WO1997037291A1 - Procede de correction des donnees de commande numerique par ordinateur - Google Patents

Description

明 細 害

C N C データ補正方法

技 術 分 野

本発明は、 高精度な加工を行うための N C データの補 正方法に関する。

背 景 技 術

C データ に基づいて工作機械の各軸を駆動するサー ボモータへの移動指令がサーボ系に指令された後、 サー ボ系でサーボ処理がなされ、 各軸のサーボモータは駆動 され、 加工が実行される。 しか し、 高精度な加工を行う 場合にはサーボ系の遅れが問題になる。 サ一ボ系の遅れ のため、 実際の工具軌跡は N Cデータで指令された加工 ブロ ッ クのパスと は異なる軌跡とな り、 加工誤差が生 じ る。

通常の加工ではこの追従遅れによ る加工誤差は許容範 囲内にあ って格別問題とはならないが、 特別高精度な加 ェを行う場合には、 この追従遅れによる加工誤差は問題 とな り得る。 そこで、 従来は、 この追従遅れの加工誤差 を少な く するために、 追従遅れによ る加工誤差が許容範 囲になる程度まで加工速度を下げて加工を行う方法が採 用されている。

しか し、 加工速度を低下させれば当然に加工時間が長 く な り、 また、 適切な加工速度を試行錯誤で探すとする とかな り の時間がかかるなどの問題があ って、 高精度で かつ高能率な加工を実行させるため N C プログラム中の データを適切に修正する こ とは容易ではなかっ た。

発 明 の 開 示

本発明の目的は、 加工対象物の加工を高精度にでき る N C データを得る C N C データの修正方法を提供する こ と にある。

上記目的を達成するため、 本発明の C N C データ修正 方法は、 （a ) 作成された N C加工データのも とで C N C 工作機械で加工を行っ て、 C N C から上記 N C デー夕の 各ブロ ッ クの始点または終点における指令位置に対応す る実際の加工位置データを得て、 その N C加工データの 各ブロ ッ クの始点または終点における指令位置と実際加 ェ位置との誤差を求める段階と、 （b ) その誤差に基づい てデータ補正量を求める段階と、 （c ) 上記 N C加工デー 夕 における上記始点または終点の指令位置を起点と して、 上記ブロ ッ クの始点または終点の指令位置とそれに対応 する実際の加工位置とを結ぶ直線上を、 上記実際の加工 位置とは逆の方向に、 上記（b ) で求めたデータ補正量だ け進んだ点を、 上記 N C加工データの当該ブロ ッ クの始 点または終点における修正後の指令位置に設定する段階 とを含む。

好ま し く は、 上記誤差そのものがデータ補正量となる ₍ すなわち、 1 ブロ ッ クの始点または終点の指令位置に関 してその点の実際の加工位置と点対象の位置が補正され た指令位置となる。

好ま し く は、 N C加工データのブロ ッ ク は、 C A D を 利用 して作成された曲線を連続する微小直線と したもの からな リ、 N C データにおける上記始点または終点の指 令位置とそれに対応する実際の加工位置とを結ぶ直線は. その始点または終点での上記曲線の法線とする。

好ま し く は、 C N C工作機械で加工を行う間に移動指 令の分配周期每に移動指令の現在位置と実際の加工位置 とを求め、 これら分配周期毎に求めた移動指令の現在位 置のう ちの 1 つを、 N C データの 1 ブロ ッ クの始点また は終点における指令位置と して選択 し、 かつその選択さ れた移動指令の現在位置に対応する実際の加工位置を、 そのブロ ッ クの始点または終点における実際の加工位置 データ とする。

さ らに好ま し く は、 さ らに、 N Cデータの各ブロ ッ ク の始点または終点における送り軸または主軸にかかる負 荷を求めて、 この負荷と上記誤差とに基づいてデータ補 正量を決定する。

本発明は以上の構成を備えるので、 サーボ遅れによる 加工誤差をあらか じめ考慮 した N C データの修正が可能 である。 したがっ て、 この修正された N C データを用い て加工を行えば、 実際のサーボ系の遅れはその修正量で も って打ち消されて、 その結果、 加工されたワ ークの加 ェ形状は目標とする形状に高い精度で一致する こ と と な る。

図 面 の 簡 単 な 锐 明

図 1 は C A D データ と N Cデータの関係を説明する説 明図である。

図 2 は C A Dデ一夕よ り N Cデータを生成する方法の 説明図である。

図 3 は C A Dデータと実際の加工位置データとの説明 図である。

図 4 は本発明の実施の形態による修正 N Cデータの説 明図である。

図 5 は本発明の実施の形態における指令データ、 実際 の位置データ及び負荷データを記慷するテーブルの説明 図である。

図 6 は本発明の第 1 の実施の形態における修正 N Cデ 一夕を得るためのテーブルの説明図である。

図 7 は本発明の第 1 の実施の形態における修正 N Cデ 一夕を得るための処理フ ローチ ヤ一 卜である。

図 8 は本発明の実施の形態を適用 した通信ネッ 卜ヮー ク システムの構成図である。

図 9 は C N C装置における情報入出力処理の概略を示 すフ ローチ ヤ一 卜である。

図 1 0 は C N C装置における情報転送処理の概略を示 すフ ロ ー チ ャ ー トである。

図 1 1 は C N C装置における情報転送処理の他の実施 形態の概略を示すフ ロ ーチ ヤ一 卜である。

図 1 2 は R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器の処理の 概略を示すフ ロ ー チ ヤ一 卜である。

図 1 3 はホス ト コ ン ピュ ータにおける情報入出力処理 の概略を示すフ ロ ー チ ヤ一 卜である。

発明を実施す る た めの最良の形態

A. 第 1 実施形態の説明

本発明の第一の実施の形態は、 C A D システムによ つ て作成されたスプライ ン曲線で構成される加工形状から N C データを作成する こ と、 さ らに、 こ の作成された N C データによ り加工を実行 し、 そこで生 じた加工誤差を 用いてその N C データを修正する こ とを特徴とする。 そ の結果、 加工誤差が極めて小さい修正済み N C データが 作成される。

( a ) N C データの修正方法の原理の説明

本発明の第 1 実施形態による N C データの修正方法の 原理を以下に説明する。

N Cデータを作成するための C A Dデータは、 図 1 に 示すよ う に、 スプラ イ ン曲線の点群 C j ( X cj, Y cj, Z cj) ( j = 1 , 2, 3 ……） でも って定義される。 N Cデータは、 このスプラ イ ン曲線を微小長さの直線 （後 述する よ うに、 図 2 において、 点 S i と点 S i + 1 とをつ な ぐ線分） の連続 したものと定義する こ とによ り、 作成 される。

スプライ ン曲線上の 1 点 C j とその次の点 C j + 1 とを 結ぶ直線が両点間のスプラ イ ン曲線と設定値 （例えば、

1 μ m ) 以上の偏差 ε を有するかどうか判断する。 も し 設定値以上の偏差 ε がなければ、 さ らに、 上記点 C j と さ らにその次の点 C j +2 とを結ぶ直線がこれら両点間の スプライ ン曲線と設定値以上の上の偏差 ε を有するかど うか判断する。 それでも設定値以上の偏差 ε がなければ、 さ らに、 上記点 C j とさらにその次の点 C j + 3 とを結ぶ 直線がこれら両点間のスプライ ン曲線と設定値以上の上 の偏差 ε を有するかどうか判断する。 こう してついに、 図 2 に示すように、 上記点 C j と点 C j + k とを直線で結 んだとき、 その直線がは じめてこれら両点間のスプライ ン曲線とに設定値以上の偏差 ε が生じたとき、 これら点 C j 及び C j + k - 1 を N Cデータの 1 パス （ 1 ブロ ッ ク） の始点及び終点とする。

以上説明したように、 N Cデータの 1 ブロ ッ クを形成 する始点及び終点 S i ( X s i、 Y s i , Z s i ) ( i = 1 . 2 , 3 ……） はスプライ ン曲線上の点 C 」 から選ばれる。 図 1 で示す例では、 C 1 は S 1 に、 C 2 は S 2 に、 C 4 は S 3 に、 C 5 は S 4 に、 C 6 は S 5 に、 C 7 は S 6 に、 C 9 は S 7 に、 C 1 2 は S 8 に、 それぞれ対応している。

このように作成された N Cデータを C N C工作機械で 実際に加工を行ったとき、 始点 （終点） S i に対応する 実際の工具位置 P i を求め、 さらにこの指令位置の始点 (終点） S i と実際の位置 P i との誤差 d ( = S i 一

