(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの端面に心押台の心押軸を押し付けて前記ワークを回転させながら加工する工作機械の駆動を制御する数値制御装置であって、
一つの製品に対応するジョブデータに含まれる複数の加工工程の内の一つの加工工程に対応するセットアップデータを取得する取得部と、
前記セットアップデータに関連付けられる前記心押台の押付け位置に関する第１心押設定、第２心押設定、第３心押設定を含む複数の心押設定を検出する心押設定検出部と、
一つの心押設定を格納可能で、加工するために格納された心押設定が使用されているアクティブと、前記心押設定が使用されていない非アクティブと、がある第１バッファ領域と第２バッファ領域を備えた心押設定バッファと、
アクティブなバッファ領域に格納されている心押設定を用いて加工した後に、アクティブなバッファ領域を非アクティブとし、他の非アクティブなバッファ領域をアクティブなバッファ領域として新たに選択するアクティブバッファ領域選択部と、
第１心押設定、第２心押設定、第３心押設定を含む複数の心押設定を記憶した外部の記憶部から前記心押設定検出部の検出情報に基づいて心押設定を読み出し、前記アクティブバッファ領域選択部がアクティブなバッファ領域を新たに選択したとき、非アクティブなバッファ領域に次の加工に対応する前記心押設定を書き込む心押設定書込部と、
を備え、
前記数値制御装置は、前記セットアップデータが取得され前記第１心押設定から第３心押設定を検出し前記第１バッファ領域に前記外部の記憶部から読み出された前記第１心押設定が格納され前記第２バッファ領域に前記外部の記憶部から読み出された第２心押設定が格納された場合に、前記第１心押設定を用いて加工が行われた後に非アクティブになった前記第１バッファ領域に前記第３心押設定を格納するか、または、前記第２心押設定を用いて加工が行われた後に非アクティブになった前記第２バッファ領域に前記第３心押設定を格納することを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の数値制御装置を備える工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心押台を備えた工作機械の駆動を制御する数値制御装置と、当該数値制御装置へ加工プログラムを提供する外部記憶装置とを備えた数値制御システム、数値制御システムを備えた工作機械および加工プログラムのデータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、心押台を備えた工作機械においては、ワークの端部に心押軸を当接させて支持するための各種の心押設定が用いられている。例えば、特開平８−７１８０５号公報には、ワークの種類に応じて心押軸の正規移動量を複数記憶させることが可能な数値制御装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
また、従来、一つの製品を加工するにも表面加工や裏面加工等のように複数の加工工程が必要となるところ、当該各加工工程の一つ一つにおいても、粗加工や仕上げ加工等のように複数の心押設定が必要となる場合がある。すなわち、ワークの種類のみならず、各加工工程に応じて多数の心押設定を使い分ける場合も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７１８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明を含め、従来の数値制御装置には、高速で読み書き可能な記憶手段が搭載されているため、記憶容量が十分に確保されていない場合が多い。このため、数値制御装置側の記憶手段に多数の心押設定を記憶させようとすると、加工プログラムを記憶するための記憶領域が圧迫されてしまうという問題がある。
【０００６】
一方、数値制御装置側の記憶手段を増設して記憶容量を増大させようとすると、コストが増大するばかりか、処理性能の低下を招くおそれもある。よって、数値制御装置においては、元々搭載されているハードウエア資源を有効かつ効率的に利用することが望ましいといえる。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、数値制御装置側のハードウエア資源を増やすことなく、様々な加工工程に応じて多数の心押設定を自動的に設定することができる数値制御システム、数値制御システムを備えた工作機械および加工プログラムのデータ構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る数値制御システムは、心押台を備えた工作機械の駆動を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置へ加工プログラムを提供する外部記憶装置とを備えた数値制御システムであって、前記外部記憶装置は、一つの製品に対応するジョブデータと、前記ジョブデータに含まれ一つの加工工程に対応するセットアップデータとからなるデータ構造を備え、前記セットアップデータに前記心押台に関する複数の心押設定が関連付けられてなる加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部を有しており、前記数値制御装置は、前記各心押設定のうちのいずれか一つを格納可能なバッファ領域を２以上備えた心押設定バッファと、前記各バッファ領域のうち、アクティブなバッファ領域に格納されている心押設定を用いた加工が完了したとき、他の非アクティブなバッファ領域をアクティブなバッファ領域として新たに選択するアクティブバッファ領域選択部と、前記アクティブバッファ領域選択部がアクティブなバッファ領域を新たに選択したとき、非アクティブなバッファ領域に次の加工に対応する前記心押設定を書き込む心押設定書込部と、を有している。
