(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に搭載される主軸を回転させる主軸モータを制御する数値制御装置に接続され、前記数値制御装置に設定された主軸の運転設定情報と、前記工作機械の運転状態を表す運転状態情報とを表示する表示装置であって、  前記数値制御装置から出力される前記運転設定情報を取得する運転設定取得部と、  前記工作機械から出力される前記運転状態情報を取得する運転状態取得部と、  前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報の変化を検出する設定変化検出部と、  前記設定変化検出部で検出された前記運転設定情報の変化をトリガ−にして、前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報と、前記運転状態取得部で取得された前記運転状態情報とを対応付けて表示する表示部と、  を備え、  前記運転設定情報には、主軸の基準回転数を示す情報と、前記基準回転数を中心として前記主軸の回転数を変動させる変動パラメータとが含まれることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記運転状態情報の値が閾値を超過したか否か判定する状態変化検出部を備え、  前記表示部は、前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報と、前記状態変化検出部で前記閾値を超過していると判定された前記運転状態情報とを対応付けて時系列順に表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記運転設定取得部は、前記運転設定情報に加えて、前記工作機械の運転経過時間と加工プログラムのブロック番号とを取得し、  前記表示部は、前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報、前記運転経過時間および前記ブロック番号を、前記運転状態取得部で取得された前記運転状態情報に対応付けて時系列順に表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示部で対応付けられた前記運転設定情報と前記運転状態情報を記録する記録部を備え、  前記表示部は、前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報に含まれる前記基準回転数と同じ値の基準回転数で運転を実行したときの前記変動パラメータおよび前記運転状態情報を前記記録部から取得し、前記運転設定取得部で取得された前記変動パラメータと前記記録部から取得した前記変動パラメータとの各々を、前記工作機械の運転状態に対応させてグラフ上に表示することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記変動パラメータは、  前記基準回転数を中心として前記主軸の回転数の変動分を示す振幅と、前記基準回転数に対する前記振幅の割合との何れかを含むと共に、  前記主軸の回転数の変動分の周波数と、前記主軸の回転数の変動分の周期と、前記基準回転数に対する前記変動分の周波数の割合と、前記基準回転数の逆数に対する前記変動分の周期の割合との何れかを含む  ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記運転状態情報は、前記主軸モータの負荷率と、前記主軸モータの温度と、前記工作機械の振動との何れかを含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の表示装置。   
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、加工対象のワークを切削加工する工作機械の運転設定および運転状態を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  切削加工は、工具と加工対象のワークとの相対運動により、ワークに所望の形状を創成する除去加工の一種である。マシニングセンタおよびＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）旋盤に代表される工作機械は、工具またはワークを主軸に装着し、主軸を回転させて切削加工を行う。切削加工において、加工条件が適切に設定されていない場合、「びびり振動」が発生することがある。びびり振動が発生すると加工面品位の劣化または工具摩耗の進行といった様々な弊害を招くため、びびり振動が発生しないように加工条件が変更される。びびり振動を抑制する方法の一つとして、主軸回転数を変動させることで切削力を不均一に変化させて振動の発生を抑制する方法がある。【０００３】  特許文献１には、主軸回転数を変動させるときの振幅および周波数である変動パラメータを設定するため、変動パラメータに関する情報を表示手段に表示する方法が開示されている。