(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムからの指令に基づいて機械が備える少なくとも１つの軸を駆動制御し、前記軸の駆動により可動する可動部と他の物との間で干渉発生が予測検出された際に前記可動部の移動を減速停止するように構成された数値制御装置において、
前記干渉発生が予測検出された際に駆動されていた前記軸の動作状態に基づいて当該軸の座標値表示の表示属性を変更する属性変更処理部と、
前記属性変更処理部が変更した表示属性による前記軸の座標値表示を行う軸情報表示処理部と、
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記軸の前記動作状態は、移動方向または移動状態である、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記表示属性は、情報の表示色、情報の背景色、前記軸の動作状態を示す文字の付加、前記軸の動作状態を示すマークの付加、情報の点滅表示、または情報の反転表示である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記干渉発生が予測検出された際の前記軸の動作情報を収集する動作情報収集処理部と、
前記動作情報収集処理部が収集した前記動作情報を表示する動作情報表示処理部と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記動作情報は、前記軸の速度に係る情報、または前記干渉発生を予測検出した前記プログラムのブロック番号である、
ことを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉検出後の対策を容易にする数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値制御装置で制御される工作機械において、特許文献１，２に代表されるように、実際の機械位置に対する先行位置から工具やワーク、機械構造物の干渉の発生を予測検出する機能がある。これらの技術を使用することで、実際に干渉が発生する前に機械を安全に停止させることができるようになる。
【０００３】
しかし、これらの技術は、機械を安全に停止させるまでの技術であり、機械の停止後に干渉の原因を取り除くための、干渉発生の予測検出時に移動していた軸と移動方向や、各軸の動作情報を示すための機能が無く、これらの情報を知るためには、それぞれ専用の画面を表示して、内容を確認する必要があった。そのため、干渉の予測検出後に、干渉発生の原因を対策するために必要な情報を、一度に通知できる機能の要望が増加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２２１０１６号公報
【特許文献２】特許第５３３９９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＣプログラムに基づいて運転している機械の工具位置は、軸情報表示画面に座標値として表示される。従来技術では、機械停止後、軸情報表示画面には、干渉発生の予測検出時の座標値だけが表示され、干渉発生の予測検出時に移動していた軸や移動方向などがわからなかったため、干渉発生の予測検出時の軸の移動状態が判断できなかった。
また、干渉発生の予測検出後は、まず、運転モードを手動モードに変更後、手動ハンドルなどを使用し、工具を安全な位置まで移動させる必要がある。工具を安全な位置まで逃がすためには、干渉発生の予測検出時に移動していた軸を干渉発生の予測検出時に移動していた方向とは逆の方向に移動させる必要があるが、干渉発生の予測検出時の軸の移動状態が判断できなかったため、どの軸をどの方向に逃がせばよいかの判断が難しかった。
更に、干渉発生の予測検出時は、機械が停止しているだけで、干渉発生の予測検出時の軸の動作情報が不明なため、干渉発生の原因を特定することが困難であった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、干渉発生の予測検出後に工具を安全位置まで移動させるための作業が簡単に把握できる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】
【０００７】
本発明では、干渉発生の予測検出時に軸情報表示画面に表示している座標値などの軸情報の表示属性を、干渉発生が予測検出された時点の軸の動作状態によって変更する機能を数値制御装置に設けることにより、上記課題を解決する。
【０００８】
