JP6076503B2 - 工作機械の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、加工済ワークの検査を機上で行うようにした工作機械の制御装置に関する。
NC工作機械では、多数のワークを加工する間に、工具の摩耗や、周囲の温度変化による工作機械の熱変形などにより、加工精度が変化することがある。そのために、1つのワークについて全て或いは1つの加工プロセスが終了したときに、ワークの所定部位を測定して、所定の加工精度内で加工が行われたか否かを判定するようにした工作機械の制御装置がある。
例えば、特許文献1には、加工済ワークを測定プログラムに従って測定し、測定データをNC装置内に保存して、該測定データに基づいて測定結果を表示をするようにしたNC装置が開示されている。
特許文献1に記載のNC装置によれば、測定結果を保存したり、グラフィック表示したりすることは可能でも、加工済ワークを検査する際に、加工済ワークの測定すべき部位や測定方法等の情報が、オペレーターに対して明確に提供されない。そのために、特許文献1のNC装置では、オペレーターは、正しい部位が正しい測定方法で測定されているのかを判断することが難しいという問題がある。
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、加工したワークを機上にて間違いなく確実に検査できるようにした工作機械の制御装置を提供することを目的としている。
上述の課題を解決するために、本発明によれば、加工プログラムに基づいて工作機械を制御する制御装置において、加工プログラムに対応させてワークの検査項目リストを記憶する記憶部と、前記加工プログラムを実行したときに、前記加工プログラムに対応させて記憶した前記検査項目リストを表示する表示部とを具備し、前記検査項目リストは、少なくとも測定モードと測定方法とを含み、測定モードは、手動測定および自動測定を含み、測定方法は、円形凹所の内径を測定する内円測定、円柱状側面の外径を測定する外円測定、矩形凹所の開口部の直交する2方向の長さを測定するポケット測定、溝の幅を測定する溝測定、直方体状の突出部の対向する二対の側面の各々の側面間の距離を測定するブロック測定、基準面測定、基準点測定を含む群から選択される工作機械の制御装置が提供される。
本発明によれば、オペレーターが加工済ワークを検査しようしたときに、検査方法や検査部位等、どのような検査を行ったらよいか分かるようになり、検査を漏れなく容易に実行できるようになる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図1において、本発明の実施形態による工作機械20の制御装置10は、工作機械20のNC装置を含む構成とすることができ、入力部12、読取解釈部14、補間部16、サーボ制御部18、測定指令部22、検査項目リスト記憶部24、表示部26および合否判定部28を具備している。入力部12は、LANのようなネットワーク手段、キーボード、タッチパネル等より構成することができる。表示部26は、工作機械20のNC装置に付属しているディスプレイによって構成することができる。
図1において、本発明の実施形態による工作機械20の制御装置10は、工作機械20のNC装置を含む構成とすることができ、入力部12、読取解釈部14、補間部16、サーボ制御部18、測定指令部22、検査項目リスト記憶部24、表示部26および合否判定部28を具備している。入力部12は、LANのようなネットワーク手段、キーボード、タッチパネル等より構成することができる。表示部26は、工作機械20のNC装置に付属しているディスプレイによって構成することができる。
入力部12へは加工プログラム30、検査項目リスト32、合格基準34が入力される。加工プログラム30は例えばCAMシステムによって生成することができる。検査項目リスト32および合格基準34は、加工プログラム30に従って加工されるワークに対する要求を勘案して、例えばワークの設計者、CAMオペレーターまたは工作機械20のオペレーターによって決定することができる。
入力部12へ入力された加工プログラム30は、矢印12aで示すように、読取解釈部14へ出力され、読取解釈部14は、この加工プログラムを読取り解釈して動作指令14aを出力する。この動作指令は、X軸、Y軸、Z軸方向の送り量と送り速度とを含んでいる。読取解釈部14が出力した動作指令14aは補間部16へ送出される。
