JPS62236005A - 数値制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は工作機械等を制御するための数値制御装置に係
り、特にサーボ位置制御の他に各種のシーケンス制御を
も行なう必要のある機械を制御するに好適な数値制御装
置に関する。

〔発明の背景〕

工作機械等の数値制御装置（ＮＣ装置）は、最近ではほ
とんどのものがコンピュータを搭載し。

コンピュータ数値制御装置Ｉ￥（以後、ＣＮＣ装置と略
記する）としての構成を有している。特公昭５７−１１
１６０７号公報にその例を見る。この例に限らず。

従来ＣＮＣ装置においては、主コンピユータがハードワ
イヤド論理回路を直接ないしはバスを介し。

制御していた。

ここでサーボ制御にマイクロコントローラが適用された
従来の数値制御装置を第２図に基づいて説明する。第２
図において、フロッピディスクあるいは紙テープを記憶
媒体とした数値データは、フロッピディスクドライブ装
置（ＦＤＤ）　１４０゜紙テープ読取装置（ＰＴＲ）１
５０より読込まれ、ＣＰＵからなる主プロセッサ−００
内のメモリ（ＭＭ）１０１に格納される。キーボード（
ＫＹＢ）１０６により動作開始が指示されると、主プロ
セッサ！００は移動指令情報を、シリアル転送ユニット
（ＳＴＵ）１０４を介してＭＰＵからなるプロセッサ１
０７以下のサーボ部に与える。プロセッサー０７は、移
動指令を受けると、それを演算処理してパルス分配回路
（ＰＵＤ）１０８に与える。パルス分配回路１０ｇは。

たとえば１パルスが１μ腸の移動を意味する直列パルス
例を発生し、被制御機械である工作機械（図示せず）の
Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸について位置制御する位置制御回路１１
０．１２０．１３０に与える。

以下、各軸はそれぞれ同様に動作するので、ここではサ
ーボモーター１２で駆動される１軸につい１）。

て説明する。レゾルバ（Ｒｅ　）　１　ｔ４で検出され
た位置とパルス分配回路１０８から与えられたパルス列
より作られた指令位置が位置制御回路（ｓｖｃｘ）１１
０で比較され、その差（位置偏差）が増幅されて速度制
御アンプ（ＡＭＰ）ｉｌｌに与えられる。

このアンプ１１１は与えられた位置偏差信号と速度検出
器、ここではタコ・ジェネレータ（ＴＧＨ１３よりの速
度帰還信号に応じ、モータ１１２を駆動するもので、こ
れによりモータ１１２で駆動される軸について位置制御
がなされる。表示装置（ＤＳＰ）１０５は、読込んだ数
値データの表示、現在位置の表示等々に用いられる。

なお、移動可能範囲外への逸脱や機械原点等を検出する
ためのリミットスイッチや、主軸スピンドルのオンオフ
信号等の接点入出力信号のシーケンス処理は、図示しな
いリレー回路やプロセッサ１０７の制御により行なって
いた。

ところで最近は、無人運転時間増大等の生産性向上の要
求から、工作機械に自動工具交換装置や自動ワーク交換
装置等が取付けられ、ますます複雑なシーケンス処理を
行なう必要が生じてきた。

従来、これらのシーケンス処理は、■専用論理回路を設
ける。■シーケンスと称するシーケンス処理専用のコン
ピュータ装置を用いる。■ＣＮＣ装置内のコンピュータ
によってシーケンス処理を行なう１等の方法により行な
われている。

しかしながら上記■は回路規模増大と処理内容の変更が
容易でないという問題点を有し、■はＮＣ装置とシーケ
ンサ間でデータ転送を行なうが、転送速度や転送内容に
制約を生じるという問題点があり、さらに高価になりが
ちである。■は。

