WO2023140234A1 - 工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム - Google Patents

工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム Download PDF

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WO2023140234A1
WO2023140234A1 PCT/JP2023/001116 JP2023001116W WO2023140234A1 WO 2023140234 A1 WO2023140234 A1 WO 2023140234A1 JP 2023001116 W JP2023001116 W JP 2023001116W WO 2023140234 A1 WO2023140234 A1 WO 2023140234A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machine tool
distance
display
distance sensor
moving body
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/001116
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
広志 小林
大樹 中尾
Original Assignee
Dmg森精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2023140234A1 publication Critical patent/WO2023140234A1/ja

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4063Monitoring general control system

Definitions

  • the present disclosure relates to a machine tool, a machine tool control method, and a machine tool control program.
  • Patent Document 1 discloses a machine tool equipped with a worker detection function.
  • the machine tool changes the execution frequency of the monitoring process depending on whether or not the operator is detected.
  • Examples of the monitoring process include work shape measurement process and tool wear amount measurement process.
  • the control mode of the machine tool disclosed in Patent Document 1 is changed according to the presence or absence of an operator. A worker may be near the machine tool or may be away from the machine tool. An appropriate control mode of the machine tool differs according to the positional relationship of the operator with respect to the machine tool. Therefore, it is desired to change the control mode of the machine tool according to the positional relationship with the operator.
  • the machine tool includes a distance sensor.
  • the distance sensor detects a distance between an operator of the machine tool and the distance sensor.
  • the machine tool includes a control section for controlling the machine tool.
  • the control unit executes a process of acquiring the distance from the distance sensor and a process of changing a control mode of the machine tool according to the distance acquired in the acquiring process.
  • the machine tool further includes a display.
  • the process of changing the control mode includes a process of changing the display mode of the display according to the distance acquired in the acquisition process.
  • the process of changing the display mode includes a process of enlarging the display of the display as the distance obtained in the obtaining process increases.
  • the machine tool further includes a moving body that makes the position of the tool or work variable.
  • the display magnified by the magnifying process includes position information related to the moving body, temperature information related to the moving body, or vibration information related to the moving body.
  • the machine tool further includes a portable operating device configured to accept a movement operation of the moving body.
  • the control unit executes the enlargement process while the operating device receives the movement operation.
  • the machine tool further includes a light source for illuminating the inside of the machine tool.
  • the process of changing the control mode includes a process of increasing the illuminance of the light source as the distance obtained in the obtaining process increases.
  • a machine tool in another example, includes a display, a drive section for changing the orientation of the display, a position sensor for detecting the position of a worker with respect to the display, and a control section for controlling the machine tool.
  • the control unit performs a process of acquiring the position from the position sensor, and a process of controlling the drive unit so that the display surface of the display faces the worker based on the position acquired in the acquiring process.
  • Another example of the present disclosure provides a control method for a machine tool having a distance sensor.
  • the distance sensor detects a distance between an operator of the machine tool and the distance sensor.
  • the control method includes a step of acquiring the distance from the distance sensor, and a process of changing a control mode of the machine tool according to the distance acquired in the acquiring step.
  • Another example of the present disclosure provides a control program for a machine tool having a distance sensor.
  • the distance sensor detects a distance between an operator of the machine tool and the distance sensor.
  • the control program causes the machine tool to perform a step of acquiring the distance from the distance sensor, and a process of changing a control mode of the machine tool according to the distance acquired in the acquiring step.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example in which part of the screen is enlarged;
  • FIG. 10 is a diagram showing still another example in which part of the screen is enlarged;
  • It is a figure which shows an example of the relationship between the distance detected by the distance sensor, and the illumination intensity of a light source.
  • It is a schematic diagram which shows an example of the hardware constitutions of a control panel.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of control mode change processing; It is a figure which shows the structural example of a machine tool.
  • 1 is a diagram showing a camera that is an example of a position sensor;
  • FIG. 10 is a diagram showing the state of the operation panel when an operator is near the machine tool;
  • FIG. 10 is a diagram showing the state of the operation panel when the operator is away from the machine tool;
  • 7 is a flowchart showing an example of control mode change processing;
  • FIG. 1 is a diagram showing the appearance of a machine tool 100. As shown in FIG.
  • Machine tool as used in this specification is a concept that includes various devices equipped with the function of machining a workpiece.
  • a horizontal machining center will be described as an example of machine tool 100, but machine tool 100 is not limited to this.
  • machine tool 100 may be a vertical machining center.
  • machine tool 100 may be a lathe, an additional processing machine, or other cutting or grinding machine.
  • the machine tool 100 may be a compound machine combining these.
  • the machine tool 100 includes an operation panel 20 and a cover body 22.
  • the operation panel 20 may be a general-purpose computer or a computer designed exclusively for the machine tool 100 .
  • the operation panel 20 has a display 205 for displaying various information regarding machining.
  • the display 205 is, for example, a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, or other display device. Further, the display 205 has a touch panel, and receives various operations for the machine tool 100 by touch operations.
  • the cover body 22 is also called a splash guard, forms the appearance of the machine tool 100, and defines a work machining area.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the positional relationship between the machine tool 100 and the worker U.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of the positional relationship between machine tool 100 and operator U. In FIG. 2 and 3 show top views of the machine tool 100 shown in FIG.
  • a distance sensor 130 is provided in the machine tool 100 .
  • Distance sensor 130 is provided, for example, on the side surface of cover body 22 described above, and detects the distance between operator U and distance sensor 130 .
  • Distance sensor 130 may be, for example, an optical sensor, an ultrasonic sensor, a radio wave sensor, or a camera such as a stereo camera.
  • the distance sensor 130 When the distance sensor 130 is an optical sensor, the distance sensor 130 emits light and receives light reflected by the worker U. The distance sensor 130 calculates the distance to the worker U based on the time from the irradiation of light to the reception of the reflected wave of the light. The longer the time, the longer the distance, and the shorter the time, the shorter the distance. The distance calculation process may be performed by the distance sensor 130 or by the machine tool 100 .
  • the distance sensor 130 When the distance sensor 130 is an ultrasonic sensor, the distance sensor 130 emits ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves reflected by the worker U in front of the distance sensor 130 .
  • the distance sensor 130 calculates the distance to the worker U based on the time from when the ultrasonic waves are emitted until when the reflected waves of the ultrasonic waves are received. The longer the time, the longer the distance, and the shorter the time, the shorter the distance.
  • the distance calculation process may be performed by the distance sensor 130 or by the machine tool 100 .
  • the distance sensor 130 is a stereo camera
  • the distance sensor 130 is composed of two or more cameras.
  • the distance sensor 130 calculates the distance to the worker U based on the positional difference (that is, parallax) of the worker U in the images obtained from each camera. The smaller the difference, the longer the distance, and the larger the difference, the shorter the distance.
  • the distance calculation process may be performed by the distance sensor 130 or by the machine tool 100 .
  • the machine tool 100 acquires the distance to the worker U from the distance sensor 130, and changes the control mode of the machine tool 100 according to the distance. Thereby, the machine tool 100 can change the control mode stepwise according to the positional relationship with the worker U, and can realize more appropriate control.
  • the control mode of machine tool 100 includes at least two of a first control mode and a second control mode.
  • Machine tool 100 controls machine tool 100 in the first control mode when the distance to operator U is shorter than a predetermined threshold value “th”.
  • FIG. 2 shows an example in which the distance from the distance sensor 130 to the worker U is "d1". It is assumed that the distance "d1" is shorter than the threshold "th". In this case, machine tool 100 controls itself in the first control mode.
  • machine tool 100 controls the control mode of machine tool 100 in the second control mode when the distance to worker U is equal to or greater than the predetermined threshold value "th".
  • FIG. 3 shows an example in which the distance from the distance sensor 130 to the worker U is "d2". It is assumed that the distance "d2" is greater than or equal to the threshold "th". In this case, machine tool 100 controls itself in the second control mode.
  • control mode of machine tool 100 is changed between two control modes according to the distance to worker U
  • control mode of machine tool 100 may be changed among three or more control modes according to the distance to worker U.
  • FIGS. 2 and 3 show an example in which only one distance sensor 130 is provided in machine tool 100 , but two or more distance sensors 130 may be provided in machine tool 100 .
  • the distance sensor 130 that outputs the distance to the worker U has been described above, the distance sensor 130 may be replaced by a position sensor capable of detecting the position of the worker U.
  • machine tool 100 calculates the distance between operator U and machine tool 100 based on the position of operator U, and changes the control mode according to the calculated distance.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the machine tool 100. As shown in FIG.
  • the machine tool 100 includes a control unit 50, motor drivers 111R, 111X to 111Z, motors 112R, 112X to 112Z, a support 113, a light source 125, a distance sensor 130, a spindle head 131, and a table 136.
  • the spindle head 131 includes a spindle 132 and a housing 133 .
  • the main shaft 132 is provided inside the housing 133 .
  • a tool for machining a workpiece W which is a workpiece, is attached to the spindle 132 .
  • a tool 134 used for milling the workpiece W is attached to the spindle 132 .
  • the axial direction of the main shaft 132 is hereinafter referred to as the "Z direction".
  • the gravitational direction is called "Y direction”.
  • a direction orthogonal to both the Y-axis direction and the Z-axis direction is called an "X direction”.
  • control unit 50 means a device that controls the machine tool 100.
  • the device configuration of the control unit 50 is arbitrary.
  • the control section 50 may be composed of a single control unit, or may be composed of a plurality of control units. In the example of FIG. 4 , the control section 50 is composed of the operation panel 20 and the CNC unit 30 .