P i ) を求める。 図 3 に始点 （終点） S i に対応する実 際の工具位置 P i とこれに対応する C A Dデータの点

C j ( = S i ) を表している。 そ して、 始点 （終点）

S i に対応する C A Dデータの対応する点 C j ( = S i ) における法線を C A Dデータから求め、 この法線上にお いて点 P i が点じ 】 （ = S i ) に対 して略点対象となる 点 S ' i (点 C 」 から法線上で P i とは逆方向であ り誤 差 d 分移動 した点） を求めこの点 S ' i によ って修正さ れた N C データ とする。 図 4 にこの修正された点 S ' i の点列を示す。 この修正された N Cデータは、 サーボ系 の遅れによる誤差を C A Dデータの各点の法線上におい て逆方向に補正 した点によ って構成されているから、 こ の修正された N Cデータで加工を行う とサーボ系の遅れ によ って修正 した誤差分遅れ、 結局 C A D データのスプ ラ イ ン曲線に近い高精度の加工形状を得る こ とができる ₍ 以上のよう に、 本発明の第 1 の実施形態では、 C A D データを用いて修正 N C データを作成する こ とから情報 量が非常に多 く なる。 そのため、 数値制御装置 （ C N C 装置） から得られた指令データ、 及び実際の加工位置デ 一夕をホス 卜 コ ン ピュ ータに送信 し、 このホス 卜 コ ン ビ ユ ー夕で N C データの補正処理を行って加工精度の高い N Cデータを得る よう に している。

( 1 ) 通信ネ ッ ト ワーク についての説明

本発明の第 1 実施形態が適用される通信ネ ッ 卜 ワーク と してのフ ァ ク ト リ ー ' オー ト メ ー シ ョ ン · ネ ッ ト ヮー ク シ ス テムを、 図 8 の概念図を用いて以下に説明する。 第 1 , 第 2 のホス ト コ ン ピュ ータ 1 , 2 等の複数のホ ス 卜 コ ン ピュ ータがデータ伝送路と してのイ ーサネ ッ ト ( Ethernet) 3 を介 して接続される。 更に、 複数の工作 機械等の C N C装置 ( Computer i zed Numer ical Control l er) 4 ~ 7 の各々力、'、 夫々の R S 2 3 2 C ケーブル 1 0 - 1 3 および R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器 1 4〜 1 7 を介 して、 イ ーサネ ッ ト 3 に接続される。 第 1 . 第 2 のホス ト コ ン ピ ュ ータ 1 . 2 は各々用途の異なる コ ン ピ ュ ー夕であ って、 例えば、 第 1 のホス ト コ ン ピ ュ ータ 1 は生産管理用のコ ン ピュ ータであ り、 第 2 の木ス 卜 コ ン ピュ ータ 2 は C A D Z C A M用のホス ト コ ン ピュ ータ である。

R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器 1 4 ~ 1 7 は、 デ 一夕の送受信および衝突検出機能を備えた ト ラ ン シーバ と して機能する。 なお、 イ ーサネ ッ ト用のイ ンターフ エ ィ スを備えた C N C装置 8や レーザ測定器または 3 次元 測定器 9 においては、 そのイ ンターフ ヱ イ スを直接ィ ー サネ ッ 卜 に接続する こ とができ るので、 R S 2 3 2 C / イ ーサネ ッ ト変換器を介在させる必要はない。 テープ リ ーダゃフ ロ ッ ピー ドラ イ ブ等の従来のデータ入出力機器 との互換のために R S 2 3 2 C用のイ ン タ ー フ ェ イ スを 備えた C N C装置が多いが、 イ ーサネ ッ ト用のイ ンター フ エ イ スを初めから備えた レーザ測定器や C N C装置も ある。

C N C装置 4〜 8 は、 手動データ入力のためのテ ンキ 一や文字キーおよびカ ー ソ ル移動キー等を有するキーボ ー ドと情報表示のための表示画面とを備え、 該 C N C装 置 4〜 8 内に内蔵された C P U (マイ ク ロプロ セ ッ サ） や R O M, R A M等によ って、 制御対象となる工作機械, ワイ ヤ放電加工機、 射出成形機等の各部を駆動制御する 第 1 , 第 2 のホス 卜 コ ン ピュ ータ 1 , 2 から C N C装 置 4 〜 8 に転送される表示情報と しては、 実行対象とな る処理操作の項目を選択するためのメ ニ ュ ー選択画面や 各種のガイ ド情報を検索するためのフ ァ イ ル検索画面、 製品見取 り図等がある。

これらのメ ニ ュ ー選択画面ゃフ ア イ ル検索画面および 製品見取り図等を表示 した りするために必要と される作 業手続きの一部は、 第 1 , 第 2 のホス ト コ ン ピュ ータ 1 , 2 にアプ リ ケー シ ョ ンプログラムと して保存されている ₍ これらのアプ リ ケーシ ョ ンプロ グラムが C N C装置 4 〜 8 の要求によ り起動されることで、 既存のメ ニ ュ ー選択 画面や製品見取り図等を転送 した り、 更には、 第 1 , 第 2 のホス ト コ ン ピ ュ ータ 1 , 2 内の記憶装置を検索 し、 必要なデータを収集 した後で所定の処理手続きに従って バーグラ フ等を生成した り して、 これを C N C装置 4 〜 8 に転送 した り する。

( 2 ) C N C装置とホス ト コ ン ピ ュ ータ との間のデー 夕の送受までの処理

C N C装置とホス ト コ ン ピュ ータ とが R S 2 3 2 C Z イ ーサネ ッ ト変換器を介 して回線が接続され、 C N C装 置とホス ト コ ン ピュ ー夕 との間のデータの送受を行う ま での処理を、 図 9、 図 1 2 及び図 1 3 を用いて説明する ₍ 図 9 のフ ロ ーチ ャ ー ト に示す処理は、 C N C 装置 4 〜 8 の C P U によ り 実行される情報入出力処理であ っ て、 C N C装置 4 ~ 8 から通信専用画面表示指令が入力され る と開始する。

図 1 2 のフ ロ ーチヤ一 卜 に示す処理は、 R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ ト変換器の各々に固有の C P U によ って定 常的に継続して実行される処理である。

図 1 3 のフ ロ ーチ ャ ー ト に示す処理は、 第 1 、 第 2 の ホス ト コ ン ピ ュ ータ 1、 2 の C P U によ り 定常的に継続 して実行される情報入出力処理である。

なお、 以下に説明では、 処理の対象になる C N C装置 及び R S 2 3 2 C ノイ ーサネ ッ ト変換器が図面参照番号 の 4乃至 8、 1 4 乃至 1 7 のいずれを付されたものであ るかを特定する必要がないので、 C N C装置及び R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ ト変換器の語には図面参照番号を付 さない。

( a ) C N C装置とホス 卜 コ ン ピ ュ ータ と間の通信経 路が確立されるまで

まず、 通信専用画面表示要求キーの操作によ り情報入 出力処理を開始 した C N C装置は、 該 C N C装置と対応 の R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器との間の通信回線 が確立しているか否かを判別する （図 9 のステップ b 1 ) , 既にこの段階で対応の R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ ト変 換器はポー 卜の初期化を完了 し （図 1 2 のステ ッ プ e 1 . 電源投入直後の処理） 、 C N C装置からのホス ト接続要 求信号の入力を待つ待機状態に入っ ている （ ステ ッ プ e 2 ) 。 しか し、 この時点では、 まだ、 C N C装置から R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器へのホス 卜接続要求信 号は出力されていない。

したがって、 R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ ト変換器と該 C N C装置との間の通信回線は閉鎖の状態 （接続 してい ない状態） にあるため、 C N C装置とホス 卜 コ ン ビユ ー 夕 との接続も行われていない。 よ って、 図 9 のステ ッ プ b 1 における判別結果は N 0 となる。

そこで、 C N C装置は、 まず、 第 1 のホス 卜 コ ン ビ ュ 一夕 1 を最初の接続対象と して記憶 し、 R S 2 3 2 C / イ ーサネ ッ 卜変換器にホス ト接続要求信号を出力する

(ステ ッ プ b 2 ) 。 そ して、 該 C N C装置と R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器との間の回線が確立したか否か を判別するが （ステッ プ b 3 ) 、 回線が確立していなけ れば、 この回線が確立する力、、 または、 所定時間が経過 するまでの間 （ステ ッ プ b 1 5 ) 、 回線確立のための動 作を繰り返す。

なお、 ステ ッ プ b 1 5 の判別処理は回線異常等の部分 的な陣害によ って C N C装置全体の処理動作が滞って し ま うのを防止するためのエラ ー回避処理である。 通常、 前述の所定許容時間の範囲で C N C装置と R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器との間の回線が確立されるが、 ケ 一ブルの接続ミ ス等の理由でステ ッ プ b 1 5 の判別結果 が Y e s となった場合には、 そのま ま回線切断処理を行 つて回線接続のための リ ト ライ アル動作を完了 させ （ス テ ツ プ b 1 0 ) 、 C N C装置の全体的な機能、 例えば、 工作機械全般の駆動制御機能が停止するのを防止する。

