JP5792254B2 - 休止点が指定可能な数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械を制御する数値制御装置に関し、特に、休止点が指定可能な数値制御装置に関する。

工作機械によりワークの加工開始後に、加工開始前には予定していなかった加工の休止が必要となる場合がある。例えば、加工状態の観察、別作業（別加工）の割込み、加工途中での保守部品の交換（ワイヤ放電加工であればワイヤの交換など）、加工中のワーニングの対応（ワイヤ放電加工であれば使用済ワイヤの回収など）、加工液や機械の温度上昇による温度低下待ち、加工屑や加工液の汚れの除去、あるいは、作業時間に関するオペレータ側の都合などである。

フィードホールド停止やシングルブロック停止により自動運転を休止（特許文献１参照）、加工プログラムの休止指令（特許文献２参照）、シーケンス番号照合停止などにより、加工の休止を行っている。休止／再開により加工傷や工具の損傷が発生することがある。そのため、操作者は、加工を観察しながら都合の良い状態になるのを待ってフィードホールド停止やシングルブロック停止を行わなければならない。

特開平１−２２９３０５号公報 特開２００３−００１５４７号公報

工作機械の自動運転を休止させる方法として、予め加工プログラムに休止指令を挿入しておく方法がある。この方法では、予定外の休止のために必要以上に休止指令を挿入しておかなければならない。また、休止指令を挿入していないブロックでは、自動運転を休止することができない。

フィードホールド停止やシングルブロック停止を使用して自動運転の休止を行うには、休止／再開により加工傷や工具の損傷が発生しないように都合の良い所で休止操作を行う必要がある。微小ブロックで作成されている加工プログラムなどでは、僅かな間にタイミング良く休止操作を行わなければならない。また、放電加工のように加工速度が遅い加工では、加工が休止可能な部分へ進行するまで長い時間を待ってから休止操作を行わなければならないことがある。

休止指令（Ｍ００／Ｍ０１等）を使用して自動運転の休止を行うためには、加工開始前に予め休止することを想定して加工プログラム中の複数箇所に休止指令を挿入しておく必要がある。そのため、加工プログラムの作成に手間がかかる。また、休止指令が挿入されていない指令ブロックでの休止を行うことができない。
また、シーケンス番号照合停止を使用して自動運転の休止を行うためには、加工開始前に予め休止する指令ブロックを設定する必要がある。そのため、加工開始後に休止する必要が発生した場合には、使用できない。
また、加工プログラムをチェックする場合に微小経路が連続していると、シングルブロック停止では何度も起動操作を繰り返す必要があり、操作が容易ではない。

そこで、本発明の目的は、自動運転の休止が必要になった場合に、直ちに休止するのではなく、安全と思われる指令ブロックや状態での休止を容易に行うことが可能な休止点が指定可能な工作機械を制御する数値制御装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、加工プログラムに基づいて工作機械を制御し加工を行う数値制御装置において、前記工作機械の自動運転を休止しても安全である指令を登録する休止指令指定手段と、前記休止指令指定手段により登録された指令による休止の有効と無効を切換える休止指令有効無効切換手段と、前記休止指令指定手段により登録した指令を含むブロックの開始点、中間点、または終点のどこで前記自動運転を休止するかを選択する休止位置選択手段と、を備え、前記休止指令有効無効切換手段により、前記休止指令指定手段により登録された指令による休止が有効にされているときに、前記休止指令指定手段により登録された指令が実行されたブロックの、前記休止位置選択手段で指定した位置で、前記自動運転を休止させる休止手段と、を有することを特徴とする数値制御装置である。

請求項２に係る発明は、加工プログラムに基づいて工作機械を制御し加工を行う数値制御装置において、前記工作機械の自動運転中に非切削状態を判定する非切削状態判定手段と、非切削状態での休止の有効と無効を切換える非切削状態休止有効無効切換手段と、を備え、前記非切削状態休止有効無効切換手段により非切削状態での休止が有効にされているときに、前記非切削状態判定手段により非切削状態と判断された場合に、自動運転を休止させる休止手段と、を有することを特徴とする数値制御装置である。

