(57)【要約】【課題】数値制御機械の可動部を原点復帰させる際に必要なグリッドシフト量の設定作業の簡単化を図る。【解決手段】グリッドシフト量自動設定用のプログラムが実行されると、ディスプレイに座標値入力用の画面が表示される（Ｓ１）。作業者は、キー操作部のジョグキーの操作により、予めＸＹテーブルを任意の座標設定位置（ＸＹテーブルの中心がその可動範囲の中心に一致する位置）に移動させ、その位置の座標値Ｃをいくつにしたいかを入力する（Ｓ２、Ｓ３）。その後、起動キーが操作されると（Ｓ４，Ｙ）、その時点で認識されているＸＹテーブルの座標値Ａが記憶され（Ｓ５）、グリッドシフト量を０としてＸＹテーブルが原点位置（グリッド点）へ移動される（Ｓ６）。その時点で認識されたＸＹテーブルの座標値Ｂから、Ａ−Ｂ−Ｃによりグリッドシフト量が算出され、システムパラメータに設定される（Ｓ７〜Ｓ９）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械等の数値制御機械を制御するものであって、前記数値制御機械の可動部を、該可動部が所定位置に移動されたときに動作されるドグスイッチからの動作信号及び設定されているグリッドシフト量に基づいて、原点位置に復帰させる原点復帰機能を備える数値制御装置において、
前記可動部を任意の座標設定位置に位置させた状態でその位置の座標値Ｃをいくつにしたいかを入力するための座標値入力手段と、
前記可動部の座標設定位置において前記グリッドシフト量の自動設定のための動作を指示するための指示手段と、
この指示手段による指示操作があった時点で認識されている前記可動部の座標値Ａを記憶する記憶手段と、
前記指示手段による指示操作があったときに、グリッドシフト量を０として前記可動部の原点位置への復帰動作を実行させる原点復帰動作実行手段と、
この原点復帰動作実行手段による前記可動部の原点位置への復帰動作が完了した時点で認識されている該可動部の座標値Ｂと、前記座標値Ａ及びＣとから、グリッドシフト量を算出するグリッドシフト量算出手段とを具備することを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
工作機械等の数値制御機械を制御するものであって、前記数値制御機械の可動部を、該可動部が所定位置に移動されたときに動作されるドグスイッチからの動作信号及び設定されているグリッドシフト量に基づいて、原点位置に復帰させる原点復帰機能を備える数値制御装置を、
前記可動部が任意の座標設定位置に位置された状態でその位置の座標値Ｃをいくつにしたいかを作業者に入力させるための座標値入力手段、
前記可動部の座標設定位置において前記グリッドシフト量の自動設定のための動作の指示を作業者に行わせるための指示手段、
この指示手段による指示操作があった時点で認識されている前記可動部の座標値Ａを記憶する記憶手段、
前記指示手段による指示操作があったときに、グリッドシフト量を０として前記可動部の原点位置への復帰動作を実行させる原点復帰動作実行手段、
この原点復帰動作実行手段による前記可動部の原点位置への復帰動作が完了した時点で認識されている該可動部の座標値Ｂと、前記座標値Ａ及びＣとから、グリッドシフト量を算出するグリッドシフト量算出手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等の数値制御機械を制御する数値制御装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＸＹテーブルを備えた数値制御（ＮＣ）工作機械においては、数値制御装置によってＸ軸サーボモータ及びＹ軸サーボモータを制御することにより、ＸＹテーブルに支持されたワークを水平方向（前後方向及び左右方向）に自在に移動させながら加工を行うようにしている。このとき、数値制御装置は、各サーボモータのエンコーダの信号に基づいてＸＹテーブルの位置座標（各軸方向の移動量）を認識しながら制御を行うようになっている。
【０００３】
