机床的数值控制装置的利记博彩app

本发明涉及一种机床的数值控制装置，尤其涉及在预定执行周期内执行加工程序的同时，在加工程序的执行周期内执行多个辅助程序中的一个以上辅助程序的机床的数值控制装置。

背景技术：

本申请人已经成功开发了一种数值控制装置，并获得了专利。根据该装置，如进行多轴机床的顺序控制的顺序程序那样，将周期性地重复执行的程序和通过执行指令开始加工工序，并控制各轴的动作(motion)的nc程序全部以nc程序形式描述，从而无需特殊的用于变换所执行的程序的装置即可简便地执行轴动作(motion)控制和顺序控制(参照日本专利第3764436号公报)。

此外，还提出了一种控制软件的执行系统的控制方法。根据该方法，例如，在控制软件中，通过使执行的任务的指定方式具有灵活性，为各任务赋予适当的处理时间，可以有效地执行任务(参照日本专利第3727637号公报)。

与此相关地，还提出了一种并行调度装置。根据该装置，根据程序的执行条件提取任务的处理时间差大的任务作为解析对象，从而针对任务数多的程序，可以在短时间内得到并行调度结果(参照日本专利第5381302号公报)。

进一步地，还提出了一种程序的执行处理方法和装置。根据该方法和装置，在对过程进行优先度排序，并优先处理优先度高的过程的方法中，在每个单位时间的多个执行阶段中，将从优先度高的执行阶段依次执行程序所需的资源分配给各个程序，直到单位时间结束，从而可以在执行多个程序时，充分利用cpu能力，提高处理能力(参照日本专利第5469128号)。

对于现有数值控制装置的控制系统，以自动切割装置为例，从由实际进行加工的切割时间和进行加工的准备动作或计测等的非切割时间构成的加工程序中除去非切割时间的加工程序，并在所述实际进行加工的切割时间所涉及的加工程序的自动运行的执行周期内执行该除去的非切割时间所涉及的加工程序，从而可以缩短对于所述加工程序的执行周期的周期。

即，在这种数值控制装置的控制系统中，根据自动运行的情况，通过获取位置信息或信号信息等，进行实现期望的加工动作的程序的处理。因此，在执行处理所述加工程序时，要求实时性的同时，还有必要以高速的执行周期进行处理动作。

因此，关于满足实时性且有必要在执行周期内完成的执行处理，将参照图8进行说明。以下，称进行加工的准备动作或计测等的程序为辅助程序，且仅对实际进行加工的程序称加工程序。在这种情况下，图8是现有数值控制装置中在加工程序的执行周期内执行的辅助程序在执行周期内完成执行处理的状态的说明图。

在图8中，“自动运行执行处理”表示通过加工程序的机床的自动运行相关的执行处理状态。此外，“辅助程序1执行处理”、“辅助程序2执行处理”、“辅助程序3执行处理”表示在加工程序的执行周期内执行的辅助程序的执行处理状态。

在这种情况下，随着实现机床加工的高度化，若通过加工程序的自动运行的执行处理过程中运行的应用程序的数量增加，当然应在执行周期内完成的执行处理自然增多。从而，若执行处理未在执行周期内完成，会导致系统停机等，因此，为避免这种情况，有必要缓解增大的执行周期内执行的处理的负荷。

因此，图9示出了所述缓解增大的执行周期内执行的处理的负荷的示例。在这种情况下，通过在下一个执行周期执行“辅助程序3执行处理”，将执行周期内的负荷简单平均，并进行可以在执行周期内处理的辅助程序1和辅助程序2的执行处理，将作为增大的负荷的辅助程序3的执行处理移至下一个执行周期，以缓解当初的执行周期内的负荷。

图10是关于所述辅助程序3的执行处理的说明。在这种情况下，例示出了对关联性高的辅助程序的执行处理。例如，在逐一进行执行处理的“辅助程序1”、“辅助程序2”、“辅助程序3”中，在利用“辅助程序1”的演算结果编写用于执行“辅助程序3”的应用程序的情况下，若通过如图9所示的处理负荷的缓解，在下一个执行周期执行处理“辅助程序3”，则从包含处理负荷所涉及的变量﹟100、﹟101的“辅助程序1”的开始到包含读取处理的负荷所涉及的变量﹟100、﹟101的“辅助程序3”的结束，至少对变量﹟100和﹟101所涉及的处理而言需要两次执行周期。这样，存在的一种缺陷是，根据辅助程序的执行顺序的不同，实际的机床动作会发生延迟，影响实时性。

