(57)【要約】【課題】所望のサイクルタイムを有する電子カムデータを、できるだけ少ない工数でＮＣプログラムから生成できるようにする。【解決手段】ＮＣプログラムで工作機械を運転してＮＣプログラムによるサイクルタイムを測定するＮＣ加工時間測定部３３と、電子カムデータをもとに当該電子カムデータによるサイクルタイムを算出する電子カム加工時間算出部３４と、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとを表示部３０に同時に表示する表示制御部３５とを備え、電子カムデータを用いて実際に工作機械を運転することなく、ＮＣプログラムによるサイクルタイムからは予測が困難な電子カムデータによるサイクルタイムをオペレータが確認できるようにするとともに、電子カム化による時短効果も一見してオペレータが確認できるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣプログラムによる被加工物の加工時間を測定するＮＣ加工時間測定部と、
上記ＮＣプログラムを電子カムデータに変換するデータ変換部と、
上記データ変換部により変換された上記電子カムデータをもとに、上記電子カムデータによる被加工物の加工時間を算出する電子カム加工時間算出部と、
上記ＮＣ加工時間測定部により測定された上記ＮＣプログラムによる加工時間および上記電子カム加工時間算出部により算出された上記電子カムデータによる加工時間を同時に表示する表示制御部とを備えたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
上記表示制御部は、上記ＮＣプログラムによる加工時間および上記電子カムデータによる加工時間に代えて、またはこれらの加工時間に加えて、上記ＮＣプログラムによる加工時間と上記電子カムデータによる加工時間との差分を表示することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
上記ＮＣ加工時間測定部は、上記ＮＣプログラムによる加工時間として１加工サイクルの加工時間を測定し、
上記電子カム加工時間算出部は、上記電子カムデータによる加工時間として１加工サイクルの加工時間を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
【請求項４】
上記ＮＣ加工時間測定部は、上記ＮＣプログラムによる加工時間として１加工サイクルの加工時間を工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ毎に分けて測定し、
上記電子カム加工時間算出部は、上記電子カムデータによる加工時間として１加工サイクルの加工時間を工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ毎に分けて算出することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
【請求項５】
ＮＣプログラムによる被加工物の加工時間を測定する第１のステップと、
上記ＮＣプログラムを電子カムデータに変換する第２のステップと、
上記電子カムデータをもとに、上記電子カムデータによる被加工物の加工時間を算出する第３のステップと、
上記第１のステップで測定された上記ＮＣプログラムによる加工時間および上記第３のステップで算出された上記電子カムデータによる加工時間を同時に表示する第４のステップとを有することを特徴とする工作機械の動作時間提示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械およびその動作時間提示方法に関し、特に、ＮＣ（numerical control）プログラムを電子カムデータに変換して、その電子カムデータにより各機構部の動作を制御するようにした工作機械に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械の数値制御方式には、ＮＣプログラムを使用するＮＣ制御方式と、電子カムデータを使用する電子カム制御方式とが存在する。ＮＣプログラムは、主軸や刃物台等の移動指令を表すＧコード、使用する工具の呼出指令を表すＴコード、補助機能指令を表すＭコードなどのコード体系を持つプログラムである。ＮＣ制御方式では、工作機械の数値制御装置（ＮＣ装置）がＮＣプログラムを１ブロック（行）ずつ読み込んでその指令（ＮＣコード）を解釈しながら、複数の指令を順次実行していく。
【０００３】
一方、電子カム制御方式では、工作機械の動作前に、ＮＣ装置とは別個に設置されているパーソナルコンピュータがＮＣプログラムを電子カムデータに変換する。そして、変換した電子カムデータによりＮＣ装置が工作機械の各機構部の動作を制御する。電子カムデータは、所定の基準軸における動作量を基準にして、基準軸の動作量に対応した移動軸の位置データを表すデータである。例えば、所定時間毎の主軸の累積回転角に対応させて刃物台の工具の位置データを表したものが電子カムデータである。電子カム制御方式では、基準軸の動作量が電子カムデータに記憶された動作量に達したときに、その動作量に対応して記憶された位置に移動軸が到達するように制御する。
【０００４】
ＮＣ制御方式では、工作機械の運転時にＮＣ装置がＮＣプログラムを１行ずつ読み込み、指令の内容を解釈しながら実行していく必要がある。これに対し、電子カム制御方式では、工作機械の運転前に一連の動作を電子カムテーブルに電子カムデータとして確定しておく。そのため、１行ずつプログラムを読み込んで指令の解釈をその都度行う必要がないので、指令を解釈する時間が不要となる。また、電子カム制御方式では、各移動軸毎に軸移動の開始を最適なタイミングに設定することもできる。その結果、被加工物（ワーク）の加工時間を短縮する等の最適化を電子カムデータにあらかじめ施すことが可能である。
【０００５】
図１０は、電子カムデータを生成する際の一般的な工程（電子カム化の工程）を示すフローチャートである。図１０に示すように、最初に、オペレータがＮＣプログラムを作成する（ステップＳ１０１）。そして、作成したＮＣプログラムを用いて試運転し、要求通りの精度でワークを問題なく加工できるかどうかをオペレータが確認する（ステップＳ１０２）。
【０００６】