またこの場合、数値制御装置の座標系の原点と、機械系（ＸＹテーブル）の原点との同調を取るために、適宜の時期（例えば電源投入時や、ＸＹテーブルが数値制御装置の制御から外れて強制的に移動された場合等）に、自動又は作業者（オペレータ）の指示等により、ＸＹテーブルを原点位置に復帰させる原点復帰動作が行われるようになっている。
【０００４】
この原点復帰動作は、ＸＹテーブルが所定位置に移動されたときに機械的に動作するドグスイッチの動作信号に基づいて、ＸＹテーブルを任意の現在位置から原点方向に移動させ、前記ドグスイッチが例えばオフからオンに切替わった時点から各サーボモータを所定量（設計的に決まる固定値）だけ回転させた位置（グリッド点という）でＸＹテーブルを停止させることにより行われる。ここで、前記グリッド点がＸＹテーブルの原点位置に一致することが理想的であるが、実際には、例えばドグスイッチの取付位置の精度（ばらつき）等の事情により、上記のような原点復帰動作を行った場合、ＸＹテーブルが停止したグリッド点と、ＸＹテーブルの実際の原点位置との間にずれが生ずることがある。
【０００５】
そこで、従来では、機械の実際の作業が行われる前に、グリッド点と機械の実際の原点との間のずれ量（グリッドシフト量）を予め測定しておき、そのグリッドシフト量をシステムパラメータとして設定しておくことにより、原点復帰動作を行った際に、ＸＹテーブルをグリッド点から更にグリッドシフト量だけ移動させ、数値制御装置がその位置を原点位置として認識するように補正することが行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６０−４６４４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにグリッドシフト量を設定するものでは、作業者が、グリッド点から機械の原点までの距離を測定し、その数値（グリッドシフト量）をシステムパラメータとして数値制御装置に入力する必要があり、かなり複雑で厄介な作業を行わなければならない欠点があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、数値制御機械の可動部を原点復帰させる際に必要なグリッドシフト量の設定作業の簡単化を図ることができる数値制御装置及びプログラムを提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の数値制御装置は、数値制御機械の可動部を任意の座標設定位置に位置させた状態でその位置の座標値Ｃをいくつにしたいかを入力するための座標値入力手段と、可動部の座標設定位置においてグリッドシフト量の自動設定のための動作を指示するための指示手段と、この指示手段による指示操作があった時点で認識されている可動部の座標値Ａを記憶する記憶手段と、指示手段による指示操作があったときにグリッドシフト量を０として可動部の原点位置への復帰動作を実行させる原点復帰動作実行手段と、この原点復帰動作実行手段による可動部の原点位置への復帰動作が完了した時点で認識されている該可動部の座標値Ｂと上記した座標値Ａ及びＣとからグリッドシフト量を算出するグリッドシフト量算出手段とを具備するところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【００１０】
これによれば、作業者は、数値制御機械の可動部を任意の座標設定位置に位置させた状態で、座標値入力手段によりその位置の座標値Ｃつまり原点からの距離をいくつにしたいかを入力すると共に、指示手段によりグリッドシフト量の自動設定のための動作を指示すれば、記憶手段によりその座標設定位置にて認識されている可動部の座標値Ａが記憶された上で、原点復帰動作実行手段により可動部がグリッドシフト量を０とした原点位置即ちグリッド点まで移動される。
【００１１】
