数控装置及数控系统的制作方法

专利名称：数控装置及数控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制多个系统的数控(Numerical Control;以下 称为NC)装置及NC系统。
背景技术：
现有的多轴多系统的NC装置，如图30所示构成，在1台NC 装置内具有多个系统的解析处理部111、 112，对于各系统，分别一 个程序块一个程序块地读出存储在存储器(未图示)中的各系统的 NC程序，为了利用插补控制部120进行插补处理而进行解析。插补 控制部120生成插补处理的结果、各控制轴的移动脉冲，轴控制部 123向驱动该轴的伺服控制部102、 103、 202、 203以及主轴控制部 104、 204输出移动脉冲。
伺服控制部102、 103、 202、 203根据被指令的移动脉冲，分别 驱动所结合的伺服电动机105、 106、 205、 206，另外，主轴控制部 104、204根据被指令的移动脉冲，分别驱动所结合的主轴电动机107、 207。 NC装置所具有的轴控制部123，可以实现所结合的伺服控制部 102、 103、 202、 203或者主轴控制部104、 204的控制轴的驱动。
上述NC装置在一个硬件内实现多组控制系统，在各个系统中， 通过独立的加工程序以及各控制信号进行控制，在具有该NC装置的 NC工作机械中，可以通过多个控制系统分别对一个或者多个相同或 者不同的制品进行加工。
此外，在图30所示的NC装置的例子的情况下，具有显示装 置130、 PLC控制部121以及轴交换控制部122，另外，伺服控制部 102、 103、主轴控制部104、伺服电动机102、 106以及主轴电动机 107属于第一系统，而伺服控制部202、 203、主轴控制部204、伺服 电动机202、 206以及主轴电动机207属于第二系统。
10另外，现有的多轴多系统的NC装置构成为，可以通过轴交换
控制部122，在系统之间对属于各系统的控制轴的一部分或者全部进
行交换。
图31表示可以通过现有的多轴多系统的NC装置控制的工作机 械的一个例子。在图31的例子的情况下，第1系统由下述部分构成，
即XI轴，其驱动刀架弁1;以及Zl轴，其使在主轴上设置的工件
沿长度方向移动，第2系统由驱动刀架弁2的X2轴以及Z2轴构成。
通常，在第1系统中对XI轴、Zl轴、Sl轴进行程序指令，通 过刀架弁1和主轴Sl的组合而进行加工，另外，在第2系统中对X2 轴、Z2轴、S2轴进行程序指令，通过刀架弁2和主轴S2的组合而进 行加工。
现有的多轴多系统的NC装置，可以进一步通过轴交换控制部， 在系统之间使第1系统的Zl轴和第2系统的Z2轴进行交换，以在 例如第2系统中，可以对X2轴、Zl轴、Sl轴进行指令，由此利用 刀架弁2和主轴Sl轴的组合进行加工，从而可以縮短加工时间或进行 复杂的加工(例如，参照专利文献l)。
上述现有的NC装置存在下述课题，即，由于必须在一个硬件 上控制所有的系统及轴，所以可控制的系统数及轴数自然受到存储器 或CPU处理速度的制约。
因此，存在下述问题点，即，如果需要控制的系统数及轴数的 要求增加，则必须重新开发搭载有更大容量的存储器或更高速CPU 的NC装置，从而使开发成本增加。
另外，存在下述课题，S卩，如上述所示，要求较多的系统数及 轴数的被控制对象，在多半情况下为特殊的专用工作机械或者大规模 的NC加工系统，如果与可以应用于通常的NC工作机械中的NC装 置共通地进行开发，则在应用于通常的NC工作机械中时，由于硬件 具有高于其所需的性能，所以使制造成本增加。
作为解决一部分上述问题点的技术，公知下述方法，即，使系 统由作为主装置的1台NC装置及多个作为从属装置的NC装置构成， 一边使从属侧的各NC装置通过来自主NC装置的信号等进行同步，一边在各NC装置中进行同步控制。
由于上述方法使多个从属的NC装置与作为主装置的1台NC装 置同步运行，所以通过增设作为从属装置的NC装置，可以使可同时 运行的系统数增加(例如，参照专利文献2)。
另外，公知一种自动机械控制系统，其经由通信线路对多个自 动机械进行控制，其中，对具有由多个控制装置间接控制的共有轴的 自动机械，排他地进行管理，从而安全且稳定地控制多个自动机械。
该自动机械控制系统，对于可从其他的自动机械经由通信线路 间接控制的共有轴进行排他控制，以控制共有轴的占有，使得不能从 多个控制装置同时进行间接控制。上述自动机械控制系统，使主自动 机械和被主自动机械获得占有权的从属自动机械进行协调动作，在控 制从属自动机械的主自动机械存在大于或等于2台的情况下，由于从 属自动机械从不同的自动机械接收多个指令，而无法确保动作，所以 通过对由其他控制装置控制的自动机械的占有权进行控制，从而进行 安全且稳定的控制(例如，参照专利文献3)。
专利文献l:日本特开平3 — 28908号公报
专利文献2:日本特开平9一 146623号公报
专利文献3:日本特开2005—173849号公报

发明内容
但是，在上述专利文献2中公开的NC装置中，存在下述难点， 艮P，能够在系统之间进行轴交换的，仅限于可由同一CPU控制的轴， 即使通过增设NC装置使同时运行的系统数增多，也无法同时自由地 控制不同的NC装置的系统的控制轴。
另外，在上述专利文献3中公开的自动机械控制系统的情况下， 仅记载了各自动机械的动作是由控制该自动机械的控制装置进行的， 从属控制装置针对来自于被允许占有从属自动机械的主自动机械的 位置指令，进行动作控制，而没有明确记载任何主自动机械和从属自 动机械的移动中的相关关系，因此不能保证主控制装置的轴与从属控 制装置的轴之间的插补及同步。本发明就是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于，得到
一种NC装置及NC系统，其即使对于不同的NC装置的控制轴，也
能够将轴进行组合而自由地进行插补控制或同步控制。
本发明的数控装置具有假想轴设定部，其将与外部的数控装 置结合的规定轴，设定为自己控制的轴；外部通信部，其将由该假想 轴设定部设定的轴的插补数据向所述外部的数控装置发送，并且，接 收来自所述外部的数控装置的反馈数据；解析处理部，其解析NC程 序；插补控制部，其基于所述反馈数据对该解析处理部的解析结果进 行插补处理；以及假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由 所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过 所述外部通信部向所述外部的数控装置输出，该数控装置基于所述插 补控制部的插补输出，对与自己结合的规定轴和由所述假想轴设定部 设定的与外部的数控装置结合的规定轴进行同步控制。
另外，本发明的数控装置具有外部切换轴设定部，其将与自 己结合的规定轴，设定为由外部的数控装置控制的轴；外部通信部， 其将自己的反馈数据向所述外部的数控装置发送，并且，从所述外部 的数控装置接收由所述外部切换轴设定部设定的轴的插补数据；解析 处理部，其解析NC程序；插补控制部，其对该解析处理部的解析结 果进行插补处理；以及轴控制权切换处理部，其对由所述外部切换轴 设定部设定的轴的控制权进行切换，即，是由自己控制还是由所述外 部的数控装置控制，在通过该轴控制权切换处理部将由所述外部切换 轴设定部设定的轴的控制权赋予所述外部数控装置的情况下，由所述 外部切换轴设定部设定的轴，基于来自所述外部数控装置的插补数 据，被所述外部数控装置控制，从而同步于与所述外部数控装置结合 的轴。
另外，本发明的数控装置具有假想轴设定部，其将与外部的 数控装置结合的规定轴，设定为自己控制的轴；外部切换轴设定部， 其将与自己结合的规定轴，设定为由外部的数控装置控制的轴；外部 通信部，其将由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈
数据，向所述外部的数控装置发送，并且，从所述外部的数控装置接收由所述外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及所述外部的数控 装置的反馈数据；解析处理部，其解析NC程序；插补控制部，其基 于所述外部的数控装置的反馈数据对该解析处理部的解析结果进行 插补处理；假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由所述假 想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过所述外 部通信部向所述外部的数控装置输出；以及轴控制权切换处理部，其 对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切换，BP,是由自 己控制还是由所述外部的数控装置控制，该数控装置，基于所述插补 控制部的插补输出，对与自己结合的规定轴和由所述假想轴设定部设 定的与外部数控装置结合的规定轴进行同步控制，并且，在通过所述 轴控制权切换处理部将由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权 赋予所述外部数控装置的情况下，由所述外部切换轴设定部设定的 轴，基于来自所述外部数控装置的插补数据，被所述外部数控装置控 制，从而同步于与所述外部数控装置结合的轴。
另外，本发明的数控装置具有.假想轴设定部，其将与外部的 数控装置结合的规定轴，设定为自己控制的轴；外部切换轴设定部， 其将与自己结合的规定轴，设定为由外部的数控装置控制的轴；外部 通信部，其将由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈
数据，向所述外部的数控装置发送，并且，从所述外部的数控装置接 收由所述外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及所述外部的数控 装置的反馈数据；轴交换控制部，其进行轴交换，使与自己结合的规 定系统的轴、和与所述外部的数控装置结合的由所述假想轴设定部设 定的规定系统的轴进行交换；解析处理部，其解析NC程序；插补控 制部，其基于所述外部的数控装置的反馈数据，对该解析处理部的解 析结果进行插补处理，并且，在由所述轴交换控制部交换的轴的组合 的系统中，进行插补处理；假想轴控制部，其在该插补控制部的插补 输出为由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补 数据通过所述外部通信部向所述外部的数控装置输出；以及轴控制权 切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切 换，即，是由自己控制还是由所述外部的数控装置控制，该数控装置，
14在通过所述轴控制权切换处理部将由所述外部切换轴设定部设定的 轴的控制权赋予自己的情况下，基于所述插补控制部的插补输出，将 与所述外部数控装置结合且已经和与自己结合的规定系统的轴进行 了轴交换的轴，作为与自己结合的规定系统的轴而进行控制，使其同 步于与自己结合的轴；在通过所述轴控制权切换处理部将由所述外部 切换轴设定部设定的轴的控制权赋予所述外部数控装置的情况下，与 自己结合且已经和与所述外部数控装置结合的规定系统的轴进行了 轴交换的规定轴，基于从所述外部数控装置发送的插补数据，作为与 所述外部数控装置结合的规定系统的轴而被所述外部数控装置控制。
另外，本发明的数控装置，在所述数控装置中设置延迟控制部， 其使向与该数控装置自己结合的轴的插补输出延迟，以使与该数控装 置自己结合的轴和与外部数控装置结合的轴的控制定时一致。
另外，本发明的数控装置的特征在于，所述插补控制部的插补 输出为速度指令数据，来自所述外部的数控装置的反馈数据为位置数 据。
另外，本发明的数控装置的特征在于，所述插补控制部的插补 输出为位置指令数据，来自所述外部的数控装置的反馈数据为位置数 据。
另外，本发明的数控装置的特征在于，所述插补控制部对应于 由所述假想轴设定部设定的轴，对速度指令数据及位置指令数据中的 某一个进行插补输出。
