(57)【要約】【課題】移動体と構造体の位置関係などをオペレータが容易に把握することができる工作機械の制御装置を提供する。【解決手段】工作機械の制御装置１は、画面表示処理部１９と、構造体のモデルにその外形形状を外側にオフセットして得られる１以上の干渉危険領域を設定した後、移動体移動後のモデルデータを生成して、移動体が干渉危険領域内に侵入するか否かを確認し、侵入を確認すると、その侵入位置及びどの干渉危険領域内に侵入するのかを示す信号を画面表示処理部１９に送信する移動状態認識処理部１８とを備える。画面表示処理部１９は、移動状態認識処理部１８によって生成されたモデルデータを基に、これに応じた画像データを生成して画面表示装置４３に画面表示させるとともに、侵入位置が画面表示装置４３の中央部に、侵入する干渉危険領域に応じた表示倍率で表示されるように画像データを生成して拡大表示させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の移動体と、前記移動体を駆動して移動させる送り機構部と、前記移動体の移動可能な領域内に配設された１以上の構造体と、画像データの表示を行うための画面表示手段とを備えた工作機械に設けられる制御装置であって、
前記移動体の動作指令を基に前記送り機構部の作動を制御して前記移動体の少なくとも移動位置を制御する制御実行処理部と、
前記移動体及び構造体の２次元モデル又は３次元モデルに関するデータであり、これら移動体及び構造体の形状を定義する形状データを少なくとも含んだモデルデータを記憶するモデルデータ記憶部と、
前記移動体及び構造体の２次元画像データ又は３次元画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる画面表示処理部と、
前記移動体及び／又は構造体の外形形状を外側にオフセットして得られる１以上の干渉危険領域に前記移動体及び／又は構造体が侵入したときに適用される前記画像データの表示倍率であって、前記干渉危険領域のオフセット方向外側よりも内側の方が大きい倍率となるようにこの干渉危険領域毎に設定された表示倍率を記憶する表示倍率データ記憶部と、
前記移動体及び／又は構造体の２次元モデル又は３次元モデルに前記１以上の干渉危険領域を設定するとともに、前記制御実行処理部から前記移動体の移動位置を受信し、前記設定した干渉危険領域、前記受信した移動位置、及び前記モデルデータ記憶部に格納されたモデルデータを基に、前記移動体を前記移動位置に移動させた状態のモデルデータを生成する処理と、前記生成したモデルデータを基に、前記移動体及び／又は構造体が前記干渉危険領域内に侵入するか否かを確認する処理と、前記干渉危険領域内への侵入を確認すると、どの干渉危険領域内に侵入するのか及びその侵入位置を認識して、認識した干渉危険領域内に侵入することを示す侵入確認信号、及び認識した侵入位置を前記画面表示処理部に送信する処理とを実行する移動状態認識処理部とを備えてなり、
前記画面表示処理部は、前記移動状態認識処理部によって生成された、前記移動体を前記移動位置に移動させた状態のモデルデータを基に、これに応じた前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる処理と、前記移動状態認識処理部から前記侵入確認信号及び侵入位置を受信すると、受信した侵入確認信号を基に、侵入する干渉危険領域を認識して、認識した干渉危険領域に対応する、前記表示倍率データ記憶部に格納された表示倍率を認識し、認識した表示倍率、及び前記受信した侵入位置を基に、この侵入位置と前記画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つこの表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる処理とを実行するように構成されてなることを特徴とする工作機械の制御装置。
【請求項２】
前記画面表示処理部は、前記移動状態認識処理部から前記侵入確認信号及び侵入位置を受信すると、受信した侵入確認信号を基に、侵入する干渉危険領域を認識して、認識した干渉危険領域に対応する、前記表示倍率データ記憶部に格納された表示倍率を認識するとともに、受信した侵入位置を基に、侵入部分が何ヶ所あるかを確認し、確認した侵入部分が一ヶ所である場合には、前記認識した表示倍率、及び前記受信した侵入位置を基に、この侵入位置と前記画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つこの表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる一方、前記確認した侵入部分が複数ヶ所である場合には、前記認識した表示倍率、及び前記受信した侵入位置を基に、この表示倍率で表示したときにこの侵入位置がすべて表示されるか否かを確認し、表示されると判断したときには、この侵入位置がすべて含まれるように且つこの表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させ、表示されないと判断したときには、この侵入位置がすべて含まれるように且つこの侵入位置をすべて表示可能な最大の表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の工作機械の制御装置。
【請求項３】
前記移動状態認識処理部は、前記各処理に加えて、前記生成したモデルデータを基に、前記移動体と構造体とが相互に干渉するか否かを確認し、干渉すると判断した場合には、その干渉位置を認識して、認識した干渉位置を前記画面表示処理部に送信するとともに、アラーム信号を前記制御実行処理部に送信する処理を更に実行するように構成され、
前記画面表示処理部は、前記移動状態認識処理部から前記干渉位置を受信すると、受信した干渉位置を基に、この干渉位置と前記画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ前記表示倍率データ記憶部に格納された最大の表示倍率よりも大きい表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させるように構成され、
前記制御実行処理部は、前記移動状態認識処理部から前記アラーム信号を受信すると、前記移動体の移動を停止させるように構成されてなることを請求項１又は２記載の工作機械の制御装置。
【請求項４】
前記制御実行処理部から前記移動体の少なくとも現在位置を受信し、受信した現在位置を基に、予め設定された時間経過後における前記移動体の移動位置を推定する移動位置推定部を更に備え、
前記移動状態認識処理部は、前記移動体を移動させた状態のモデルデータを生成するに当たり、前記移動位置推定部から前記移動体の推定移動位置を受信し、受信した推定移動位置、及び前記モデルデータ記憶部に格納されたモデルデータを基に、前記移動体を前記推定移動位置に移動させた状態のモデルデータを生成するように構成されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの工作機械の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体と、前記移動体を駆動して移動させる送り機構部と、前記移動体の移動領域内に配設された構造体と、画像データの表示を行うための画面表示手段とを備えた工作機械に設けられ、前記移動体の移動に応じた、前記移動体及び構造体の画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる工作機械の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記工作機械の制御装置として、従来、例えば、特開平５−１９８３７号公報に開示されたものが知られており、この制御装置は、例えば、ワークをそれぞれ保持する第１主軸及び第２主軸と、工具をそれぞれ保持する第１刃物台及び第２刃物台と、第１刃物台及び第２刃物台をそれぞれ所定の送り方向に移動させる送り機構部と、ワーク及び工具の画像データを画面表示するためのディスプレイなどを備えた旋盤に設けられる。
【０００３】
前記制御装置は、例えば、第１刃物台の工具で第１主軸のワークが、第２刃物台の工具で第２主軸のワークが加工される場合、ディスプレイの画面表示領域を２つの表示領域に分割して、一方の表示領域に第１主軸のワーク及び第１刃物台の工具を、他方の表示領域に第２主軸のワーク及び第２刃物台の工具をそれぞれ表示する。
【０００４】
尚、前記制御装置は、各工具をディスプレイに画面表示させるに当たり、加工プログラムから各工具（各刃物台）の動作指令を認識し、認識した動作指令に係る移動位置に工具を移動させた状態の画像データを生成してディスプレイのそれぞれの表示領域に画面表示させる。また、各表示領域の中央部にはワークが固定された状態で常に表示されるようになっており、各工具は、ディスプレイの画面表示領域の都合上、ワーク近傍の一定領域内に位置しているときのみ画面表示されるようになっている。
【０００５】
そして、工作機械のオペレータは、ディスプレイの表示画面を通して各工具の動作を確認することで、工具とワークの位置関係や工具の移動状況を確認し、工具とワークとが相互に干渉するか否かなどを確認することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の制御装置では、ディスプレイの各画面表示領域の中央部にワークが表示されて工具がワークの周囲に表示され、工具が各画面表示領域の中央部に表示されないので、工具とワークの位置関係や工具の移動状況などを確認し難いという問題があった。また、このような確認を行い易くすべく、オペレータが表示範囲や表示倍率の設定などを行うようにすると、当該設定作業が煩わしいという問題や、工具とワークとの位置関係などに応じて表示範囲や表示倍率を適宜変更しなければならないという問題を生じる。