ここで、もしグリッド点が機械系（可動部）の原点と一致している理想の状態であれば、そのグリッド点において認識されている座標値Ｂと上記座標値Ａとの差が距離Ｃに一致、つまりＡ−Ｂ＝Ｃが成立する筈であるが、一般的には、Ａ−Ｂ＝Ｃ＋α（αはグリッド点と機械系の原点とのずれ量（＝グリッドシフト量））となる。従って、グリッドシフト量算出手段により、座標値Ａ，Ｂ，Ｃの値からグリッドシフト量を、作業者の計測によらずに、自動で簡易に算出することができる。
【００１２】
この結果、請求項１の数値制御装置によれば、数値制御機械の可動部を原点復帰させる際に必要なグリッドシフト量を設定させるにあたり、作業者は、グリッド点から機械の原点までの距離を測定するといった必要がなく、座標値Ｃの入力及び動作指示を行うだけで、グリッドシフト量がいわば自動で設定されるので、グリッドシフト量の設定作業が極めて簡単となる。
【００１３】
また、本発明のプログラムは、数値制御装置を、上記したと同様の、座標値入力手段、指示手段、記憶手段、原点復帰動作実行手段、グリッドシフト量算出手段として機能させるところに特徴を有する（請求項２の発明）。従って、請求項２のプログラムによれば、上記請求項１と同様に、数値制御機械の可動部を原点復帰させる際に必要なグリッドシフト量の設定作業の大幅な簡単化を図ることができるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を数値制御工作機械に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。詳しく図示はしないが、数値制御工作機械は、数値制御機械である工作機械本体に、その工作機械本体を制御するための本実施形態に係る数値制御（ＮＣ）装置１（図２参照）を一体的に備えて（あるいは添設して）構成されている。
【００１５】
図示及び詳しい説明は省略するが、前記工作機械本体は、例えばマシニングセンタからなり、ベース上に、加工物（ワーク）を保持すると共に水平方向（前後方向及び左右方向）に自在に移動させる可動部としてのＸＹテーブル、主軸に取付けられた工具を回転駆動して加工を行う加工ヘッド、前記主軸に取付ける工具を自動で交換する工具交換装置等を有して構成されている。
【００１６】
また、この工作機械本体には、前記ＸＹテーブルを駆動するためのＸ軸モータ及びＹ軸モータ、前記主軸を回転させるための主軸モータ、前記加工ヘッドを上下動させるためのＺ軸モータ、ＸＹテーブル上のワークを前後方向に延びる軸（Ａ軸）まわりに回動させるためのＡ軸モータ、工具交換用モータ等の、各機構の駆動源となる複数個のサーボモータ２（図２に１個のみ代表して図示）が組込まれている。
【００１７】
前記数値制御装置１は、図２に示すように、モータ駆動回路（サーボアンプ）３を介して各サーボモータ２を駆動制御するようになっている。このとき、各サーボモータ２にはエンコーダ４が設けられており、エンコーダ４の出力によりフィードバック制御がなされるようになっている。さらには、前記数値制御装置１は、工作機械本体に設けられたバルブ類（図示せず）等も制御するようになっている。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る数値制御装置１の電気的構成を概略的に示しており、この数値制御装置１は、ＣＰＵ５、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７等を備えるマイコンを主体として構成されている。前記ＣＰＵ５は、前記工作機械本体のモータ駆動回路３に接続され、各サーボモータ等を制御するようになっている。前記ＲＯＭ６には、後述するグリッドシフト量自動設定用のプログラムを含む全体の制御用のプログラム等が記憶されている。前記ＲＡＭ７には、入力されたＮＣプログラムや必要なシステムパラメータのデータ等が記憶されるようになっている。
【００１９】
これにて、数値制御装置１（ＣＰＵ５）は、予め入力されたＮＣプログラムに従って、主軸に必要な工具を取付け、Ａ軸モータによってワークの被加工面の割り出しを行った状態で、ＸＹテーブルによりそのワークを水平方向に自在に位置決めしながら、工具（主軸）を回転させると共に上下動させ、以て、ワークに対する加工作業を自動で実行するようになっているのである。このとき、各軸の制御は、装置固有の座標系（ＸＹテーブルに関してはＸＹ座標系）に基づいて行われるようになっている。