その後、オペレータは、ＮＣプログラムで工作機械を試運転したときのサイクルタイムを確認する（ステップＳ１０３）。サイクルタイムとは、ワークの加工時間を示すものである。具体的には、ＮＣプログラムに含まれるワンサイクル停止コードを２回検知する間の時間がサイクルタイムに相当する。すなわち、連続して複数のワークを加工する際に１つのワークの加工終了を表すために、ＮＣプログラムの先頭付近にはワンサイクル停止コードが含まれている。工作機械の試運転時には、サイクルタイムを測定するために、ワンサイクル停止コードを検知したときにタイマのカウント動作を開始し、ＮＣプログラムが一巡して次のワンサイクル停止コードを検知したときにカウント動作を停止する。オペレータは、タイマのカウント値を見ることで、サイクルタイムを確認する。
【０００７】
ここで、オペレータは、加工したワークが公差の範囲内に入っていないなどの不具合がないか、およびサイクルタイムが期待した値の範囲内に入っているかどうか確認する（ステップＳ１０４）。加工したワークが公差内に入っていない、あるいはサイクルタイムが期待した値の範囲内になっていない場合には、オペレータはＮＣプログラムを修正する（ステップＳ１０５）。そして、ステップＳ１０２に戻り、修正したＮＣプログラムを用いて試運転する。以下、ステップＳ１０３、Ｓ１０４の工程を繰り返す。
【０００８】
ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の工程を必要に応じて繰り返すことにより、ワークを問題なく加工でき、かつ、サイクルタイムが期待した値の範囲内に入ったと判断した場合、データ変換プログラムを使用して、パーソナルコンピュータによりＮＣプログラムを電子カムデータに変換する（ステップＳ１０６）。そして、変換した電子カムデータをＮＣ装置の記憶部に記録して（ステップＳ１０７）、電子カムデータの生成処理を終了する。
【０００９】
なお、電子カム制御方式による工作機械ではないが、工作機械の運転時間を算出して表示するようにした技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、数値制御情報を工程単位で分割、統合、移動、削除する際に変化する工作機械の運転時間を算出して表示することが記載されている。ちなみに、特許文献１に記載された発明は、工程編集に伴い変化する運転時間を算出して表示する技術であって、ＮＣプログラムを電子カムデータに変換した場合に変化する運転時間を算出することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−９２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、電子カム制御方式で工作機械における各機構部（主軸や刃物台など）の移動軸の動作を制御すれば、ＮＣ制御方式で各機構部の動作を制御する場合に比べて、通常はワークの加工時間を短縮することができる。そのため従来は、図１０に示したように、ＮＣプログラムについては必要に応じて何回か修正を行うが、ＮＣプログラムの修正が完了した後は、これを電子カムデータに変換して電子カム化の工程を終了していた。
【００１２】
しかしながら、実際にはＮＣプログラムの作り方によって、電子カムデータに変換した場合にどの程度ワークの加工時間が短くなるかが変わってしまう。すなわち、ＮＣプログラムの指令（ＮＣコード）の位置や順番等に応じて、出来上がった電子カムデータによる工作機械の運転時間が左右されるのである。そのため、加工されたワークが公差の範囲外となる不具合をなくし、サイクルタイムも期待した値の範囲内に入るようなＮＣプログラムを作成して電子カムデータに変換しても、必ずしも期待通りのサイクルタイムを有する電子カムデータが生成されるとは限らないという問題があった。
【００１３】
例えば、ＮＣプログラムを電子カムデータに変換しても、期待通りに加工時間が短くならないことがある。逆に、ＮＣプログラムを電子カムデータに変換した場合に、予想以上に加工時間が短くなることもある。従来、ＮＣプログラムにより工作機械を運転した場合のサイクルタイムが期待した値の範囲内に入るか否かは確認しているが、そのＮＣプログラムを変換した電子カムデータにより工作機械を運転した場合のサイクルタイムが期待した値の範囲内に入る保障はない。
【００１４】
実際、ＮＣプログラムを電子カムデータに変換した場合に、どのくらい加工時間が短くなるかは予想がしにくい。そのため、ＮＣプログラムだけでなく、ＮＣプログラムから生成した電子カムデータを使用して工作機械を試運転し、サイクルタイムを確認する必要がある。そして、期待通りに加工時間が短くなっていなければ、たとえ電子カムデータを生成した後であっても、ＮＣプログラムを修正しなければならない。また、電子カムデータにより工作機械を運転した結果、予想以上に加工時間が短くなった場合には、工具の加工送り速度を再検討することがある。工具の加工送り速度を遅くするようにＮＣプログラムを修正すれば、加工精度が高まる上に工具の刃持ちも良くなり、工作機械の連続稼働時間を延ばすことが可能になる。
【００１５】
しかしながら、仮に電子カムデータにより工作機械を運転してサイクルタイムを確認し、必要に応じてＮＣプログラムを修正することとした場合、ＮＣプログラムのサイクルタイムだけを確認していた従来よりも多くの手間と時間がかかってしまう。場合によっては、ＮＣプログラムのサイクルタイムを確認した後も、ＮＣプログラムの修正、ＮＣプログラムによる運転、電子カムデータへの変換、電子カムデータによる運転、電子カムデータのサイクルタイムの確認といった工程を繰り返し行う必要があり、電子カムデータを完成させるまでに多くの工数がかかってしまう。
【００１６】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、所望のサイクルタイムを有する電子カムデータを、できるだけ少ない工数でＮＣプログラムから生成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した課題を解決するために、本発明では、ＮＣプログラムにより工作機械を運転して当該ＮＣプログラムによる被加工物の加工時間を測定するとともに、ＮＣプログラムから変換した電子カムデータをもとに当該電子カムデータによる被加工物の加工時間を算出する。そして、ＮＣプログラムによる加工時間および電子カムデータによる加工時間を同時に表示するようにしている。ここで、ＮＣプログラムによる加工時間および電子カムデータによる加工時間は、例えば１加工サイクルの加工時間（サイクルタイム）である。