  • the operation panel 20 is connected to a network NW1 such as a field network, for example, and communicates with the CNC unit 30 via the network NW1.
  • Operation panel 20 is connected to network NW2 using a wireless LAN, wired LAN, or the like, and communicates with light source 125 for illuminating the inside of machine tool 100, distance sensor 130 for detecting the distance to the operator, and the like.
  • the CNC unit 30 Upon receiving the machining start command, the CNC unit 30 starts executing a pre-designed machining program.
  • the machining program is written in, for example, an NC (Numerical Control) program.
  • the CNC unit 30 controls the motor drivers 111R, 111X to 111Z according to the machining program to machine the workpiece W fixed to the table 136.
  • the motor driver 111R sequentially receives input of the target rotation speed from the control unit 50 and controls the motor 112R.
  • the motor 112R rotates the main shaft 132 around the Z direction.
  • the motor 112R may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • the motor driver 111R calculates the actual rotational speed of the motor 112R from a feedback signal from an encoder (not shown) for detecting the rotational angle of the motor 112R.
  • the motor driver 111R increases the rotation speed of the motor 112R when the calculated actual rotation speed is lower than the target rotation speed, and decreases the rotation speed of the motor 112R when the calculated actual rotation speed is higher than the target rotation speed. In this way, the motor driver 111R brings the rotation speed of the motor 112R closer to the target rotation speed while sequentially receiving the feedback of the rotation speed of the motor 112R.
  • the motor driver 111X sequentially receives input of the target position from the control unit 50 and controls the motor 112X.
  • the motor 112X feeds and drives the support 113 to which the spindle head 131 is attached via a ball screw (not shown) to move the spindle 132 to an arbitrary position in the X direction. Since the method of controlling motor 112X by motor driver 111X is the same as that of motor driver 111R, description thereof will not be repeated.
  • the motor 112X may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • the motor driver 111Y sequentially receives input of the target position from the control unit 50 and controls the motor 112Y.
  • the motor 112Y feeds and drives the support 113 to which the spindle head 131 is attached via a ball screw (not shown) to move the spindle 132 to any position in the Y direction. Since the method of controlling motor 112Y by motor driver 111Y is the same as that of motor driver 111R, description thereof will not be repeated.
  • the motor 112Y may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • the motor driver 111Z sequentially receives input of the target position from the control unit 50 and controls the motor 112Z.
  • a motor 112Z feeds and drives the support 113 to which the spindle head 131 is attached via a ball screw (not shown) to move the spindle 132 to an arbitrary position in the Z direction. Since the method of controlling motor 112Z by motor driver 111Z is the same as that of motor driver 111R, description thereof will not be repeated.
  • the motor 112Z may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • control unit 50 of the machine tool 100 changes the display mode of the display 205 (see FIG. 1) according to the distance detected by the distance sensor 130.
  • control unit 50 enlarges part or all of the display on display 205 as the distance detected by distance sensor 130 increases.
  • controller 50 reduces part or all of the display on the display 205 as the distance detected by the distance sensor 130 is shorter.
  • the operator can confirm the contents of the display 205 even when the operator is away from the machine tool 100 .
  • the operator is near machine tool 100 , more content is displayed on display 205 .
  • the display content to be enlarged/reduced on the display 205 is arbitrary.
  • the display content to be enlarged/reduced includes information on a tool or a movable body that can change the position of the workpiece.
  • the moving body include the spindle 132 described above, the tool 134 described above, the table 136 described above, and parts driven within the machine tool 100 .
  • the display contents to be enlarged/reduced include, for example, position information about the moving body, temperature information about the moving body, or vibration information about the moving body.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which a portion of the screen displayed on the display 205 is enlarged.
  • FIG. 5 shows a monitoring screen 40 as a screen example.
  • the monitoring screen 40 displays various information about the spindle 132, for example.
  • the monitoring screen 40 includes display fields 42-45.
  • the position information of the spindle 132 is displayed in the display field 42 .
  • the position information includes, for example, coordinate values in the X direction, coordinate values in the Y direction, and coordinate values in the Z direction.
  • the coordinate values in the X direction are calculated, for example, by the motor driver 111X (see FIG. 4) described above. More specifically, the motor driver 111X calculates coordinate values of the main shaft 132 in the X direction based on a feedback signal from an encoder (not shown) for detecting the rotation angle of the motor 112X. The relationship between the coordinate value of the main shaft 132 in the X direction and the rotation angle of the motor 112X is determined in advance.
  • the control unit 50 of the machine tool 100 periodically acquires the coordinate values of the spindle 132 in the X direction from the motor driver 111X. In a similar manner, the controller 50 periodically acquires the coordinate values of the spindle 132 in the Y direction from the motor driver 111Y (see FIG. 4). In a similar manner, the controller 50 periodically acquires the coordinate values of the main shaft 132 in the Z direction from the motor driver 111Z (see FIG. 4). The coordinate values of the main axis 132 in the X-Z directions are displayed in the display field 42. FIG.
  • the display field 43 displays the rotational speed of the main shaft 132 with the axial direction of the main shaft 132 as the center of rotation, and the feed speed indicating the moving speed of the main shaft 132 .
  • the rotational speed of the main shaft 132 is calculated, for example, by the motor driver 111R (see FIG. 4) described above. More specifically, the motor driver 111R sequentially calculates the actual rotational speed of the motor 112R from a feedback signal from an encoder (not shown) for detecting the rotational angle of the motor 112R. The control unit 50 periodically acquires the actual rotation speed from the motor driver 111R and displays the actual rotation speed in the display field 43. FIG.
  • the feed speed of the spindle 132 is calculated, for example, based on feedback signals from the motor drivers 111X, 111Y, and 111Z (see FIG. 4). More specifically, the control unit 50 acquires the moving speed of the main shaft 132 in the X direction from the motor driver 111X, the moving speed of the main shaft 132 in the Y direction from the motor driver 111Y, and the moving speed of the main shaft 132 in the Z direction from the motor driver 111Z. After that, the control unit 50 squares each moving speed of the main shaft 132 in the X-Z direction and takes the root for the sum of the squared moving speeds. The calculation result is displayed in the display field 43 as the feed speed of the spindle 132 .
  • the temperature information of the main shaft 132 is displayed in the display column 44 .
  • the temperature of spindle 132 is detected by, for example, a temperature sensor (not shown).
  • the temperature sensor is provided, for example, in housing 133 of main shaft 132 .
  • the controller 50 displays the temperature detected by the temperature sensor in the display field 44 .
  • Vibration information relating to the spindle 132 is displayed in the display column 44 .
  • the vibration information includes, for example, the vibration frequency of main shaft 132 and the vibration intensity of main shaft 132 .
  • the vibration frequency and the vibration intensity are detected using, for example, an acceleration sensor (not shown).
  • the acceleration sensor is provided in the housing 133 of the main shaft 132, for example.
  • control unit 50 samples the acceleration detected by the acceleration sensor during machining of the workpiece at a predetermined sampling rate, and fast Fourier transforms (FFT) the sampling results. Thereby, a spectrum is obtained in which the vibration intensity is shown for each frequency.
  • the control unit 50 identifies the maximum vibration intensity among the vibration intensities included in the spectrum, and displays the maximum vibration intensity in the display field 45 . Further, the control unit 50 displays the frequency corresponding to the maximum vibration intensity in the spectrum in the display column 45 as the vibration frequency.
  • the vibration intensity is presented to the operator, for example, by the vibration meter 45A.
  • the vibration meter 45A presents the current vibration intensity of the main shaft 132 to the operator by means of a meter. The meter moves according to the vibration intensity of the spindle 132 .
  • Vibration meter 45A is divided into, for example, a low vibration intensity category and a high vibration intensity category. If the meter belongs to the low vibration intensity category, then chatter is not occurring. If the meter belongs to the high vibration intensity category, chatter vibration is occurring. Chatter vibration is vibration that occurs when the relationship between the rotational speed of the spindle 132 and the cutting width of the workpiece by the tool 134 satisfies a predetermined condition. When chatter vibration occurs, the cutting accuracy of the work decreases.
  • the control unit 50 enlarges the display contents of the monitoring screen 40 as the distance detected by the distance sensor 130 increases.
  • the relationship between the distance detected by distance sensor 130 and the magnification of display is defined in advance. As an example, the longer the distance, the larger the magnification, and the shorter the distance, the smaller the magnification.
  • the position information of the spindle 132 in the display field 42 is enlarged.
  • the control unit 50 displays the display field 42 with an enlargement ratio according to the distance detected by the distance sensor 130 . Thereby, the operator can confirm the position information of the spindle 132 even from a place away from the machine tool 100 .
  • FIG. 6 is a diagram showing another example in which part of the screen is enlarged.
  • the control unit 50 changes the display size of the temperature information in the display field 44 based on the distance detected by the distance sensor 130.
  • FIG. 7 is a diagram showing still another example in which a portion of the screen is enlarged.
  • the control unit 50 changes the display size of the temperature information in the display column 45 based on the distance detected by the distance sensor 130.
  • the controller 50 reduces the display of the vibration information in the display field 45 as the distance detected by the distance sensor 130 is shorter.
  • the display fields to be enlarged/reduced in the monitoring screen 40 can be arbitrarily set by the operator.
  • the setting operation is performed on the setting screen, for example.
  • the setting screen is configured to be able to accept a selection operation for each display column of the monitoring screen 40 .
  • the screen display enlargement processing shown in FIGS. 5 to 7 is executed at an arbitrary timing.
