JP3198010B2 - 工作機械の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械の制御方法
及び制御装置に関し、特に制御プログラムの複数のブロ
ックを同時に実行し、複数の制御軸を有する工作機械の
各制御軸を相互に関連して動作させるように制御する制
御方法及びそれを実行する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置のように、制御プログラム
によって制御される複数の制御軸（独立して制御可能な
可動部）を有する工作機械において、制御プログラムの
複数のブロックを同時に実行して、その各制御軸を相互
に関連して動作させるように制御することが行なわれて
いる。

【０００３】その場合、例えば各制御軸毎に独立した系
統の制御プログラムによって制御し、各系統間のタイミ
ングの調整をとるが、例えば特開平１−３０３５０２号
公報に見られるように、各系統のプログラムの同時に実
行する各ブロックに開始待合せ指令を入れて、それ以前
のブロックの実行が早く終了した方が遅く終了する方の
終了を待って、次の各ブロックの実行開始タイミングの
同期をとる方法がとられており、待ち時間を入れて実行
開始タイミングを調節していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような工作機械において、複数の制御軸による各動作の
終了（所定の加工作業の完了、目的位置への移動完了な
ど）タイミングを正確に同期させることが必要な場合が
あるが、従来の制御方法ではそのような制御はできない
ために、無駄な待ち時間が出てしまうばかりか、複数系
統の制御プログラム間の微妙なタイミング調整はできな
いという問題があった。

【０００５】この発明は、このよう問題に鑑みてなされ
たものであり、複数の制御軸を有する工作機械の各制御
軸を相互に関連して動作させる場合の待ち時間を削減し
て、加工時間を短縮すること、及び複数の制御軸による
各動作の終了タイミングを正確に同期させることができ
るようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、制御プログ
ラムの複数のブロックを同時に実行し、複数の制御軸を
有する工作機械の各制御軸を相互に関連して動作させる
ように制御する工作機械の制御方法において、上記の目
的を達成するため、次の（ａ）〜（ｄ）の各段階を実行
することによって、制御プログラムの同時に実行する複
数のブロックの実行終了タイミングを同期させることを
特徴とする。

【０００７】(a) 上記制御プログラムの少くとも同時に
実行する複数のブロツクを実行形式に変換する段階、
(b) その実行形式に変換した各ブロックの実行時間をそ
れぞれ算出する段階、(c) 上記同時に実行する複数のブ
ロツクのうち、上記制御プログラムのスタートから時間
的に連続していて実行開始タイミングが予め決っている
ブロックを特定する段階、

【０００８】(d) その特定したブロックの実行開始タイ
ミング及び実行時間と、同時に実行する複数のブロック
のうち実行開始タイミングが決っていないブロックの実
行時間とから、該複数のブロックの実行終了タイミング
が同期するように、上記実行開始タイミングが決ってい
ないブロックの実行開始タイミングを算出して決定する
段階、

【０００９】上記制御プログラムが複数の系統の制御プ
ログラムからなり、上記同時に実行する複数のブロック
が、それぞれ異なる系統の制御プログラムに属していて
もよい。その場合、上記複数の系統の各制御プログラム
に属する同時に実行する各ブロックには、それぞれ実行
終了タイミングを同期させることを示す終了待ち合わせ
指令を入れておくとよい。

【００１０】また、上記終了待ち合わせ指令を有し且つ
実行開始タイミングが予め決っていないブロック以前の
１つ以上のブロックを、該終了待ち合わせ指令を有する
ブロックと連続して実行するようにしてもよい。その場
合、上記終了待ち合わせ指令を有するブロックと連続し
て実行するブロックに連続実行指令を入れておくとよ
い。あるいは、上記終了待ち合わせ指令に、該指令を有
するブロックと連続して実行するブロック数を指定する
情報を入れておくようにしてもよい。

【００１１】この発明はまた、制御プログラムの複数の
ブロックを同時に実行し、複数の制御軸を有する工作機
械の各制御軸を相互に関連して動作させるように制御す
る工作機械の制御装置において、上記の目的を達成する
ため、次の(1)〜(4)の各手段を設け、上記制御プログラ
ムの同時に実行する複数のブロックの実行終了タイミン
グを同期させるようにしたものも提供する。

【００１２】(1) 上記制御プログラムの少くとも同時に
実行する複数のブロツクを実行形式に変換するプログラ
ム変換手段、(2) 該手段によって実行形式に変換した各
ブロックの実行時間をそれぞれ算出する実行時間算出手
段、(3) 上記同時に実行する複数のブロツクのうち、上
記制御プログラムのスタートから時間的に連続していて
実行開始タイミングが予め決っているブロックを特定す
るブロック特定手段と、