【０００８】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、移動体と構造体の位置関係などをオペレータが容易に把握することができる工作機械の制御装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、
１以上の移動体と、前記移動体を駆動して移動させる送り機構部と、前記移動体の移動可能な領域内に配設された１以上の構造体と、画像データの表示を行うための画面表示手段とを備えた工作機械に設けられる制御装置であって、
前記移動体の動作指令を基に前記送り機構部の作動を制御して前記移動体の少なくとも移動位置を制御する制御実行処理部と、
前記移動体及び構造体の２次元モデル又は３次元モデルに関するデータであり、これら移動体及び構造体の形状を定義する形状データを少なくとも含んだモデルデータを記憶するモデルデータ記憶部と、
前記移動体及び構造体の２次元画像データ又は３次元画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる画面表示処理部と、
前記移動体及び／又は構造体の外形形状を外側にオフセットして得られる１以上の干渉危険領域に前記移動体及び／又は構造体が侵入したときに適用される前記画像データの表示倍率であって、前記干渉危険領域のオフセット方向外側よりも内側の方が大きい倍率となるようにこの干渉危険領域毎に設定された表示倍率を記憶する表示倍率データ記憶部と、
前記移動体及び／又は構造体の２次元モデル又は３次元モデルに前記１以上の干渉危険領域を設定するとともに、前記制御実行処理部から前記移動体の移動位置を受信し、前記設定した干渉危険領域、前記受信した移動位置、及び前記モデルデータ記憶部に格納されたモデルデータを基に、前記移動体を前記移動位置に移動させた状態のモデルデータを生成する処理と、前記生成したモデルデータを基に、前記移動体及び／又は構造体が前記干渉危険領域内に侵入するか否かを確認する処理と、前記干渉危険領域内への侵入を確認すると、どの干渉危険領域内に侵入するのか及びその侵入位置を認識して、認識した干渉危険領域内に侵入することを示す侵入確認信号、及び認識した侵入位置を前記画面表示処理部に送信する処理とを実行する移動状態認識処理部とを備えてなり、
前記画面表示処理部は、前記移動状態認識処理部によって生成された、前記移動体を前記移動位置に移動させた状態のモデルデータを基に、これに応じた前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる処理と、前記移動状態認識処理部から前記侵入確認信号及び侵入位置を受信すると、受信した侵入確認信号を基に、侵入する干渉危険領域を認識して、認識した干渉危険領域に対応する、前記表示倍率データ記憶部に格納された表示倍率を認識し、認識した表示倍率、及び前記受信した侵入位置を基に、この侵入位置と前記画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つこの表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる処理とを実行するように構成されてなることを特徴とする工作機械の制御装置に係る。
【００１０】
この発明によれば、まず、移動体及び構造体の２次元モデル又は３次元モデルに関するデータであって、これら移動体及び構造体の形状を定義する形状データを少なくとも含んだモデルデータが、予め適宜生成された後、モデルデータ記憶部に格納される。
【００１１】
尚、前記移動体及び構造体としては、例えば、工作機械が旋盤である場合には、ベッド、ベッド上に配設された主軸台、主軸台によって回転自在に支持された主軸、主軸に取り付けられ、ワークを保持するチャック、ワーク、ベッド上に移動可能に配設されたサドル、サドル上に配設され、工具を保持する刃物台、工具、ベッド上に移動可能に配設された心押台、心押台に保持された心押軸などが該当し、工作機械がマシニングセンタである場合には、ベッド、ベッド上に配設されたコラム、コラムに移動可能に支持された主軸頭、主軸頭によって回転自在に支持され、工具を保持する主軸、工具、ベッド上に移動可能に配設され、ワークを保持するテーブル、ワークなどが該当する。また、更に、工作機械には、一般的に、切りくずや切削液などの侵入を防止すべく、カバー体が適宜設けられるため、このようなカバー体を含めても良い。
【００１２】
また、工作機械を構成するすべての移動体及び構造体のモデルデータを格納する必要はなく、画面表示手段に画面表示する移動体及び構造体のモデルデータを少なくとも格納すれば良い。具体的には、例えば、旋盤において、工具及びワークを画面表示する場合には、工具及びワークのモデルデータを格納すれば良く、また、刃物台，工具，主軸台，主軸，チャック，ワーク，心押台及び心押軸を画面表示する場合には、刃物台，工具，主軸台，主軸，チャック，ワーク，心押台及び心押軸のモデルデータを格納すれば良い。また、例えば、マシニングセンタにおいて、工具及びワークを画面表示する場合には、上記と同様に、工具及びワークのモデルデータを格納し、主軸頭，主軸，工具，テーブル及びワークを画面表示する場合には、主軸頭，主軸，工具，テーブル及びワークのモデルデータを格納すれば良い。
【００１３】
また、前記モデルデータは、移動体及び構造体の実際の大きさで生成されていても、移動体及び構造体の実際の大きさよりも少し大き目に生成されていても良い。
【００１４】
また、表示倍率データ記憶部には、画面表示処理部により画面表示手段に画面表示される画像データの表示倍率であって、移動体及び／又は構造体の外形形状を外側にオフセットして得られる１以上の干渉危険領域に移動体及び／又は構造体が侵入したときに適用される表示倍率が、予め適宜設定されて格納される。この表示倍率は、干渉危険領域のオフセット方向外側よりも内側の方が大きい倍率となるようにこの干渉危険領域毎に設定されている。
【００１５】
そして、制御実行処理部により、移動体の自動運転や手動運転に係る動作指令を基に送り機構部の作動が制御されて、少なくとも移動位置が制御されつつ移動体が移動せしめられると、移動状態認識処理部は、移動体及び／又は構造体の２次元モデル又は３次元モデルに前記１以上の干渉危険領域を設定するとともに、制御実行処理部から移動体の移動位置を受信し、設定した干渉危険領域、受信した移動位置、及びモデルデータ記憶部に格納されたモデルデータを基に、当該移動体を移動位置に移動させた状態のモデルデータを生成し、当該移動体の移動によって移動体及び／又は構造体が前記干渉危険領域内に侵入するか否かを確認し、画面表示処理部は、移動状態認識処理部によって生成された、移動体を移動させた状態のモデルデータを基に、これに応じた画像データを生成して画面表示手段に画面表示させる。
【００１６】
尚、移動体及び／又は構造体が前記干渉危険領域内に侵入するか否かは、例えば、移動体のモデルデータが構造体の干渉危険領域内にあるか、又は、移動体の干渉危険領域内に構造体のモデルデータがあるか否かを基に判断する。
【００１７】
そして、移動状態認識処理部は、移動体及び／又は構造体が干渉危険領域内に侵入すると判断すると、どの干渉危険領域内に侵入するのか及びその侵入位置を認識して、認識した干渉危険領域内に侵入することを示す侵入確認信号、及び認識した侵入位置を画面表示処理部に送信する。
【００１８】
また、移動状態認識処理部から侵入確認信号及び侵入位置を受信した画面表示処理部は、受信した侵入確認信号を基に、侵入する干渉危険領域を認識して、認識した干渉危険領域に対応する、表示倍率データ記憶部に格納された表示倍率を認識し、認識した表示倍率、及び受信した侵入位置を基に、この侵入位置と画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つこの表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示手段に画面表示させる。
【００１９】
これにより、移動体と構造体とが接近して移動体や構造体が干渉危険領域内に侵入すると、その侵入部分を画面表示手段の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示することができる。
【００２０】
斯くして、本発明に係る工作機械の制御装置によれば、移動体及び／又は構造体の外部に１以上の干渉危険領域を設定するとともに、移動体や構造体が干渉危険領域内に侵入したときの表示倍率を侵入していないときの表示倍率より大きく設定し、移動体及び／又は構造体が干渉危険領域内に侵入すると、その侵入部分を画面表示手段の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示するようにしたので、移動体と構造体との接近によって干渉の危険性の高まった部分を拡大して画面表示することができ、オペレータは、画面表示手段の表示画面を通して、移動体と構造体の位置関係や移動体の移動状況などを容易に把握することができる。
【００２１】
また、干渉危険領域のオフセット方向外側よりも内側の方が大きい表示倍率となるように設定しているので、移動体と構造体との間の距離が接近しているほど大きく表示することができ、このことによっても、オペレータは、干渉の危険性の高い部分を容易に把握することができる。
【００２２】