  • the machine tool 100 is provided with a later-described portable operator 250 (see FIG. 9) configured to be capable of receiving a movement operation of a movable body such as the main shaft 132 .
  • the operation device 250 is connected to the operation panel 20 by wire or wirelessly.
  • the operator can leave the operation panel 20 and move various moving bodies in the machine tool 100 by using the operation device 250 .
  • the control unit 50 executes the screen display enlargement process shown in FIGS. 5 to 7 while the operation device 250 is accepting the movement operation. Thereby, the operator can confirm the display contents of the display 205 even from a position away from the operation panel 20 .
  • the controller 50 of the machine tool 100 changes the illuminance of the light source 125 (see FIG. 4) according to the distance detected by the distance sensor 130.
  • a light source 125 is provided in the machining area so as to illuminate the interior of the machine tool 100 .
  • the controller 50 increases the illuminance of the light source 125 as the distance detected by the distance sensor 130 increases. In other words, the controller 50 makes the illuminance of the light source 125 darker as the distance detected by the distance sensor 130 is shorter. This makes it easier for the operator to see the inside of the machine tool 100 even when the operator is away from the machine tool 100 . On the other hand, when the worker is near machine tool 100, the power consumption of light source 125 is reduced.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the distance detected by the distance sensor 130 and the illuminance of the light source 125.
  • FIG. The relationship between the distance detected by distance sensor 130 and the illuminance of light source 125 is defined in advance.
  • the control unit 50 keeps the illuminance of the light source 125 constant until the distance detected by the distance sensor 130 exceeds a predetermined threshold th1.
  • controller 50 increases the illuminance of light source 125 as the distance increases.
  • the control unit 50 assumes that the operator is not in front of the machine tool 100 and turns off the light source 125 .
  • the controller 50 may lower the illuminance of the light source 125 as the distance detected by the distance sensor 130 increases. In other words, the controller 50 may increase the illuminance of the light source 125 as the distance detected by the distance sensor 130 is shorter. This makes it easier for the operator to check the inside of the machine tool 100 as it gets closer to the machine tool 100 .
  • the number of light sources 125 provided in the machine tool 100 may be two or more.
  • the control unit 50 changes the illuminance of each of the light sources 125 according to the distance between each of the light sources 125 and the worker U.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the hardware configuration of the operation panel 20. As shown in FIG.
  • the operation panel 20 includes a control circuit 201, a ROM 202, a RAM 203, a communication interface 204, a display 205, an input device 207, a communication interface 208, and an auxiliary storage device 220. These components are connected to bus 209 .
  • the control circuit 201 is composed of, for example, at least one integrated circuit.
  • An integrated circuit may be comprised of, for example, at least one CPU, at least one GPU, at least one ASIC, at least one FPGA, or combinations thereof.
  • the control circuit 201 controls the operation of the operation panel 20 by executing various programs such as the control program 222 and operating system.
  • the control circuit 201 reads the control program 222 from the auxiliary storage device 220 or the ROM 202 to the RAM 203 based on the reception of the instruction to execute the control program 222 .
  • the RAM 203 functions as a working memory and temporarily stores various data necessary for executing the control program 222 .
  • a LAN, an antenna, and the like are connected to the communication interface 204 .
  • Operation panel 20 is connected to network NW1 via communication interface 204 . Thereby, the operation panel 20 exchanges data with external devices connected to the network NW1.
  • the external equipment includes, for example, the above-described CNC unit 30 and a server (not shown).
  • the display 205 is, for example, a liquid crystal display, organic EL display, or other display device.
  • the display 205 outputs an image signal for displaying an image to the display 205 according to a command from the control circuit 201 or the like.
  • the display 205 is configured by, for example, a touch panel, and receives various operations for the machine tool 100 by touch operations. Note that the display 205 may be configured integrally with the operation panel 20 or may be configured separately from the operation panel 20 .
  • the input device 207 is, for example, a mouse, keyboard, touch panel, or other device capable of receiving user operations. Note that the input device 207 may be configured integrally with the operation panel 20 or may be configured separately from the operation panel 20 .
  • a communication interface 208 is an interface for realizing communication with a portable operation device 250 .
  • Operation device 250 is connected to operation panel 20 by wire, for example.
  • Manipulator 250 is also called a manual pulse generator, and receives movement operations of various moving bodies (for example, spindle 132, table 136, etc.) within machine tool 100 . The movement operation is received by, for example, a handle provided on operation device 250 .
  • the operation device 250 does not necessarily have to be connected to the operation panel 20 by wire.
  • the operation device 250 may be wirelessly connected to the operation panel 20 .
  • the auxiliary storage device 220 is, for example, a storage medium such as a hard disk or flash memory.
  • the auxiliary storage device 220 stores control programs 222, control parameters 224, and the like.
  • Control program 222 includes a program for changing the control mode of machine tool 100 according to the distance detected by distance sensor 130 .
  • Control parameters 224 are referenced by control program 222 .
  • the storage location of the control program 222 and the control parameters 224 is not limited to the auxiliary storage device 220, but may be stored in the storage area of the control circuit 201 (eg, cache memory, etc.), ROM 202, RAM 203, or external equipment (eg, server).
  • control program 222 may be provided not as a standalone program but as part of an arbitrary program. In this case, the control processing by the control program 222 is implemented in cooperation with any program. Even a program that does not include such a part of modules does not deviate from the gist of control program 222 according to the present embodiment. Furthermore, some or all of the functions provided by control program 222 may be implemented by dedicated hardware. Furthermore, the control panel 20 may be configured in a form like a so-called cloud service in which at least one server executes part of the processing of the control program 222 .
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the CNC unit 30. As shown in FIG.
  • the CNC unit 30 includes a control circuit 301, a ROM 302, a RAM 303, a communication interface 304, a fieldbus controller 305, and an auxiliary storage device 320. These components are connected to internal bus 309 .
  • the control circuit 301 is composed of, for example, at least one integrated circuit.
  • An integrated circuit may be configured by, for example, at least one CPU, at least one GPU (Graphics Processing Unit), at least one ASIC (Application Specific Integrated Circuit), at least one FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • the control circuit 301 controls the operation of the CNC unit 30 by executing various programs such as the machining program 322 .
  • the machining program 322 is a program for realizing workpiece machining.
  • the control circuit 301 reads the machining program 322 from the ROM 302 to the RAM 303 based on the acceptance of the instruction to execute the machining program 322 .
  • the RAM 303 functions as a working memory and temporarily stores various data necessary for executing the machining program 322 .
  • a LAN, WLAN, Bluetooth (registered trademark), or the like is connected to the communication interface 304 .
  • CNC unit 30 is connected to network NW1 via communication interface 304 . Thereby, the CNC unit 30 exchanges data with external devices connected to the network NW1.
  • the external device includes, for example, the operation panel 20 and a server (not shown).
  • the fieldbus controller 305 is a communication unit for realizing communication with various units connected to the fieldbus.
  • units connected to the field bus include various drive units (for example, the motor drivers 111R and 111X to 111Z described above) for realizing work machining.
  • the auxiliary storage device 320 is, for example, a storage medium such as a hard disk or flash memory.
  • the auxiliary storage device 320 stores a machining program 322 and the like.
  • the storage location of the machining program 322 is not limited to the auxiliary storage device 320, and may be stored in the storage area of the control circuit 301 (for example, cache memory), ROM 302, RAM 303, external equipment (for example, server), and the like.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of control mode change processing.
  • the processing shown in FIG. 11 is implemented by the control unit 50 executing the control program. In a certain aspect, part or all of the processing shown in FIG. 11 is performed by operation panel 20 described above. In other aspects, some or all of the processing shown in FIG. 11 is performed by CNC unit 30 described above. In other aspects, some or all of the processing shown in FIG. 11 may be performed by circuit elements or other hardware.
  • step S110 the control unit 50 determines whether or not the timing for executing the processing for changing the control mode of the machine tool 100 has come. As an example, the timing comes at the timing when the operation device 250 (see FIG. 9) described above receives an operation.
  • control unit 50 determines that the timing for executing the process for changing the control mode of machine tool 100 has arrived (YES in step S110), control unit 50 switches control to step S112. Otherwise (NO in step S110), control unit 50 executes the process of step S110 again.
  • step S112 the control unit 50 acquires distance data from the distance sensor 130 described above.
  • the distance data indicates the distance between distance sensor 130 and the worker.
  • step S114 the control unit 50 changes the display mode of the display 205 of the operation panel 20 according to the distance data acquired in step S112. How to change the display mode is as described above with reference to FIGS. 5 to 7, so description thereof will not be repeated.
  • step S116 the control unit 50 changes the illuminance of the light source 125 for illuminating the machining area of the machine tool 100 according to the distance data acquired in step S112. How to change the illuminance of the light source 125 is as described above with reference to FIG. 8, so description thereof will not be repeated.
  • control unit 50 determines that the operator is not present in front of the distance sensor 130 when the distance detected by the distance sensor 130 indicates an error or when the distance is greater than a predetermined value.
  • the machine tool 100 uses the distance sensor 130 to identify the distance to the worker, and changes the control mode of the machine tool 100 based on the distance.
  • machine tool 100A uses a position sensor for detecting the current position of the worker instead of distance sensor 130 . Then, machine tool 100A changes the control mode of machine tool 100 based on the current position of the worker.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the machine tool 100A.
  • the machine tool 100A includes a control unit 50, motor drivers 111N, 111R, 111X to 111Z, motors 112N, 112R, 112X to 112Z, a support 113, a light source 125, a position sensor 130A, a spindle head 131, and a table 136.