另外，本发明的数控系统具有第一数控装置和第二数控装置， 第一数控装置具有假想轴设定部，其将与第二数控装置结合的规定 轴设定为自己控制的轴；第一外部通信部，其将由该假想轴设定部设 定的轴的插补数据向所述第二数控装置发送，并且，接收来自所述第 二数控装置的反馈数据；第一解析处理部，其解析NC程序；第一插 补控制部，其基于所述反馈数据对该解析处理部的解析结果进行插补 处理；以及假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由所述假 想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过所述外 部通信部向所述第二数控装置输出，第二数控装置具有外部切换轴
15设定部，其将与自己结合的规定轴设定为由第一数控装置控制的轴； 第二外部通信部，其将自己的反馈数据向所述第一数控装置发送，并 且，从所述第一数控装置接收由所述外部切换轴设定部设定的轴的插 补数据；第二解析处理部，其解析NC程序；第二插补控制部，其对 该解析处理部的解析结果进行插补处理；以及轴控制权切换处理部， 其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切换，即，是由 自己控制还是由所述第一数控装置控制，该数控系统，在通过所述轴 控制权切换处理部将控制权赋予所述第一数控装置的情况下，所述第 一数控装置基于其第一插补控制部的插补输出，对与第一数控装置结 合的规定轴和与所述第二数控装置结合的由所述第一假想轴设定部 设定的规定轴进行同步控制。
另外，本发明的数控系统具有第一数控装置和第二数控装置， 第一数控装置具有第一假想轴设定部，其将与第二数控装置结合的
规定轴设定为自己控制的轴；第一外部切换轴设定部，其将与自己结 合的规定轴设定为由第二数控装置控制的轴；第一外部通信部，其将 由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数据，向所述 第二数控装置发送，并且，从所述第二数控装置接收由所述外部切换 轴设定部设定的轴的插补数据及所述第二数控装置的反馈数据；第一 解析处理部，其解析NC程序；第一插补控制部，其基于所述第二数 控装置的反馈数据，对该解析处理部的解析结果进行插补处理；第一 假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由所述假想轴设定部 设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过所述外部通信部向 所述第二数控装置输出；以及第一轴控制权切换处理部，其对由所述 外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切换，即，是由自己控制还 是由所述第二数控装置控制，第二数控装置具有第二假想轴设定部， 其将与第一数控装置结合的规定轴设定为自己控制的轴；第二外部切
换轴设定部，其将与自己结合的规定轴设定为由第一数控装置控制的
轴；第二外部通信部，其将由所述第二假想轴设定部设定的轴的插补
数据及自己的反馈数据向所述第一数控装置发送，并且，从所述第一 数控装置接收由所述第二外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及
16所述第一数控装置的反馈数据；第二解析处理部，其解析NC程序； 第二插补控制部，其基于所述第一数控装置的反馈数据，对该解析处 理部的解析结果进行插补处理；第二假想轴控制部，其在该插补控制 部的插补输出为由所述第二假想轴设定部设定的轴的插补数据的情 况下，将该插补数据通过所述第二外部通信部向所述第一数控装置输 出；以及第二轴控制权切换处理部，其对由所述第二外部切换轴设定 部设定的轴的控制权进行切换，SP，是由自己控制还是由所述第一数 控装置控制，该数控系统，在所述第二轴控制权切换处理部将控制权 赋予所述第一数控装置的情况下，第一数控装置基于其第一插补控制 部的插补输出，对与第一数控装置结合的规定轴和与所述第二数控装 置结合的由所述第一假想轴设定部设定的规定轴进行同步控制，并 且，在所述第一轴控制权切换处理部将控制权赋予第二数控装置的情 况下，所述第二数控装置基于其第二插补控制部的插补输出，对与第 二数控装置结合的规定轴和与所述第一数控装置结合的由所述第二 假想轴设定部设定的规定轴进行同步控制。
另外，本发明的数控系统具有第一数控装置和第二数控装置， 第一数控装置具有第一假想轴设定部，其将与第二数控装置结合的 规定轴设定为自己控制的轴；第一外部切换轴设定部，其将与自己结 合的规定轴设定为由第二数控装置控制的轴；第一外部通信部，其将 由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数据，向所述 第二数控装置发送，并且，从所述第二数控装置接收由所述外部切换 轴设定部设定的轴的插补数据及所述第二数控装置的反馈数据；第一 轴交换控制部，其进行轴交换，使与自己结合的规定系统的轴、和与 所述第二数控装置结合的由所述假想轴设定部设定的规定系统的轴 进行交换；第一解析处理部，其解析NC程序；第一插补控制部，其 基于所述第二数控装置的反馈数据，对该解析处理部的解析结果进行 插补处理，并且，在由所述轴交换控制部交换的轴的组合的系统中， 进行插补处理；第一假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为 由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补输出通 过所述外部通信部向所述第二数控装置输出；以及第一轴控制权切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切换， 即，是由自己控制还是由所述第二数控装置控制，第二数控装置具有: 第二假想轴设定部，其将与第一数控装置结合的规定轴设定为自己控 制的轴；第二外部切换轴设定部，其将与自己结合的规定轴设定为由 第一数控装置控制的轴；第二外部通信部，其将由所述第二假想轴设 定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数据，向所述第一数控装置发 送，并且，从所述第一数控装置接收由所述第二外部切换轴设定部设 定的轴的插补数据及所述第一数控装置的反馈数据；第二轴交换控制 部，其进行轴交换，使与自己结合的规定系统的轴、和与所述第一数 控装置结合的由所述第二假想轴设定部设定的规定系统的轴进行交 换；第二解析处理部，其解析NC程序；第二插补控制部，其基于所 述第一数控装置的反馈数据，对该解析处理部的解析结果进行插补处 理，并且，在由所述第二轴交换控制部交换的轴的组合的系统中，进 行插补处理；第二假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由 所述第二假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补输出
通过所述第二外部通信部向所述第一数控装置输出；以及第二轴控制 权切换处理部，其对由所述第二外部切换轴设定部设定的轴的控制权 进行切换，即，是由自己控制还是由所述第一数控装置控制，该数控 系统，在所述第二轴控制权切换处理部将控制权赋予第一数控装置的 情况下，第一数控装置基于其第一插补控制部的输出，将与第二数控 装置结合且已经和与自己结合的规定系统的轴进行了轴交换的轴，作 为与自己结合的规定系统的轴而进行控制，使其同步于与自己结合的 规定系统的轴，并且，在所述第一轴控制权切换处理部将控制权赋予 第二数控装置的情况下，所述第二数控装置基于其第二插补控制部的 输出，将与第一数控装置结合且己经和与自己结合的规定系统的轴进 行了轴交换的轴，作为与自己结合的规定系统的轴而进行控制，使其 同步于与自己结合的规定系统的轴。
另外，本发明的数控装置系统，在所述第一数控装置及第二数 控装置的至少一个中设置延迟控制部，其使向与该数控装置自己结合 的轴的插补输出延迟，以使与该数控装置自己结合的轴和该数控装置所连接的另一个数控装置上结合的轴的控制定时一致。
另外，本发明的数控系统的特征在于，所述第一插补控制部及
第二插补控制部的至少一个的插补输出为速度指令数据，来自所述第
一、第二数控装置的反馈数据为位置数据。
另外，本发明的数控系统的特征在于，所述第一插补控制部及
第二插补控制部的至少一个的插补输出为位置指令数据，来自所述第
一、第二数控装置的反馈数据为位置数据。
另外，本发明的数控系统的特征在于，所述第一插补控制部及
第二插补控制部的至少一个，对应于由所述假想轴设定部设定的轴对
应，对速度指令数据及位置指令数据中的某一个进行插补输出。
发明的效果
根据本发明，可以将与硬件不同的各NC装置结合的控制轴自 由地进行组合，而进行插补控制或同步控制。
因此，在应用于需要进行超出1台硬件可以实现的能力的加工 的工作机械中的情况下，即使进一步增加NC装置，机械操作人员也
不会意识到正通过多台NC装置进行控制，就如同通过1台NC装置 进行控制一样，进行NC装置间的协调加工(同步控制加工)等。
另外，即使使用廉价的硬件，每个NC装置的性能较低，也可 以实现功能强大的多轴系统控制，所以只要集成对于通常的机械最合 适的性能的NC装置即可，不需要在1台硬件上开发具有全部规格的 多轴多系统的NC装置，这些规格对于通常的机械而言是过剩的，由 此可以削减开发成本及制造成本。
另外，可以使跨越NC装置之间的轴的控制定时一致，进而可 以高精度地进行跨越NC装置之间的轴的同步控制。
另外，即使在由各系统进行速度指令的主轴与其他NC装置结 合的情况下，机械操作人员也不会意识到与主轴结合的NC装置，就 如同由1台NC装置控制一样，进行主轴的控制系统的切换、主轴速 度控制、使各系统的直线轴或者旋转轴的坐标值同步的圆周速度一定 控制、使主轴的旋转同步的每次旋转进给或螺纹切削加工。
19另外，即使在由各系统进行位置指令的直线轴或者旋转轴与其 他NC装置结合的情况下，机械操作人员也不会意识到与直线轴或者 旋转轴结合的NC装置，就如同由1台NC装置控制一样，进行直线
轴或者旋转轴的控制系统的切换、定位、将不同的NC装置的轴组合
后的移动指令的插补控制。
另外，即使在由各系统进行速度指令的主轴与其他NC装置结
合的情况下，或者，在由各系统进行位置指令的直线轴或者旋转轴与
其他NC装置结合的情况下，机械操作人员也不会意识到与主轴结合 的NC装置、或与直线轴或者旋转轴结合的NC装置，就如同由1台 NC装置控制一样，进行主轴的控制系统的切换、主轴速度控制、使 各系统的直线轴或者旋转轴的坐标值同步的圆周速度一定控制、使主 轴的旋转同步的每次旋转进给或螺纹切削加工，并且，可以进行直线 轴或者旋转轴的控制系统的切换、定位、将不同的NC装置的轴组合 '后的移动指令的插补。


图1是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的结构的要 部框图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的轴构成例 的图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的假想轴及 外部切换有效轴的设定例的图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的程序例的图。
图5是表示相对于图4的程序例的动作例的图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统中的插补控 制部的主轴指令时的动作的流程图。
图7是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统中的假想轴 控制部的针对假想主轴的插补输出动作的流程图。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统中的控制轴控制权切换的通信时序的图。
图9是说明本发明的实施方式1所涉及的NC系统中的插补控
制部的动作的图，是表示S2轴的反馈位置及Z1轴的指令位置的图。 图IO是说明本发明的实施方式1所涉及的NC系统中的插补控 制部的动作的图，是表示S2轴的反馈位置差分及Zl轴的插补移动 量的图。
图11是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的变形例的 要部框图。
图12是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的结构的要 部框图。