ＣＮＣ装置内のコンピュータのソフトをそれぞれ専用に
開発する方法の他に、最近ではマクロと称する、シーケ
ンス処理手順を与えることのできる一種の高級言語をＣ
ＮＣ装置が解釈実行することができ、シーケンスの変更
はマクロの変更で行なうことのできるＣＮＣ装置が市販
されている。しかし前者は、シーケンス変更がソフト全
体の変更に及びがちであるという問題点を有し、後者は
、マクロの解釈実行が前記コンピュータにとり大きな負
担となって装置全体の処理速度、ひいては機械全体の動
作速度が制限されるという問題点を持っていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、サーボ制御とともに、複雑なシーケン
ス制御を行うことができ、処理内容の変更、特にシーケ
ンス制御の変更に容易に対処でき、かつサーボ制御部と
シーケンス制御部とが密接な連絡を取合ってそれぞれの
制御を行なうことにより被制御機械の総合動作速度の向
上が可能で、しかも安価な数値制御装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明装置は、主プロセッサ、サーボプロセッサ、シー
ケンスプロセッサをそれぞれ設け、それらを並列的に非
同期で動作させて総括、サーボ及びシーケンスの各制御
を行なわさせ、さらに上記各プロセッサが接続された同
じバス上に共通メモリを設け、それぞれのプロセッサが
自立的に上記共通メモリへデータを書込みあるいは読出
すことにより各プロセッサ間の協調動作を可能とするこ
とによって上述目的を達成するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明による数値制御装置の一実施例を示すブロック
図で１図中１は共通バスである。

この共通バス１に主プロセッサ１００以下の各機能を分
担する回路基板が接続されている。主プロセッサｌＯＯ
が直接制御を行なうのは１表示装置１０５゜キーボード
１０６、フロッピディスクドライブ装置１４０および紙
テープ読取装置１５０であり、それぞれ各制御回路１１
．１２．１０２．１０３を介して制御が行なわれる。こ
のように主プロセッサ１００は１表示装置１０５．キー
ボード１０６、フロッピディスクドライブ装置１４０お
よび紙テープ読取装￥１１５０を制御してＮＣデータや
コマンドの入力および表示出力処理、ＮＣデータの解析
処理１編集処理等を行ない、また、必要なデータを共通
メモリ２に書込みあるいは共通メモリ２より読込みする
。共通メモリ２は主プロセッサｌＯＯの他、サーボプロ
セッサ３およびシーケンスプロセッサ５からも書込み、
読出しが行なえるメモリである。

サーボプロセッサ３は共通メモリ２を介して。

主プロセッサ１より与えられたデータに従ってリアルタ
イムのサーボ制御を行なうものであって、サンプリング
タイムと呼ばれる微小時間Δを毎の目標点座標の発生演
算をするとともに、カウンタｌＯに表示された現在座標
値を読取って、前記目標点座標との差分を演算し、所定
の倍数（定数）を掛けて速度指令信号となし、サーボド
ライバＩＩＩＡへ出力する０本例では、上述処理をサー
ボプロセッサ３にて被制御機械（図示せず）の３軸分実
行する。

前記速度指令信号はサーボインターフェイス回路４内に
て並直変換がなされ、直列信号としてサーボドライバＩ
ＩＩＡへ転送される。サーボドライバＩＩＩＡへ転送さ
れた直列信号は、ここで並列信号にもどされ、転送前、
直列信号に付加された軸指定データに基づきそれぞれの
軸毎に設けられたレジスタ（図示せず）にメモリされ、
さらにＤ／Ａ変換器（図示せず）によりアナログ信号に
変換後、増幅されてサーボモータ１１２．１２２．１３
２に与えられ、それらを駆動する。

ここで従来装置と比較すると、サーボプロセッサ３は第
１図のプロセッサ１０７、パルス分配回路１０８、位置
制御回路１１０．１２０．１３０の機能を代行するもの
であり、またサーボドライバＩＩＩＡは、速度制御アン
プ１１１．１２１．１３１をひとまとめにし。

それに直列転送を行なうための回路が付加されたもので
ある。　１１４Ａ、　１２４Ａ、　１３４Ａは位置検出
器であるが、ここではパルス・エンコーダを使用してい
る。ここから、例えば１μ−当り１パルスというような
パルスが発生するので、これをカウンタ１０にてカウン
トすることにより移動距離を測定することができ、前述
した通り、サーボプロセッサ３により現在座標値として
読取られる。