  • a machine tool 100A shown in FIG. 12 differs from the machine tool 100 shown in FIG. 4 in that it includes a motor driver 111N and a motor 112N. 12 differs from the machine tool 100 shown in FIG. 4 in that a position sensor 130A is provided instead of the distance sensor 130.
  • the machine tool 100A shown in FIG. Other points are the same as those of machine tool 100 shown in FIG. 4, and therefore, descriptions of configurations other than motor driver 111N, motor 112N, and position sensor 130A will not be repeated.
  • the motor driver 111N sequentially receives input of the target rotation speed from the control unit 50 and controls the motor 112N.
  • the motor 112N functions as a drive unit for changing the direction of the display 205 of the operation panel 20.
  • the motor 112N may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • the motor driver 111N calculates the actual rotational speed of the motor 112N from a feedback signal from an encoder (not shown) for detecting the rotational angle of the motor 112N.
  • the motor driver 111N increases the rotation speed of the motor 112N when the calculated actual rotation speed is lower than the target rotation speed, and decreases the rotation speed of the motor 112N when the calculated actual rotation speed is higher than the target rotation speed. In this way, the motor driver 111N brings the rotation speed of the motor 112N closer to the target rotation speed while sequentially receiving the feedback of the rotation speed of the motor 112N.
  • the position sensor 130A is a sensor for detecting the position of the operator U with respect to the display 205 of the operation panel 20.
  • the type of position sensor 130A is not particularly limited. As an example, position sensor 130A is a camera.
  • FIG. 13 is a diagram showing a camera 130B that is an example of the position sensor 130A.
  • the control unit 50 detects the operator U around the machine tool 100A, for example, based on the image acquired from the camera 130B.
  • the camera 130B is installed so as to photograph the worker U's work area.
  • camera 130B is provided on operation panel 20 . Only one camera 130B may be provided, or a plurality of cameras 130B may be provided.
  • the camera 130B periodically sends an image obtained by photographing the worker U to the control unit 50 .
  • the control unit 50 detects the worker U using the image obtained from the camera 130B.
  • An arbitrary image processing program is adopted as the image processing algorithm for detecting the worker U.
  • control unit 50 detects the worker U using a learned model.
  • a trained model is generated in advance by a learning process using a learning data set.
  • the learning data set includes a plurality of learning images in which people are shown. The presence or absence of a person is associated as a label with each learning image.
  • the internal parameters of the trained model are optimized in advance by learning processing using such a learning data set.
  • the trained model outputs the probability that a person appears in the image.
  • CNN convolutional neural network
  • FCN full-layer convolutional neural network
  • support vector machine etc.
  • the control unit 50 shifts a predetermined rectangular area on the image obtained from the camera 130B, and sequentially inputs partial images within the rectangular area to the learned model. Upon receiving an input of a partial image, the trained model outputs the probability that a person is shown in the partial image. The control unit 50 determines that the worker U is present at the position of the rectangular area based on the fact that the probability exceeds the predetermined value.
  • the image processing for detecting the position of the worker U may be performed by the control unit 50 or may be performed by the camera 130B.
  • the camera 130B does not necessarily have to be provided on the operation panel 20, and may be provided at another location.
  • the camera 130B may be provided on the cover body 22 of the machine tool 100A.
  • the camera 130B may be installed on the ceiling or side wall of the factory where the machine tool 100A is installed.
  • control unit 50 of the machine tool 100A controls the motor 112N so that the display surface of the display 205 of the operation panel 20 faces the worker U based on the position of the worker U acquired by the position sensor 130A.
  • the display surface faces the operator U means that the operator U faces the direction orthogonal to the display surface of the operation panel 20 . Thereby, the operator U can confirm the contents of the display 205 at any place around the machine tool 100A.
  • FIG. 14 is a diagram showing the state of the operation panel 20 when the operator U is near the machine tool 100A.
  • FIG. 15 is a diagram showing the state of the operation panel 20 when the operator U is away from the machine tool 100A.
  • the operation panel 20 is, for example, rotatable around an axis AX1 parallel to the direction of gravity. Rotational driving of the operation panel 20 is achieved by, for example, the above-described motor 112N (see FIG. 12).
  • the control unit 50 of the machine tool 100A detects the position of the worker U within the image obtained from the camera 130B. After that, the control unit 50 controls the motor driver 111X so that the detected position is positioned within a predetermined set range within the image.
  • the setting range is determined in advance by the positional relationship between camera 130B and display 205 . As an example, the setting range includes the center within the image.
  • the display 205 of the operation panel 20 always faces the operator U.
  • the display 205 faces the worker U who is in the direction D1.
  • the display 205 faces the worker U who is in the direction D2.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of control mode change processing.
  • the processing shown in FIG. 16 is implemented by the control unit 50 executing the control program. In a certain aspect, part or all of the processing shown in FIG. 16 is performed by operation panel 20 described above. In other aspects, some or all of the processing shown in FIG. 16 is performed by CNC unit 30 described above. In other aspects, some or all of the processing shown in FIG. 16 may be performed by circuit elements or other hardware.