具体的には、特許文献１は、主軸トルクが最大値を超えるような変動パラメータの範囲を表示手段に表示することにより、当該範囲内の変動パラメータを入力させないように作業者へ報知する。これにより作業者は、びびり振動を抑制するために効果的な変動パラメータの範囲を把握でき、主軸トルクが最大値を超えるような変動パラメータの入力が抑制される。【０００４】  特許文献２には、びびり振動の発生状況と工作機械の稼働状況とを主軸回転数に対応付けた工作機械の稼動履歴をモニタに表示させる方法が開示されている。特許文献２の表示方法では、主軸回転数が変化したときのみならず、びびり振動が発生したときにも稼動履歴が記憶される。そのため作業者は、主軸回転数の変更指令の情報毎に稼働履歴を区別して、びびり振動の発生状況と工作機械の稼働状況とを対応付けて把握することができ、びびり振動を効果的に抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６６５０４７号公報
【特許文献２】特許第５６０８０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  特許文献１では主軸トルクが最大値を超えるような変動パラメータの範囲が表示される。ところが実際のモータの運転では、最大トルク未満で主軸回転数を変動する場合でも、主軸回転数の変動に起因してモータが過負荷状態に陥り、またはモータが発熱する場合がある。最大トルク未満で主軸回転数が変動する場合に生じうる問題を解決するためには、主軸トルクが最大値未満であっても変動パラメータを再設定するための調整作業を要する。特許文献１には、最大トルク未満で主軸回転数が変動する場合に生じうる問題を解決する表示方法に関して示唆も記述もされていない。従って、最大トルク未満で主軸回転数を変動する際に切削加工の継続が困難になる場合がある。【０００７】  特許文献２は、びびり振動の発生状況と工作機械の稼働状況とを、一定値の主軸回転数に対応付けてモニタに表示させる。換言すれば特許文献２は、主軸回転数を変動させたときにおけるびびり振動の発生状況と工作機械の稼働状況とを対応付けて表示するものではない。また特許文献２は、主軸モータの負荷量および主軸モータの温度といった運転状態情報を対応付けて表示するものではない。そのためモニタに表示された情報により主軸回転数を変動させてびびり振動を抑制できたとしても、作業者は主軸モータの状態を把握することができず、主軸モータの過負荷または過熱により切削加工の継続が困難になる場合がある。【０００８】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、びびり振動を抑制しながら継続的な切削加工を可能にする表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、工作機械に搭載される主軸を回転させる主軸モータを制御する数値制御装置に接続され、前記数値制御装置に設定された主軸の運転設定情報と、前記工作機械の運転状態を表す運転状態情報とを表示する表示装置であって、前記数値制御装置から出力される前記運転設定情報を取得する運転設定取得部と、前記工作機械から出力される前記運転状態情報を取得する運転状態取得部と、前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報の変化を検出する設定変化検出部と、前記設定変化検出部で検出された前記運転設定情報の変化をトリガ−にして、前記運転設定取得部で取得された前記運転設定情報と、前記運転状態取得部で取得された前記運転状態情報とを対応付けて表示する表示部と、を備え、前記運転設定情報には、主軸の基準回転数を示す情報と、前記基準回転数を中心として前記主軸の回転数を変動させる変動パラメータとが含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】  本発明にかかる表示装置は、びびり振動を抑制しながら継続的な切削加工ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る表示装置に設けられた表示部における表示例を表す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る表示装置に設けられた表示部における処理を表すフローチャート
【図４】基準回転数、振幅または周波数の変化の様子を表す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る表示装置に設けられた表示部における表示例を表す図