C N C装置と R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器との 間の回線が確立する と、 C N C装置は、 接続対象となる ホス ト コ ン ピ ュ ー夕 との間で回線を接続するための指令 と初期メ ニ ュ ー選択画面要求信号と を R S 2 3 2 C ィ ーサネ ッ ト変換器に出力 し （ステ ッ プ b 4 ) 、 接続対象 となるホス ト コ ン ピュ ー夕からの接続完了信号の入力の 検出を待つ。 接続完了信号を待つ間は回線確立のための リ 卜 ラ イ アル動作を繰 り返すが （ ス テ ッ プ b 1 6 ) 、 所 定時間待ってもホス ト コ ン ピュ ータからの接続完了信号 が入力され来なければ、 回線を切断 して （ステ ッ プ b 1 0 ) 処理を停止する。

なお、 ステ ッ プ b 4 の処理で C N C装置から R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器に出力された初期メ ニ ュ ー選 択画面要求信号は R S 2 3 2 Cノイ ーサネ ッ 卜変換器が 一時的に保存する。

( b ) R S 2 3 2 C ノイ ーサネ ッ ト変換器がホ ス ト コ ン ピュ ー夕 と回線接続するまで

図 1 2 のステ ッ プ e 2 の処理で回線接続指令を検出 し た R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ ト変換器は、 図 9 の ス テ ツ プ b 2 の処理に対応 して第 1 のホス 卜 コ ン ピュ ータ 1 を 接続対象と して選択 し、 該 R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト 変換器とホス ト コ ン ピュ ー夕 との間の回線接続処理を開 始 し （ ステ ッ プ e 3 ) 、 ホス ト コ ン ピュ ータからの接続 完了信号が入力される まで （ステ ッ プ e 4 ) 回線確立の ための動作を繰 り返す （ステ ッ プ e 1 1 ) 。 なお、 所定 の時間が経過 してもホス ト コ ン ピ ュ ータからの接続完了 信号が入力されないと きは （ステ ッ プ e 1 1 ： Y e s ) ホス ト コ ン ピ ュ ータ側の回線が他の C N C装置との間の データ伝送処理のために塞がっているこ とを意味するの で、 R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器は、 回線確立の ための リ 卜 ラ イ アル動作を一旦中止 して再びステ ッ プ e 2 の処理へと移行 し、 C N C装置からのホス 卜接続要求 信号の入力を待つ待機状態に入る。

( c ) ホス ト コ ン ピュ ータが R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器との接続を開始するまで

図 1 3 のステ ッ プ f 1 の処理で既に通信ポー ト の初期 化を完了 し （電源投入直後の処理） 、 既にこの時点で R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器からの回線接続要求を 待機していたホス ト コ ン ピュータ は、 ステ ッ プ f 2 の処 理で R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器からの回線接続 要求 （ステ ッ プ e 3 参照） を検出 して、 R S 2 3 2 C / イ ーサネ ッ ト変換器との間の回線接続処理を開始 し （ ス テ ツ プ f 3 ) 、 回線の接続が成功する まで （ステ ッ プ f 4 ) 回線確立のための動作を繰 り返す （ステ ッ プ f 9 ) , なお、 所定の時間が経過 しても R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器との接続が成功 しなければ （ステ ッ プ f 9 ： Y e s ) , ホス 卜 コ ン ピュ ータは リ ト ライ アル動作を中 止 して再びステ ッ プ f 2 の処理へと移行 し、 R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器からの接続要求信号の再入力を 待つ待機状態に入る。

そ して、 ホス ト コ ン ピュ ータ側における回線接続処理 が成功すると、 ホス 卜 コ ン ピュ ータ は、 R S 2 3 2 C Z イ ーサネ ッ ト変換器に接続完了信号を出力する （ ステ ツ プ f 5 ) 。 また、 この接続完了信号は R S 2 3 2 C Zィ 一サネ ッ 卜変換器を介 して C N C装置の側にも伝達され、 C N C装置側のステ ッ プ b 5 の処理でも検出される。

つま り、 接続対象となるホス 卜 コ ン ピュ ータにおいて はステ ッ プ f 5 の処理が完了 した時点、 また、 R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ ト変換器においてはステ ッ プ e 4 の判 別結果が Y e s となっ た時点、 また、 C N C装置におい てはステ ッ プ b 5 の判別結果が Y e s とな っ た時点で、 相互間の通信経路が確保されたこ とになる。

( d ) C N C装置が初期メ ニ ュ ー選択画面の要求信号 をホス ト コ ン ピュ ータ に転送する まで

図 1 2 のステ ッ プ e 4 の処理でホス ト コ ン ピ ュ ータか らの接続完了信号を検出 した R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器は、 次いで、 C N C装置からホス ト コ ン ビュ 一 夕への送信データがあるか否かを判別する （ステ ップ e 5 ) 。 この場合、 ステ ップ b 4 の処理で C N C装置から 出力された初期メ ニ ュ ー選択画面の要求信号が R S 2 3 2 C イ ーサネ ッ ト変換器に記憶されているので、 ステ ッ プ e 5 の判別結果は Y e s となる。 次いで、 R S 2 3 2 C ノイ ーサネ ッ ト変換器は、 この送信データがホス 卜 コ ン ピュ ータ に対する回線切断要求であるか否かを判別 する （ステ ッ プ e 6 ) 。 無論、 初期メ ニ ュ ー選択画面要 求信号は回線切断要求ではないので、 ステ ッ プ e 6 の判 別結果は N 0 と な り、 R S 2 3 2 C イ ーサネ ッ ト変換 器は、 C N C装置からのデータ、 つま り、 初期メ ニ ュ ー 選択画面の要求信号をホス ト コ ン ピ ュ ー夕 に転送する こ と になる （ステ ッ プ e 7 ) 。

( e ) ホス ト コ ン ピュ ータが初期メ ニ ュ ー選択画面を C N C装藿に転送するまで

図 1 3 のフ ロ ー チ ャ ー ト においては、 R S 2 3 2 C Z イ ーサネ ッ ト変換器を介 して C N C装置から入力された データをホス 卜 コ ン ピュータが検出 し、 該データの要求 に応 じてホス ト コ ン ピュ ータが実施する処理をステ ッ プ f 6 で一括 して示 している。 ステ ッ プ f 5 の処理が完了 してから C N C装置側の回線切断要求が入力されるまで の間 （ステ ッ プ f 7 ) 、 要するに、 ホス 卜 コ ン ピュ ータ と C N C装置との間の回線が確立されてまだ解除されて ない間、 ホス ト コ ン ピュータは C N C装置からのデータ 入力があ り しだい、 C N C装置からの要求を判別 し、 そ の要求に応じ、 前述 した様々なアプ リ ケー シ ョ ンプロ グ ラムの処理をステ ップ f 6 で実行する こ とになる。 この 場合、 C N C装置からの初期メ ニ ュ ー選択画面要求信号 が入力されているので、 ホス 卜 コ ン ピュ ータは、 その記 慷装置から最初の初期メ ニ ュ ー画面を読み込み、 このデ 一夕を要求 した C N C装置の R S 2 3 2 イ ーサネ ッ 卜変換器にこれを出力する。 最初の初期メ ニ ュ ー選択画面は、 C N C 装置側のオペ レー夕がホス 卜 コ ン ピュ ータを利用 して実施する作業を 選択するための作業選択画面である。 この画面が C N C 装置側の表示画面に表示された状態で、 オペ レータが C N C装置側のキーボー ド等を操作 して所望する作業に応 じた項目番号を選択する と、 その項目番号が表示され、 更に、 実行キーを操作する と、 設定された項目番号の値 力 S R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器を介 してホス ト コ ン ピュ ー夕に送信される よ うになる。 第 1 の実施形態 は、 以上説明 したよ う に、 初期メ ニ ュ ー選択画面を介 し て各種の選択または設定画面を階厣的に呼び出すよ う に しているため、 C N C装置側のオペ レータが第 1 ， 第 2 のホス 卜 コ ン ピュ ータ 1 , 2 を用いて何らかの作業を行 う ためには、 まず、 最初の操作と して C N C装置に最初 の初期メ ニ ュ ー選択画面を表示させる必要がある。 この ため、 髦源投入後に行われる C N C装置からの最初のァ クセスでは接続対象となるホス 卜 コ ン ピュ ータが常に第 1 のホス 卜 コ ン ピ ュ ータ 1 に設定されるよ う にな ってお り、 第 1 のホス ト コ ン ピュ ータ 1 に対する接続要求と共 に初期メ ニ ュ ー選択画面要求信号が C N C装置から出力 される よ う に している （図 9 のステ ッ プ b 2 参照） 。

( ) C N C装置とホス 卜 コ ン ピ ュ ータ との間のデー 夕の授受

一方、 前述 した図 1 2 のステ ッ プ e 7 の処理で C N C 装置からのデータをホス 卜 コ ン ピュ ータ に転送 し、 その 一時記憶を消去 した R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器 は、 その後、 ステ ップ e 8 — ステ ッ プ e 5 — ステ ッ プ e

