JPS5862702A - 数値制御方法 - 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】 本発明は数値制御方法に係り、特に加工中に特定の信号
たとえば工具破損等の異常信号が発生したとさ、該加工
を中断すると共に該特定の信号に応じた数値制御処理ｔ
−夷実行せ、該処理終了後に加工上再開することができ
る数値制御方法に関する。

加工ブロクラムによる加工中において、工具破損等の異
常状態が生じた場合、通常オペノー夕は加工ｖＩＩちに
停止させ、該破損工具ｔワークに当接しないようにして
手動連続送りにより所定の工具交換位置迄移動させ、工
具交換後扉ニブログラムの最初から再度加工を実行し、
或い社工具破損位置へ工具を位置決め後に該位置から加
工を再開していた。しかしながら、か＼る従来の手動を
介在させる方法においては異常状態発生から加工が再開
される迄に相当の時間が必要となるばかりか、操作が煩
雑となり、しかも自動的に上記処理を実行しようとする
と相当のハードウェアが必要となる欠点があった。

恢りて、本発明の目的は加ニブログラムに基いて加工中
に工作嶺械或いは数値制御装置に異常状態が°発生した
とさ、該加ニブログラムに基づいた加工會一時的′に中
断し、異常状態に応じた処理を自動的に実行させ、該異
常状態に応じ次処理終了徐に前記中断し几加ニブ０グラ
ムに基づく加工を自動的に再開させることができる数値
制御方法を提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明に係る数値制御方法の説明図である。＆
！Ｊ中、Ｂ１．Ｂ３．Ｂｓ・・・は指令プログラムによ
る工具通路であり、それぞれ嬉１プ０ツク、第２ブロツ
ク、第５ブロツク・・・・・・・・・・・・の加工指令
データによる工具通路を示している。Ｐｓ（Ｘｓ、Ｚｓ
）。

Ｐｅ（Ｘｅ、Ｚｅ）はそれぞれ第２ブロツクの工具通路
の始点と終点、ｐｂ（ｘｂ、　ｚｂ）は工具破損位置、
Ｐｔ　（Ｘｔ、　Ｚｔ　）は工具交換位置、Ｐｓｈ（Ｘ
ａｈ、　Ｚｖｈ）は工具退避位置である。

さて、指令プログラム（御ニブログラム）に暴いて加工
を行なっている際に、１１ポイン）Ｐｂで工１具が破損
したとする。工具破損という異常事態が発生すれば工具
破損信号が発生し、数値制御装置に入力される。尚、工
具破損信号はたとえば、主軸モータ或いは工具を移動さ
せる送りモータの電機子電流籠會智視するセ／すを設け
、亀慎子電流籠が所定値以上になりたととｔ検出して出
力される。さて、数値制御装置は工具破損信号が入力さ
れ−ば直ちに加工を中断すると共に、以後加ニブログラ
ムによらず別に記憶されているサブプログ２ムの制御下
に置かれる。そして、該サブプログラムにより数値制御
装置は工具破損に応じた処理を行なう。

即ち、第１図を参照するとサブブロクラムにはたとえば
以下の如き■〜■の処理を実行するための命令がプログ
ラムされており、これにより工具破損処理が実行される
。

■退避位置Ｐｓｈの座標計算、 ■退避位置Ｐｓｈへの工具の移動、 ０工具交換位置Ｐｔへの工具の移動、 。エヮ７４、：・′□ｉ・ ■前記退避位置Ｐｓｈへの新工具の移動、■再加工開始
位置（工具破損位置）Ｐｂへの新工具の移動、 ■工具破損ブロックの再加工、 伺、工具を直接工具交換位置へ移動４ｍｔｌ・い理由は
直接工具を移動させると工具がワークに当接する場合が
あるからである。さて、工具破損位置から工具退避位置
迄の逃は量ｍ或いは該逃げ量のＸ軸成分ｍｘ、Ｚ軸成分
ｍ！等退避位置を決定する量は予めメモリに記憶されて
いる。従って工＾が破損して、数値制御装置の内部状態
を退避し、しかる後サブプログラムから後述するリファ
Ｖ／ス点復帰命令Ｇ２８が読出されると次式の演算が実
行されて退避位置Ｐｓｈの座標Ｘｓｈ、Ｚｓｈが求まる
・・・■。