【００１８】
本発明の他の態様では、ＮＣプログラムによる加工時間として、１加工サイクルの加工時間を工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ毎に分けて測定する。また、電子カムデータによる加工時間として、１加工サイクルの加工時間を工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ毎に分けて算出する。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成した本発明によれば、ＮＣプログラムによる加工時間と電子カムデータによる加工時間とが同時に表示されるので、ＮＣプログラムを電子カムデータに変換した場合に、どのくらい加工時間が短くなるかをオペレータが一見して判断することができる。また、オペレータは、電子カムデータによる加工時間そのものを確認することもできる。このため、電子カムデータによる加工時間が期待した通りに短くなったか、期待値の範囲内に入っているかどうかなどをオペレータが確認して、そうなっていなければＮＣプログラムを適宜修正することができる。
【００２０】
しかも、電子カムデータによる加工時間は、ＮＣプログラムから変換された電子カムデータ自体に基づき算出される。電子カムデータは、例えば所定時間毎の基準軸の移動量に対応させて工具の位置データなどを表したテーブルデータであるから、当該テーブルデータから電子カムデータによる加工時間は算出できる。すなわち、電子カムデータを実際に使用して工作機械を試運転しなくても、電子カムデータによる加工時間を取得できる。そのため、電子カムデータによる加工時間を確認してＮＣプログラムを修正するとしても、電子カムデータによる運転の工程は不要であり、その分だけ工数を少なくすることができる。
【００２１】
以上のことから、本発明によれば、所望のサイクルタイムを有する電子カムデータを、できるだけ少ない工数でＮＣプログラムから生成することができる。
【００２２】
また、本発明の他の態様によれば、ＮＣプログラムによる加工時間および電子カムデータによる加工時間として、サイクルタイムそのものではなく、工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ毎にサイクルタイムを分けて算出した時間が表示される。このため、どの工具で加工しているときにどの程度の加工時間が必要なのか、電子カム化によってどのくらい加工時間が短くなるのかをオペレータが一見して判断することができる。また、どの待ち合わせ間にどの程度の加工時間が必要なのか、電子カム化によってどのくらい加工時間が短くなるのかをオペレータが一見して判断することができる。
【００２３】
これにより、電子カムデータによる加工時間を確認してオペレータがＮＣプログラムを修正する際に、ＮＣプログラムのどこを修正すればよいかの予想が立てやすくなる。このため、ＮＣプログラムの修正を効率的に行うことができ、その分だけ工数を少なくすることができる。したがって、所望のサイクルタイムを有する電子カムデータを、より少ない工数でＮＣプログラムから生成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態による工作機械のハードウェア構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態による工作機械の機能構成例を示す図である。
【図３】電子カムデータ記憶部に格納される電子カムデータの一例を示す図である。
【図４】主軸台および刃物台を含む可動部の系統構成例を示す図である。
【図５】第１の実施形態による表示制御部の制御によって表示部に表示される画面の一例を示す図である。
【図６】図５に示した画面を表示する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態による工作機械の機能構成例を示す図である。
【図８】第２の実施形態による表示制御部の制御によって表示部に表示される画面の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態による表示制御部の制御によって表示部に表示される画面の一例を示す図である。
【図１０】電子カムデータを生成する際の一般的な工程（電子カム化の工程）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態による工作機械１００のハードウェア構成例を示す図である。図２は、第１の実施形態による工作機械１００の主要な機能構成例を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、第１の実施形態による工作機械１００は、ＮＣ装置１０、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０、表示部３０、入力部４０、駆動制御装置５０、可動部６０およびインタフェース７０を備えている。ＮＣ装置１０、ＰＣ２０、表示部３０、入力部４０および駆動制御装置５０は、インタフェース７０を介して相互に接続され、互いにデータの授受を行うことができるようになされている。
【００２７】
ＮＣ装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、メモリ１４およびタイマ１５を備えている。ＲＡＭ１２は、ＮＣプログラム記憶部１２ａおよび電子カムデータ記憶部１２ｂを有している。ＲＯＭ１３は、ＮＣ加工時間測定プログラム記憶部１３ａ、電子カム加工時間算出プログラム記憶部１３ｂおよび表示制御プログラム記憶部１３ｃを有している。ＰＣ２０は、ＣＰＵ２１およびＲＡＭ２２を備えている。ＲＡＭ２２は、データ変換プログラム記憶部２２ａを有している。可動部６０は、ワークを着脱可能に把持する主軸を備えた主軸台６１と、ワークを加工する複数種類の工具を保持する刃物台６２とを備えている。
【００２８】
ＮＣ装置１０のＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２およびＲＯＭ１３に格納されている各種プログラムに従って所定の処理を実行する。メモリ１４は、ＣＰＵ１１による処理の実行結果を一時的に格納する。本実施形態では、メモリ１４は、ＮＣプログラムにより工作機械１００を運転して測定されたサイクルタイムを一時的に格納する。タイマ１５は、ＮＣプログラムにより工作機械１００を運転してサイクルタイムを測定するときに使用する。