8 の処理を繰り返 し実行してホ ス ト コ ン ピ ュ ー夕か らのデータ転送を待つ。 そ して、 R S 2 3 2 C /イ ーサ ネ ッ ト変換器は、 ホス ト コ ン ピュ ー タ側からのデータの 送 り 出 しをステ ッ プ e 8 の処理で検出する と、 これらの データを直ちに C N C装置へ転送する （ステ ッ プ e 9 ) ₍ そ して、 C N C装置の側では、 図 9 のステ ッ プ b 6 の 処理で R S 2 3 2 イ ーサネ ッ 卜変換器からのデータ 転送を検出 してこれを記憶する と共に画面表示処理を行 う。 その後、 オペ レータのキーボー ド操作等に基いてキ 一入力処理を行い、 ホス ト コ ン ピュ ータ との間の具体的 な連携作業を開始する （ステ ップ b 7 ) 。 このステ ッ プ b 7 の処理は、 前述 したホス 卜 コ ン ピュ ー タ側のステ ツ プ f 6 の処理と同様、 オペ レータ力¹ f C N C装置のホス 卜 コ ンピュ ータ切 り 替えキーを操作するまで継続 して実行 され、 この間、 該 C N C装置とホス ト コ ン ピュ ータとの シ ェ イ クハン ド状態が維持される。

( 3 ) ホス 卜 コ ン ピュ ータの切 り換え

C N C装置は、 ホス ト コ ン ピュ ータの切 り替えを図 9 のステ ッ プ b 8 の判別処理で検出する と、 まず、 R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器を介 してこれまで接続 して いたホス ト コ ン ピ ュータに対して回線切断要求を出力す る と共に、 次に接続すべきホス ト コ ン ピュ ータの番号 (ステ ッ プ b 8 の処理で入力済） を参照 して、 これに対 応するホス 卜 コ ン ピュ ータに対して回線接続要求を出力 する （ステ ッ プ b 1 3 ) 。

R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器は、 図 1 2 のス テ ッ プ e 5 の処理で C N C装置からの回線切断要求を検出 し、 これをホス ト コ ン ピュ ータの切断要求と判断 し （ス テ ツプ e 6 ) 、 シ ヱ イ クハ ン ド状態にあるホス ト コ ン ビ ユ ー夕に回線切断要求を出力 し （ ステ ッ プ e 1 0 ) 、 再 びステ ッ プ e 2 に戻って該 C N C装置からのデータ転送 があるまで待つ。 そ して再び次のホス 卜 コ ン ピュ ータへ の回線接続要求を受けて （ ステ ッ プ b 1 3 で出力された 回線接続要求） 、 前記と同様の回線接続操作によ り この C N C装置を選択対象のホス ト コ ン ピュ ー夕に接続する _c 一方、 これまでこの C N C装置に接続されていたホス 卜 コ ン ピュータ は、 図 1 3 のステ ッ プ f 7 の処理でこの 回線切断要求を検出 し、 前述の C N C装置の R S 2 3 2 C Zイーサネッ 卜変換器との接続を切り （ステップ f 8 ) . 初期の待機状態へと復埽する。 なお、 新たに接続された ホス ト コ ン ピ ュ ー夕によ って行われる処理操作はメ ニ ュ 一画面の表示やアプ リ ケー シ ョ ンプログラムの構成に関 して相違する ものの、 全体的な処理や操作の流れに関 し ては前述のホス ト コ ン ピ ュ ータ （これまで接続されてい たホス 卜 コ ン ピ ュ ータ） の場合と同一であるので、 これ 以上の説明は省略する。 なお、 初期メ ニ ュ ー選択画面は 各ホス ト コ ン ピ ュ ータ毎に設けられており、 ホス 卜 コ ン ピ ュ ー夕 2 の初期メ ニ ュ ー選択画面は、 加工スケジ ユ ー ル参照、 N C データ要求、 加工指示参照、 ア ラ ームガイ ダンス等のメ ニ ュ ーである。

( 4 ) 画面の切 り換え、 その他

また、 ホス ト コ ン ピュ ータの切 り 替えではな く、 他の 作業のための画面への切 り換えのためのキーの操作、 つ ま り、 工具軌跡の描画や加工プロ グラム編集画面等の C N C専用画面への切 り換えが図 9 のステ ッ プ b 9 の判別 処理で検出される と、 C N C装置は、 ホス 卜 コ ン ビ ュ 一 夕の画面番号を記憶 して一旦 C N C装置の情報入出力処 理を終了 し （ ステ ッ プ b 1 4 ) 、 C N C装置側で行われ る工具轨跡の描画や加工プログラム編集等の処理または 工作機械の加工制御を開始する。

他の画面に移動する時にホス ト コ ン ピ ュ ー夕の画面番 号を記憶するのは、 再び通信専用画面が選択された時に, その前に表示されていたホス ト コ ン ピュ ー夕の画面に復 帰するためである。

通信専用画面からホス ト コ ン ピュ ー夕の画面に復帰す る場合では、 この C N C装置とホス ト コ ン ピュ ータ との 間の回線は既に確保されているので、 通信専用画面要求 キーが操作され次第ステ ッ プ b 1 の判別結果は Y e s と なる。 従って、 C N C装置は R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器に C N C専用画面に移動する前のホス ト コ ン ピ ユ ー夕の画面番号 （ステ ッ プ b 1 4 の処理で記憶 したも の） を耘送 し （ステ ッ プ b 1 1 ) 、 これを図 1 2 のステ ッ プ e 5 の判別処理で検出 した R S 2 3 2 C /イ ーサネ ッ 卜変換器は画面の転送要求をホス ト コ ン ピュ ータに出 力する （ステ ッ プ e 7 ) 。 それから、 図 1 3 のステ ッ プ f 6 の処理でこの要求を検出 したホス 卜 コ ン ピ ュ ータは、 対応する画面データを R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換 器に出力する。 する と、 R S 2 3 2 C ノイ ーサネ ッ ト変 換器はステ ッ プ e 8 の処理でこれを検出 して、 C N C装 置にこのデータを転送する （ステ ッ プ e 9 ) 。 一方、 こ のデータを受け取った C N C装置は、 ステ ップ b 1 2 の 処理で画面を表示 して、 C C専用画面へ移動する前の 状態に復帰する。

また、 ホス ト コ ン ピュ ータの切 り替えでも他の画面へ の移動キーの操作でもな く 図 9 のステ ッ プ b 8 およびス テ ツ プ b 9 の判別結果が共に N 0 となつた場合は、 必然 的に、 通信機能の終了が選択されている こ とを意味する ので、 C N C装置は、 ホス 卜 コ ン ピュ ータ と R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ 卜変換器との接続および R S 2 3 2 C / イ ーサネ ッ ト変換器と該 C N C装置との間の接続を断つ て初期の状態に復帰し （ステ ッ プ b 1 0 ) 、 データの入 出力に関する処理を全て終了する。

上述 した方法で、 工作機械の C N C装置は、 ホス ト コ ン ピ ュ ータ 2 を呼出 し、 初期メ ニ ュ ー画面を表示させて、 この初期メ ニ ュ ー画面に表示される N C データ要求を選 択すれば、 N C データを要求する画面がホス ト コ ン ピ ュ 一夕 2 から C N C装置に送られる。 そこで、 この画面が 表示された後、 N Cデータ番号を入力すれば、 ホ ス ト コ ン ピュ ータ 2 は、 要求された N C データ番号に対応する N Cデータ （加工プログラム） を C N C装置に送信する ( C N C装置は、 この N C データを受け取っ て保存 した後, この N C データの実行指令を受け取ると該 N C データ に 基づいて加工を開始する こ と になる。

一方、 C N C装置とホス 卜 コ ン ピュ ータ との間では、 相互のデータの入出力が必要と される前述の各処理に加 え、 C N C装置からホス ト コ ン ピュ ータへの一方的なデ 一夕の送信処理、 つま り、 C N C装置の状態や工作機械 の運転情報等に関するデータの送信処理が行われる。

この内、 C N C装置の状態に関するデータは比較長い サンプ リ ング周期、 例えば、 3 0秒毎のサンプ リ ング周 期で検出されて、 C N C装置からホス 卜 コ ン ピ ュ ータに 転送される。 C N C装置の工作機械の運転情報は、 実行 中の加工プログラム中に書き込まれているサンプ リ ング 開始指令およびサンプ リ ング終了指令によ り その実行ノ 非実行が制御される。 サンプリ ングは、 相当に短いサン プ リ ング周期例えばミ リ 秒毎に繰り返される。 無論、 こ れらの転送データを収集するホス 卜 コ ン ピュ ータは常に 同 じもの、 例えば、 C A D Z C A M用の第 2 のホス ト コ ン ピュ ー夕 2 等である必要がある。 このため、 C N C装 置による加工制御を開始する前の段階で、 予め、 前述の ホス ト コ ンピ ュ ータの切り替え操作を行い、 予め定めら れたホス ト コ ン ピュ ータに C N C装置を接続 しておく よ う にする。 この予め定められたホス ト コ ン ピュ ータはデ 一夕収集用のサーバである と同時に、 緊急メ ッ セージ送 出用のホス 卜 コ ン ピュ ータでもある。