技术实现要素：

本发明考虑了上述课题，其目的在于提供针对加工程序的执行周期内执行的多个辅助程序，解析各个辅助程序的关联性，并确定其执行顺序的一种实时性高、且以高速的执行速度进行适当的处理动作的机床的数值控制装置。

本发明的实施方式提供一种机床的数值控制装置，所述装置在预定的执行周期内执行加工程序的同时，在执行周期内执行多个辅助程序中的一个以上辅助程序。所述装置包括：解读部、指令要素提取部、负荷计算部、执行顺序计算部以及执行处理部。所述解读部用于解析加工程序和多个辅助程序中的各个辅助程序；所述指令要素提取部用于基于解读部的解析结果，判断辅助程序之间有无关联性；所述负荷计算部用于基于解读部的解析结果，计算加工程序的处理时间和多个辅助程序中的各个辅助程序的处理时间；所述执行顺序计算部用于根据加工程序的处理时间和多个辅助程序中的各个辅助程序的处理时间，计算加工程序和多个辅助程序的执行顺序，以在同一执行周期内执行相互具有关联性的辅助程序；所述执行处理部用于按照所计算的执行顺序执行加工程序和辅助程序。

根据这种结构，通过解读部和指令要素提取部判断多个辅助程序间相互有无关联性。另一方面，负荷计算部计算加工程序和辅助程序的处理时间，并基于其有无关联性和加工程序以及辅助程序的处理时间计算加工程序和辅助程序的执行顺序，并执行处理。由此，执行处理辅助程序的实时性良好，且可以以高速的执行速度进行适当的处理。

此外，可选地，指令要素提取部基于解读部的解析结果，提取共用于两个以上辅助程序的变量，并确定共用变量的辅助程序之间有关联性。由此，可以精确地判断辅助程序之间的关联性。

进一步地，可选地，指令要素提取部基于解读部的解析结果，共用的变量越多，越高地设定具有关联性的辅助程序间的关联度，而执行顺序计算部计算执行顺序，以使关联度高的辅助程序彼此相邻。

由此，关联度高的辅助程序之间共用的变量的数量多，通过在同一执行周期内执行这些辅助程序，可以提高辅助程序的执行速度。

更进一步地，可选地，指令要素提取部基于解读部的解析结果，设定用于确定具有关联性的辅助程序间的执行顺序的优先度，而执行顺序计算部计算执行顺序，以使关联度高的辅助程序彼此相邻，且使优先度成由高至低的顺序。

由此，在具有关联性的辅助程序中，由于优先度低的辅助程序可以利用优先度高的辅助程序的处理结果进行处理，因此可以抑制辅助程序的执行处理错误。

更进一步地，可选地，指令要素提取部针对每个共用变量的辅助程序判断是通过写入共用的变量来使用，还是通过读入共用的变量来使用，并将通过写入共用的变量来使用的辅助程序的优先度设定得高于通过读入共用的变量来使用的辅助程序的优先度。

由此，由于先执行的辅助程序所写入的变量被后执行的辅助程序读入，可以防止辅助程序的执行处理错误。

此外，可选地，具有另一负荷计算部，所述另一负荷计算部用于在执行处理部执行加工程序和辅助程序时，计测加工程序的处理时间和辅助程序的处理时间，而执行顺序计算部基于另一负荷计算部计测的加工程序的处理时间和辅助程序的处理时间重新调整执行顺序。

由此，相对于负荷计算部根据解读部的解析结果计算出的处理时间，另一负荷计算部所计测的实际处理时间不同时，可以随时重新调整执行顺序，并设定符合实际处理时间的执行顺序。从而，在提高对辅助程序的执行处理的实时性的同时，可以更快速地处理辅助程序。

