JP6845198B2 - 工作機械の制御システム - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の制御システムに関する。

周知の通り、機械工作の分野では、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御：Computerized Numerical Control）技術を適用し、工具の移動量や移動速度などをコンピュータで数値制御することにより、同一加工手順の繰り返し、複雑な形状の加工などを高度に自動化している。また、ＣＡＤやＣＡＭで作成したデータをＣＮＣに取り込み、さらに、オプション、パラメータ、ＮＣプログラム、マクロプログラム、マクロ変数、ワーク原点オフセット、工具オフセット、工具形状データ、工具管理データなどの各種データを入力して制御することにより、ＮＣ旋盤やマシニングセンタなどのＮＣ工作機械を設計から製造まで一貫して自動化することも行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０２９１０号公報

一方、例えば、傾斜軸制御や送り軸同期制御などの機能的な属性、工作機械の系統的な属性など、パラメータの各種属性によっては、作業者（ユーザ、オペレータ）がＣＮＣのパラメータを変更する毎に工作機械の電源停止を要求されるものがある。そして、このような属性の複数のパラメータの変更を工作機械の稼働中に行おうとすると、１つずつパラメータを変更する毎に工作機械の電源停止が要求され、パラメータの変更作業が加工作業ひいては歩掛りに大きく影響するという不都合が生じる。

なお、例えば、図７に示すように、複数のパラメータを同時に変更する場合に、一部のパラメータを変更した段階で停電などの不測な電源停止や緊急の電源停止などの通常の電源停止とは異なる電源停止が生じると、電源が復旧して再び給電した際に、一部のパラメータを変更した不定の設定状態が工作機械に反映され、不定の設定状態で工作機械を稼働させてしまうことも考えられる。

このため、作業者の意思によって任意のタイミングで、変更したパラメータを機械側に反映させることができ、作業者の意思によらずに変更パラメータが機械側に影響することを防止できるようにすることが強く望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑み、変更したパラメータを、作業者の意思によって任意のタイミングで機械側に反映させることを可能にする工作機械の制御システムを提供することを目的とする。

本発明者は、変更したパラメータを、作業者の意思によって任意のタイミングで機械側に反映させる手法を見出し、本発明を完成するに至った。

（１）本発明は、コンピュータ数値制御によってパラメータを反映させることにより自動化された工作機械の制御システムであって、前記パラメータを変更した際に、変更したパラメータである変更パラメータを記憶する記憶手段と、前記変更パラメータを反映させる条件を設定する変更パラメータ反映条件設定手段と、前記条件が検出された際に、未反映の前記変更パラメータを反映させる変更パラメータ反映手段とを備えることを特徴とする。

（２）本発明は、上記（１）において、前記変更パラメータを反映させる条件が、１つ又は複数設定され、少なくとも作業者の意思によって行われる工作機械への電源の給電操作であってもよい。

（３）本発明は、上記（１）または（２）において、前記記憶手段に未反映パラメータリストが記憶されており、前記パラメータを変更した際に、前記未反映パラメータリストを更新する未反映パラメータリスト更新手段と、前記未反映パラメータリストを表示する未反映パラメータ表示手段とを備えてもよい。

本発明によれば、作業者の意思によって任意のタイミングで、変更したパラメータを機械側に反映させることができ、作業者の意思によらずに変更パラメータが機械側に影響することを防止できる。

これにより、作業者がパラメータを変更する毎に、パラメータを反映させるために工作機械の電源停止を行うことを不要にでき、パラメータの変更作業が加工作業ひいては歩掛りに大きく影響するという不都合を解消することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムを用い、変更パラメータの追加、未反映パラメータリストの更新の要否を判定するフローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムを用い、反映トリガを検知して変更パラメータを使用パラメータに反映させるフローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムの変更パラメータ表示手段で表示される画像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムを用いた場合の変更パラメータが使用パラメータに反映されるタイミングを示す図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムを用いた場合の変更パラメータが使用パラメータに反映されるタイミングを示す図である。 従来の工作機械の制御システムを用いた場合の変更パラメータが使用パラメータに反映されるタイミングを示す図である。