( 5 ) C N C装置の状態に関するデータ転送処理

C N C 装置の状態に関するデータの転送処理を図 1 0 のフ ロ ー チ ャ ー ト によ り 説明する。 図 1 0 に示す処理は 所定周期 （例えば 3 0 秒単位） で各々の C N C装置 4 〜 8 の C P U によ っ て繰り返 し実行される。

C N C装置の状態に関するデータのサンプ リ ングおよ び転送処理を開始 した C N C装置は、 まず、 該 C N C装 置と R S 2 3 2 C Zイ ーサネ ッ ト変換器との接続および R S 2 3 2 イ ーサネ ッ ト変換器とホス 卜 コ ン ビユ ー 夕 との間の接続が確立 しているか否かを判別するが （ス テ ツ プ c 1 . ステ ップ c 2 ) 、 当然、 この場合には C N C装置とホス ト コ ン ピュ ータとが接続されている箬であ る。 C N C装置とホス 卜 コ ン ピ ュ ータ とが接続されてい ない場合はオペ レータがホス 卜の切 り替え操作を誤っ て いるか、 または、 サンプ リ ングの要な しと してその接続 を意識的に切断しているのであ り、 いずれにせよデータ の転送は不可能であるから、 以降の処理は全てキ ャ ンセ ルされる こと になる。

—方、 ステ ッ プ c 1 , ステ ッ プ c 2 の処理で接続が確 認された場合、 C N C装置は、 ホス ト コ ン ピュ ータから の緊急メ ッ セー ジが入力されているか否かを判別 し （ ス テ ツ プ c 3 ) 、 緊急メ ッ セージが入力されていなければ、 更に、 ホ ス 卜 コ ン ピュ ータからの加工状態データ転送要 求が入力されている力、、 も し く は、 該 C N C装置からホ ス ト コ ン ピュ ータへの加工状態データ転送が既に開始さ れているか否かを判別する （ステ ッ プ c 4 ) 。 なお、 加 ェ状態データ転送要求と はホス ト コ ン ピュ ー夕が C N C 装置に工作機械の運転データの転送を求める時の指令で ある。

そ して、 緊急メ ッ セージも加工状態データ転送要求も 入力されていなければ、 C N C装置は、 現在の処理モー ド， 現在実行 している加工プロ グラムの番号， 実行中の ス テー ト メ ン ト のコ ー ドの種別， アラーム発生の有無や アラームの種別， 信号の入出力状態， 工作機械の各軸現 在位置等のデータを内部メ モ リ から検出 し （ステ ッ プ c 5 ) 、 オペレータのマニ ュ アル操作によ るデータの転送 処理を禁止状態とするためのフラグをセ ッ 卜 して （ ス テ ッ プ c 6 ) 、 予めホス ト コ ン ピ ュ ータから指令されてい るデータフ ォ ーマ ツ 卜 に従い、 ステ ップ c 5 の処理で収 集 した C N C装置の状態データをバッ フ ァ にセ ッ 卜 して ホス ト コ ン ピュ ータに一括 して転送 した後 （ステ ップ c 7 ) 、 前記フラグを リ セ ッ ト してオペ レータのマ二 ユ ア ル操作によるデータの転送処理を許可する （ステ ッ プ c 8 ) 。 なお、 これらのデータはホス ト コ ン ピュ ータに設 けられた C N C装置毎の ログフ ァ イ ルにカ レ ン 卜 タイ ム と共に記憶される。

また、 ステ ッ プ c 4 の判別処理で加工状態データ転送 要求が検出された場合、 または、 既に加工状態データ転 送が開始されている場合は、 C N C装置の状態データの 転送に関わる ステ ッ プ c 5 の処理はキ ャ ンセルされ、 C N C装臛は、 転送要求フラ グをセ ッ ト してこの周期の処 理を終了 し （ステ ッ プ c 9 ) 、 後述する C N C工作機械 の運転情報のデータ送信処理によ り、 工作機械の運転情 報の転送を開始または継続する こ と になる。 つま り、 ェ 作機械の運転情報の転送処理は C N C装置の状態データ 転送処理に比べて優先度が高いと いう こ とである。

また、 ステ ッ プ c 3 の処理でホス 卜 コ ン ピュ ータから の緊急メ ッ セージが検出された場合、 C N C装置はこの メ ッ セー ジデータ （表示内容） と表示情報 （緊急メ ッ セ ー ジの場合表示色を変える コ ー ドも含まれており、 特別 な色で表示させる よ う にな つている） とを読み込んだ後 ( ステ ッ プ c 1 0 ) 、 該 C N C装置の運転モー ドを判別 して、 該装置の表示入力装置の表示画面が重要な作業に 使用されているか否かを判定する （ステ ッ プ c 1 1 ) 。 例えば、 プロ グラム編集モー ドや工具軌跡の描画モー ド 等では表示画面がデータ入力用と して利用されている可 能性が高いので、 表示画面の利用に関する重要度が高い と判定される。 この場合、 当然、 オペ レータは C N C装 置の間近にいてプログラムの編集作業や工具軌跡の動作 確認等を行っ ている こ と になる。 また、 単純にメ ニ ュ ー 選択の初期画面が表示されていた り、 自動運転時の各軸 データの数値表示が行われている よ うな場合では、 オペ レー夕が何等の作業も行っていない、 または、 開始 して いないと力、、 工作機械の運転を C N C装置に任せてその 場を離れている と いっ た可能性が高いので、 表示画面の 利用に関する重要度が低いと判定される こ とになる。

そこで、 表示画面の利用に関する重要度が高い場合に は、 C N C装置は、 その場で使用されている C N C装置 の表示画面の機能を優先 して、 ステ ッ プ c 1 0 で読み込 んだ緊急メ ッ セー ジのアイ コ ンを表示画面の片隅に小さ く 表示 し、 緊急メ ッ セージの表示がオペ レータの作業を 妨げるのを防ぐ。 一般に、 このよ うな状況下では才ペ レ 一夕が C N C装置の間近にいる こ とが多いので、 緊急メ ッ セー ジの表示が小さ く てもオペ レータによ って把握さ れ得る。 なお、 この実施形態ではカーソルでアイ コ ンを ピ ッ ク してこのフ ァ イ ルを開く ためのコ マン ドを入力す る こ と によ り、 最終的に、 緊急情報のテキス トデータ (またはグラ フ ィ ッ クデータ） を開いて内容表示に切 り 替える こ とができるよ う になつている。

反対に、 表示画面の利用に関する重要度が低い場合に は、 C N C装置の表示画面の機能が殆どオペ レータによ つ て利用されていないといった状況下にあるので、 C N C装置は、 ステ ッ プ c 1 0 で読み込んだ緊急メ ッ セー ジ のテキス トデータ （またはグラフ ィ ッ クデータ） を直ち に展開 して、 表示画面の全体に大き く 表示する。 この場 合、 オペ レータが C N C装置から離れている公算が高い ので、 オペ レータの注意を喚起 して緊急メ ッ セー ジに目 を向けさせるためにも、 メ ッセージ表示は大き い方が都 合がよい （以上、 ステ ッ プ c 1 2 ) 。

なお、 この実施形態においてはステ ッ プ c 3 の処理で ホス ト コ ン ピ ュ ータからの緊急メ ッ セー ジが検出された 場合に C N C装置の状態データ転送処理 （ステ ッ プ c 5 ) と転送要求フ ラグのセ ッ 卜 に関する処理 （ステ ッ プ c 9 ) を非実行にする よ う に している力 緊急メ ッ セー ジの読 み込み完了後であれば C N C装置からホス 卜 コ ン ビユ ー 夕へのデータ転送は可能である。 従って、 ステ ッ プ c 1 2 の実行後にこの処理を終了させなければならないと い つた必然性はな く、 当然、 ステ ッ プ c 1 2 の実行後にス テ ツ ブ c 4 の処理に移行 して以降の処理を継続させるよ う にする こと も可能である。

( 6 ) 工作機械の運転情報に関するサンプリ ングとその 運転情報の転送

工作機械の運転情報に閱するサ ンプリ ング処理とその 運転情報の転送に関わる C N C装置側の処理を図 1 1 の フ ローチ ヤ 一を用いて説明する。 C N C装置は、 移動指 令を各軸のサーボ回路へ分配周期毎に繰り返 し分配して いる。 図 1 1 に示す処理はその移動指令の分配周期毎に 行われる。