【００１３】(4) 該手段によつて特定したブロックの実
行開始タイミング及び実行時間と、上記同時に実行する
複数のブロックのうち実行開始タイミングが決っていな
いブロックの実行時間とから、該複数のブロックの実行
終了タイミングが同期するように、上記実行開始タイミ
ングが決っていないブロックの実行開始タイミングを算
出して決定する実行終了同期手段、

【００１４】

【作用】この発明による工作機械の制御方法及び制御装
置によれば、複数の制御軸を有する工作機械の各制御軸
を相互に関連して動作させるように制御するための制御
プログラムの全部、あるいは少くとも同時に実行する複
数のブロツクを予め実行形式に変換し、その実行形式に
変換した各ブロックの実行時間をそれぞれ算出する。

【００１５】そして、同時に実行する複数のブロツクの
うち、上記制御プログラムのスタートから時間的に連続
していて実行開始タイミングが予め決っているブロック
の実行開始タイミング及び実行時間と、実行開始タイミ
ングが決っていないブロックの実行時間とから、上記複
数のブロックの実行終了タイミングが同期するように、
上記実行開始タイミングが決っていないブロックの実行
開始タイミングを算出して決定することにより、制御プ
ログラムの同時に実行する複数のブロックの実行終了タ
イミングを同期させる。

【００１６】したがって、工作機械の複数の制御軸によ
る相互に関連する動作の待ち時間を削減して加工時間を
短縮することができると共に、各動作の終了タイミング
を正確に同期させることができる。なお、上記同時に実
行する複数のブロックがそれぞれ異なる系統の制御プロ
グラムに属していても、その各ブロックの実行終了タイ
ミングを同期させることができる。

【００１７】その場合、その各系統の制御プログラム中
の同時に実行する各ブロックに、それぞれ実行終了タイ
ミングを同期させることを示す終了待ち合わせ指令を入
れておけば、上記各処理を行なう際に、実行終了タイミ
ングを同期させる必要があるブロツクの識別が容易にな
る。

【００１８】また、同時に実行する複数のブロックのう
ち、実行開始タイミングが予め決っていないブロックと
それ以前の１つ以上のブロックとを連続して実行すると
により、同じ制御軸による複数の関連動作を連続して行
なわせ、且つその動作終了タイミングを他の制御軸によ
る動作の終了タイミングと同期させることができる。

【００１９】その場合、上記連続して実行するブロック
に連続実行指令を入れておくか、上記終了待ち合わせ指
令に、連続して実行するブロック数を指定する情報を入
れておけば、終了待ち合わせ指令を有するブロックに対
してどのブロックから連続して実行すればよいのかを容
易に判別することができる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１はこの発明による工作機械の制御
方法を実施するための制御装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図であり、破線Ｍ内は複数の制御軸を有する工作
機械の駆動部側である。

【００２１】この制御装置は、ＣＰＵを備えたシステム
制御部１と、複数のキーを有する入力スイッチ２と、Ｃ
ＲＴあるいはＬＣＤ等による表示器３と、入力スイッチ
２からの各種指令の入力及び表示器３への各種情報の表
示を制御する入出力制御部４とを備えている。

【００２２】また、システム制御プログラム用メモリ
（ＲＯＭ）５及びシステム用メモリ（ＲＡＭ）６を備え
ており、システム制御部（ＣＰＵ）１は、システム制御
プログラム用メモリ５に格納されているシステム制御プ
ログラムにしたがって、システム用メモリ６をワーキン
グメモリとしてこの発明に係る各種処理を実行すると共
に、この制御装置全体を統括制御する。

【００２３】さらに、この発明に係わるものとして、制
御対象とする工作機械の各軸の制御プログラムを格納す
る制御プログラム格納部（ＲＯＭ又はＲＡＭ）７と、実
行形式に変換されたプログラムを格納する実行形式プロ
グラム格納部（ＲＡＭ）８と、プログラム形式変換部
９，実行時間算出部１０，実行開始タイミング確定ブロ
ック特定部１１，実行終了同期部１２，及び制御プログ
ラム処理部１３と動作制御部１４を備えている。

【００２４】そして、プログラム形式変換部９は、制御
プログラム格納部７に格納されている制御プログラムの
少くとも同時に実行する複数のブロックを実行形式に変
換して、実行形式プログラム格納部８に格納する。実行
時間算出部１０は、その実行形式プログラム格納部８に
格納された実行形式に変換されたプログラムの各ブロッ
クの実行時間をそれぞれ算出する。

【００２５】実行開始タイミング確定ブロック特定部１
１は、上記同時に実行する複数のブロックのうち、制御
プログラムのスタートから時間的に連続していて実行開
始タイミングが予め決っているブロックを特定する。あ
るいはそのスタートから時間的に連続していプログラム
の系統を特定しても、実行開始タイミングが予め決って
いるブロックを特定できる。