【図７】本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る表示装置に設けられた表示部における表示例を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】  以下に、本発明の実施の形態にかかる表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】実施の形態１．  図１は本発明の実施の形態１に係る表示装置１０の構成を示すブロック図である。表示装置１０に接続される工作機械２０は、工具が取り付けられた主軸モータ２１と、ワークを設置するためのテーブルが取り付けられているサーボモータ２２と、主軸モータ２１およびサーボモータ２２へ駆動指令を出力してワークを加工する数値制御装置２３とを備える。数値制御装置２３は、数値制御装置２３に設定されている変動パラメータ、または加工プログラムに基づいて、主軸回転数を三角波または正弦波状に変動させる。変動パラメータとは、主軸の基準回転数を中心として、主軸回転数を所望の振幅および周波数で変動させるための加工条件である。振幅は主軸の基準回転数に対する主軸回転数の変動分の大きさを表し、周波数は１秒当たりの主軸回転数の変動回数である。以下では、基準回転数と変動パラメータを合わせて運転設定情報２３ａと呼ぶ。
【００１４】  数値制御装置２３は、加工プログラムに従って主軸モータ２１およびサーボモータ２２を駆動制御すると同時に、主軸モータ２１の負荷率および温度を監視する機能を有する。負荷率は主軸モータ２１の定格出力に対する実際の出力の割合を時間的に平均化した値として算出される。なお負荷率は主軸モータ２１の定格出力以外にも、主軸モータ２１に流れる電流、または主軸モータ２１で発生するトルクから算出してもよい。主軸モータ２１の温度は、工作機械２０に備わる温度センサから検出される温度検出値、または数値制御装置２３が主軸モータ２１に流れる電流の検出値に基づいて推定した温度検出値である。
【００１５】  数値制御装置２３に接続される表示装置１０は、数値制御装置２３に設定された主軸の運転設定情報２３ａと、工作機械２０の運転状態を表す運転状態情報２０ａとを取得して表示する機能を有する。実施の形態１の運転状態情報２０ａは、数値制御装置２３から出力される主軸モータ２１の負荷率および温度を含むものとする。表示装置１０の構成を具体的に説明する。表示装置１０は、数値制御装置２３から出力される運転設定情報２３ａを取得する運転設定取得部１１と、工作機械２０から出力される運転状態情報２０ａを取得する運転状態取得部１２と、運転設定取得部１１で取得された基準回転数および変動パラメータの変化を検出する設定変化検出部１３と、設定変化検出部１３で検出された運転設定情報２３ａの変化をトリガ−にして、運転設定取得部１１で取得された基準回転数および変動パラメータを、運転状態取得部１２で取得された負荷率に対応付けて表示する表示部１４とを備える。
【００１６】  以下、表示装置１０の動作を説明する。運転設定取得部１１で取得された基準回転数および変動パラメータは設定変化検出部１３と表示部１４に出力される。運転状態取得部１２で取得された負荷率は表示部１４に出力される。
【００１７】  設定変化検出部１３は、運転設定取得部１１で取得された基準回転数および変動パラメータの変化を検出したとき、表示部１４が基準回転数、変動パラメータおよび負荷率を対応付けて表示するタイミングを決定するためのトリガー信号を生成して出力する。トリガー信号が生成される例としては以下のような場合がある。例えば主軸が一定値の回転数で回転している場合において、その主軸回転数が変動したとき、設定変化検出部１３は主軸回転数の変動の開始点を検出して、そのタイミングでトリガー信号を生成する。また、主軸が回転数で回転している場合において、その主軸回転数が変動したとき、設定変化検出部１３は主軸回転数の変動の開始点を検出して、そのタイミングでトリガー信号を生成する。また、変動パラメータの設定に従って変動している主軸回転数が変動の終了点を検出して、そのタイミングでトリガー信号を生成する。具体的には、設定変化検出部１３は、変動パラメータに含まれる主軸回転数の振幅および周波数が０から正の値に変化したタイミングでトリガー信号を生成する。また、設定変化検出部１３は、変動パラメータに含まれる主軸回転数の振幅および周波数が正の値から０に変化したタイミングでトリガー信号を生成する。
【００１８】  なお設定変化検出部１３でトリガー信号が生成されるタイミングは、主軸回転数の振幅および周波数が０から正の値に変化したタイミング、または正の値から０に変化したタイミングに限定されない。例えば設定変化検出部１３は、基準回転数、振幅、または周波数の何れかの変化を判定したタイミングでトリガー信号を生成する構成でもよい。具体的に説明すると、主軸回転数の振幅および周波数が正の値である場合において、振幅および周波数は一定であるが、基準回転数が変化したタイミングでトリガー信号が生成される。また基準回転数および周波数は一定であるが振幅が変化したタイミングでトリガー信号が生成される。また基準回転数および振幅は一定であるが周波数が変化したタイミングでトリガー信号が生成される。