補間部16は、受け取ったX軸、Y軸、Z軸方向の動作指令14aを補間関数に基づいて補間演算し、送り速度に合ったX軸、Y軸、Z軸の位置指令(パルス位置指令)16aをサーボ制御部18に出力する。サーボ制御部18は、受け取ったX軸、Y軸、Z軸の各位置指令16aから工作機械20のX軸、Y軸、Z軸の各送り軸を駆動するための電流値18aを工作機械20のX軸、Y軸、Z軸のサーボモータ(図示せず)に送出する。
入力部12に入力された検査項目リスト32および合格基準34は、矢印12bで示すように、加工プログラム30と共に検査項目リスト記憶部24に送出される。検査項目リスト記憶部24は、検査項目リスト32および合格基準34を加工プログラム30と関連付けて記憶する。検査項目リスト32には、少なくとも測定モードと測定方法が含まれる。測定モードには、手動測定、半自動測定および自動測定が含まれ、測定方法には円形凹所の内径を測定する内円測定、円柱状側面の外径を測定する外円測定、矩形凹所の開口部の直交する2方向の長さを測定するポケット測定、溝の幅を測定する溝測定、直方体状の突出部の対向する二対の側面の各々の側面間の距離を測定するブロック測定、基準面測定、基準点測定等が含まれる。或いは、検査項目リストは、入力部12のキーボードやタッチパネルからオペレーターによって直接入力するようにしてもよい。
検査項目リスト記憶部24は、入力部12から受け取った検査項目リスト32に基づいて加工プログラム30に関連する検査項目を測定指令部22へ送出する(矢印24a)。検査項目リスト記憶部24は、また、矢印24bで示すように、検査項目リスト32を表示部26へ送出し、矢印24cで示すように、合格基準34を合否判定部28へ送出する。
測定指令部22には、検査項目リスト32に含まれる各検査項目に対応する測定プログラムと、該測定プログラムに対応した測定ガイダンスが予め格納されている。測定指令部22は、検査項目リスト記憶部24から受け取った検査項目に対応する測定プログラムを矢印22aで示すように読取解釈部14へ送出すると共に、矢印22bで示すように、表示部26へ該測定プログラムに則した測定ガイダンスを送出する。
合否判定部28は、矢印20aで示すように、工作機械20から測定結果を受け取り、これを検査項目リスト記憶部24から受け取った合格基準34と比較して、加工済ワークが所定の加工誤差内で加工されているか否かを判定し、矢印28aで示すように、判定結果を表示部26に送出する。
以下、本実施形態の作用を説明する。
ある加工プログラムによる加工が完了すると、図2に示すように、加工結果が表示される。一例として図2に示す加工結果のウインドウには、加工結果一覧表36が、完了した加工プログラムに関連した図面38と共に表示される。加工結果一覧表36は、プログラム番号36a、加工開始日時36b、加工に要した時間36c、工具やワークに関連したデータを記載した例えばテキストファイルのようなコンピュータファイルを格納したフォルダを示す加工データ名36dを含むことができる。図面38は、例えば、加工プログラムのプログラム番号(図2ではO1000)を引数として、LAN経由でサーバー(図示せず)から入力部12および検査項目リスト記憶部24を介して表示部26へ出力するようにできる。
ある加工プログラムによる加工が完了すると、図2に示すように、加工結果が表示される。一例として図2に示す加工結果のウインドウには、加工結果一覧表36が、完了した加工プログラムに関連した図面38と共に表示される。加工結果一覧表36は、プログラム番号36a、加工開始日時36b、加工に要した時間36c、工具やワークに関連したデータを記載した例えばテキストファイルのようなコンピュータファイルを格納したフォルダを示す加工データ名36dを含むことができる。図面38は、例えば、加工プログラムのプログラム番号(図2ではO1000)を引数として、LAN経由でサーバー(図示せず)から入力部12および検査項目リスト記憶部24を介して表示部26へ出力するようにできる。
このように、加工済ワークの検査を行う前に加工結果を表示することによって、オペレーターは加工が正常に終了したかどうかを容易に確認することができる。特に、加工プログラムに関連した図面38を表示することによって、オペレーターは、どの加工プログラムで加工を行ったか容易に確認することができる。また、図2に示したような加工結果を1つのコンピュータファイルに纏めることによって、過去の加工結果を容易に参照可能となる。