【００２６】実行終了同期部１２は、その特定したブロ
ックの実行開始タイミング及び実行時間算出部１０で算
出された実行時間と、同時に実行する複数のブロックの
うち実行開始タイミングが決っていないブロックの実行
時間とから、その複数のブロックの実行終了タイミング
が同期（一致）するように、実行開始タイミングが決っ
ていないブロックの実行開始タイミングを算出して決定
する。これらの各部の処理は、システム制御部１のＣＰ
Ｕによって実行される。

【００２７】このようにして、実行開始タイミングを決
定したブロックを含む実行形式の制御プログラムを順次
制御プログラム処理部１３へ送って実行処理し、動作制
御部１４によって各ブロックの実行開始タイミングで駆
動パルスを発生して、工作機械の各軸のモータ制御駆動
部２１，２２，…を制御し、モータ２３，２４，…を駆
動させる。各軸のモータ２３，２４，…にはサーボモー
タを使用するとよい。動作制御部１４はさらに、複数の
アクチュエータ制御駆動部２５等に制御信号を送ってア
クチュエータ２６等を駆動させたり、複数のセンサ２８
等からの検知信号をセンサ入力部２７等を介して入力す
る。

【００２８】このようにして、複数系統の制御プログラ
ムの同時に実行する複数のブロックの実行終了タイミン
グを同期させることにより、工作機械の各制御軸を相互
に関連して動作させる場合の待ち時間を削減して加工時
間を短縮することができると共に、複数の制御軸による
各動作の終了タイミングを正確に同期（一致）させるこ
とができる。

【００２９】この実施例において、プログラム形式変換
部９による制御プログラムの各ブロックを実行形式に変
換する処理を、コンパイル方式によって予め制御プログ
ラムの全ブロックを読み出して実行形式に変換しておけ
ば、その各ブロックの実行時間と開始条件を求めること
ができる。

【００３０】開始の条件とは、当該ブロックが実行を開
始するための条件で、プログラム先頭または指定した地
点を起点とする時刻、または動作の完了，ブロックの完
了，ブロックの途中の制御軸の指定された位置，速度，
トルクなどの検出時点、指定したドウェル時間後、など
の条件を意味する。

【００３１】多系統プログラムの２つ又はそれ以上の系
統間で、それぞれのブロックの終了が同時に完了するよ
うに待ち合わせ指令したとき、この終了待ち合わせを指
令した個所で全ての系統のブロックが同時に実行を終了
するように、終了待ち合わせがあるブロック又はそれ以
前のブロック（複数になる場合もある）の実行開始条件
を決め直す。

【００３２】一般に、完了が最も遅いブロックの終了
に、他の早く終わるブロックの終了を待ち合わせる。そ
の場合、最後の１ブロックだけについて終了を一致させ
るように開始時点をずらす方法と、最後の１ブロツクよ
り前でそれ以前の他の待ち合わせによる拘束条件を持た
ないブロックまで遡った一群の複数ブロックについて、
その各ブロックの開始時点をずらす方法とがある。

【００３３】多系統プログラムの２つ又はそれ以上の系
統間で、ある系統のブロックの特定の条件（位置，時
間，ブロック開始など）で、他の系統のブロックが同時
に終了するように待ち合わせ指令をしたとき、上記と同
様に終了待ち合わせがあるブロック又はそれ以前のブロ
ック（複数になる場合もある）の実行開始条件を決め直
す。

【００３４】なお、終了待ち合わせの指令とその他の待
ち合わせ条件とが矛盾を生じる場合にはエラー（アラー
ム）を発生し、その他にも条件の矛盾を生じるときには
エラー（アラーム）を発生するようにすれば、プログラ
ムチェック時の便宜に供することができる。

【００３５】終了待ち合わせ指令があるブロック以降の
ブロックについて、終了待ち合わせを行なったために発
生する変更を考慮して開始条件を組みなおす。以上の処
理を終えた後、図１の実行形式プログラム格納部８に全
ブロックの実行データを格納して、コンパイル処理を終
了する。しかしながら、このコンパイル方式によると、
実行形式プログラム格納部８に、予め全ブロックの実行
データを格納しておくメモリ容量が必要になるのでコス
ト高になる。

【００３６】そこで、制御プログラムを１ブロックある
いは予め決めた数のブロックずつ、実行する前に先読み
して実行形式に変換していくインタプリタ方式を採用し
てこの発明の制御方法を実行することもできる。図２
は、この実施例におけるインタプリタ方式による制御プ
ログラムの先読み変換処理のフローチャートである。