  • step S210 the control unit 50 determines whether or not the timing for executing the process of changing the control mode of the machine tool 100A has arrived. As an example, the timing comes at the timing when the operation device 250 (see FIG. 9) described above receives an operation.
  • control unit 50 determines that the timing for executing the process for changing the control mode of machine tool 100A has arrived (YES in step S210)
  • control unit 50 switches control to step S212. Otherwise (NO in step S210), control unit 50 executes the process of step S210 again.
  • step S212 the control unit 50 acquires an image from the camera 130B described above and identifies the position of the worker U within the image.
  • step S220 the control unit 50 determines whether or not the position of the worker U specified in step S212 is included within a predetermined setting range within the image.
  • control unit 50 determines that the position of worker U specified in step S212 is included within the predetermined setting range in the image (YES in step S220), the process shown in FIG. 16 ends. Otherwise (NO in step S220), control unit 50 switches control to step S222.
  • step S222 the control unit 50 controls the motor driver 111N (see FIG. 12) so that the position of the worker U identified in step S212 approaches a predetermined set range within the image. After that, the control unit 50 returns the control to step S212.
  • control unit 50 of the machine tool 100 changes the control mode of the machine tool 100 based on the positional relationship of the worker U with respect to the machine tool 100 .
  • the machine tool 100 can change the control mode stepwise according to the positional relationship with the worker U, and can realize more appropriate control.

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Abstract

工作機械(100)は、距離センサ(130)を備える。距離センサ(130)は、工作機械(100)の作業者と距離センサ(130)との間の距離を検出する。工作機械(100)は、工作機械(100)を制御するための制御部(50)を備える。制御部(50)は、距離センサ(130)から距離を取得する処理と、取得する処理で取得した距離に応じて、工作機械(100)の制御態様を変える処理とを実行する。

Description

工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム
 本開示は、工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラムに関する。
 特許第6842591号公報(特許文献1)は、作業者の検出機能を備えた工作機械を開示している。当該工作機械は、作業者を検出したか否かに応じて、監視処理の実行頻度を変える。当該監視処理の一例としては、ワークの形状の測定処理や、工具の摩耗量の測定処理などが挙げられている。
特許第6842591号公報
 特許文献1に開示される工作機械の制御態様は、作業者の有無に応じて変えられている。作業者は、工作機械の近くにいることもあるし、工作機械から離れた場所にいることもある。工作機械の適切な制御態様は、工作機械に対する作業者の位置関係に応じて異なる。したがって、作業者との位置関係に応じて工作機械の制御態様を変えることが望まれている。
 本開示の一例では、工作機械は、距離センサを備える。上記距離センサは、上記工作機械の作業者と上記距離センサとの間の距離を検出する。上記工作機械は、上記工作機械を制御するための制御部を備える。上記制御部は、上記距離センサから上記距離を取得する処理と、上記取得する処理で取得した上記距離に応じて、上記工作機械の制御態様を変える処理とを実行する。
 本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、ディスプレイを備える。上記制御態様を変える処理は、上記取得する処理で取得した上記距離に応じて、上記ディスプレイの表示態様を変える処理を含む。
 本開示の一例では、上記表示態様を変える処理は、上記取得する処理で取得した上記距離が長いほど、上記ディスプレイの表示を拡大する処理を含む。
 本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、工具またはワークの位置を可変とする移動体を備える。上記拡大する処理で拡大される表示は、上記移動体に係る位置情報、上記移動体に係る温度情報、または、上記移動体に係る振動情報を含む。
 本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記移動体の移動操作を受け付け可能に構成される携帯型の操作器を備える。上記制御部は、上記操作器が上記移動操作を受け付けている間に上記拡大する処理を実行する。
 本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記工作機械の内部を照らすための光源を備える。上記制御態様を変える処理は、上記取得する処理で取得した上記距離が長いほど、上記光源の照度を明るくする処理を含む。
 本開示の他の例では、工作機械は、ディスプレイと、上記ディスプレイの向きを変えるための駆動部と、上記ディスプレイに対する作業者の位置を検出するための位置センサと、上記工作機械を制御するための制御部とを備える。上記制御部は、上記位置センサから上記位置を取得する処理と、上記取得する処理で取得した上記位置に基づいて、上記ディスプレイの表示面が上記作業者に向くように上記駆動部を制御する処理とを実行する。
 本開示の他の例では、距離センサを備える工作機械の制御方法が提供される。上記距離センサは、上記工作機械の作業者と上記距離センサとの間の距離を検出する。上記制御方法は、上記距離センサから上記距離を取得するステップと、上記取得するステップで取得した上記距離に応じて、上記工作機械の制御態様を変える処理とを備える。
 本開示の他の例では、距離センサを備える工作機械の制御プログラムが提供される。上記距離センサは、上記工作機械の作業者と上記距離センサとの間の距離を検出する。上記制御プログラムは、上記工作機械に、上記距離センサから上記距離を取得するステップと、上記取得するステップで取得した上記距離に応じて、上記工作機械の制御態様を変える処理とを実行させる。
 本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
工作機械の外観を示す図である。 工作機械と作業者との位置関係の一例を示す図である。 工作機械と作業者との位置関係の他の例を示す図である。 工作機械の構成例を示す図である。 画面の一部を拡大している一例を示す図である。 画面の一部を拡大している他の例を示す図である。 画面の一部を拡大しているさらに他の例を示す図である。 距離センサによって検出された距離と、光源の照度との関係の一例を示す図である。 操作盤のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 CNC(Computer Numerical Control)ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。 制御態様の変更処理の一例を示すフローチャートのである。 工作機械の構成例を示す図である。 位置センサの一例であるカメラを示す図である。 作業者が工作機械の近くに居る場合における操作盤の状態を示す図である。 作業者が工作機械から離れた場所に居る場合における操作盤の状態を示す図である。 制御態様の変更処理の一例を示すフローチャートのである。
 以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
 <A.工作機械100の外観>
 図1を参照して、実施の形態に従う工作機械100について説明する。図1は、工作機械100の外観を示す図である。
 本明細書でいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。本明細書では、工作機械100の一例として、横形のマシニングセンタを例に挙げて説明を行なうが、工作機械100は、これに限定されない。たとえば、工作機械100は、縦形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械100は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。さらに、工作機械100は、これらを複合した複合機であってもよい。
 図1に示されるように、工作機械100は、操作盤20と、カバー体22とを含む。操作盤20は、汎用のコンピュータであってもよいし、工作機械100専用に設計されているコンピュータであってもよい。操作盤20は、加工に関する各種情報を表示するためのディスプレイ205を有する。ディスプレイ205は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、またはその他の表示機器である。また、ディスプレイ205は、タッチパネルを備え、工作機械100に対する各種操作をタッチ操作で受け付ける。
 カバー体22は、スプラッシュガードとも呼ばれ、工作機械100の外観を成すとともに、ワークの加工エリアを区画形成している。
 <B.制御態様の変更処理の概要>
 次に、図2および図3を参照して、工作機械100と作業者Uとの位置関係に応じて工作機械100の制御態様を変更する処理について説明する。
 図2は、工作機械100と作業者Uとの位置関係の一例を示す図である。図3は、工作機械100と作業者Uとの位置関係の他の例を示す図である。図2および図3には、図1に示される工作機械100を上方向から表した図が示されている。
 工作機械100には、距離センサ130が設けられている。距離センサ130は、たとえば、上述のカバー体22の側面に設けられ、作業者Uと距離センサ130との間の距離を検出する。
 距離センサ130の種類は特に限定されない。距離センサ130は、たとえば、光学式のセンサであってもよいし、超音波式のセンサであってもよいし、電波式のセンサであってもよいし、ステレオカメラなどのカメラであってもよい。
 距離センサ130が光学式のセンサである場合、距離センサ130は、光を照射し、作業者Uによって反射された光を受ける。距離センサ130は、光を照射してから当該光の反射波を受けるまでの時間に基づいて、作業者Uまでの距離を算出する。当該時間が長いほど当該距離は長くなり、当該時間が短いほど当該距離は短くなる。当該距離の算出処理は、距離センサ130によって実行されてもよいし、工作機械100によって実行されてもよい。
 距離センサ130が超音波式のセンサである場合、距離センサ130は、超音波を照射し、距離センサ130の前にいる作業者Uによって反射された超音波を受ける。距離センサ130は、超音波を照射してから当該超音波の反射波を受けるまでの時間に基づいて、作業者Uまでの距離を算出する。当該時間が長いほど当該距離は長くなり、当該時間が短いほど当該距離は短くなる。当該距離の算出処理は、距離センサ130によって実行されてもよいし、工作機械100によって実行されてもよい。
 距離センサ130がステレオカメラである場合、距離センサ130は、2つ以上のカメラで構成される。この場合、距離センサ130は、各カメラから得られた画像に写る作業者Uの位置の差(すなわち、視差)に基づいて、作業者Uまでの距離を算出する。当該差が小さいほど当該距離は長くなり、当該差が大きいほど当該距離は短くなる。当該距離の算出処理は、距離センサ130によって実行されてもよいし、工作機械100によって実行されてもよい。
 工作機械100は、作業者Uまでの距離を距離センサ130から取得し、当該距離に応じて、工作機械100の制御態様を変える。これにより、工作機械100は、作業者Uとの位置関係に応じて制御態様を段階的に変えることができ、より適切な制御を実現することができる。
