数控方法及其装置的制作方法

专利名称：数控方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种事先防止碰撞的数控(Numerical Control ；以下称为NC)方法及
其装置，特别地，涉及对刀具和工件、刀具和夹具、机械和周边设备等的碰撞(干涉)进 行检查的碰撞检查的高速化以及准确性的提高。
背景技术：
近年，由于随着NC工作机械的多轴 多系统化而使运转难度加大，所以使NC 装置具有防止碰撞的功能(例如，参照专利文献1)。为了在碰撞前使实际的机械停止，而必须在实际的机械动作之前实施有无碰撞 的检查，由此，构成为以到达检测到碰撞的位置之前的减速所需的时间，使向机械的指 令输出延迟。(例如，参照专利文献2)另外，其他的NC装置构成为，计算下一个轴控制周期中的假想移动位置，并计 算从此时的轴移动速度至减速停止为止所需的距离，根据该距离进行机械各部位之间的 接近检查。(例如，参照专利文献3)另外，在通常NC装置中，对于除了 NC控制轴以外的设备，将例如与根据加工 程序利用M · T指令而发出指示的刀具更换、转塔刀架的旋转、尾座的进退等(以下， 将除了 NC控制轴以外的受到位置控制的设备称为“辅机”)相关的命令，通过NC装置 内具有的可编程逻辑控制器(以下称为“PLC”)、或者与其等同的功能进行处理。另 外，门锁传感器及机械操作盘等设备的状态也由PLC进行处理。将包含各辅机及传感器等在内的设备的状态量向与PLC的模块(device)相对应 的信号分配，例如如果动作完成，则某个模块的信号成为接通，由此，通过模块(以下 称为“设备模块”)与设备进行信息交换(handshake)，以使NC装置进入接下来的处理。专利文献1 日本特开2004-227047号公报专利文献2 日本特开2007-172068号公报专利文献3 日本特开2006-195862号公报

发明内容
在上述现有的NC装置中，如图9所示，由于将用于检查有无碰撞的提前位置指 令的生成，合并在用于对实际的工作机械进行控制的处理中，所以在使辅机动作，如果 不等待其完成，就无法进入接下来的处理的情况下，存在必须将提前位置指令的生成暂 时停止的问题。 特别地，在基于三维形状数据对有无碰撞进行检查的NC控制装置的情况下，如 果每次在等待辅机的状态时都停止，则由于与NC轴控制的处理相比碰撞检查处理所需时 间较多，因此，加工程序整体花费的等待时间变得非常多。 另外，由于在碰撞检查处理中，在计算机内构筑假想机械·假想工件，在进行 实际的机械动作前以模拟的方式使它们动作，而对碰撞的情况进行检测，所以只要对不
4需要与上述辅机进行信息交换的部位执行，就可以执行实际的机械尚未到达的加工程序 块。但是，如果如上述所示先行进行碰撞检查处理，则产生下述问题。例如，如图10所示，假设实际的机械执行加工程序的第i个程序块，此时碰撞 检查处理执行第k(i <k)个程序块。如果在该状态下碰撞检查处理检测到碰撞，则在到 达第j个程序块以前(在图12中，第j个程序块)将实际的机械停止。因此，在具有通过碰撞检查处理使用形状数据进行工件切削模拟的功能的NC 装置的情况下，由于工件的形状通过实际上尚未进行加工的命令而变为已经切削后的形 状，所以在机械停止后，作业人员手动地对NC轴进行对比、或者对加工程序进行修正并 再次自动运转时等，形状与实际的原材料不一致，无法准确地进行碰撞检测。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， 其即使在将碰撞检查功能有效化并使加工程序运转的情况下，也可以准确地进行碰撞检 查，并且可以尽可能地抑制加工时间的增加。本发明所涉及的数控方法的特征在于，相对于用于实际的机械控制的机械控制 处理系统，另外设置提前检查处理系统，利用该提前检查处理系统，在实际的机械控制 之前进行碰撞可能性检查，并且在从机械停止至再次运转的期间内，使所述提前检查处 理系统的状态与所述机械控制处理系统的状态一致。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述状态为当前值。