【００３７】この処理を開始すると、まずステップ１で
先読みブロック数Ｍを設定する。これは、制御プログラ
ムのスタートから時間的に連続していて、各ブロックの
実行開始タイミングが予め決っている系統の先読みブロ
ック数を設定することであり、他の系統の先読みブロッ
ク数は加算しない。そして、ステップ２で制御プログラ
ムを１ブロック読込み、ステップ３で終了待ち合わせ指
令か否かを判断し、終了待ち合わせ指令であればステッ
プ４へ進んで、終了待ち合わせ指令処理のサブルーチン
を実行する。その処理内容については後述する。

【００３８】終了待ち合わせ指令でなければステップ５
へ進んで、そのブロックを実行形式に変換し、ステップ
６でその変換結果を実行形式プログラム格納部８（図
１）に格納する。次いで、ステップ７で最終ブロックか
否かを判断し、そうであればステップ１０へ進んで、実
行形式プログラム格納部８に格納している残ブロックの
変換結果を制御プログラム処理部１３に送って実行し、
処理を終了する。

【００３９】最終ブロックでなければ、ステップ８でＭ
＋１ブロック目の変換結果を格納したか否かを判断し、
そうでなければステップ２へ戻って制御プログラムの次
の１ブロックを読込んで、上述の処理を繰り返す。そし
て、Ｍ＋１ブロック目の変換結果を格納すると、最初に
格納したブロックの変換結果を制御プログラム処理部１
３に送って実行した後、ステップ２へ戻る。

【００４０】このようにして、例えば Ｍ＝３ の場合
は、図４に示すように、制御プログラム格納部７に格納
されている制御プログラムを第１ブロックから１ブロッ
クずつ読み出して、プログラム形式変換部９で実行形式
に変換し、実行形式プログラム格納部８に順次格納する
が、そこに３ブロックの変換結果を格納した後、Ｍ＋１
ブロック目である４ブロック目の変換結果を格納した時
には、最初に格納したブロック（図示の例では第１ブロ
ック）の変換結果を制御プログラム処理部１３へ送って
実行する。

【００４１】以後１ブロック変換して実行形式プログラ
ム格納部８に格納する度に、第２ブロック，第３ブロツ
クと先に格納したブロックからその変換結果を順次制御
プログラム処理部１３へ送って実行する。

【００４２】次に、図２におけるステップ４の終了待ち
合わせ指令処理のサブルーチンの内容を図３のフローチ
ャートによって説明する。この処理を開始すると、まず
ステップ１１でＮ＝０にし、ステップ１２で実行開始タ
イミング確定系統（プログラムのスタートから時間的に
連続していて、各ブロックの実行開始タイミングが予め
決っている系統）を特定する。

【００４３】そして、ステップ１３で全系統の終了待ち
合わせ指令の次のブロック（同時に実行する複数のブロ
ック）の制御プログラムを読込む。ここで、ステップ１
２で特定された系統のブロックが、実行開始タイミング
が予め決っているブロックとして特定されることにな
る。次いで、その読込んだ各ブロックのプログラムをそ
れぞれステップ１４で実行形式に変換し、ステップ１５
でその変換した各ブロックの実行時間を算出する。そし
て、ステップ１６で実行開始タイミング確定系統（ブロ
ック）の実行時間が最長か否かを判断する。

【００４４】この判断でＹＥＳであれば、ステップ１７
で他の系統のブロックの実行開始タイミングを算出す
る。それは、実行開始タイミング確定系統のブロックの
実行開始タイミングｔａ及び実行時間ＴA と他の系統の
ブロックの実行時間ＴB とから、これらの各ブロックの
実行終了タイミングが同期(一致)するように、他の系統
のブロックの実行開始タイミングをｔｂとすると、数１
の演算によって算出する。

【００４５】

【数１】ｔｂ＝ｔａ＋（ＴA−ＴB）

【００４６】そして、ステップ１８でその他の系統のブ
ロックの実行形式プログラムに、ステップ１７で算出し
て決定された実行開始タイミングの指示を追加して、こ
のサブルーチンの処理を終了し、図２のフローチャート
の処理に戻る。ステップ１６の判断で実行開始タイミン
グ確定系統のブロックの実行時間が最長ではない場合に
は、ステップ１９でＮを＋１して、ステップ２０で実行
開始タイミング確定系統の終了待ち合わせ指令のＮブロ
ック前のブロックを読込む。

【００４７】そして、ステップ２１で実行形式に変換
し、ステップ２２でそのブロックの実行時間を算出す
る。ステップ２３でその算出した実行時間を実行開始タ
イミング確定系統のブロックの実行時間に加算してステ
ップ１６の判断に戻る。その結果、実行開始タイミング
確定系統の実行時間（この場合終了待ち合わせするブロ
ックとその一つ前のブロックの実行時間）が最長になれ
ば、ステップ１７へ進むが、そうでなければ再びステッ
プ１９へ進んでＮをさらに＋１して上述したステップ２
０〜２３の処理を繰り返す。

