(57)【要約】【課題】工作機械において、座標系の変更による、加工不良、機械干渉を防止し、および加工不良、機械干渉の発生時の原因究明に要する時間を短縮することが可能な誤動作を防止する機能を備えた数値制御装置を提供すること。【解決手段】機械の基準となる第一の座標系と所定の位置関係に設定された第二の座標系でプログラムする機械を制御する数値制御装置１０において、前記第一の座標系と第二の座標系の位置関係を確立した後に座標系が変更されたか否かを監視する座標系変更監視手段１６と、座標系変更監視手段１６によって座標系の変更が行われたと判断された場合に、前記機械の運転の停止（アラーム発生手段１９）あるいは警告表示（ワーニング表示手段２０）の少なくともいずれか一つの処理を実行する手段と、を有することを特徴とする誤動作防止機能を備えた数値制御装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の基準となる第一の座標系と所定の位置関係に設定された第二の座標系でプログラムする機械を制御する数値制御装置において、
前記第一の座標系と第二の座標系の位置関係を確立した後に座標系が変更されたか否かを監視する座標系変更監視手段と、
前記座標系変更監視手段によって座標系の変更が行われたと判断された場合に、前記機械の運転の停止あるいは警告表示の少なくともいずれか一つの処理を実行する手段と、
を有することを特徴とする誤動作防止機能を備えた数値制御装置。
【請求項２】
座標系を変更する指令または入力信号、あるいは該指令と該入力信号の組み合わせを定義した操作パターン情報記憶手段を有し、
前記座標系変更監視手段は指令または入力信号を監視し、前記操作パターン情報記憶手段に記憶された操作パターン情報と比較することにより、座標系を変更する操作が行われたかを判断することを特徴とする請求項１に記載の誤動作防止機能を備えた数値制御装置。
【請求項３】
前記座標系変更監視手段によって、座標系を変更する操作または信号入力または設定変更が行われたと判定された場合、該操作または該信号入力または該設定変更と時刻を履歴に記録する履歴記憶手段と、
前記履歴記憶手段に記録した履歴を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする請求項１または２の何れか一つに記載の誤動作防止機能を備えた数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械や産業用機械を制御する数値制御装置に関し、特に、誤動作を防止する機能を備えた数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の生産ラインでは多数の数値制御装置を備えた工作機械が導入され、一人のオペレターが何台もの数値制御装置を管理することが行われている。数値制御装置の操作が不慣れなオペテータが操作した場合、不適切な操作を行ってしまう場合がある。このため、いつ、どのような操作が行われたのか分析するために、数値制御装置の操作履歴を記録し、記録した操作履歴をその時間と共に表示することが従来から行われている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８３４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工作機械を制御する数値制御装置は、機械固有の機械座標系と加工プログラムで使用するワーク座標系を有する。加工プログラムはワーク座標系上での座標値を指令し、その移動指令によりワーク座標系、機械座標系の更新と共に、実際の機械も動作を行う。
【０００５】
機械座標系とワーク座標系の関係の確立は、手動レファレンス点復帰などによりレファレンス点が確立された際に行われるが、その後の操作や信号入力、設定変更により機械座標系とワーク座標系の関係が変わり、機械は加工プログラムで意図した位置に移動することはできない。
【０００６】
機械座標系とワーク座標系の関係は、マシンロックでの移動、ミラーイメージでの移動、手動ハンドル割り込み、ワーク座標系関係の設定変更などで変わってしまう。作業者が機械座標系とワーク座標系の関係が変わったことを認識せずに、そのまま加工を行うと、加工不良や機械干渉の可能性がある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、工作機械において、座標系の変更による、加工不良、機械干渉を防止し、および加工不良、機械干渉の発生時の原因究明に要する時間を短縮することが可能な誤動作を防止する機能を備えた数値制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、機械の基準となる第一の座標系と所定の位置関係に設定された第二の座標系でプログラムする機械を制御する数値制御装置において、前記第一の座標系と第二の座標系の位置関係を確立した後に座標系が変更されたか否かを監視する座標系変更監視手段と、前記座標系変更監視手段によって座標系の変更が行われたと判断された場合に、前記機械の運転の停止あるいは警告表示の少なくともいずれか一つの処理を実行する手段と、を有することを特徴とする誤動作防止機能を備えた数値制御装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、座標系を変更する指令または入力信号、あるいは該指令と該入力信号の組み合わせを定義した操作パターン情報記憶手段を有し、前記座標系変更監視手段は指令または入力信号を監視し、前記操作パターン情報記憶手段に記憶された操作パターン情報と比較することにより、座標系を変更する操作が行われたかを判断することを特徴とする請求項１に記載の誤動作防止機能を備えた数値制御装置である。  
