JP6542724B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は数値制御装置に関し、特に機械的な送りハンドル又は手動パルス発生器型のハンドルを具備する工作機械においてハンドル操作に基づく自動送り制御を行う数値制御装置に関する。

工具又はワークを移動する送り台を動かすための送りハンドルを具備した数値制御装置付き工作機械が提供されている。図１にこのようなシステムの一例を示す。この工作機械は送りハンドルとしてメカハンドル又は手動パルス発生器型のハンドルを備えている。メカハンドルとは、送りハンドルがギアを介して機械の送り機構に接続されたものである。すなわちメカハンドルは、作業者がワークを手動で加工する際に用いる普通旋盤やフライス盤に類似した機構といえる。一方、手動パルス発生器型のハンドルは、回転角度に対応したパルス情報を出力する。手動パルス発生器型のハンドルは数値制御装置に接続して利用され、数値制御装置がハンドル操作に応じて送り台を移動させる制御を行う。

このようなシステムでは、数値制御装置のモードを切り換えることで、送りハンドルを使った手動での加工（ハンドルモード）と、加工プログラムを使った自動加工と、の両方を実行できることが一般的である。

通常、同じワークを複数個加工する場合には、数値制御装置用の加工プログラムを作成して自動加工すると効率が良い。一方、単品のワークを加工する場合には、熟練した作業者がハンドルモードでワークを加工する方が、すなわち送りハンドルを使って手動でワークを加工する方が自動加工よりも早い場合がある。そのため、メカハンドル又は手動パルス発生器型のハンドルを具備した数値制御装置付き工作機械が数多く提供されている。

送りハンドルは、手動加工時の微小な送りや位置決めを実現するために、一般に送り軸との減速比が大きく、またハンドルの回転角当たりの送り量が小さくできている。そのため、ワークから工具を逃がす場合などのように長いストロークを送る際には、ハンドルを何度も回し続ける必要がある。

これを避けるため、作業者は従来、長いストロークを送る必要がある場合には、数値制御装置のモードをジョグ送りモードやＭＤＩプログラムモードに切り換え、ジョグ送りボタン又はプログラム指令を使って送り台を逃がしていた。

また、特許文献１には、工作機械に専用の取手（レバー）を設けておき、作業者がこのレバーを操作することにより長いストロークを連続的に送ることができるように構成したものが記載されている。

特許第２９６３７８７号

しかしながら、数値制御装置のモード切り換えを行う方法では、作業者は数値制御装置を操作する必要があるため、不慣れな作業者にとっては作業効率が低下するという問題があった。この点、特許文献１記載の構成は、作業者が数値制御装置のモード切り換えを意識することがないという利点があるが、一方で工作機械に専用のレバーを設けるためのコストが必要となるという問題を有していた。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、付加的な装置を要せず、容易かつ直感的な操作により自動送りを行うことができる数値制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態にかかる数値制御装置は、工具とワークとを相対移動させるための駆動軸と、前記駆動軸を機械的な機構により駆動させる送りハンドルと、前記駆動軸を駆動させるモータと、を有する工作機械を、前記モータを駆動させる自動送り指令を生成することにより制御する数値制御装置において、前記送りハンドルに対する特定のハンドル操作を検知する送りハンドル操作判定手段と、前記特定のハンドル操作が検出されたときに前記自動送り指令を生成する自動送り手段と、を備える。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、工具とワークとを相対移動させるための駆動軸と、ハンドルの回転量に基づいて手動送り指令を生成する手動パルス発生器と、前記手動送り指令に応じて前記駆動軸を駆動させるモータと、を有する工作機械を、前記モータを駆動させる自動送り指令を生成することにより制御する数値制御装置において、前記手動パルス発生器の前記ハンドルに対する特定のハンドル操作を検出した時に、手動送り状態から自動送り状態へと切り換える送りハンドル操作判定手段と、前記特定のハンドル操作が検出されたときに前記自動送り指令を生成する自動送り手段と、を備える。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記特定のハンドル操作は、同一の回転方向に所定の速度で回転させる操作である。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記特定のハンドル操作は、所定の時間以内で所定の回転角度に所定の回数停止させる操作である。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記自動送り指令で指令される送り方向及び送り速度は、予め定められた方向及び速度である。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記自動送り指令で指令される送り方向及び送り速度は、前記特定のハンドル操作の回転方向及び回転速度に基づいて算出される。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記送りハンドル操作判定手段は、第２の特定のハンドル操作を検出し、前記自動送り手段は、前記第２の特定のハンドル操作が検出されたときに前記自動送り指令の生成を中止する。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記モータの負荷を検出する負荷検出手段をさらに備え、前記自動送り手段は、所定の前記負荷が検出されたときに前記自動送り指令の生成を中止する。