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述状态为当前值、选择刀具、控制模 式、坐标系、可编程逻辑控制用的模块中保存的信号、以及原材料形状数据。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述提前检查处理系统在执行特定命令 的过程中，中止碰撞可能性检查的实施。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述特定命令为跳过命令。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述提前检查处理系统在执行设备模块 信号模拟以进行碰撞检查时，取得预先设定的每个模块各自的响应时间，以该取得的每 个模块各自的响应时间，使响应延迟。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述提前检查处理系统基于视为碰撞的 距离和插补周期，对提前检查用进给速度进行计算，并且计算提前检查用进给速度和加 工程序中记述的进给速度的比率，并且基于所述计算出的比率，确定提前检查用的进给 速度。另外，本发明的数控方法的特征在于，所述提前检查处理系统在执行设备模块 信号模拟以进行碰撞检查时，取得预先设定的每个模块各自的响应时间，并且基于所述 进给速度的比率，对该取得的每个模块各自的响应时间进行调整。另外，本发明的数控装置构成为具有机械控制处理系统，其进行实际的机械 控制，并具有加工程序解析部、进给速度控制部、指令生成部、可编程逻辑控制部、以 及指令输出判定部，该指令输出判定部接收来自提前检查处理系统的检查结果，在检测 到碰撞的情况下，在到达碰撞检测位置以前使机械停止；提前检查处理系统，其在由所 述机械控制处理系统进行的实际的机械控制之前，进行碰撞可能性检查，并具有加工程 序解析部、进给速度控制部、指令生成部、可编程逻辑控制部、碰撞检查处理部、以及 设备模块信号模拟部，其中，该碰撞检查处理部使用形状数据进行碰撞可能性检查，将检查结果向所述机械控制处理系统的指令输出判定部发送，该设备模块信号模拟部对向 除了 NC控制轴以外的设备分配的模块的响应信号进行模拟；显示器显示部，其使用形 状数据而模拟利用实际的机械进行加工的情况，将该情况依次显示在画面上；以及控制 状态同步部，其在从机械停止至再次运转的期间内，使所述提前检查处理系统的状态与 所述机械控制处理系统的状态一致。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述状态为当前值。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述状态为当前值、选择刀具、控制模 式、坐标系、可编程逻辑控制用的模块中保存的信号、以及原材料形状数据。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述提前检查处理系统在执行特定命令 的过程中，中止碰撞可能性检查的实施。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述特定命令为跳过命令。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述提前检查处理系统的设备模块信号 模拟部，在执行设备模块信号模拟以进行碰撞检查时，取得预先设定的每个模块各自的 响应时间，以该取得的每个模块各自的响应时间，使响应延迟。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述提前检查处理系统具有速度比率计 算部，其基于视为碰撞的距离和插补周期，对提前检查用进给速度进行计算，并且计算 提前检查用进给速度和加工程序中记述的进给速度的比率，所述进给速度控制部基于所 述计算出的比率，确定提前检查用的进给速度。另外，本发明的数控装置的特征在于，所述提前检查处理系统的设备模块信号 模拟部，在执行设备模块信号模拟以进行碰撞检查时，取得预先设定的每个模块各自的 响应时间，并且基于所述进给速度的比率，对该取得的每个模块各自的响应时间进行调