以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係る工作機械の制御システムについて説明する。

本実施形態の工作機械の制御システムＡは、オプション、パラメータ、ＮＣプログラム、マクロプログラム、マクロ変数、ワーク原点オフセット、工具オフセット、工具形状データ、工具管理データなどの各種データをＮＣ旋盤やマシニングセンタなどの工作機械側（ＣＮＣ：コンピュータ数値制御）で反映させ、加工作業を自動化するように構成されている。また、工作機械の制御システムＡは、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭ（read only memory)やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ、ＣＰＵ（control processing unit）、および通信制御部を備えたコンピュータを用いて構成されている。
なお、パラメータとしては、例えば、傾斜軸制御に関する傾斜軸の傾斜角度、傾斜軸の軸番号など、工作機械の制御等に関する各種パラメータが挙げられる。

さらに、本実施形態の工作機械の制御システムＡは、図１に示すように、記憶手段１と、未反映パラメータリスト更新手段２と、未反映パラメータリスト総数カウント手段３と、未反映パラメータ表示手段４と、変更パラメータ照合手段５と、変更パラメータ反映条件設定手段６と、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７と、変更パラメータ選択手段８と、変更パラメータ反映手段９と、パラメータを入力するパラメータ入力手段１０と、使用パラメータ表示手段１６とを備えて構成されている。

記憶手段１は、パラメータを変更した際に一時的に変更したパラメータ（変更パラメータ）を記憶する。また、記憶手段１は、機械側に反映させていないパラメータ（未反映パラメータ）のリスト１１を記憶する。さらに、記憶手段１は、パラメータを反映させる際の条件のデータ１５を記憶する。

未反映パラメータリスト更新手段２は、パラメータを変更した際に、機械側に反映させていない変更パラメータ（未反映パラメータ）のリスト１１を生成・更新する。

未反映パラメータリスト総数カウント手段３は、未反映パラメータリスト１１の未反映パラメータの数をカウントする。また、未反映パラメータリスト１１が更新される度に未反映パラメータの数をカウントする。

未反映パラメータ表示手段４は、未反映パラメータリスト更新手段２で更新（生成）した未反映パラメータリスト１１の未反映パラメータを未反映パラメータ表示部１２で表示させる。

変更パラメータ照合手段５は、パラメータを変更した際に、変更パラメータが未反映パラメータリスト１１に存在するか否かを確認する。

変更パラメータ反映条件設定手段６は、変更パラメータを機械側に反映させる条件（反映トリガ）を設定する。変更パラメータを機械側に反映させる条件としては、例えば、作業者の意思による通常の工作機械の電源の再投入（給電操作、起動）、作業者によるパラメータをリセットさせるリセット操作の実行、作業者による変更パラメータ毎の特定ボタンの押下操作の実行などが挙げられる。なお、変更パラメータ反映条件設定手段６は、変更パラメータを機械側に反映させる条件を無条件として設定することもできる。

変更パラメータ反映条件検出／判定手段７は、変更パラメータを機械側に反映させる条件、すなわち、例えば、作業者の意思による通常の工作機械の電源の再投入（給電操作、起動）、リセット操作、特定ボタンの押下操作などの反映トリガを検出する。

また、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７は、検出した条件が変更パラメータを機械側に反映させる条件（反映トリガ）であるか否かを判定する。
例えば、工作機械の電源の再投入が変更パラメータを機械側に反映させる条件である場合には、停電などの不測の電源停止や緊急の電源停止が生じた後に工作機械に電源を再投入する場合と、作業者の意思による通常の工作機械の電源の再投入を区別できる不測、緊急の電源停止検知／記憶手段などを備え、この電源停止検知／記憶手段などの検知、記憶結果に基づいて、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７で検出した条件が変更パラメータを機械側に反映させる条件であるか否かを判定する。

変更パラメータ選択手段８は、複数の変更パラメータの少なくとも一部を選択的に機械側に反映させるための手段である。例えば、変更パラメータ選択手段８は、作業者の意思によって、各変更パラメータに対応した特定ボタンの押下操作が行われた場合に、押下操作を行った特定ボタンに対応する変更パラメータのみを機械側に反映させるように構成されている。

変更パラメータ反映手段９は、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７で、検出した条件が変更パラメータを機械側に反映させる条件であると判定された場合に、未反映の変更パラメータを、ＣＮＣの各機能を制御するための使用パラメータ１３として反映させる。また、本実施形態では、変更パラメータ反映手段９で反映させる使用パラメータ１３が表示部１４で表示される。