【００２９】
ＲＡＭ１２のＮＣプログラム記憶部１２ａは、オペレータが作成したＮＣプログラムを記憶する。このＮＣプログラム記憶部１２ａに記憶されるＮＣプログラムは、工作機械１００の入力部４０から直接入力されたり、プログラム作成ツール（図示せず）により作成されて、通信機能等を介して転送されたりする。なお、ＣＰＵ１１およびＮＣプログラム記憶部１２ａに記憶されたＮＣプログラムにより、図２のＮＣプログラム実行部３１が構成される。
【００３０】
電子カムデータ記憶部１２ｂは、電子カム制御を行うための電子カムデータを記憶する。ここに記憶される電子カムデータは、ＮＣプログラム記憶部１２ａに格納されたＮＣプログラムを、ＰＣ２０のデータ変換プログラム記憶部２２ａに格納されているデータ変換プログラムにより変換することで作成されたものである。図３は、電子カムデータの一例を示す図である。図３に示すように、電子カムデータは、例えば基準タイミング信号のカウント値に応じて、主軸台６１に取り付けられた主軸の累積回転角と、刃物台６２に取り付けられた工具の位置データと、系統間の待ち合わせ完了タイミングとを対応させて表したテーブルデータである。
【００３１】
ＰＣ２０のＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２のデータ変換プログラム記憶部２２ａに格納されているデータ変換プログラムに従って、ＮＣプログラム記憶部１２ａに格納されているＮＣプログラムを電子カムデータに変換する処理を実行する。入力部４０は、データ変換プログラムの起動用として使用する電子カムデータ作成ボタン（図示せず）を備えている。オペレータが電子カムデータ作成ボタンを操作すると、ＣＰＵ２１がデータ変換プログラム記憶部２２ａのデータ変換プログラムに従ってＮＣプログラムを電子カムデータに変換する。なお、ＣＰＵ２１およびデータ変換プログラム記憶部２２ａに記憶されたデータ変換プログラムにより、図２のデータ変換部３２が構成される。
【００３２】
駆動制御装置５０は、可動部６０における主軸台６１および刃物台６２の駆動を制御する。図４は、主軸台６１および刃物台６２を含む可動部６０の系統構成例を示す図である。図４に示す例において、可動部６０は第１系統、第２系統、第３系統の３系統を含んでいる。主軸台６１は第１系統および第２系統に備えられ、刃物台６２は第１系統から第３系統の全てに備えられている。
【００３３】
図４において、駆動制御装置５０は、第１系統に関するＮＣプログラムまたは電子カムデータ（以下、これらをまとめて加工プログラムと称する）により、第１系統の機構部における主軸台移動用モータ、主軸回転用モータおよび工具移動用モータ（何れのモータも図示せず）を制御する。これによって、主軸台６１−１上の主軸Ａ１は、図４に矢印で示すようにＺ１軸方向に主軸台６１−１と共に移動制御されるとともに、Ｃ１回転方向に回転制御される。一方、刃物台６２−１上の工具ＴＳ１は、図４に矢印で示すように刃物台６２−１と共にＸ１軸方向およびＹ１軸方向に移動制御される。
【００３４】
すなわち、第１系統の機構部では、主軸台６１−１の移動制御、主軸Ａ１の回転制御、工具ＴＳ１を支持する刃物台６２−１の移動制御が行われる。なお、刃物台６２−１は、複数の工具ＴＳ１として、バイト等の非可動のもの、あるいはドリル等の回転可能なものを取り付け可能としている。ドリル等の回転可能な工具を使う場合には、駆動制御装置５０は、第１系統に関する加工プログラムにより、工具を回転させるための工具回転用モータ（図示せず）を制御する。
【００３５】
また、駆動制御装置５０は、第２系統に関する加工プログラムにより、第２系統の機構部における背面主軸台移動用モータおよび背面主軸回転用モータ（何れのモータも図示せず）を制御する。これによって、主軸台６１−２上の背面主軸Ａ２は、図４に矢印で示すように背面主軸台６１−２と共にＸ２軸方向およびＺ２軸方向に移動制御されるとともに、Ｃ２回転方向に回転制御される。
【００３６】
一方、固定刃物台６２−２は、複数の工具ＴＳ２として、第１系統の工具ＴＳ１と同様にバイト等の非可動のもの、あるいはドリル等の回転可能なものを取り付け可能としている。ドリル等の回転可能な工具を使う場合には、駆動制御装置５０は、第２系統に関する加工プログラムにより、工具を回転させるための工具回転用モータ（図示せず）を制御する。
【００３７】
さらに、駆動制御装置５０は、第３系統に関する加工プログラムにより、第３系統の機構部における工具移動用モータ（図示せず）を制御する。これによって、第３系統の工具ＴＳ３は、図４に矢印で示すように刃物台６２−３と共にＸ３軸方向、Ｙ３軸方向、Ｚ３軸方向に移動制御される。すなわち、第３系統の機構部では、工具ＴＳ３を支持する刃物台６２−３が駆動制御装置５０により移動制御される。また、刃物台６２−３に保持される工具ＴＳ３がドリル等の回転工具の場合は、その工具を回転させるための工具回転用モータ（図示せず）が駆動制御装置５０により回転制御される。
【００３８】
図４に示す機構部でワークを加工する際には、まず第１系統の主軸Ａ１でワークの一部を把持し、第１系統の工具ＴＳ１または第３系統の工具ＴＳ３でワーク（具体的には、主軸Ａ１により把持されていない部分）を加工する。その後、第１系統の主軸Ａ１から第２系統の背面主軸Ａ２にワークを受け渡し、第２系統の工具ＴＳ２でワークの背面（主軸Ａ１により把持されていて加工されていない部分）を加工する。第１系統の主軸Ａ１から第２系統の背面主軸Ａ２にワークを受け渡す際に、タイミング合わせのために系統間の待ち合わせが発生する。
【００３９】
なお、図４のように、主軸台６１として第１系統の主軸台６１−１と第２系統の主軸台６１−２とが存在する場合、図３に示した電子カムデータは、それぞれの主軸台６１−１，６１−２毎に別個に生成するようにしても良い。
【００４０】
図１に戻って説明する。ＮＣ装置１０が備えるＲＯＭ１３のＮＣ加工時間測定プログラム記憶部１３ａは、ＮＣ加工時間測定プログラムを記憶する。このＮＣ加工時間測定プログラムは、ＮＣプログラム記憶部１２ａに格納されているＮＣプログラムによるワークの加工時間を測定するためのプログラムである。なお、ＮＣ装置１０のＣＰＵ１１およびＮＣ加工時間測定プログラム記憶部１３ａに記憶されたＮＣ加工時間測定プログラムにより、図２のＮＣ加工時間測定部３３が構成される。