iF. ο发明的效果根据本发明，由于将提前检查处理系统与用于实际的机械控制的机械控制处理 系统分开设置，在从机械停止至再次运转的期间内，使所述提前检查处理系统的状态与 所述机械控制处理系统的状态一致，所以具有下述效果，即，可以不等待实际的设备响 应而进行提前检查处理，并且，即使在加工程序的中途作业人员将运转中断、或者检测 到碰撞而将运转中断的情况下，也可以从加工程序的运转再次开始时在正确的位置处进 行碰撞检查。另外，根据本发明，由于针对使刀具和作为机械的一部分的刀具测量传感器接 触的刀具测量等预先设定的特定命令，不进行碰撞检查，所以具有下述效果，即，能够 使机械动作，而不会将作为机械本来的动作而可以进行接触的命令判定为碰撞。另外，根据本发明，由于在执行设备模块信号模拟以进行碰撞检查时，以预先 设定的每个模块各自的响应时间，使响应延迟，所以具有下述效果，即，可以以在与实 际的机械相同的定时使设备动作的方式进行动作，提高碰撞检查的准确性。另外，根据本发明，由于为了安全且高速地生成提前检查处理所需的检查位 置，而相对于实际的机械进给速度计算成为与视为碰撞的距离对应的进给速度的比率， 所以具有下述效果，即，可以使碰撞检查始终与实际机械进行处理的位置相比提前执 行，即使实施碰撞检查，也不会使加工时间增加。
另外，根据本发明，由于在执行设备模块信号模拟以进行碰撞检查时，基于进 给速度的比率，对预先设定的每个模块各自的响应时间进行调整，所以具有下述效果， 艮口，由于与实际的机械动作相比NC轴的动作、设备的响应均以相同的比例缩短，所以信 号的产生定时及包含辅机在内的所有机械部位的相对位置关系与实际的机械相同，即使 实施碰撞检查，也不会使加工时间增加，并且，可以提高碰撞检查的准确性。



图1是表示本发明的实施方式1所涉及的NC装置的一个结构例的框图。图2是用于说明本发明的实施方式1所涉及的机械控制处理系统和提前检查处理 系统的处理进展状况的图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的机械控制处理系统和提前检查处理系统 的规定时刻时的原材料形状数据的图。图4是用于说明本发明的实施方式1所涉及的控制状态同步部的动作的图。图5是用于说明本发明的实施方式1所涉及的跳过命令的动作的图。图6是用于说明本发明的实施方式1所涉及的存在跳过命令时的控制状态同步部 的动作的图。图7是表示本发明的实施方式2所涉及的NC装置的一个结构例的框图。图8是用于说明本发明的实施方式2所涉及的机械控制处理系统和提前检查处理 系统的处理进展状况的图。图9是用于说明现有技术的课题的图。图10是用于说明现有技术的其他课题的图。符号的说明1机械控制处理系统2提前检查处理系统3、12程序解析部4、13进给速度控制部5、14指令生成部6、16可编程逻辑控制部7伺服控制器和电动机8、17控制数据9设备模块输入输出信号10、18形状数据11切削显示部15设备模块信号模拟部19碰撞检查部20加工程序、刀具数据、参数21控制状态同步部22指令输出判定部23速度比率计算部
具体实施例方式
实施例1下面，使用图1 图6，说明本发明的实施例1。另外，本实施例1是提前检查 处理系统与机械控制处理系统以相同速度进行动作的情况的实施例。图1是表示本发明的实施例1所涉及的NC装置的结构的框图，1是对实际的机 械进行控制的机械控制处理系统，2是在实际的机械动作前对碰撞可能性进行检查的提前 检查处理系统，3是在机械控制处理系统1中对加工程序进行解析的加工部程序解析部，