【００１９】  設定変化検出部１３で生成されたトリガー信号は表示部１４に入力され、表示部１４は、トリガー信号が入力される毎に、基準回転数、変動パラメータおよび負荷率を対応付けて表示する。
【００２０】  以下に表示部１４の表示例を説明する。
【００２１】  図２は本発明の実施の形態１に係る表示装置１０に設けられた表示部１４における表示例を表す図である。図２の表示例では、運転設定情報２３ａは２つに分類され、基準回転数が大分類、変動パラメータが小分類とされ、基準回転数、変動パラメータおよび負荷率が対応付けられている。さらに図２の表示例では、対応付けられた基準回転数、変動パラメータ、および負荷率の組みが複数表示される。
【００２２】  区間Ｎｏ．１−１，Ｎｏ．１−２，Ｎｏ．ｎ−１，Ｎｏ．ｎ−２の各々は、時系列的に古いトリガー信号が出力されたタイミングから次のトリガー信号が出力されるタイミングまでの区間を表す。ｎは自然数を表す。表示例では、負荷率の欄に各区間の開始時の負荷率と各区間の終了時の負荷率が表示される。区間Ｎｏ．１−１は時系列的に古いトリガー信号が出力された区間を表し、区間Ｎｏ．ｎ−２は時系列的に新しいトリガー信号が出力された区間を表す。
【００２３】  区間Ｎｏ．１−１は、主軸が一定の回転数で回転しているときに振幅が例えば４０ｒｐｍから５０ｒｐｍに変化した区間である。図示例では基準回転数が１０００ｒｐｍであり、振幅が５０ｒｐｍであり、周波数が１０Ｈｚであり、負荷率が２０％から３０％に上昇している。作業者は運転設定情報２３ａが変化したタイミングにおける基準回転数、変動パラメータ、および負荷率を把握することができるだけでなく、負荷率が１０％上昇したことも把握することができる。
【００２４】  区間Ｎｏ．１−２は、主軸が一定の回転数で回転しているときに振幅が例えば５０ｒｐｍから８０ｒｐｍに変化し、また周波数が１０Ｈｚから２０Ｈｚに変化した区間である。図示例では基準回転数が１０００ｒｐｍであり、負荷率が２５％から５０％に上昇している。作業者は運転設定情報２３ａが変化したタイミングにおける基準回転数、変動パラメータ、および負荷率を把握することができるだけでなく、負荷率が２５％上昇したことも把握することができる。
【００２５】  区間Ｎｏ．ｎ−１は、周波数が一定のときに基準回転数が例えば５００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに変化し、また振幅が５０ｒｐｍから１００ｒｐｍに変化した区間である。図示例では負荷率が１０％から１１０％に上昇している。作業者は運転設定情報２３ａが変化したタイミングにおける基準回転数、変動パラメータ、および負荷率を把握することができるだけでなく、負荷率が１００％上昇したことも把握することができる。
【００２６】  区間Ｎｏ．ｎ−２は、基準回転数が例えば５００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに変化した区間である。図示例では負荷率が１０％から８０％に上昇している。作業者は運転設定情報２３ａが変化したタイミングにおける基準回転数、変動パラメータ、および負荷率を把握することができるだけでなく、負荷率が７０％上昇したことも把握することができる。
【００２７】  このように表示部１４には対応付けられた基準回転数、変動パラメータ、および負荷率の組みが複数表示される。なお図２では基準回転数、変動パラメータ、および負荷率の組みが区間Ｎｏ．１−１，Ｎｏ．１−２，Ｎｏ．ｎ−１，Ｎｏ．ｎ−２の順で表示されているが、基準回転数、変動パラメータ、および負荷率の組の表示順はこれに限定されるものではなく、例えば区間Ｎｏ．１−１，Ｎｏ．ｎ−１，Ｎｏ．１−２，Ｎｏ．ｎ−２という順でもよい。
【００２８】  図３は本発明の実施の形態１に係る表示装置１０における処理を表すフローチャートである。数値制御装置２３においてワークの加工が開始されることで工作機械２０から出力される運転設定情報２３ａと運転状態情報２０ａが表示装置１０で取得される（ステップＳ１）。設定変化検出部１３は主軸回転数が変動状態から一定状態に変化し、または一定状態から変動状態に変化したか否かを判断する。主軸回転数が変動状態から一定状態に変化し、または一定状態から変動状態に変化した場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、表示部１４では変動状態から一定状態に変化し、または一定状態から変動状態に変化した基準回転数が振幅、周波数および負荷率と対応付けて表示される（ステップＳ５）。主軸回転数が変動状態から一定状態に変化せず、または一定状態から変動状態に変化しない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、設定変化検出部１３はステップＳ３の処理を実行する。ステップＳ３において設定変化検出部１３は主軸回転数が変動状態であるか否かを判断する。