工作機械を制御する数値制御装置を説明する図である。 実施形態１において操作者がプログラムカーソルを移動させて、休止可能な指令ブロックを選択することを説明する図である。 実施形態１において工具が休止ブロックである場合に工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。 実施形態１にける処理のフローを説明する図である。 実施形態２を説明する図である。 実施形態２において工具があらかじめ登録されている指令によって工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。 実施形態２における処理のフローを説明する図である。 実施形態３における工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。 実施形態３における処理のフローを説明する図である。 実施形態４における工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。 実施形態４における処理のフローを説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は工作機械の制御装置を説明する図である。
数値制御装置１００は、工作機械１０２を制御する。プロセッサであるＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に格納された、システムプログラムに従って数値制御装置１００の全体を制御する。ＲＡＭ１１３は、各種のデータあるいは入出力信号が格納される。不揮発性メモリ１１４に格納された各種のデータは電源切断後もそのまま保存される。
グラフィック制御回路１１５は、デジタル信号を表示用の信号に変換し、表示装置１１６に与える。キーボード１１７は、数値キー、文字キーなどを有する各種設定データを入力する手段である。

軸制御回路１１８は、ＣＰＵ１１１から各軸の移動指令を受けて軸の指令をサーボアンプ１１９に出力する。このサーボアンプ１１９は、この移動指令を受けて工作機械１０２のサーボモータ（図示せず）を駆動する。これらの構成要素はバス１２１で互いに結合されている。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１２２は、加工プログラムの実行時に、バス１２１経由でＴ機能信号（工具選択指令）などを受け取る。そして、この信号を、シーケンス・プログラムで処理して、動作指令として信号を出力し、工作機械１０２を制御する。

また、工作機械１０２から状態信号を受けて、ＣＰＵ１１１に必要な入力信号を転送する。更に、バス１２１には、システムプログラム等によって機能が変化するソフトウェアキー１２３、ＮＣデータを記憶装置などの外部機器に送るインタフェース１２４が接続されている。このソフトウェアキー１２３は、表示装置１１６、キーボード１１７と共に、表示装置／ＭＤＩパネル１２５に設けられている。

以上は、公知の工作機械を制御する数値制御装置である。本発明は、数値制御装置１００に、加工中に加工プログラムの未加工ブロックの中から休止ブロックの指定を可能にし、その休止ブロックが実行されたときに自動運転を休止させる、休止可能な指令を予め登録しておき登録された指令により自動運転を休止させる、休止／再開により加工傷や工具の損傷が発生しない非切削状態を解析し、自動運転を休止させる。また、工作機械の自動運転で、一度の起動で実行するブロック数を設定可能にし、自動運転の起動により、設定されたブロック数を実行すると自動運転を休止させる、機能を持たせることによって、加工傷や工具の損傷なしに、自動運転の休止および再開が可能になる。
これによって、本発明は、休止指令を挿入する必要がないため、加工プログラムの作成に手間がかからない。休止操作を行うタイミングを見計らう必要がない。休止可能な状況になるまで、機械の傍で状況を観察する必要がない。微小ブロックの連続する加工プログラムをチェックする場合に、微小ブロックを指定ブロック数分の固まりで実行するため、チェック操作が容易になる。

以下、各実施形態について説明する。
＜実施形態１＞
図２は実施形態１において操作者がプログラムカーソルを移動させて、休止可能な指令ブロックを選択することを説明する図である。図２に示される表示画面１が数値制御装置１００の表示装置１１６に表示されているとする。図３は実施形態１において工具が休止ブロックである場合に工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。図４は実施形態１にける処理のフローを説明する図である。

実行中の加工プログラムにおいて、未加工部から休止ブロックを指定可能とする。休止ブロックの指定は、プログラムカーソルを指令ブロックに当てて指定する方法や、加工プログラム中のシーケンス番号を指定する方法や、描画経路の未加工部の経路をタッチパネルなどにより指定する方法が考えられる。

プログラムカーソルにより休止ブロックを指定する例として、操作者は、プログラムカーソルを移動させて、休止可能な指令ブロックを指定する。休止指定ブロックの開始点、中間点または終点で自動運転が休止する。実行のため読み取った指令ブロックが休止ブロックの場合に自動運転を休止する。なお、休止ブロックの開始点、中間、または終点で休止することも設定可能とする。これにより、加工開始後に自動運転の休止が必要になった場合に、加工に影響のでない指令ブロックにて容易に自動運転を休止させることができる。

図２において、プログラムカーソルをＮ３４のシーケンス番号のブロックに合わせ、設定ボタン２を押すことで、休止ブロックを指定できる。開始点ボタン３、中間点ボタン４、終了点ボタン５のいずれかを選択することで、休止ブロックのどの位置で工作機械の自動運転を休止するかを指定することができる。表示装置１１６の表示部分がタッチパネル式の場合、タッチ式のボタンとして構成できる。