图13是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的时序的图。 图14是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的轴构成例的图。
图15是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的假想轴及 外部切换有效轴的设定例的图。
图16是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的程序例的图。
图17是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统中的轴交换 控制部的轴交换指令时的动作的流程图。
图18是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统中的假想轴 控制部的针对假想轴的插补输出动作的流程图。
图19是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的一个例子的构成图。
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的系统，轴构成例的图。
图21是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的第1加工过程的系统 轴构成例的图。
图22是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的第2加工过程的系统 轴构成例的图。
图23是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的
21NC系统的工作机械的第3加工过程的系统 轴构成例的图。
图24是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的第4加工过程的系统 轴构成例的图。
图25是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的第5加工过程的系统 轴构成例的图。
图26是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的第6加工过程的系统 轴构成例的图。
图27是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的加工程序的构成例的图。
图28是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的NC#1的控制轴交换动作的流程图。
图29是表示本发明的实施方式3所涉及的应用本发明所涉及的 NC系统的工作机械的NC#2的控制轴交换动作的流程图。
图30是表示现有的多轴多系统的NC装置的结构的框图。
图31是表示可以通过现有的多轴多系统的NC装置控制的工作 机械的轴构成例的图。
符号的说明
101、 201 NC装置
102、 103、 108、 109、 202、 203、 208、 210伺服控制部
104、 204主轴控制部
105、 106、 110、 111、 205、 206、 209、 211伺服电动机 107、 207主轴电动机
111、 112、 211、 212解析处理部
120、 220插补控制部
121、 221 PLC控制部
122、 222轴交换控制部
123、 123轴控制部 130显示装置 140、 240NC程序141、142、241 NC程序
151、251假想轴控制部
152、252延迟控制部
153、253外部通信部
154、254轴控制切换处理部
155、255假想轴设定部
156、256外部切换轴设定部
具体实施例方式
实施方式1
下面，利用图1 图11，说明本发明的实施方式1。此外，本实
施方式1是将本发明应用于2台NC车床并列的加工线上的情况的例 子。
图]是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的结构的要 部框图，101、 201是分别单独具有CPU并可分别独立地控制的NC 装置，NC装置101搭载在一侧的NC车床上，而且，NC装置201 搭载在另一侧的NC车床上。
102、 103是与NC装置101结合的控制轴的伺服控制部，104 是与NC装置101结合的主轴控制部，105、 106是伺服控制部102、 103驱动的伺服电动机，具有向NC装置101反馈位置信息的位置检 湖!]器。
107是主轴控制部104驱动的主轴电动机，在由该主轴电动机控 制的主轴上设置位置检测器，其向NC装置101反馈位置信息。另外， 202、 203、 208是与NC装置201结合的控制轴的伺服控制部，204 是与NC装置201结合的主轴控制部，205、 206、 209是伺服控制部 202、 203、 208驱动的伺服电动机，具有向NC装置201反馈位置信 息的位置检测器。207是主轴控制部204驱动的主轴电动机，在由该 主轴电动机驱动的主轴上设置位置检测器，其向NC装置201反馈位 置信息。
此外，向NC装置201的轴控制部223反馈的位置信息，也向NC装置101的插补控制部120反馈。
另外，NC装置101和NC装置201共用的显示装置130具有显 示画面、键盘等，是公知的装置。
另外，NC装置lOl、 201具有由CPU、存储器等构成的公知的 硬件结构，而以下说明的处理部、控制部、设定部等通过软件构成， 并进行搭载。
NC装置101具有解析处理部lll、插补控制部120、 PLC控 制部121、以及轴控制部123。
另外，NC装置201具有解析处理部211、插补控制部220、 PLC控制部221、以及轴控制部223。
NC装置101的解析处理部111将存储在存储器(未图示)中的 NC程序一个程序块一个程序块地读出，为了进行插补处理等而进行 解析。插补控制部120接受解析处理部111的解析结果，而且，基于 通过轴控制部223、外部通信部253、外部通信部153、假想轴控制 部151输送的来自NC装置201的反馈数据(由所述主轴的检测器检 测出的位置信息等)，以规定时间为单位进行插补处理。另外，该插 补控制部120，在针对与NC装置201结合的控制轴(例如由主轴电 动机207控制的主轴)设定假想轴的情况下，也进行该假想轴的插补 处理。生成插补处理的结果、各控制轴的每个插补单位的移动量后， 轴控制部123将进行各控制轴的加减速等处理后的每个单位周期的 移动量，向所结合的伺服控制部102、 103以及主轴控制部104输出。 伺服控制部102、 103以及主轴控制部104根据所指示的移动量，驱 动所结合的电动机105 107。
另外，NC装置201的解析处理部211将存储在存储器(未图示) 中的NC程序一个程序块一个程序块地读出，为了进行插补处理等而 进行解析。插补控制部220接受解析处理部111的结果，以规定时间 为单位进行插补处理。生成插补处理的结果、各控制轴的每个插补单 位的移动量后，轴控制部223将进行各控制轴的加减速等处理后的每 个单位周期的移动量，向所结合的伺服控制部202、 203、 208以及主 轴控制部204输出。伺服控制部202、 203、 208以及主轴控制部204根据所指示的移动量，驱动所结合的电动机205 207、 209。
此外，插补控制部120的详细功能，利用图6、图9及图10在 后面记述。
另外，PLC控制部121、 221处理由NC程序指令的辅助指令(M 指令)等，由于是公知的装置，所以省略其说明。
另外，NC装置101具有假想轴控制部151、外部通信部153、 以及假想轴设定部155， NC装置201具有外部通信部253、轴控 制权切换处理部254、以及外部切换轴设定部256。
NC装置101所具有的假想轴控制部151，是为了控制由插补控 制部120进行插补处理的控制轴中除了可以由NC装置101的轴控制 部123控制的轴以外的轴而设置的，对由假想轴设定部155设定的假 想轴进行控制。在图1所示的NC系统的情况下，如果将例如由与 NC装置201结合的主轴电动机207控制的主轴设定为假想轴，则假 想轴控制部151对该主轴电动机207进行控制。
艮P，假想轴控制部151通过下述方式，进行假想轴的控制，艮P， 将由插补控制部120进行插补处理后的、针对由假想轴设定部155 设定的假想轴的指令位置(进行假想轴的加减速等处理后的每个单位 周期的移动量)，通过外部通信部153、外部通信部253，向NC装 置201的轴控制部223发送。
此外，外部通信部153和NC装置201的外部通信部253，通过 双向串行通信、以太网(注册商标)或者总线的通信线路结合，以一 定周期彼此进行通信。因此，可以将假想轴控制部151所发送的指令 位置(进行假想轴的加减速等处理后的每个单位周期的移动量)，通 过外部通信部153、 253向NC装置201的轴控制部223发送，而且， 可以将向NC装置201反馈的位置信息，通过轴控制部223、外部通 信部253、 153、假想轴控制部151，向NC装置101的插补控制部 120发送。
NC装置201所具有的轴控制权切换处理部254，针对可由轴控 制部223控制的轴中被NC装置201的外部切换轴设定部256设定为 外部切换有效轴的控制轴，进行控制权的切换，即，选择是按照该
25NC装置201所具有的插补控制部220进行插补处理后所生成的插补 移动量进行轴的移动，还是按照外部的NC装置101所具有的插补控 制部120进行插补处理后所生成的针对假想控制轴的插补移动量进 行轴的移动，该插补移动量经由外部通信部253进行接收。另外，轴 控制权切换处理部254，根据在外部的NC装置101中运行的加工程 斤tf、J馆兮、^百仕JNL:教置201屮迈仃tW力U丄程J予H'、J佰々、，忟照17C尤级 切换控制权。
此外，控制权的切换也可以根据来自PLC控制部221的信号进行。
另外，假想轴设定部155以及外部切换轴设定部256的功能， 使用图3在后面记述。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的NC系统的轴构成例 的图。由于NC装置]01和NC装置201是利用不同的CPU进行动 作的装置，所以各个NC装置独立地通过各自的控制系统，按照各自 的NC程序进行运行。另外，NC装置101和NC装置201通过外部 通信部153和外部通信部253结合。
在该例子的情况下，NC装置101作为由XI轴、Zl轴、Sl轴 (主轴)结合而成的1个系统构成的NC装置。通过由NC装置lOl 的第1系统执行的NC程序140，可以利用各个X、 Z、 S地址对XI 轴、Zl轴、Sl轴进行程序指令。另外，NC装置201作为由X2轴、 Z2轴、Y2轴、S2轴(主轴)结合而成的1个系统构成的NC装置。 通过由NC装置201的第1系统执行的NC程序240，可以利用各个 X、 Z、 Y、 S地址对X2轴、Z2轴、Y2轴、S2轴进行程序指令。
而且，对于NC装置101，与NC装置101结合的XI轴、Zl轴、 Sl轴，采用利用NC程序140的X、 Z、 S地址进行指令的轴构成， 在此基础上，设定假想主轴(S2轴)，该假想主轴利用G代码(例 如G44指令)进行控制主轴的切换，并且利用S地址进行指令，或 者利用专用的S指令(S2==)进行指令。
图3表示采用如图2所示的轴构成的NC系统中的假想轴以及 外部切换有效轴的设定例。在NC装置101中，通过假想轴设定部155将X1轴、Zl轴、Sl轴设定为与NC装置101结合的01站点、02站点、03站点的伺服控制部或者主轴控制部的轴，将S2轴作为假想轴分配给NC装置101的假想轴输出站点VOl，将针对NC装置101的S2轴的插补输出移动量向表示NC装置201的M02的输入站点P01发送。
另一方面，在NC装置201中，通过外部切换轴设定部256将X2轴、Z2轴、Y2轴、S2轴设定为与NC装置201结合的01站点、02站点、03站点、04站点的伺服控制部或者主轴控制部的轴，而且，在选择了输入站点P01的情况下，将S2轴设定为外部切换有效轴，其按照输入站点P01所接收到的插补输出而被控制。另外，输入站点P01与表示NC装置101的M01的输出站点V01进行通信。
此外，上述设定在机械运转前进行，而且，在显示装置130中显示如图3所示的设定画面，操作人员通过NC装置10]、 201所具有的键盘进行输入。
另外，也可以在各NC程序的头部记述上述设定内容，在读入各NC程序时，使各设定部155、 256进行上述设定。