他の実施の形態にかかる数値制御装置は、前記第２の特定のハンドル操作は、前記自動送り指令による送り方向とは逆方向の送り指令を指令する方向に回転させる操作である。

本発明によれば、付加的な装置を要せず、容易かつ直感的な操作により自動送りを行うことができる数値制御装置を提供することができる。

従来の送りハンドルを具備した数値制御装置付き工作機械の例を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる数値制御装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかる数値制御装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる数値制御装置１０の論理構成と、数値制御装置１０の適用例とを示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかる数値制御装置１０の論理構成と、数値制御装置１０の適用例とを示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における送りハンドル操作判定手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における送りハンドル操作判定手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における制御電流の上限変更手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるフォローアップ手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１及び２における自動送り手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における送りハンドル操作判定手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における送りハンドル操作判定手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における手動送り手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１及び２におけるデータ設定手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１及び２におけるデータ設定手段の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１及び２におけるデータ設定手段の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一又は類似する構成は同じ符号を用いて説明する。

＜実施の形態１＞
図２は、本発明の実施の形態１にかかる数値制御装置１０のハードウェア構成例を示すブロック図である。典型的な数値制御装置１０は、統合化周辺ＬＳＩ６０、プロセッサ７０、ＤＲＡＭ７９、ＳＲＡＭ８１、サーボモータ制御部１３及びアンプインタフェース部１４を備えている。プロセッサ７０、サーボモータ制御部１３及びアンプインタフェース部１４は、内部バス１５を介して相互に接続されている。

プロセッサ７０は、数値制御装置１０の動作全体を制御する。プロセッサ７０、ＤＲＡＭ７９及び統合化周辺ＬＳＩ６０は、バス７８を介して相互に接続されている。ＳＲＡＭ８１（保持型メモリ）は、内部バスを介して統合化周辺ＬＳＩ６０に接続されている。

表示／データ入力ユニット９０は、ユーザに対し情報を表示し、ユーザによるデータ入力を受け付ける。表示／データ入力ユニット９０は、シリアルバス９１を介して統合化周辺ＬＳＩ６０に接続されている。

サーボモータ制御部１３は、工具（図１参照）を動かすためのサーボモータを制御する。サーボモータ制御部１３は、サーボ制御部プロセッサ４０及び周辺制御ＬＳＩ４５を備えている。サーボ制御部プロセッサ４０及び周辺制御ＬＳＩ４５はバス４３を介して相互に接続されている。

モータ２０は、送り台（図１参照）を動かすための駆動力を提供する。位置検出器２２は、送り台の移動量を検出する。モータ２０は動力線２１を介して、位置検出器２２はフィードバックケーブル２３を介して、アンプ１８と接続されている。モータ制御用アンプ１８はシリアルサーボバス１９を介してアンプインタフェース部１４の周辺制御ＬＳＩ５５に接続されている。

図４は、本発明の実施の形態１にかかる数値制御装置１０の論理構成例と、数値制御装置１０の適用例とを示すブロック図である。

数値制御装置１０の論理構成について説明する。図４に示すように、数値制御装置１０は、送りハンドル操作判定手段Ａ２１、制御電流の上限変更手段Ａ２２、フォローアップ手段Ａ２３、自動送り手段Ａ２４及びデータ設定手段Ａ２５を備える。Ａ２１乃至Ａ２５は、プロセッサ７０が所定のプログラムを実行し、他のハードウェアを制御することによって実現される論理的な処理手段である。

数値制御装置１０の適用例について説明する。図４に示すように、機械的な機構を有するメカハンドルＡ１０は、ギアＡ１１を介して、工作機械の送り機構である送りねじＡ１２に接続されている。モータ２０及び位置検出器２２は、カップリングＡ１５を介して、前記送りねじＡ１２に接続されている。

作業者は、送り台Ａ１６（工具又はワーク）を送るべく、メカハンドルＡ１０を手で回して操作する。メカハンドルＡ１０の回転は、ギアＡ１１を介して送りねじＡ１２に伝わり、送り台Ａ１６を移動させる。また、送りねじＡ１２の動きは、カップリングＡ１５を介してモータ２０及び位置検出器２２へ伝わる。位置検出器２２は、送りねじＡ１２の移動量（位置偏差量）を検出する。位置検出器２２は、フィードバック情報としての位置偏差量を、フィードバックケーブル２３を介してアンプ１８へ送信する。アンプ１８は、シリアルサーボバス１９を介して、位置偏差量を数値制御装置１０へ送信する。