尚、前記画面表示処理部は、前記移動状態認識処理部から前記侵入確認信号及び侵入位置を受信すると、受信した侵入確認信号を基に、侵入する干渉危険領域を認識して、認識した干渉危険領域に対応する、前記表示倍率データ記憶部に格納された表示倍率を認識するとともに、受信した侵入位置を基に、侵入部分が何ヶ所あるかを確認し、確認した侵入部分が一ヶ所である場合には、前記認識した表示倍率、及び前記受信した侵入位置を基に、この侵入位置と前記画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つこの表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる一方、前記確認した侵入部分が複数ヶ所である場合には、前記認識した表示倍率、及び前記受信した侵入位置を基に、この表示倍率で表示したときにこの侵入位置がすべて表示されるか否かを確認し、表示されると判断したときには、この侵入位置がすべて含まれるように且つこの表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させ、表示されないと判断したときには、この侵入位置がすべて含まれるように且つこの侵入位置をすべて表示可能な最大の表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させるように構成されていても良い。
【００２３】
この場合、画面表示処理部は、移動状態認識処理部から侵入確認信号及び侵入位置を受信すると、受信した侵入確認信号を基に、侵入する干渉危険領域を認識して、認識した干渉危険領域に対応する、表示倍率データ記憶部に格納された表示倍率を認識するとともに、受信した侵入位置を基に、侵入部分が何ヶ所あるかを確認し、確認した侵入部分が一ヶ所である場合には、認識した表示倍率、及び受信した侵入位置を基に、この侵入位置と画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つこの表示倍率で表示されるように画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させる。
【００２４】
一方、確認した侵入部分が複数ヶ所である場合には、認識した表示倍率、及び受信した侵入位置を基に、この表示倍率で表示したときにこの侵入位置がすべて表示されるか否かを確認し、表示されると判断すると、この侵入位置がすべて含まれるように且つこの表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示手段に画面表示させ、表示されないと判断すると、この侵入位置がすべて含まれるように且つこの侵入位置をすべて表示可能な最大の表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示手段に画面表示させる。
【００２５】
このようにしても、移動体と構造体とが接近して移動体や構造体が干渉危険領域内に侵入すると、侵入部分が一ヶ所であるときには、その侵入部分を画面表示手段の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示したり、侵入部分が複数ヶ所であるときには、その各侵入部分を所定の表示倍率又はこれらがすべて表示される最大の表示倍率で拡大表示することができるので、上記と同様、オペレータは、画面表示手段の表示画面を通して、移動体と構造体の位置関係や移動体の移動状況などを容易に把握することができる。
【００２６】
また、前記移動状態認識処理部は、前記各処理に加えて、前記生成したモデルデータを基に、前記移動体と構造体とが相互に干渉するか否かを確認し、干渉すると判断した場合には、その干渉位置を認識して、認識した干渉位置を前記画面表示処理部に送信するとともに、アラーム信号を前記制御実行処理部に送信する処理を更に実行するように構成され、前記画面表示処理部は、前記移動状態認識処理部から前記干渉位置を受信すると、受信した干渉位置を基に、この干渉位置と前記画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ前記表示倍率データ記憶部に格納された最大の表示倍率よりも大きい表示倍率で表示されるように前記画像データを生成して前記画面表示手段に画面表示させるように構成され、前記制御実行処理部は、前記移動状態認識処理部から前記アラーム信号を受信すると、前記移動体の移動を停止させるように構成されていても良い。
【００２７】
この場合、移動状態認識処理部は、生成したモデルデータを基に、移動体と構造体とが相互に干渉するか否かを更に確認する。移動体と構造体とが干渉するか否かについては、例えば、移動体のモデルデータと構造体のモデルデータとの間で接触又は重なり合う部分が存在するか否かを基に判断する。モデルデータ間で接触又は重なり合う部分が生じている場合には、移動体と構造体とが干渉すると判断される。また、移動体及び構造体が工具及びワークであり、これらのモデルデータが重なり合っている場合には、この重なり合いが、工具の刃部とワークとの間に生じたものでなければ、当該工具とワークとが干渉すると判断される。
【００２８】
このような干渉確認の結果、移動体と構造体とが干渉すると判断すると、その干渉位置を認識して、認識した干渉位置を画面表示処理部に送信するとともに、アラーム信号を制御実行処理部に送信する。この干渉位置を受信した画面表示処理部は、受信した干渉位置を基に、この干渉位置と画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ表示倍率データ記憶部に格納された最大の表示倍率よりも大きい表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示手段に画面表示させ、このアラーム信号を受信した制御実行処理部は、送り機構部の作動を停止して移動体の移動を停止させる。
【００２９】
このように、画面表示処理部が干渉位置を受信すると、受信した干渉位置と画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ表示倍率データ記憶部に格納された最大の表示倍率よりも大きい表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示手段に画面表示させることで、移動体と構造体との干渉部分を画面表示手段の表示画面の中央部に大きく表示することができ、干渉部分をより容易に特定することができるなど、オペレータの作業の効率化を図ることができる。
【００３０】
また、前記制御装置は、前記制御実行処理部から前記移動体の少なくとも現在位置を受信し、受信した現在位置を基に、予め設定された時間経過後における前記移動体の移動位置を推定する移動位置推定部を更に備え、前記移動状態認識処理部は、前記移動体を移動させた状態のモデルデータを生成するに当たり、前記移動位置推定部から前記移動体の推定移動位置を受信し、受信した推定移動位置、及び前記モデルデータ記憶部に格納されたモデルデータを基に、前記移動体を前記推定移動位置に移動させた状態のモデルデータを生成するように構成されていても良い。
【００３１】
このようにすれば、移動位置推定部によって推定された、予め設定された時間経過後における移動体の移動位置を基に、移動体を移動させた状態のモデルデータを生成し、生成したモデルデータを基に、移動体と構造体とが相互に干渉するか否かや、移動体，構造体が干渉危険領域内に侵入するか否かを確認したり、画像データを生成して画面表示することができ、制御実行処理部による制御の下、送り機構部が駆動されて移動体が実際に移動する前に、干渉の有無を予め確認したり、移動体と構造体の位置関係や移動体の移動状況を予め確認することができる。これにより、干渉が生じるのを確実に防止することができるなど各種作業を行うのに好都合である。
【００３２】
ここで、前記推定移動位置は、例えば、移動体の現在位置と現在速度とを基に推定したり、移動体の現在位置と、加工プログラムの解析により得られた移動体の動作指令や手動操作に係る移動体の動作指令とを基に推定することができる。
【発明の効果】
【００３３】
このように、本発明に係る工作機械の制御装置によれば、移動体及び／又は構造体の外部に１以上の干渉危険領域を設定し、この干渉危険領域内に移動体や構造体が侵入すると、その侵入部分が画面表示手段の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示されるので、移動体と構造体との接近によって干渉の危険性の高まった部分が拡大されて画面表示され、オペレータは、このような表示画像を通して、移動体と構造体の位置関係や移動体の移動状況などを容易に把握することができる。また、移動体と構造体との間の距離が接近するほど大きく表示されるので、このことによっても、オペレータは、干渉の危険性の高い部分を容易に把握することができる。
【００３４】
また、画面表示処理部が、移動体や構造体の干渉危険領域内への侵入部分が何ヶ所あるかを確認して、侵入部分が一ヶ所であるときには、その侵入部分を画面表示手段の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示したり、侵入部分が複数ヶ所であるときには、その各侵入部分を所定の表示倍率又はこれらがすべて表示される最大の表示倍率で拡大表示するようにしたので、侵入部分が一ヶ所だけでなく複数ある場合であっても、移動体や構造体を効果的に画面表示することができる。
【００３５】