／タル値’ｔ　十ｍｘ、　＋ｍｙとしてパルス分配演算
を行なえば工具線退避位置Ｐｓｈに移動する・・・・・
・・・・・・・■。

一方、工具交換位置Ｐｔ、換言すればリファＶンス点の
座＠　（ｘｔ、　ｚｔ　）は予めメモリに記憶されてい
る。従って、退避位置Ｐ＠ｈＫ到達後次式により Ｘｔ−Ｘｍｈ＝ｊＸ、Ｚｔ−Ｚｓｈ＝ｊＺ　　　・＝・
＠インクリメンタル値ΔＸ、Δｚｔ−求め、該インクリ
メンタル値に基いてパルス分配演算ｔ＊行すれは工具は
工具交換位置Ｐｉへ移動する・・・・・・・・・・・・
・・・■。

工具交換完了後の退避位置Ｐｓｈへの移動はＸ５ｈ−Ｘ
ｔ＝ｊＸ、Ｚｓｈ−Ｚｔ＝ΔＺにより、インクリメンタ
ル値ΔＸ、Δ２を演算し、工具破損位［Ｐｂへの位置決
めは、工具破損時Ｐｂの位置（ｘｂ、ｚｂ）は退避せし
められているから、ｘｂ、ｚｂｙ読み出して Ｘｂ−Ｘｓｈ＝ｊＸ、Ｚｂ−Ｚｓｈ＝ｊＺによりインク
リメンタル１［會求め、骸インクリメ以後、工具破損時
に退避し次数値制御装置の内部状態ｔｍ元させ、中断し
た加ニブログラムによる再加工を行なう・・・・・・・
・・・・・■。

以下は第１図に示すＭ路で工Ａｔ工具交換位置Ｐｔへ移
動させ、工具変換波工具破損位置ｐｂへ新工ＪＬ１１−
位置決めするサブプログラムのプ。グラ五例である。

０９００１　　＊ Ｇ２８　　Ｕｍｘ　Ｗｍｚ　　米 Ｔ　　ｔｎ　　＊ Ｇ２９　　Ｘ　Ｘｂ　　Ｚ　　Ｚｂ　　−）ＦＭ？？ 伺、第１ブロツクにおいて０９００１はナブプログラム
繊別番号であり、第２ブロツクにおいてＧ２８Ｕ・・・
Ｗ・・・は自動リファレンス復帰命令で、アルファベダ
）　Ｕ、　Ｗのあとに逃げ量のＸ軸成分ｍｘ。

Ｙ軸成分ｍｚが挿入されている。この自動リファレンス
点復帰命令が読み取られ−ばに）式の演算を行なって退
避位置座標１求めると共に工具を早送りで退避位置Ｐｓ
ｈ迄移動する。そして退避位置Ｐｓｈに位置決め完了後
に（ロ）式の演算を行なって、工具交換位１１Ｐｔ迄の
各軸イ／りＶ−ノタル譲ｊＸ、Δｚｔ−求め、該インク
リメンタル値に基いてパルス分配演算を行ない早送りで
工具上工具交換位置Ｐｉに位置決めする。又、第５ブロ
ツクの・Ｔｔｎ来は工具交換命令であり、ｔｎによ？新
工具が指示さレル。第４　プ０９　り（１）Ｇ２ｖｘｘ
ｂｚｚｂ米は破損位置復帰命令であり、この命令により
新工具は退避位置Ｐｓｈ１ｒ通って、工具破損位置Ｐｂ
に復帰せしめられる。第５ブロツク５ｙｔｑｑはサブプ
ログラムの終了を示すＭ機能命令でおる。

崗、上記プロゲラ′ム例はサブプログラム実行前に数値
ｔ１１ｒ　ａ　Ｍ置の内部状態會所定のメモリ領域に退
避させ、サブプログラム実行後に該退避した内部状１１
Ａｗ復元させる場合である。そして、この内部状態の退
避及び復元はユーザマクａにより行われる。冑、と＼で
ユーザマクロについて若干説明しておく。