送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、後述する判定条件に応じて、手動送り状態及び自動送り状態の２つの状態を出力する。ハンドルモードの初期状態においては、送りハンドル操作判定手段Ａ２１は手動送り状態に設定される。

制御電流の上限変更手段Ａ２２は、データ設定手段Ａ２５を参照し、予めメモリに格納された制御電流の上限値（作業者がメカハンドルＡ１０を容易に操作できる程度のトルクを与える制御電流の上限値）を取得する。送りハンドル操作判定手段Ａ２１が手動送り状態にあるとき、制御電流の上限変更手段Ａ２２は、データ設定手段Ａ２５から取得した制御電流の上限値を、シリアルサーボバス１９を介してアンプ１８に指令すなわち送信する。

フォローアップ手段Ａ２３は、アンプ１８を介して位置検出器２２から受信した位置偏差量を使ってフォローアップ量を生成し、フォローアップ量を使って工作機械の座標値を更新する。さらに、フォローアップ手段Ａ２３は位置偏差量を相殺するために、シリアルサーボバス１９を介してアンプ１８へフォローアップ量を指令する。

アンプ１８は、制御電流の上限変更手段Ａ２２から指令された制御電流の上限と、フォローアップ手段Ａ２３から指令されたフォローアップ量とをモータへの制御電流に変換し、動力線２１を介して制御電流をモータに供給する。

送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、特定のハンドル操作が行われたことを検出したとき、手動送り状態から自動送り状態へ状態を切り換える。送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、手動送り状態において、位置検出器２２から受信する位置偏差量を監視する。そして送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、メカハンドルＡ１０によって送られる送り台Ａ１６の送り速度が予めメモリに格納された連続送り速度Ｖｍａｘ以上であること、一定方向に送られていること、及び予めメモリに格納された時間Ｔｏ以上継続して送られたこと等の諸条件を満足した場合に、状態を自動送り状態に切り替える。これにより、同一の回転方向に所定の速度で回転させる操作を検出できる。あるいは、送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、予めメモリに格納されたハンドル操作の角度条件Ａｐ、停止回数条件Ｎｐ、及び時間条件Ｔｐを満たすメカハンドルＡ１０の操作が行われたことを契機として、状態を自動送り状態に切り替えても良い。これにより、所定の時間以内で所定の回転角度に所定の回数停止させる操作を検出できる。ここで、連続送り速度Ｖｍａｘ、経過時間Ｔｏ、角度条件Ａｐ、停止回数条件Ｎｐ及び時間条件Ｔｐは、典型的にはデータ設定手段Ａ２５により予めメモリに格納される。

制御電流の上限変更手段Ａ２２は、自動送り状態において、予めメモリに格納された電流値を、シリアルサーボバス１９を介してアンプ１８へ指令する。ここでいう電流値とは、送り台を自動送りで移動させる際に十分なトルクを得るための制御電流の上限値である。また、ここで使う電流値は、典型的にはデータ設定手段Ａ２５により予めメモリに格納される。

自動送り手段Ａ２４は、自動送りのための移動量を生成し、シリアルサーボバス１９を介してアンプ１８へ指令する。アンプ１８は、制御電流の上限変更手段Ａ２２から指令された制御電流の上限と、自動送り手段２４からの移動指令とをモータへの制御電流に変換し、動力線２１を介してモータへ供給する。

このように、自動送り状態では、モータ２０が送りねじＡ１２を回すことで、送り台Ａ１６が連続的に送られる。つまり、作業者が手動送り状態において特定のハンドル操作を行うと、自動送り状態へと切り換わり、作業者がメカハンドルＡ１０から手を離しても送り台Ａ１６は自動的に移動を継続する。

送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、また、自動送り状態においても、位置検出器２２から送られる位置偏差量を監視する。そして送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、メカハンドルＡ１０に自動送りの方向と逆方向に力が加えられたことを検出する。具体的には、位置偏差量の変化と、位置偏差量の符号とに基づいて、送りハンドルを止める操作を検出できる。このとき送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、自動送り状態から手動送り状態へと状態を切り換える。これにより、モータ２０による送り台の自動駆動は停止する。

すなわち、自動送りで送り台が移動している最中に、作業者がメカハンドルＡ１０を止めようと力を加える操作を行うと、手動送り状態へと切り替わり、送り台Ａ１６の自動的な移動は中止される。

