具有基于表格形式数据的运转功能的数值控制装置

摘要

本发明提供一种具有基于表格形式数据的运转功能的数值控制装置。该数值控制装置从自己的路径表中读出接近“成为基准的值L”的下一指令基准值，如果该读出的指令基准值在自己的路径表内则判断“成为基准的值L”是否达到该指令基准值。在达到的情况下如果有对于其他路径表的等待指令则停止“成为基准的值L”的计数。另外，在对于其他路径表的等待结束时解除“成为基准的值L”的计数的停止，执行指令，继续处理。

说明书

技术领域

本发明涉及控制机床的数值控制装置。特别涉及具有基于以表格形式存 储的数据驱动控制机床的各轴的功能的数值控制装置。

背景技术

已经公知这样的数值控制装置，其不是基于NC程序的块的指令，而具 有预先在存储器中存储好设定以时间、主轴位置或者进给轴位置作为基准的轴 的位置的表格形式数据（路径表），一边依次读出该表格形式数据一边驱动机 床的各轴的功能（路径表运转功能）（参照日本特开昭59－177604号公报以及 日本特开2003－303005号公报）。由此刀具能够不管基于加工程序的块的指令 自由地动作，能够缩短加工时间，提高加工精度。

图10、图11A以及图11B是在上述的日本特开2003－303005号公报中 公开的表示路径表运转的框图以及路径表的例子的图。

图10中所示的进行路径表运转的数值控制装置具有基准值计数器1、X 轴用路径表Tx、Z轴用路径表Tz、X轴路径表插补处理部4x、Z轴路径表插 补处理部4z、进给轴的X轴用的电动机5x、Z轴用的电动机5z。图11B的路 径表表示X轴用的路径表Tx的例子，对于时间、主轴位置或者进给轴位置存 储X轴的位置。图11A的图表是表示根据图11B的路径表Tx移动的X轴的 位置的图表。

另外，在日本特开2006－302208号公报中公开了如下技术：在基于表格 形式数据的运转中，具有多个系统路径的每一个系统路径具有独自的基准，使 用各个系统的基准运转属于各个系统的表格形式数据的功能；以及等待多个系 统的表格形式数据的运转。

图12是在上述日本特开2006－302208号公报中公开的路径表运转的框 图，图13A以及图13B是表示在两个系统中等待路径表运转的情况下的路径 表的例子的图。

图12中表示的进行路径表运转的数值控制装置具有系统1、系统2的两 个系统。系统1、系统2分别具有系统1X轴路径表T1x、系统2Z轴路径表 T2z、基准值计数器1（3－1）、基准值计数器2（3－2）、系统1X轴路径表插 补处理部（4－1x）、系统2Z轴路径表插补处理部（4－2z）、系统1X轴用电 动机（5－1x）、系统2Z轴用电动机（5－2z）。图13A是系统1的X轴路径 表，图13B是系统2的Z轴路径表。所谓系统1的X轴和系统2的Z轴，在 基准时间（或者位置）通过系统等待指令P12进行等待。

在基于表格形式数据的运转（路径表运转）中，通过使用表格形式数据 指定通过程序路径的各点的时刻，全部轴在成为基准的时间同步动作。同样， 通过使用表格形式数据指定输出对于主轴的指令或者辅助功能指令的时刻，全 部主轴指令或者辅助功能指令也在成为基准的时间同步被输出。在现有的基于 表格形式数据的运转中，因为设想系统内的全部轴和主轴和辅助功能同步动 作，所以成为基准的时间在系统内是共同的（参照图10）。

在通过辅助功能控制使用液压或者气压的执行器等外部设备的情况下， 有时从输出辅助功能起到该外部设备的动作结束的时间不定。在基于表格形式 数据的运转中，在与执行动作时间不定的辅助功能的同时驱动主轴或者进给轴 的情况下，有以下两种方法。1）一边从存储器中依次读出在辅助功能的最大 动作时间上加上富余时间的辅助功能的表格形式数据、和主轴或者进给轴的表 格形式数据，一边执行辅助功能，驱动主轴和进给轴（参照图14A～图14C、 图15）。2）在从辅助功能的执行开始到结束之间，使基准的计数停止，其间 也使主轴和进给轴停止（参照图16A～图16C、图17）。