另外，图6是表示通过图4所示的NC程序向主轴发出指令时插补控制部进行主轴选择的流程图。
艮P，在步骤S501中，对是否为S指令程序块或者G96指令(圆周速度一定控制指令)程序块，即，是否为针对主轴的指令进行判别。在不是针对主轴的指令程序块的情况下，结束处理，在是相对于主轴的指令程序块的情况下，在步骤S502中，判定在模块中是否存在G44指令(设定为假想轴的主轴的选择指令)。
在模块中不存在G44指令的情况下，判定为S1轴选择中(步骤S503)，在步骤S504中，根据假想轴设定部的设定信息，对Sl轴是否为假想主轴进行判定。在S1轴不是假想主轴的情况下，判断其为该插补控制部所属的NC装置的连接轴，在步骤S505中，向轴控制部输出速度指令。在步骤S504中判定为Sl轴是假想主轴的情况下，在步骤S506中，将Sl轴的速度控制的插补输出向假想轴控制部输出，如后述所示，在假想轴控制部中，向针对S1轴登录的输出站点进行输出，使该NC装置获得控制权。
在步骤S502中，在模块中存在G44指令的情况下，判定为S2轴选择中(步骤S507),在步骤S508中，根据假想轴设定部的设定信息，对S2轴是否为假想主轴进行判定。在S2轴不是假想主轴的情况下，判断其为该插补控制部所属的NC装置的连接轴，在步骤S509中，向轴控制部输出速度指令。在步骤S508中判定为S2轴是假想主轴的情况下，在步骤S510中，将S2轴的速度控制的插补输出向假想轴控制部输出，如后述所示，在假想轴控制部中，向针对S2轴登录的输出站点进行输出，使该NC装置获得控制权。
在该流程中，在采用图2所示的轴构成，且进行了图3所示的假想轴及外部切换有效轴的设定的情况下，在步骤S504中判断为Sl不是假想主轴时，进入步骤S505，另外，在步骤S508中判断为S2是假想主轴时，进入步骤S510。
另外，图7是假想轴控制部151的针对假想轴的速度控制插补输出的流程图。在步骤S550中，判定是否进行了假想轴的设定。在进行了假想轴设定的情况下，在步骤S551中，对假想轴是否为主轴或者旋转轴(直线轴X轴、Y轴、Z轴周围的A轴、B轴、C轴等)进行判定。在假想轴为主轴或者旋转轴的情况下，在步骤S552中，对是否具有假想轴的控制权进行判定。在具有控制权的情况下，在步骤S553中，向针对假想轴设定的输出站点输出该假想轴的速度控制的插补结果。
另外，在NC装置101中，在被设定为假想轴的S2轴的选择指令由NC程序140执行的情况下，假想轴控制部151经由外部通信部153及外部通信部253，向轴控制权切换处理部254进行控制权的切换请求，轴控制权切换处理部254通过将S2轴的控制权切换为外部输入站点P01的指令，由此向NC装置101赋予控制权。此时的NC装置101与NC装置201之间的S2轴的控制权切换的通信时序，在图8中表示。
艮P，如图8所示，在NC装置101中执行被设定为假想轴并与NC装置201结合的S2轴的选择指令的情况下，经由外部通信部从
28NC装置101向NC装置201发送S2轴的控制权切换请求。
然后，NC装置201将外部切换有效轴即S2轴的控制权，切换为输入站点POl，并向NC装置101通知控制权切换完成这一信息。
然后，NC装置101按照针对假想轴S2轴的指令，将移动量以规定的通信周期向NC装置201发送。
然后，在NC装置201中已进行了 S2轴的控制权的切换，并将控制权切换为其他NC装置的情况下，NC装置201向NC装置101通知控制权被撤销这一信息。
此外，无论上述的通信时序如何，NC装置201向NC装置101发送S2轴的反馈位置信息，NC装置101根据接收到的反馈位置信息，执行S2轴的每次旋转进给指令、螺纹切削指令。
在以图2所示的轴构成，如图3所示设定的NC系统中，执行图4所示的NC程序的情况下，即，在NC装置101的第1系统中运行NC程序140、在NC装置201的第1系统中运行NC程序240的情况下，与NC装置201结合并被设定为假想轴的S2轴，如图5所示进行动作。
艮口， NC程序240在NC装置201的第1系统中运行，在N10程序块中，向S2轴发出1000 r/min的速度指令，使其以该速度进行旋转。
然后，在NC装置101的第1系统中运行的NC程序140的N30程序块中，通过G44指令，在NC装置101中执行被设定为假想轴的S2轴的选择指令，通过S500指令发出500r/min的速度指令。此时，NC装置201的轴控制权切换处理部254，以切换请求的顺序确定优先级，将S2轴的控制权切换为NC装置101的指令，使S2轴以由NC装置101发出的速度指令500r/min进行旋转，在N31程序块(G95:每次旋转进给指令(指示主轴每旋转一周使刀具进给多少的切削进给指令))中，相对于S2轴的旋转速度，使Z1轴以每旋转1周进给lmm的每次旋转进给速度移动，而进行车削。此外，每次旋转进给指令是同步控制的一种。
然后，在NC装置201的第1系统中运行的NC程序240的N40程序块中，通过G43指令发出NC装置201的第1系统中的S2轴的选择指令，发出800 r/min的速度指令。NC装置201的轴控制权切换处理部254将S2轴的控制权切换为由NC装置201发出的速度指令，使S2轴以由NC装置201发出的速度指令800r/min进行旋转。然后，在NC装置101的第1系统中运行的NC程序140的N50程序块中，对S2轴发出300r/min的速度指令，在NC装置101中执行被设定为假想轴的S2轴的选择指令，NC装置201将S2轴的控制权切换为NC装置101的指令，使S2轴以NC装置101发出的速度指令300 r/min进行旋转。在工作机械采甩利用与NC装置101结合的XI轴及Zl轴驱动固定有螺纹车刀的刀具台，并且利用与NC装置201结合的S2轴驱动使工件旋转的主轴的结构的情况下，在N51程序块(G33:螺纹切削指令)中，相对于S2轴的旋转速度，进行0.5mm螺距的螺纹切削加工。此外，螺纹切削指令也是同步控制的一种。
在该螺纹切削加工时，本NC系统如图9及图IO所示进行动作。此外，图9表示S2轴的反馈位置及Z1轴的指令位置，另外，图10是表示S 2轴的反馈位置差分及Z1轴的插补移动量的图。
艮P， NC装置101的插补控制部120，在发出螺纹切削指令后，根据经由轴控制部223、外部通信部253、外部通信部153、假想轴控制部151从NC装置201反馈的S2轴的反馈位置数据，对发生超过规定的角度位置(1周旋转基准位置)的变化进行检测，等待S2轴通过规定的角度位置。然后，在检测出S2轴通过1周旋转基准位置时，根据1周旋转基准位置计算反馈位置变化量(AP)，从而计算初次的Z1轴移动量。然后，直至螺纹切削指令的终点坐标为止，相对于反馈位置数据的变化量，计算Z1轴(螺纹切削导程轴)的移动量，计算Z1轴的移动量。
在螺纹的螺距为P[mm]， NC装置101接收S2轴的反馈位置数据的每个周期ATs[ms]中的反馈位置数据的变化量为AP[度]的情况下，每个插补单位时间ATi[ms]中的螺纹切削导程轴(Zl轴)的插补移动量，可以通过下述公式进行计算。(Zl轴插补移动量)=PX (ATi/ATs) XAP/360 例如，在NC装置101的插补处理周期(ATi)为4ms， NC装 置101与NC装置201进行通信，从NC装置201接收反馈位置数据 的周期(ATs)为8ms，在S2轴以300 r/min旋转而进行螺距为0.5mm 的螺纹切削的情况下，S2轴的反馈位置数据的值以ATs (8ms)的周 期进行更新，变化量AP为19度的情况下，Zl轴的每个插补处理周 期(ATi)中的插补移动量计算为
(Zl轴插补移动量)二0.5[mm]X (4/8) X 19[度]/ 360
=0.013mm
输出该插补移动量。此外，很显然，对于通过上述计算式计算 出的插补移动量的尾数，必须进行尾数处理。通过进行上述插补移动 量计算，使与NC装置101结合的Zl轴，在与NC装置201结合的 S2轴每旋转一周时进行0.5mm的插补移动，由此进行螺纹切削。
此外，虽然在图1的例子中省略了记载，但也可以采用图ll所 示的构成，即，在NC装置101中设置轴控制权切换处理部154、外 部切换轴设定部156，它们具有与NC装置201的轴控制权切换处理 部254、外部切换轴设定部256实质相同的功能，另外，在NC装置 201中设置假想轴控制部251、假想轴设定部255，它们具有与NC 装置101的假想轴控制部151、假想轴设定部155实质相同的功能。
艮P，也可以使NC装置101与NC装置201采用相同的结构。
在采用如图11所示的结构的情况下，可以将假想轴控制部151 所发送的指令位置，通过外部通信部153、 253向NC装置201的轴 控制部223发送，并且，可以将向NC装置101反馈的位置信息，通 过轴控制部123、外部通信部153、 253、假想轴控制部251向NC装 置201的插补控制部220发送。另外，可以将假想轴控制部251所发 送的指令位置，通过外部通信部253、 153向NC装置101的轴控制 部123发送，并且，可以将向NC装置201反馈的位置信息，通过轴 控制部223、外部通信部253、 153、假想轴控制部151向NC装置 101的插补控制部120输送。
另外，如果由NC装置201的假想轴设定部255将与NC装置101结合的规定轴(例如由主轴电动机107控制的轴)设定为假想轴，
并且由NC装置101的外部切换轴设定部156将给被设定为假想轴 的、与NC装置101结合的规定轴(例如由主轴电动机107控制的轴) 设定为外部切换有效轴，则可以从NC装置201侧，控制与NC装置 IOI结合的规定轴，使其同步于与NC装置201结合的轴。
如以上说明的那样，根据本实施方式l，在应用于需要进行超出 1台硬件可以实现的能力的加工的工作机械中的情况下，即使进一步 增加NC装置，机械操作人员也不会意识到正通过多台NC装置进行 控制，就如同通过1台NC装置进行控制一样，进行NC装置间的协 调加工(同步控制加工)等。
另外，即使使用廉价的硬件，每个NC装置的性能较低，也可 以实现功能强大的多轴系统控制，所以只要集成对于通常的机械最合 适的性能的NC装置即可，不需要在1台硬件上开发具有全部规格的 多轴多系统的NC装置，这些规格对于通常的机械而言是过剩的，由 此可以削减开发成本及制造成本。
另外，即使在各系统中执行速度指令的主轴与其他NC装置结 合的情况下，机械操作人员也不会意识到与主轴结合的NC装置，就 如同由1台NC装置控制一样，可以进行主轴的控制系统的切换、速 度控制、与各系统的直线轴或者旋转轴的坐标值同步的圆周速度一定 控制、与主轴的旋转同步的每次旋转进给及螺纹切削加工。
实施方式2
下面，使用图12 图18，说明本发明的实施方式2。此外，本 实施方式2是将本发明应用于2台NC车床并列的加工线上的情况的 例子。
图12是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的结构的要 部框图，101、 201是分别单独具有CPU并可分别独立地控制的NC 装置，NC装置101搭载在一侧的NC车床上，而且，NC装置201 搭载在另一侧的NC车床上。
102、 103、 108、 109是与NC装置101结合的控制轴的伺服控
32制部，104是与NC装置101结合的主轴控制部，105、 106、 110、 111是伺服控制部102、 103、 108、 109驱动的伺服电动机，具有向 NC装置101反馈位置信息的位置检测器。107是主轴控制部104驱 动的主轴电动机，在由该主轴电动机控制的主轴上设置位置检测器， 其向NC装置101反馈位置信息。另外，202、 203、 208、 210是与 NC装置201结合的控制轴的伺服控制部，204是与NC装置201结 合的主轴控制部，205、 206、 209、 211是伺服控制部202、 203、 208、 210驱动的伺服电动机，具有向NC装置201反馈位置信息的位置检 测器。207是主轴控制部204驱动的主轴电动机，在由该主轴电动机 驱动的主轴上设置位置检测器，其向NC装置201反馈位置信息。
此外，向NC装置201的轴控制部223反馈的位置信息，也向 NC装置101的插补控制部120反馈，向NC装置101的轴控制部123 反馈的位置信息，也向NC装置201的插补控制部220反馈。
另外，NC装置101和NC装置201共用的显示装置130具有显 示画面、键盘等，是公知的装置。
另外，NC装置lOl、 201具有由CPU、存储器等构成的公知的 硬件结构，而以下说明的处理部、控制部、设定部等通过软件构成， 并进行搭载。