【００２０】
さらに、前記工作機械本体のスプラッシュカバー（図示せず）の外壁面部には、キー操作部８及び図３にも示すディスプレイ９等を有した操作パネルが設けられており、ＣＰＵ５には前記キー操作部８のキー操作信号が入力され、また、ＣＰＵ５により前記ディスプレイ９の表示が制御されるようになっている。
【００２１】
前記ディスプレイ９には、作業者に対して必要な情報（工作機械本体の稼働状況等）を表示するようになっている。この場合、数値制御装置１（ＣＰＵ５）は、各軸の位置座標を常に認識しており、ディスプレイ９には、認識されている各軸の現在の位置座標（ＸＹテーブルに関してはそのＸ，Ｙ座標値）が表示されるようになっている。また、後述するグリッドシフト量の自動設定の機能の実行時には、ディスプレイ９には座標値入力用の画面（図３参照）が表示されるようになっている。
【００２２】
図示はしないが、前記キー操作部８には、多数個の文字（数字）キーや、後述する原点復帰動作の実行を指示するための原点復帰キー、各軸を手動で動作（移動）させるための手動操作手段としての複数個のジョグ（ＪＯＧ）キー、後述するグリッドシフト量の自動設定用のプログラムを実行させるためのグリッドシフト量自動設定キー、その際に指示手段として機能する起動キーなどが設けられている。
【００２３】
さて、前記数値制御装置１（ＣＰＵ５）は、そのソフトウエア構成（プログラムの実行）により、数値制御装置１の座標系の原点と、機械系の原点との同調を取るために、必要時（例えば電源投入時など）や、例えばＸＹテーブルが数値制御装置１の制御から外れて強制的に移動された場合等において作業者がキー操作部８の原点復帰キーを操作したときに、各軸の原点復帰動作を実行させるようになっており、以て、原点復帰機能を実現するようになっている。以下、便宜上、上記ＸＹテーブル（Ｘ軸及びＹ軸）の原点復帰を代表させてそれに関連する構成部分について述べる。
【００２４】
前記ＸＹテーブルは、Ｘ軸（前後）方向及びＹ軸（左右）方向に、所定の可動範囲（例えばＸ座標で０〜３００、Ｙ座標で０〜２００）を有している。そして、例えば、Ｘ座標及びＹ座標が共に最も小さくなるＸ軸方向及びＹ軸方向の負方向の端部位置（可動範囲のひとつのコーナー部）を、原点（０，０）とするようにしている。
【００２５】
図示はしないが、ＸＹテーブルには、所定位置にドグが設けられており、一方、ベース側（固定側）には、所定位置に例えばリミットスイッチからなるドグスイッチ１０（図２参照）が取付けられている。前記ドグスイッチ１０は、ＸＹテーブルが所定位置（例えば原点位置からやや正方向に寄った位置）に移動されたときに、前記ドグによって機械的に動作されるようになっており、その動作信号が前記ＣＰＵ５に入力されるようになっている。
【００２６】
上記原点復帰動作は、ＸＹテーブルを任意の現在位置から原点方向に移動させ、前記ドグスイッチ１０が例えばオフからオンに切替わった時点からＸ軸およびＹ軸の各サーボモータを夫々所定量（設計的に決まる固定値）だけ回転させた位置（この位置をグリッド点という）でＸＹテーブルを停止させることにより行われる。
【００２７】
しかして、前記グリッド点がＸＹテーブルの原点位置に一致することが理想的であるが、実際には、例えばドグスイッチ１０（あるいはドグ）の取付位置の精度（ばらつき）等の事情により、上記のような原点復帰動作を行った場合、ＸＹテーブルが停止するグリッド点と、ＸＹテーブルの実際の原点位置との間にずれが生ずることがある。
【００２８】
そこで、数値制御装置１には、そのずれ量（Ｘ軸及びＹ軸方向のグリッドシフト量）がシステムパラメータとして予め設定され、原点復帰動作を行った際に、ＸＹテーブルをグリッド点から更にグリッドシフト量だけ移動させ、数値制御装置１がその位置を原点（０，０）として認識するように補正することが行われ、これにより、正規の原点位置への復帰がなされるようになるのである。