【０００９】
また、本発明に係る工作機械は、上述した本発明に係る数値制御システムを備えてなるものである。
【００１０】
さらに、本発明に係る加工プログラムのデータ構造は、心押台を備えた工作機械の駆動を制御する加工プログラムのデータ構造であって、一つの製品に対応するジョブデータと、前記ジョブデータに含まれ一つの加工工程に対応するセットアップデータとから構成され、前記セットアップデータには、前記心押台に関する複数の心押設定が関連付けられてなるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、数値制御装置側のハードウエア資源を増やすことなく、様々な加工工程に応じて多数の心押設定を自動的に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る数値制御システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本実施形態において、心押台の構成を示す図である。
【図３】本実施形態の数値制御システムによって実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態において、心押設定バッファの各バッファ領域に格納される心押設定の遷移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る数値制御システムの一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態の数値制御システム１は、図１に示すように、心押台１０を備えた工作機械１１の駆動を制御する数値制御装置１２と、この数値制御装置１２へ加工プログラムを提供する外部記憶装置１３とを備えている。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１４】
工作機械１１は、旋盤、歯切り盤、研削盤等のように、金属、木材、石材、樹脂等のワークに対して、切断、穿孔、研削、研磨、圧延、鍛造、折り曲げ等の加工を施すための機械である。本実施形態において、工作機械１１には、数値制御装置１２から供給される駆動信号に基づいて、心押軸１０ａをワークの端部に当接させて支持するための心押台１０が備えられている。
【００１５】
なお、心押台１０は、図２に示すように、心押軸１０ａの軸線方向に沿って移動自在に構成されており、主軸のチャックに保持されたワークに対して、心押軸１０ａを当接させるようになっている。また、本実施形態において、工作機械１１は、数値制御装置１２を備えてなる旋盤を想定しているが、この構成に限定されるものではなく、工作機械１１と数値制御装置１２とは別体として構成されていてもよい。
【００１６】
外部記憶装置１３は、一般的なオペレーティングシステムが搭載されたパーソナルコンピュータやデータベースサーバ等によって構成されている。本実施形態において、外部記憶装置１３は、図１に示すように、加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部１４と、心押設定を記憶する心押設定記憶部１５とを有している。
【００１７】
加工プログラム記憶部１４は、心押台１０を備えた工作機械１１の駆動を制御する加工プログラムを記憶するものである。本実施形態において、加工プログラムは、図１に示すように、一つの製品に対応するジョブデータと、当該ジョブデータに含まれ一つの加工工程に対応するセットアップデータとからなるデータ構造を備えている。そして、各セットアップデータには、対応する加工工程で用いられる多数の心押設定が、心押設定ＩＤによって関連付けられている。
【００１８】
なお、各セットアップデータに対応する加工工程としては、表面加工や裏面加工等が挙げられ、各心押設定に対応する加工としては、粗加工や仕上げ加工等が挙げられる。また、図１では、ジョブデータが一つしか図示されていないが、加工する製品の数に応じてジョブデータが用意されている。
【００１９】
心押設定記憶部１５は、心押台１０に関する複数の心押設定を記憶するものである。本実施形態において、心押設定記憶部１５には、図１に示すように、製品の種類および加工工程の種類に応じて、多数の心押設定が心押設定ＩＤを付与された状態で格納されている。
【００２０】