また、画面表示処理部が、移動状態認識処理部から干渉位置を受信したときに、移動体と構造体との干渉位置と、画面表示手段の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ表示倍率データ記憶部に格納された最大の表示倍率よりも大きい表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示手段に画面表示させるようにすれば、干渉部分の特定を容易に行うことができる。また、移動体の推定移動位置を基に生成されたモデルデータを基に、干渉確認や移動体の画面表示を行うようにすれば、移動体が実際に移動する前に干渉確認や移動体の画面表示を行うことができ、各種作業を行うのに好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械の制御装置などの概略構成を示したブロック図である。
【００３７】
図１に示すように、本例の工作機械の制御装置（以下、単に制御装置という）１は、プログラム記憶部１１，プログラム解析部１２，駆動制御部１３，移動位置推定部１４，モデルデータ記憶部１５，干渉データ記憶部１６，表示倍率データ記憶部１７，移動状態認識処理部１８及び画面表示処理部１９などから構成され、例えば、図２に示したＮＣ旋盤３０に設けられる。
【００３８】
まず、前記ＮＣ旋盤３０について説明すると、このＮＣ旋盤３０は、図１及び図２に示すように、ベッド３１と、ベッド３１上に配設された主軸台（図示せず）と、主軸台（図示せず）によって水平軸中心に（Ｚ軸回りに）回転自在に支持された主軸３２と、主軸３２に取り付けられたチャック３３と、Ｚ軸方向に移動可能にベッド３１上に配設された第１サドル３４と、Ｚ軸と水平面内で直交するＹ軸方向に移動可能に第１サドル３４上に配設された第２サドル３５と、Ｙ軸及びＺ軸の双方と直交するＸ軸方向に移動可能に第２サドル３５上に配設された刃物台３６と、第１サドル３４をＺ軸方向に移動させる第１送り機構部３７と、第２サドル３５をＹ軸方向に移動させる第２送り機構部３８と、刃物台３６をＸ軸方向に移動させる第３送り機構部３９と、主軸３２を軸中心に回転させる主軸モータ４０と、前記制御装置１に接続した操作盤４１と、各送り機構部３７，３８，３９及び主軸モータ４０の作動を制御する前記制御装置１などを備える。
【００３９】
前記チャック３３は、チャック本体３３ａと、ワークＷを把持する複数の把持爪３３ｂとからなる。前記刃物台３６は、刃物台本体３６ａと、工具Ｔを保持する工具主軸３６ｂとを備える。工具Ｔは、バイトなどの旋削工具であり、工具本体Ｔａと、ワークＷを加工するためのチップ（刃部）Ｔｂとから構成される。
【００４０】
前記操作盤４１は、制御装置１に対して各種信号を入力するための操作キーや、制御装置１に対してパルス信号を入力するための手動パルス発生器などの入力装置４２と、制御装置１による制御状態などを画面表示するための画面表示装置４３などからなる。
【００４１】
前記操作キーには、運転モードを自動運転や手動運転に切り換えるための運転モード選択スイッチ、送り軸（Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸）を選択するための送り軸切換スイッチ、送り軸切換スイッチによって選択された送り軸方向に第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６を移動させるための移動ボタン、送りオーバライドを調整するための調整ツマミ、後述する表示倍率を設定するための設定ボタンなどが含まれており、これら運転モード選択スイッチ、送り軸切換スイッチ、移動ボタン、調整ツマミ、設定ボタンからの信号は制御装置１に送信されるようになっている。
【００４２】
前記手動パルス発生器は、送り軸（Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸）を選択するための送り軸切換スイッチや、１パルス当たりの移動量を切り換えるための倍率切換スイッチ、軸中心に回転せしめられることによりその回転量に応じたパルス信号を生成するパルスハンドルなどを備えており、これら送り軸切換スイッチや、倍率切換スイッチ、パルスハンドルからの操作信号は制御装置１に送信されるようになっている。
【００４３】
次に、前記制御装置１について説明する。上述のように、この制御装置１は、プログラム記憶部１１，プログラム解析部１２，駆動制御部１３，移動位置推定部１４，モデルデータ記憶部１５，干渉データ記憶部１６，表示倍率データ記憶部１７，移動状態認識処理部１８及び画面表示処理部１９を備える。尚、前記プログラム記憶部１１，プログラム解析部１２，駆動制御部１３が特許請求の範囲に言う制御実行処理部として機能する。
【００４４】
前記プログラム記憶部１１には、予め作成されたＮＣプログラムが格納される。前記プログラム解析部１２は、プログラム記憶部１１に格納されたＮＣプログラムをブロック毎に順次解析して、刃物台３６（第１サドル３４，第２サドル３５）の移動位置や送り速度、主軸モータ４０の回転速度などに関する動作指令を抽出し、抽出した動作指令を駆動制御部１３及び移動位置推定部１４に送信する。
【００４５】
前記駆動制御部１３は、運転モード選択スイッチが自動運転であるときには、プログラム解析部１２から受信した動作指令を基に主軸３２の回転や刃物台３６の移動などを制御する。具体的には、主軸３２の回転については、前記主軸モータ４０からフィードバックされる現在回転速度データ及び動作指令を基に制御信号を生成し、生成した制御信号を主軸モータ４０に送信してこれを制御する。また、刃物台３６の移動については、各送り機構部３７，３８，３９からフィードバックされる刃物台３６の現在位置データ及び動作指令を基に制御信号を生成し、生成した制御信号を各送り機構部３７，３８，３９に送信してこれを制御する。
【００４６】
また、駆動制御部１３は、運転モード選択スイッチが手動運転であるときには、入力装置４２から受信した操作信号を基に各送り機構部３７，３８，３９についての動作信号を生成してこれらの作動を制御する。例えば、移動ボタンが押されると、送り軸切換スイッチによる送り軸選択状況から、作動させるべき送り機構部３７，３８，３９を認識するとともに、調整ツマミによる調整状況から送りオーバライドの調整値を認識して、認識した送り機構部３７，３８，３９に関する情報及び認識した調整値に応じた移動速度に関する情報を含む動作信号を生成してこの動作信号を基に制御する。また、手動パルス発生器のパルスハンドルが操作されると、送り軸切換スイッチによる送り軸選択状況から、作動させるべき送り機構部３７，３８，３９を認識するとともに、倍率切換スイッチによる倍率選択状況から、１パルス当たりの移動量を認識して、認識した送り機構部３７，３８，３９に関する情報、認識した１パルス当たりの移動量に関する情報、及びパルスハンドルによって生成されたパルス信号を含む動作信号を生成してこれを基に制御する。
【００４７】
尚、駆動制御部１３は、移動状態認識処理部１８から送信されたアラーム信号を受信すると、各送り機構部３７，３８，３９及び主軸モータ４０の作動を停止させる。また、刃物台３６に装着された工具Ｔを新たな工具Ｔと交換した場合には、当該工具Ｔに係る情報を移動状態認識処理部１８に送信する。また、駆動制御部１３は、各送り機構部３７，３８，３９から受信した第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の現在位置及び現在速度や生成した動作信号を移動位置推定部１４に送信する。
【００４８】
前記移動位置推定部１４は、刃物台３６の移動位置及び送り速度に関する動作指令をプログラム解析部１２から受信するとともに、第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の現在位置及び現在速度や動作信号を駆動制御部１３から受信し、受信した動作指令又は動作信号及び現在位置や、受信した現在位置及び現在速度を基に、予め設定された時間経過後における第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の移動位置を推定し、推定した移動位置や前記受信した動作指令、前記受信した動作信号を移動状態認識処理部１８に送信する。尚、この移動位置推定部１４では、プログラム解析部１２により解析されて駆動制御部１３で実行されるブロックの動作指令よりも１ブロック以上進んだ（先の）ブロックの動作指令が順次処理されるようになっている。
【００４９】
前記モデルデータ記憶部１５には、例えば、予め適宜生成された、少なくとも工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６に係る３次元モデルデータが格納される。この３次元モデルデータは、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の３次元形状を定義した形状データを少なくとも含んで構成される。
【００５０】
尚、これらの３次元モデルデータは、後述のように、干渉確認時に干渉領域として用いられるもので、実際の大きさで生成されていても、実際の大きさよりも少し大き目に生成されていても良い。
【００５１】
前記干渉データ記憶部１６には、予め設定された、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の相互間における干渉関係を定義した干渉データが格納される。
【００５２】
前記ＮＣ旋盤３０では、主軸３２，チャック３３及びワークＷが一体的となった状態で主軸３２が主軸台（図示せず）に支持され、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔが一体的となった状態で第１サドル３４がベッド３１上に配設される。したがって、主軸３２，チャック３３及びワークＷ間や、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔ間においては、それぞれ干渉関係は生じず、主軸３２，チャック３３及びワークＷと、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔとの間においてのみ干渉関係が成立する。
