ軸方向の一方の端面には、発磁体
３５が埋め込まれ又は貼付されている。また、この発磁
体３５が発する磁気を検出するための磁気センサ３６が
テーブル３２に搭載されている。磁気センサ３６は、テ
ーブル３１が所定位置にあるとき、発磁体３５と対向す
るような位置にあり、テーブル３１がその所定位置を通
過する度に、ＯＮ信号を出力する。

【００１２】この所定位置のデータはパラメータ記憶手
段１９に設定されるが、そのパラメータの値の設定方法
について説明する。機械１６を作るときに、発磁体３５
及び磁気センサ３６がテーブル３１、３２に取り付けら
れる。電源投入後、原点復帰をすることにより機械座標
系が確立されるので、その位置からテーブル３１をＸ軸
方向に手動ハンドルで送っていく。このとき、磁気セン
サ３６の出力はたとえばシンクロスコープでモニタして
いる。ここで、テーブル３１に取り付けられた発磁体３
５が磁気センサ３６を横切ると、磁気センサ３６の出力
が大きく変化するので、これをシンクロスコープで確認
し、その時のＸ軸方向の位置を数値制御装置の位置表示
の画面にて読み取り、その機械座標系の位置データをパ
ラメータ記憶手段１９に設定する。

【００１３】図４は加工プログラムの例を示す図であ
る。このプログラムＰの例によれば、最初に、シーケン
ス番号１番のブロックでは、「Ｇ２８」で原点復帰を命
令して原点に位置決めをし、「Ｇ９１」でインクリメン
タル指令をする。２番のブロックでは、「Ｇ００」及び
「Ｇ９０」の早送り及び絶対値指令でＸ，Ｙ，Ｚ軸の座
標の指定された位置に位置決めする。３番のブロック
で、工具番号０１の工具を選択する指令「Ｔ０１」が出
される。４番のブロックでは、「Ｓ１０００」で主軸の
回転数「Ｍ０３」で主軸時計方向回転が指令される。

【００１４】５番のブロックからは実際の加工が指令さ
れる。直線補間の指令「Ｇ０１」により、先に位置決め
された現在位置Ｘ−２００からＸ２００の位置まで速度
１０００で真っ直ぐ移動する。Ｘ２００まで移動する
と、今度は６番のブロックにて現在位置Ｙ２００からＹ
軸方向に５ｍｍだけ移動する。次のブロックでは同じよ
うに、Ｘ−２００まで移動し、さらに次のブロックでＹ
軸方向に５ｍｍだけ移動する、という指令を出してい
る。これにより、ワーク３３はＹ軸方向に５ｍｍずつ移
動しながらＸ軸方向に往復移動することになる。

【００１５】ここで、発磁体３５が磁気センサ３６を横
切る位置はたとえばＸ１００．０００であると仮定する
と、５番及び７番のブロックの実行中にその位置で、発
磁体３５は磁気センサ３６を横切ることになる。このと
き、磁気センサ３６はＯＮ信号を出力し、数値制御装置
ではその時の機械位置データとパラメータ記憶手段１９
に設定された値「１００．０００」とを比較して、数値
制御装置内の機械位置データのチェックを行う。

【００１６】図５は本発明を実施するためのハードウェ
アの概略構成を示す図である。図において、数値制御装
置４０は基本スロット５０と拡張スロット６０とから構
成されている。

【００１７】基本スロット５０のプロセッサ（ＣＰＵ）
５１は、数値制御装置４０の基本機能を制御する。読み
取り専用記憶装置（ＲＯＭ）５２にはシステム制御用プ
ログラムが格納されている。ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）５３には加工プログラム、加工時の機械位置
データ、ワークの形状データなどが格納されている。表
示装置５４には、ＣＲＴや液晶表示装置が使用され、標
準メッセージや任意メッセージが表示される。ビデオＲ
ＡＭ５５には、表示装置５４に表示するための画像デー
タが格納されている。操作キー５６は任意メッセージの
入力や、任意メッセージを登録する際のメッセージ番号
の指定に使用する。また、操作キー５６の一つに任意メ
ッセージを対応させることもできる。バッテリ７０によ
ってバックアップされた不揮発性ＲＡＭ５７にはセンサ
が取り付けられた機械の位置を表す値として設定された
パラメータ、任意メッセージ、長期間保存が必要な各種
パラメータなどを格納している。

【００１８】拡張スロット６０の各スロット位置には、
プログラマブルマシンコントローラ（ＰＭＣ）６１、軸
制御回路６２、６３、６４、主軸制御回路６５、磁気セ
ンサ３６の検出信号を取り込む入力回路６６、及び通信
制御回路等のプリント板６７が挿入されている。このプ
リント板６７の例としては、外部との通信を高速に行う
リモートバッファや、米電子工業会（ＥＩＡ）が定めた
データ交換のためのインターフェース規格であるＲＳ−
２３２Ｃのインターフェースなどがある。

【００１９】プログラマブルマシンコントローラ６１
は、ラダー形式で形成されたシーケンスプログラムで機
械側を制御する。このプログラマブルマシンコントロー
ラ６１には入出力回路（Ｉ／Ｏ）８１が接続され、更に
は入出力回路８１に強電盤あるいは操作盤を含む機械制
御回路９１が接続されている。軸制御回路６２、６３、
６４には、それぞれサーボアンプ８２、８３、８４が接
続され、サーボモータ９２、９３、９４を駆動する。主
軸制御回路６５には、スピンドルアンプ８５が接続さ
れ、スピンドルモータ９５を駆動する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、プログ
ラマが特に意識することなく数値制御装置内の機械位置
データを随時チェックしている。このため、万一位置デ
ータに誤りが発生した場合でも、誤りの検出が早期にで
き、誤切削などを最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御方式の構成を示す図である。

【図２】本発明の数値制御方式の作用を示すフローチャ
ートである。

【図３】センサの機械への取り付け例を示す図である。

【図４】加工プログラムの例を示す図である。

【図５】本発明を実施するためのハードウェアの概略構
成を示す図である。

【符号の説明】

１１ 前処理手段 １２ 補間手段 １３ 軸制御手段 １４ サーボアンプ １５ サーボモータ １６ 機械 １７ 現在値レジスタ手段 １８ 比較手段 １９ パラメータ記憶手段 ２０ センサ手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御装置によって機械位置を制御す
   る数値制御方式において、 数値制御装置内部の機械位置データを保持している現在
   値レジスタ手段と、 機械側に設置されて機械が所定位置に達したとき検出信
   号を出力するセンサ手段と、 機械の前記所定位置に相当する機械位置データを保持す
   るパラメータ記憶手段と、 前記センサ手段から前記検出信号を受けたとき前記現在
   値レジスタ手段のデータと前記パラメータ記憶手段のデ
   ータとを比較してこれらデータの差が許容範囲内にない
   とき誤り信号を出力する比較手段と、 を備えていることを特徴とする数値制御方式。
2. 【請求項２】 前記現在値レジスタ手段は、補間手段か
   ら軸制御手段へ供給される位置データを受けて保持する
   ことを特徴とする請求項１記載の数値制御方式。
3. 【請求項３】 前記センサ手段は、機械が前記所定位置
   を通過するときに発磁体と対向する機械位置に設置され
   ている磁気センサであることを特徴とする請求項１記載
   の数値制御方式。
4. 【請求項４】 前記誤り信号は、機械停止信号とするこ
   とを特徴とする請求項１記載の数値制御方式。
5. 【請求項５】 前記誤り信号は、アラーム信号とするこ
   とを特徴とする請求項１記載の数値制御方式。