まず、 高精度な加工形状を得る必要がある と き に N C データを補正するためのデータを取得する際には、 高精 度の加工形状を必要とする区間の開始ブロ ッ ク位置にサ ンプ リ ング開始指令の Mコー ドを加工プロ グラムに付加 し、 さ らにこの区間の終了 した後のブロ ッ ク位置にサン プ リ ング終了指令の M コ ー ドをプロ グラム してお く。 そ こで、 実行中の加工プログラムから、 現時点で読み 込まれている ステ一 ト メ ン 卜がサンプル終了指令の Mコ ー ドであるか否かを判別 し （ステ ッ プ d 1 ) 、 サンプル 終了指令でなければ、 更に、 このステー ト メ ン トがサン プル開始指令の M コ ー ドある力、、 または、 測定状態記憶 フ ラグがセ ッ 卜 されているか否かを判別する （ステ ッ プ d 2 ) o

また、 測定状態記憶フラグの初期値は非測定中である こ とを示す 「 0 」 に初期設定され、 また総サンプ リ ング 数を示す指標 i と転送済みサンプル数を示す指標 j の値 は 0 に初期設定されている。

そ して、 ステ ッ プ d 1 およびステ ップ d 2 の判別結果 が共に N o であっ て、 現時点で読み込まれている ステ ー 卜 メ ン 卜がサンプル終了指令の Mコ ー ドでもサンプル開 始指令の Mコ ー ドでもな く、 しかも、 測定状態記慷フ ラ グがセ ッ 卜 されていなければ、 次いで、 C N C装置は加 ェ状態データ転送要求フラグ （図 1 0 参照） がセ ッ 卜 さ れているか否かを判別する （ステ ッ プ d 8 ) 。 転送要求 フ ラグがセ ッ ト されていなければ、 C N C 装置はこの周 期の運転情報転送処理をそのまま終了する。

従っ て、 加工プログラムから最初のサンプル開始指令 の M コ ー ドが読み込まれるまでの間、 C N C装置は周期 毎の運転情報転送処理においてステ ップ d 1 , ステ ッ プ d 2 , ステ ッ プ d 8 の判別処理のみを繰り返し実行する こ とになる。 も し、 この期間内にホス ト コ ン ピ ュ ータか らの加工状態データ転送要求が受信されればステ ッ プ d 9 以降の処理が行われる こ とになるが、 この場合に転送 される運転情報は空データである。 加工状態データ転送 要求を検出 した時点で指標 i の値が 0 よ り も大き いか否 かを判別 し、 0 よ り も大きい場合に限ってステ ッ プ d 9 以降の処理を実施させる よ う に しても よい。

このよ うに してステ ッ プ d 1 , ステ ッ プ d 2， ステ ツ プ d 8 の判別処理のみを繰り返 し実行する間に加工プロ グラムからサンプル開始指令の M コ ー ドが読み込まれる と、 C N C装置は総サンプ リ ング数を示す指標 i の値を 1 イ ンク リ メ ン ト し （ステ ッ プ d 3 ) 、 工作機械からの フ ィ一 ドバッ ク信号によ リ算出された現在位置を表す各 軸の現在位置 レ ジ ス タ の値 （実位費） P、 各軸に分配さ れた指令値を加算 し指令位置を記憶する指令現在位置 レ ジス夕の当該周期の指令値を加算する前の値 s、 および 各送り軸の負荷現在値 （実電流またはオブザーバによ り 推定された値） t を読み込み （ステ ップ d 4 ) 、 指標 i の値に対応する運転情報記憶フ ァ イ ル （図 5 参照） の記 憶領域にこれらのデータを害き込んで （ステ ッ プ d 5 ) 、 測定状態記憶フ ラ グをセ ッ トする （ステ ッ プ d 6 ) 。

測定状態記憶フ ラグがセ ッ 卜 される結果、 以降の処理 周期においてはステ ッ プ d 1 ない しステ ッ プ d 6 の処理 のみが繰り返 し実行され、 運転情報記憶フ ァ イ ルの記憶 領域にはサンプ リ ング周期毎の前記運転情報が次々 と書 き込まれて行く こ とになる。 また、 この間は加工状態デ 一夕転送要求フ ラ グの設定状態の確認が行われないので, ホス ト コ ン ピュ ータ側から加工状態データ転送要求が入 力された場合であ っても、 運転情報の転送に関わる処理 は一切行われない。 なお、 加工状態データ転送要求のフ ラグのセ ッ テ ィ ングは前述の状態データ転送処理 （図 1 0 ) によ って行われているので、 フ ラグのセ ッ テ ィ ング 自体は可能であ り、 サンプ リ ング処理の完了後に運転情 報の転送に関わる処理を開始する こ とができ る。 サ ンプル開始指令の M コ ー ドゃサンプル終了指令の M コ ー ドは加工プログラム中のどの位置にでもステー ト メ ン 卜 と して書き込むこ とができるので、 円弧補間や直線補間 等の 1 加エブ口 ッ クを最小の単位と して、 加工経路上に サンプリ ング区間を任意に設定する ことが可能である。

そ して、 このよ う に してサンプ リ ング処理を繰り返 し て行く 間に加工プログラムからサ ンプル終了指令の Mコ ー ドが読み込まれる と、 C N C装置は、 測定状態記憶フ ラ グを リ セ ッ ト し （ステ ッ プ d 7 ) 、 このサンプ リ ング 処理中にホス 卜 コ ン ピュ ータからの加工状態データ転送 要求が入力されていたか否かを判別する （ステップ 8 ) , 無論、 加工状態データ転送要求が検出されていなければ, サンプ リ ングデータを転送する必要はな く、 C N C装置 はこれまでにサンプリ ングしたデータを運転情報記慷フ ア イ ルに保持 したまま当該周期の運転情報転送処理を終 了する。 従って、 このよ う な状況下で力 ェプロ グラムか ら改めてサンプル開始指令の Mコ ー ドが読み込まれた場 合では、 指標 i の現在値の次の記憶領域から前記と同様 に して、 次のサンプリ ング区間のデータが継続 して書き 込まれる ことになる。

そ して、 最終的にホス ト コ ン ピ ュ ータからの加工状態 データ転送要求が検出されると、 C N C装置は、 才ペ レ 一夕のマニ ュ アル操作によ るデータの転送処理を禁止状 態とするためのフ ラグをセ ッ ト し （ ステ ッ プ d 9 ) 、 予 めホス 卜 コ ン ピ ュ ータから指令されているデータフ ォ ー マ ッ ト に従い、 運転情報記慷フ ァ イ ルに記憶されている 最初の n 組のデータをノ ッ プ ア にセ ッ 卜 してホス ト コ ン ピ ュ ー夕に転送 し （ステ ッ プ d 1 0 ) 、 指標 j の値を π だけイ ンク リ メ ン ト して、 転送済みデータ数 j の値を更 新 した後 （ステ ッ プ d 1 1 ) 、 前記フラ グを リ セ ッ 卜 し てオペ レータのマニ ュ アル操作によ るデータの転送処理 を許可する （ ステ ップ d 1 2 ) 。

次いで、 C N C装置は、 運転情報記憶フ ァ イ ルの全デ 一夕がホス ト コ ン ピュ ータに転送されているか否か （ j ≥ i となっているか否か） を判別 し （ステ ッ プ d 1 3 ) 、 全データの転送が完了 していれば、 加工状態データ転送 要求と指標 i および 』 の値を リ セ ッ 卜 して運転情報記憶 フ ァ イ ルの内容をク リ ア し （ステ ッ プ d 1 ) 、 当該周 期の運転情報転送処理を終了する。

しか し、 伝送路の容量によ って送信できるデータの数 には制限があ り （例えば n 個） 、 また、 加工プロ グラム 上のサンプ リ ング区間が相当に長いよ う な場合もあるの で、 必ず しも 1 回の転送作業で全てのデータを転送でき る という保証はない。

そこで、 ステ ッ プ d 1 0 の処理でデータを転送 し切れ なかっ た場合、 つま り、 ステ ッ プ d 1 3 の判別結果が N 0 となっ た場合においては、 C N C装置は、 ブロ ッ ク転 送要求と指標 i および 〗 の値と運転情報記憶フ ァ イルの 内容をそのまま保持し、 次周期以降の処理で残り データ の転送処理を行う こ と になる。

以下、 運転情報記憶フ ァ イ ルの全データがホス 卜 コ ン ピュ ー夕 に転送されて j ≥ i となる までの間、 C N C装 纛は前記と同様に してステ ップ d 9 ない しステ ップ d 1 2 の処理を繰り返 し実行 し、 1 処理周期毎に n 組の運転 情報をホス ト コ ン ピュ ータ に転送 し、 そ して、 最終的に 全データの転送が完了する と、 ステ ッ プ d 1 4 の処理に よ り、 加工状態データ転送要求と指標 i および 」 を リ セ ッ 卜 して運転情報記憶フ ァ イ ルの内容をク リ アする。 但 し、 これは運転情報記憶フ ァ イ ルが 1 組 しかない場合の こ とで、 これと同 じ運転情報記憶フ ァ イ ルをも う 1 組用 意 し、 一方の運転情報記憶フ ァ イ ルのデータを転送 して いる間にも う一方の運転情報記憶フ ア イ ルにサンプ リ ン グデータを書き込むよ うにすれば、 運転情報記憶フ ア イ ルの転送作業中に新たなサンプル開始指令の Mコ ー ドが 読み込まれた場合でも、 これに対処する こ とができる。