主軸回転数が変動状態である場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、設定変化検出部１３はステップＳ４の処理を実行する。主軸回転数が変動状態ではない場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、設定変化検出部１３はステップＳ１の処理を実行する。ステップＳ４において設定変化検出部１３は、主軸回転数の変動中に基準回転数、振幅または周波数が変化したか否かを判断する。主軸回転数の変動中に基準回転数、振幅または周波数が変化した場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、表示部１４では変化した基準回転数、振幅または周波数が負荷率と対応付けて表示される（ステップＳ５）。主軸回転数の変動中に基準回転数、振幅または周波数が変化していない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、設定変化検出部１３はステップＳ１の処理を実行する（ステップＳ５）。運転設定取得部１１と運転状態取得部１２は、例えば運転設定情報２３ａと運転状態情報２０ａを一定周期内に取得したか否かを基準にして数値制御装置２３における加工が終了したか否かを判断する。加工が終了していない場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、設定変化検出部１３はステップＳ１の処理を実行する。加工が終了した場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、表示装置１０は全体の処理を終了する。
【００２９】  図４は基準回転数、振幅または周波数の変化の様子を表す図である。横軸は時間を表し縦軸は主軸回転数を表す。図４では、主軸回転数が一定状態から変動状態に変化し、一定時間経過後に、主軸回転数が変動状態から一定状態に変化した様子が示される。時刻ＡからＥの各々における基準回転数、振幅または周波数の変化を図３の各ステップと関連付けて説明する。時刻Ａでは一定状態にある主軸回転数が変動状態に変化しており、時刻Ａは図３に示す「ステップＳ２，Ｙｅｓ」のタイミングに対応する。時刻Ｂでは主軸回転数が変動状態にあるときの基準回転数が変化しており、時刻Ｃでは主軸回転数が変動状態にあるときの振幅が変化しており、時刻Ｄでは主軸回転数が変動状態にあるときの周波数が変化している。時刻Ｂ，Ｃ，Ｄの各々は図３に示す「ステップＳ４，Ｙｅｓ」のタイミングに対応する。時刻Ｅでは変動状態にある主軸回転数が一定状態に変化しており、時刻Ｅは図３に示す「ステップＳ２，Ｙｅｓ」のタイミングに対応する。
【００３０】  なお実施の形態１では主軸モータ２１の負荷率を基準回転数および変動パラメータに対応付けて表示する例を説明したが、実施の形態１の表示部１４は、主軸モータ２１の負荷率の代わりに主軸モータ２１の温度を表示してもよいし、主軸モータ２１の負荷率および温度を同時に表示してもよい。主軸モータ２１の温度を表示することにより、作業者は基準回転数および変動パラメータの複数の組みの各々に対応する主軸モータ２１の温度上昇を把握でき、主軸回転数を変動させても主軸モータ２１が過熱状態にならないように、変動パラメータを容易に調整することができる。また実施の形態１では、振幅と周波数との組み合わせを変動パラメータとして表示したが、表示部１４に表示される変動パラメータは以下の組み合わせでもよい。すなわち表示部１４に表示される変動パラメータは、基準回転数を中心として主軸回転数の変動分を示す振幅と、基準回転数に対する振幅の割合との何れかを含むと共に、主軸回転数の変動分の周波数と、主軸回転数の変動分の周期と、基準回転数に対する変動分の周波数の割合と、基準回転数の逆数に対する変動分の周期の割合との何れかを含む。
【００３１】  以上説明したように実施の形態１に係る表示装置１０は、数値制御装置２３から出力された基準回転数と変動パラメータと負荷率または温度とを対応付けて表示する構成である。これにより作業者は、基準回転数および変動パラメータの組み合わせ毎に、工作機械２０の運転状態を把握でき、主軸モータ２１が過負荷状態または過熱状態とならないように基準回転数および変動パラメータを調整できる。その結果、びびり振動を抑制しながら切削加工の継続が可能な加工条件を効率的に選択でき、加工条件の変更作業を減らすことができ、また試し加工の回数を減らすことができる。
【００３２】  また実施の形態１に係る表示装置１０では、対応付けられた基準回転数と変動パラメータと負荷率または温度との組みが複数表示される。従って作業者は、例えば主軸モータ２１が過負荷状態または過熱状態となったときの基準回転数または変動パラメータを把握することができる。その結果、主軸モータ２１の過負荷または過熱により加工が中断される前に、作業者は変動パラメータを再設定することができ、びびり振動を抑制しながら切削加工を継続することができる。