NC装置101具有解析处理部111、插补控制部120、 PLC控 制部121、以及轴控制部123。
另外，NC装置201具有解析处理部211、插补控制部220、 PLC控制部221、以及轴控制部223。
解析处理部lll、 211将存储在存储器(未图示)中的NC程序 一个程序块一个程序块地读出，为了进行插补处理等而进行解析。插 补控制部120接受解析处理部111的结果，而且，基于通过轴控制部 223、外部通信部253、外部通信部153、假想轴控制部151输送的来 自NC装置201的反馈数据，对规定轴以规定时间为单位进行插补处 理。另外，该插补控制部120，在针对与NC装置201结合的控制轴 (例如由主轴电动机207控制的主轴)设定假想轴的情况下，也进行 该假想轴的插补处理。生成插补处理的结果、各控制轴的每个插补单位的移动量后，轴控制部123将进行各控制轴的加减速等处理后的每 个单位周期的移动量，向所结合的伺服控制部102、 103以及主轴控
制部104输出。伺服控制部102、 103、 108、 109以及主轴控制部104， 根据所指令的移动量，驱动所结合的电动机105 107、 110、 111。
另外，插补控制部220接受解析处理部211的结果，而且，基 于通过轴控制部123、外部通信部153、外部通信部253、假想轴控 制部251输送的来自NC装置101的反馈数据，对规定轴以规定时间 为单位进行插补处理。另外，该插补控制部220，在针对与NC装置 IOI结合的控制轴(例如由主轴电动机207控制的主轴)设定假想轴 的情况下，也进行该假想轴的插补处理。生成插补处理的结果、各控 制轴的每个插补单位的移动量后，轴控制部223将进行各控制轴的加 减速等处理后的每个单位周期的移动量，向所结合的伺服控制部 202、 203、 208、 210以及主轴控制部204输出。伺服控制部202、 203、 208、 210以及主轴控制部204，根据所指令的移动量，驱动所结合的 电动机205 207、 110、 111。
另外，插补控制部120、 220也按照使用图6、图9及图10记述 的那样进行动作。
另外，PLC控制部121、 221处理由NC程序指令的辅助指令(M 指令)等，由于是公知的装置，所以省略其说明。
另外，NC装置101具有轴交换控制部122、假想轴控制部151、 延迟控制部152、外部通信部153、轴控制权切换处理部154、假想 轴设定部155、以及外部切换轴设定部156， NC装置201具有轴 交换控制部222、假想轴控制部251、延迟控制部252、外部通信部 253、轴控制权切换处理部254、假想轴设定部255、以及外部切换轴 设定部256。
轴交换控制部122根据NC装置101的程序指令等，对属于系 统的控制轴的一部分或者全部进行交换。另外，轴交换控制部222 根据NC装置201的程序指令等，对属于系统的控制轴的一部分或者 全部进行交换。在本实施方式2中的轴交换控制部122、 222中，被 设定为假想轴的轴是能够进行轴交换的控制轴的对象。NC装置101所具有的假想轴控制部151，是为了控制由插补控
制部120进行插补处理的控制轴中除了可以由NC装置101的轴控制 部123控制的轴以外的轴而设置的，对由假想轴设定部155设定的假 想轴进行控制。
艮P，假想轴控制部151通过下述方式，对由假想轴设定部155 设定的假想轴进行控制，g卩，将由插补控制部120进行插补处理后的、 针对由假想轴设定部155设定的假想轴的指令位置(进行假想轴的加 减速等处理后的每个单位周期的移动量)，通过外部通信部153、外 部通信部253，向NC装置201的轴控制部223发送。在图12所示 的NC系统的情况下，如果将例如由与NC装置201结合的主轴电动 机207控制的轴设定为假想轴，则假想轴控制部151对该主轴电动机 207进行控制。
此外，外部通信部153和NC装置201的外部通信部253，通过 双向串行通信、以太网(注册商标)或者总线的通信线路结合，以一 定周期彼此进行通信。因此，可以将假想轴控制部151所发送的指令 位置(进行假想轴的加减速等处理后的每个单位周期的移动量)，通 过外部通信部153、 253向NC装置201的轴控制部223发送。另外， 可以将向NC装置201反馈的位置信息，通过轴控制部223、外部通 信部253、 153、假想轴控制部151，向NC装置101的插补控制部 120发送。
另外，NC装置201所具有的假想轴控制部251，也具有与NC 装置101所具有的假想轴控制部151相同的功能。即，是为了控制由 插补控制部220进行插补处理的控制轴中除了可以由NC装置201的 轴控制部223控制的轴以外的轴而设置的，对由假想轴设定部255 设定的假想轴进行控制。
艮P，假想轴控制部251通过下述方式，对由假想轴设定部155 设定的假想轴进行控制，即，将由插补控制部220进行插补处理后的、 针对由假想轴设定部255设定的假想轴的指令位置(进行假想轴的加 减速等处理后的每个单位周期的移动量)，通过外部通信部253、外 部通信部153，向NC装置101发送。在图12所示的NC系统的情况下，如果将例如由与NC装置101结合的主轴电动机107进行控制的
主轴设定为假想轴，则假想轴控制部251对该主轴电动机107进行控 制。
另外，在本实施方式2的NC装置中，将与NC装置201结合的 轴作为NC装置101的假想轴而分配，在NC装置101的插补控制部 120对与NC装置101结合的轴和假想轴进行插补处理时，将发送给 用于驱动与NC装置201结合的控制轴的伺服控制部或者主轴控制部 的指令，经由假想轴控制部155、外部通信部153、外部通信部253、 轴控制切换处理部254、轴控制部223而输出，因此，相比于向用于 驱动与NC装置101结合的控制轴的伺服控制部或者主轴控制部输出 的情况，响应延迟。NC装置101的延迟控制部152,是为了校正由 于该响应延迟导致的输出定时偏差而设置的，如图13的时序图所示， 对于该定时的插补输出，暂时缓冲针对与NC装置101结合的轴的移 动量，使向轴控制部123的输出延迟。其结果是，使该延迟成为直至 NC装置101向与NC装置201结合的伺服控制部或者主轴控制部输 出为止的时间或者周期，由此，可以使NC装置101、 NC装置201 均以相同的定时进行输出。
另外，NC装置201的延迟控制部252也具有与NC装置101的 延迟控制部152相同的功能，在NC装置201中，通过对与NC装置 201结合的轴和与NC装置101结合的假想轴实施插补处理，并对从 插补控制部220向轴控制部223输出的移动量暂时进行缓冲，使向轴 控制部223的输出延迟，以使各个移动量向所对应的伺服控制部或者 主轴控制部发送的时间同步。
NC装置101所具有的轴控制权切换处理部154，针对可由轴控 制部123控制的轴中被NC装置101的外部切换轴设定部156设定为 外部切换有效轴的控制轴，进行控制权的切换，即，选择是按照该 NC装置IOI所具有的插补控制部120进行插补处理后所生成的插补 移动量进行轴的移动，还是按照外部的NC装置201所具有的插补控 制部220进行插补处理后所生成的针对假想控制轴的插补移动量进 行轴的移动，该插补移动量经由外部通信部153进行接收。轴控制权
36切换处理部154，根据在外部的NC装置201中运行的加工程序的指 令或者在NC装置101中运行的加工程序的指令，按照优先级切换控 制权。此外，控制权的切换也可以根据来自PLC控制部的信号进行。另外，NC装置201所具有的轴控制权切换处理部254，具有与 NC装置101的轴控制权切换处理部154相同的功能。即，针对可由 轴控制部223控制的轴中被NC装置201的外部切换轴设定部256设 定为外部切换有效轴的控制轴，进行控制权的切换，即，选择是按照 该NC装置201所具有的插补控制部220进行插补处理后所生成的插 补移动量进行轴的移动，还是按照外部的NC装置IOI所具有的插补 控制部120进行插补处理后所生成的针对假想控制轴的插补移动量 进行轴的移动，该插补移动量经由外部通信部253进行接收。此外，假想轴设定部155、 255以及外部切换轴设定部156、 256 的功能，使用图15在后面记述。.图14是表示本发明的实施方式2所涉及的NC系统的轴构成例 的图。由于NC装置101和NC装置201是利用各自的CPU进行动 作的装置，所以各个NC装置独立地通过各自的控制系统，按照各自 的NC程序进行运行。另外，NC装置101和NC装置201通过外部 通信部153和外部通信部253结合。在该例子的情况下，NC装置101是由下述2个系统构成的NC 装置，S卩，第1系统，其由Xll轴、Zll轴、Cll轴构成；以及第2 系统，其由X12轴、Z12轴构成。通过由NC装置101的第1系统执 行的NC程序140，可以利用各个X、 Z、 C地址对Xll轴、Zll轴、 Cll轴进行定位指令。另外，通过由NC装置101的第2系统执行的 NC程序140，可以利用各个X、 Z轴地址对X12轴、Z12轴进行定 位指令。此外，利用由S地址构成的速度指令，可以将C11轴分配 作为可接受旋转指令的主轴C轴控制轴，Cll轴不仅接受定位指令， 也作为Sll轴进行动作。NC装置201是由1个系统构成的NC装置，该系统由X21轴、 Z21轴、Y21轴、C21轴、V21轴(旋转轴)构成。通过由NC装置201的第1系统执行的NC程序240，可以利用各个X、 Z、 Y、 C、 V 轴地址对X21轴、Z21轴、Y21轴、C21轴、V21轴进行定位指令。 此外，利用由S地址构成的速度指令，可以将C21轴分配作为可接 受旋转指令的主轴C轴控制轴，C21轴不仅接受定位指令，也作为 S21轴进行动作。而且，在NC装置101中，除了与NC装置101结合的控制轴(Xll 轴、Zll轴、Cll轴、X12轴、Z12轴)以外，作为假想的定位轴， 设定假想C21轴及假想V21轴。另外，在NC装置201中，除了与 NC装置201结合的控制轴(X21轴、Z21轴、'Y21轴、C21轴、V21 轴)以外，作为假想的定位轴，设定假想C11轴。图15表示采用如图14所示的轴构成的NC系统中的假想轴以 及外部切换有效轴的设定例。在NC装置lOl中，将第l系统的Xll 轴、Zll轴、Cll轴(Sll轴)、第2系统的X12轴、Z12轴结合， 将C21轴、V21轴分配作为假想轴。另外，在NC装置201中，将第 1系统的X21轴、Z21轴、Y21轴、C21轴(S21.轴)、V21轴结合， 将Cll轴分配作为假想轴。在图15的设定例的情况下，通过假想轴设定部155，在NC装 置101侧的假想轴通信站点V01 V04中的V01站点中，将C21轴 设定为假想轴，作为通信的连接对象，分配为表示NC装置201的 M02的外部切换有效轴的P01站点。另外，在V02站点中设定V21 轴，作为通信的连接对象，分配为表示NC装置201的M02的外部 切换有效轴的P02站点。另外，通过外部切换轴设定部156，在NC装置201侧的外部切 换有效轴的通信站点P01 P04中的P01站点中，将C21轴设定为外 部切换轴，在NC装置101中针对假想C21轴进行指令的情况下， NC装置101的假想轴通信站点V01和NC装置201的外部切换轴通 信站点POl以规定的周期进行通信，对在NC装置201的外部切换轴 通信站点P01中设定的、与NC装置201结合的C21轴的控制权进 行切换，从而使C21轴进行移动。另外，在P02站点中，将V21轴 设定为外部切换轴，在NC装置101中针对假想V21轴进行指令的情况下，NC装置101的假想轴通信站点V02和NC装置201的外部 切换轴通信站点P02以规定的周期进行通信，对在NC装置201的外 部切换轴通信站点P02中设定的、与NC装置201结合的V21轴的 控制权进行切换，从而使V21轴进行移动。另外，通过假想轴设定部255，在NC装置201侧的假想轴通信 站点V01 V04中的V01站点中，将C11轴设定为假想轴，作为通 信的连接对象，分配为表示NC装置101的M01的外部切换有效轴 的P01站点。另外，通过外部切换轴设定部256，在NC装置IOI侧的外部切 换有效轴的通信站点P01 P04中的P01站点中，将Cll轴设定为外 部切换轴，在NC装置201中针对假想C]l轴进行指令的情况下， NC装置201的假想轴通信站点V01和NC装置101的外部切换轴通 信站点P01以规定的周期进行通信，对在NC装置101的外部切换轴 通信站点P01中设定的、与NC装置201结合的Cll轴的控制权进 行切换并设定，从而使C11轴进行移动。