【００２９】
このとき、本実施形態においては、工作機械本体の実際の作業が行われる前（稼動前）に、前記数値制御装置１（ＣＰＵ５）が、グリッドシフト量自動設定用のプログラムを実行することにより、グリッドシフト量を自動で算出して、システムパラメータとして設定するようになっている。本実施形態においては、上記グリッドシフト量自動設定用のプログラムの実行により、以下のような機能が実現されるようになっている。
【００３０】
即ち、後の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、数値制御装置１は、ＸＹテーブルが任意の座標設定位置に位置された状態でその位置の座標値Ｃをいくつにしたいかを作業者により入力させるための座標値入力手段として機能の機能を果たすようになっている。尚、この際、作業者は、キー操作部８のジョグキーの操作により、予めＸＹテーブルを任意の座標設定位置（作業者にとって座標値が容易に判る位置）に移動させておくようにする。
【００３１】
このとき、具体的には、数値制御装置１は、図３に示すような座標値入力用の画面をディスプレイ９に表示させ、作業者に、キー操作部８における入力操作を行わせるようになっている。また、数値制御装置１は、上記ＸＹテーブルの座標設定位置においてグリッドシフト量の自動設定のための動作の指示を作業者に行わせるための指示手段として機能し、具体的には、キー操作部８の起動キーの操作によって指示を行わせるようになっている。
【００３２】
そして、数値制御装置１は、この指示操作があった時点で認識されているＸＹテーブルの座標値Ａを、例えばＲＡＭ７に記憶する記憶手段、その指示操作があったときにグリッドシフト量を０としてＸＹテーブルの原点位置（グリッド点）への復帰動作を実行させる原点復帰動作実行手段、そのＸＹテーブルの原点位置への復帰動作が完了した時点で認識されている該ＸＹテーブルの座標値Ｂと上記座標値Ａ及びＣとからグリッドシフト量を算出するグリッドシフト量算出手段としての機能を実現するようになっている。
【００３３】
次に、上記構成の作用について、図１も参照して述べる。図１のフローチャートは、数値制御装置１（ＣＰＵ５）が実行する、ＸＹテーブル（Ｘ軸及びＹ軸）のグリッドシフト量の自動設定に関する処理手順を示している。今、例えば工作機械本体の実際の作業が行われる前（稼動前）に、作業者は、キー操作部８のグリッドシフト量自動設定キーを操作して数値制御装置１にグリッドシフト量自動設定用のプログラムを実行させるようにする。
【００３４】
すると、まず、ステップＳ１にて、ディスプレイ９に図３に示すような座標値入力用の画面が表示され、ステップＳ２では、ＸＹテーブルを座標設定位置に位置させた状態で、作業者による座標値Ｃの入力の作業が実行される。この作業は、作業者が、キー操作部８のジョグキーを操作してＸＹテーブルを任意の座標設定位置に移動させ、その状態で、その位置の座標値Ｃをいくつにしたいかを、キー入力することにより行われる。
【００３５】
ここでは、例えば、ＸＹテーブルの中心をその可動範囲の中心位置に一致させる、つまり主軸の真下にＸＹテーブルの中心がくる位置を座標設定位置とし、作業者は、ジョグ移動によりＸＹテーブルをその座標設定位置に移動させた上で、座標値Ｃを入力する。この場合、座標値Ｃは、可動範囲（Ｘ座標で０〜３００、Ｙ座標で０〜２００）の中心（１／２）の位置となり、例えばＸ座標が１５０、Ｙ座標が１００となる。入力された座標値ＣはＲＡＭ７に記憶される（ステップＳ３）。尚、上記したジョグキーによるＸＹテーブルの座標設定位置への移動は、グリッドシフト量自動設定用のプログラムの実行を指示する前に予め行っておいても良い。
【００３６】
座標値Ｃの入力が終わると、引続き、作業者は、キー操作部８の起動キーをオン操作するようにする（ステップＳ４にてＹｅｓ）。すると、数値制御装置１にて現在時点で認識されているＸＹテーブルの座標値ＡがＲＡＭ７に記憶され（ステップＳ５）、これと共に、グリッドシフト量を０とした状態でのＸＹテーブルの原点復帰動作が実行される（ステップＳ６）。