【００３３】実施の形態２．  図５は本発明の実施の形態２に係る表示装置１０−１の構成を示すブロック図である。実施の形態２では実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。実施の形態２の工作機械２０−１は、実施の形態１の数値制御装置２３に代えて数値制御装置２３−１を備え、さらに、びびり振動を検出するために振動センサとして機能する加速度センサ２４を備える。数値制御装置２３−１は、基準回転数および変動パラメータに加えて、工作機械２０−１における運転経過時間２３ｃと、加工プログラム中のブロック番号２３ｄとを出力する。運転経過時間２３ｃは、加工の開始時刻から加工を継続している時間を示す。加速度センサ２４の設置位置は、びびり振動が問題となる工作機械２０−１の構造部であればよいが、好ましくは主軸またはテーブルである。実施の形態２の運転状態情報２０ａ１は、数値制御装置２３から出力される主軸モータ２１の負荷率および温度と、加速度センサ２４で検出された振動とを含むものとする。
【００３４】  表示装置１０−１は、基準回転数および変動パラメータに加えて、運転経過時間２３ｃとブロック番号２３ｄを取得し、取得した基準回転数、変動パラメータ、運転経過時間２３ｃおよびブロック番号２３ｄを出力する運転設定取得部１１−１と、負荷率、温度および振動を取得する運転状態取得部１２−１と、運転設定取得部１１−１で取得された基準回転数および変動パラメータの各々の変化を検出する設定変化検出部１３と、運転状態取得部１２−１で取得された負荷率、温度および振動の何れかの値が閾値を超えたときにトリガー信号を出力する状態変化検出部１５と、表示部１４−１とを備える。
【００３５】  以下、表示装置１０−１の動作を説明する。運転設定取得部１１−１で取得された基準回転数、変動パラメータ、運転経過時間２３ｃ、およびブロック番号２３ｄは設定変化検出部１３と表示部１４−１に出力される。運転状態取得部１２−１で取得された負荷率、温度、および振動は状態変化検出部１５と表示部１４−１に出力される。
【００３６】  状態変化検出部１５には、負荷率と比較される第１の閾値と、温度と比較される第２の閾値と、振動と比較される第３の閾値とが設定され、負荷率の値が第１の閾値を超えたとき、温度の値が第２の閾値を超えたとき、または振動の値が第３の閾値を超えたとき、トリガー信号を生成して出力する。
【００３７】  表示部１４−１には、設定変化検出部１３または状態変化検出部１５から出力されるトリガー信号が入力され、表示部１４−１はトリガー信号が入力される毎に、運転設定取得部１１−１から出力された基準回転数、変動パラメータ、運転経過時間２３ｃおよびブロック番号２３ｄを、運転状態取得部１２−１から出力された負荷率、温度および振動に対応付けて時系列順で表示する。
【００３８】  図６は本発明の実施の形態２に係る表示装置１０−１に設けられた表示部１４−１における表示例を表す図である。図６の表示例では、運転経過時間、ブロック番号、基準回転数、変動パラメータ、負荷率、温度および振動が対応付けられて時系列順に複数表示される。
【００３９】  区間５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの各々は、時系列的に古いトリガー信号が出力されたタイミングから次のトリガー信号が出力されたタイミングまでの区間を表す。表示例では、負荷率の欄に各区間の開始時の値と各区間の終了時の値が表示され、温度の欄に各区間の開始時の値と各区間の終了時の値が表示され、振動の欄に各区間の最大振幅が表示される。
【００４０】  さらに表示例では、運転中の加工プログラム番号に加え、状態変化検出部１５に設定されている第１の閾値、第２の閾値、第３の閾値も表示される。図６の例では負荷率の第１の閾値が１２０％であり、温度の第２の閾値が１３０℃であり、振動の第３の閾値が１０ｍ／ｓ２である。
【００４１】  区間５ａは、主軸が一定の回転数で回転しているときに振動の値が第３の閾値を超えた区間を表す。図示例では運転経過時間が１：００から１：２０であり、ブロック番号がＮ６０からＮ７０であり、基準回転数が２０００ｒｐｍであり、振幅が０ｒｐｍであり、周波数が０Ｈｚであり、負荷率が２５％であり、温度が５０℃であり、振動が１５ｍ／ｓ２である。
【００４２】  区間５ｂは、主軸の変動を開始してから負荷率の値が第１の閾値を超えた区間を表す。図示例では運転経過時間が１：２０から２：３０であり、ブロック番号がＮ７０からＮ１８０であり、基準回転数が２０００ｒｐｍであり、振幅が１００ｒｐｍであり、周波数が１０Ｈｚであり、負荷率が２５％から１２０％に上昇し、温度が５０℃から６０℃に上昇し、振動が５ｍ／ｓ２である。
【００４３】  区間５ｃは、負荷率の値が第１の閾値を継続的に超えている区間を表す。図示例では運転経過時間が２：３０から２：４０であり、ブロック番号がＮ１８０からＮ１９０であり、基準回転数が２０００ｒｐｍであり、振幅が１００ｒｐｍであり、周波数が１０Ｈｚであり、負荷率が１２０％から１３０％に上昇し、温度が６０℃から６５℃に上昇し、振動が５ｍ／ｓ２である。