【００４８】ここで、他の系統のブロックの実行開始タ
イミング算出について、図５によって説明する。（ａ）
はＮ＝０の場合の例、（ｂ）はＮ＝１の場合の例を示
す。図中の斜線を施して示すブロックが終了待ち合わせ
指令であり、その各右側のブロックが同時に実行してそ
の実行終了タイミングを同期させる複数のブロックであ
る。ｔａ，ｔｂ，ＴA ,ＴB は次のとおりである。 ｔａ：実行開始タイミング確定系統のブロックの実行開
始タイミング、 ＴA ：同じくその実行時間（１＋Ｎブロック分） ｔｂ：他の系統のブロックの実行開始タイミング、 ＴB ：同じくその実行時間、

【００４９】上述した数１の演算によつて他の系統のブ
ロックの実行開始タイミングｔｂを算出するには、ＴA
＞ＴB でなければならないので、ＴA ＜ＴB の場合は、
図５の（ｂ）に示すようにＮ＝１にして、実行開始タイ
ミング確定系統の終了待ち合わせ指令の１ブロック前の
ブロックの実行開始タイミングをｔａとし、その後の２
ブロックの実行時間をＴA とする。

【００５０】それでもＴA ＞ＴB にならない場合は、Ｎ
＝２にして実行開始タイミング確定系統の終了待ち合わ
せ指令の２ブロック前のブロックの実行開始タイミング
をｔａとし、その後の３ブロックの実行時間をＴA とす
る。このように、ＴA ＞ＴBになるまでＮを大きくして
いく。この場合、図２に示したインタプリタ方式の先読
み処理における先読みブロック数Ｍが、Ｎ＋２＞Ｍ に
なると、既に実行しているブロックの実行開始タイミン
グを後から要求することになり、実行開始タイミングが
決められなくなる。

【００５１】次に、この発明をＮＣ旋盤に適用して、突
っ切りバイトによる突っ切り加工の終了と加工済みワー
クを受けるセパレータの前進完了とを同期させるように
する実施例について説明する。

【００５２】図６は、この発明を実施するＮＣ旋盤の要
部平面図であり、主軸台３０に主軸３１を回転可能に保
持し、その主軸３１の先端部にチャック３１ａを内蔵し
ている。さらにその前方に主軸３１と軸線Ｌを共通にす
るガイドブッシュ３２を備えたガイドブッシュ装置３６
が固設されている。

【００５３】そして、丸棒状の加工材料３４をこれらの
主軸３１及びガイドブッシュ３２を貫通させて、ガイド
ブッシュ３２から被加工部分（以下「ワーク」という）
３５だけ突出させてチャックで固定して保持し、図示し
ないモータの回転による主軸３１の回転に伴って、加工
材料３４も回転される。また、この加工材料３４を保持
する主軸３１は、主軸台３０と共に一点鎖線で示す軸線
Ｌに沿う方向（矢示Ａ方向）に移動する。

【００５４】一方、ガイドブッシュ３２の周囲には、図
示を省略しているがくし歯式又はターレット式の刃物台
が設けられており、各種のバイト（刃物）を選択して、
軸線Ｌに直交する方向（矢示Ｂ方向）に移動させ、ワー
ク３５を加工する。加工が完了したワーク３５は突っ切
りバイト３３の前進によって加工材料３４から切り落さ
れる。

【００５５】その時ワーク回収装置４０は、セパレータ
であるワーク受け器４４を、実線で示す待機位置ＨＰか
ら仮想線で示す加工位置の直下の前進位置ＦＰへ前進さ
せ、ワーク３５を受け取って再び実線で示す待機位置Ｈ
Ｐへ戻す。矢示Ｃはこのワーク受け器４４の前進・後退
方向を示す。

【００５６】ワーク回収装置４０は図７にも示すよう
に、スライドブロック４１が２本のガイドレール４２，
４２に矢示Ｃ方向に摺動自在に装着され、その一側部に
支持板４３を介して金網で形成されたワーク受け器４４
が回動可能に支持されており、図示しないモータ等によ
り、図７の手前側に実線で示す上向状態と仮想線で示す
横向き状態とに回動される。

【００５７】そして、スライドブロック４１の他側部に
沿って両端部を延長させて設けたラック４５にサーボモ
ータ４６によって回転されるピニオン４７を噛み合わせ
ており、そのサーボモータ４６の正逆回転によって、ス
ライドブロック４１をワーク受け器４４と共に矢示Ｃ方
向に往復移動させ、仮想線で示す前進位置へ前進して加
工済みのワークを受け取る際には、ワーク受け器４４を
上向きにし、実線で示す待機位置に戻ったときには、ワ
ーク受け器４４を横向にして、受け取ったワークをワー
ク受け箱４８へ収納させる。