ユーザミクロによればめる一群の命令で構成された機能
會一つの命令で代表させ、その代衆命令だけｔ書くこと
にエリ前記機能を実行させることができる。そして、登
録ンる一群の命令のことをユーザマク０本体とい＼、代
嵌命令會エーザマクロ命令という。従って、第２図に示
すように通常のプロ夛ラムの途中にユーザマクロ命令を
挿入しておくことにより、該ユーザマクロ命令に応じた
機能を実行することができる。

ところで、ユーザマクロの最大の特徴ハ、ユーザマクロ
本体の中で変数が使える仁と、変数間の演算が行なえる
こと、千−ザマクロ命令で変数に実際の値を設定でき“
ることであり、か−る変数はφに続′（変数番号で次の
ように表現される。

φｉ　　（ｉ−１，２，Ｓ、・・・・・・・・・）こ＼
で、変数番号ｉはレジスタＲｉを示し、変数φ蚤はレジ
スタＲ１の内容を表わす。さて、ユーザマクロにおいて
は、 φｉ＝φｊ という命令によりレジスタＲ１の内Ｓｔ−レジスタＲＩ
Ｋ転送することができる。即ち、この命令【用いればレ
ジスタの状Ｓｔ谷易に退避させ、且つ復元することがで
きる。

゛従って、工具破損が生じたとき本実□明においては第
５図に示すようにユーザマクロ命令音用いて所定のメモ
リ領域へＮ（、装置の内部状態を退避させ、又サブプロ
グラムによる処理終了後に：Ｌ−ザマクロ。命令を用い
てＮＯ装置の内部状ａＶ所定のメモリ領域から復元する
ようにしている。

第４図は本発明の実施例を示すブロヴク図であり、図中
ＮＣＭは多数の数値制御データ（ＮＣデータ）から成る
ＮＯプａクラムが記憶されているメインメモ＋７　、　
ＵＭＭＩ工具破損壽の各種異常状態時にこれら異常状態
に応じた所定の処理を実行させる各種サブプログラムが
記憶されたサブメモリ、ＩＣＴは入力制御回路であり、
通常はメインメモリからＮＣデータ七順次読取って後段
の解読回路に出力・するが、工具破損信号ＴＬＢ８等異
常状態信号が発生すると、メインメモリＮＣＭからのＮ
Ｃデータの読取りｔ停止し、サブメモリＵＭＭから異常
状態に応じた所定のサブプログラムを順次読取る。

ＤＥＣは解読回路であり、読取ったＮＣデータｔデコー
ドし、＃ＮＣＮＣブール位置指令（Ｘｅ、　Ｙｅ。

Ｚｅ）、Ｇ機能命令などであれば次段の演算及び制御回
路に出力し、Ｍ、　８．　Ｔ＠能命令であればシーケン
ス回路からなる強電回路を介して機械側に出力する。０
ＰＣＮは演算及び制＃回路でめ９、アブンリ為−トの位
置指令Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅであれば、Ｘｅ−Ｘ＠−＋ΔＸ
、Ｙｅ−Ｙｓ−＋ΔＹ、　Ｚｅ　−Ｚｌ−＋Δ２の演算
【実行してインクリメンタル値ΔＸ６ΔＹ。

Δｚｔ求め、次段のパルス分配器に出力すると共Ｋ、パ
ルス分配器から分、配パルスｘｐ、　ＹＧ’ｓ　ｚｐが
発生する毎に現在位置記憶領域の内＠Ｘａ、Ｙａ。

Ｚａ（初期時Ｘａ＋ｅ＝Ｘｓ、　Ｙａ＝Ｙｓ、　Ｚａｘ
Ｚｓ　）　ｔｌｌＴ。

方向に応じて加減算し、且つ残移動量記憶領域の内容Ｘ
ｍ、Ｙｍ、Ｚｍｔ−１減算すル、又、演５１１ヒ１１１
Ｊ御回路０ＰＣＮはＧ機能命令に応じた樵々の制御を行
なう、　ＰＤＣは同時３軸のパルス分配器、　ＤＭＭは
逃げ量のＸｍ、Ｙ軸成分ｍＸ、ｍＮ、現在位置Ｘｓ。