进一步地，可选地，指令要素提取部基于解读部的解析结果，提取表示进行重复处理的命令的继续指令，而执行顺序计算部计算执行顺序，以在执行处理部重复执行有继续指令的辅助程序。由此，可以重复执行有继续指令的辅助程序。

更进一步地，可选地，具有另一负荷计算部，所述另一负荷计算部用于在执行处理部执行有继续指令的辅助程序时，计测有继续指令的辅助程序的处理时间，而执行顺序计算部基于另一负荷计算部计测的有继续指令的辅助程序的处理时间，重新调整执行顺序。

由于负荷因每次重复执行时实际执行的控制内容而不同，因此有继续指令的辅助程序的处理时间也不同。因此，在负荷计算部，针对有继续指令的辅助程序，计算负荷变最大时的处理时间。因此，实际执行有继续指令的辅助程序时的处理时间有时比负荷计算部计算出的处理时间还要短。通过另一负荷计算部，计测有继续指令的辅助程序的实际处理时间，并基于计测的处理时间重新调整执行顺序，从而可以计算符合实际处理时间的执行顺序。从而，在提高对辅助程序的执行处理的实时性的同时，可以更快速地处理辅助程序。

更进一步地，可选地，执行顺序计算部将可以在执行周期内执行加工程序和辅助程序的处理时间设定为处理负荷的极限值，并计算执行顺序，以使加工程序的处理时间和在执行周期内执行的辅助程序的处理时间之和为极限值以下。

由此，在加工程序的执行周期内执行辅助程序时，可以在执行下一个加工程序之前结束辅助程序的处理，避免系统停机。

此外，可选地，在执行处理部执行加工程序时，负荷计算部计测加工程序的处理时间，而执行顺序计算部根据所计测的加工程序的处理时间计算执行顺序。

由于辅助程序是在完成加工程序的处理后执行的，因此可以计测先执行的加工程序的处理时间，并根据实际加工程序的处理时间设定后执行的辅助程序的执行顺序。从而，可以计算符合实际加工程序的处理时间的执行顺序。从而，在提高对辅助程序的执行处理的实时性的同时，可以更快速地处理辅助程序。

根据本发明，实时性高，且可以以高速的执行速度进行适当的处理动作。

上述目的、特征和优点容易从在下面参照附图而说明的实施方式中明确。

附图说明

图1是本发明的在加工程序的执行周期内执行处理多个辅助程序的机床的数值控制装置的主要部分控制系统统图。

图2是本发明的执行处理加工程序和多个辅助程序的控制系统的框图。

图3是表示本发明的数值控制装置中多个辅助程序的关联度、优先度以及程序负荷的计算处理方法的说明图。

图4是表示基于图3所示的多个辅助程序的关联度、优先度以及程序负荷的计算示例，确定辅助程序的执行顺序的方法的说明图。

图5是表示本发明的数值控制装置中辅助程序的关联度、优先度以及程序负荷的计算处理方法的另一实施例的说明图。

图6是表示基于图5所示的有继续指令的多个辅助程序的关联度、优先度以及程序负荷的计算示例，确定辅助程序的执行顺序的方法的说明图。

图7是表示对图6所示有继续指令的辅助程序的执行顺序的确定的重新调整方法的说明图。

图8是表示现有数值控制装置中在执行周期内完成多个辅助程序的辅助程序的执行处理状态的说明图。

图9是表示现有数值控制装置中，当没有在执行周期内完成多个辅助程序时通过简单平均而得的辅助程序的执行处理状态的说明图。

图10是表示在数值控制装置中多个辅助程序的关联性的说明图。

具体实施方式

以下，例示作为本发明的机床的数值控制装置的优选实施方式，并参照附图详细说明。

图1是表示作为本发明的一实施方式的多轴机床的数值控制装置的主要部分控制系统图。

数值控制装置10具备cpu12，cpu12对数值控制装置10的各个部进行控制。cpu12经由总线16读出存储于rom14的系统程序，并按照该系统程序对数值控制装置10的各个部进行控制。进一步地，rom14中预先写入有用于实施用于加工程序等的编写和编辑所需的编辑模式的处理或自动运行的处理的各种系统程序。ram18中存储有临时的计算数据或显示数据以及操作员通过lcd/mdi单元20输入的各种数据等。