【００４１】
電子カム加工時間算出プログラム記憶部１３ｂは、電子カム加工時間算出プログラムを記憶する。この電子カム加工時間算出プログラムは、電子カムデータ記憶部１２ｂに格納されている電子カムデータによるワークの加工時間を算出するためのプログラムである。なお、ＮＣ装置１０のＣＰＵ１１および電子カム加工時間算出プログラム記憶部１３ｂに記憶された電子カム加工時間算出プログラムにより、図２の電子カム加工時間算出部３４が構成される。
【００４２】
表示制御プログラム記憶部１３ｃは、表示制御プログラムを記憶する。この表示制御プログラムは、ＮＣプログラムによるワークの加工時間と電子カムデータによるワークの加工時間とを表示部３０に同時に表示するためのプログラムである。なお、ＮＣ装置１０のＣＰＵ１１および表示制御プログラム記憶部１３ｃに記憶された表示制御プログラムにより、図２の表示制御部３５が構成される。
【００４３】
以下、図２に示した各機能構成について詳しく説明する。図２において、ＮＣプログラム実行部３１は、ＮＣプログラム記憶部１２ａに格納されているＮＣプログラムを実行する。すなわち、ＮＣプログラム実行部３１は、ＮＣプログラム記憶部１２ａからＮＣプログラムのＮＣコードを順番に読み込み、各ＮＣコードを解釈しながら順に実行していく。
【００４４】
ＮＣ加工時間測定部３３は、ＮＣプログラム実行部３１によりＮＣプログラムが実行されたときに、当該ＮＣプログラムによるワークの加工時間を測定する。第１の実施形態においてＮＣ加工時間測定部３３は、ＮＣプログラムによる加工時間として、１加工サイクルの加工時間（サイクルタイム）を測定する。具体的には、ＮＣ加工時間測定部３３は、タイマ１５を用いて、ＮＣプログラムに含まれるワンサイクル停止コードを２回検知する間の時間をサイクルタイムとして測定する。
【００４５】
すなわち、ＮＣ加工時間測定部３３は、ＮＣプログラム実行部３１によりＮＣプログラムの運転が開始されたときに、タイマ１５を起動してカウント値をゼロにクリアする。その後、ＮＣ加工時間測定部３３は、ＮＣプログラム実行部３１がＮＣコードを順番に読み込んで実行していく過程で、ワンサイクル停止コードが読み込まれたか否かを判定する。そして、ワンサイクル停止コードを検知した場合、ＮＣ加工時間測定部３３はタイマ１５にスタート指令を出し、タイマ１５のカウントアップを開始する。
【００４６】
その後、ＮＣ加工時間測定部３３は、ＮＣプログラム実行部３１がＮＣコードを更に読み込んで実行していく過程で、ＮＣプログラムが一巡して２回目のワンサイクル停止コードが読み込まれたか否かを判定する。そして、２回目のワンサイクル停止コードを検知した場合、ＮＣ加工時間測定部３３は、タイマ１５にストップ指令を出すことによりタイマ１５のカウントアップを停止し、そのときのカウント値をメモリ１４に格納する。このメモリ１４に格納されたカウント値が、ＮＣプログラムによるサイクルタイムとなる。
【００４７】
なお、このＮＣプログラムの試運転の段階で、加工されたワークが公差の範囲内に入らなかったり、ＮＣプログラムによるサイクルタイムが期待値の範囲内に入らなかったりした場合には、オペレータによってＮＣプログラムの修正が行われる。そして、修正したＮＣプログラムを用いて、ＮＣプログラム実行部３１およびＮＣ加工時間測定部３３の処理を再び行う。
【００４８】
データ変換部３２は、ＮＣプログラム記憶部１２ａに格納されているＮＣプログラムを電子カムデータに変換し、変換した電子カムデータを電子カムデータ記憶部１２ｂに格納する。ここで変換対象とするＮＣプログラムは、修正済みのＮＣプログラムである。
【００４９】
電子カム加工時間算出部３４は、データ変換部３２により変換された電子カムデータをもとに、電子カムデータによるワークの加工時間を算出する。第１の実施形態において電子カム加工時間算出部３４は、電子カムデータによる加工時間として、１加工サイクルの加工時間（サイクルタイム）を算出する。
【００５０】
電子カムデータは、図３に示したように、基準タイミング信号のカウント値に応じて、主軸の移動量に対応させて工具の位置データ等を記憶させたテーブルデータである。このため、テーブルデータの最初のレコードにおける基準タイミング信号のカウント値が電子カムデータによる加工の開始時間に相当し、最後のレコードにおける基準タイミング信号のカウント値が加工の終了時間に相当する。したがって、電子カム加工時間算出部３４は、最後のレコードにおける基準タイミング信号のカウント値と、基準タイミング信号のカウント周期とから、電子カムデータによる加工時間を算出することができる。
【００５１】
表示制御部３５は、ＮＣ加工時間測定部３３により測定されたＮＣプログラムによる加工時間（メモリ１４に格納されたＮＣプログラムによるサイクルタイム）と、電子カム加工時間算出部３４により算出された電子カムデータによる加工時間（サイクルタイム）とを表示部３０に同時に表示するよう制御する。なお、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとを同時に表示することに代えて、または同時に表示することに加えて、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとの差分を表示するようにしても良い。
【００５２】
図５は、表示制御部３５の制御によって表示部３０に表示される画面の一例を示す図である。図５に示す画面は、データ変換部３２がＮＣプログラムを電子カムデータに変換する処理を開始するときから表示される画面の例を示している。すなわち、画面の左側には、上から順に“読み込み中”、“解析中”、“最適化中”、“出力中”および“完了”の文字が表示されていて、これらの各処理が終了する毎に、文字の左側に処理終了を表すレ点マークが表示されていく。
【００５３】
なお、“読み込み中”は、ＮＣプログラム記憶部１２ａからＮＣプログラムを読み込む処理を表す。“解析中”は、読み込んだＮＣプログラムを解析する処理を表す。“最適化中”は、解析し終わったＮＣプログラムを電子カムデータに変換する処理を表す。“出力中”は、変換した電子カムデータを電子カムデータ記憶部１２ｂに格納する処理を表す。“完了”は、電子カムデータ記憶部１２ｂに格納された電子カムデータのサイクルタイムの算出が完了したことを表す。
【００５４】