4是在机械控制处理系统1中对刀具的进给速度进行控制的进给速度控制部，5是在机械 控制处理系统1中生成各轴的指令值的指令生成部，6是可编程逻辑控制部(以下称为 “PLC”)，其在机械控制处理系统1中对设备模块的信号输入/输出进行控制，将所有 信号中NC控制所需的信号存储在控制数据中，7是与机械控制处理系统1连接的NC伺 服控制器和电动机，8是控制数据(由于控制数据被NC装置内的各处理部参照，所以没 有对与任何处理部之间的连线进行图示)，其在机械控制处理系统1中，由对实际的机械 进行控制时的例如插补类型、平面选择及刀具类校正等的控制模式、坐标系、当前各轴 的坐标值(以下称为当前值)、所选择的刀具、设备模块的信号等构成，9是与机械控制 处理系统1连接的设备模块的输入输出信号，10是在机械控制处理系统1中用于通过形状 模拟而对实际的机械动作进行显示的机械、刀具、夹具、原材料等形状数据，11是切削 显示部，其使用形状数据10对实际的机械动作以及切削原材料的情况进行模拟、显示。另外，12是在提前检查处理系统2中对加工程序进行解析的加工程序解析部， 13是在提前检查处理系统2中对刀具的进给速度进行控制的进给速度控制部，14是在提 前检查处理系统2中生成各轴的指令值的指令生成部，15是在提前检查处理系统2中对设 备模块的输入输出信号进行模拟的设备模块信号模拟部，16是PLC，其对设备模块信号 模拟部15的信号输入输出进行控制，将所有信号中NC控制所需的信号存储在控制数据 中，17是控制数据，其在提前检查处理系统2中，用于对机械的动作进行模拟，以进行 碰撞检查，例如由当前值、插补类型、平面选择及刀具类校正等控制模式、坐标系、所 选择的刀具、设备模块的信号等构成，18是在提前检查处理系统2中用于进行碰撞检查 的机械、刀具、夹具、原材料等形状数据，19是碰撞检查部，其在提前检查处理系统2 中，使用形状数据18进行形状模拟，检查碰撞可能性及进行原材料切削模拟，20是机械 控制处理系统1和提前检查处理系统2共同参照的加工程序、刀具数据、控制参数等NC 控制用的各数据，21是控制状态同步部，其将机械控制处理系统1的控制数据、形状数 据(或者也可以仅是形状数据中由切削显示部进行切削模拟的原材料形状数据)设置在提 前检查处理系统2中，使提前检查处理系统2的数据与机械控制处理系统1的数据相同， 22是指令输出判定部，其输入指令生成部5和碰撞检查部19的信号，对是否停止向机械 输出移动指令进行判断。下面，说明以图1的结构构成的NC装置的各处理部的动作。程序解析部3(12)对加工程序20内记述的命令进行解析，在为与NC轴控制相 关的命令的情况下，进行例如进给速度的设定、指令生成时的插补模式设定、坐标系的 设定等，在为应由PLC 6 (16)处理的命令的情况下，将命令传送至PLC 6 (16)。
进给速度控制部4 (13)与加工程序解析部3 (12)所读取的进给速度相对应，计算 每个插补周期时间的进给速度。指令生成部5 (14)利用由程序解析部3 (12)设定的各种数据和由进给速度控制部 4(13)计算出的每个插补周期时间的进给速度，在指令轨迹上进行插补，计算每个插补周 期时间的移动位置。PLC 6 (16)从由加工程序20指示的命令中，对NC装置不直接控制的设备模块发 出动作信号，并接收来自与该模块连接的设备的动作完成通知等，从而进行控制，将信 号作为NC装置内的控制数据而保存。这些处理部无论是在机械控制处理系统1中还是在提前检查处理系 统2中，均进 行相同的处理。提前检查处理系统2中的碰撞检查部19，指令每生成1个则取得来自指令生成部 14的指令以及保存在控制数据中的由设备模块信号模拟部15模拟出的设备模块信号，在 计算机内使运转加工程序之前预先设定的机械各部位的形状数据(不仅是通过NC控制轴 进行动作的形状，也包含转塔刀架及尾座等辅机的形状)、刀具形状数据、卡盘及爪部、 或者虎头钳及夹子等夹具形状数据、原材料形状数据进行动作，相对于原材料形状实施 切削模拟，或者对这些形状之间的碰撞可能性进行检查，在对每一个指令或者一个程序 块进行检查并结束时，将检查结果向机械控制处理系统1的指令输出判定部22发送。另外，对于具体的形状之间的碰撞检查方法及形状数据的切削模拟方法，存在 各种方法，但由于无论使用哪种方法均都不会对本发明请求保护的技术产生影响，所以 可以采用任意方法。另外，形状之间实际发生碰撞的情况当然被视为碰撞，也可以将形状以小于或 等于预先设定的距离彼此接近时视为碰撞。另外，在碰撞检查部19发送的检查结果中至少包含表示是否发生了碰撞的数 据，其他也可以包含对碰撞的部位进行识别的部件编号及部件名称等数据、用于对发生 碰撞的程序块进行识别的程序块编号等数据、用于对发生碰撞的指令进行识别的由指令 生成部在指令生成时分配的指令编号等数据、以及被视为碰撞的形状之间的距离等。