図６Ａ及び図６Ｂのフローチャートを用いて、送りハンドル操作判定手段Ａ２１の動作について説明する。送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、まず、初期状態を手動送り状態に設定する（ステップｓａ１）。次に、数値制御装置１０においてハンドルモードが選択されているかをチェックする（ステップｓａ２）。ハンドルモードである場合には、手動送り状態であるかをチェックする（ステップｓａ３）。手動送り状態である場合には、ｓａ４以降の各ステップを実行する。一方、手動送り状態でない（自動送り状態である）場合には、ｓａ１３以降の各ステップを実行する。

手動送り状態である場合、送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、位置偏差量の情報を使って送り台の送り速度を計算する（ステップｓａ４）。送り台の送り速度が予めメモリに格納された連続送り速度Ｖｍａｘ（後述の図１２Ａステップｓｇ３）以上であるかをチェックする（ステップｓａ５）。送り台の速度がＶｍａｘ以上である場合には、送り台が一定方向に送られているか否かをチェックする（ステップｓａ６）。一方、送り台の速度がＶｍａｘより小さい場合には、経過時間計測タイマを初期化（ステップｓａ９）して、ｓａ１０以降のステップへ移る。ステップｓａ６において、送り台が一定方向に送られていると判断した場合には、経過時間計測用タイマの値が予めメモリに格納されたＴｏ（後述の図１２Ｂステップｓｇ９）以上であるかをチェックする（ステップｓａ７）。送り台が一定方向に送られていないと判断（ステップｓａ６）した場合、経過時間計測タイマを初期化（ステップｓａ９）して、ｓａ１０以降のステップへ移る。経過時間計測用タイマの値が予めメモリに格納されたＴｏ以上経過していると判断（ステップｓａ７）した場合には、自動送り状態へ切り換え（ステップｓａ８）、ハンドルモードのチェック（ステップｓａ２）へ戻る。経過時間計測用タイマの値が予めメモリに格納されたＴｏ以上経過していないと判断（ステップｓａ７）した場合には、ｓａ１０以降のステップへ移る。なお、経過時間計測用タイマは、初期化された時点からの経過時間を常に計測しているものとする。

送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、ハンドル操作の角度条件Ａｐ（後述の図１２Ｂステップｓｇ１１）が満たされているかをチェックする（ステップｓａ１０）。ハンドル操作の角度条件Ａｐが満たされている場合には、ハンドル操作の停止回数条件Ｎｐ（後述の図１２Ｃステップｓｇ１３）が満たされているかをチェックする（ステップｓａ１１）。停止回数条件Ｎｐが満たされている場合には、ハンドル操作の時間条件Ｔｐ（後述の図１２Ｃステップｓｇ１５）が満たされているかをチェックする（ステップｓａ１２）。ハンドル操作の時間条件Ｔｐが満たされている場合には、自動送り状態へと状態を切り換え（ステップｓａ８）、ハンドルモードのチェック（ステップｓａ２）へ戻る。ハンドル操作の角度条件Ａｐ、停止回数条件Ｎｐ、時間条件Ｔｐのいずれか一つでも満たされていない場合には、そのままハンドルモードのチェック（ステップｓａ２）へ戻る。

ステップｓａ３において手動送り状態でない（自動送り状態である）場合には、送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、自動送り速度での位置偏差の理論値を計算し、理論値に対してフィードバック情報の位置偏差量が過大であるか否かをチェックする（ステップｓａ１３）。典型的には、理論値と位置偏差量との差分が所定の閾値以上であるか否かをチェックする。位置偏差量が過大と判断した場合には、位置偏差量の符号を使って、メカハンドルに加えられた力の方向が自動送りの方向と逆向きであるかチェック（ステップｓａ１４）する。一方、位置偏差量が過大ではないと判断（ステップｓａ１３）した場合には、モードチェック（ステップｓａ２）へ戻る。

ステップｓａ１４において自動送りの方向と逆向きの力がメカハンドルに加えられたと判断した場合には、送りハンドル操作判定手段Ａ２１は、手動送り状態へと状態を切り換える（ステップｓａ１５）。一方、自動送りの方向と逆向きの力がメカハンドルに加えられていない場合（ステップｓａ１４）には、モードチェック（ステップｓａ２）へ戻る。なお、ハンドルモード以外のモードが選択されたと判断（ステップｓａ２）した場合には、手動送り状態に切り換えて（ステップｓａ１６）処理を終了する。