また、図５に示す画面の右側には、上から順に“ＮＣ”、“最適化後”、“短縮時間”および“短縮率”の文字が表示されていて、それらの文字の右側に数字が表示されている。ここで、“ＮＣ”の右側の数字は、ＮＣプログラムによるサイクルタイムを表す。“最適化後”の右側の数字は、ＮＣプログラムから変換された電子カムデータによるサイクルタイムを表す。“短縮時間”の右側の数字は、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとの差分時間を表す。“短縮率”は、電子カム化によってどれだけ加工時間が短くなったかの割合を表す。
【００５５】
図６は、図５に示した画面を表示する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、入力部４０の電子カムデータ作成ボタンをオペレータが操作することによって開始する。この開始時点において、ＮＣプログラムによるサイクルタイムはＮＣ加工時間測定部３３によって既に測定されており、測定されたＮＣプログラムによるサイクルタイムはメモリ１４に格納済みである。
【００５６】
図６において、まずデータ変換部３２は、ＮＣプログラム記憶部１２ａに格納されているＮＣプログラムを電子カムデータに変換し、変換した電子カムデータを電子カムデータ記憶部１２ｂに格納する（ステップＳ１）。次に、電子カム加工時間算出部３４は、電子カムデータ記憶部１２ｂに格納された電子カムデータをもとに、電子カムデータによるサイクルタイムを算出する（ステップＳ２）。
【００５７】
また、電子カム加工時間算出部３４は、メモリ１４に格納されているＮＣプログラムによるサイクルタイムを取得する（ステップＳ３）。そして、電子カム加工時間算出部３４は、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとから、電子カム化による短縮時間と短縮率とを算出する（ステップＳ４）。
【００５８】
最後に、表示制御部３５は、メモリ１４に格納されているＮＣプログラムによるサイクルタイムと、電子カム加工時間算出部３４により算出された電子カムデータによるサイクルタイムと、電子カム化による短縮時間および短縮率とを図５のように表示部３０の画面に同時に表示する（ステップＳ５）。
【００５９】
以上詳しく説明したように、第１の実施形態では、ＮＣプログラム実行部３１によりＮＣプログラムを用いて実際に工作機械１００を運転して、ＮＣ加工時間測定部３３によりＮＣプログラムによるサイクルタイムを測定するとともに、ＮＣプログラムから変換した電子カムデータをもとに、電子カムデータによるサイクルタイムを算出する。そして、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとを表示部３０に同時に表示するようにしている。このように構成した第１の実施形態によれば、工作機械１００のオペレータは、ＮＣプログラムによるサイクルタイムからは予測が困難な電子カムデータによるサイクルタイムに加え、ＮＣプログラムを電子カムデータに変換した場合にどのくらい加工時間が短くなるかを一見して確認することができる。
【００６０】
また、第１の実施形態では、電子カム化による短縮時間と短縮率とを合わせて表示するようにしている。これによりオペレータは、ＮＣプログラムの電子カム化によってどのくらい加工時間が短くなるかを、より一層容易に確認することができる。そのためオペレータは、電子カムデータによるサイクルタイムの確認結果から、ＮＣプログラム修正の必要性の有無を的確に判断し、ＮＣプログラムを適宜修正することができる。
【００６１】
しかも、電子カムデータによるサイクルタイムは、電子カムデータ自体から簡単に算出することができる。すなわち、電子カムデータを用いて実際に工作機械１００を運転しなくても、電子カムデータによるサイクルタイムを取得することができる。そのため、電子カムデータによるサイクルタイムを確認してＮＣプログラムを修正するとしても、電子カムデータによる運転の工程は不要であり、その分だけ工数を少なくすることができる。
【００６２】
以上のことから、第１の実施形態によれば、ＮＣプログラムによるサイクルタイムだけを確認してＮＣプログラムを修正していた従来とは異なり、所望のサイクルタイムを有する電子カムデータを、できるだけ少ない工数でＮＣプログラムから生成することができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。第２の実施形態において、工作機械１００のハードウェア構成は、メモリとタイマとが２つずつ設けられること以外は、図１と同様である。図７は、第２の実施形態による工作機械１００の主要な機能構成例を示す図である。なお、この図７において、図２に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
【００６４】
図７に示すように、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したＮＣ加工時間測定部３３、電子カム加工時間算出部３４および表示制御部３５の代わりに、これらとは機能が異なるＮＣ加工時間測定部３３’、電子カム加工時間算出部３４’および表示制御部３５’を備えている。また、第１の実施形態で説明したメモリ１４（図７では第１のメモリ１４に相当）に加え、第２のメモリ１６を備えている。また、第１の実施形態で説明したタイマ１５（図７では第１のタイマ１５に相当）に加え、第２のタイマ１７を備えている。第２のメモリ１６および第２のタイマ１７は、ＮＣ装置１０に備えられる。
【００６５】
第２の実施形態において、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラムによる加工時間として、サイクルタイムを測定するとともに、当該サイクルタイムを工具の呼出指令毎（工具番号毎）に分けて測定する。ＮＣプログラムによるサイクルタイムの測定は、第１の実施形態と同様にして行う。すなわち、ＮＣ加工時間測定部３３’は、第１のタイマ１５を用いて、ＮＣプログラムに含まれるワンサイクル停止コードを２回検知する間の時間をサイクルタイムとして測定する。
【００６６】