そして、本願の請求項１に係る発明は、プログラムからの指令に基づいて機械が備える少なくとも１つの軸を駆動制御し、前記軸の駆動により可動する可動部と他の物との間で干渉発生が予測検出された際に前記可動部の移動を減速停止するように構成された数値制御装置において、前記干渉発生が予測検出された際に駆動されていた前記軸の動作状態に基づいて当該軸の座標値表示の表示属性を変更する属性変更処理部と、前記属性変更処理部が変更した表示属性による前記軸の座標値表示を行う軸情報表示処理部と、を備えたことを特徴とする数値制御装置である。
【０００９】
本願の請求項２に係る発明は、前記軸の前記動作状態は、移動方向または移動状態である、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
【００１０】
本願の請求項３に係る発明は、前記表示属性は、情報の表示色、情報の背景色、前記軸の動作状態を示す文字の付加、前記軸の動作状態を示すマークの付加、情報の点滅表示、または情報の反転表示である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置である。
【００１１】
本願の請求項４に係る発明は、前記干渉発生が予測検出された際の前記軸の動作情報を収集する動作情報収集処理部と、前記動作情報収集処理部が収集した前記動作情報を表示する動作情報表示処理部と、を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。
【００１２】
本願の請求項５に係る発明は、前記動作情報は、前記軸の速度に係る情報、または前記干渉発生を予測検出した前記プログラムのブロック番号である、ことを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、工具やワーク、機械構造物同士の干渉発生の予測検出後に行う安全位置まで移動させるために動作させる軸と移動方向が簡単に確認できるため、干渉発生の予測検出後の安全位置までの移動作業を容易に行うことが可能になる。また、干渉発生には様々な原因が考えられるが、一番の原因としては、ＮＣプログラムの誤りが考えられる。本発明では、同一画面上に干渉発生時の軸の移動状態や動作情報が表示されるようになるため、プログラム上の座標値や速度の誤りなどを発見しやすくなり、プログラムの修正に掛かる時間を短縮する効果が見込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の干渉発生の検出時における軸に関する情報表示の表示属性変更機能の概要を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態による数値制御装置の要部構成図である。
【図３】本発明の一実施形態による数値制御装置の概略的な機能ブロック図である。
【図４】干渉発生の検出時における軸に関する情報表示の表示属性変更処理の動作を示す概略的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明の数値制御装置では、図１に示すように干渉の発生が予測検出された時、干渉発生を予測検出した時の軸の動作状態に応じて表示画面における当該軸に関する情報表示（座標値の表示など）の表示属性（文字の色など）を変更することによって、オペレータが干渉発生の予測検出時の軸の動作状態を容易に判断できるようにする。干渉の発生が予測検出された時に軸に関する情報表示の表示属性を変更するための基準となる各軸の動作状態としては、一例として以下の状態が考えられる。
●動作状態例１：軸の移動状態（動作中・停止中）
●動作状態例２：軸の移動方向（正負方向）
なお、上記の動作状態は一例だが、その他の干渉発生の予測検出時の動作状態を軸に関する情報表示の表示属性を変更するための基準としても良い。
【００１６】
本発明の数値制御装置は、干渉発生が予測検出された後、干渉発生の予測検出直前の座標値と干渉検出時の座標値とから各軸が移動中か停止中かを判定する。そして、干渉発生の予測検出時に停止している軸に関する情報表示の表示属性はそのままとして変更せず、干渉発生の予測検出時に移動中の軸の表示については表示属性を変更することとする。更に干渉発生の予測検出直前の座標値と干渉検出時の座標値とに基づいて移動中の軸の移動方向が正方向であるか負方向であるのかを判断することができるので、その判断結果に基づいて正方向に移動する軸と負方向に移動する軸との表示情報を異なった表示属性で表示する。表示属性は、一例として以下のように変更することができる。
●表示属性変更例１：正方向は赤、負方向は青など、表示色を変更し、正負どちら方向に移動していたかを示す。
●表示属性変更例２：正方向に（＋）や（↑）、負方向に（−）や（↓）など、移動方向を示す文字やマークの表示を座標値などの軸情報の前または後ろに付加して表示する。