以上のよ う に して、 第 2 ホス 卜 コ ン ピ ュ ータ 2 には、 指令現在位置 （当該分配周期の指令値が加算される前の 指令現在位置 レジスタの値） s i ( X sに Y si, Z s i ) 、 機械の現実の位置 （現在位置 レジスタの値） P i ( X pi, Y pi. Z p i ) 、 負荷現在値 （実電流またはオブザーバに よ り推定された値） t i ( X t i, Y ti, Z t i ) 力 図 5 で示すよ う にテーブル T 1 に記憶される。 この指令現在 位置データ s i は移動指令の分配周期毎の位置であるか ら、 N C データの 1 ブロ ッ クの始点 （終点） S i を必ず 含む。

( 7 ) N C データの修正処理

次にこの収集 したデータ （図 5 ) に基づいて第 2 のホ ス 卜 コ ン ピュ ータが実施する N Cデータの修正処理につ いて図 7 を用いて説明する。

第 2 のホス 卜 コ ン ピュ ータ 2 に N Cデータの修正指令 が入力される と、 ホス ト コ ン ピュ ータ 2 は、 図 7 に示す 処理を開始 し、 当該 N C データに対応する C A D データ の各点 C j に対応する指令現在位置 s (分配周期毎の指 令位置） を求める。 前に述べたよ う に、 N Cデータの 1 ブロ ッ クの始点及び終点 S i は、 C A Dデータのいずれ かの点 C 」 に設定されるので、 分配周期ごと指令される 指令現在位置 s から知る こ とができ る。

検出された 1 ブロ ッ クの始点 （終点） S i に対応する 現実の位置 P i 、 及びその時の負荷データ t i の値を図 6 に示すテーブル T 2 のよ う に C A Dデータの C j に対 応させて記憶する （ステ ッ プ a 1 ) 。 図 6 では C A D デ —夕 C 1 が 1 ブロ ッ クの始点 （終点） S 1 に、 C 2力¹ f S 2 に、 C 4力¹ f S 3 に、 C 5 力¹ f S 4 に、 C 6 力 < S 5 に、 C 7 が S 6 に、 C 9 力¹ «' S 7 に、 C 1 2 力 s' S 8 に、 C j が S i に、 それぞれ対応する ものと した例を記載している。 次に、 1 ブロ ッ クの始点 （終点） S i から対応する現 実の位置 P i を減 じて誤差 d i を

d i = [ ( X s i - X pi ) ² + ( Y s i — Y pi ) ² +

( Z s i - Z pi ) ² ]

でも って求め、 テーブル T 2 に記慷する （ステップ a 2 ) 。

C A D データのスプラ イ ン曲線上の点 S i における法 線を C A Dデータ よ り求め、 この法線上において点 S i に対 して現実の位置 P ί が略点対称となる位置 S ' i を 求める。 即ち、 法線上において点 P i と は逆方向に点

S i から誤差 d ί 分移動 した点 S ' i ( X c' i .

丫 1 , 2 1 ) を求める （ステ ップ 3 3 ) (図 4 参 照） 。 この点 S ' i が補正されたデータであ り、 この補 正されたデータ S ' i によ って修正 N C データを生成 し 記慷する （ステ ッ プ a 4 ) 。

この修正 N Cデータを上述 した通信方法で工作機械の C N C装霾に送り、 加工を行えば、 サーボ系の遅れによ つ て生 じる位置誤差をデータ補正量と して考慮 して補正 N C データが作成されているから、 この補正量と実際の サーボ系の遅れが相殺 し実際の加工形状は C A D データ の形状に近付き、 誤差の少ない高精度の加工形状を得る こ とができる。 さらに、 上記送り軸の負荷 t i ( X t i , Y t i, Z t i ) の絶対値 t ' i , ただし、

t ' i = ( X ti ² + Y ti ^? + Z t i ^z ) ^{, / 2}

をも考慮して上記補正を行ってもよい。 この場合には、 始点 （終点） の各点 S i に対する重み Q i を負荷の絶対 値 t ' i よ り求め、 この重み Q i を誤差 d i に乗じて、 補正用の誤差 d ' i と し、 ステ ップ S 3 で補正された点 S ' i を求めるようにする。

例えば、 負荷の絶対値 t ' i を全区間 （ i = 1 ~ n ) 加算しサンプリ ング数 n で除して平均値を求め、 この平 均値で各点の負荷の絶対値 t ' i を割り重み Q i と し、 この重み Q i を誤差 d i に乗じて、 補正用の誤差 d ' i とする。

Q i = t ' i / { ( t ' 1 + t ' 2 + t ' 3 + …

+ t ' n ) / n ) }

d ' i = d i · Q i

なお、 負荷の平均値で各点の負荷値の絶対値 t ' i を 割って重み Q i を求める代わり に、 設定所定値 α (例え ば負荷の平均値の 0. 5 ~ 2倍程度の値） で各点の負荷 値の絶対値 t ' ί を割って重み Q i を求めてもよい。

また、 負荷データを各軸毎の負荷値ではなく 主軸にか かる負荷値を求め、 この主軸負荷データによ って、 上記 重みを求めてもよい。 この場合、 上記負荷 t i の絶対値 t ' I の代わり に主軸負荷データを用いればよい。

さらに、 上記実施の形態では、 負荷の大きさに応じて データ補正量を求めて、 修正 C N C データを生成する よ う に したが、 このデータ補正量を求める代わり に、 負荷 の大き さに応 じて加工速度を変えるよ う に しても よい。 この場合には、 負荷 t i の絶対値 t ' i の平均値を求め、 この平均値の大き さに応 じて加工速度を変更 して （すな わち、 平均値が大きい場合には加工速度を遅く するよ う に変更 して） N C データを修正するよ う に しても よい。 また、 負荷 t i の絶対値 t ' i を表示装置等に表示して、 負荷が大きいブロ ッ クでは加工速度を落と し、 反対に負 荷が小さいブロ ッ クでは加工速度を上げるよ う な、 才ー バラ イ ド指令等の速度変更指令を入れて修正 C N Cデー タを生成する よ う に しても よい。

上述 した第一の実施の形態では、 C A Dデータから N Cデータを作成 し、 その作成された N C データを C A D データを用いて高精度の加工のために修正 している。

し力 \し、 N C データは C A Dデータから作成 しても、 その N C データを高精度の加工のために修正するのに C A Dデータを用いな く ても可能である。 勿論、 N Cデー 夕を C A Dデータから作成 しても、 その N Cデータを高 精度の加工のために修正するのに C A Dデータを用いな く ても可能である。 そこで、 このよ うな、 C A D データ を用いる こ とな く N C データの修正を行う例を第 2 実施 形態と して以下に説明する。

B. 第 2 実施形態の説明

指令現在位置 （当該分配周期の指令値が加算される前 の指令現在位置レジスタの値） s i ( X si, Y si , Z s i ) 、 機械の現実の位置 （現在位置 レジ スタの値） P i ( X p i, Y pi , Z p i ) 、 負荷現在値 （実電流またはオブザーバに よ り推定された値） t i ( X t i, Y t i, Z t i ) を求めて、 図 5 のテーブル T 1 を作成するまでは上記第 1 の実施の 形態と同一である。 そ して、 各ブロ ッ クの始点 （終点） S i に対応する指令現在位置 s ( X s . Y s , Z s ) を テーブル T 1 よ り求め、 この対応する指令現在位置 s = S i ( X si, Y si , Z s i ) に対応する現実の位置 （現在 位置 レジ スタの値） P i ( X pi, Y pi, Z pi ) 及び負荷 現在値 t i ( X t i, Y t i , Z t i ) を求め、 図 6 のテープ ル T 2 と同 じよ う なテーブルを作成する （ ステ ッ プ a 1 に対応） 。 この場合、 C A Dデータ は使用されない。

次に、 各ブロ ッ クの始点 （終点） S i ( X s i, Y s i , Z s i ) に対応する誤差 d i ( X di, Y di , Z di ) を求め る （ステ ッ プ a 2 に対応） 。 そ してこの誤差を各軸毎加 算 し補正された点 S ' i ( X s' i . Y s' i ， Z s' i ) を求める （ステ ッ プ a 3 に対応） 。 即ち、 各軸每誤差を 加算して、 すなわち、

X s' i = X si + X di、

Y s' i = Y s i + Y di、

Z s' i = Z s i + Z di

の演算を して、 補正された点 S ' i を求める。 各軸の誤 差 X di, Y di, Z diが正であれば、 補正された各軸の値 X s' i , Y s' i , Ζ s' i は各ブロ ッ クの始点 （終点） S i の各軸の値 X s i , Y si. Ζ s iよ り大き い値とな り、 逆に誤差が負であれば小さな値となる。