【００５８】ワーク受け器４４は金網で形成されている
ため、ワーク３５と共に流れ落ちる切削油や細かい切り
粉を通過させてワーク３５のみを分離することができ
る。しかし、このワーク回収装置４０がワーク３５の突
っ切り加工が完了する前に速くワーク受け器４４を前進
位置ＦＰに移動させると、その加工中の大きな切り屑が
ワーク受け器４４内に入ってしまい、ワーク３５と分離
が困難になる。

【００５９】そのため、突っ切りバイト３３による突っ
切り加工の終了と、加工済みワーク３５を受けるワーク
受け器（以下「セパレータ」と称す」４４の前進完了と
が同時になるようにするのが望ましい。しかし、従来は
セパレータの前進速度を予測して、突っ切りバイトによ
る突っ切り加工開始後所定の時点でセパレータの前進を
開始させるように、実行開始待ち合わせで制御していた
ので、動作完了時点を完全に一致させることは難かし
く、セパレータの前進完了が突っ切り加工完了より遅れ
るとワークを受け取れなくなるため、若干余裕を持たせ
てセパレータの前進完了の方が早めになるようにしてい
た。そのため、ワークと共に大きな切り屑が混入してし
まうことが多かった。

【００６０】そこでこの実施例では、前述したこの発明
による実行終了待ち合わせを適用して、プログラムのス
タートから時間的に連続していて、各ブロックの実行開
始タイミングが予め決っている実行開始タイミング確定
系統の制御プログラムに属する突っ切りバイト３３によ
る突っ切り加工の制御を行なうブロックと、その他の系
統の制御プログラムに属するワーク回収装置４０による
セパレータ４４の前進の制御を行なうブロックとに、実
行終了待ち合わせ指令を入れて（インタプリタ方式の場
合は各ブロックの直前に入れる）、両ブロックの実行終
了タイミングを同期させる。

【００６１】その場合のタイミングチャートの例を図８
に示す。図８において、（ａ）は突っ切りバイト３３を
移動させるＸ軸の、（ｂ）はセパレータ４４を移動させ
るＡ軸の、それぞれ送り速度（縦軸）の変化と時間経過
（横軸）との関係を示している。この実施例の突っ切り
バイト３３を移動させるＸ軸の図示しないサーボモータ
と、セパレータ４４を前進・後退させるＡ軸のサーボモ
ータ４６を、図１の２個のモータ２３，２４とすればよ
い。

【００６２】突っ切りバイト３３は、時点ｔａでＸ＝１
２の位置から前進を開始して、実行時間ＴA 後の時点ｔ
ｃでＸ＝０（バイトの刃先が主軸の軸線Ｌに達する位
置）になって、突っ切りを完了する。その後ワーク３５
にへそが残らないように、さらにＸ＝−３の位置まで前
進して停止する。

【００６３】一方、セパレータ４４は、突っ切りバイト
３３の前進開始時点ｔａより時間Ｔc だけ遅れた時点ｔ
ｂで、待機位置ＨＰから前進を開始し、その実行時間Ｔ
B後の時点ｔｃで前進端位置ＦＰに達し、ごく短時間停
止してから後退を開始し、時点ｔｄで待機位置ＨＰへ戻
る。

【００６４】この場合、前述したように予め制御プログ
ラムの実行形式への変換後、突っ切り加工の実行時間Ｔ
A と、セパレータの前進時間ＴB を算出し、セパレータ
の前進開始時点ｔｂは、前述した終了待ち合わせ指令の
処理において、 ｔｂ＝ｔａ＋ＴC ＝ｔａ＋（ＴA−ＴB ) によって実行前に算出され、このセパレータ前進のブロ
ックの実行形式のプログラム中に指示が追加されてい
る。

【００６５】したがって、この実施例によれば、突っ切
りバイト３３による突っ切り加工の完了時点とセパレー
タ４４の前進完了時点とを精度よく同期させることがで
きるので、セパレータ４４内にワーク３５以外の余分な
切り屑や切り粉が入るのを最小限にすることができ、特
に微小な部品を突っ切り加工した場合にその部品（ワー
ク）と切り屑とが、ワーク受け箱４８内に混在して収納
されて選別が困難になるようなことを防止できる。

【００６６】図９は、この実施例における複数系統の制
御プログラムによる各種の実行終了待ち合わせ指令の設
定例を示す説明図である。図中、斜線を施して示す狭い
ブロツクｅは終了待ち合わせ指令、横線を施した狭いブ
ロックｓは開始待ち合わせ指令、散点を施した狭いブロ
ックｃは連続実行指令である。そして、各終了待ち合わ
せ指令ｅの直後のブロックが実行終了タイミングの同期
をとるブロック（「終了同期ブロツク」という）であ
る。