図７のフローチャートを用いて、制御電流の上限変更手段Ａ２２の動作について説明する。制御電流の上限変更手段Ａ２２は、まず、制御電流の上限の初期状態の値をメモリに格納する（ステップｓｂ１）。次に、ハンドルモードが選択されているかチェックする（ステップｓｂ２）。ハンドルモードが選択されている場合には、手動送り状態であるかをチェックする（ステップｓｂ３）。手動送り状態である場合には、制御電流の上限を予めメモリに格納されたＥａ値（後述の図１２Ａステップｓｇ５）に変更する（ステップｓｂ４）。一方、自動送り状態である場合には、制御電流の上限を予め設定されたＥｂ値（後述の図１２Ｂステップｓｇ７）に変更する（ステップｓｂ５）。

一方、ステップｓｂ２においてハンドルモードが選択されていない場合には、制御電流の上限変更手段Ａ２２は、制御電流の上限を前記ステップｓｂ１でメモリに格納した初期状態の値に変更し終了する。

図８のフローチャートを用いて、フォローアップ手段Ａ２３の動作について説明する。フォローアップ手段Ａ２３は、まず、ハンドルモードが選択されているかをチェックする（ステップｓｃ１）。ハンドルモードが選択されている場合には、手動送り状態であるかをチェックする（ステップｓｃ２）。手動送り状態である場合には、位置偏差量を元に送り台の移動量を求め（ステップｓｃ３）、移動量に基づきフォローアップ量を生成（ステップｓｃ４）し、座標値を更新（ステップｓｃ５）して、モータへフォローアップ量を指令することで、位置偏差量を相殺（ステップｓｃ６）する処理を繰り返す。

一方、ステップｓｃ２において自動送り状態である場合、又はステップｓｃ１においてハンドルモード以外である場合には、処理を終了する。

図９のフローチャートを用いて、自動送り手段Ａ２４の動作について説明する。自動送り手段Ａ２４は、まず、ハンドルモードが選択されているかをチェックする（ステップｓｄ１）。ハンドルモードが選択されている場合には、自動送り状態であるかをチェックする（ステップｓｄ２）。自動送り状態である場合には、自動送りの方法をチェックする（ステップｓｄ３）。ここで自動送りの方法としてＡが選択されている場合には、予めメモリに格納された連続送り速度Ｖｍａｘの値を使って自動送りの移動量を生成する（ステップｓｄ４）。自動送りの方法のＢが選択されている場合には、ハンドルの回転方向と速度を使って自動送りの移動量を生成する（ステップｓｄ５）。次に、生成した移動量を使って座標値を更新（ステップｓｄ６）し、移動量をアンプに指令（ステップｓｄ７）する処理を繰り返す。

一方、ステップｓｄ１においてハンドルモードが選択されていない場合、又はステップｓｄ２において手動送り状態である場合には、処理を終了する。

図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのフローチャートを用いて、データ設定手段Ａ２５の動作について説明する。データ設定手段Ａ２５は、まず、データ入力装置からデータが入力されたかをチェックする（ステップｓｇ１）。入力されたデータが連続送り速度の場合には（ステップｓｇ２）、入力データを連続送り速度Ｖｍａｘとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ３）。入力されたデータがハンドル操作時の制御電流の上限値の場合（ステップｓｇ４）には、入力データをハンドル操作時の制御電流の上限値Ｅａとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ５）。入力されたデータが自動送り時の制御電流の上限値の場合（ステップｓｇ６）には、入力データを自動送り時の制御電流の上限値Ｅｂとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ７）。入力されたデータが連続送り経過時間の場合（ステップｓｇ８）には、入力データを連続送り経過時間Ｔｏとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ９）。入力されたデータがハンドル操作の角度条件の場合（ステップｓｇ１０）には、入力データをハンドル操作の角度条件Ａｐとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ１１）。入力されたデータがハンドル操作の停止回数条件の場合（ステップｓｇ１２）には、入力データをハンドル操作の停止回数条件Ｎｐとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ１３）。入力されたデータがハンドル操作の時間条件の場合（ステップｓｇ１４）には、入力データをハンドル操作の時間条件Ｔｐとしてメモリへ格納する（ステップｓｇ１５）。

本発明の実施の形態１によれば、送りハンドル操作判定手段Ａ２１がメカハンドルのＡ１０への特定の操作を検出すると、自動送り手段Ａ２４が送り台を移動させ、工具とワークとが自動的に相対移動する。これにより、作業者は容易かつ直感的な操作により自動送りを行うことができる。また、専用のハンドルなどの特別な装置を要しないため、低コストで数値制御装置１０に自動送り機構を付加できる。

＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２にかかる数値制御装置１０のハードウェア構成例を示すブロック図である。実施の形態２では、実施の形態１の構成（図２参照）に加えて、手動パルス発生器８０及びＩＯユニット１６を備えている。