 一例として、工作機械100の制御態様は、第1制御態様と第2制御態様との少なくとも2つを含む。工作機械100は、作業者Uまでの距離が予め定められた閾値「th」よりも短い場合、工作機械100を第1制御態様で制御する。図2には、距離センサ130から作業者Uまでの距離が「d1」である例が示されている。距離「d1」は、閾値「th」よりも短いものとする。この場合、工作機械100は、自身の制御態様を第1制御態で制御する。
 一方で、工作機械100は、作業者Uまでの距離が予め定められた閾値「th」以上である場合、工作機械100の制御態様を第2制御態様で制御する。図3には、距離センサ130から作業者Uまでの距離が「d2」である例が示されている。距離「d2」は、閾値「th」以上であるとする。この場合、工作機械100は、自身の制御態様を第2制御態様で制御する。
 なお、上述では、工作機械100の制御態様が作業者Uまでの距離に応じて2つの制御態様の間で変更される例について説明を行なったが、工作機械100の制御態様は、作業者Uまでの距離に応じて3つ以上の制御態様の間で変更されてもよい。
 また、図2および図3には、距離センサ130が工作機械100に1つだけ設けられている例が示されているが、距離センサ130は、工作機械100に2つ以上設けられてもよい。
 また、上述では、作業者Uまでの距離を出力する距離センサ130について説明を行なったが、距離センサ130は、作業者Uの位置を検出することが可能な位置センサで代用されてもよい。この場合、工作機械100は、作業者Uの位置に基づいて、作業者Uと工作機械100と間の距離を算出し、当該距離に応じて制御態様を変更する。
 <C.工作機械100の基本機構>
 次に、図4を参照して、工作機械100の各種構成について説明する。図4は、工作機械100の構成例を示す図である。
 図4に示されるように、工作機械100は、制御部50と、モータドライバ111R,111X~111Zと、モータ112R,112X~112Zと、支持体113と、光源125と、距離センサ130と、主軸頭131と、テーブル136とを含む。
 主軸頭131は、主軸132と、ハウジング133とを含む。主軸132は、ハウジング133の内部に設けられる。主軸132には、被加工物であるワークWを加工するための工具が装着される。図4の例では、ワークWのミーリング加工に用いられる工具134が主軸132に装着されている。
 説明の便宜のために、以下では、主軸132の軸方向を「Z方向」と称する。重力方向を「Y方向」と称する。Y軸方向およびZ軸方向の両方に直交する方向を「X方向」と称する。
 本明細書でいう「制御部50」とは、工作機械100を制御する装置を意味する。制御部50の装置構成は、任意である。制御部50は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。図4の例では、制御部50は、操作盤20と、CNCユニット30とで構成されている。
 操作盤20は、たとえば、フィールドネットワークなどのネットワークNW1に接続され、ネットワークNW1を介してCNCユニット30と通信を行なう。また、操作盤20は、無線LAN、有線LANなどを用いてネットワークNW2に接続され、工作機械100の内部を照らすための光源125や、作業者までの距離を検出するための距離センサ130などと通信を行なう。
 CNCユニット30は、加工開始指令を受けたことに基づいて、予め設計されている加工プログラムの実行を開始する。当該加工プログラムは、たとえば、NC(Numerical Control)プログラムで記述されている。CNCユニット30は、当該加工プログラムに従って、モータドライバ111R,111X~111Zを制御し、テーブル136に固定されているワークWを加工する。
 モータドライバ111Rは、制御部50から目標回転速度の入力を逐次的に受け、モータ112Rを制御する。モータ112Rは、Z方向を中心として主軸132を回転駆動する。モータ112Rは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 モータ112Rがサーボモータである場合、モータドライバ111Rは、モータ112Rの回転角度を検出するためのエンコーダ(図示しない)のフィードバック信号からモータ112Rの実回転速度を算出する。そして、モータドライバ111Rは、算出した実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ112Rの回転速度を上げ、算出した実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ112Rの回転速度を下げる。このように、モータドライバ111Rは、モータ112Rの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ112Rの回転速度を目標回転速度に近付ける。
 モータドライバ111Xは、制御部50から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ112Xを制御する。モータ112Xは、主軸頭131が取り付けられている支持体113をボールネジ(図示しない)を介して送り駆動し、X方向の任意の位置に主軸132を移動する。モータドライバ111Xによるモータ112Xの制御方法は、モータドライバ111Rと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ112Xは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 モータドライバ111Yは、制御部50から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ112Yを制御する。モータ112Yは、主軸頭131が取り付けられている支持体113をボールネジ(図示しない)を介して送り駆動し、Y方向の任意の位置に主軸132を移動する。モータドライバ111Yによるモータ112Yの制御方法は、モータドライバ111Rと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ112Yは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 モータドライバ111Zは、制御部50から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ112Zを制御する。モータ112Zは、主軸頭131が取り付けられている支持体113をボールネジ(図示しない)を介して送り駆動し、Z方向の任意の位置に主軸132を移動する。モータドライバ111Zによるモータ112Zの制御方法は、モータドライバ111Rと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ112Zは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 <D.制御態様の変更処理の具体例>
 上述の図2および図3で説明したように、工作機械100は、距離センサ130によって検出された距離に応じて工作機械100の制御態様を変える。以下では、図5~図8を参照して、制御態様の変更処理の具体例1,2について説明する。
 (D1.具体例1)
 まず、図5~図7を参照して、工作機械100の制御態様の変更処理の具体例1について説明する。
 本例では、工作機械100の制御部50は、距離センサ130によって検出された距離に応じて、上述のディスプレイ205(図1参照)の表示態様を変える。典型的には、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が長いほど、ディスプレイ205の表示の一部または全部を拡大する。一方で、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が短いほど、ディスプレイ205の表示の一部または全部を縮小する。
 これにより、作業者は、工作機械100から離れた場所に居る場合であってディスプレイ205の内容を確認することができる。一方で、作業者が工作機械100の近くに居る場合には、より多くの内容がディスプレイ205に表示される。
 ディスプレイ205において拡大/縮小される表示内容は任意である。一例として、拡大/縮小対象の表示内容は、工具またはワークの位置を可変とする移動体に関する情報を含む。当該移動体としては、たとえば、上述の主軸132、上述の工具134、上述のテーブル136、工作機械100内で駆動される部品などが挙げられる。拡大/縮小対象の表示内容は、たとえば、当該移動体に係る位置情報、当該移動体に係る温度情報、または、当該移動体に係る振動情報を含む。
 図5は、ディスプレイ205に表示されている画面の一部を拡大している一例を示す図である。図5には、画面例として監視画面40が示されている。
 監視画面40は、たとえば、主軸132に関する各種情報を表示する。監視画面40は、表示欄42~45を含む。
 表示欄42には、主軸132の位置情報が表示される。当該位置情報は、たとえば、X方向における座標値と、Y方向における座標値と、Z方向における座標値とを含む。
 X方向における座標値は、たとえば、上述のモータドライバ111X(図4参照)によって算出される。より具体的には、モータドライバ111Xは、モータ112Xの回転角度を検出するためのエンコーダ(図示しない)のフィードバック信号に基づいて、X方向における主軸132の座標値を算出する。X方向における主軸132の座標値と、モータ112Xの回転角度との関係は、予め決められている。
 工作機械100の制御部50は、X方向における主軸132の座標値をモータドライバ111Xから定期的に取得する。同様の方法で、制御部50は、Y方向における主軸132の座標値を上述のモータドライバ111Y(図4参照)から定期的に取得する。同様の方法で、制御部50は、Z方向における主軸132の座標値を上述のモータドライバ111Z(図4参照)から定期的に取得する。X~Z方向における主軸132の座標値は、表示欄42に表示される。
 表示欄43には、主軸132の軸方向を回転中心とする主軸132の回転速度と、主軸132の移動速度を示す送り速度とが表示される。
 主軸132の回転速度は、たとえば、上述のモータドライバ111R(図4参照)によって算出される。より具体的には、モータドライバ111Rは、モータ112Rの回転角度を検出するためのエンコーダ(図示しない)のフィードバック信号からモータ112Rの実回転速度を逐次的に算出する。制御部50は、当該実回転速度をモータドライバ111Rから定期的に取得し、当該実回転速度を表示欄43に表示する。
 主軸132の送り速度は、たとえば、上述のモータドライバ111X,111Y,111Z(図4参照)のフィードバック信号に基づいて算出される。より具体的には、制御部50は、X方向における主軸132の移動速度をモータドライバ111Xから取得し、Y方向における主軸132の移動速度をモータドライバ111Yから取得し、Z方向における主軸132の移動速度をモータドライバ111Zから取得する。その後、制御部50は、X~Z方向における主軸132の各移動速度を二乗し、二乗した各移動速度の合計に対してルートを取る。当該算出結果は、主軸132の送り速度として表示欄43に表示される。
 表示欄44には、主軸132の温度情報が表示される。主軸132の温度は、たとえば、温度センサ(図示しない)によって検出される。当該温度センサは、たとえば、主軸132のハウジング133に設けられている。制御部50は、当該温度センサによって検出された温度を表示欄44に表示する。
 表示欄44には、主軸132に係る振動情報が表示される。当該振動情報は、たとえば、主軸132の振動周波数と、主軸132の振動強度とを含む。当該振動周波数および当該振動強度は、たとえば、加速度センサ(図示しない)を用いて検出される。当該加速度センサは、たとえば、主軸132のハウジング133に設けられている。
 より具体的には、制御部50は、ワークの加工中に加速度センサによって検出される加速度を所定のサンプリングレートでサンプリングし、当該サンプリング結果を高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)する。これにより、振動強度が周波数ごとに示されるスペクトルが得られる。制御部50は、当該スペクトルに含まれる振動強度の内から最大振動強度を特定し、当該最大振動強度を表示欄45に表示する。また、制御部50は、当該スペクトルにおいて当該最大振動強度に対応する周波数を振動周波数として表示欄45に表示する。
 振動強度は、たとえば、振動メーター45Aによって作業者に提示される。振動メーター45Aは、主軸132の現在の振動強度をメーターによって作業者に提示する。メーターは、主軸132の振動強度に応じて移動する。振動メーター45Aは、たとえば、低振動強度区分と、高振動強度区分とに分けられている。メーターが低振動強度区分に属している場合には、びびり振動は発生していない。メーターが高振動強度区分に属している場合には、びびり振動が発生している。びびり振動は、主軸132の回転速度と工具134によるワークの切込み幅との関係が所定の条件を満たした場合に生じる振動である。びびり振動が生じると、ワークの切削精度が低下する。
 制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が長いほど監視画面40の表示内容を拡大する。距離センサ130によって検出される距離と、表示の拡大率との関係は、予め規定されている。一例として、当該距離が長いほど当該拡大率は大きくなり、当該距離が短いほど当該拡大率は小さくなる。
 図5の例では、表示欄42における主軸132の位置情報が拡大されている。制御部50は、距離センサ130によって検出された距離に応じた拡大率で表示欄42を表示する。これにより、作業者は、工作機械100から離れた場所からでも主軸132の位置情報を確認することができる。
 図6は、画面の一部を拡大している他の例を示す図である。図6の例では、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離に基づいて、表示欄44における温度情報の表示サイズを変えている。典型的には、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が長いほど、表示欄44における温度情報の表示を拡大する。一方で、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が短いほど、表示欄44における温度情報の表示を縮小する。