パラメータ入力手段１０は、作業者がパラメータを入力して記憶手段１に記憶させるための手段であり、使用パラメータ表示手段１６は、使用パラメータ１３を使用パラメータ表示部１４で表示させる。

そして、本実施形態の工作機械の制御システムＡでパラメータの変更を行う際には、図２（及び図１）に示すように、まず、作業者がパラメータ入力手段１０を用いてパラメータの変更を行うと、変更されたパラメータが記憶手段１に一時的に記憶される。これとともに、記憶手段１から変更パラメータが変更パラメータ照合手段５で取得され（Ｓｔｅｐ１）、変更パラメータが未反映パラメータリスト１１に存在するか否かが確認される（Ｓｔｅｐ２）。

変更パラメータが未反映パラメータリスト１１に存在しない場合には、未反映パラメータリスト更新手段２によって変更パラメータが未反映パラメータリスト１１に追加される（Ｓｔｅｐ３）。また、未反映パラメータリスト総数カウント手段３によって未反映パラメータリスト総数が更新される（Ｓｔｅｐ４）。さらに、未反映パラメータ表示手段４によって、更新した未反映パラメータリスト１１が表示部１２の画面に表示される（Ｓｔｅｐ５）。

一方、変更パラメータが未反映パラメータリスト１１に存在する場合には、変更パラメータ照合手段５によって未反映パラメータリスト１１のパラメータ（未反映値）が変更パラメータ（入力値）と同じであるか否かが確認される（Ｓｔｅｐ６）。

未反映パラメータリスト１１のパラメータ（未反映値）が変更パラメータ（入力値）と同じである場合には、特に変更を必要としないため、そのままで終わる（Ｓｔｅｐ７）。

未反映パラメータリスト１１のパラメータ（未反映値）が変更パラメータ（入力値）と異なる場合には、その時点で工作機械の制御に使用している使用パラメータ（現在値）が変更パラメータ（入力値）と同じであるか否かが確認される（Ｓｔｅｐ８）。

使用パラメータ（現在値）が変更パラメータ（入力値）と同じである場合には、未反映パラメータリスト更新手段２によって未反映パラメータリスト１１から変更パラメータ（入力値）を削除し（Ｓｔｅｐ９）、未反映パラメータリスト総数カウント手段３によって未反映パラメータリスト１１の総数を更新するとともに（Ｓｔｅｐ１０）、更新した未反映パラメータリスト１１を未反映パラメータ表示手段４によって未反映パラメータ表示部１２の画面に表示させる（Ｓｔｅｐ１１）。

使用パラメータ（現在値）が変更パラメータ（入力値）と異なる場合には、未反映パラメータリスト更新手段２によって未反映パラメータリストを更新して変更パラメータ（入力値）を追加し（Ｓｔｅｐ１２）、更新した未反映パラメータリスト１１を未反映パラメータ表示手段４によって未反映パラメータ表示部１２の画面に表示させる（Ｓｔｅｐ１３）。

一方、本実施形態の工作機械の制御システムＡにおいては、図１に示すように、予め、変更パラメータ反映条件設定手段６によってパラメータを反映させる条件（反映トリガ）のデータ１５を設定し、記憶手段１に記憶させておく。

そして、本実施形態の工作機械の制御システムＡでは、図３（及び図１）に示すように、反映トリガが変更パラメータ反映条件検出／判定手段７で検出されると、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７によって、未反映パラメータリスト総数カウント手段３でカウントされた未反映パラメータの総数が「０」であるか否かが確認される（Ｓｔｅｐ１４）。

未反映パラメータリスト総数が「０」である場合には、工作機械側に反映させる変更パラメータがないため、そのまま終了する（Ｓｔｅｐ１５）。

未反映パラメータリスト総数が「０」でない場合、すなわち、未反映パラメータリスト１１に、まだ反映させていない変更パラメータがある場合には、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７で検出した反映トリガを未反映パラメータリスト更新手段２、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７が取得する（Ｓｔｅｐ１６）。これとともに、未反映パラメータリスト更新手段２、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７が未反映パラメータリスト１１から未反映パラメータを取得する（Ｓｔｅｐ１７）。

さらに、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７が変更パラメータ反映条件設定手段６で予め設定した未反映パラメータの反映条件を、パラメータ反映条件データ１５から取得する（Ｓｔｅｐ１８）。