由未图示的电池作为sram22的备用电源，sram22被配置为一种即使数值控制装置10的电源关闭也能保持存储状态的非易失性性存储器，并存储有测定初期位置的程序、进行机床的热位移补偿的程序、后述的经由接口24读入的加工程序以及通过lcd/mdi单元20输入的加工程序等。

接口24是用于可连接数值控制装置10的外部装置的接口，连接有外部存储装置等外部装置26。从外部存储装置读入加工程序、热位移测定程序等。可编程机床控制器(pmc：programmablemachinecontroller)28通过内置于数值控制装置10的顺序程序控制机床侧的辅助装置等。即，按照由加工程序指令的m功能、s功能以及t功能，通过这些顺序程序变换辅助装置侧需要的信号，并由i/o单元30输出至辅助装置侧。各种促动器等辅助装置通过该输出信号而运行。此外，接收设置于机床本体的操作面板的各种开关等的信号，进行必要的处理后传输给cpu12。

机床的每个轴的当前位置、报警、参数、图像数据等图像信号被发送至lcd/mdi单元20，并显示在其显示屏上。lcd/mdi单元20是具备显示屏或键盘等的手动数据输入装置，接口32接受来自lcd/mdi单元20的键盘的数据，并传输给cpu12。

接口34连接于手动脉冲发生器36，手动脉冲发生器36安装于机床的操作面板上，用于通过根据基于手动操作的分配脉冲进行的各轴控制对机床的可动部精密地进行定位。

移动未图示的构成机床的工作台的x、y轴的轴控制电路和z轴的轴控制电路50、52、54接受来自cpu12的各轴的移动指令，并将各轴的指令输出至伺服放大器44、46、48。伺服放大器44、46、48接受该指令后，驱动机床的各轴的伺服电机38、40、42。各轴的伺服电机38、40、42内置有位置检测用的未图示的脉冲编码器，来自该脉冲编码器的位置信号作为脉冲序列被反馈。

主轴控制电路60接受向机床的主轴旋转指令后，向主轴放大器58输出主轴速度信号。主轴放大器58接受该主轴速度信号后，使机床的主轴电机56以被指令的旋转速度旋转，驱动工具。

主轴电机56通过齿轮或传送带等连结有位置编码器62，位置编码器62与主轴的旋转同步地输出反馈脉冲，cpu12经由接口64读取该反馈脉冲。时钟电路66是被调整为与当前时刻同步的时钟装置。

图2是表示本发明的机床的数值控制装置中用于执行处理加工程序和辅助程序的控制系统的框图。

加工程序是关于通过机床进行加工的自动运行处理的程序，辅助程序是关于进行加工的准备动作或计测等的处理的程序。在预定的执行周期内执行加工程序。在加工程序的执行周期执行辅助程序。

对应于各个处理，辅助程序备有多个。多个辅助程序通常以预定的执行顺序执行，但根据后述的辅助程序之间的关联性，重新排列执行顺序。此外，根据处理，辅助程序有只执行一次的辅助程序，也有包含作为重复执行的命令的继续指令的辅助程序。辅助程序的执行顺序还根据该继续指令重新排列。

图2所示的程序70是加工程序和辅助程序，存储于sram22。此处，程序70由cpu12内的解读部72解析(程序解析)，并编写执行数据。接着，在cpu12内的指令要素提取部74，根据被程序解析的各个辅助程序来判断与其他辅助程序的关联强度，其结果作为“关联度”被存储于sram22中。进一步地，在cpu12内的指令要素提取部74，确定用于确定具有所述“关联度”和所述关联性的辅助程序间的执行顺序的“优先度”，接着，在加工工序中，提取表示被重复命令的“继续指令”。可选地，这些关联度、优先度以及继续指令所涉及的数据，例如，存储于图1所示的ram18中。进一步地，在cpu12内的负荷计算部76中，计算加工程序的处理时间和辅助程序的处理时间，其计算结果存储于ram18中。