請求項３に係る発明は、前記座標系変更監視手段によって、座標系を変更する操作または信号入力または設定変更が行われたと判定された場合、該操作または該信号入力または該設定変更と時刻を履歴に記録する履歴記憶手段と、前記履歴記憶手段に記録した履歴を表示する表示手段と、を有することを特徴とする請求項１または２の何れか一つに記載の誤動作防止機能を備えた数値制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、工作機械において、座標系の変更による、加工不良、機械干渉を防止し、および加工不良、機械干渉の発生時の原因究明に要する時間を短縮することが可能な誤動作を防止する機能を備えた数値制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を説明する図である。
【図２】誤動作を防止する本発明の処理のアルゴリズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、誤動作を防止する機能を備えた数値制御装置の概略の機能ブロック図である。数値制御装置１０は、例えば、背景技術で説明した特許文献１に開示されるハードウェアを備えている。操作パターン記憶手段１８は、座標系を変更する操作の条件となる座標系指令、移動指令、ＰＭＣ入力信号、ＭＤＩキー指令、外部のアプリケーションからの指令の操作パターン情報と、操作が実際に行われた場合にアラーム停止や画面上にワーニング表示など、どのような動作とするかの動作情報を、座標系を変更する操作の種類に応じてテーブル形式で記憶している。動作情報は、操作パターン動作設定手段１７にて変更が可能である。
【００１３】
座標系変更監視手段１６は、座標系指令、移動指令、ＭＤＩキー指令、ＰＭＣ入力信号、外部のアプリケーションからの指令の監視を行い、操作パターン記憶手段１８に記憶された操作パターン情報と比較することにより、該当操作が行われたかを判断する。該当操作が行われたと判断された場合には、操作パターン記憶手段１８の該当操作での動作情報に応じた動作を行ない、操作情報、座標系情報、時刻などのデータを履歴記憶手段２１に記憶する。
【００１４】
履歴記憶手段２１はリングバッファになっており、バッファが一杯になると古い履歴情報から順に消去されて新しい履歴情報が書き込まれる。リングバッファについては特許文献１に開示されるように従来公知の構成である。履歴表示手段２２は、履歴記憶手段２１にて記憶されている履歴データを表示することができる。
【００１５】
ある工作機械において、マシンロック操作にはワーニング表示で作業者に注意を促し、ＰＭＣからの座標系再確立は履歴記憶のみを行ない、外部のアプリケーションからの座標系指令は禁止として外部のアプリケーションからアラーム停止と動作情報が設定されている場合を例として説明する。
【００１６】
自動運転で加工プログラムを実行中にマシンロック操作が行われた場合を説明する。マシンロックとは、加工プログラムのチェック時に使用されるもので、実際の機械の移動は行わずに自動運転を行うものである。加工プログラムを実行するのでワーク座標系での座標値は加工プログラムの指令に応じて変化するが、実際の機械位置を示す機械座標系の座標値は機械が動かないので変化しない。そのため、実際の機械位置である機械座標系に対してワーク座標系の関係が変化することになる。
【００１７】
マシンロックの操作は、マシンロック信号がＰＭＣより入力された状態において、軸に対して移動指令を行うものである。操作パターン記憶手段１８のテーブル中にあるマシンロック操作の操作パターン情報には、「移動指令が実行され、かつ、ＰＭＣ入力信号によりマシンロック信号が入力」という条件が記憶されており、動作情報には「ワーニング表示」が記憶されている。
【００１８】
移動指令の入った加工プログラムを自動運転で実行することにより、自動運転指令実行手段１１にて移動指令が実行される。移動指令が実行されている状態でＰＭＣ入力信号入力手段によりマシンロック信号が入力されると、座標系変更監視手段１６では、「移動指令が実行され、かつＰＭＣ入力信号によりマシンロック信号が入力」という条件を操作パターン記憶手段に記憶されている操作パターン情報と比較を行い、その結果がマシンロックの操作パターン情報と一致するので、マシンロック操作が行われたと判断される。
【００１９】
座標系変更監視手段１６では、マシンロック操作が行われたと判断されたので、ワーニング表示手段２０により画面上にワーニング表示を行うことで作業者に注意を促すと共に、履歴記憶手段２１にマシンロック操作実行情報と座標系情報、および時刻が履歴として記憶される。
【００２０】
次に、ＰＭＣ入力信号により座標系確立指令が行われた場合を説明する。  
操作パターン記憶手段１８のテーブル中にあるＰＭＣ入力信号による座標系確立指令操作の操作パターン情報には、「ＰＭＣ入力信号により座標系確立信号が入力」という条件が記憶されており、動作情報には「動作なし」が記憶されている。
【００２１】
次にＰＭＣ信号入力手段１４によりＰＭＣから座標系確立指令が行われた場合を説明する。操作パターン記憶手段１８のテーブル中にあるＰＭＣ入力信号による座標系確立指令操作の操作パターン情報には「ＰＭＣ入力信号により座標系確立信号が入力」という条件が記憶されており、動作情報には「動作なし」が記憶されている。