そして、変更パラメータ反映条件検出／判定手段７は、検出した反映トリガと未反映パラメータの反映条件（設定された反映トリガ）が同じであるか否かを確認する（Ｓｔｅｐ１９）。

検出した反映トリガと未反映パラメータの反映条件とが同じである場合には、変更パラメータ反映手段９が変更パラメータを使用パラメータ１３とするとともに使用パラメータ表示手段１６で使用パラメータ表示部１４に表示させる（Ｓｔｅｐ２０）。また、未反映パラメータリスト１１から使用パラメータ１３として反映させた変更パラメータを削除し（Ｓｔｅｐ２１）、更新した未反映パラメータリストを表示部１２に表示させる（Ｓｔｅｐ２２）。

また、未反映パラメータリスト１１の全未反映パラメータの比較・照合が完了したか否かを確認し（Ｓｔｅｐ２３）、完了している場合には変更パラメータの反映操作が終了する（Ｓｔｅｐ２４）。完了していない場合には、未反映パラメータリスト１１の全未反映パラメータの比較・照合が完了するまで、未反映パラメータリストから未反映パラメータを取得し（Ｓｔｅｐ２５、Ｓｔｅｐ１７）、上記と同様の操作を繰り返し行う。

ここで、図４は、未反映パラメータ表示手段４によって表示部１２に表示させる画面の一例を示しており、このような画面を見ることで、作業者は未反映パラメータがあるかを容易に認識することができる。

したがって、本実施形態の工作機械の制御システムＡにおいては、図５に示すように、特定のパラメータに対して、保存された変更パラメータと使用パラメータが同じ値でないパラメータの未反映状態を容易に特定できる。

また、作業者が電源の停止、投入を行ったり、図６に示すように、特定ボタンの押下操作やリセット操作を行うなどの予め作業者が任意に設定した反映トリガに応じて、すなわち、作業者の意思によって任意のタイミングで、変更パラメータを機械側に反映させることができ、作業者の意思によらずに変更パラメータが機械側に影響することを防止できる。

よって、本実施形態の工作機械の制御システムＡによれば、作業者がパラメータを変更する毎に、このパラメータを反映させるために工作機械の電源停止を行うことを不要にでき、パラメータの変更作業が加工作業ひいては歩掛りに大きく影響するという不都合を解消することが可能になる。

また、本実施形態の工作機械の制御システムＡにおいては、複数の変更パラメータを記憶手段１（未反映パラメータリスト１１）に予め保存でき、反映トリガによって使用パラメータを一気に更新することができる。

また、複数の反映トリガによって使用パラメータを更新することも自在に設定することができる。

以上、本発明に係る工作機械の制御システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 記憶手段
２ 未反映パラメータリスト更新手段
３ 未反映パラメータリスト総数カウント手段
４ 未反映パラメータ表示手段
５ 変更パラメータ照合手段
６ 変更パラメータ反映条件設定手段
７ 変更パラメータ反映条件検出／判定手段
８ 変更パラメータ選択手段
９ 変更パラメータ反映手段
１０ パラメータ入力手段
１１ 未反映パラメータリスト
１２ 未反映パラメータ表示部
１３ 使用パラメータ
１４ 使用パラメータ表示部
１５ パラメータ反映条件データ
１６ 使用パラメータ表示手段
Ａ 工作機械の制御システム

Claims (3)

1. コンピュータ数値制御によってパラメータを反映させることにより自動化された工作機械の制御システムであって、
   前記パラメータを変更した際に、変更したパラメータである変更パラメータを記憶する記憶手段と、
   作業員によって前記変更パラメータを反映させる条件を任意に設定できる変更パラメータ反映条件設定手段と、
   前記条件が検出された際に、未反映の前記変更パラメータを反映させる変更パラメータ反映手段とを備える、工作機械の制御システム。
2. 前記変更パラメータを反映させる条件が、１つ又は複数設定され、少なくとも作業者の意思によって行われる工作機械への電源の給電操作である、請求項１に記載の工作機械の制御システム。
3. 前記記憶手段に未反映パラメータリストが記憶されており、
   前記パラメータを変更した際に、前記未反映パラメータリストを更新する未反映パラメータリスト更新手段と、
   前記未反映パラメータリストを表示する未反映パラメータ表示手段とを備える、請求項１または請求項２に記載の工作機械の制御システム。

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