図３に示されるように、数値制御装置１００によって制御される工作機械１０２は自動運転によってワーク６を加工する。工作機械１０２は休止ブロック８において自動運転を中止する。

ここで、図４に示される処理のフローを、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］工作機械の自動運転を起動する。
●［ステップＳＡ０２］実行ブロックを読み込む。
●［ステップＳＡ０３］休止ブロックが指定されているか否か判断し、休止ブロックが指定されている場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０５へ移行し、指定されていない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ４へ移行する。
●［ステップＳＡ０４］ブロックを実行し、ステップＳＡ０２に戻る。
●［ステップＳＡ０５］休止ブロックであるか否か判断し、休止ブロックである場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０６へ移行し、休止ブロックでない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ０４へ移行する。
●［ステップＳＡ０６］開始点休止が指令されているか否かを判断し、開始点休止の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０７へ移行し、開始点休止ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ０８へ移行する。
●［ステップＳＡ０７］自動運転を休止する。
●［ステップＳＡ０８］中間点休止が指令されているか否かを判断し、中間点休止の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０９へ移行し、中間点休止でない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ１１へ移行する。なお、中間点休止ではないとは終点休止を意味する。
●［ステップＳＡ０９］中間点までブロックを実行する。
●［ステップＳＡ１０］自動運転を休止する。
●［ステップＳＡ１１］終点までブロックを実行する。
●［ステップＳＡ１２］工作機械の自動運転を休止する。

＜実施形態２＞
図５は実施形態２を説明する図である。図６は実施形態２において工具があらかじめ登録されている指令によって工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。図７は実施形態２における処理のフローを説明する図である。

休止可能な指令をメモリに複数個登録可能とする。メモリとして不揮発性メモリ１１４（図１参照）を用いることができる。休止可能な指令はメモリに登録することだけでなく、予めシステム内に定義しておく方法がある。

登録指令による休止の有効と無効を切換え可能なスイッチを用意する。前記スイッチは、表示装置１１６にソフトウェアキーとして用意することができる。加工プログラムに従って工作機械１０２によってワーク６の加工中に、登録指令による休止がスイッチにより有効となった場合に、実行のため読み取った指令ブロックが登録指令のいずれかであった場合に、そのブロックで自動運転を休止する。なお、休止ブロックの開始点、中間、または終点で休止することも設定可能とする（図２参照）。これにより、加工開始後に自動運転の休止が必要になった場合に、加工に影響のでない指令ブロックにて容易に自動運転を休止させることができる。

実施形態２によって、操作者は、予め休止をしても問題が発生しない指令をメモリに登録することができる。操作者は、加工中に休止が必要になったとき、登録指令による休止を有効にすることができる。そして、工作機械１０２は、登録された指令のいずれかが実行ブロックとき、開始点、中間点または終点で自動運転が休止することができる。

ここで、図７に示される処理のフローを、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ０１］工作機械の自動運転を起動する。
●［ステップＳＢ０２］実行ブロックを読み込む。
●［ステップＳＢ０３］登録した指令による休止が有効か無効かを判断し、休止が有効の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０５へ移行し、休止が無効の場合（ＮＯ）にはステップＳＢ０４へ移行する。
●［ステップＳＢ０４］ブロックを実行し、ステップＳＢ０２に戻る。
●［ステップＳＢ０５］登録された指令であるか否か判断し、登録された指令の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０６へ移行し、登録された指令ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＢ０４へ移行する。
●［ステップＳＢ０６］開始点休止であるか否か判断し、開始点休止の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０７へ移行し、開始点休止ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＢ０８へ移行する。
●［ステップＳＢ０７］工作機械の自動運転を休止する。
●［ステップＳＢ０８］中間点休止であるか否か判断し、中間点休止の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０９へ移行し、中間点休止ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＢ１１へ移行する。
●［ステップＳＢ０９］中間点までブロックを実行する。
●［ステップＳＢ１０］工作機械の自動運転を休止する。
●［ステップＳＢ１１］終点までブロックを実行する。
●［ステップＳＢ１２］工作機械の自動運転を休止する。

＜実施形態３＞
図８は実施形態３における工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。図９は実施形態３における処理のフローを説明する図である。

加工開始後に自動運転の休止が必要になった場合に、操作者は、操作ボタンにより非切削状態による休止を選択する。モータの負荷状態や、放電加工であれば放電状態などにより、切削中か非切削中かを判断し、非切削中と判断された場合は自動運転が休止する。