【００４４】  区間５ｄは、基準回転数および振幅の各々を低下させてから主軸の変動を終了するまでの区間を表す。図示例では運転経過時間が２：４０から３：００であり、ブロック番号がＮ１９０からＮ２３０であり、基準回転数が１５００ｒｐｍであり、振幅が８０ｒｐｍであり、周波数が１０Ｈｚであり、負荷率が１３０％から１１５％に上昇し、温度が６５℃から７０℃に低下し、振動が９ｍ／ｓ２である。
【００４５】  図６の表示により、作業者は、主軸回転数を変動すべきびびり振動の発生区間と、主軸の変動によりびびり振動が抑制されている区間と、主軸の変動により負荷が大きくなる区間と、主軸の変動によりびびり振動が抑制され、かつ、負荷率と温度の各々が閾値を超えない区間を容易に把握できる。
【００４６】  なお、振動センサの種類は加速度センサ２４に限定されず、びびり振動を検出できる手段であれば変位センサ、力センサ、マイクロフォンでもよい。また実施の形態２の表示装置１０−１は、びびり振動の発生の有無を入力するボタンスイッチを設け、作業者がボタンスイッチを押すことにより、振動を表示部１４−１に表示する構成でもよい。この場合、びびり振動が発生していない状態では振動が０、びびり振動が発生している状態では振動が１と表現でき、閾値を０とすることで振動を表示部１４−１に表示できる。さらに実施の形態２の振動センサの個数は限定されず、工作機械２０−１には振動センサが複数設置されてもよい。その場合、表示部１４−１には、複数の振動センサの各々から取得した振動が個別に表示され、作業者は複数の振動センサの各々の設置位置における振動を把握できる。また実施の形態２では数値制御装置２３−１が取得または推定した主軸モータ２１の温度を運転状態取得部１２−１で取得する構成としたが、主軸モータ２１の周囲に設置した温度センサまたは主軸モータ２１に直接設置した温度センサから出力される温度情報を運転状態取得部１２−１で直接取得する構成にしてもよい。
【００４７】  以上説明したように、実施の形態２は、工作機械２０−１から運転経過時間、ブロック番号、基準回転数、変動パラメータ、負荷率、温度、および振動を取得し、主軸の変動が開始または終了した場合または変動中に基準回転数または変動パラメータが変化した場合、または負荷率、温度、または振動の値が閾値を超える場合、運転経過時間、ブロック番号、基準回転数、変動パラメータ、負荷率、温度および振動を対応付けて時系列順に表示する構成である。この構成により作業者は、過負荷、過熱、またはびびり振動といった異常が発生した場合に異常発生時の加工条件を把握できる。例えば、主軸回転数が変動していない状態でびびり振動が発生した場合、作業者は振動が高い値を示した区間の時間を元に、主軸回転数を変動させるべき加工箇所を容易に把握できる。また、主軸回転数が変動している間に主軸モータ２１が過負荷状態または過熱状態になった場合、作業者は負荷率または温度が高い値を示した区間の時間を元に、設定中の加工条件を容易に把握できる。また、主軸回転数が変動してびびり振動が抑制できなかった場合、作業者は別の運転設定情報２３ａへ変更すべきか否かの判断を容易に下すことができる。また作業者は加工プログラム中のどのブロック番号で異常が発生したかを把握できる。
【００４８】実施の形態３．  図７は本発明の実施の形態３に係る表示装置１０−２の構成を示すブロック図である。実施の形態３では実施の形態２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。実施の形態３の表示装置１０−２は、実施の形態２の表示装置１０−２が備える構成要素に加えて記録部１６を備える。また実施の形態３の表示装置１０−２は、表示部１４−１に代えて表示部１４−２を備える。
【００４９】  以下、表示装置１０−２の動作を説明する。運転設定取得部１１−１で取得された基準回転数、変動パラメータ、運転経過時間２３ｃ、およびブロック番号２３ｄは設定変化検出部１３と表示部１４−２に出力される。また運転設定取得部１１−１で取得された基準回転数は記録部１６に出力される。運転状態取得部１２−１で取得された負荷率、温度および振動は状態変化検出部１５と表示部１４−２に出力される。
【００５０】  記録部１６は、設定変化検出部１３と状態変化検出部１５の各々からトリガー信号が出力されたタイミングで、表示部１４−２において時系列順に対応付けられた基準回転数、変動パラメータ、負荷率、温度および振動の複数の組みを、記録データとして記録する。さらに記録部１６は、時系列的に最も新しいタイミングで取得された運転設定情報２３ａに含まれる基準回転数と同じ値の基準回転数で運転を実行したときの変動パラメータ、負荷率、温度および振動を参照データとして出力する。