【００６７】この図９の(ａ)，(ｂ)，(ｄ)，(ｅ)は、い
ずれも系統１が実行開始タイミング確定系統である。そ
して、(ａ)は、実行開始タイミング確定系統（系統１）
の終了同期ブロツク（突っ切り）の実行時間ＴA が、系
統２の終了同期ブロツク（セバレータ前進）の実行時間
ＴB より長い（ＴA ＞ＴB ）場合である。

【００６８】(ｂ)は、実行開始タイミング確定系統（系
統１）の終了同期ブロツクの実行時間ＴA が、系統２の
終了同期ブロツクの実行時間ＴB より短い（ＴA ＜ＴB
）場合であり、実行開始タイミング確定系統の終了同
期ブロツクより１ブロック前のブロック（外径）に遡っ
て、そのブロックの実行開始タイミングをｔａとし、そ
の後の２ブロックの実行時間の合計をＴA として、系統
２の終了同期ブロツク（セパレータ前進）の実行開始タ
イミングｔｂを算出する

【００６９】(ｃ)は、実行開始タイミング確定系統が初
めは系統３であったが、開始待ち合わせ指令ｓによって
系統１に移り、系統１の終了同期ブロツク（突っ切り）
と系統２の終了同期ブロツク（セパレータ前進）とで実
行終了待ち合わせを行なう。この場合は（ＴA ＜ＴB ）
であるから、系統３の１ブロック前（中ぐり）に遡っ
て、そのブロックの実行開始時点をｔａとし、そのブロ
ック（中ぐり）の実行時間と系統１の終了同期ブロツク
（突っ切り）の実行時間との和をＴA とする。

【００７０】(ｄ)は、終了待ち合わせ指令ｅ以前にある
開始待ち合わせ指令ｓで実行の同期を取ると、終了待ち
合わせ指令での同期終了が成立しなくなる場合で、ミス
プログラムであるからエラー（アラーム）を発生してそ
れを知らせる（プログラムチェック時）。

【００７１】(ｅ)は、系統２の終了同期ブロツク（セパ
レータ前進）とその１ブロック前のブロック（ワーク受
け器上向き）の前に連続実行指令があり、この２つのブ
ロックを連続して実行する。この場合、終了待ち合わせ
指令ｅにそのブロックと連続して実行するブロック数の
情報を入れておくようにするとよい。(ｆ)は、実行開始
タイミング確定系統が系統１から系統２へ移る３系統の
例であり、☆印の付してあるブロックが実行開始タイミ
ング確定していない終了同期ブロツクである。

【００７２】なお、この図９の例では終了待ち合わせ指
令を、全て終了同期ブロツクの直前に入れているが、コ
ンパイル方式の場合には、終了同期ブロツクの直後に終
了待ち合わせ指令を入れるようにしてもよい。また、プ
ログラムチェック時には、実行開始タイミング確定系統
に連続実行指令又は終了待ち合わせ指令中に連続実行ブ
ロック数の情報があった場合、それらは誤って設定され
ているので読み飛ばすか、又はアラームを発生するとよ
い。

【００７３】上述の実施例は、ＮＣ制盤における突っ切
り加工とセパレータの前進とを実行終了タイミングで同
期させるようにした例について述べたが、この発明はこ
れに限るものではなく、工作機械の複数の制御軸一方の
動作がある条件に達した時に他方の動作が同時に終了す
るようにする必要がある場合には、全て有効である。例
えば、主軸回転の始動／停止とチャックの開／閉、ある
いはエンドミルによる複数の刃物での加工が同時に終わ
るようにする場合等にも適用できる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、複数の制御軸を有する工作機械の各制御軸を相互
に関連して動作させる場合の待ち時間を削減して、加工
時間を短縮すること、及び複数の制御軸による各動作の
終了タイミングを正確に同期させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による工作機械の制御方法を実施する
ための制御装置の一実施例を示すブロック構成図であ
る。

【図２】図１の実施例によるインタプリタ方式による制
御プログラムの先読み変換処理のフローチャートであ
る。

【図３】図２におけるステップ４の終了待ち合わせ指令
処理のサブルーチンのフローチャートである。

【図４】図２の制御プログラムの先読み変換処理を Ｍ
＝３ の場合の例で示す説明図である。

【図５】図３における他の系統のブロックの実行開始タ
イミング算出に関する説明図である。

【図６】この発明を実施するＮＣ旋盤の要部平面図であ
る。

【図７】同じくそのワーク回収装置の斜視図である。

【図８】図６に示したＮＣ旋盤において突っ切りバイト
による突っ切り加工の終了と加工済みワークを受けるセ
パレータの前進完了とを同期させるように制御する場合
のタイミングチャートである。