Ｙａ、　Ｚａ、始点Ｘｓ、　Ｙｓ、　Ｚｓ、終点Ｘｓ、
　Ｙｅ、　Ｚｅ、イアクリメンタル値ΔＸ、ΔＹ、　ｊ
Ｚ、残移動量Ｘｍ、　Ｙｌｌｌ。

Ｚｍ、Ｇ機能命令、補間モード等會記憶するデータメ％
す、Ｘ８Ｕ、ＹＯＵ、Ｚ８Ｕ　はそｔＬぞれＸｍ、Ｙｍ
、Ｚ軸方向の公知のサーボエエッ）　、ＸＭ、　ＹＭ。

ＺＭはＸｍ、Ｙｍ及びＺ動用のＤＣモータである。

８ＭＭは退避メモリであり、工具破損等異常状態が発生
したときデータメモＩＪ　ＤＭＭの記憶内容を記憶する
。　ＳａＣは退避／回復制御回路であり、異常状態の発
生に基いて起動するサブプｏ／？ム中のユーザマクロの
制御でデータメモリＤＭＭの記憶内容【退避メモリ８Ｍ
Ｍに退避させ、又所定の処理終了級に読出されるユーザ
マクロの制御で、退避メモＩＪ　８ＭＭの記憶内容をデ
ータメモリＤＭＭ　Ｋ回復させる。ＰＷＣは機械と数値
制御装置間でのデータの授受會司どる強電回路、ＯＣＤ
は工具破損検出器である。

次に本発明の詳細な説明する。

通常、入力制御回路ＩＣＴはメインメモ９ＮＣＭより１
プａツクづつＮＯデータを読取９該ＮＣデータを演算及
び制御回路０ＰＣＮに入力し骸０ＰＣＮｔ−して数値制
御処理を行なわせ、ワークに所望の加工を施している。

即ち、メインメモリＮＣＭがら読取り次指令がアブンリ
凰−トの位置決めあるいは移動指令（Ｘｅ、　Ｙｅ’、
　Ｚｅ　＞であればこれ’ｉｓ読回路ＤＥＣを介して演
算及び制御回路０ＰＣＮに入力する。

演算及び制御回路０ＰＣＮは（Ｘｅ、　Ｙｅ、　Ｚｅ　
）が入力され＼は、 Ｘｅ−Ｘ５＝ΔＸ、　　但しＸ　ｌ　−Ｘ　息Ｙｅ−Ｙ
ｓ＝ｊＹ　　　但しＹｓｓ＝ＹａＺｅ−Ｚｓ＝ｊＺ　　
　但しＺａ＝Ｚａの演算全実行してイアクリメンタルｉ
ｉｔ求め、その演算結果（イアクリメンタル値ΔＸ、Δ
Ｙ、）Ｚ）をパルス分配器ＰＤＣに人、力すると共に、
始点Ｘｓ。

Ｙｓ、　Ｚｓ及び指令され次層点座標Ｘｅ、　Ｙｅ、　
Ｚｅ並びに前記インクリメンタル値ΔＸ、ΔＹ、Δｚｖ
ｔメモＩ）　ＤＭＭに記憶させ、且つメモリ中の残移動
量記憶領域にΔＸ、ｊＹ、ΔＺ　ｆ　セ９トする（Ｘｍ
＝ｊＸ。