●表示属性変更例３：機械を安全な位置まで逃がす方向（干渉発生の予測検出時に移動していた方向と逆方向）を考慮し、手動ハンドルを回転させる方向を示すマーク（回転矢印）を座標値などの軸情報の前または後ろに付加して表示する。
なお、上記の表示属性の変更は一例だが、干渉を検出した後でオペレータが上記した各軸の動作状態（どの軸がどちら方向に動作していたかなど）を判断できるのであれば、どのように表示属性を変更するようにしても良く、例えば、移動中であった軸を点滅表示や反転表示する、停止中だった軸の背景色をグレーにする、文字の大きさの変更等をするようにしても良い。
【００１７】
本発明の数値制御装置では、表示装置に軸に関する情報を表示する際に表示属性を変更すると共に、更に、干渉発生の予測検出時の各軸の動作情報も併せて表示を行うようにしてもよい。この時の動作情報としては、一例として以下の情報が考えられる。
●動作情報例１：軸の速度状態（速い、遅い、速度超過（設定値以上で動作していた））
●動作情報例２：干渉発生を予測検出したプログラムのブロック番号
各軸の速度に関しては、実際の速度に加え、あらかじめ設定した閾値に対して、速度超過していたか否かの情報を併せて表示する。
なお、上記の動作情報は一例だが、その他の干渉発生の予測検出時の動作情報について表示しても良い。また、干渉発生を予測検出したプログラムのブロックの情報については、特許文献１に開示される技術を用いることにより知ることができる。
【００１８】
以下では、上記した干渉発生の予測検出時における軸に関する情報表示の表示属性変更機能を備えた数値制御装置の構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による数値制御装置の要部を示すハードウェア構成図である。数値制御装置１が備えるＣＰＵ１１は、数値制御装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムをバス２０を介して読み出し、該システムプログラムに従って数値制御装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ及び表示器／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。
【００１９】
ＳＲＡＭ１４は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。ＳＲＡＭ１４中には、インタフェース１５を介して読み込まれた後述する加工プログラムや表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プログラム等が記憶される。また、ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成及び編集のために必要とされる編集モードの処理や上記した干渉発生の予測検出時における軸に関する情報表示の表示属性変更処理を実行するための各種のシステムプログラムがあらかじめ書き込まれている。本発明を実行する加工プログラム等の各種加工プログラムはインタフェース１５や表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力し、ＳＲＡＭ１４に格納することができる。
【００２０】
インタフェース１５は、数値制御装置１とアダプタ等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは加工プログラムや各種パラメータ等が読み込まれる。また、数値制御装置１内で編集した加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、数値制御装置１に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械の補助装置（例えば、工具交換用のロボットハンドといったアクチュエータ）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。
【００２１】
表示器／ＭＤＩユニット７０はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インタフェース１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードからの指令，データを受けてＣＰＵ１１に渡す。インタフェース１９は手動パルス発生器等を備えた操作盤７１に接続されている。
【００２２】