在上述1）的方法的情况下，因为通过在辅助功能的最大动作时间上加上 富余时间，辅助功能的表格形式数据变得比实际的动作时间长，所以有周期时 间延长的问题。在根据图14A～图14C表示的路径表号码1000的路径表进行 运转的情况下，如图15所示，因为在L2.0指令的动作时间不定的辅助功能 M1234的最大动作时间和富余时间相加的时间为L2.0～L7.0，所以即使例如 在L5.0指令的M1234结束的情况下，也不能在L8.0前输出作为下次的辅助 功能的M2345。

在上述2）的方法的情况下，因为在使基准的计数停止的期间，不能驱动 进给轴和主轴，所以在辅助功能的执行过程中不能进行加工或者加工准备，有 周期时间延长这样的问题。在根据图16A～图16C表示的路径表号码2000的 路径表进行运转的情况下，因为在L2.0指令的动作时间不定的辅助功能 M1234结束前使成为基准的时间的计数停止，所以进给轴或者主轴的动作在 该期间也停止（参照图17）。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种数值控制装置，其能够防止通过执行动 作时间不定的辅助功能而使周期时间延长，具有基于表格形式数据的运转功 能。

为实现上述目的，本发明的数值控制装置具有存储器，其将使成为基准 的时间、主轴或者进给轴的位置和与该成为基准的主轴或者进给轴不同的、别 的主轴或者进给轴的位置或者辅助功能的输出对应的表格形式数据，针对与上 述成为基准的主轴或者进给轴不同的别的每个主轴或者每个进给轴或者每个 辅助功能进行存储；以及基准值计数器，其输入上述成为基准的时间、主轴或 者进给轴的位置，与上述基准值计数器的值同步依次读出与上述成为基准的主 轴或者进给轴不同的、别的主轴或者进给轴的位置或者辅助功能的输出，并控 制该别的主轴或者进给轴的位置或者辅助功能，并且与上述成为基准的主轴或 者进给轴不同的别的每个主轴或者每个进给轴或者每个辅助功能分别具备上 述基准值计数器，该数值控制装置根据各基准值计数器的值执行上述各表格形 式数据。

上述数值控制装置可以具有使上述基准值计数器分别独自地复位的复位 部；以及使上述基准值计数器分别独自地停止以及重启的停止重启部。

上述数值控制装置还可以具有基准值计数器选择部，其针对每个主轴或 者每个进给轴或者每个辅助功能任意选择上述基准值计数器。

每个主轴的表格形式数据或者每个进给轴的表格形式数据或者每个辅助 功能的表格形式数据可以包含等待基于其他表格形式数据的运转的等待代码。

根据本发明，能够提供一种数值控制装置，其具有能够防止通过执行动 作时间不定的辅助功能而使周期时间延长的、基于表格形式数据的运转功能。 换言之，根据本发明，因为在动作时间不定的辅助功能的执行开始时使辅助功 能的基准的计数停止、在辅助功能的执行结束时使辅助功能的基准的计数重启 之间，主轴和进给轴能够分别根据独自的基准实行表格形式的数据，所以与现 有的基于表格形式数据的运转相比能够缩短周期时间。

附图说明

本发明的所述的以及其他的目的以及特征可以从参照附图的以下的实施 例的说明来明了。其中，

图1是说明本发明的数值控制装置具有的基于表格形式数据的运转功能 的概要的图。

图2是说明基于3系统中的表格形式数据的运转的概要的框图。

图3A～图3C是说明包含1系统中的系统内的等待的、进行基于表格形 式数据的运转的该表格形式数据的图，在此把基准值作为基于时间的基准值。

图4是说明运转图3A～图3C表示的表格形式数据的情况下的结果的图， 其中，（注1）表示在M1234结束之前仅辅助功能的成为基准的时间停止，但 是在该期间进给轴和主轴能够动作，（注2）表示在需要动作的同步的情况下 进行等待。