手動パルス発生器８０はＩＯケーブル８２を介してＩＯユニット１６に接続されている。ＩＯユニット１６はフィールドバス１７を介して数値制御装置１０の統合化周辺ＬＳＩ６０に接続されている。

図５は、本発明の実施の形態２にかかる数値制御装置１０の論理構成例と、数値制御装置１０の適用例とを示すブロック図である。

実施の形態２にかかる数値制御装置１０の論理構成について説明する。図５に示すように、数値制御装置１０は、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１、自動送り手段Ａ２４、手動送り手段Ｂ２３及びデータ設定手段Ａ２５を備える。Ｂ２１及びＢ２３も、プロセッサ７０が所定のプログラムを実行し、他のハードウェアを制御することによって実現される論理的な処理手段である。

実施の形態２にかかる数値制御装置１０の適用例について説明する。図５に示すように、作業者が操作するハンドル（手動パルス発生器８０）は、ＩＯケーブル８２、ＩＯユニット１６を経由し、フィールドバス１７を介して、数値制御装置１０に接続される。作業者が手動パルス発生器８０のハンドルを回す操作を行うと、手動パルス発生器８０からパルス情報が出力され、上述の接続ルートを経由して数値制御装置１０へパルス情報が送られる。

送りハンドル操作判定手段Ｂ２１も、後述する判定条件に応じて、手動送り状態及び自動送り状態の２つの状態を出力する。ハンドルモードの初期状態においては、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は手動送り状態に設定される。
手動送り手段Ｂ２３は、手動送り状態において、パルス情報をもとに移動量を生成し、シリアルサーボバス１９を経由してアンプ１８へ移動量を指令、すなわち送信する。アンプ１８は受け取った移動量指令を制御電流に変換し、動力線２１を経由してモータ２０を駆動する。モータ２０は、カップリングＡ１５によって送り台Ａ１６を送るための送りねじＡ１２に接続されており、モータ２０が回転することで、送り台Ａ１６を移動させることができる。

また、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、特定のハンドル操作が行われたことを検出したとき、手動送り状態から自動送り状態へ状態を切り換える。送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、手動送り状態において、手動パルス発生器８０から受信するパルス情報を監視する。そして送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、パルス情報が予めメモリに格納された連続送り速度Ｖｍａｘ以上であること、送り方向が一定方向であること、及び予めメモリに格納された時間Ｔｏ以上継続して手動パルス発生器８０が回されたこと等の諸条件を満足した場合に、状態を自動送り状態に切り替える。この場合、同一の回転方向に所定の速度で回転させる操作を検出している。あるいは、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、パルス情報が、予めメモリに格納されたハンドル操作の時間条件Ｔｐ、角度条件Ａｐ、停止回数条件Ｎｐを満たすことを契機として、状態を自動送り状態へと切り換えても良い。この場合は、所定の時間以内で所定の回転角度に所定の回数停止させる操作を検出している。

自動送り手段Ａ２４は、自動送り状態において、自動送りの移動量を生成し、シリアルサーボバス１９を経由してアンプ１８へ移動量を指令する。アンプ１８は受け取った移動指令を制御電流に変換して、動力線２１を経由してモータ２０を駆動する。モータ２０は、カップリングＡ１５によって送り台Ａ１６を送るための送りねじＡ１２に接続されており、モータ２０が回転することで、送り台Ａ１６を連続送り速度Ｖｍａｘで移動させることができる。

このように、自動送り状態では、手動パルス発生器８０のハンドルを回さなくても自動送りが継続される。

送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、自動送り状態においても、パルス情報を監視する。そして送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、自動送りの方向と逆方向のパルス情報を検出すると、自動送り状態から手動送り状態へと状態を切り換える。これにより、モータ２０による送り台の駆動は停止する。

すなわち、自動送りで送り台が移動している最中に、作業者が手動パルス発生器８０を自動送りの方向と反対方向に回すと、手動送り状態へと切り替わり、送り台Ａ１６の自動的な移動は中止される。

図１０Ａ及び図１０Ｂのフローチャートを用いて、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１の動作について説明する。送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、まず、初期状態を手動送り状態に設定する（ステップｓｅ１）。次に、ハンドルモードが選択されているかチェックする（ステップｓｅ２）。ハンドルモードが選択されている場合には、手動送り状態であるかをチェックする（ステップｓｅ３）。手動送り状態である場合には、ｓｅ４以降のステップを実行する。

手動送り状態である場合、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、手動パルス発生器８０からのパルス情報を使って、送り台の送り速度を計算する（ステップｓｅ４）。次に、送り台の速度が予めメモリに格納された連続送り速度Ｖｍａｘ以上であるかをチェックする（ステップｓｅ５）。送り台の速度が連続送り速度Ｖｍａｘ以上である場合には、送り台が一定方向に送られているかをチェックする（ステップｓｅ６）。