此外，上述设定在机械运转前进行，而且，在显示装置130中 显示如图15所示的设定画面，操作人员通过NC装置101、 201所具 有的键盘进行输入。另外，也可以在各NC程序的头部记述上述设定内容，在读入 各NC程序时，使各设定部155、 156、 255、 256进行上述设定。图17是表示在采用图14所示的轴构成，且如图15所示进行设 定的状态下，执行如图16所示的轴交换(G140)指令的情况下，NC 装置的轴交换控制部122、 222的动作的流程图。艮口，在步骤S1100中，对是否为G140指令进行判定，在为G140 指令的情况下，在步骤S1101中检查需要交换的轴。具体地说，在 执行G140 X = X12 Z = Z12 C二C11;指令的情况下，对是否保有作 为X指令的控制轴的X12轴，作为Z指令的控制轴的Z12轴，作为 C指令的控制轴的Cll轴进行判定，对不保有的控制轴，请求轴的 交换。然后，在步骤S1102中，对交换请求轴是否处于可交换的状态进行判定，在处于可交换的状态的情况下，在步骤S1103中确保轴 的控制权，并进行交换。然后，在步骤S1104中，在交换请求轴全部交换完毕的情况下，在步骤S1105中结束G140指令程序块，并进 入下一个程序块。另外，图18是针对本实施方式2中的假想轴控制部151、 251 的假想轴的插补输出的流程图。在步骤S1150中，判定是否进行了 假想轴的设定。在进行了假想轴的设定的情况下，在步骤S1151中 对假想轴是否为主轴(例如S11轴、S21轴)或者旋转轴(例如V21 轴、Cll轴、C21轴)进行判定。在假想轴为主轴或者旋转轴的情况 下，在步骤S1152中对假想轴是否为主轴控制模式进行判定。在选 择了主轴控制模式的情况下，在步骤S1153中对是否具有假想轴的 控制权进行判定。在具有控制权的情况下，在步骤S1154中，向针 对假想轴设定的输出站点输出该假想轴的速度控制的插净卜输出。在步骤S1151中，假想轴为接受位置指令的直线轴(例如Xll 轴、Zll轴、X12轴、Z12轴、X21轴、Y21轴、Y21轴)的情况下， 或者，在步骤S1152中，假想轴(主轴或者旋转轴)不是主轴控制 模式，而是接受位置指令的旋转轴的情况下，在步骤S1155中对是 否具有假想轴的控制权进行判定。在具有控制权的情况下，在步骤 S1156中，向针对假想轴设定的输出站点输出该假想轴的位置控制的 插补输出。在采用图14所示的轴构成，如图15所示设定假想轴等的NC 系统中，执行图16所示的NC程序的情况下，NC系统lOl、 201按 照下述方式进行动作。即，在NC装置101的第2系统运行的NC程 序142的N2程序块中，利用G140X = X12Z = Z12C = C11;指令， 使NC装置101的第2系统在最初构成该系统的X12轴及Z12轴的 基础上，将NC装置101的第1系统的Cll轴交换至第2系统并获得 控制权，利用各个X、 Z、 C地址对X12轴、Z12轴、Cll轴进行位 置指令。然后，在NC装置101的第1系统运行的NC程序141的Nl程 序块中，利用G140X二X11 Z=Z11 C = C21;指令，使NC装置lOl40的第1系统在Xll轴、Zll轴的控制权的基础上，获得与NC装置
201结合的C21轴的控制权。此时，NC装置101以与图8中说明的 时序相同的时序，从假想轴通信站点V01与NC装置201的外部切 换有效轴通信站点P01进行通信，从而获得C21轴的控制权，NC装 置201将C21轴的控制切换为外部切换有效轴通信站点POl。 NC装 置101的第1系统将针对C21的指令位置，以规定的周期向NC装置 201发送，从而能够按照NC装置101的插补输出，进行C21轴的控 制。
同样地，在NC装置201的第1系统运行的NC程序241的N4 程序块中，利用G140 X = X21 Z = Z21 Y = Y21 C = C11;指令，使 NC装置201可以进行与NC装置101结合的Cll轴的控制。
然后，在NC装置101的第2系统运行的NC程序142的N3程 序块中，利用G140X = X12Z = Z12 V = V21;指令，使NC装置101 获得X12轴、Z12轴、V21轴的控制权。NC装置201虽然在之前执 行的N4程序块中事先将V21轴的控制权释放，但仍然接受NC装置 101获得V21轴的控制权，NC装置101和NC装置201以规定周期 进行通信，将由NC装置101生成的针对作为假想轴的V21轴的插 补输出，以规定周期向与NC装置201的外部切换有效轴通信站点 P02进行通信、并与NC装置201结合的V21轴输出。NC装置201 将V21轴的反馈位置向NC装置101发送。
此外，在本实施方式2中，通过跨越NC装置lOl、 201之间的 系统对控制轴进行组合(例如，Xll轴、Zll轴及S21轴的组合、 X12轴、Z12轴及S21轴的组合、X21轴、Z21轴及Sll轴的组合)， 可以实现图1中所说明的每次旋转进给控制、螺纹切削加工等的同步 控制。例如，在采用X21轴、Z21轴及Sll轴的组合构成(利用X21 轴及Z21轴使固定有螺纹车刀的刀具台移动，利用Sll轴使工件旋 转的构成)，根据来自NC装置201的插补输出进行螺纹切削加工的 情况下，将来自NC装置101的Sll轴的位置检测器的反馈位置数据 读入至NC装置201的插补控制部220，与实施方式1中说明的情况 相同地，通过由插补控制部220计算出Z21轴的移动量并向Z21轴输出，由此可以使Z21轴向Z轴方向进给，在利用S11轴进行旋转
的工件上实施螺纹加工。
如以上的说明所示，根据本实施方式2，将与该NC装置结合的 控制轴或者假想控制轴组合而构成系统，并且，在系统之间进行轴交 换，调换构成系统的轴的组合，进行插补控制或同步控制。另外，由 于与其他NC装置进行通信，将假想轴的插补输出，以向与其他NC 装置结合的控制轴发送，从而可以控制假想轴，所以不仅是与该NC 装置结合的控制轴，也可以将通过不同的CPU进行动作的NC装置 的控制轴进行组合而构建系统，并进行插补控制或同步控制。
另外，由于可以将能应用于通常的NC工作机械的系统数、控 制轴数的NC装置进行组合并进行插补，所以不需要开发专用的高性 能的硬件，就能够使可同时运行的系统数增加，且无论NC装置的硬 件如何，都可以在系统之间进行控制轴的交换，构成具有所需轴的系 统，并进行NC控制。
另外，可以使跨越NC装置之间的轴的控制定时一致，进而可 以高精度地进行跨越NC装置之间的轴的同步控制。
另外，即使在各系统中执行位置指令的直线轴或者旋转轴与其 他NC装置结合的情况下，机械操作人员也不会意识到与直线轴或者 旋转轴结合的NC装置，就如同由1台NC装置控制一样，可以对用 于直线轴或者旋转轴的控制系统的切换、定位、将不同的NC装置的 轴组合的移动指令进行插补控制。
另外，即使在各系统中执行速度指令的主轴与其他NC装置结 合的情况下，或者，在各系统中执行位置指令的直线轴或者旋转轴与 其他NC装置结合的情况下，机械操作人员也不会意识到与主轴结合 的NC装置、或与直线轴或者旋转轴结合的NC装置，就如同由1台 NC装置控制一样，可以进行主轴的控制系统的切换、速度控制、与 各系统的直线轴或者旋转轴的坐标值同步的圆周速度一定控制、与主 轴的旋转同步的每次旋转进给及螺纹切削，并且，可以对用于直线轴 或者旋转轴的控制系统的切换、定位、将不同的NC装置的轴组合的 移动指令进行插补。此外，可以将实施方式2中说明的延迟控制部设置在实施方式1
的NC装置101中，如果将该延迟控制部设置在NC装置101中，则 在实施方式1中，也可以使与NC装置101结合的控制轴和与NC装 置201结合的控制轴之间的控制定时一致。
实施方式3
下面，使用图19 图29，说明将本发明应用于多轴自动车床上 的情况的实施方式3。
图19是表示通过实施方式3所涉及的NC系统进行控制的工作 机械的一个例子的图。该工作机械是多轴自动车床，在主轴转塔 (dmm)上搭载从Sl至S6共计6个主轴，该主轴夹持所加工的工 件并使其旋转，通过使主轴转塔旋转，从而将主轴的配置移动至已确 定的工位。另外，为了在各工位处对工件进行加工，而在各工位处分 别配置刀具T1至T6，并分别通过独立的系统控制。
在本实施方式3中，刀具Tl通过XI轴及Zl轴进行动作，刀 具T2通过X2轴及Z2轴进行动作，刀具T3通过X3轴及Z3轴进行 动作，刀具T4通过X4轴及Z4轴进行动作，刀具T5通过X5轴、 Z5轴及Y5轴进行动作，刀具T6通过X6轴、Z6轴及Y6轴进行动 作。另外，主轴S1轴可以作为C1轴而进行位置控制，主轴S2轴可 以作为C2轴而进行位置控制，主轴S3轴可以作为C3轴而进行位置 控制，主轴S4轴可以作为C4轴而进行位置控制，主轴S5轴可以作 为C5轴而进行位置控制，主轴S6轴可以作为C6轴而进行位置控制。
为了对上述的工作机械进行NC控制，需要可以控制合计6个 系统、20个轴的NC装置，但在本实施方式3中，刀具Tl通过与 NC装置1 (以下记作NC#1)连接的XI轴及Zl轴进行动作，刀具 T2通过与NCNC#1连接的X2轴及Z2轴进行动作，刀具T3通过与 NC弁1连接的X3轴及Z3轴进行动作，刀具T4通过与NC#1连接的 X4轴及Z4轴进行动作，刀具T5通过与NC装置2(以下记作NC弁2) 连接的X5轴、Z5轴及Y5轴进行动作，刀具T6通过与NC弁2连接 的X6轴、Z6轴及Y6轴进行动作。另外，主轴Sl轴至S6轴与NC弁2连接，并分别配置为，主轴S1轴可以作为Cl轴而进行位置控制，
主轴S2轴可以作为C2轴而进行位置控制，主轴S3轴可以作为C3 轴而进行位置控制，主轴S4轴可以作为C4轴而进行位置控制，主 轴S5轴可以作为C5轴而进行位置控制，主轴S6轴可以作为C6轴 而进行位置控制。另外，在NC弁1中，作为假想轴而保有主轴Sl轴 (Cl轴)、主轴S2轴(C2轴)、主轴S3轴(C3轴)、主轴S4轴 (C4轴)、主轴S5轴(C5轴)、主轴S6轴(C6轴)的各主轴/C 轴。
艮P，如图20所示，NC弁1对下述共计14个轴进行控制，gp，作 为连接轴的XI轴、Zl轴、X2轴、Z2轴、X3轴、Z3轴、X4轴、 Z4轴共计8个轴，以及作为假想轴的Sl轴(Cl轴)、S2轴(C2 轴)、S3轴(C3轴)、S4轴(C4轴)、S5轴(C5轴)、S6轴(C6 轴)共计.6个轴，NC弁2对下述共计12个轴进行控制，即，作为连 接轴的X5轴、Z5轴、Y5轴、X6轴、Z6轴、Y6轴、Sl轴(Cl轴)、 S2轴(C2轴)、S3轴(C3轴)、S4轴(C4轴)、S5轴(C5轴)、 S6轴(C6轴)。而且，将与NC弁2连接的Sl轴(Cl轴)、S2轴(C2 轴)、S3轴(C3轴)、S4轴(C4轴)、S5轴(C5轴)、S6轴(C6 轴)设定为外部切换轴，它们能够被切换为分别按照NC弁1的针对假 想轴S1轴(Cl轴)、S2轴(C2轴)、S3轴(C3轴)、S4轴(C4 轴)、S5轴(C5轴)、S6轴(C6轴)的指令进行驱动。
此外，该设定是通过图12所示的假想轴设定部及外部切换设定 部进行设定的。
另夕卜，作为初始配置，在NC#1中，由于对于假想轴的Sl轴(C1 轴)、S2轴(C2轴)，系统1至系统4不具有控制权，所以作为未 使用轴而处于自由状态。另外，在NC弁2中，相同地由于对于连接轴 的S3轴(C3轴)、S4轴(C4轴)、S5轴(C5轴)、S6轴(C6 轴)，NC弁2的系统1至系统2不具有控制权，所以作为未使用轴而 处于自由状态。
在本实施方式3的工作机械中，在第l加工过程的加工开始前， 使主轴转塔旋转，在工位1处配置主轴Sl，在工位2处配置主轴S6，在工位3处配置主轴S5，在工位4处配置主轴S4，在工位5处配置 主轴S3，在工位6处配置主轴S2。
然后，在加工开始前，将配置切换为图21所示的系统及轴构成， 以使得在工位l处，通过刀具T1和主轴S1的组合进行加工，同时， 在工位2处通过刀具T2和主轴S6的组合、在工位3处通过刀具T3 和主轴S5的组合、在工位4处通过刀具T4和主轴S4的组合、在工 位5处通过刀具T5和主轴S3的组合、在工位6处通过刀具T6和主 轴S2的组合进行加工，在各系统中进行相对于程序指令的插补以及 同步运行。
然后，在第2加工过程的加工开始前，使主轴转塔旋转，在工 位1处配置主轴S2，在工位2处配置主轴S1，在工位3处配置主轴 S6，在工位4处配置主轴S5，在工位5处配置主轴S4，在工位6处 配置主轴S3。 .