【図９】この実施例における複数系統の制御プログラム
による各種の実行終了待ち合わせ指令の設定例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１：システム制御部 ２：入力スイッチ ３：表示
器 ４：入出力制御部 ５：システム制御プログラム用メ
モリ（ＲＯＭ） ６：システム用メモリ（ＲＡＭ） ７：制御プログラム格納部（ＲＯＭ又はＲＡＭ） ８：実行形式プログラム格納部（ＲＡＭ） ９：プログラム形式変換部 １０：実行時間算出部 １１：実行開始タイミング確定ブロック特定部 １２：実行終了同期部 １３：制御プログラム処理部 １４：動作制御部 ２１，２２：モータ制御駆動
部 ２３，２４：モータ ２５：アクチュエータ制御駆
動部 ２６：アクチュエータ ２７：センサ入力部 ２８：センサ ３０：主軸台 ３１：主軸 ３
２：ガイドブッシュ ３３：突っ切りバイト ３４：加工材料 ３５：被加工部分（ワーク） ４０：ワーク回収装置 ４１：スライドブロック ４４：ワーク受け器（セ
パレータ） ４６：サーボモータ ４８：ワーク受け箱

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−108122（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−324502（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−303502（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/18 - 19/46 B23Q 15/00 - 15/28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御プログラムの複数のブロックを同時
   に実行し、複数の制御軸を有する工作機械の各制御軸を
   相互に関連して動作させるように制御する工作機械の制
   御方法において、 前記制御プログラムの少くとも同時に実行する複数のブ
   ロックを実行形式に変換する段階と、 その実行形式に変換した各ブロックの実行時間をそれぞ
   れ算出する段階と、 前記同時に実行する複数のブロックのうち、前記制御プ
   ログラムのスタートから時間的に連続していて実行開始
   タイミングが予め決っているブロックを特定する段階
   と、 その特定したブロックの実行開始タイミング及び実行時
   間と、前記同時に実行する複数のブロックのうち実行開
   始タイミングが決っていないブロックの実行時間とか
   ら、該複数のブロックの実行終了タイミングが同期する
   ように、前記実行開始タイミングが決っていないブロッ
   クの実行開始タイミングを算出して決定する段階とを有
   し、 前記制御プログラムの同時に実行する複数のブロックの
   実行終了タイミングを同期させることを特徴とする工作
   機械の制御方法。
2. 【請求項２】 前記制御プログラムが複数の系統の制御
   プログラムからなり、前記同時に実行する複数のブロッ
   クが、それぞれ異なる系統の制御プログラムに属してい
   ることを特徴とする請求項１記載の工作機械の制御方
   法。
3. 【請求項３】 前記複数の系統の各制御プログラムに属
   する同時に実行する各ブロックには、それぞれ実行終了
   タイミングを同期させることを示す終了待ち合わせ指令
   を入れておくことを特徴とする請求項２記載の工作機械
   の制御方法。
4. 【請求項４】前記終了待ち合わせ指令を有し且つ前記実
   行開始タイミングが予め決っていないブロック以前の１
   つ以上のブロックを、該終了待ち合わせ指令を有するブ
   ロックと連続して実行することを特徴とする請求項３記
   載の工作機械の制御方法。
5. 【請求項５】 前記終了待ち合わせ指令を有するブロッ
   クと連続して実行するブロックに連続実行指令を入れて
   おくことを特徴とする請求項４記載の工作機械の制御方
   法。
6. 【請求項６】 前記終了待ち合わせ指令に、該指令を有
   するブロックと連続して実行するブロック数を指定する
   情報を入れておくことを特徴とする請求項４記載の工作
   機械の制御方法。
7. 【請求項７】 制御プログラムの複数のブロックを同時
   に実行し、複数の制御軸を有する工作機械の各制御軸を
   相互に関連して動作させるように制御する工作機械の制
   御装置において、 前記制御プログラムの少くとも同時に実行する複数のブ
   ロックを実行形式に変換するプログラム形式変換手段
   と、 該手段によって実行形式に変換した各ブロックの実行時
   間をそれぞれ算出する実行時間算出手段と、 前記同時に実行する複数のブロックのうち、前記制御プ
   ログラムのスタートから時間的に連続していて実行開始
   タイミングが予め決っているブロックを特定する実行開
   始タイミング確定ブロック特定手段と、 該手段によつて特定したブロックの実行開始タイミング
   及び実行時間と、前記同時に実行する複数のブロックの
   うち実行開始タイミングが決っていないブロックの実行
   時間とから、該複数のブロックの実行終了タイミングが
   同期するように、前記実行開始タイミングが決っていな
   いブロックの実行開始タイミングを算出して決定する実
   行終了同期手段とを設け、 前記制御プログラムの同時に実行する複数のブロックの
   実行終了タイミングを同期させるようにしたことを特徴
   とする工作機械の制御装置。