Ｙｍ＝ｊＹ、　Ｚｍ＝Δ２＞。

パルス分配器ＰＤＣはイ／クリメ／タル値−Ｘ。

ΔＹ、Δ２が与えられ＼ば直ちＫ　パルス分配演算【実
行する。こ−のパルス分配演算によＱ分配パルスｘｐ、
　Ｙｐ、　ｚｐが分配され＼ばこれらはナーボ二ニｑ　
）　ＸＳＵ、　Ｙ８Ｕ、　Ｚ８Ｕ　Ｋ与Ｌ　ラｔＬ各ｆ
ｍｆ’）　Ｌ）　Ｃ−ｖ：　−タＸＭ、　ＹＭ、　ＺＭ
　ｔ−駆動し、工具ｋしてプａ　／　５　Ａ通路上を移
動せしめる。これと同時に各分配パルスＸｐ、　Ｙｐ、
　Ｚｐは演算及び制御回路０ＰＣＮに入力される。これ
により該演算及び制御回路０ＰＣＮはＸｍ−１−＋Ｘｍ
、　Ｙｍ−１−＋Ｙｍ、　Ｚｍ−１−＋Ｚｍ及び Ｘａ±１−＋Ｘａ、Ｙａ±１−＋Ｙａ、Ｚａ±１−＋Ｚ
ａの演算を実行して現、布位置（Ｘａ、　Ｙａ、　Ｚａ
）記憶領域並びに残移動量（Ｘｍ、　Ｙｍ、　Ｚｍ＞記
憶領域の内容【更新する。伺、上式中符号は移動方向に
依存する。そして、Ｘｍ＝０．Ｙｍ＝Ｏ，Ｚｍ＝Ｏにな
れば）＜ルス分配器ＰＤＣにパルス分配停止信号ＰＤＩ
（＝１１１１）ｔ−出力し、又次のＮＣデータ読取り信
号Ｒ８Ｔ１発生し入力制御回路ＩＣＴ　ＩＩ−して次の
一夕七Ｉｌ！取らす。

又、ＮＣデープから読出された加工データがＭ。

８、　Ｔ機能命令であれば、人力制御回路ＩＣＴはこれ
′ｇｌ：ｇ！Ａ亀−路Ｐ冑（４−介して機械−１に出力
し、機械側からこのＭ、　８．　Ｔ　＠能命令に基づく
機械動作を完了したという信号ＦＩＮが上れば次のブロ
ックの加工データを読出丁。以上の如−加工中に、たと
えは工具が破損し丸とすれは、この工具破損社工具破損
検出器０ＣＬ）により検出される。、そして工具破損信
号ＴＬＢ８が強電回路ＰＷＣを介して入力制御回路ＩＣ
Ｔ及び演算及び制御回路０ＰＣＮに入力される。

仁れにより演算及び制御回路０ＰＣＮはパルス分配器Ｐ
ＤＣにパルス分配停止信号ＰＤＩｉ、出力し、又入力制
御回路ＩＣＴは直ちに工具破損信号ＴＬＢ８に応じ次工
具破損処理用のサブプログラム會サブメモリＵＭＭから
選択し、該サブプログラムの命令ｔ１ステップづつ読出
し、解読回路ＤＥＣを介して演算及び制御回路０ＰＣＮ
に入力する。さて、サブプログラムの先１１にはＮＣ装
置の内部状態退避用のユーザマクロ命令が挿入されてい
るため、演算及び制御回路０ＰＣＮは該ユーザマクロ命
令に１９退避／回復制御回路５ＲＣ１−制御しデータメ
モリＤＭＭのＰｇ容を退避メモリ８ＭＭに退避させる。

そして、データメモリＤＭＭの内！！會退最後、サブプ
ログラムから工具破損処理データが１ステツプづつ読出
されると、演算及び制御回路０ＰＣＮは、退避位置Ｐｓ
ｂの座標（Ｘｓｈ、　Ｙｓｈ、　Ｚｓｈ）　Ｖｔ演算し
、逃げ量の各軸成分 ｍｘ　（＝Ｘｓ　ｈ　−Ｘｂ　）　、　ｍｙ　（＝Ｙｓ
　ｈ−Ｙｂ　）、　ｍｓ　（ｘＺｓｈ−Ｚｂ）會インク
リメンタル値ｊｘ、ΔＹ、Δｚとしてノ（ルス分配器Ｐ
ＤＣに出力すると共に、退避位置（Ｘｓｈ。