设备模块信号模拟部15分别具有预先设定的实际与机械控制处理系统1连接 的设备模块的响应时间，以及相对于各设备模块的命令和与该命令对应的响应信号(例 如，如果是刀具更换命令，则为刀具更换完成信号，如果是刀具测量器的进退，则为刀 具测量器的进退完成信号，以及尾座的定位目标位置等)，如果接收到向设备模块发送的 命令，则在经过与设备模块各自对应的响应时间后，将响应信号向PLC 16返回。机械控制处理系统1中的切削显示部11，基于来自机械控制处理系统1的指令生 成部5的指令以及设备信号，在计算机内使运转加工程序20之前预先设定的机械各部位 的形状数据、刀具形状数据、夹具形状数据、原材料形状数据进行动作，相对于原材料 形状实施切削模拟，随时将其情况显示在显示装置中。另外，由于显示装置在NC装置中为极普通的装置，所以在说明图中没有进行图
7J\ ο在提前检查处理系统2的碰撞检查部19进行提前检查，向指令输出判定部22 通知了碰撞的情况下，机械控制处理系统1的指令输出判定部22停止向机械输出移动指令，安全地将机械各部位的移动停止，切削显示部11对从提前检查处理系统2发送的检 查结果数据中包含的碰撞部位进行强调显示，或者显示警报。另一方面，在碰 撞检查部19针对当前检查的指令向指令输出判定部22通知没有 碰撞的情况下，机械控制处理系统1的指令输出判定部22将该碰撞检查完成的指令向伺 服电动机7输出，进行实际机械的轴动作。以后的指令也相同地反复进行上述处理，从而继续进行加工。另外，机械控制处理系统1在确认始终以预先设定的时间、或程序块数量、或 距离量使提前检查处理系统2提前进行动作后，使机械动作。在提前检查处理系统2没 有以预先设定的提前量进行动作的情况下，使进给速度逐渐下降，在动作提前了所设定 的提前量后，进行加速以恢复至本来的进给速度。下面，说明控制状态同步部21的动作。如果使搭载有本发明的NC装置而成的NC机械运转的作业人员，使用未图示的 键盘及鼠标等输入装置，选择将要用于加工的加工程序，并利用运转起动按钮等起动装 置使NC装置执行加工程序的运转，则上述说明的各处理部反复依次进行动作，同时继续 进行加工。另外，在运转的中途提前检查处理系统2的碰撞检查部检测到碰撞，并将机械 停止的情况下，或者作业人员通过自身的操作而在加工程序的中途解除运转的情况下， 如图2所示，提前检查处理系统2当前处理的加工程序的位置(图2的提前检查处理系统 2的程序块编号NG+7))、与机械控制处理系统1正处理的加工程序的位置(图2的机械 控制处理系统1的程序块编号NG+3))不同。在上述状态下，机械控制处理系统1的原材料形状数据成为例如图3(A)所示的 状态，提前检查处理系统2的原材料形状数据成为例如图3(B)所示的状态。S卩，对于提 前检查处理系统2的碰撞检查部19使用的原材料形状数据，在实际的原材料中还没有切 削的部位已被切削，或者提前检查处理系统2的设备模块已经生成动作完成信号，但机 械控制侧的设备模块还没有进行动作，没有生成动作完成信号等，在NC装置内的处理系 统之间状态不同。如果在该状态下再次执行加工程序，则由于提前检查处理系统2和机械控制处 理系统1的状态不同，所以无法进行准确的碰撞检查。因此，控制状态同步部21如图4所示，在加工程序的自动运转解除时，执行使 提前检查处理系统2的状态与机械控制处理系统1的状态一致的处理。这里所说的状态， 是指形状数据和控制数据。控制状态同步部21始终对加工程序的自动运转是否在中途被中止进行监视，在 加工程序的中途被中止的情况下，将机械控制处理系统1内的至少原材料形状数据作为 提前检查处理系统2的原材料形状数据18而进行转送、置换，相同地，将机械控制处理 系统1内的控制数据8作为提前检查处理系统2内的控制数据17而转送、置换。以上，控制状态同步部21也可以在加工程序的运转起动时使它们的状态一致， 也可以针对控制数据，在加工程序的运转起动时使状态一致，针对原材料形状数据，在 加工程序的自动运转被中止时使它们一致。