图5A～图5C是说明包含3系统中的系统间的等待的、进行基于表格形 式数据的运转的路径表的图。

图6是说明运转图5A～图5C表示的表格形式数据的情况下的结果的图， 其中，（注1）表示在M1234结束之前仅辅助功能的成为基准的时间停止，但 是在该期间主轴和轴能够动作，（注2）表示在需要动作的同步的情况下进行 等待。

图7是表示基于本发明的数值控制装置具有的辅助功能的表格形式数据 的运转处理的流程图。

图8是表示基于本发明的数值控制装置具有的主轴或者进给轴的表格形 式数据的运转处理的流程图。

图9是根据本发明的、具有执行基于表格形式数据（路径表）的运转的 功能的数值控制装置的主要部分框图。

图10是用于说明在第二公知文献中公开的基于表格形式数据（路径表） 的运转的概要的框图。

图11A以及图11B是表示表格形式数据的例子的图。

图12是用于说明在第三公知文献中公开的、基于表格形式数据（路径表） 的运转的概要的框图。

图13A以及图13B是表示在2个系统中等待基于表格形式数据的运转的 情况下的表格形式数据的例子的图。

图14A～图14C是说明根据现有的第一方法进行基于表格形式数据的运 转的路径表的图。

图15是说明运转图14A～图14C所示的表格形式数据的情况下的结果的 图，其中，（注1）表示M1234的最大动作时间+富余时间，（注2）表示实际 上在该时刻M1234结束，（注3）表示下次的辅助功能从该时刻开始能够输出。

图16A～图16C是说明根据现有的第二方法进行基于表格形式数据的运 转的路径表的图。

图17是说明运转图16A～图16C表示的表格形式数据的情况下的结果的 图，其中，（注1）表示在M1234结束前，成为基准的时间停止，在该期间进 给轴和主轴也停止，（注2）表示在M1234结束后，成为基准的时间开始动作， 进给轴和主轴从此时能够动作。

具体实施方式

本发明，在基于表格形式数据的运转中，通过使主轴或者进给轴或者辅 助功能这样的表格形式数据的每一个具有独自的基准，能够进行更灵活的控 制，缩短周期时间。在本发明中，具有在动作时间不定的辅助功能执行期间， 仅对辅助功能的表格形式数据停止基准的计数，进给轴或者主轴的表格形式数 据的基准的计数继续进行的单元。其结果，虽然认为基准对于每一表格形式数 据偏离，但是因为具有等待每个进给轴的表格形式数据、每个主轴的表格形式 数据、每个辅助功能的表格形式数据的运转的单元，所以能够根据需要取得动 作的同步。

图1是说明本发明的数值控制装置具有的基于表格形式数据的运转功能 的概要的图。

图1表示的数值控制装置具有第一基准值计数器3a、第二基准值计数器 3b、第三基准值计数器3c、X轴路径表Tx、主轴路径表Ts、辅助功能路径表 Tm、X轴路径表插补处理部4x、主轴路径表插补处理部4s、辅助功能路径表 输出处理部4m、X轴用电动机5x、主轴用电动机5s。

第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基准值计数器3c计 数来自数值控制装置具有的计时功能的信号（时间）、或者来自在各进给轴或 者主轴上安装的位置检测器的位置检测信号（主轴位置或者进给轴位置）。另 外，这些第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基准值计数器3c 分别在接收到计数的复位信号时，使计数值返回到初始值，在接收到停止信号 时停止计数值的更新，在接收到重启信号时重启计数值的更新。