而且，在cpu12内的执行顺序计算部78，根据所述“关联度”和“优先度”，以及“处理时间”和“继续指令”来计算加工程序和辅助程序的执行顺序。得到执行顺序的计算结果后，基于所述执行顺序计算部78计算的执行顺序，通过执行处理部80进行加工程序和辅助程序的执行处理。

在这种情况下，可选地，针对在cpu12内的所述执行处理部80执行的加工程序和辅助程序，由另一负荷计算部82计测加工程序的处理时间和辅助程序的处理时间，并反馈至所述执行顺序计算部78，从而适当重新调整加工程序和辅助程序的执行顺序。

下面将对加工程序和多个辅助程序的执行顺序的计算处理的实施例进行说明。

(实施例1)

图3示出了辅助程序的关联度、优先度以及程序负荷的计算处理方法。图3的上段示出各辅助程序所记载的命令语句或变量等的命令，中段示出指令要素提取部74从各辅助程序中提取的变量，下段示出各辅助程序的关联度、优先度以及程序负荷的信息。

图3的上段所示的各辅助程序的各命令的意思如下。此外，在本实施例中，辅助程序的描述源于本申请人通过前述日本专利第3764436号公报提出的nc程序形式。

在图3的上段所示的命令中，指令要素提取部74搜索如辅助程序1至3的各辅助程序中使用的处理负荷所涉及的变量是否在辅助程序之间用作共同的数据。具体而言，在指令要素提取部74，从程序解析结果中提取辅助程序1至3的变量。接着，在指令要素提取部74，判断辅助程序之间有无关联性。在图3所示的示例中，由于辅助程序1与辅助程序3的变量﹟100和变量﹟101是共同的，因此被判断为关联性高(有关联性)，而在辅助程序2中，由于没有共同的变量，因此被判断为关联性低(无关联性)。接着，在指令要素提取部74，对各辅助程序与其他辅助程序间的关联强度进行计分后保持，并确定“关联度”。关联性越强，“关联度”越高。在这种情况下，在辅助程序1中，相对于辅助程序3而言，有两个变量是共同的，因此将关联度设为“2”。同样，辅助程序3相对于辅助程序1而言，有两个变量是共同的，因此将关联度设为“2”。另一方面，辅助程序2相对于辅助程序1和辅助程序3而言，变量没有共同性，因此关联度为“0”。

接着，在指令要素提取部74，按照是通过“读取”变量来使用的还是通过“写入”变量来使用的，对如上述判断的有关联性的辅助程序进行计分，并确定“优先度”。在这种情况下，由于通常是读取被写入的变量后执行下一个条件判定处理，因此确定“优先度”，使“写入”的执行顺序早，“读取”的执行顺序晚。即，在辅助程序1中，由于变量﹟100和﹟101是写入处理，因此优先度为“2”。另一方面，在辅助程序3中，由于变量﹟100和﹟101是读取处理，因此优先度为“－2”。

接着，在负荷计算部76，计算程序负荷量。程序负荷量是指，加工程序的处理时间或辅助程序的处理时间。即，程序负荷是，是在加工程序和辅助程序的解析阶段对各命令推定的命令的负荷量，例如，参照存储于sram22中的未图示的程序负荷数据表确定负荷量，并将其累计值作为一个程序整体的负荷。

图4示出了基于前述图3所示实施例1的在加工程序的执行周期内的辅助程序的执行顺序的确定方法。在图4中，“自动运行执行处理”表示关于通过加工程序进行的机床的自动运行的执行处理状态，而“辅助程序1执行处理”、“辅助程序2执行处理”、“辅助程序3执行处理”表示在加工程序的执行周期内执行的辅助程序的执行处理状态。

如图4所示，执行顺序计算部78将可以在执行周期内执行加工程序和辅助程序的处理时间预先规定为处理负荷的极限值。在这种情况下，在另一负荷计算部82中从命令的开始时间至结束时间的时间的测定值中，确定处理负荷的测定值为加工程序的“自动运行执行处理”的处理时间。

因此，执行顺序计算部78重新排列执行顺序，使关联度高的辅助程序相邻，且使优先度成由高至低的顺序，以在同一执行周期内执行加工程序的执行周期内执行的辅助程序1至3中关联度高的辅助程序1和辅助程序3(参照图4)。即，执行顺序变成加工程序→辅助程序1→辅助程序3→加工程序→辅助程序2，而关联度低的辅助程序2的执行处理转至下一个执行周期内的处理。