另外，在NC装置中，一部分NC装置具有在加工程序的自动运转中利用刀具测量传感器对刀具进行测量，进行磨损校正，或者在存在2个车削主轴的机械的情况下， 在车削主轴之间对原材料进行传递的功能，这些功能使用了如图5(A)所示，在到达加工 程序中记述的指令位置之前，输入了来自刀具测量传感器或按压用传感器等设备的信号 时，在该位置处将轴进给停止的命令(跳过命令)。下面，说明在执行这种终点位置随着来自设备的信号而变化的命令时，使提前 检查处理系统2和机械控制处理系统1的状态一致的方法。在跳过命令中，由于随着来自实际的传感器等设备的信号的输入定时的不同， 轴移动至何处这一点发生变化，所以如图5(B)所示，在利用提前检查处理系统2的加工 程序解析部12解析出该命令时，没有利用碰撞检查部19对所有形状实施碰撞检查，而是 执行命令，并在执行完该命令的位置(作为在中途没有来自设备的信号，而使动作完成 的位置)处，将提前检查处理系统2暂时停止。另外，在机械控制处理系统1对该命令进行处理后，立即如图6所示，控制状态 同步部21使提前检查处理系统2的状态与机械控制处理系统1的状态一致，然后使提前 检查处理系统2再次进行动作，机械控制处理系统1在以预先设定的量等待提前检查处理 系统2后，进行处理。根据本实施例1，由于将在实际的机械动作之前进行碰撞检查的提前检查处理系 统2，与执行实际的机械运转的机械控制处理系统1分开设置，而且，对设备模块的信号 进行模拟，从而可以不等待实际的设备模块的响应而进行提前检查，所以可以相对于实 际的机械动作，始终提前进行碰撞检查。另外，由于在加工程序的运转开始时或结束时，使提前检查处理系统2的状态 与机械控制处理系统1的状态一致，所以提前检查处理系统2的状态始终与机械控制处理 系统1的状态相同，因此，可以进行准确的碰撞检查。另外，在实施例1中，说明了下述情况，即，为了非常准确地进行碰撞检查， 作为提前检查处理系统2的数据，使当前值、选择刀具、控制模式、坐标系、可编程逻 辑控制用的模块中保存的信号、以及原材料形状数据成为与机械控制处理系统1的数据 (当前值、选择刀具、控制模式、坐标系、可编程逻辑控制用的模块中保存的信号、以及 原材料形状数据)相同的数据，但即使作为提前检查处理系统2的数据，仅使当前值与机 械控制处理系统1的当前值一致，也可以达到期望的目的。实施例2(使提前检查处理系统2提速(override)，与机械控制处理系统1相比较快地动 作的情况。与权利要求1、2、4、5对应)图7是表示本发明的实施例2所涉及的NC装置的图，与实施例1相比，在提前 检查处理系统2中追加了进给速度比率计算部23，其求出在每个插补周期的插补长度成 为加工程序的运转起动前预先设定的被视为碰撞的距离时的进给速度，计算相对于加工 程序中记述的进给速度的比率。另外，设备模块信号模拟部15的动作也与实施例1不同。下面，说明与实施例1不同的处理。提前检查处理系统2的进给速度控制部13，将由进给速度比率计算部23按照上 述方式计算出的提前检查用的进给速度比率，与加工程序中记述的进给速度相乘，确定提前检查用的进给速度。本方法如日本特开2004-326257号公报所示，将对于碰撞检查来说过剩的插补 点以不超过被视为碰撞的距离的方式拉开间隔，因此，是可以无遗漏且高速地通过形状 模拟进行碰撞检查的方法。在提前检查处理 系统2中使进给速度相对于实际的加工程序而增大这一点，可 以缩短提前检查处理系统2内的程序块处理时间。因此，相同地，在提前检查处理系统2内的设备模块信号模拟部15中，进行模 拟的设备模块的响应时间也必须与提前检查用的进给速度比率对应地缩短。否则，会使机械控制处理系统1中的NC轴及设备模块的动作定时与提前检查处 理系统2中的它们的动作定时不一致。下面，说明设备模块信号模拟部15与提前检查用的进给速度比率对应地调整各 设备模块的信号响应时间的方法。由于即使在提前检查处理系统2中使提前检查用进给速度增大，与加工程序所 指示的位置相关的指令及插补类型(直线插补指定、圆弧插补指定等)也当然没有变更， 所以提前检查处理系统2的刀具的形状数据与机械控制处理系统1的实际刀具移动距离大 致相同。由于移动时间是使移动距离除以进给速度而求出的，所以如果使进给速度乘以 提前检查用比率，则移动时间成为除以进给速度比率后的值。