关于本发明的数值控制装置的一个实施方式，具有切换开关6a、6b、6c， 用于任意切换选择来自第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b、第三基 准值计数器3c的基准值。例如，能够遵照来自第一基准值计数器3a的基准值、 来自第二基准值计数器3b的基准值、来自第三基准值计数器3c的基准值分别 进行X轴用路径表Tx、主轴路径表Ts、辅助功能路径表Tm的路径表运转。 或者，能够通过切换开关6a、6b、6c的设定，遵照来自第一基准值计数器3a 的基准值进行全部路径表Tx、Ts、Tm的路径表运转。

图2是说明基于3系统中的表格形式数据的运转的概要的框图。

图2表示的本发明的实施方式的数值控制装置，具有分别独立地计数时 间、主轴位置或者进给轴位置的第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b 以及第三基准值计数器3c，还具有系统1的X轴路径表T1x、系统2的主轴 路径表T2s、系统3的辅助功能路径表T3m、系统1的X轴路径表插补处理 部4－1x、系统2的主轴路径表插补处理部4－2s、系统3的辅助功能路径表 输出处理部4－3m、系统1的X轴用电动机5－1x、主轴用电动机5－2s。

第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b以及第三基准值计数器3c， 计数来自数值控制装置具有的计时功能的信号或者来自在各进给轴或者主轴 上安装的位置检测器的位置检测信号。另外，第一基准值计数器3a、第二基 准值计数器3b以及第三基准值计数器3c，分别在接收计数的复位信号时把计 数值返回初始值，在接收停止信号时停止计数值的更新，在接收重启信号时重 启计数值的更新。

本发明的实施方式的数值控制装置具有切换开关6a、6b、6c，用于任意 切换选择来自第一基准值计数器3a、第二基准值计数器3b以及第三基准值计 数器3c的基准值。例如，能够遵照来自第一基准值计数器3a的基准值、来自 第二基准值计数器3b的基准值、来自第三基准值计数器3c的基准值分别进行 系统1的X轴用路径表T1x、系统2的主轴路径表T2s、系统3的辅助功能路 径表T3m的路径表运转。或者，能够通过切换开关6a、6b、6c的设定，遵照 来自第一基准值计数器3a的基准值进行全部路径表T1x、T2s、T3m的路径表 运转。

<系统内的等待的实施方式>

图3A～图3C是说明包含1系统中的系统内的等待的、进行基于表格形 式数据的运转的该表格形式数据的图。这里把基准值作为基于时间的基准值。 如图3A～图3C所示，在每一表格形式数据中具有成为独自的基准的时间。

辅助功能在L2.0输出动作时间不定的辅助功能M1234后，停止成为基准 的时间的计数。因为成为X轴以及主轴S的基准的时间与成为辅助功能的基 准的时间分别独立，所以X轴以及主轴S能够不受成为辅助功能的基准的时 间停止的影响地动作。

在动作时间不定的辅助功能M1234结束后，通过根据需要指令等待指令 WAIT（X、S、M），能够在X轴和主轴S和辅助功能之间取动作的同步。在 等待结束后，成为X轴和主轴S的基准的时间从L5.0开始，与此同时，成为 辅助功能的基准的时间从L3.0开始。

图4是说明运转图3A～图3C表示的表格形式数据的情况下的结果的图。

在运转X轴（进给轴）、主轴S、辅助功能的各自的路径表的情况下，X 轴和主轴S在L5.0时通过等待指令（WAIT（X、S、M））进行对于辅助功能 的等待，在X轴和主轴S和辅助功能之间进行动作的同步。在该等待指令 （WAIT（X、S、M））中指定在系统内的X轴、主轴S、辅助功能之间进行 等待。成为在辅助功能的路径表Tm的运转中使用的基准的时间在M1234结 束前停止。其间，因为继续计数成为在X轴的路径表Tx、主轴S的路径表Ts 的运转中使用的基准的时间，所以X轴以及主轴S能够动作。