【００５３】
また、工具ＴとワークＷとの間における干渉は、工具ＴによるワークＷの加工（即ち、干渉ではない）とみなすことができるが、工具ＴのチップＴｂとワークＷとの間に生じる干渉でなければ、これを加工とみなすことはできず、干渉である。
【００５４】
そこで、前記干渉データは、具体的には、図３に示すように、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の内、一体的となるもの同士を１つの同じグループにグループ分けするとともに、これらが干渉関係又は切削関係のいずれを構成するのかを示すデータとして設定されている。
【００５５】
そして、この干渉データにより、主軸３２，チャック３３及びワークＷが第１グループに、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔが第２グループにグループ分けされる。尚、上述のように、各グループの構成物間では干渉を生じず、異なるグループの構成物間でのみ干渉関係が生じ、また、異なるグループに属する構成物同士の干渉であっても、これらの構成物が互いに切削関係を構成するものである場合には、即ち、当該各干渉構成物が工具ＴのチップＴｂ及びワークＷである場合には、干渉ではない。
【００５６】
前記表示倍率データ記憶部１７には、図４に示すように、画面表示処理部１９により画面表示装置４３に画面表示される画像データの表示倍率であって、干渉危険領域毎に設定され、これらの各干渉危険領域内に工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが侵入したときに適用される表示倍率が格納される。尚、この表示倍率は、例えば、入力装置４２の設定ボタンからの入力信号などに基づき適宜設定されたり、適宜自動的に設定される。
【００５７】
前記干渉危険領域は、例えば、図５に示すように、チャック３３及びワークＷの外形形状を外側にオフセットすることで得られるもので、本例では、オフセット量の異なる３つの干渉危険領域（第１干渉危険領域Ａ（オフセット量が例えば１ｍｍ），第２干渉危険領域Ｂ（オフセット量が例えば３０ｍｍ），第３干渉危険領域Ｃ（オフセット量が例えば８０ｍｍ））が設定されている。尚、図５において、主軸３２及び刃物台本体３６ａの図示は省略している。
【００５８】
前記表示倍率は、第１干渉危険領域Ａ内で適用される表示倍率がそのオフセット方向外側における表示倍率よりも大きく、第２干渉危険領域Ｂ内で適用される表示倍率がそのオフセット方向外側における表示倍率よりも大きく、第３干渉危険領域Ｃ内で適用される表示倍率がそのオフセット方向外側における表示倍率よりも大きくされて、干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃの領域が狭くなるに連れて表示倍率が大きくなっている。尚、第３干渉危険領域Ｃの外部では、チャック３３，ワークＷ，工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの一部を含む全体画像が画面表示装置４３に表示されるようになっており、この第３干渉危険領域Ｃの外部で適用される表示倍率は、第３干渉危険領域Ｃ内で適用される表示倍率よりも小さく設定されている。
【００５９】
前記移動状態認識処理部１８は、第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の推定移動位置を移動位置推定部１４から順次受信し、受信した推定移動位置、並びにモデルデータ記憶部１５及び干渉データ記憶部１６に格納された各データなどを基に、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入するか否かを確認するとともに、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６が相互に干渉するか否かを確認する。
【００６０】
具体的には、図６乃至図８に示すような一連の処理を順次実行するように構成されており、まず、駆動制御部１３から受信する、刃物台３６に保持された工具Ｔに関する情報を基に、刃物台３６に保持された工具Ｔを認識するとともに、モデルデータ記憶部１５に格納された工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の３次元モデルデータ、並びに干渉データ記憶部１６に格納された干渉データを読み込む（ステップＳ１）。尚、工具Ｔの３次元モデルデータを読み込むに当たっては、前記認識した工具Ｔの３次元モデルデータを読み込む。
【００６１】
次に、読み込んだ干渉データを参照して、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６が属するグループをそれぞれ認識するとともに、これらが切削関係及び干渉関係のいずれを構成するのかを認識し（ステップＳ２）、チャック３３及びワークＷの３次元モデルに前記３つの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃを設定する（ステップＳ３）。
【００６２】
ついで、移動位置推定部１４から刃物台３６の推定移動位置、及び移動速度に係る動作指令や動作信号（速度指令信号）を受信し（ステップＳ４）、前記設定した干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ、前記読み込んだ３次元モデルデータ、及び前記受信した推定移動位置を基に、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔを前記推定移動位置に移動させた状態の３次元モデルデータを生成する（ステップＳ５）。
【００６３】
この後、前記読み込んだ干渉データ、及び前記生成した３次元モデルデータを基に、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔの移動により、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６が相互に干渉するか否か、即ち、異なるグループに属する各構成物の３次元モデルデータ間で（第１グループに属する主軸３２，チャック３３及びワークＷの３次元モデルデータと、第２グループに属する第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔの３次元モデルデータとの間で）接触又は重なり合う部分が存在するか否かを確認する（ステップＳ６）。
【００６４】
ステップＳ６で接触又は重なり合うと判断した場合には、その接触又は重なり合いが、互いに切削関係を構成する構成物同士間に生じるものであるか、即ち、工具ＴのチップＴｂとワークＷとの間に生じたものであるのかを確認し（ステップＳ７）、そうであると判断した場合には、前記受信した指令速度が最大切削送り速度以内であるか否かを確認する（ステップＳ８）。
【００６５】
ステップＳ８で指令速度が最大切削送り速度以内であると判断した場合には、前記３次元モデルデータの接触又は重なり合いは、工具ＴによりワークＷが加工されることによって生じたものであると判断して、その重なり合う領域（干渉（切削）領域）を算出し（ステップＳ９）、算出した切削領域をワークＷから削除すべく当該３次元モデルデータを更新するとともに、前記ワークの３次元モデルに前記３つの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃを再設定し（ステップＳ１０）、更新後の３次元モデルデータを画面表示処理部１９に送信して（ステップＳ１１）、ステップＳ２０に進む。
【００６６】
一方、ステップＳ７で接触又は重なり合いが、互いに切削関係を構成する構成物同士間に生じたものでない（工具ＴのチップＴｂとワークＷとの間に生じたものでない）と判断した場合には、主軸３２，チャック３３及びワークＷと、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔとの間で干渉を生じると判断して、また、ステップＳ８で指令速度が最大切削送り速度よりも速いと判断した場合には、工具ＴによるワークＷの加工とみなすことはできず、干渉であると判断して、アラーム信号を駆動制御部１３に送信して（ステップＳ１２）、一連の処理を終了する。
【００６７】
また、このステップＳ１２では、前記生成した３次元モデルデータを画面表示処理部１９に送信するとともに、工具ＴがワークＷ及びチャック３３と干渉するときには、工具ＴとワークＷ及びチャック３３との干渉位置を認識して、認識した干渉位置を画面表示処理部１９に送信する。尚、工具ＴがワークＷ及びチャック３３と干渉するときに限定しているのは、本例では、画面表示処理部１９によって、チャック３３，ワークＷ，工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの一部しか画面表示装置４３に画面表示されないからである。
【００６８】