なお、心押設定は、心押台１０の駆動制御に関する各種の設定を含むものであり、例えば、心押し時の推力、設定推力での押付け位置、早送りでのアプローチ位置、退避位置、押付け許容公差、再チャッキングの有無（押付け後、チャックアンクランプ・クランプ動作を自動的に行うかどうか）、再チャッキングタイマ（再チャッキング後、アンクランプ指令後にクランプ指令に切り替えるまでのタイマ）等が挙げられる。
【００２１】
つぎに、数値制御装置１２は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ：Computerized Numerical Control）等の数値制御処理を実行可能なコンピュータによって構成されており、加工プログラムに基づいて工作機械１１を制御しワークの加工を行うものである。
【００２２】
本実施形態において、数値制御装置１２は、図１に示すように、各種の画面を表示するとともに、ユーザからの各種の入力を受け付ける表示入力手段２と、各種のデータを記憶するとともに、制御手段４が演算処理を行う際のワーキングエリアとして機能する記憶手段３と、記憶手段３にインストールされた数値制御装置１２用プログラムを実行することにより、各種の演算処理を実行する制御手段４とを有している。以下、各構成手段について説明する。
【００２３】
表示入力手段２は、液晶パネル等による表示機能と、タッチパッド等による位置入力機能とを兼ね備えたタッチパネルによって構成されている。本実施形態において、表示入力手段２は、ジョブデータやセットアップデータの選択画面等を表示するとともに、当該選択画面上におけるタッチ位置に基づいて、ユーザの選択を受け付けるようになっている。なお、本実施形態では、表示入力手段２としてのタッチパネルを用いているが、液晶ディスプレイ等の表示手段と、マウスやキーボード等の入力手段とを別々に設けてもよい。
【００２４】
記憶手段３は、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等で構成されており、図１に示すように、数値制御装置用プログラム１２ａを記憶するプログラム記憶部３１と、心押設定を記憶する心押設定バッファ３２とを有している。
【００２５】
プログラム記憶部３１には、リアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）が搭載されているとともに、本実施形態の数値制御装置１２を制御するための数値制御装置用プログラム１２ａがインストールされている。そして、制御手段４が、当該数値制御装置用プログラム１２ａを実行することにより、コンピュータを後述する各構成部としてとして機能させるようになっている。
【００２６】
なお、数値制御装置用プログラム１２ａの利用形態は、上記構成に限られるものではない。例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のように、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に数値制御装置用プログラム１２ａを記憶させておき、当該記録媒体から直接読み出して実行してもよい。また、外部サーバ等からクラウドコンピューティング方式やＡＳＰ（Application Service Provider）方式等で利用してもよい。
【００２７】
心押設定バッファ３２は、数値制御装置１２において用いられる様々な心押設定を一時的に格納するものである。本実施形態において、心押設定バッファ３２は、図１に示すように、第１バッファ領域３２ａと、第２バッファ領域３２ｂとを備えている。各バッファ領域は、各心押設定のうちのいずれか一つを一時的に格納可能に構成されている。なお、本実施形態において、心押設定バッファ３２は、二つのバッファ領域を備えているが、この構成に限定されるものではなく、加工プログラムを記憶するための記憶領域を圧迫しない範囲で、三つ以上のバッファ領域を備えていてもよい。
【００２８】
つぎに、制御手段４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成されており、記憶手段３にインストールされた数値制御装置用プログラム１２ａを実行することにより、図１に示すように、加工プログラム取得部４１と、心押設定検出部４２と、アクティブバッファ領域選択部４３と、心押設定書込部４４と、セットアップデータ実行部４５として機能するようになっている。以下、各構成部についてより詳細に説明する。
【００２９】
加工プログラム取得部４１は、外部記憶装置１３の加工プログラム記憶部１４から加工プログラムを取得するものである。本実施形態において、加工プログラム取得部４１は、ユーザが表示入力手段２を介して所望の製品に対応するジョブデータを選択し、当該ジョブデータに含まれる複数のセットアップデータのうちいずれか一つを選択すると、当該セットアップデータを取得するようになっている。
【００３０】
心押設定検出部４２は、セットアップデータ中に含まれる全ての心押設定を検出するものである。本実施形態において、心押設定検出部４２は、加工プログラム取得部４１によって取得されたセットアップデータに紐付けられている全ての心押設定ＩＤを順に読み出す。そして、各バッファ領域のいずれかに順次書き込むものとして、リスト化しておくようになっている。
【００３１】