<路径间的等待的实施方式>

图5A～图5C是说明包含3系统中的系统间的等待的、进行基于表格形 式数据的运转的路径表的图。这里把基准值作为基于时间的基准值。如图5A～ 图5C所示，在每一表格形式数据中具有成为独自的基准的时间。

在系统1～系统3的路径表运转中，在系统1的X轴的路径表T1x的L5.0、 和系统2的主轴S的路径表T2s的L5.0时分别指令等待指令（WAIT（P1X、 P2S、P3M）），进而在系统3的路径表T3m的L3.0时指令等待指令（WAIT（P1X、 P2S、P3M））。该等待指令（WAIT（P1X、P2S、P3M））指定等待哪个系统的 哪个表格形式数据。在等待指令（WAIT（P1X、P2S、P3M））中指定在系统1 的X轴的路径表、系统2的主轴S的路径表、系统3的辅助功能的路径表之 间进行等待。此外，这里作为3系统进行说明，但是把2系统、或者4系统、 其以上的系统同样做成每一个表格形式数据都具有独自的基准值（这里成为基 准的时间），也包含在本发明的范围内。

图6是说明运转图5A～图5C表示的表格形式数据的情况下的结果的图。

系统3的辅助功能在L2.0输出动作时间不定的辅助功能M1234后，停止 成为基准的时间的计数。因为成为系统1的X轴的基准的时间以及成为系统2 的主轴S的基准的时间与成为辅助功能的基准的时间分别独立，所以X轴以 及主轴S能够不受成为辅助功能的基准的时间停止的影响地动作。

在动作时间不定的辅助功能M1234结束后，通过根据需要指令等待指令 （WAIT（P1X、P2S、P3M）），能够在X轴和主轴S和辅助功能之间取动作 的同步。在等待结束后，成为X轴和主轴S的基准的时间从L5.0开始，与此 同时，成为辅助功能的基准的时间从L3.0开始。

图7是表示本发明的数值控制装置具有的基于辅助功能的表格形式数据 的运转处理的流程图。此外，该流程图说明在自己的系统内的等待、以及等待 其他系统中的处理。这里，是数据表格形式数据基于辅助功能的路径表的运转 处理的流程图。下面遵照各步骤进行说明。