送り台の速度が予めメモリに格納された連続送り速度Ｖｍａｘ以上ではないか（ステップｓｅ５）、又は送り台が一定方向に送られていない場合（ステップｓｅ６）には、経過時間計測用タイマを初期化（ステップｓｅ９）して、ｓｅ１０以降のステップへ移る。

一方、送り台が一定方向に送られている場合（ステップｓｅ６）には、経過時間計測用タイマの値が予めメモリに格納されたＴｏ時間以上であるかをチェックする（ステップｓｅ７）。Ｔｏ以上時間が経過している場合には、自動送り状態へと状態切り換え（ステップｓｅ８）、ハンドルモードのチェック（ステップｓｅ２）へ戻る。一方、Ｔｏ以上時間が経過していない場合には、ステップｓｅ１０へ移る。

送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、ハンドル操作の角度条件Ａｐ（図１２Ｂステップｓｇ１１）が満たされているかをチェックする（ステップｓｅ１０）。ハンドル操作の角度条件Ａｐが満たされている場合には、ハンドル操作の停止回数条件Ｎｐ（図１２Ｃステップｓｇ１３）が満たされているかをチェックする（ステップｓｅ１１）。停止回数条件Ｎｐが満たされている場合には、ハンドル操作の時間条件Ｔｐ（図１２Ｃステップｓｇ１５）が満たされているかをチェックする（ステップｓｅ１２）。ハンドル操作の時間条件Ｔｐが満たされている場合には、自動送り状態へと状態を切り換え（ステップｓｅ８）、ハンドルモードのチェック（ステップｓｅ２）へ戻る。ハンドル操作の角度条件Ａｐ、停止回数条件Ｎｐ、時間条件Ｔｐのいずれか一つでも満たされていない場合には、ハンドルモードのチェック（ステップｓｅ２）へ戻る。

ステップｓｅ３において手動送り状態でない（自動送り状態である）場合、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、自動送りの方向と手動パルス発生器からのパルス情報の符号が異なるかをチェックする（ステップｓｅ１３）。符号が異なる場合には、手動送り状態に切り換えて、ハンドルモードのチェック（ステップｓｅ２）へ戻る。符号が一致した場合には、自動送り状態のままで、ハンドルモードのチェック（ステップｓｅ２）へ戻る。

ステップｓｅ２においてハンドルモードが選択されていない場合には、送りハンドル操作判定手段Ｂ２１は、手動送り状態へと状態を切り換えて（ステップｓｅ１５）処理を終了する。

図１１のフローチャートを用いて、手動送り手段Ｂ２３の動作について説明する。手動送り手段Ｂ２３は、まず、ハンドルモードが選択されているかをチェックする（ステップｓｆ１）。ハンドルモードが選択されている場合には、手動送り状態であるかをチェックする（ステップｓｆ２）。手動送り状態である場合には、手動パルス発生器８０からのパルス情報を使って移動量を生成（ステップｓｆ３）し、移動量を使って数値制御装置１０が管理する工作機械の座標を更新（ステップｓｆ４）し、移動量をアンプ（ステップｓｆ５）に指令した後、ハンドルモードのチェック（ステップｓｆ１）へ戻る。ハンドルモードが選択されていないか（ステップｓｆ１）、又は手動送り状態でない場合（ステップｓｆ２）には、処理を終了する。

本発明の実施の形態２によれば、ハンドル操作判定手段Ｂ２１が手動パルス発生器８０の特定の操作を検出すると、自動送り手段Ａ２４が送り台を移動させ、工具とワークとが自動的に相対移動する。これにより、作業者は容易かつ直感的な操作により自動送りを行うことができる。また、専用のハンドルなどの特別な装置を要しないため、低コストで数値制御装置１０に自動送り機構を付加できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

例えば、上述の実施の形態では、自動送り手段Ａ２４を動作させる契機となる、メカハンドルＡ１０又は手動パルス発生器８０の特定のハンドル操作を、連続送り速度Ｖｍａｘ、経過時間Ｔｏ、角度条件Ａｐ、停止回数条件Ｎｐ及び時間条件Ｔｐ等の指標に基づいて検出する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の任意の指標に基づいて特定のハンドル操作を検出することができる。

また、上述の実施の形態では、本発明を実現するための典型的なハードウェア構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の機能を他のハードウェア又はソフトウェアにより置換しても構わない。