オペレーターが、表示部26に表示された加工結果のウインドウのタブ40をクリックまたはタップすると、検査項目リスト記憶部24から受け取った検査項目リストに基づいて、表示部26に図3に示すような検査項目リストのウインドウが表示される。図3の検査項目リストのウインドウには、検査の番号42(図3には検査番号として1〜3が示されている)、測定結果の判定44、測定モード46、測定方法48等が表示されている。
図3の例では検査番号1の検査は、測定方法48としての座標取り込みを測定モード46として手動で測定することを示している。つまり、工作機械20のX軸、Y軸またはZ軸の送り軸を手動で操作して、加工済ワークの所定部位、例えば、所定の頂点、側面に測定プローブをX軸、Y軸またはZ軸に沿って一方向に接近させ、該測定プローブが所定部位に接触したときのX軸、Y軸またはZ軸の座標を工作機械20の送り軸装置の座標読取り手段、例えばX軸、Y軸またはZ軸のデジタルスケール(図示せず)から読み取るという測定を行うことを意味している。図3の検査項目リストのウインドウには、上述したように測定結果についての判定44も含まれており、加工済ワークは、検査番号1の検査は合格であり、検査番号2の検査は行われておらず、検査番号3の検査は不合格であったことを示している。
また、図3の検査項目リストのウインドウにおいて、検査番号2の検査は、測定方法48としての内円測定を測定モード46として半自動で行うことを示している。内円測定は、既述したように、円形凹所の内径を測定する測定方法であって、測定項目として円形凹所の中心のX−Y座標(Z座標を含んでいてもよい)およびX軸、Y軸方向に測定した該凹所の直径を含んでいる。また、図3の例において、検査番号2の検査の判定は「未」となっており、この項目の検査は未だ行われていないことを示している。
今、オペレーターが検査番号2の検査開始ボタン50をクリックまたはタップすると、測定指令部22から受け取った測定ガイダンスに基づいて、図4に示すような、半自動操作による内径測定の手順が図示された測定ガイダンスウインドウが表示部26に表示される。図4の測定ガイダンスウインドウにおいて、アイコン52は測定方法としての内径測定を示しており、アイコン54は、手動操作にて測定プローブPmをグラフィック56で示すように、円形凹所Rc内に配置すべきことを示している。オペレーターが手動にて工作機械20のX軸、Y軸、Z軸の送り軸のハンドルを操作して、目視にて測定プローブPmがワークWの円形凹所Rc内に配置されたことを確認した後に、位置決め完了ボタン58をクリックまたはタップすることによって、測定プログラムに従って内径測定が工作機械20によって自動的に実行される。すなわち、位置決め完了ボタン58がクリックまたはタップされると、測定指令部22は、格納している測定プログラムを読取解釈部14へ送出し、読取解釈部14が該測定プログラムを読み取り、解釈して補間部16へ動作指令を送出し、補間部16がサーボ制御部18へ位置指令を送出し、サーボ制御部18が工作機械20のX軸、Y軸、Z軸のサーボモータへ駆動電流を出力する。
工作機械20は、測定プログラムに基づいてX軸、Y軸、Z軸の各送り軸を駆動する。こうして、工作機械20は、主軸先端部に装着されている測定プローブPmが加工済ワークWに接触したときのX軸、Y軸、Z軸の各デジタルスケールの値に基づいて測定結果を演算し、該測定結果が合否判定部28に送出される。合否判定部28は、工作機械20から受け取った測定結果と検査項目リスト記憶部24から受け取った合格基準とを比較し、判定結果が表示部26に表示される。例えば図3の例では、判定結果が判定44に表示される。
また、タブ60をクリックまたはタップすることによって、図5に示すような成績表ウインドウが表示される。成績表ウインドウには、検査結果の一覧表62が上述した加工結果一覧表36に類似する加工結果一覧64と共に表示される。成績表ウインドウに表示されている検査結果の一覧表62や加工結果一覧表64はハードコピーとして印刷したり、電子ファイルとしてサーバー等に格納するようにできる。