[步骤SA01]读成为自己的路径表的基准的值L。

[步骤SA02]从自己的路径表中读出接近在步骤SA01中读出的成为基准 的值L的下一指令基准值的数据。

[步骤SA03]判断在自己的路径表中是否有在步骤SA02读出的指令基准 值，在有指令基准值的情况下转移到步骤SA04，在没有的情况下结束处理。

[步骤SA04]判断成为基准的值L是否达到自己的路径表中的指令基准 值，在达到的情况下转移到步骤SA05，在未达到的情况下返回步骤SA01继 续处理。

[步骤SA05]判断有无对于其他路径表的等待指令，在有的情况下转移到 步骤SA06，在没有的情况下转移到步骤SA09。

[步骤SA06]停止成为基准的值L的计数。

[步骤SA07]判断对于其他路径表的等待是否结束，在结束的情况下转移 到步骤SA08，在未结束的情况下等待到等待结束为止。

[步骤SA08]解除成为基准的值L的计数的停止。

[步骤SA09]执行（辅助功能的）指令，返回步骤SA01，继续处理。

图8是表示基于本发明的数值控制装置具有的主轴或者进给轴的表格形 式数据的运转处理的流程图。此外，该流程图说明在自己的系统内等待、以及 等待其他系统中的处理。

[步骤SB01]读成为自己的路径表的基准的值L。

[步骤SB02]从自己的路径表中读出接近在步骤SB01读出的成为基准的 值L的下一指令基准值的数据。

[步骤SB03]判断在自己的路径表中是否有在步骤SB02读出的指令基准 值，在有指令基准值的情况下转移到步骤SB04，在没有的情况下结束处理。

[步骤SB04]判断有无对于其他路径表的等待指令，在有的情况下转移到 步骤SB05，在没有的情况下转移到步骤SB08。

[步骤SB05]停止成为基准的值L的计数。

[步骤SB06]判断对于其他路径表的等待是否结束，在结束的情况下转移 到步骤SB07，在未结束的情况下等待到等待结束为止。

[步骤SB07]解除成为基准的值L的计数的停止。

[步骤SB08]进行插补处理后输出移动指令。

[步骤SB09]读成为自己的路径表的基准的值L。

[步骤SB10]判断在步骤SB09读入的成为基准的值L是否达到在步骤 SB02读入的指令基准值，如果未达到则返回步骤SB08继续处理，如果达到 则返回步骤SB02继续处理。

图9是根据本发明的、具有进行基于表格形式数据（路径表）的运转的 功能的数值控制装置的重要部分框图。

CPU11是控制数值控制装置10全体的处理器，经由总线20读出在 ROM12中存储的系统程序，遵照该读出的系统程序控制数值控制装置10全 体。在RAM13中存储临时的计算数据或者显示数据以及操作员经由显示器 /MDI单元70输入的各种数据。SRAM14作为用电池（未图示）备份、即使数 值控制装置10的电源被关断也能保持存储装置的非易失性存储器而构成。在 该SRAM14中存储经由接口15读入的加工程序或者经由显示器/MDI单元70 输入的加工程序等。再有上述各表格形式数据也在该SRAM14中预先存储。 另外，在ROM12中预先写入用于实施加工程序的制作以及编辑处理的各种系 统程序。

接口15使得能够连接数值控制装置10和适配器等外部设备（未图示）。 另外，在数值控制装置10内编辑后的加工程序能够经由该外部设备在存储装 置内存储。PMC（可编程设备控制器）16用数值控制装置10内内置的系统程 序，经由I/O单元17向机床的执行器等的辅助装置输出信号进行控制。另外， PMC16接受来自在机床本体上设置的操作盘的各种开关等的信号，进行必要 的处理后，将其交付CPU11。

显示器/MDI单元70是具有显示器或者键盘等的手动数据输入装置，接 口18接受来自该显示器/MDI单元70的键盘的指令或者数据向CPU11交付。 接口19在操作盘71上连接，接受来自该操作盘71的各种指令。

各进给轴的轴控制电路30、31接受来自CPU11的各进给轴的移动指令， 将各进给轴的指令向伺服放大器40、41输出。伺服放大器40、41接收这些进 给轴的指令，驱动与各进给轴对应的伺服电动机50x、50z。各进给轴的伺服 电动机50x、50z内置位置/速度检测器（未图示），向轴控制电路30、31反馈 来自该位置/速度检测器的位置/速度反馈信号，进行位置以及速度的反馈控制。 此外，图9中未记载该位置以及速度的反馈。

另外，主轴控制电路60接受主轴旋转指令，向主轴放大器61输出主轴 速度信号。主轴放大器61接受主轴速度信号，以指令的旋转速度使主轴电动 机62旋转。位置检测器63与主轴电动机62的旋转同步，向主轴控制电路60 反馈反馈脉冲（基准脉冲）以及一次旋转信号。在速度控制中使用这些反馈脉 冲以及一次旋转信号。

该反馈脉冲（基准脉冲）以及一次旋转信号经由主轴控制电路60由CPU11 读取，反馈脉冲（基准脉冲）由在RAM13中设置的计数器（与图1、图2、 图10、图12的各基准值计数器对应的计数器）计数。此外也可以计数主轴的 指令脉冲。另外，在RAM13中设置的计数器计数从数值控制装置10具有的 计时功能得到的时间信号的脉冲数，或者计数从来自进给轴的反馈信号得到的 脉冲数，得到路径表运转时的基准信号（与图7、图8的“成为基准的值L” 对应）。此外，也可以计数进给轴的指令脉冲数。

此外，上述的数值控制装置10可以作为一个系统构成，也可以作为多系 统构成。