【００２２】
ＰＭＣ信号入力手段１４によりＰＭＣから座標系確立信号が入力されると、座標系変更監視手段１６では、「ＰＭＣ入力信号により座標系確立信号が入力」という条件を、操作パターン記憶手段１８に記憶されている操作パターン情報と比較を行い、その結果がＰＭＣからの座標系確立指令の操作パターン情報と一致するので、ＰＭＣ入力信号により座標系確立指令が行われたと判断される。
【００２３】
座標系変更監視手段１６ではＰＭＣ入力信号により座標系確立指令が行われたと判断されたので、動作は何も行われずに履歴記憶手段２１にＰＭＣ入力信号による座標系確立実行情報と座標系情報、および時刻が履歴として記憶される。
【００２４】
ここで、上記二つの操作を時刻Ａではマシンロック操作を行ない、後の時刻ＢではＰＭＣ入力信号による座標系確立指令が行われた場合を想定する。時刻Ａではマシンロック操作を行ったことで画面上にワーニング表示が行われるため、作業者はワーク座標系にずれが発生したことを確認でき、実際に加工をする前には、ワーク座標系を元に戻す操作が必要であると、作業者に警告を与えることが可能となる。
【００２５】
また、後で履歴情報を確認することにより、時刻Ａではマシンロック操作が行われることにより、ワーク座標系がずれた状態となったが、時刻ＢにはＰＭＣ入力信号によって座標系確立指令が行われてワーク座標系が元の状態に戻ったということがわかる。
【００２６】
時刻Ａと時刻Ｂの間は、ワーク座標系がずれた状態であるから、時刻Ａと時刻Ｂの間に作業者がワーニング表示を無視して自動運転によって加工を行い、作成された加工物が誤切削によって不良となった場合、原因はマシンロック操作により、ワーク座標系がずれた状態で加工を行ったことが原因であると短時間で判断することができる。
【００２７】
次に、外部のアプリケーションから座標系指令が行われた場合を説明する。  
操作パターン記憶手段１８のテーブル中にある外部のアプリケーションからの座標系指令の操作パターン情報には、「外部のアプリケーションから座標系指令が入力」という条件が記憶されており、動作情報には「アラーム停止」が記憶されている。
【００２８】
外部のアプリケーション指令入力手段１５により外部のアプリケーション指令から座標系指令が入力されると、座標系変更監視手段１６では、「外部のアプリケーションから座標系指令が入力」という条件を、操作パターン記憶手段１８に記憶されている操作パターン情報と比較を行い、その結果が外部のアプリケーションからの座標系指令の操作パターンと一致するので、外部のアプリケーションから座標系指令が行われたと判断される。
【００２９】
座標系変更監視手段１６では外部のアプリケーションから座標系指令が行われたと判断されたので、アラーム停止を行い、履歴記憶手段２１に外部のアプリケーションから座標系指令実行情報と座標系情報、および時刻が履歴として記憶される。
【００３０】
なお、図１に示されるブロック図では、ＰＭＣや外部のアプリケーションの指令が数値制御装置の外部から行われているが、図示していない他の外部からの指令も同様に考えることができる。
【００３１】
図２は、誤動作を防止する本発明の処理のアルゴリズムを示す図である。以下、各ステップに従って説明する。  
●［ステップＳＡ１００］座標系変更監視手段により、座標系指令、移動指令、ＭＤＩキー指令、ＰＭＣ入力信号、または外部のアプリケーションからの指令の入力監視を行う。
●［ステップＳＡ１０１］座標系指令、移動指令、ＭＤＩキー指令、ＰＭＣ入力信号、または外部のアプリケーションからの指令の入力が、操作パターン情報に該当するものがあるか否か判断し、ある場合にはステップＳＡ１０２へ移行し、ない場合にはステップＳＡ１００へ戻る。  
●［ステップＳＡ１０２］ステップＳＡ１００における入力の監視で検出された操作を確定する。
●［ステップＳＡ１０３］ステップＳＡ１０２で確定された操作に対応する操作パターン記憶手段に記憶された操作は、動作情報を有するか否か判断し、有する場合にはステップＳＡ１０４へ移行し、有しない場合にはステップＳＡ１０７へ移行する。  
●［ステップＳＡ１０４］動作情報は、ワーニング表示か、あるいは、アラーム停止かを判断し、ワーニング表示の場合にはステップＳＡ１０５へ移行し、アラーム停止の場合にはステップＳＡ１０６へ移行する。  
●［ステップＳＡ１０５］ワーニング表示を行ない、ステップＳＡ１０７へ移行する。
●［ステップＳＡ１０６］アラーム停止を行い、ステップＳＡ１０７へ移行する。  
●［ステップＳＡ１０７］履歴記憶手段に操作情報、座標系情報、時刻を履歴として記録を行ない、ステップＳＡ１００へ戻り、座標系指令、移動指令、ＭＤＩキー指令、ＰＭＣ入力信号、または外部のアプリケーションからの指令の入力監視を継続する。
【符号の説明】
【００３２】
１０  数値制御装置
１１  自動運転指令実行手段
１２  手動運転実行手段
１３  ＭＤＩキー入力手段
１４  ＰＭＣ信号入力手段
１５  外部のアプリケーション指令入力手段
１６  座標系変更監視手段
１７  操作パターン動作設定手段
１８  操作パターン記憶手段
１９  アラーム発生手段
２０  ワーニング表示手段
２１  履歴記憶手段
２２  履歴表示手段
【図１】
2011154607.tif 000003
【図２】
2011154607.tif 000004