更に、図3の検査項目リストのウインドウのタブ70をクリックまたはタップすると、図6に示すような、加工プログラムを実行するために用いた全ての工具に関するデータの一覧表72が表示される。工具データの一覧表72は、工具の名称72b、使用時間72c、実際の切削に用いられた時間72d、実際に切削した長さ72e、工具を装着した主軸の最大負荷72f、工具を装着した主軸のスラスト方向およびラジアル方向への最大負荷72g、72hが、工具番号72aに関連付けて纏められている。
このように、本実施形態によれば、加工結果のウインドウから検査項目リストのウインドウを表示できるようにすることによって、オペレーターは、検査項目リストに従って、加工済ワークを測定することができるので、オペレーターは如何なる検査を行うべきか迷うことなく検査を実行することが可能となる。
検査項目リストは、加工プログラムとは独立に作成しても、或いは、プログラマーによって加工プログラム中に組込むようにしてもよい。加工プログラム中に測定プログラムを組込むことによって、検査項目の漏れを防止することができる。加工プログラム中に測定プログラムを組込む場合には、測定プログラム部分にID番号を付して、測定結果をID番号と関連付けて制御装置10の記憶部に記憶させるようにできる。
また、検査項目リストに記載されている全ての検査について合否判定部28による判定がなされる前に次のワークの加工が開始されないように、インターロックを加工プログラム中に組込むようにしてもよい。
加工で使用した工具の使用状況に関連したデータを表示することによって、工具寿命を見積もることができる。また、工具データ中に、工具や主軸に作用した最大負荷を含めることによって、切削速度を現状よりも更に高めることが可能か否かを判定することが可能となる。また、過去に工具に作用した負荷の最大値を制御装置10の記憶部に記憶させておき、同じ加工プログラムでの加工中にそれよりも大きな負荷が作用したときに加工を中止するようにできる。
10 制御装置
12 入力部
14 読取解釈部
16 補間部
18 サーボ制御部
20 工作機械
22 測定指令部
24 検査項目リスト記憶部
26 表示部
28 合否判定部
30 加工プログラム
32 検査項目リスト
34 合格基準
50 検査開始ボタン
64 加工結果一覧
12 入力部
14 読取解釈部
16 補間部
18 サーボ制御部
20 工作機械
22 測定指令部
24 検査項目リスト記憶部
26 表示部
28 合否判定部
30 加工プログラム
32 検査項目リスト
34 合格基準
50 検査開始ボタン
64 加工結果一覧
Claims (6)
- 加工プログラムに基づいて工作機械を制御する制御装置において、
加工プログラムに対応させてワークの検査項目リストを記憶する記憶部と、
前記加工プログラムを実行したときに、前記加工プログラムに対応させて記憶した前記検査項目リストを表示する表示部と、
を具備し、
前記検査項目リストは、少なくとも測定モードと測定方法とを含み、
測定モードは、手動測定および自動測定を含み、
測定方法は、円形凹所の内径を測定する内円測定、円柱状側面の外径を測定する外円測定、矩形凹所の開口部の直交する2方向の長さを測定するポケット測定、溝の幅を測定する溝測定、直方体状の突出部の対向する二対の側面の各々の側面間の距離を測定するブロック測定、基準面測定、基準点測定を含む群から選択されることを特徴とした工作機械の制御装置。 - 前記工作機械の制御装置は入力部を更に具備しており、該入力部に前記検査項目リストが前記加工プログラムと共に入力される請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御装置は、前記検査項目リストに記載されている測定方法を実行するための測定プログラムを格納した測定指令部を更に具備している請求項1に記載の制御装置。
- 前記測定指令部には、該検査項目リストに記載されている測定方法の手順をオペレーターに教示する測定ガイダンスが格納されている請求項3に記載の制御装置。
- 前記検査項目リストは、前記加工プログラム中に組み込まれている請求項1に記載の制御装置。
- 前記検査項目リストを記憶する記憶部は合格基準を記憶しており、
前記制御装置は、前記検査項目リストから合格基準を受け取り、前記加工プログラムによって加工したワークの測定結果の合否を判定する合否判定部を更に具備する請求項1に記載の制御装置。
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