また、前記ステップＳ６で接触又は重なり合う部分は存在しない（干渉は生じない）と判断した場合には、前記生成した３次元モデルデータを画面表示処理部１９に送信した後（ステップＳ１３）、前記生成した３次元モデルデータを基に、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータが第１干渉危険領域Ａ内に侵入するか（あるか）否かを確認し（ステップＳ１４）、例えば、図１４（ａ）や図１５（ａ）に示すように、侵入すると判断した場合には、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータの第１干渉危険領域Ａ内への侵入位置Ｐ，Ｑを認識して、第１干渉危険領域Ａ内に侵入することを示す第１侵入確認信号、及び前記認識した侵入位置Ｐ，Ｑを画面表示処理部１９に送信し（ステップＳ１５）、ステップＳ２０に進む。尚、図１４（ａ）は、侵入部分が一ヶ所のときを、図１５（ａ）は、侵入部分が複数ヶ所のときをそれぞれ示したものである。
【００６９】
ステップＳ１４で第１干渉危険領域Ａ内に侵入しないと判断した場合には、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータが第２干渉危険領域Ｂ内に侵入するか（あるか）否かを確認し（ステップＳ１６）、例えば、図１６（ａ）に示すように、侵入すると判断した場合には、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータの第２干渉危険領域Ｂ内への侵入位置Ｐを認識して、第２干渉危険領域Ｂ内に侵入することを示す第２侵入確認信号、及び前記認識した侵入位置Ｐを画面表示処理部１９に送信し（ステップＳ１７）、ステップＳ２０に進む。尚、上記と同様に、侵入部分が複数あるときには、その各侵入位置を認識して画面表示処理部１９に送信する。
【００７０】
ステップＳ１６で第２干渉危険領域Ｂ内に侵入しないと判断した場合には、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータが第３干渉危険領域Ｃ内に侵入するか（あるか）否かを確認し（ステップＳ１８）、例えば、図１７（ａ）に示すように、侵入すると判断した場合には、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータの第３干渉危険領域Ｃ内への侵入位置Ｐを認識して、第３干渉危険領域Ｃ内に侵入することを示す第３侵入確認信号、及び前記認識した侵入位置Ｐを画面表示処理部１９に送信し（ステップＳ１９）、ステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ１８で第３干渉危険領域Ｃ内に侵入しないと判断した場合には、ステップＳ２０に進む。尚、上記と同様に、侵入部分が複数あるときには、その各侵入位置を認識して画面表示処理部１９に送信する。
【００７１】
ステップＳ２０では、処理終了か否かを確認して、処理終了でないときには、前記ステップＳ４以降の処理を繰り返し、処理終了と判断したときには、上記一連の処理を終了する。
【００７２】
前記画面表示処理部１９は、移動状態認識処理部１８によって生成される、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔを推定移動位置に移動させた状態の３次元モデルデータを当該移動状態認識処理部１８から順次受信し、受信したモデルデータを基にこれに応じた３次元画像データを生成して、生成した３次元画像データを画面表示装置４３に画面表示させる。
【００７３】
具体的には、図９乃至図１２に示すような一連の処理を順次行い、例えば、工具ＴがワークＷ及びチャック３３と干渉するときには、図１３に示すような画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ、例えば、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが前記各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入する場合には、図１４乃至図１７に示すような画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂがどの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内にも侵入しない場合には、図１８に示すような画像データを生成して画面表示装置４３に表示させる。
【００７４】
図９乃至図１２に示すように、画面表示処理部１９は、まず、表示倍率データ記憶部１７に格納された表示倍率を読み込み（ステップＳ２１）、移動状態認識処理部１８によって生成され、当該移動状態認識処理部１８から送信されたモデルデータを受信する（ステップＳ２２）。
【００７５】
この後、移動状態認識処理部１８から干渉位置を受信したか否かを確認して（ステップＳ２３）、受信していない場合には、ステップ２５に進み、受信した場合には、受信した干渉位置を基に、例えば、図１３に示すように、工具ＴとワークＷ及びチャック３３との干渉位置Ｒと、画面表示装置４３の画面表示領域Ｈの中心位置とが一致するように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ２４）、ステップＳ４４に進む。尚、画面表示処理部１９は、画像データを生成して画面表示させるに当たり、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが第１干渉危険領域Ａ内に侵入したときに適用される表示倍率よりも大きい倍率（即ち、表示倍率データ記憶部１７に格納された最大の表示倍率よりも大きい倍率）で表示させ、また、表示画像を適宜点滅させるなどしてアラーム表示を行う。
【００７６】
ステップＳ２５では、移動状態認識処理部１８から第１侵入確認信号及び侵入位置を受信したか否かを確認して、受信した場合には、複数の侵入位置を受信したかどうかを確認し（ステップＳ２６）、受信していない（即ち、侵入部分が一ヶ所である）場合には、例えば、図１４（ｂ）に示すように、受信した侵入位置Ｐ、及び前記読み込んだ、第１干渉危険領域Ａについて設定された表示倍率を基に、この表示倍率で表示されるように且つ前記受信した侵入位置Ｐと画面表示装置４３の画面表示領域Ｈの中心位置とが一致するように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ２７）、ステップＳ４４に進む。
【００７７】
一方、ステップＳ２６で複数の侵入位置を受信した（即ち、侵入部分が複数ヶ所である）場合には、受信した各侵入位置、及び前記読み込んだ、第１干渉危険領域Ａについて設定された表示倍率を基に、この表示倍率で表示したときに各侵入位置が表示されるか否かを確認する（ステップＳ２８）。
【００７８】
そして、表示されると判断した場合には、例えば、図１５（ｂ）に示すように、各侵入位置Ｐ，Ｑが含まれるように且つ第１干渉危険領域Ａについて設定された表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ２９）、ステップＳ４４に進み、表示されないと判断した場合には、各侵入位置Ｐ，Ｑが含まれるように且つ各侵入位置Ｐ，Ｑを表示可能な最大の表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ３０）、ステップＳ４４に進む。
【００７９】
尚、このステップＳ２９やステップＳ３０で画像データを生成，表示するに当たっては、例えば、複数の侵入位置を結ぶことによって形成される線分又は領域の中心位置や重心位置などと、画面表示装置４３の画面表示領域Ｈの中心位置とが一致するように画像データを生成して表示すれば、各侵入位置を効果的に表示することができる。後述のステップＳ３５やステップＳ３６、ステップＳ４１やステップＳ４２についても同様である。
【００８０】
前記ステップＳ２５で第１侵入確認信号及び侵入位置を受信していないと判断した場合には、移動状態認識処理部１８から第２侵入確認信号及び侵入位置を受信したか否かを確認し（ステップＳ３１）、受信した場合には、複数の侵入位置を受信したかどうかを確認し（ステップＳ３２）、受信していない（即ち、侵入部分が一ヶ所である）場合には、例えば、図１６（ｂ）に示すように、受信した侵入位置Ｐ、及び前記読み込んだ、第２干渉危険領域Ｂについて設定された表示倍率を基に、この表示倍率で表示されるように且つ前記受信した侵入位置Ｐと画面表示装置４３の画面表示領域Ｈの中心位置とが一致するように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ３３）、ステップＳ４４に進む。
【００８１】
一方、ステップＳ３２で複数の侵入位置を受信した（即ち、侵入部分が複数ヶ所である）場合には、受信した各侵入位置、及び前記読み込んだ、第２干渉危険領域Ｂについて設定された表示倍率を基に、この表示倍率で表示したときに各侵入位置が表示されるか否かを確認する（ステップＳ３４）。
【００８２】
そして、表示されると判断した場合には、各侵入位置が含まれるように且つ第２干渉危険領域Ｂについて設定された表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ３５）、ステップＳ４４に進み、表示されないと判断した場合には、各侵入位置が含まれるように且つ各侵入位置を表示可能な最大の表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ３６）、ステップＳ４４に進む。
【００８３】
前記ステップＳ３１で第２侵入確認信号及び侵入位置を受信していないと判断した場合には、移動状態認識処理部１８から第３侵入確認信号及び侵入位置を受信したか否かを確認し（ステップＳ３７）、受信した場合には、複数の侵入位置を受信したかどうかを確認し（ステップＳ３８）、受信していない（即ち、侵入部分が一ヶ所である）場合には、例えば、図１７（ｂ）に示すように、受信した侵入位置Ｐ、及び前記読み込んだ、第３干渉危険領域Ｃについて設定された表示倍率を基に、この表示倍率で表示されるように且つ前記受信した侵入位置Ｐと画面表示装置４３の画面表示領域Ｈの中心位置とが一致するように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ３９）、ステップＳ４４に進む。