各軸の軸制御回路３０〜３２はＣＰＵ１１からの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４２に出力する。サーボアンプ４０〜４２はこの指令を受けて、各軸のサーボモータ５０〜５２を駆動する。各軸のサーボモータ５０〜５２は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０〜３２にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、ブロック図では、位置・速度のフィードバックについては省略している。
【００２３】
スピンドル制御回路６０は、工作機械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度信号を受けて、工作機械の主軸モータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。
主軸モータ６２には歯車あるいはベルト等でポジションコーダ６３が結合され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはＣＰＵ１１によって読み取られる。
【００２４】
図３は、上記した干渉発生の予測検出時における軸に関する情報表示の表示属性変更機能を図２に示した数値制御装置１に対してシステムプログラムとして実装した場合の概略的な機能ブロック図を示している。また、図４は、図３に示した数値制御装置１上で干渉発生の予測検出時における軸に関する情報表示の表示属性変更処理を実行した場合の動作の流れを示すフローチャートである。以下に、本発明の数値制御装置１の動作を、図３の機能ブロック図と図４のフローチャートに従って説明する。
【００２５】
数値制御装置１は、前処理部１００で、ＮＣプログラム１１０を先読みし、先読みブロック指令データ１２０として数値制御装置１のメモリ上に読み込む。
実行部２００では、分配処理部２１０がメモリ上に読み込まれた先読みブロック指令データ１２０に基づいて、それぞれのブロックで指令された各軸移動量、各軸速度、及びパラメータや信号で設定されたオーバライド値に基づいて、分配周期毎の各軸可動部（各軸のサーボモータ５０〜５２）へ指令する分配移動量を求め、該分配移動量をメモリ上に設けられた図示しない現在位置レジスタに加算して現在座標位置を更新する。また、移動指令である該分配移動量は移動指令出力部２４０へと出力される。
移動指令出力部２４０は、オペレータの操作や入力信号の状況に応じて分配移動量を加減速処理部２５０へと出力する。移動指令出力部２４０は、例えば軸停止指令の信号を受けると分配移動量の出力を停止する。
【００２６】
加減速処理部２５０は、移動指令出力部２４０から出力された移動指令を受けて、該移動指令に対して分配周期毎の速度の調整を行う加減速処理を行い、サーボモータ５０〜５２を制御するサーボ制御部２６０に対して加減速処理された移動指令を出力する。
サーボ制御部２６０では、この移動指令とサーボモータ５０〜５２（又は該サーボモータで駆動される可動部）に取り付けられた位置・速度検出器からの位置、速度のフィードバックに基づいて、位置、速度のフィードバック制御及び駆動電流を検出する電流検出器からの電流フィードバックに基づいた電流のフィードバック制御を行い、アンプを介してサーボモータ５０〜５２を駆動制御する。
【００２７】
上記と並行して実行部２００では、先行位置算出部２２０が、先読みブロック指令データ１２０内の情報、分配処理部２１０により算出される各値、または図示しない現在位置レジスタに格納されている機械の現在位置から実際の機械の各軸の現在位置データを取得し、先読みブロック指令データ１２０に基づいて一定時間後の機械位置を算出する。
機械位置算出部２３０は、干渉チェック装置４００が機械の各軸可動部（各軸のサーボモータ５０〜５２）の動作に従って干渉チェックを行うために必要な機械の予測位置や経由位置などの各種データを算出し、当該データを干渉チェック装置４００へ出力する。
先行位置算出部２２０、機械位置算出部２３０の動作については、特開２０１０−２４４２５６号公報などの従来技術により公知となっているので、本明細書での詳細な説明については省略する。
【００２８】
干渉チェック装置４００が干渉発生の予測検出処理を実行するのに先立ち、実行部２００では前回の干渉発生の予測検出処理で用いた各軸の座標値をメモリ上に保存し（図４のステップＳＡ０１）、その後、実行部２００から通知された情報に基づいて干渉チェック装置４００が干渉発生の予測検出処理を行う（ステップＳＡ０２）。干渉チェック装置４００は、予測位置および経由位置に基づいた干渉発生の予測検出処理の結果から干渉発生が予測検出されたかを判断し（ステップＳＡ０３）、干渉発生が予測検出されなかった場合は、表示処理部３００の属性初期化処理部３２０へ干渉未検出通知４１０を発行する。属性初期化処理部３２０は、干渉未検出通知４１０を受けると全軸の表示属性の初期化を行い（ステップＳＡ０５）、軸情報表示処理部３１０に対して今回チェックした座標値について表示属性を変更せずに表示器／ＭＤＩユニット７０の画面上に表示（ステップＳＡ０８）するように指令する。