その結果、 図 4 に示すよ う に、 補正された点 S ' i は、 各ブロ ッ クの始点 （終点） S i に対 して現実の位置 P i の点対称位置となる。 この補正された点 S ' i によ っ て 修正 N C データを作成すれば （ステ ッ プ a 4 に対応） 、 第 1 の実施の形態と同様にサーボ系の遅れによ り加工誤 差が生 じる位置においては、 その追従遅れ分だけ N C デ 一夕の指令位置が補正されている こ とになるから、 この サーボ系の遅れを相殺 して、 工具軌跡は補正前の N Cデ 一夕のブロ ッ クに近付き、 加工誤差が小さ く な リ 高精度 の加工を行う ことができる。

また、 この場合においても負荷 t i ( X t i, Y ti, Z ti ) を考慮 して上記補正を行う とすると、 この場合には、 各点 S i において各軸毎の誤差 X dし Y di, Z diに対す る各軸毎の重み X qi, Y qi, Z qiを各軸毎の負荷値 X t i， Y ti, Z t iよ り求め、 この重みを誤差 （ X dし Y di, Z di ) に乗 じて、 補正用の誤差と し、 補正された点 C ' i を求める よ う にする。

例えば X軸について述べる と、 X軸の負荷 X t iを全区 間 （ i ：= 1 〜 n ) 加算 してサンプ リ ング数 _n で除 して平 均値を求め、 この平均値で各点の負荷値 X t iを割り重み X qiとする。

X qi = X t i / { ( X ti + X t2+ ··· + X tn) / n } 同様に、 Y軸の各点の重み Y q i、 Z軸の各点の重み Z q i は次のよ う になる。

Y qi = Y t i / { ( Y tl + Y t2+ ··· + Y tn) π } Z qi = Z t i / { ( Z t1 + Z t2+ - + Z tn) n } そ して、 補正された点 S ' i ( X s' i . Y s' i

Z s' i ) は次のよ う になる。

X s' i = X si + X qi - X di

Y s' i = Y si + Y qi - Y di

Z s' i = Z si + Z qi * Z di

なお、 この場合も、 各軸の負荷のそれぞれの平均値で 各点の負荷値 X t i、 Y t i、 Z t iを割って重み X q i、 Y q i、 Z qiを求める代わり に、 設定所定値 α (例えば負荷の平 均値の 0. 5 〜 2 倍程度の値） で各点の負荷値 X t i、 Y ti、 z tiを割っ て重み X qi、 Y qi、 Z qiを求めてもよ い。

なお、 この第 1 、 第 2 の実施形態では、 C N C装置の メ モ リ 容量が C A Dデータ等を記憶するには小さいこ と から、 ホス 卜 コ ン ピュ ータに運転情報のサンプ リ ングデ 一夕を送信し、 ホス ト コ ン ピ ュ ータで補正 N C データを 作成する よ う に したが、 C N C装置のメ モ リ 容量を十分 に大きなものにすれば、 ホス 卜 コ ン ピュ ータに運転情報 のサ ンプ リ ングデータを送信する こ とな く、 C N C装置 のプロ セ ッサによ って上記図 7 に示 した処理を実行 し補 正 N C データを作成するよ う に してもよ い。 特に第 2 の 実施形態では、 C A Dデータを少な く と も N C データ修 正時には使用 しないこ とから、 ホス 卜 コ ン ピュ ータで上 記 N C データ修正処理を行う こ とな く C N C装置自体で ラよ う に してもよい。

また、 上記第 1 、 第 2 の実施形態では、 分配周期毎の 指令現在位置、 実際の位置及び負荷値を求め、 この指令 現在位置の中から N Cデータの各ブロ ッ クの始点 （終点） の位置を求めたが、 1 ブロ ッ クの全ての移動指令を出力 し終えた後の次の分配周期時のみ、 分配移動指令を加算 する前の指令現在値レ ジ ス タ の値 （指令現在値） を読み 込むと共に、 実際の位置及び負荷値を読み取り記憶する ように してもよい。 この場合には、 N Cデータの各ブロ ッ クの始点 （終点） に対する実際の位置及び負荷値を直 接得ることになるから、 処理するデータ数が少なく てす む。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . (a) 作成された N C加工データのも とで C N C工作 機械で加工を行って、 じ 〇から上記 1\1 〇 データの各 ブロ ッ クの始点または終点における指令位置に対応す る実際の加工位置データを得て、 その N C加工データ の各ブロ ッ クの始点または終点における指令位置と実 際加工位置との誤差を求め、

(b) その誤差に基づいてデータ補正量を求め、

( c ) 上記 N C加工データ における上記始点または終 点の指令位置を起点と して、 上記ブロ ッ クの始点また は終点の指令位置とそれに対応する実際の加工位置と を結ぶ直線上を、 上記実際の加工位置とは逆の方向に、 上記（b) で求めたデータ補正量だけ進んだ点を、 上記 N C加工データの当該プロ ッ クの始点または終点にお ける修正後の指令位置に設定する、

C N C データの補正方法。

2. 上記（b) では上記誤差をデータ補正量とする、 請求 の範囲第 1 項記載の C N C データの補正方法。

3. 上記 N C加工データのブロ ッ ク は、 C A D を利用 し て作成された曲線を連続する微小直線と したものから な り、 上記（ b ) の N C データ における上記始点または 終点の指令位置とそれに対応する実際の加工位置とを 結ぶ直線は、 その始点または終点での上記曲線の法線 とする、 請求の範囲第 1 項記載の C N C データの補正 方法。

4 . C N C工作機械で加工を行う間に移動指令の分配周 期毎に移動指令の現在位置と実際の加工位置とを求め, これら分配周期每に求めた移動指令の現在位置のう ちの 1 つを、 上記（a ) の N Cデータの 1 ブロ ッ クの始 点または終点における指令位置と して選択 し、 かつそ の選択された移動指令の現在位置に対応する実際の加 ェ位置を、 そのブロ ッ クの始点または終点における実 際の加工位置データ とする、

請求の範囲第 1 項または第 3 項記載の C N C データの 補正方法。

5 . 上記（ a ) ではさ らに、 N C データの各ブロ ッ クの始 点または終点における送 リ軸または主軸にかかる負荷 を求め、

上記（b ) では、 上記（a ) で求めた誤差と上記負荷と に基づいてデータ補正量を決定する、 請求の範囲第 1 項または第 3 項記載の C N Cデータの補正方法。

6 . 作成された N C加工データの加工速度を、 上記求め た負荷の値に応 じて変更する、 請求の範囲第 1 項また は第 3 項記載の C N C データの補正方法。

7 . 上記（ a ) の N C データのブロ ッ クの始点または終点 における指令位置及びそれに対応する実際の加工位置 は送 り軸毎の位置データの集合によ って定義され、 したがって、 上記（a ) の指令位置と実際加工位置との 誤差も送リ軸每のデータの集合によ って定義され、 そ の結果、 上記（b ) でのデータ補正量も各送り軸毎のデ 一夕から成る、 請求の範囲第 1 項記載の C N C データ の補正方法。

8. 上記（ a ) で C N Cが得た N C データの各ブロ ッ クの 始点または終点における指令位置に対応する実際の加 ェ位置データは、 C N Cから通信回線を介 してコ ン ビ ユ ー夕 に送られ、 このコ ン ピ ュ ータによ り その N C力!] ェデータの各ブロ ッ クの始点ま たは終点における指令 位置と実際加工位置との誤差が計算されてから、 さ ら に上記（b) 及び ） の処理がされる、 請求の範囲第 1 項記載の C N C データの補正方法。

9. C N C工作機械と C A D Z C A M機能をもつコ ン ビ ユ ー夕 とを通信回線でつなぎ、

上記 C N C工作機械は、

N Cデータに基づいて運転中の加工情報を所定周 期ごとサンプリ ングするサンプ リ ング手段と、

指令に応 じて、 上記サンプ リ ング手段で得た加工 情報を上記通信回線を介 して上記コ ン ピュ ータ に転送 するデータ転送手段とを備え、 また、

上記コ ン ピ ュ ータは、

上記 N C データの各ブロ ッ クの始点または終点に 対応する C A D データの点ごと に、 その点に対応する N C データ中の指令位置とその点に対応する上記加工 情報とを対応させて記憶する記憶手段と、

上記記憶手段に記憶された各点ごとの指令位置と 加工情報との対から、 その点での N C データの補正量 を計算する補正量計算手段と、

上記 C A Dデータの点の法線を計算する法線計算 手段と、

上記 N Cデータの各ブロ ッ クの始点または終点に 対応する C A Dデータの点ごとに、 その法線及び補正 量を上記法線計算手段及び補正量計算手段で求め、 そ の求めた法線及び補正量を使って上記 N Cデータの各 ブロ ッ クの始点または終点の修正指令位置を決定する 補正データ作成手段と、 さらに、

指令に応じて、 上記補正データ作成手段で修正さ れた N Cデータを上記通信回線を介して C N C工作機 械側に転送する修正データ転送手段とを

を備える、

C N Cデータの補正シ ス テム。