【００５１】  表示部１４−２には設定変化検出部１３または状態変化検出部１５から出力されるトリガー信号が入力される。表示部１４−２はトリガー信号が入力される毎に、運転経過時間２３ｃ、ブロック番号２３ｄ、基準回転数、および変動パラメータを、負荷率、温度および振動に対応付けて時系列順で表示する。この表示例は図６の表示例と同様である。
【００５２】  一方で表示部１４−２は、現在の変動パラメータと過去の変動パラメータとを上述の表示とは別に表示する。すなわち表示部１４−２は、運転設定取得部１１−１で取得された現在の基準回転数と同じ値の基準回転数で運転を実行したときの変動パラメータおよび運転状態情報２０ａ１を記録部１６から取得し、運転設定取得部１１−１で取得された現在の変動パラメータと、記録部１６から取得した変動パラメータとの各々を、工作機械２０−１の運転状態に対応させて視覚化して表示する。
【００５３】  図８は本発明の実施の形態３に係る表示装置１０−２に設けられた表示部１４−２における表示例を表す図である。図８の表示例は現在の変動パラメータと過去の変動パラメータを視覚化して表示したものである。縦軸は振幅を表し、横軸は周波数を表す。図８の表示例では、現在の基準回転数「１０００ｒｐｍ」が表示されると共に、振幅と周波数の各々の軸で構成されるグラフ上に現在の変動パラメータと過去の複数の変動パラメータが区別して表示される。
【００５４】  符号７ａで示す記号は現在の変動パラメータを表す。符号７ｂ，７ｃ，７ｄで示す記号はそれぞれ過去の変動パラメータを表す。過去の複数の変動パラメータは過去の運転状態に対応して区別して表示される。具体的には、符号７ｂは振動の値が閾値より大きくなったときの変動パラメータを表す。符号７ｃは負荷率の値または温度の値が閾値より大きくなったときの変動パラメータを表す。符号７ｄは負荷率、温度、および振動のいずれも閾値以下となったときの変動パラメータを表す。
【００５５】  このように、グラフ上に変動パラメータの情報を視覚化して表示することで、作業者が現在の変動パラメータと、びびり振動が発生する変動パラメータと、主軸モータ２１が過負荷状態または過熱状態になる変動パラメータとを区別することができる。
【００５６】  以上に説明したように、実施の形態３の表示装置１０−２は運転設定情報２３ａおよび運転状態情報２０ａ１を記録する記録部１６を備え、現在の変動パラメータと過去の変動パラメータを視覚化して表示する構成である。従って実施の形態３の表示装置１０−２では実施の形態２の効果に加えて、次の効果を奏する。作業者は、現在の変動パラメータの値とともに別の変動パラメータを設定したときの運転状態を把握できる。このため作業者は、過去に過負荷、過熱、びびり振動の何れかが発生した変動パラメータを避けて、別の変動パラメータを探索することができる。また、過去に過負荷、過熱、およびびびり振動の何れも発生しなかった変動パラメータが存在する場合には、当該変動パラメータを参照して変動パラメータを設定できる。すなわち作業者は、過去の加工履歴を参考にして、次回の変動パラメータの調整作業を効率的に行うことができる。その結果、過負荷、過熱、およびびびり振動の何れも発生しない変動パラメータへ調整するための作業時間が短縮される。
【００５７】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５８】  １０，１０−１，１０−２  表示装置、１１，１１−１  運転設定取得部、１２，１２−１  運転状態取得部、１３  設定変化検出部、１４，１４−１，１４−２  表示部、１５  状態変化検出部、１６  記録部、２０，２０−１  工作機械、２０ａ，２０ａ１  運転状態情報、２１  主軸モータ、２２  サーボモータ、２３，２３−１  数値制御装置、２３ａ  運転設定情報、２３ｃ  運転経過時間、２３ｄ  ブロック番号、２４  加速度センサ。 
【要約】  数値制御装置（２３）に接続され、数値制御装置（２３）に設定された主軸の運転設定情報（２３ａ）と、工作機械（２０）の運転状態を表す運転状態情報（２０ａ）とを表示する表示装置（１０）であって、数値制御装置（２３）から出力される運転設定情報（２３ａ）を取得する運転設定取得部（１１）と、工作機械（２０）から出力される運転状態情報（２０ａ）を取得する運転状態取得部（１２）と、運転設定取得部（１１）で取得された運転設定情報（２３ａ）の変化を検出する設定変化検出部（１３）と、設定変化検出部（１３）で検出された運転設定情報（２３ａ）の変化をトリガ−にして、運転設定取得部（１１）で取得された運転設定情報（２３ａ）と、運転状態取得部（１２）で取得された運転状態情報（２０ａ）とを対応付けて表示する表示部（１４）と、を備え、運転設定情報（２３ａ）には、主軸の基準回転数を示す情報と、基準回転数を中心として主軸の回転数を変動させる変動パラメータとが含まれる。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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