 図7は、画面の一部を拡大しているさらに他の例を示す図である。図7の例では、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離に基づいて、表示欄45における温度情報の表示サイズを変えている。典型的には、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が長いほど、表示欄45における振動情報の表示を拡大する。一方で、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が短いほど、表示欄45における振動情報の表示を縮小する。
 好ましくは、監視画面40内における拡大/縮小対象の表示欄は、作業者によって任意に設定され得る。当該設定の操作は、たとえば、設定画面に対して行われる。当該設定画面は、監視画面40の各表示欄について選択操作を受け付け可能に構成される。
 なお、図5~図7に示される画面表示の拡大処理は、任意のタイミングで実行される。好ましくは、工作機械100には、主軸132などの移動体の移動操作を受け付け可能に構成される後述の携帯型の操作器250(図9参照)が設けられている。
 操作器250は、操作盤20と有線または無線で繋がっている。作業者は、操作器250を用いることで操作盤20から離れて工作機械100内の各種移動体を移動させることができる。制御部50は、操作器250が移動操作を受け付けている間に図5~図7に示される画面表示の拡大処理を実行する。これにより、作業者は、操作盤20から離れた位置からでもディスプレイ205の表示内容を確認することができる。
 (D2.具体例2)
 次に、図8を参照して、工作機械100の制御態様の変更処理の具体例2について説明する。
 本例では、工作機械100の制御部50は、距離センサ130によって検出された距離に応じて、上述の光源125(図4参照)の照度を変える。光源125は、工作機械100の内部を照らすように加工エリアに設けられている。
 典型的には、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が長いほど、光源125の照度を明るくする。異なる言い方をすれば、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が短いほど、光源125の照度を暗くする。これにより、作業者が工作機械100から離れた場所に居る場合でも、工作機械100の内部が見やすくなる。一方で、作業者が工作機械100の近くにいる場合には、光源125の消費電力が削減される。
 図8は、距離センサ130によって検出された距離と、光源125の照度との関係の一例を示す図である。距離センサ130によって検出された距離と、光源125の照度との関係は、予め規定されている。
 図8に示されるように、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が予め定められた閾値th1を超えるまでは、光源125の照度を一定に保つ。制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が予め定められた閾値th1より大きくかつ予め定められた閾値th2未満である場合、当該距離が長いほど、光源125の照度を上げる。また、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が予め定められた閾値th2以上である場合、作業者が工作機械100の前にいないものとみなし、光源125を消灯する。
 なお、上述では、距離センサ130によって検出された距離が長いほど、光源125の照度が上げられる例について説明を行なったが、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が長いほど、光源125の照度を下げてもよい。異なる言い方をすれば、制御部50は、距離センサ130によって検出された距離が短いほど、光源125の照度を上げてもよい。これにより、作業者は、工作機械100に近付くほど工作機械100の内部を確認しやすくなる。
 また、工作機械100に設けられる光源125の数は、2つ以上であってもよい。この場合、制御部50は、光源125の各々と作業者Uとの間の距離に応じて、光源125の各々の照度を変える。
 <E.操作盤20のハードウェア構成>
 次に、図9を参照して、図4に示される操作盤20のハードウェア構成について説明する。図9は、操作盤20のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
 操作盤20は、制御回路201と、ROM202と、RAM203と、通信インターフェイス204と、ディスプレイ205と、入力デバイス207と、通信インターフェイス208と、補助記憶装置220とを含む。これらのコンポーネントは、バス209に接続される。
 制御回路201は、たとえば、少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも1つのCPU、少なくとも1つのGPU、少なくとも1つのASIC、少なくとも1つのFPGA、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。
 制御回路201は、制御プログラム222やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで操作盤20の動作を制御する。制御回路201は、制御プログラム222の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置220またはROM202からRAM203に制御プログラム222を読み出す。RAM203は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム222の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
 通信インターフェイス204には、LANやアンテナなどが接続される。操作盤20は、通信インターフェイス204を介してネットワークNW1に接続される。これにより、操作盤20は、ネットワークNW1に接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、上述のCNCユニット30やサーバー(図示しない)などを含む。
 ディスプレイ205は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、またはその他の表示機器である。ディスプレイ205は、制御回路201などからの指令に従って、ディスプレイ205に対して、画像を表示するための画像信号を出力する。ディスプレイ205は、たとえば、タッチパネルで構成されており、工作機械100に対する各種操作をタッチ操作で受け付ける。なお、ディスプレイ205は、操作盤20と一体的に構成されてもよいし、操作盤20とは別に構成されてもよい。
 入力デバイス207は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザの操作を受け付けることが可能なその他の装置である。なお、入力デバイス207は、操作盤20と一体的に構成されてもよいし、操作盤20とは別に構成されてもよい。
 通信インターフェイス208は、携帯型の操作器250との通信を実現するためのインターフェイスである。操作器250は、たとえば、有線で操作盤20に接続される。操作器250は、手動パルスゼネレータとも呼ばれ、工作機械100内の各種の移動体(たとえば、主軸132やテーブル136など)の移動操作を受け付ける。当該移動操作は、たとえば、操作器250に設けられているハンドルで受け付けられる。なお、操作器250は、必ずしも操作盤20と有線で通信接続される必要はない。操作器250は、操作盤20と無線で通信接続されてもよい。
 補助記憶装置220は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置220は、制御プログラム222および制御パラメータ224などを格納する。制御プログラム222は、距離センサ130によって検出された距離に応じて工作機械100の制御態様を変更するプログラムなどを含む。制御パラメータ224は、制御プログラム222によって参照される。
 制御プログラム222および制御パラメータ224の格納場所は、補助記憶装置220に限定されず、制御回路201の記憶領域(たとえば、キャッシュメモリなど)、ROM202、RAM203、または外部機器(たとえば、サーバー)などに格納されていてもよい。
 なお、制御プログラム222は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム222による制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム222の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム222によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも1つのサーバーが制御プログラム222の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で操作盤20が構成されてもよい。
 <F.CNCユニット30のハードウェア構成>
 次に、図10を参照して、図4に示されるCNCユニット30のハードウェア構成について説明する。図10は、CNCユニット30のハードウェア構成の一例を示す図である。
 CNCユニット30は、制御回路301と、ROM302と、RAM303と、通信インターフェイス304と、フィールドバスコントローラ305と、補助記憶装置320とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス309に接続される。
 制御回路301は、たとえば、少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも1つのCPU、少なくとも1つのGPU(Graphics Processing Unit)、少なくとも1つのASIC(Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。
 制御回路301は、加工プログラム322などの各種プログラムを実行することでCNCユニット30の動作を制御する。加工プログラム322は、ワーク加工を実現するためのプログラムである。制御回路301は、加工プログラム322の実行命令を受け付けたことに基づいて、ROM302からRAM303に加工プログラム322を読み出す。RAM303は、ワーキングメモリとして機能し、加工プログラム322の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
 通信インターフェイス304には、LAN、WLAN、またはBluetooth(登録商標)などが接続される。CNCユニット30は、通信インターフェイス304を介してネットワークNW1に接続される。これにより、CNCユニット30は、ネットワークNW1に接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、操作盤20やサーバー(図示しない)などを含む。
 フィールドバスコントローラ305は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、ワークの加工を実現するための各種駆動ユニット(たとえば、上述のモータドライバ111R,111X~111Zなど)が挙げられる。
 補助記憶装置320は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置320は、加工プログラム322などを格納する。加工プログラム322の格納場所は、補助記憶装置320に限定されず、制御回路301の記憶領域(たとえば、キャッシュメモリ)、ROM302、RAM303、外部機器(たとえば、サーバー)などに格納されていてもよい。
 <G.フローチャート>
 次に、図11を参照して、上述の図5~図8で説明した制御態様の変更処理の流れについて説明する。図11は、制御態様の変更処理の一例を示すフローチャートのである。
 図11に示される処理は、制御部50が制御プログラムを実行することにより実現される。ある局面において、図11に示される処理の一部または全部は、上述の操作盤20によって実行される。他の局面において、図11に示される処理の一部または全部は、上述のCNCユニット30によって実行される。他の局面において、図11に示される処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。
 ステップS110において、制御部50は、工作機械100の制御態様の変更処理を実行するタイミングが到来したか否かを判断する。一例として、当該タイミングは、上述の操作器250(図9参照)が操作を受け付けているタイミングに到来する。制御部50は、工作機械100の制御態様の変更処理を実行するタイミングが到来したと判断した場合(ステップS110においてYES)、制御をステップS112に切り替える。そうでない場合には(ステップS110においてNO)、制御部50は、ステップS110の処理を再び実行する。
 ステップS112において、制御部50は、上述の距離センサ130から距離データを取得する。当該距離データは、距離センサ130と作業者との間の距離を示す。
 ステップS114において、制御部50は、ステップS112で取得した距離データに応じて、操作盤20のディスプレイ205の表示態様を変える。当該表示態様をどのように変えるかについては上述の図5~図7で説明した通りであるので、その説明については繰り返さない。
 ステップS116において、制御部50は、ステップS112で取得した距離データに応じて、工作機械100の加工エリアを照らすための上述の光源125の照度を変える。光源125の照度をどのように変えるかについては上述の図8で説明した通りであるので、その説明については繰り返さない。
 なお、上述では、ステップS114,S116の処理が距離センサ130から距離データが取得できたか否かに関わらず実行される例について説明を行なったが、制御部50は、作業者が距離センサ130の前に存在しない場合には、ステップS114,S116の処理を実行しなくてもよい。一例として、制御部50は、距離センサ130によって検出される距離がエラーを示す場合、または、当該距離が所定値よりも大きい場合に、作業者が距離センサ130の前に存在しないと判断する。