アクティブバッファ領域選択部４３は、各バッファ領域のうち、アクティブなバッファ領域に格納されている心押設定を用いた加工が完了したとき、他の非アクティブなバッファ領域をアクティブなバッファ領域として新たに選択するものである。なお、本発明において、アクティブなバッファ領域とは、現在実行中の加工に使用されている心押設定が格納されているバッファ領域をいうものとする。
【００３２】
本実施形態では、二つのバッファ領域を有しているため、第１バッファ領域３２ａがアクティブなバッファ領域として選択された場合、第２バッファ領域３２ｂが非アクティブなバッファ領域となり、第２バッファ領域３２ｂがアクティブなバッファ領域として選択された場合、第１バッファ領域３２ａが非アクティブなバッファ領域となる。また、三つ以上のバッファ領域を有する場合は、いずれか一つのバッファ領域のみがアクティブなバッファ領域として選択され、これ以外のバッファ領域は全て非アクティブなバッファ領域となる。
【００３３】
心押設定書込部４４は、各バッファ領域に順次、各心押設定を書き込むものである。本実施形態において、心押設定書込部４４は、いずれかのセットアップデータが実行されると、心押設定検出部４２によってリスト化された心押設定ＩＤのうち、最初の心押設定ＩＤに対応する心押設定を心押設定記憶部１５から読み出し、いずれか一方のバッファ領域に書き込む。そして、心押設定書込部４４は、当該バッファ領域がアクティブなバッファ領域として選択されると、次の心押設定ＩＤに対応する心押設定を心押設定記憶部１５から読み出し、他方のバッファ領域に書き込むようになっている。
【００３４】
すなわち、心押設定書込部４４は、心押設定検出部４２によってリスト化された心押設定ＩＤのうち、未使用の心押設定ＩＤがある限り、アクティブバッファ領域選択部４３によってアクティブなバッファ領域が新たに選択されたとき、非アクティブなバッファ領域に次の加工に対応する前記心押設定を書き込みまたは上書きするようになっている。
【００３５】
なお、上述したアクティブバッファ領域選択部４３や心押設定書込部４４の処理動作は、加工プログラムのＧコードに対して補助的な役割を果たすＭコード等を用いて指定することにより実現可能となる。
【００３６】
セットアップデータ実行部４５は、セットアップデータを順次実行するものである。本実施形態において、セットアップデータは、加工プログラムを構成する各ブロックごとにＧコードやＭコード等が付されており、工作機械１１に実行させる各種の加工動作が指定されている。そして、セットアップデータ実行部４５は、各ブロックの指令に基づいて、アクティブなバッファ領域から心押設定を読み出し、当該心押設定を用いて加工動作を実行させるようになっている。
【００３７】
つぎに、本実施形態の数値制御システム１、数値制御システム１を備えた工作機械１１および加工プログラムのデータ構造による作用について、図３および図４を用いて説明する。なお、以下の説明では、実行するセットアップデータに五つの心押設定Ａ〜Ｅが関連付けられている場合を例にして説明する。
【００３８】
本実施形態の数値制御システム１によって工作機械１１を制御しワークの加工を行う場合、図１に示すように、加工プログラムをジョブデータおよびセットアップデータからなるデータ構造として作成し、予め加工プログラム記憶部１４に記憶しておく。当該データ構造により、従来、一つの加工工程が完了するごとに、次の加工工程を開始する前に、手作業による段取り作業が必要とされていたが、当該段取り作業が自動化される。また、一度、セットアップデータを作成してしまえば、次回以降は選択するだけでよく、手入力する必要がない。
【００３９】
ジョブデータおよびセットアップデータの準備が完了すると、図３に示すように、表示入力手段２を介して所望の製品に対応するジョブデータを選択する（ステップＳ１）。これにより、当該ジョブデータに含まれる全てのセットアップデータが選択可能な状態で表示されるため、いずれかのセットアップデータを選択する（ステップＳ２）。これにより、加工プログラム取得部４１が、当該セットアップデータを外部記憶装置１３の加工プログラム記憶部１４から取得する。
【００４０】
セットアップデータが取得されると、心押設定検出部４２が、当該セットアップデータに紐付けられている全ての心押設定を検出しリスト化する（ステップＳ３）。このように、本実施形態では、各セットアップデータにおいて用いられる全ての心押設定が予め関連付けられている。このため、各加工工程間で自動的に行われる段取り時に、心押設定も自動的に設定される。
【００４１】
つづいて、セットアップデータ実行部４５が、セットアップデータの実行を開始すると（ステップＳ４）、図４（ａ）に示すように、心押設定書込部４４が、第１バッファ領域３２ａへ最初の心押し設定Ａを書き込み（ステップＳ５）、アクティブバッファ領域選択部４３が、当該第１バッファ領域３２ａをアクティブなバッファ領域として選択する（ステップＳ６）。そして、次の心押設定Ｂがあるため（ステップＳ７：ＹＥＳ）、心押設定書込部４４が、当該心押設定Ｂを非アクティブなバッファ領域である第２バッファ領域３２ｂへ書き込む（ステップＳ８）。これにより、次の加工に対応する心押設定Ｂが予め数値制御装置１２側に用意される。