【００２９】
一方で、干渉発生が予測検出された場合、干渉チェック装置４００は、表示処理部３００の属性変更処理部３３０および動作情報収集処理部３４０へ干渉検出通知４２０を発行する。
属性変更処理部３３０は、干渉検出通知４２０を受けると各軸の座標値とステップＳＡ０１で保存した前回の座標値とから、干渉発生の予測検出時に移動していた軸およびその軸の移動方向を求め、表示属性を変更する軸番号を決定する（ステップＳＡ０４）。そして、属性変更処理部３３０は軸情報表示処理部３１０に対して、表示属性を変更すると決定した軸番号の座標値については表示属性を変更して表示器／ＭＤＩユニット７０の画面上に表示し、それ以外の軸番号の座標値については表示属性を変更せずに表示器／ＭＤＩユニット７０の画面上に表示（ステップＳＡ０８）するように指令する。
また、動作情報収集処理部３４０は、干渉検出通知４２０を受けると分配処理部２１０やサーボ制御部２６０などの各部から干渉発生の予測検出時の各軸の速度などの各軸の動作情報を取得し（ステップＳＡ０６）、動作情報表示処理部３５０に対して取得した各軸の動作情報を表示器／ＭＤＩユニット７０の画面上に表示（ステップＳＡ０７）するように指令する。ステップＳＡ０７における動作情報の表示では、例えば速度を表示する場合には速度をそのまま表示するようにしてもよいし、更にあらかじめ設定した閾値に対して速度超過していたか否かの情報を合わせて表示するようにしてもよい。
【００３０】
このような構成を数値制御装置１に設けることにより、工具やワーク、機械構造物同士の干渉発生の予測検出後に行う安全位置まで移動させるために動作させる軸と移動方向が簡単に確認できるため、干渉発生の予測検出後の安全位置までの移動作業を容易に行うことが可能になる。また、干渉発生には様々な原因が考えられるが、一番の原因としては、ＮＣプログラムの誤りが考えられる。上記構成を備えた数値制御装置１では、同一画面上に干渉発生の予測検出時の軸の動作状態や動作情報が表示されるようになるため、プログラム上の座標値や速度の誤りなどを発見しやすくなり、プログラムの修正に掛かる時間を短縮する効果が見込まれる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態の例にのみ限定されるものでなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
例えば、上記した実施形態では干渉チェック装置４００を数値制御装置１と別の構成として説明しているが、数値制御装置１内に干渉チェック部を実装し、当該干渉チェック部において干渉発生の予測検出を行うようにしても良い。
また、上記した実施形態では属性初期化処理部３２０と属性変更処理部３３０との２つの機能手段により表示属性の初期化と変更を行っているが、属性変更処理部３３０単体で属性の初期化及び属性の変更を行うように構成しても良い。この場合、属性変更処理部３３０は干渉チェック装置４００から干渉未検出通知４１０が発行された場合に表示属性の初期化を行い、干渉検出通知４２０が発行された場合に表示属性の変更を行う。
【符号の説明】
【００３２】
１  数値制御装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  ＳＲＡＭ
１５  インタフェース
１６  ＰＭＣ
１７  Ｉ／Ｏユニット
１８  インタフェース
１９  インタフェース
２０  バス
３０，３１，３２  軸制御回路
４０，４１，４２  サーボアンプ
５０，５１，５２  サーボモータ
６０  スピンドル制御回路
６１  スピンドルアンプ
６２  主軸モータ
６３  ポジションコーダ
７０  表示器／ＭＤＩユニット
７１  操作盤
７２  外部機器
１００  前処理部
１１０  ＮＣプログラム
１２０  先読みブロック指令データ
２００  実行部
２１０  分配処理部
２２０  先行位置算出部
２３０  機械位置算出部
２４０  移動指令出力部
２５０  加減速処理部
２６０  サーボ制御部
３００  表示処理部
３１０  軸情報表示処理部
３２０  属性初期化処理部
３３０  属性変更処理部
３４０  動作情報収集処理部
３５０  動作情報表示処理部
４００  干渉チェック装置
４１０  干渉未検出通知
４２０  干渉検出通知
【図１】
0006441253.tif 000002
【図２】
0006441253.tif 000003
【図３】
0006441253.tif 000004
【図４】
0006441253.tif 000005