由于在由NC控制的轴的进给速度和移动时间之间存在如上述所示的关系，所以 如果将与不受NC控制的辅机连接的设备模块的信号响应时间，设为除以进给速度比率后 的值，则NC轴、设备模块均以相同的时间轴进行动作。例如，如果假设图8的N(i+2) 是相对于设备模块的命令程序块，其他程序块(N(i)、N(i+1)、N(i+3))是针对NC轴的 命令程序块，则在提前检查处理系统2中，与将NC轴的进给速度乘以提前检查用的比率 而使NC轴移动程序块的处理加速相对应，相对于设备模块的程序块的处理(直至响应为 止的时间)也以相同的比率加速。S卩，设备模块信号模拟部15取得由速度比率确定部23计算出的提前检查用的进 给速度比率，求出将与各设备对应的信号响应时间除以提前检查用的进给速度后的值， 对提前检查用的设备信号的响应时间进行调整。如上述所示，通过与进给速度比率对应地，对设备模块的响应时间进行调整， 从而在提前检查处理系统2中，也具有机械控制处理系统1中的NC轴与辅机的相对位置关系。在此前的说明中，设备模块信号模拟部15单纯对各设备模块的响应时间进行调 整，进行对各设备模块的响应信号进行模拟的模拟处理，但也可以进一步如下述所示与 设备模块所连接的辅机的响应信号一起，对移动中途进行模拟处理。例如，假设在加工程序中存在下述指令，S卩，使不受NC轴控制的、利用从PLC 向其他控制装置发出的指令进行动作的尾座向原材料端面附近前进的指令。辅机的尾座的移动控制进行下述2阶段处理，S卩，仅从PLC向尾座的控制装置 发出例如移动至位置A的命令，以及对于实际的移动控制，使尾座的控制装置对至位置 A为止的每个时刻的位置进行计算，从而使尾座移动。如果移动结束，则向PLC输入尾座移动完成的信号，然后PLC向NC装置内的控制数据通知该状态。 由于并不限于尾座，对于辅机，通常经过上述处理流程，所以在NC装置中无法 获知辅机的移动中途位置。因此，在提前检查处理系统2的设备模块信号模拟部15中，如果从提前检查 处理系统2的PLC接收到命令，则与该命令对应的辅机的设备模块信号模拟处理进行动 作，对辅机的动作和响应信号进行模拟。由此，不仅基于表示动作中/动作完成/停止中 等状态的响应信号，还基于预先设定的辅机轴的速度等，计算每个时刻的位置并发送， PLC将辅机的位置与响应信号一起存储在控制数据中，碰撞检查部将接收到的位置赋予 至机械形状中与辅机对应的形状中，与由NC控制轴控制的形状一起移动，进行碰撞检 查。由于在如上述所示构成的NC装置中，将提前检查处理系统2进行检查的点数在 不会遗漏碰撞的范围内拉开间隔，所以可以减少处理负载易于变高的使用形状数据进行 的碰撞检查处理所需的时间，可以相对于实际的机械动作，始终提前进行碰撞处理。工业实用性本发明的数控方法以及数控装置适合在进行碰撞检查的数控装中使用。
权利要求
1.一种数控方法，其特征在于，相对于用于实际的机械控制的机械控制处理系统，另外设置提前检查处理系统，利 用该提前检查处理系统，在实际的机械控制之前进行碰撞可能性检查，并且在从机械停 止至再次运转的期间内，使所述提前检查处理系统的状态与所述机械控制处理系统的状态一致。
2.根据权利要求1所述的数控方法，其特征在于，所述状态为当前值。
3.根据权利要求1所述的数控方法，其特征在于，所述状态为当前值、选择刀具、控制模式、坐标系、可编程逻辑控制用的模块中保 存的信号、以及原材料形状数据。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数控方法，其特征在于，所述提前检查处理系统在执行特定命令的过程中，中止碰撞可能性检查的实施。
5.根据权利要求4所述的数控方法，其特征在于，所述特定命令为跳过命令。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的数控方法，其特征在于，所述提前检查处理系统在执行设备模块信号模拟以进行碰撞检查时，取得预先设定 的每个模块各自的响应时间，以该取得的每个模块各自的响应时间，使响应延迟。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的数控方法，其特征在于，所述提前检查处理系统基于视为碰撞的距离和插补周期，对提前检查用进给速度进 行计算，并且计算提前检查用进给速度和加工程序中记述的进给速度的比率，并且基于 所述计算出的比率，确定提前检查用的进给速度。