然后，在工位1处通过刀具Tl和主轴S2的组合进行加工，同 时，在工位2处通过刀具T2和主轴Sl的组合、在工位3处通过刀 具T3和主轴S6的组合、在工位4处通过刀具T4和主轴S5的组合、 在工位5处通过刀具T5和主轴S4的组合、在工位6处通过刀具T6 和主轴S3的组合进行加工。即，配置为图22所示的系统及轴构成， 在各系统中进行相对于程序指令的插补以及同步运行。
以后，在每个加工过程时使主轴转塔旋转，使配置在各工位处 的主轴依次变化，配置为图23至图26所示的系统及轴构成，进行各 加工过程中的加工，在第6加工过程中，配置为图27所示的系统及 轴构成，在工位1处通过刀具T1和主轴S6的组合进行加工，同时， 在工位2处通过刀具T2和主轴S5的组合、在工位3处通过刀具T3 和主轴S4的组合、在工位4处通过刀具T4和主轴S3的组合、在工 位5处通过刀具T5和主轴S2的组合、在工位6处通过刀具T6和主 轴Sl的组合进行加工。
然后，在第7加工过程中，使主轴转塔旋转，在工位1处配置 主轴Sl,在工位2处配置主轴S6，在工位3处配置主轴S5，在工位 4处配置主轴S4，在工位5处配置主轴S3，在工位6处配置主轴S2，
45因此，返回图21所示的轴构成，通过与第1加工过程相同的构成进 行加工，以后，反复操作执行与第1 6加工过程相同的加工。
如上述所示，在控制各刀具的系统中，依次切换使工件旋转或 者定位的主轴，但在各工位处，与主轴的旋转同步地进行车削或者螺 纹切削的情况下，必须与主轴的旋转同步地对刀具的移动进行插补。 另外，在各工位处进行铣削加工等的情况下，需要将主轴切换为位置 控制轴(C轴)，并对刀具的进给轴和主轴的旋转轴(C轴)同时进 行插补。
在本实施方式的控制工作机械的NC系统的情况下，如图27所 示，在NC弁1的系统1中执行工位1 (ST1)的加工程序P1，在NC弁1 的系统2中执行工位2 (ST2)的加工程序P2，在NC弁1的系统3中 执行工位3 (ST3)的加工程序P3，在NC#4的系统4中执行工位4 (ST4)的加工程序P4，在NC#2的系统1中执行工位5 (ST5)的 加工程序P5，在NC#2的系统2中执行工位6 (ST6)的加工程序P6， 并执行适合各工位处所配置的刀具的加工。
另外，由于在执行加工前，需要使主轴转塔旋转，以使各主轴 位于规定的工位位置，所以在工位1 (ST1)处执行用于切换主轴工 位的程序M1，在工位2(ST2)处执行用于切换主轴工位的程序M2， 在工位3(ST3)处执行用于切换主轴工位的程序M3，在工位4(ST4) 处执行用于切换主轴工位的程序M4，在工位5 (ST5)处执行用于切 换主轴工位的程序M5，在工位6 (ST6)处执行用于切换主轴工位的 程序M6，使主轴转塔旋转，使S1轴(Cl轴)至S6轴(C6轴)的 配置轮换。
此时，在NC弁1的主轴工位切换程序内，按照图28的流程图， 进行各系统的C轴(主轴)的轴交换请求，例如，在NC弁1的系统1 中，第1加工过程为X1轴、Zl轴、Cl轴(Sl轴)的轴构成，第2 加工过程为X1轴、Zl轴、C2轴(S2轴)的轴构成，第3加工过程 为X1轴、Zl轴、C3轴(S3轴)的轴构成，第4加工过程为X1轴、 Zl轴、C4轴(S4轴)的轴构成，第5加工过程为XI轴、Zl轴、 C5轴(S5轴)的轴构成，第6加工过程为X1轴、Zl轴、C6轴(S6轴)的轴构成，在每个加工过程中，随时切换各系统的控制主轴(c 轴)，而反复进行加工。
另外，在NC井2的主轴工位切换程序内，按照图29的流程图， 进行各系统的C轴(主轴)的轴交换请求，例如，在NC弁2的系统1 中，第1加工过程为X5轴、Z5轴、Y5轴、C3轴(S3轴)的轴构 成，第2加工过程为X5轴、Z5轴、Y5轴、C4轴(S4轴)的轴构 成，第3加工过程为X5轴、Z5轴、Y5轴、C5轴(S5轴)的轴构 成，第4加工过程为X5轴、Z5轴、Y5轴、C6轴(S6轴)的轴构 成，第5加工过程为X5轴、Z5轴、Y5轴、Cl轴(Sl轴)的轴构 成，第6加工过程为X5轴、Z5轴、Y5轴、C2轴(S2轴)的轴构 成，在每个加工过程中，随时切换各系统的控制主轴(C轴)，而反 复进行加工。
此时，由NC#1的各系统控制的主轴(C轴)，通过在各系统中 判断是C轴控制(位置指令)模式还是主轴控制模式，分别将插补 输出作为位置指令数据或者速度指令数据向NC弁2发送，NC弁2按照 从NC弁1发送的插补输出，对所对应的外部切换轴进行位置控制或者 速度控制。另外，NC弁2将控制轴的反馈位置数据向NC#1发送，NC弁1 周期性地获得从NC#2发送的反馈位置，可以与变化量同步地进行每 次旋转进给或者螺纹切削加工等。
如以上所示，由于工序的切换而必须在系统之间进行交换的轴， 在本发明的实施方式3的情况下，限定于Sl轴(Cl轴)至S6轴(C6 轴)这6个轴，通过仅将需要交换的轴在连接该控制轴的NC装置中 设定为外部切换轴，在没有连接该控制轴的NC装置中设定为假想 轴，可以在各NC装置之间共通地进行控制，且机械操作人员不会意 识到各NC装置的系统中与不同的NC装置连接的控制轴，可以将所 需的轴进行组合，而进行插补控制及同步控制。
工业实用性
本发明的数控装置及数控系统，适用于在使多台NC工作机械 并列地进行一系列加工的情况等中，使控制轴数或控制系统数增加。
权利要求
1.一种数控装置，其特征在于，具有假想轴设定部，其将与外部数控装置结合的规定轴，设定为自己控制的轴；外部通信部，其将由该假想轴设定部设定的轴的插补数据向所述外部数控装置发送，并且，接收来自所述外部数控装置的反馈数据；解析处理部，其解析NC程序；插补控制部，其基于所述反馈数据对该解析处理部的解析结果进行插补处理；以及假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过所述外部通信部向所述外部数控装置输出，该数控装置基于所述插补控制部的插补输出，对与自己结合的规定轴和由所述假想轴设定部设定的与外部数控装置结合的规定轴进行同步控制。
2. —种数控装置，其特征在于，具有外部切换轴设定部，其将与自己结合的规定轴，设定为 由外部数控装置控制的轴；外部通信部，其将自己的反馈数据向所述 外部数控装置发送，并且，从所述外部数控装置接收由所述外部切换 轴设定部设定的轴的插补数据；解析处理部，其解析NC程序；插补控制部，其对该解析处理部的解析结果进行插补处理；以及轴控制权 切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切 换，gP，是由自己控制还是由所述外部数控装置控制，在通过该轴控制权切换处理部将由所述外部切换轴设定部设定 的轴的控制权赋予所述外部数控装置的情况下，由所述外部切换轴设 定部设定的轴，基于来自所述外部数控装置的插补数据，被所述外部 数控装置控制，从而同步于与所述外部数控装置结合的轴。
3. —种数控装置，其特征在于，具有假想轴设定部，其将与外部数控装置结合的规定轴，设定为自己控制的轴；外部切换轴设定部，其将与自己结合的规定轴， 设定为由外部数控装置控制的轴；外部通信部，其将由所述假想轴设 定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数据，向所述外部数控装置发 送，并且，从所述外部数控装置接收由所述外部切换轴设定部设定的 轴的插补数据及所述外部数控装置的反馈数据；解析处理部，其解析 NC程序；插补控制部，其基于所述外部数控装置的反馈数据对该解 析处理部的解析结果进行插补处理；假想轴控制部，其在该插补控制 部的插补输出为由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下， 将该插补数据通过所述外部通信部向所述外部数控装置输出；以及轴 控制权切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权 进行切换，g卩，是由自己控制还是由所述外部数控装置控制，该数控装置，基于所述插补控制部的插补输出，对与自己结合 的规定轴和由所述假想轴设定部设定的与外部数控装置结合的规定 轴进行同步控制，并且，在通过所述轴控制权切换处理部将由所述外 部切换轴设定部设定的轴的控制权赋予所述外部数控装置的情况下， 由所述外部切换轴设定部设定的轴，基于来自所述外部数控装置的插 补数据，被所述外部数控装置控制，从而同步于与所述外部数控装置 结合的轴。
4. 一种数控装置，其特征在于，具有假想轴设定部，其将与外部数控装置结合的规定轴，设 定为自己控制的轴；外部切换轴设定部，其将与自己结合的规定轴， 设定为由外部数控装置控制的轴；外部通信部，其将由所述假想轴设 定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数据，向所述外部数控装置发 送，并且，从所述外部数控装置接收由所述外部切换轴设定部设定的 轴的插补数据及所述外部数控装置的反馈数据；轴交换控制部，其进 行轴交换，使与自己结合的规定系统的轴、和与所述外部数控装置结 合的由所述假想轴设定部设定的规定系统的轴进行交换；解析处理 部，其解析NC程序；插补控制部，其基于所述外部数控装置的反馈 数据，对该解析处理部的解析结果进行插补处理，并且，在由所述轴交换控制部交换的轴的组合的系统中，进行插补处理；假想轴控制部， 其在该插补控制部的插补输出为由所述假想轴设定部设定的轴的插 补数据的情况下，将该插补数据通过所述外部通信部向所述外部数控 装置输出；以及轴控制权切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部 设定的轴的控制权进行切换，即，是由自己控制还是由所述外部数控 装置控制，该数控装置，在通过所述轴控制权切换处理部将由所述外部切 换轴设定部设定的轴的控制权赋予自己的情况下，基于所述插补控制 部的插补输出，将与所述外部数控装置结合且已经和与自己结合的规 定系统的轴进行了轴交换的轴，作为与自己结合的规定系统的轴而进 行控制，使其同步于与自己结合的轴；在通过所述轴控制权切换处理 部将由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权赋予所述外部数控 装置的情况下，与自己结合且已经和与所述外部数控装置结合的规定 系统的轴进行了轴交换的规定轴，基于从所述外部数控装置发送的插 补数据，作为与所述外部数控装置结合的规定系统的轴而被所述外部 数控装置控制。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的数控装置，其特征在于， 设置延迟控制部，其使向与该数控装置自己结合的轴的插补输出延迟，以使与该数控装置自己结合的轴和与外部数控装置结合的轴 的控制定时一致。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的数控装置，其特征在于，所述插补控制部的插补输出为速度指令数据，来自所述外部数 控装置的反馈数据为位置数据。