被制御機械のシーケンス制御（被制御機械を制御するた
めの本ＮＣ装置各部のシーケンス制御を含む）は、シー
ケンスプロセッサ５により行なわれる。コネクタ寸法等
の物理的制約によりシーケンスプロセッサ５の回路基板
からのデータ入出力点数は制限されるので、増設入出力
基板６を必要な枚数だけ増設する。このシーケンスプロ
セッサ５と基板６の間のデータ転送には、副バス７を使
用する。シーケンスプロセッサ５は、必要なデータを共
通メモリ２に書込み、あるいは共通メモリ２のデータを
読出しながら被制御機械（シーケンス信号被制御部９を
含む）の制御を行なう、実際上は、シーケンスプロセッ
サ５が被制御機械等から受けとるすべての接点の開閉状
態が共通メモリ２に書込まれ、主プロセッサ１００．サ
ーボプロセッサ３に参照される。また、操作者が接点情
報画面を選択した場合には、表示装［１０５にその時々
刻々の状態が表示されるようなソフトウェアが。

主プロセッサ１００のソフトウェアに組込まれている。

電源投入後のサーボ起動のような場合、シーケンスプロ
セッサ５は、被制御機械側接点状態信号および共通メモ
リ２上に主プロセッサｌＯＯ、サーボプロセッサ３が書
込んだ必要な状態信号のすべてが揃ったことを確認した
後にサーボ開始信号をサーボドライバ１１１　Ａに出力
するように、シーケンスプロセッサ５のソフトウェアが
作成されている。なお８は操作盤である。

このように、それぞれのプロセッサ１００，３゜５は、
それぞれ内蔵のプログラムに従って共通メモリ２を参照
しつつ制御を行なえば良いので、共通メモリ２に書込む
データの約束のみを取決めることによって、それぞれの
プログラムを別々に組むことができ、タイミングの設定
はそれぞれ単独に行なうことができる。そのため、それ
ぞれのソフトウェアに高度複雑な処理を行なわせること
ができ、しかも変更が容易となる。また種々の処理が３
つのプロセッサ１００．３．５に分担されているため、
各プロセッサ１００．３．５の処理能力に比較して、全
体の処理速度を向上させることができ、被制御機械の動
作時間を短縮することができる。

なお共通メモリ２は、第１図では単独基板として示され
ているが、実装上の配慮で、たとえば主’）、　　　　
　　プロセッサ１００の回路基板内に設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、主プロセッサ、サーボプロ
セッサ、シーケンスプロセッサの３者が同一のバスに接
続され、かつ互いに独立して動作しているので、それぞ
れ最適な動作プログラムによって動作させることができ
る。したがって設計が容易化するとともに処理内容の変
更、特にシーケンス制御の変更も容易化し、さらにそれ
ぞれのプロセッサの性能は機能が分担された分だけ低く
てよいことにより、コストの低減が計れる。また共通メ
モリを介してデータの授受を行うことによって、各プロ
セッサは密接な連絡を取合って協調動作を行うことがで
き、被制御機械の総合動作速度の向上が可能となる等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図は従来装置のブロック図である。 ｌ・・・共通バス、２・・・共通メモリ、３・・・サー
ボプロセッサ、５・・・シーケンスプロセッサ、９・・
・シーケンス信号被制御部、１００・・・主プロセッサ
、１１２゜１２２、１３２・・・サーボモータ、１４Ｇ
・・・フロッピディスクドライブ装置、１５０・・・紙
テープ読取装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、外部メモリ手段からのＮＣデータないしはデータ入
   力装置から入力されるデータを読取り解釈して被制御機
   械の統括制御を行なう主プロセッサと、前記被制御機械
   のサーボ制御を行なう１ないし複数のサーボプロセッサ
   と、前記被制御機械のシーケンス制御を行なう１ないし
   複数のシーケンスプロセッサとを備え、それらの各プロ
   セッサは、それぞれ別個のメモリを有するとともに同一
   のバス上に接続され、さらにそのバスには前記各プロセ
   ッサがその記憶領域のどこへも書込み、読出しを行なえ
   る共通メモリを備え、かつ前記各プロセッサはそれぞれ
   別個のプログラム、別個のタイミングで動作し、各プロ
   セッサ間の協調動作は、前記共通メモリへそれぞれのプ
   ロセッサが任意のタイミングでデータの書込み、読出し
   を行なうことによるデータ受渡しにより行なわれること
   を特徴とする数値制御装置。