 <H.変形例>
 (H1.概要)
 次に、変形例に従う工作機械100Aの概要について説明する。
 上述では、工作機械100は、距離センサ130を用いて作業者までの距離を特定し、当該距離に基づいて工作機械100の制御態様を変更していた。これに対して、本変形例に従う工作機械100Aは、距離センサ130ではなく、作業者の現在位置を検出するための位置センサを用いる。そして、工作機械100Aは、作業者の現在位置に基づいて工作機械100の制御態様を変更する。
 (H2.工作機械100Aの基本機構)
 次に、図12および図13を参照して、変形例に従う工作機械100Aの各種構成について説明する。図12は、工作機械100Aの構成例を示す図である。
 図12に示されるように、工作機械100Aは、制御部50と、モータドライバ111N,111R,111X~111Zと、モータ112N,112R,112X~112Zと、支持体113と、光源125と、位置センサ130Aと、主軸頭131と、テーブル136とを含む。
 図12に示される工作機械100Aは、モータドライバ111Nと、モータ112Nとを備える点で図4に示される工作機械100とは異なる。また、図12に示される工作機械100Aは、距離センサ130の代わりに位置センサ130Aを備える点で図4に示される工作機械100とは異なる。それら以外の点については図4に示される工作機械100と同じであるので、以下では、モータドライバ111N、モータ112N、および位置センサ130A以外の構成については説明を繰り返さない。
 モータドライバ111Nは、制御部50から目標回転速度の入力を逐次的に受け、モータ112Nを制御する。モータ112Nは、操作盤20のディスプレイ205の向きを変えるための駆動部として機能する。モータ112Nは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 モータ112Nがサーボモータである場合、モータドライバ111Nは、モータ112Nの回転角度を検出するためのエンコーダ(図示しない)のフィードバック信号からモータ112Nの実回転速度を算出する。そして、モータドライバ111Nは、算出した実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ112Nの回転速度を上げ、算出した実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ112Nの回転速度を下げる。このように、モータドライバ111Nは、モータ112Nの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ112Nの回転速度を目標回転速度に近付ける。
 位置センサ130Aは、操作盤20のディスプレイ205に対する作業者Uの位置を検出するためのセンサである。位置センサ130Aの種類は特に限定されない。一例として、位置センサ130Aは、カメラである。
 図13は、位置センサ130Aの一例であるカメラ130Bを示す図である。制御部50は、たとえば、カメラ130Bから取得した画像に基づいて、工作機械100Aの周囲にいる作業者Uを検出する。カメラ130Bは、作業者Uの作業エリアを撮影するように設置される。一例として、カメラ130Bは、操作盤20に設けられる。カメラ130Bは、1台だけ設けられてもよいし、複数台設けられてもよい。カメラ130Bは、作業者Uを撮影して得られた画像を制御部50に定期的に送る。
 制御部50は、カメラ130Bから得られた画像を用いて作業者Uを検出する。作業者Uを検出するための画像処理アルゴリズムには、任意の画像処理プログラムが採用される。
 一例として、制御部50は、学習済みモデルを用いて作業者Uを検出する。学習済みモデルは、学習用データセットを用いた学習処理により予め生成されている。学習用データセットは、人物が写っている複数の学習用画像を含む。各学習用画像には、人物の有無がラベルとして関連付けられる。学習済みモデルの内部パラメータは、このような学習用データセットを用いた学習処理により予め最適化されている。これにより、学習済みモデルは、画像の入力を受けると、当該画像に人物が写っている確率を出力する。
 学習済みモデルを生成するための学習手法には、種々の機械学習アルゴリズムが採用され得る。一例として、当該機械学習アルゴリズムとして、ディープラーニング、コンボリューションニューラルネットワーク(CNN)、全層畳み込みニューラルネットワーク(FCN)、サポートベクターマシンなどが採用される。
 制御部50は、カメラ130Bから得られた画像上で所定の矩形領域をずらしながら、当該矩形領域内の部分画像を学習済モデルに順次入力する。当該学習済みモデルは、部分画像の入力を受け付けると、当該部分画像に人物が写っている確率を出力する。制御部50は、当該確率が所定値を超えたことに基づいて、当該矩形領域の位置に作業者Uが存在していると判断する。
 なお、作業者Uの位置の検出するための画像処理は、制御部50によって実行されてもよいし、カメラ130Bによって実行されてもよい。
 また、カメラ130Bは、必ずしも操作盤20に設けられる必要は無く、他の場所に設けられてもよい。一例として、カメラ130Bは、工作機械100Aのカバー体22上に設けられてもよい。他の例として、カメラ130Bは、工作機械100Aが設置されている工場の天井または側壁などに設けられてもよい。
 (H3.制御態様の変更処理の具体例)
 次に、図14および図15を参照して、工作機械100Aの制御態様の変更処理の具体例について説明する。
 本具体例では、工作機械100Aの制御部50は、位置センサ130Aによって取得された作業者Uの位置に基づいて、操作盤20のディスプレイ205の表示面が作業者Uに向くように上述のモータ112Nを制御する。「表示面が作業者Uに向く」とは、操作盤20のディスプレイ面に直交する方向が作業者Uに向くことを意味する。これにより、作業者Uは、工作機械100Aの周囲のいずれの場所に居てもディスプレイ205の内容を確認することができる。
 図14は、作業者Uが工作機械100Aの近くに居る場合における操作盤20の状態を示す図である。図15は、作業者Uが工作機械100Aから離れた場所に居る場合における操作盤20の状態を示す図である。
 操作盤20は、たとえば、重力方向に平行な軸AX1を中心として回転可能に構成されている。操作盤20の回転駆動は、たとえば、上述のモータ112N(図12参照)によって実現される。
 工作機械100Aの制御部50は、カメラ130Bから得られた画像内において作業者Uの位置を検出する。その後、制御部50は、当該検出された位置が画像内の予め定められた設定範囲内に位置するようにモータドライバ111Xを制御する。当該設定範囲は、カメラ130Bとディスプレイ205との位置関係によって予め決められている。一例として、当該設定範囲は、画像内の中心を含む。
 これにより、操作盤20のディスプレイ205は、常に作業者Uの方向を向く。図14の例では、ディスプレイ205は、方向D1に居る作業者Uに向いている。図15の例では、ディスプレイ205は、方向D2に居る作業者Uに向いている。
 (H4.フローチャート)
 次に、図16を参照して、上述の図14および図15で説明した制御態様の変更処理の流れについて説明する。図16は、制御態様の変更処理の一例を示すフローチャートのである。
 図16に示される処理は、制御部50が制御プログラムを実行することにより実現される。ある局面において、図16に示される処理の一部または全部は、上述の操作盤20によって実行される。他の局面において、図16に示される処理の一部または全部は、上述のCNCユニット30によって実行される。他の局面において、図16に示される処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。
 ステップS210において、制御部50は、工作機械100Aの制御態様の変更処理を実行するタイミングが到来したか否かを判断する。一例として、当該タイミングは、上述の操作器250(図9参照)が操作を受け付けているタイミングに到来する。制御部50は、工作機械100Aの制御態様の変更処理を実行するタイミングが到来したと判断した場合(ステップS210においてYES)、制御をステップS212に切り替える。そうでない場合には(ステップS210においてNO)、制御部50は、ステップS210の処理を再び実行する。
 ステップS212において、制御部50は、上述のカメラ130Bから画像を取得し、当該画像内において作業者Uの位置を特定する。
 ステップS220において、制御部50は、ステップS212で特定された作業者Uの位置が画像内の予め定められた設定範囲内に含まれているか否かを判断する。制御部50は、ステップS212で特定された作業者Uの位置が画像内の予め定められた設定範囲内に含まれていると判断した場合(ステップS220においてYES)、図16に示される処理を終了する。そうでない場合には(ステップS220においてNO)、制御部50は、制御をステップS222に切り替える。
 ステップS222において、制御部50は、ステップS212で特定された作業者Uの位置が画像内の予め定められた設定範囲に近付くように上述のモータドライバ111N(図12参照)を制御する。その後、制御部50は、制御をステップS212に戻す。
 <I.まとめ>
 以上のようにして、工作機械100の制御部50は、工作機械100に対する作業者Uの位置関係に基づいて、工作機械100の制御態様を変える。これにより、工作機械100は、作業者Uとの位置関係に応じて制御態様を段階的に変えることができ、より適切な制御を実現することができる。
 今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 20 操作盤、22 カバー体、30 CNCユニット、40 監視画面、42 表示欄、43 表示欄、44 表示欄、45 表示欄、45A 振動メーター、50 制御部、100 工作機械、100A 工作機械、111N モータドライバ、111R モータドライバ、111X モータドライバ、111Y モータドライバ、111Z モータドライバ、112N モータ、112R モータ、112X モータ、112Y モータ、112Z モータ、113 支持体、125 光源、130 距離センサ、130A 位置センサ、130B カメラ、131 主軸頭、132 主軸、133 ハウジング、134 工具、136 テーブル、201 制御回路、202 ROM、203 RAM、204 通信インターフェイス、205 ディスプレイ、207 入力デバイス、208 通信インターフェイス、209 バス、220 補助記憶装置、222 制御プログラム、224 制御パラメータ、250 操作器、301 制御回路、302 ROM、303 RAM、304 通信インターフェイス、305 フィールドバスコントローラ、309 内部バス、320 補助記憶装置、322 加工プログラム。

Claims (6)

  1.  工作機械であって、
     距離センサを備え、前記距離センサは、前記工作機械の作業者と前記距離センサとの間の距離を検出し、
     ディスプレイと、
     工具またはワークの位置を可変とする移動体と、
     前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
     前記制御部は、
      前記距離センサから前記距離を取得する処理と、
      前記取得する処理で取得した距離が長いほど、前記ディスプレイの表示内容のうちの任意に設定された表示内容を拡大する処理とを実行し、
     前記拡大する処理で拡大される表示は、前記移動体に係る位置情報、前記移動体に係る温度情報、または、前記移動体に係る振動情報を含む、工作機械。
  2.  前記工作機械は、さらに、前記移動体の移動操作を受け付け可能に構成される携帯型の操作器を備え、
     前記制御部は、前記操作器が前記移動操作を受け付けている間に前記拡大する処理を実行する、請求項1に記載の工作機械。
  3.  前記工作機械は、さらに、前記工作機械の内部を照らすための光源を備え、
     前記制御部は、前記取得する処理で取得した前記距離が長いほど、前記光源の照度を明るくする処理を実行する、請求項1または2に記載の工作機械。
  4.  前記工作機械は、さらに、
      前記ディスプレイの向きを変えるための駆動部と、
      前記ディスプレイに対する作業者の位置を検出するための位置センサとを備え、
     前記制御部は、さらに、
      前記位置センサから前記位置を取得する処理と、
      前記取得する処理で取得した前記位置に基づいて、前記ディスプレイの表示面が前記作業者に向くように前記駆動部を制御する処理とを実行する、請求項1~3のいずれか1項に記載の工作機械。
  5.  距離センサを備える工作機械の制御方法であって、
     前記距離センサは、前記工作機械の作業者と前記距離センサとの間の距離を検出し、
     前記工作機械は、さらに、
      ディスプレイと、
      工具またはワークの位置を可変とする移動体とを備え、
     前記制御方法は、
      前記距離センサから前記距離を取得するステップと、
      前記取得するステップで取得した距離が長いほど、前記ディスプレイの表示内容のうちの任意に設定された表示内容を拡大するステップとを備え、
     前記拡大するステップで拡大される表示は、前記移動体に係る位置情報、前記移動体に係る温度情報、または、前記移動体に係る振動情報を含む、制御方法。
  6.  距離センサを備える工作機械の制御プログラムであって、
     前記距離センサは、前記工作機械の作業者と前記距離センサとの間の距離を検出し、
     前記工作機械は、さらに、
      ディスプレイと、
      工具またはワークの位置を可変とする移動体とを備え、
     前記制御プログラムは、前記工作機械に、
      前記距離センサから前記距離を取得するステップと、
      前記取得するステップで取得した距離が長いほど、前記ディスプレイの表示内容のうちの任意に設定された表示内容を拡大するステップとを実行し、
     前記拡大するステップで拡大される表示は、前記移動体に係る位置情報、前記移動体に係る温度情報、または、前記移動体に係る振動情報を含む、制御プログラム。
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