また、自動送り手段Ａ２４が生成する自動送り指令の内容は、予め設定された送り方向と送り速度を含むものであってもよく、あるいはメカハンドルＡ１０又は手動パルス発生器８０のハンドル操作の回転方向や回転速度等に基づいて算出されるものであっても良い。例えば、ハンドル操作の回転方向に応じて自動送り方向を決定し、回転速度の高低に応じて自動送り速度を変化させるものであっても良い。

また、上述の実施の形態では、自動送りを中止するためのトリガを位置偏差に基づき求めることとしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、自動送り指令による送り方向とは逆方向の送り指令を指令する方向に回転させる操作を検出できるものであればどのようなトリガを用いても良い。例えば、モータ２０の負荷を検出する負荷検出手段をさらに備え、負荷検出手段で所定の負荷を検出した場合に、自動送り指令の生成を中止するよう構成しても良い。

１０ 数値制御装置
１３ サーボモータ制御部
１４ アンプインタフェース部
１５ 内部バス
１６ ＩＯユニット
１７ フィールドバス
１８ アンプ
１９ シリアルサーボバス
２０ モータ
２１ 動力線
２２ 位置検出器
２３ フィードバックケーブル
４０ サーボ制御部プロセッサ
４３ バス
４５ 周辺制御ＬＳＩ
５５ 周辺制御ＬＳＩ
６０ 統合化周辺ＬＳＩ
７０ プロセッサ
７８ バス
７９ ＤＲＡＭ
８０ 手動パルス発生器
８１ 保持型メモリ（ＳＲＡＭ）
８２ ＩＯケーブル
９０ 表示／データ入力ユニット
９１ シリアルバス
Ａ１０ メカハンドル
Ａ１１ ギア
Ａ１２ 送りねじ
Ａ１５ カップリング
Ａ１６ 送り台
Ａ２１ 送りハンドル操作判定手段（メカハンドル）
Ａ２２ 制御電流の上限変更手段
Ａ２３ フォローアップ手段
Ａ２４ 自動送り手段
Ａ２５ データ設定手段
Ｂ２１ 送りハンドル操作判定手段（手動パルス発生器）
Ｂ２３ 手動送り手段

Claims (9)

1. 工具とワークとを相対移動させるための駆動軸と、前記駆動軸を機械的な機構により駆動させる送りハンドルと、前記駆動軸を駆動させるモータと、を有する工作機械を、前記モータを駆動させる自動送り指令を生成することにより制御する数値制御装置において、 前記送りハンドルに対する特定のハンドル操作を検知する送りハンドル操作判定手段と、
   前記特定のハンドル操作が検出されたときに前記自動送り指令を生成する自動送り手段と、を備える
   数値制御装置。
2. 工具とワークとを相対移動させるための駆動軸と、ハンドルの回転量に基づいて手動送り指令を生成する手動パルス発生器と、前記手動送り指令に応じて前記駆動軸を駆動させるモータと、を有する工作機械を、前記モータを駆動させる自動送り指令を生成することにより制御する数値制御装置において、
   前記手動パルス発生器の前記ハンドルに対する特定のハンドル操作を検出した時に、手動送り状態から自動送り状態へと切り換える送りハンドル操作判定手段と、
   前記特定のハンドル操作が検出されたときに前記自動送り指令を生成する自動送り手段と、を備える
   数値制御装置。
3. 前記特定のハンドル操作は、同一の回転方向に所定の速度で回転させる操作である
   請求項１又は２記載の数値制御装置。
4. 前記特定のハンドル操作は、所定の時間以内で所定の回転角度に所定の回数停止させる操作である
   請求項１又は２に記載の数値制御装置。
5. 前記自動送り指令で指令される送り方向及び送り速度は、予め定められた方向及び速度である
   請求項１又は２に記載の数値制御装置。
6. 前記自動送り指令で指令される送り方向及び送り速度は、前記特定のハンドル操作の回転方向及び回転速度に基づいて算出される
   請求項１又は２に記載の数値制御装置。
7. 前記送りハンドル操作判定手段は、第２の特定のハンドル操作を検出し、
   前記自動送り手段は、前記第２の特定のハンドル操作が検出されたときに前記自動送り指令の生成を中止する
   請求項１又は２に記載の数値制御装置。
8. 前記モータの負荷を検出する負荷検出手段をさらに備え、
   前記自動送り手段は、所定の前記負荷が検出されたときに前記自動送り指令の生成を中止する
   請求項１又は２に記載の数値制御装置。
9. 前記第２の特定のハンドル操作は、前記自動送り指令による送り方向とは逆方向の送り指令を指令する方向に回転させる操作である
   請求項７又は８に記載の数値制御装置。