非切削状態での休止の有効と無効を切換え可能なスイッチを用意する。加工中に非切削状態での休止がスイッチにより有効となった場合に、モータの負荷状態や放電加工であれば放電状態などにより切削状態か非切削状態かを判断し、非切削状態と判断した場合に自動運転を休止する。これにより、加工開始後に自動運転の休止が必要になった場合に、加工に影響がでない非切削状態で容易に自動運転を休止させることができる。

ここで、図９に示される処理のフローを、ステップ毎に説明する。
●［ステップＳＣ０１］工作機械の自動運転を起動する。
●［ステップＳＣ０２］実行ブロックを読み込む。
●［ステップＳＣ０３］非切削状態での休止が有効であるか否かを判断し、休止が有効である場合（ＹＥＳ）にはステップＳＣ０５へ移行し、休止が有効でない（無効）の場合（ＮＯ）にはステップＳＣ０４へ移行する。
●［ステップＳＣ０４］ブロックを実行し、ステップＳＣ０２に戻る。
●［ステップＳＣ０５］非切削状態であるか否か判断し、非切削状態の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＣ０６へ移行し、非切削状態ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＣ０４へ移行する。
●［ステップＳＣ０６］工作機械の自動運転を休止する。

＜実施形態４＞
図１０は実施形態４における工作機械の自動運転が休止することを説明する図である。図１１は実施形態４における処理のフローを説明する図である。工作機械１０２の１度の起動で実行するブロック数をメモリに登録可能とする。指定ブロック数休止の有効と無効を切換え可能なスイッチを用意する。加工中に、指定ブロック数休止がスイッチにより有効となった場合に、現在実行中のブロックを含めてメモリに登録されたブロック数を実行すると自動運転を休止する。これにより、加工開始後に自動運転の休止が必要になった場合に、加工に影響のでない数ブロック先の指令ブロックにて自動運転を休止させることができる。図１０では、実行するブロック数として３がメモリに格納されている。

図１１に示される処理のフローを、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＤ０１］工作機械の自動運転を起動する。
●［ステップＳＤ０２］実行ブロックを読み込む。
●［ステップＳＤ０３］ブロックを実行する。
●［ステップＳＤ０４］指定ブロック数休止が有効であるか否かを判断し、有効である場合（ＹＥＳ）にはステップＳＤ０５へ移行し、有効でない場合（ＮＯ）にはステップＳＤ０２に戻る。
●［ステップＳＤ０５］ブロックをカウントする。
●［ステップＳＤ０６］指定ブロック数を実行したか否か判断し、実行した場合（ＹＥＳ）にはステップＳＤ０７へ移行し、実行していない場合（ＮＯ）にはステップＳＤ０２に戻る。
●［ステップＳＤ０７］工作機械の自動運転を休止する。

１ 表示画面
２ 設定ボタン
３ 開始点ボタン
４ 中間点ボタン
５ 終了点ボタン
６ ワーク
７ 工具
８ 休止ブロック


１００ 数値制御装置
１０２ 工作機械

１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ 不揮発性メモリ
１１５ グラフィック制御回路
１１６ 表示装置
１１７ キーボード
１１８ 軸制御回路
１１９ サーボアンプ

１２１ バス
１２２ ＰＭＣ
１２３ ソフトウェアキー
１２４ インタフェース
１２５ ＭＤＩパネル

Claims (2)

1. 加工プログラムに基づいて工作機械を制御し加工を行う数値制御装置において、
   前記工作機械の自動運転を休止しても安全である指令を登録する休止指令指定手段と、
   前記休止指令指定手段により登録された指令による休止の有効と無効を切換える休止指令有効無効切換手段と、
   前記休止指令指定手段により登録した指令を含むブロックの開始点、中間点、または終点のどこで前記自動運転を休止するかを選択する休止位置選択手段と、
   を備え、
   前記休止指令有効無効切換手段により、前記休止指令指定手段により登録された指令による休止が有効にされているときに、
   前記休止指令指定手段により登録された指令が実行されたブロックの、
   前記休止位置選択手段で指定した位置で、
   前記自動運転を休止させる休止手段と、
   を有することを特徴とする数値制御装置。
2. 加工プログラムに基づいて工作機械を制御し加工を行う数値制御装置において、
   前記工作機械の自動運転中に非切削状態を判定する非切削状態判定手段と、
   非切削状態での休止の有効と無効を切換える非切削状態休止有効無効切換手段と、
   を備え、
   前記非切削状態休止有効無効切換手段により非切削状態での休止が有効にされているときに、前記非切削状態判定手段により非切削状態と判断された場合に、自動運転を休止させる休止手段と、
   を有することを特徴とする数値制御装置。