【００８４】
一方、ステップＳ３８で複数の侵入位置を受信した（即ち、侵入部分が複数ヶ所である）場合には、受信した各侵入位置、及び前記読み込んだ、第３干渉危険領域Ｃについて設定された表示倍率を基に、この表示倍率で表示したときに各侵入位置が表示されるか否かを確認する（ステップＳ４０）。
【００８５】
そして、表示されると判断した場合には、各侵入位置が含まれるように且つ第３干渉危険領域Ｃについて設定された表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ４１）、ステップＳ４４に進み、表示されないと判断した場合には、各侵入位置が含まれるように且つ各侵入位置を表示可能な最大の表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示装置４３に表示させ（ステップＳ４２）、ステップＳ４４に進む。
【００８６】
前記ステップＳ３７で第３侵入確認信号及び侵入位置を受信していないと判断した場合には、即ち、例えば、図１８（ａ）に示すように、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの３次元モデルデータが各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃの外部にある場合には、ステップＳ４３に進み、このステップＳ４３では、図１８（ｂ）に示すように、チャック３３，ワークＷ，工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの一部を含む全体画像に係る画像データを生成して画面表示装置４３に表示し、ステップＳ４４に進む。尚、この全体画像は、図１８（ｂ）に示すように、図１４（ｂ），図１５（ｂ），図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）に示した画像に比べてその表示倍率が小さくなっている。
【００８７】
そして、ステップＳ４４では、処理終了か否かを確認して、処理終了でない場合には、前記ステップＳ２２以降の処理を繰り返し、処理終了と判断した場合には、上記一連の処理を終了する。
【００８８】
以上のように構成された本例の制御装置１によれば、少なくとも工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６に係る３次元モデルデータがモデルデータ記憶部１５内に予め格納され、工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の相互間における干渉関係を定義した干渉データが干渉データ記憶部１６内に予め格納され、各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ毎に設定された画像データの表示倍率が表示倍率データ記憶部１７内に予め格納される。
【００８９】
刃物台３６の移動は、ＮＣプログラムや手動操作による動作指令に基づき、各送り機構部３７，３８，３９が駆動制御部１３によって制御されることで制御されるが、このとき、移動位置推定部１４によって第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の移動位置が推定され、推定された移動位置、及びモデルデータ記憶部１５に格納されたデータを基に、移動状態認識処理部１８により、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔを推定移動位置に移動させた状態の３次元モデルデータが生成されて、生成されたモデルデータ、指令速度、干渉データ記憶部１６に格納されたデータを基に、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入するか否か、並びに工具Ｔ，ワークＷ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６が相互に干渉するか否かが確認されるとともに、移動状態認識処理部１８によって生成された３次元モデルデータ、及び表示倍率データ記憶部１７に格納されたデータなどを基に、画面表示処理部１９により、画像データが生成されて画面表示装置４３に画面表示される。
【００９０】
そして、干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入すると判断された場合には、移動状態認識処理部１８から画面表示処理部１９に侵入確認信号及び侵入位置が送信され、これが受信されると、当該画面表示処理部１９により、侵入部分が一ヶ所であるときには、その侵入位置と画面表示装置４３の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ侵入した各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃに対応した表示倍率で表示されるように画像データが生成されて画面表示装置４３に表示され、侵入部分が複数であるときには、その各侵入位置が含まれるように且つ侵入した各干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃに対応した表示倍率で表示されるように、或いは各侵入位置が含まれるように且つ各侵入位置を表示可能な最大の表示倍率で表示されるように画像データが生成されて画面表示装置４３に表示される。
【００９１】
これにより、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂとワークＷ及びチャック３３とが接近して工具Ｔ及び工具主軸３６ｂがワークＷ及びチャック３３の干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入すると、侵入部分が一ヶ所であるときには、その侵入部分を画面表示装置４３の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示したり、侵入部分が複数ヶ所であるときには、その各侵入部分を所定の表示倍率又はこれらがすべて表示される最大の表示倍率で拡大表示することができる。
【００９２】
また、干渉すると判断されると、移動状態認識処理部１８から駆動制御部１３にアラーム信号が送信されて、この駆動制御部１３により送り機構部３７，３８，３９が停止される。また、工具ＴがワークＷ及びチャック３３と干渉するときには、その干渉位置が移動状態認識処理部１８から画面表示処理部１９に送信され、これが受信されると、当該画面表示処理部１９により、干渉位置と画面表示装置４３の画面表示領域の中心位置とが一致するように且つ工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが第１干渉危険領域Ａ内に侵入したときに適用される表示倍率よりも大きい倍率で表示されるように画像データが生成されて画面表示装置４３に表示されるとともに、当該表示画像が点滅表示される。
【００９３】
このように、本例の制御装置１によれば、チャック３３及びワークＷの外部に３つの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃを設定するとともに、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入したときの表示倍率を侵入していないときの表示倍率より大きく設定し、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入すると、その侵入部分を画面表示装置４３の表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示したり、その各侵入部分を所定の表示倍率又はこれらがすべて表示される最大の表示倍率で拡大表示するようにしたので、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂとワークＷ及びチャック３３との接近によって干渉の危険性の高まった部分を拡大して画面表示することができ、オペレータは、画面表示装置４３の表示画面を通して、工具ＴとワークＷの位置関係や工具Ｔの移動状況などを容易に把握することができる。
【００９４】
また、干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃのオフセット方向外側よりも内側の方が大きい表示倍率となるように設定しているので、工具ＴとワークＷ及びチャック３３との間の距離が接近しているほど大きく表示することができ、このことによっても、オペレータは、干渉の危険性の高い部分を容易に把握することができる。
【００９５】
また、画面表示処理部１９が、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内への侵入部分が何ヶ所あるかを確認して、侵入部分が一ヶ所であるときには、その侵入部分を表示画面の中央部に所定の表示倍率で拡大表示したり、侵入部分が複数ヶ所であるときには、その各侵入部分を所定の表示倍率又はこれらがすべて表示される最大の表示倍率で拡大表示するようにしたので、侵入部分が一ヶ所だけでなく複数ある場合であっても、ワークＷ，チャック３３，工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの一部を効果的に画面表示することができる。