具体的には、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラム実行部３１によりＮＣプログラムの運転が開始されたときに、第１のタイマ１５を起動してカウント値をゼロにクリアする。その後、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラム実行部３１がＮＣコードを順番に読み込んで実行していく過程で、ワンサイクル停止コードが読み込まれたか否かを判定する。そして、ワンサイクル停止コードを検知した場合、ＮＣ加工時間測定部３３’は、第１のタイマ１５にスタート指令を出し、第１のタイマ１５のカウントアップを開始する。
【００６７】
その後、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラム実行部３１がＮＣコードを更に読み込んで実行していく過程で、ＮＣプログラムが一巡して２回目のワンサイクル停止コードが読み込まれたか否かを判定する。そして、２回目のワンサイクル停止コードを検知した場合、ＮＣ加工時間測定部３３’は、第１のタイマ１５にストップ指令を出すことにより第１のタイマ１５のカウントアップを停止し、そのときのカウント値を第１のメモリ１４に格納する。この第１のメモリ１４に格納されたカウント値が、ＮＣプログラムによるサイクルタイムとなる。
【００６８】
一方、ＮＣプログラムによる工具番号毎の加工時間は、以下のようにして測定する。すなわち、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラム実行部３１によりＮＣプログラムの運転が開始されたときに、第２のタイマ１７を起動してカウント値をゼロにクリアする。その後、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラム実行部３１がＮＣコードを順番に読み込んで実行していく過程で、工具呼出指令（Ｔコード）が読み込まれたか否かを判定する。Ｔコードを検知した場合、ＮＣ加工時間測定部３３’は、検知したＴコード（工具番号）を第２のメモリ１６の第１レコードに格納するとともに、第２のタイマ１７にスタート指令を出して第２のタイマ１７のカウントアップを開始する。
【００６９】
その後、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラム実行部３１がＮＣコードを更に読み込んで実行していく過程で、新たなＴコードが読み込まれたか否かを判定する。新たなＴコードを検知した場合、ＮＣ加工時間測定部３３’は、第２のメモリ１６の第１レコードに格納しておいた工具番号に関連付けて、第２のタイマ１７のカウント値を格納する。この第２のメモリ１６の第１レコードに格納されたカウント値が、１つ目の工具番号に対応する加工時間となる。
【００７０】
また、ＮＣ加工時間測定部３３’は、新たなＴコードを検知した時点で、当該新たなＴコード（工具番号）を第２のメモリ１６の第２レコードに格納するとともに、第２のタイマ１７をゼロにクリアしてカウントアップを再開始する。その後、ＮＣ加工時間測定部３３’が更に次のＴコードを検知した場合は、第２のメモリ１６の第２レコードに格納しておいた２つ目の工具番号に関連付けて、その時点における第２のタイマ１７のカウント値を格納する。この第２レコードに格納されたカウント値が、２つ目の工具番号に対応する加工時間となる。以下同様に処理を繰り返していき、ＮＣ加工時間測定部３３’が２回目のワンサイクル停止コードを検知した時点で、その時点のカウント値を最後の工具番号に関連付けて第２のメモリ１６に格納する。そして、工具番号毎の加工時間の測定を終了する。
【００７１】
電子カム加工時間算出部３４’は、電子カムデータによる加工時間として、サイクルタイムを測定するとともに、当該サイクルタイムを工具の呼出指令毎（工具番号毎）に分けて算出する。電子カムデータによるサイクルタイムの算出は、第１の実施形態と同様にして行う。電子カムデータによる工具番号毎の加工時間の算出も、第１の実施形態とほぼ同様にして行うことが可能である。
【００７２】
すなわち、電子カムデータは、図３に示したように、基準タイミング信号のカウント値に応じて、主軸の移動量に対応させて工具の位置データ等を記憶させたテーブルデータである。このため、ある工具番号について位置データが記述された最初のレコードにおける基準タイミング信号のカウント値がその工具番号による加工の開始時間に相当し、次の工具番号に切り替わる直前のレコードにおける基準タイミング信号のカウント値が加工の終了時間に相当する。したがって、電子カム加工時間算出部３４’は、基準タイミング信号のカウント値と、基準タイミング信号のカウント周期とから、電子カムデータによる工具番号毎の加工時間を算出することができる。
【００７３】
表示制御部３５’は、図８に示すように、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと、電子カムデータによるサイクルタイムと、ＮＣプログラムの電子カム化による短縮時間および短縮率とを表示部３０の画面に同時に表示する。さらに、表示制御部３５’は、ＮＣプログラムによる工具番号毎の加工時間と、電子カムデータによる工具番号毎の加工時間とを表示部３０の画面に同時に表示する。
【００７４】
なお、ここではＮＣプログラムによる加工時間および電子カムデータによる加工時間として、サイクルタイムを工具の呼出指令毎（工具番号毎）に分けて測定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、サイクルタイムを系統間の待ち合わせ指令の実行完了毎に分けて測定するようにしても良い。
【００７５】
この場合、ＮＣ加工時間測定部３３’は、ＮＣプログラムによる加工時間として、サイクルタイムを測定するとともに、サイクルタイムを系統間の待ち合わせ指令の実行完了毎に分けて測定する。ＮＣプログラムによる待ち合わせ指令の実行完了毎の加工時間は、ＮＣプログラムによる工具番号毎の加工時間と同様にして測定する。すなわち、工具呼出指令を検知する度に第２のタイマ１７をゼロからカウントアップしていく代わりに、複数の系統における対応する待ち合わせ指令の中で最後に読み込まれた待ち合わせ指令の実行を検知する度、すなわち、待ち合わせが完了する度に第２のタイマ１７をゼロからカウントアップしていけばよい。
【００７６】