8.根据权利要求7所述的数控方法，其特征在于，所述提前检查处理系统在执行设备模块信号模拟以进行碰撞检查时，取得预先设定 的每个模块各自的响应时间，并且基于所述进给速度的比率，对该取得的每个模块各自 的响应时间进行调整。
9.一种数控装置，其构成为具有机械控制处理系统，其进行实际的机械控制，并具有加工程序解析部、进给速度控 制部、指令生成部、可编程逻辑控制部、以及指令输出判定部，该指令输出判定部接收 来自提前检查处理系统的检查结果，在检测到碰撞的情况下，在到达碰撞检测位置以前 使机械停止；提前检查处理系统，其在由所述机械控制处理系统进行的实际的机械控制之前，进 行碰撞可能性检查，并具有加工程序解析部、进给速度控制部、指令生成部、可编程逻 辑控制部、碰撞检查处理部、以及设备模块信号模拟部，其中，该碰撞检查处理部使用 形状数据进行碰撞可能性检查，将检查结果向所述机械控制处理系统的指令输出判定部 发送，该设备模块信号模拟部对向除了 NC控制轴以外的设备分配的模块的响应信号进行 模拟；显示器显示部，其使用形状数据而模拟利用实际的机械进行加工的情况，将该情况 依次显示在画面上；以及控制状态同步部，其在从机械停止至再次运转的期间内，使所述提前检查处理系统的状态与所述机械控制处理系统的状态一致。
10.根据权利要求9所述的数控装置，其特征在于，所述状态为当前值。
11.根据权利要求9所述的数控装置，其特征在于，所述状态为当前值、选择刀具、控制模式、坐标系、可编程逻辑控制用的模块中保 存的信号、以及原材料形状数据。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的数控装置，其特征在于，所述提前检查处理系统在执行特定命令的过程中，中止碰撞可能性检查的实施。
13.根据权利要求12所述的数控装置，其特征在于，所述特定命令为跳过命令。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的数控装置，其特征在于，所述提前检查处理系统的设备模块信号模拟部，在执行设备模块信号模拟以进行碰 撞检查时，取得预先设定的每个模块各自的响应时间，以该取得的每个模块各自的响应 时间，使响应延迟。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的数控装置，其特征在于，所述提前检查处理系统具有速度比率计算部，其基于视为碰撞的距离和插补周期， 对提前检查用进给速度进行计算，并且计算提前检查用进给速度和加工程序中记述的进 给速度的比率，所述进给速度控制部基于所述计算出的比率，确定提前检查用的进给速 度。
16.根据权利要求15中所述的数控装置，其特征在于，所述提前检查处理系统的设备模块信号模拟部，在执行设备模块信号模拟以进行碰 撞检查时，取得预先设定的每个模块各自的响应时间，并且基于所述进给速度的比率， 对该取得的每个模块各自的响应时间进行调整。
全文摘要
本发明的数控方法及其装置，将提前检查处理系统(2)与用于实际的机械控制的机械控制处理系统(1)分开设置，利用该提前检查处理系统在实际的机械控制之前进行碰撞可能性检查，并且设置有控制状态同步部(23)，其在从机械停止至再次开始运转的期间内，使提前检查处理系统(2)的状态与机械控制处理系统(1)的状态一致，从而即使在加工程序的中途作业人员将运转中断、或者检测到碰撞而将运转中断的情况下，也可以从加工程序的运转再次开始时在正确的位置处进行碰撞检查。
文档编号G05B19/4069GK102016733SQ20088012877
公开日2011年4月13日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者大塚忠广, 池田良一, 神谷贵志, 金谷大介, 高桥宣行 申请人:三菱电机株式会社