【００４２】
つぎに、セットアップデータ実行部４５が、アクティブなバッファ領域に格納されている心押設定Ａを用いて加工すると（ステップＳ９）、図４（ｂ）に示すように、アクティブバッファ領域選択部４３が、アクティブなバッファ領域を第２バッファ領域３２ｂに切り換える（ステップＳ１０）。そして、次の心押設定Ｃがあるため（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、心押設定書込部４４が、当該心押設定Ｃを非アクティブなバッファ領域である第１バッファ領域３２ａへ書き込む（ステップＳ１２）。これにより、次の加工に対応する心押設定Ｃが予め数値制御装置１２側に用意される。
【００４３】
つづいて、セットアップデータ実行部４５が、アクティブなバッファ領域に格納されている心押設定Ｂを用いて加工すると（ステップＳ１３）、ステップＳ６へと戻り、未使用の心押設定が存在する限り（ステップＳ７：ＹＥＳ，ステップＳ１１：ＹＥＳ）、上述したステップＳ６からステップＳ１３までの各処理をループする。
【００４４】
以上のループ処理により、その後は同様にして、心押設定Ｃを格納する第１バッファ領域３２ａがアクティブなバッファ領域に切り換えられるとともに、非アクティブなバッファ領域である第２バッファ領域３２ｂに心押設定Ｄが書き込まれる（図４（ｃ））。つぎに、心押設定Ｄを格納する第２バッファ領域３２ｂがアクティブなバッファ領域に切り換えられるとともに、非アクティブなバッファ領域である第１バッファ領域３２ａに心押設定Ｅが書き込まれる（図４（ｄ））。そして、心押設定Ｅを格納する第１バッファ領域３２ａがアクティブなバッファ領域に切り換えられるとともに、非アクティブなバッファ領域である第２バッファ領域３２ａはクリアされる（図４（ｅ））。
【００４５】
以上のとおり、非アクティブなバッファ領域に、次に使用する心押設定を予め読み出しておくことにより、数値制御装置１２側には、二つのバッファ領域しか存在しないにも関わらず、一つの加工工程において複数の心押設定が使用可能となる。
【００４６】
一方、上記ループ処理において、次の心押設定がなくなった場合（ステップＳ７：ＮＯ，ステップＳ１１：ＮＯ）、その時点でアクティブなバッファ領域に格納されている心押設定で加工し（ステップＳ１４，ステップＳ１５）、当該セットアップデータが完了する。そして、次のセットアップデータがあれば（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、上記ステップＳ２へと戻る一方、次のセットアップデータがなければ（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１で選択したジョブデータの実行が完了する。
【００４７】
以上のような本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
１．数値制御装置１２側のハードウエア資源を増やすことなく、様々な加工工程に応じて多数の心押設定を自動的に設定することができる。
２．ソフトウエア側の処理とデータ構造とによって、一つの加工工程内で多数の心押設定を使用できるため、コストの増大や処理性能の低下を防止することができる。
３．ジョブデータおよびセットアップデータからなるデータ構造とすることにより、段取り作業を自動化することができる。
４．段取り時に、セットアップデータに関連付けられている全ての心押設定を自動設定することができる。
５．一度作成したセットアップデータは、次回以降、手入力する必要がなく、作業効率を向上することができる。
【００４８】
なお、本発明に係る数値制御システム１、数値制御システム１を備えた工作機械１１および加工プログラムのデータ構造は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００４９】
例えば、上述した本実施形態では、ジョブデータと、セットアップデータとからなるデータ構造を備えた加工プログラムを使用しているが、当該データ構造を有しない通常の加工プログラムを実行することもできる。この場合、心押設定記憶部１５には、いずれのセットアップデータにも紐付いていない心押設定が記憶されており、当該心押設定を使用することとなる。
【符号の説明】
【００５０】
１  数値制御システム
２  表示入力手段
３  記憶手段
４  制御手段
１０  心押台
１０ａ  心押軸
１１  工作機械
１２  数値制御装置
１２ａ  数値制御装置用プログラム
１３  外部記憶装置
１４  加工プログラム記憶部
１５  心押設定記憶部
３１  プログラム記憶部
３２  心押設定バッファ
３２ａ  第１バッファ領域
３２ｂ  第２バッファ領域
４１  加工プログラム取得部
４２  心押設定検出部
４３  アクティブバッファ領域選択部
４４  心押設定書込部
４５  セットアップデータ実行部
【図１】
0006616164.tif 000002
【図２】
0006616164.tif 000003
【図３】
0006616164.tif 000004
【図４】
0006616164.tif 000005