Ｙａｋ、　Ｚｓｈ　）　１１−ｆ　−ｆｉ　メモリＤＭ
Ｍノ所定ＩＩ域ＫＩＩｅ憶させる。パルス分配器ＰＤＣ
Ｊｄ　ｍｘ、　ｍｙ、　ｍｓが与えられ、且つパルス分
配停止信号が解除（Ｐｌ）Ｉ−％（１＃）されるとパル
ス分配演算を開始する。ノくルス分配器ＰＤＣからｍｘ
、ｍｙ、ｍｚに相当する数の分配パルスｘｐ、　Ｙｐ、
　ｚｐが出力されれば演算及び制御回路０ＰＣＮよりパ
ルス分配停止信号ＰＤＩが出力されパルス分配演算が終
了する。そして、このとき、工具は退避位置Ｐｓｈへの
退避を完了する。以侵、工具交換位置Ｐｔへの位置決め
工具交換、退避位置Ｐｓｈへの新工具の位置決め、工具
破損位置Ｐ「への新工具の位置決め等が次旬とサブプロ
グラムからの指令により実行され、最終的に新工具は工
具破損位置Ｐｒに位置決めされる。

しかる後、サブプログラムからは、ＮＣ装置の内：、・
・１ 部状態を退避メモリ８ＭＭ＄６データメモリＤＭＭに復
元嘔せるユーザマクロ命令が読出される。演算及び制御
回路０ＰＣＮは骸ユーザマクロ命令により退避／回復制
御回路８ＲＣｙ制御し退避メモ１７８ＭＭに退避され、
ているＮＣ装置の内部状１Ｉｔ−データメモリＤＭＭに
復元する。そして、最後にサブプログラムの終り°を示
すＭ機能命令Ｍ９？が読取られ＼ば、演算及び制御回路
０ＰＣＮはΔＸ、ノＹ、Δｚｔ−パルス分配器ＰＤＣに
入力し、工具破損位置からの再加工′に開始する。

以上、本発明によれば加ニブａグラ＾とサブプログラム
の両者を記憶媒体に記憶させておき、加ニブログラムに
よる加工中に工具破損等の異常状態が発生すればサブプ
ログラムを読出し、該サブプログラムによる制御で異常
状１１４６理會自動的に実行するようにしたから、異常
状態処理時間の短縮、オペレータ操作の簡略化が図れ、
加工効率會著しく高めることかでｆ！た。ｌ！に付加的
なＩ・−ドウエアｔそれほど必要としないため安価な自
動化または無人化システム’ｒ＊現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る数値制御方法説明図、第２図はニ
ーず實りａ説明図、第３図は数値制御装置の内部状態を
退避／復元するプログラム例、第４図は本発明の実施ガ
フｃＩｖり図である。 ＮＣＭ・・・メインメモリ、ＵＭＭ・・・サブメモリ、
　ＩＣＴ・・・入力制御回路、０ＦＯＮ・・・演算及び
ｆｌｌｊ御回路、ＰＤＣ・・・パルス分配器、ＤＭＭ・
・・データメモリ、８ＭＭ・・・退避メモリ、８ｆＬＣ
・・・退避／＠復制御４１ＴＥＡ路、ＯＣＤ・・・工具
破損検出器 特許出願人　　富士通ファナック株式会社代理人　弁理
士　　辻　　　　　　實 （９Ｓ２名） 第７図 ノＰｔ（Ｘｔ、々〕 ／／／ 第２図 第３哩

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ＩＩ　　加ニブログラムに基いてワークに所望の加工
   を施す数値制御方法において、加ニブログラムによる数
   値制御加工中に特定の信号が発生し九とき数値制御装置
   をして骸特定の信号に応じ大処理を実行させるサブプロ
   グラムを予めメモリに配ｔさせておき、帥記特定の信号
   が発生したとき数値制御装置の内部状ａｔ−所定のメモ
   リ領域に退避させ、ついで前記サブプログラムに慕いた
   処理ｔａ籠副制御装置実行させ、サブプログラムによる
   処理終了ｖｋＫ前記退避した数値制御装置の内部状態を
   復元させ、しかる後中断した加工ブロクラムの数値制御
   処理を再開することｔ−特徴とする数値制御方法。