在执行处理部80中，按照这样确定的执行顺序，在使同一执行周期内执行的加工程序和辅助程序的程序负荷收敛于处理负荷的极限值的范围内，进行加工程序和辅助程序的执行处理。

(实施例2)

图5表示在连续执行辅助程序的执行处理(有“继续指令”)的情形中，在用于与前述实施例1相同的自动运行执行处理的加工程序的执行周期内执行的辅助程序的关联度、优先度、程序负荷的计算处理方法。图5的上段示出各辅助程序所记载的命令语句或变量，中段示出指令要素提取部74从各辅助程序中提取的变量，下段示出各辅助程序的关联度、优先度、程序负荷以及继续指令的信息。

图5所示的实施例2的有继续指令(参照“辅助程序3”)的辅助程序示例的各命令的意思如下。此外，在本实施例中，辅助程序的描述同样源于本申请人通过前述日本专利第3764436号公报提出的nc程序形式。

在图5的实施例2中，与前述图3所示的实施例1相同，实施关联度、优先度、程序负荷的计算处理。另一方面，辅助程序3中添加了“继续指令”。从而，与实施例1相同，关联度和优先度的计算取决于各个辅助程序的关联性和读取以及写入的关系。

另一方面，指令要素提取部74在辅助程序中有进行重复事项处理(重复处理)的条件判定或循环处理的控制语句时，附加作为“继续指令”的信息。而且，关于有“继续指令”的辅助程序的程序负荷，搜索负荷变最大的模式，用作程序负荷。

图6示出了基于图5所示实施例2的，有“继续指令”的辅助程序在执行周期内的执行顺序的确定方法。

在本实施例2中，与所述实施例1相同，执行顺序计算部78预先将可以在执行周期内执行加工程序和辅助程序的处理时间规定为处理负荷的极限值。此外，在另一负荷计算部82中从命令的开始时间至结束时间的时间的测定值中确定处理负荷的测定值为加工程序的“自动运行执行处理”的处理时间。

因此，执行顺序计算部78将执行顺序重新排列，使关联度高的辅助程序相邻、且使优先度成由高至低的顺序，以在同一执行周期内执行在加工程序的执行周期内执行的辅助程序1至3中关联度高的辅助程序1和辅助程序3(参照图6)。即，执行顺序变成加工程序→辅助程序1→辅助程序3→加工程序→辅助程序2，而关联度低的辅助程序2的执行处理转至下一个执行周期内的处理。

在执行处理部80中，按照这样确定的执行顺序，在使同一执行周期内执行的加工程序和辅助程序的程序负荷收敛于处理负荷的极限值的范围内，进行加工程序和辅助程序的执行处理。

在本实施例2中，“继续指令”在执行周期内被重复执行，因此重复进行该辅助程序的执行处理，直到包含“继续指令”的辅助程序结束。而且，在“继续指令”的情况下，根据实际执行的控制语句的不同，实际的处理负荷时间有可能严重偏离程序负荷。

因此，优选地，在包含“继续指令”的辅助程序中，在另一负荷计算部82测定执行周期内的处理负荷时间，如图7所示，利用其测定值在执行处理的过程中重新调整程序负荷。

图7示出了基于图6所示实施例2的，对有“继续指令”的辅助程序在执行周期内的执行顺序的确定的重新调整方法。

即，在包含“继续指令”的“辅助程序3执行处理”中，在所测定的处理负荷时间短，“辅助程序2执行处理”的程序负荷在处理负荷的极限值范围内的情况下，执行顺序计算部78重新调整执行顺序，使在前面的执行周期运行“辅助程序2执行处理”。即，执行顺序变成加工程序→辅助程序1→辅助程序3→辅助程序2→加工程序。从而，可以确定执行顺序，使实际处理负荷时间不偏离处理负荷的极限值。

以上分别对本发明的各优选实施方式进行了说明，可以理解的是，本发明不限于前述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以实施各种设计变更。