7. 如权利要求1 5中任一项所述的数控装置，其特征在于， 所述插补控制部的插补输出为位置指令数据，来自所述外部数控装置的反馈数据为位置数据。
8. 如权利要求1 5中任一项所述的数控装置，其特征在于， 所述插补控制部对应于由所述假想轴设定部设定的轴，对速度指令数据及位置指令数据中的某一个进行插补输出。
9. 一种数控系统，其特征在于，具有第一数控装置和第二数控装置，第一数控装置具有假想轴设定部，其将与第二数控装置结合 的规定轴设定为自己控制的轴；第一外部通信部，其将由该假想轴设 定部设定的轴的插补数据向所述第二数控装置发送，并且，接收来自 所述第二数控装置的反馈数据；第一解析处理部，其解析NC程序； 第一插补控制部，其基于所述反馈数据对该解析处理部的解析结果进 行插补处理；以及假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由 所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过 所述外部通信部向所述第二数控装置输出，第二数控装置具有外部切换轴设定部，其将与自己结合的规 定轴设定为由第一数控装置控制的轴；第二外部通信部，其将自己的 反馈数据向所述第一数控装置发送，并且，从所述第一数控装置接收 由所述外部切换轴设定部设定的轴的插补数据；第二解析处理部，其解析NC程序；第二插补控制部，其对该解析处理部的解析结果进行插补处理；以及轴控制权切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部 设定的轴的控制权进行切换，sp，是由自己控制还是由所述第一数控 装置控制，该数控系统，在通过所述轴控制权切换处理部将控制权赋予所 述第一数控装置的情况下，所述第一数控装置基于其第一插补控制部 的插补输出，对与第一数控装置结合的规定轴和与所述第二数控装置 结合的由所述第一假想轴设定部设定的规定轴进行同步控制。
10. —种数控系统，其特征在于， 具有第一数控装置和第二数控装置，第一数控装置具有第一假想轴设定部，其将与第二数控装置结合的规定轴设定为自己控制的轴；第一外部切换轴设定部，其将与 自己结合的规定轴设定为由第二数控装置控制的轴；第一外部通信 部，其将由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数 据，向所述第二数控装置发送，并且，从所述第二数控装置接收由所 述外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及所述第二数控装置的反 馈数据；第一解析处理部，其解析NC程序；第一插补控制部，其基 于所述第二数控装置的反馈数据，对该解析处理部的解析结果进行插 补处理；第一假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由所述 假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据通过所述 外部通信部向所述第二数控装置输出；以及第一轴控制权切换处理 部，其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权进行切换，艮P， 是由自己控制还是由所述第二数控装置控制，第二数控装置具有第二假想轴设定部，其将与第一数控装置结合的规定轴设定为自己控制的轴；第二外部切换轴设定部，其将与 自己结合的规定轴设定为由第一数控装置控制的轴；第二外部通信 部，其将由所述第二假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数据向所述第一数控装置发送，并且，从所述第一数控装置接收由所 述第二外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及所述第一数控装置 的反馈数据；第二解析处理部，其解析NC程序；第二插补控制部， 其基于所述第一数控装置的反馈数据，对该解析处理部的解析结果进 行插补处理；第二假想轴控制部，其在该插补控制部的插补输出为由 所述第二假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该插补数据 通过所述第二外部通信部向所述第一数控装置输出；以及第二轴控制 权切换处理部，其对由所述第二外部切换轴设定部设定的轴的控制权 进行切换，§卩，是由自己控制还是由所述第一数控装置控制，该数控系统，在所述第二轴控制权切换处理部将控制权赋予所 述第一数控装置的情况下，第一数控装置基于其第一插补控制部的插 补输出，对与第一数控装置结合的规定轴和与所述第二数控装置结合 的由所述第一假想轴设定部设定的规定轴进行同步控制，并且，在所 述第一轴控制权切换处理部将控制权赋予第二数控装置的情况下，所述第二数控装置基于其第二插补控制部的插补输出，对与第二数控装 置结合的规定轴和与所述第一数控装置结合的由所述第二假想轴设 定部设定的规定轴进行同步控制。
11. 一种数控系统，其特征在于， 具有第一数控装置和第二数控装置，第一数控装置具有第一假想轴设定部，其将与第二数控装置 结合的规定轴设定为自己控制的轴；第一外部切换轴设定部，其将与自己结合的规定轴设定为由第二数控装置控制的轴；第一外部通信 部，其将由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈数 据，向所述第二数控装置发送，并且，从所述第二数控装置接收由所 述外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及所述第二数控装置的反 馈数据；第一轴交换控制部，其进行轴交换，使与自己结合的规定系 统的轴、和与所述第二数控装置结合的由所述假想轴设定部设定的规 定系统的轴进行交换；第一解析处理部，其解析NC程序；第一插补 控制部，其基于所述第二数控装置的反馈数据，对该解析处理部的解 析结果进行插补处理，并且，在由所述轴交换控制部交换的轴的组合 的系统中，进行插补处理；第一假想轴控制部，其在该插补控制部的 插补输出为由所述假想轴设定部设定的轴的插补数据的情况下，将该 插补输出通过所述外部通信部向所述第二数控装置输出；以及第一轴 控制权切换处理部，其对由所述外部切换轴设定部设定的轴的控制权 进行切换，g口，是由自己控制还是由所述第二数控装置控制，第二数控装置具有第二假想轴设定部，其将与第一数控装置 结合的规定轴设定为自己控制的轴；第二外部切换轴设定部，其将与自己结合的规定轴设定为由第一数控装置控制的轴；第二外部通信 部，其将由所述第二假想轴设定部设定的轴的插补数据及自己的反馈 数据，向所述第一数控装置发送，并且，从所述第一数控装置接收由 所述第二外部切换轴设定部设定的轴的插补数据及所述第一数控装 置的反馈数据；第二轴交换控制部，其进行轴交换，使与自己结合的 规定系统的轴、和与所述第一数控装置结合的由所述第二假想轴设定部设定的规定系统的轴进行交换；第二解析处理部，其解析NC程序； 第二插补控制部，其基于所述第一数控装置的反馈数据，对该解析处 理部的解析结果进行插补处理，并且，在由所述第二轴交换控制部交 换的轴的组合的系统中，进行插补处理；第二假想轴控制部，其在该 插补控制部的插补输出为由所述第二假想轴设定部设定的轴的插补 数据的情况下，将该插补输出通过所述第二外部通信部向所述第一数 控装置输出；以及第二轴控制权切换处理部，其对由所述第二外部切 换轴设定部设定的轴的控制权进行切换，即，是由自己控制还是由所 述第一数控装置控制，该数控系统，在所述第二轴控制权切换处理部将控制权赋予第 一数控装置的情况下，第一数控装置基于其第一插补控制部的输出， 将与第二数控装置结合且已经和与自己结合的规定系统的轴进行了 轴交换的轴，作为与自己结合的规定系统的轴而进行控制，使其同步 于与自己结合的规定系统的轴，并且，在所述第一轴控制权切换处理 部将控制权赋予第二数控装置的情况下，所述第二数控装置基于其第 二插补控制部的输出，将与第一数控装置结合且已经和与自己结合的 规定系统的轴进行了轴交换的轴，作为与自己结合的规定系统的轴而 进行控制，使其同步于与自己结合的规定系统的轴。
12. 如权利要求9 11中任一项所述的数控系统，其特征在于，在所述第一数控装置及第二数控装置的至少一个中设置延迟控 制部，其使向与该数控装置自己结合的轴的插补输出延迟，以使与该数控装置自己结合的轴和该数控装置所连接的另一个数控装置上结 合的轴的控制定时一致。
13. 如权利要求9 12中任一项所述的数控系统，其特征在于， 所述第一插补控制部及第二插补控制部的至少一个的插补输出为速度指令数据，来自所述第一、第二数控装置的反馈数据为位置数 据。
14. 如权利要求9 12中任一项所述的数控系统，其特征在于， 所述第一插补控制部及第二插补控制部的至少一个的插补输出为位置指令数据，来自所述第一、第二数控装置的反馈数据为位置数 据。
15. 如权利要求9 14中任一项所述的数控装置，其特征在于， 所述第一插补控制部及第二插补控制部的至少一个，对应于由所述假想轴设定部设定的轴对应，对速度指令数据及位置指令数据中 的某一个进行插补输出。
全文摘要
本发明得到一种数控装置及数控系统，该数控系统可以进行超出1台数控装置的性能规格的多轴多系统数控加工。其具有第一数控装置(101)及第二数控装置(201)，该第一数控装置(101)具有假想轴设定部(155)，其将与第二数控装置(201)结合的规定轴设定为自己控制的轴，该第二数控装置(201)具有轴控制权切换处理部(254)，其对由外部切换轴设定部(256)设定的轴的控制权进行切换，即，是由自己控制还是由第一数控装置控制，在通过轴控制权切换处理部(254)将控制权赋予第一数控装置(101)的情况下，第一数控装置(101)对与第一数控装置(101)结合的规定轴和与第二数控装置(201)结合的由第一假想轴设定部(155)设定的规定轴进行同步控制。
文档编号G05B19/418GK101652728SQ20078005273
公开日2010年2月17日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者山田喜范 申请人:三菱电机株式会社