【００３７】
これにて、ＸＹテーブルは、グリッド点で停止することになるが、次のステップＳ７では、数値制御装置１にて現在認識されているＸＹテーブルの座標値Ｂが記憶される。そして、ステップＳ８にて、記憶されている座標値Ａ，Ｂ，Ｃからグリッドシフト量が、Ａ−Ｂ−Ｃの式により算出される。ステップＳ９では、算出されたグリッドシフト量がシステムパラメータにセットされ、以て、グリッドシフト量の自動設定が終了する。
【００３８】
ここで、上記座標値Ｃは、ＸＹテーブルの実際の原点（０，０）から座標設定位置までのＸ軸，Ｙ軸方向の距離に相当するから、もしグリッド点がＸＹテーブルの実際の原点と一致している理想の状態であれば、そのグリッド点において認識されている座標値Ｂと上記座標値Ａとの差が距離Ｃに一致、つまりＡ−Ｂ＝Ｃが成立する筈である。ところが、一般にはグリッド点と実際の原点とがずれているので、Ａ−Ｂ＝Ｃ＋α（αはグリッド点と機械系の原点とのずれ量（＝グリッドシフト量））となる。従って、上記ステップＳ８において、座標値Ａ，Ｂ，Ｃの値からグリッドシフト量を簡易に算出することができるのである。
【００３９】
このように本実施形態によれば、数値制御機械の可動部を原点復帰させる際に必要なグリッドシフト量をいわば自動で設定する機能を設けたので、グリッドシフト量を設定させるにあたり、グリッド点から機械の原点までの距離を作業者が測定する必要のあった従来と異なり、作業者は、座標値Ｃの入力及び動作指示を行うだけで済み、この結果、グリッドシフト量の設定作業の大幅な簡単化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。
【００４０】
尚、上記実施形態では、ＸＹテ−ブル（Ｘ軸及びＹ軸）の原点復帰及びグリッドシフト量の設定について述べたが、Ｚ軸やＡ軸等についても同様にグリッドシフト量の自動設定を行うことができる。これらの場合も、座標設定位置を作業者が任意に決めることができ、手動操作により各軸の位置を、任意の座標設定位置に移動させてその座標値Ｃを入力し、動作指示を行うだけで済む。また、グリッドシフト量の自動設定は、各軸毎に行っても、複数の軸に対して同時に行っても良い。
【００４１】
そして、上記実施形態では、ＸＹテーブルの中心がその可動範囲の中心に一致した位置を座標設定位置としたが、作業者にとって座標値が容易に判る位置であれば、可動範囲の端部など、任意の位置を座標設定位置とすることができる。さらには、本発明は、工作機械に限定されず、数値制御装置により制御される各種の数値制御機械に適用することが可能である。その他、ドグスイッチとしても各種のものを採用することができ、キー操作部の構成やディスプレイの表示形態などについても種々の変形例が考えられるなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明の数値制御装置及びプログラムによれば、グリッドシフト量をいわば自動で設定する機能を設けたので、数値制御機械の可動部を原点復帰させる際に必要なグリッドシフト量の設定作業の簡単化を図ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、グリッドシフト量の自動設定の処理手順を示すフローチャート
【図２】要部の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図３】座標値入力用の画面の例を示す図
【符号の説明】
図面中、１は数値制御装置、２はサーボモータ、３はモータ駆動回路、４はエンコーダ、５はＣＰＵ、６はＲＯＭ、７はＲＡＭ、８はキー操作部、９はディスプレイ、１０はドグスイッチを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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