【００９６】
また、移動状態認識処理部１８が干渉を確認したときに認識されて送信される、工具ＴとワークＷ及びチャック３３との干渉位置を画面表示処理部１９が受信すると、受信した干渉位置を基に、工具ＴとワークＷ及びチャック３３との干渉位置を画面表示装置４３の表示画面の中央部に、表示倍率データ記憶部１７に格納された最大の表示倍率よりも大きい表示倍率で拡大表示するように構成したので、干渉部分をより容易に特定することができるなど、オペレータの作業の効率化を図ることができる。
【００９７】
また、移動位置推定部１４によって推定された、予め設定された時間経過後における第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の移動位置を基に、第１サドル３４，第２サドル３５，刃物台３６及び工具Ｔを移動させた状態のモデルデータが生成され、生成されたモデルデータを基に、工具Ｔ，主軸３２，チャック３３，第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６が相互に干渉するか否かや、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂが干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入するか否かを確認したり、画像データを生成して画面表示するようにしたので、駆動制御部１３による制御の下、送り機構部３７，３８，３９が駆動されて第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６が実際に移動する前に、干渉の有無を予め確認したり、工具ＴとワークＷの位置関係や工具Ｔの移動状況を予め確認することができる。これにより、干渉が生じるのを確実に防止することができるなど各種作業を行うのに好都合である。
【００９８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００９９】
上例では、工作機械としてＮＣ旋盤３０を一例に挙げて説明したが、本例の制御装置１は、マシニングセンタなど各種の工作機械に設けることが可能である。例えば、刃物台を複数備えた旋盤において、各刃物台がワークの干渉危険領域にそれぞれ侵入するときには、侵入部分が複数あると判断して、各刃物台の侵入部分がそれぞれ含まれるように且つ所定の表示倍率又は各刃物台の侵入部分をそれぞれ表示可能な最大の表示倍率で表示されるように画像データを生成して画面表示させると良い。
【０１００】
また、モデルデータ記憶部１５に格納される３次元モデルデータは、どのようにして生成されたものであっても良いが、画像データ生成や干渉危険領域内への侵入判定、干渉判定などを高精度に行うために、簡易的に生成されたものよりも、正確に作成されたものを用いることが好ましい。また、モデルデータ記憶部１５には、３次元モデルに代えて２次元モデルに係るデータを格納しても良い。
【０１０１】
また、上例では、移動状態認識処理部１８が、移動位置推定部１４によって推定された第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の移動位置を用いて、移動後の３次元モデルデータを生成するように構成したが、これに限られるものではなく、移動位置推定部１４を省略し、駆動制御部１３から第１サドル３４，第２サドル３５及び刃物台３６の現在位置などを受信して、これを基に移動後の３次元モデルデータを生成するようにしても良い。
【０１０２】
また、上例では、図１３乃至図１８に示すように、チャック３３，ワークＷ，工具及び工具主軸３６ｂの一部を画面表示するように構成したが、これらは一例を示したものであり、表示態様は何らこれに限定されるものではない。例えば、刃物台３６の全体を表示したり、第１サドル３４や第２サドル３５、主軸３２、主軸台（図示せず）なども表示するようにしても良い。
【０１０３】
また、上例では、干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃをチャック３３及びワークＷ側に設定したが、図１９に示すように、チャック３３及びワークＷ側と、工具主軸３６ｂの一部及び工具Ｔ側との両方に設定したり、特に図示はしないが、工具主軸３６ｂ及び工具Ｔ側のみに設定しても良い。また、設定する干渉危険領域は、３つに限定されるものではない。尚、図示するように、工具Ｔは、バイトなどの旋削工具ではなく、ドリルやエンドミルなどの回転工具であっても良い。また、符号Ｔａは工具本体を、符号Ｔｂは刃部を示している。
【０１０４】
この場合においても、工具主軸３６ｂ及び工具Ｔの３次元モデルデータがチャック３３及びワークＷの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入するかや、チャック３３及びワークＷの３次元モデルデータが工具主軸３６ｂ及び工具Ｔの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に侵入するかなどを確認することで、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂとワークＷ及びチャック３３との接近によって干渉の危険性の高まった部分を拡大して画面表示することができる。
【０１０５】
また、上例では、画面表示処理部１９が、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂがどの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内にも侵入していないことを確認すると、図１３に示すように、チャック３３，ワークＷ，工具Ｔ及び工具主軸３６ｂの一部を含む全体画像に係る画像データを生成して画面表示装置４３に表示するように構成したが、工具Ｔ及び工具主軸３６ｂがどの干渉危険領域Ａ，Ｂ，Ｃ内にも侵入していないときに画面表示される表示画像は、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械の制御装置などの概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態に係る制御装置が設けられるＮＣ旋盤の概略構成を示した正面図である。
【図３】本実施形態に係る干渉データ記憶部に格納される干渉データのデータ構成を示した説明図である。
【図４】本実施形態に係る表示倍率データ記憶部に格納される表示倍率のデータ構成を示した説明図である。
【図５】本実施形態に係る干渉危険領域を説明するための説明図である。
【図６】本実施形態に係る移動状態認識処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る移動状態認識処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図８】本実施形態に係る移動状態認識処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る画面表示処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係る画面表示処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係る画面表示処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図１２】本実施形態に係る画面表示処理部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係る画面表示処理部によって画面表示装置上に表示される表示画面の一例を説明するための説明図である。
【図１４】本実施形態に係る画面表示処理部によって画面表示装置上に表示される表示画面の一例を説明するための説明図である。
【図１５】本実施形態に係る画面表示処理部によって画面表示装置上に表示される表示画面の一例を説明するための説明図である。
【図１６】本実施形態に係る画面表示処理部によって画面表示装置上に表示される表示画面の一例を説明するための説明図である。
【図１７】本実施形態に係る画面表示処理部によって画面表示装置上に表示される表示画面の一例を説明するための説明図である。
【図１８】本実施形態に係る画面表示処理部によって画面表示装置上に表示される表示画面の一例を説明するための説明図である。
【図１９】本発明の他の実施形態に係る干渉危険領域を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１    工作機械の制御装置
１１  プログラム記憶部
１２  プログラム解析部
１３  駆動制御部
１４  移動位置推定部
１５  モデルデータ記憶部
１６  干渉データ記憶部
１７  表示倍率データ記憶部
１８  移動状態認識処理部
１９  画面表示処理部
３０  ＮＣ旋盤
３１  ベッド
３２  主軸
３３  チャック
３４  第１サドル
３５  第２サドル
３６  刃物台
３７  第１送り機構部
３８  第２送り機構部
３９  第３送り機構部
４１  操作盤
４２  入力装置
４３  画面表示装置
Ｔ    工具
Ｗ    ワーク
Ｐ，Ｑ  侵入位置
Ｒ    干渉位置
【図１】
2008097193.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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