また、電子カム加工時間算出部３４’は、電子カムデータによる加工時間として、サイクルタイムを測定するとともに、当該サイクルタイムを待ち合わせ完了毎に分けて算出する。電子カムデータによる待ち合わせ完了毎の加工時間も、電子カムデータによる工具番号毎の加工時間と同様にして算出することが可能である。なお、図３に示した電子カムデータの構成例において、系統間の待ち合わせ完了タイミングを表す部分のデータは、サイクルタイムを待ち合わせ完了毎に分けて算出する場合にのみ必要であり、サイクルタイムを待ち合わせ完了毎に分けて算出しない場合には必ずしも必要でない。
【００７７】
また、表示制御部３５’は、図９に示すように、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと、電子カムデータによるサイクルタイムと、ＮＣプログラムの電子カム化による短縮時間および短縮率とを表示部３０の画面に同時に表示する。さらに、表示制御部３５’は、ＮＣプログラムによる待ち合わせ指令の実行完了毎の加工時間と、電子カムデータによる待ち合わせ完了毎の加工時間とを表示部３０の画面に同時に表示する。
【００７８】
以上詳しく説明したように、第２の実施形態では、ＮＣプログラムによる加工時間として、サイクルタイムを工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ指令の実行完了毎に分けて測定する。また、電子カムデータによる加工時間として、サイクルタイムを工具の呼出指令毎または系統間の待ち合わせ完了毎に分けて算出する。そして、ＮＣプログラムによる工具呼出指令毎または系統間の待ち合わせ指令の実行完了毎の加工時間と、電子カムデータによる工具呼出指令毎または系統間の待ち合わせ完了毎の加工時間とを同時に表示部３０に表示するようにしている。
【００７９】
このように構成した第２の実施形態によれば、オペレータは図８のように表示された画面を見て、どの工具で加工しているときにどの程度の加工時間が必要なのか、電子カム化によってどのくらい加工時間が短くなるのかを一見して確認することができる。また、オペレータは図９のように表示された画面を見て、どの待ち合わせ間にどの程度の加工時間が必要なのか、電子カム化によってどのくらい加工時間が短くなるのかを一見して確認することができる。
【００８０】
これにより、電子カムデータによる加工時間を確認してオペレータがＮＣプログラムを修正する際に、ＮＣプログラムのどこを修正すればよいかの予想が立てやすくなる。このため、ＮＣプログラムの修正を効率的に行うことができ、その分だけ工数を少なくすることができる。したがって、所望のサイクルタイムを有する電子カムデータを、より少ない工数でＮＣプログラムから生成することができるようになる。
【００８１】
なお、上記第１および第２の実施形態では、可動部６０が３系統の機構部を有する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、可動部６０が第１系統および第２系統の２系統を有する構成であっても良い。
また、上記第１および第２の実施形態では、工作機械１００がＰＣ２０を内部装置として備える構成について説明したが、ＰＣ２０は工作機械１００の外部装置であっても良い。
【００８２】
また、上記第１および第２の実施形態では、ＮＣプログラムによるサイクルタイム、電子カムデータによるサイクルタイム、電子カム化による短縮時間および短縮率を全て同時に表示する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムとの２つだけを同時に表示するようにしても良い。または、電子カム化による短縮時間だけを表示するようにしても良い。または、電子カム化による短縮率だけを表示するようにしても良い。ただし、ＮＣプログラムによるサイクルタイムと電子カムデータによるサイクルタイムについては、表示するのが好ましい。サイクルタイムが期待値の範囲内にあるかどうかを確認するために、サイクルタイムの絶対値を表示するのが好ましいからである。
【００８３】
また、上記第２の実施形態では、図８のように工具呼出指令毎の加工時間を表示するか、図９のように待ち合わせ毎の加工時間を表示するかの何れか一方について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、工具呼出指令毎の加工時間と待ち合わせ毎の加工時間とを同時に測定および算出し、工具呼出指令毎の加工時間と待ち合わせ毎の加工時間との両方を同時に表示するようにしても良い。さらに、工具呼出指令毎の加工時間と待ち合わせ毎の加工時間とを切り替えて表示できるようにしても良い。
【００８４】
また、上記第２の実施形態では、図８および図９に示したように、工具呼出指令毎の加工時間および待ち合わせ毎の加工時間については、その絶対値を表示するのみとしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、工具呼出指令毎の加工時間や待ち合わせ毎の加工時間についてもサイクルタイムと同様に、電子カム化による短縮時間や時間の短縮率を合わせて表示するようにしても良い。
【００８５】
その他、上記第１および第２の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０  ＮＣ装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＡＭ
１２ａ  ＮＣプログラム記憶部
１２ｂ  電子カムデータ記憶部
１３  ＲＯＭ
１３ａ  ＮＣ加工時間測定プログラム記憶部
１３ｂ  電子カム加工時間算出プログラム記憶部
１３ｃ  表示制御プログラム記憶部
２０  ＰＣ
２１  ＣＰＵ
２２  ＲＡＭ
２２ａ  データ変換プログラム記憶部
３０  表示部
３１  ＮＣプログラム実行部
３２  データ変換部
３３，３３’  ＮＣ加工時間測定部
３４，３４’  電子カム加工時間算出部
３５，３５’  表示制御部
１００  工作機械
【図１】
2010176309.tif 000003
【図２】
2010176309.tif 000004
【図３】
2010176309.tif 000005
【図４】
2010176309.tif 000006
【図５】
2010176309.tif 000007
【図６】
2010176309.tif 000008
【図７】
2010176309.tif 000009
【図８】
2010176309.tif 000010
【図９】
2010176309.tif 000011
【図１０】
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