(57)【要約】【課題】事前に専用のデータや専用の表示領域を用意しなくとも、オペレータによる誤入力を検出することを可能とする数値制御装置を提供する。【解決手段】本発明の数値制御装置は、対象工具に対する工具オフセット値の入力を受け付けるオフセット値入力部と、工具に対して、工具寸法データと工具オフセット値とをそれぞれ関連付けて複数記憶する記憶部と、記憶部に記憶された各データ値に基づいて、複数の工具寸法データと複数の工具オフセット値との関係を分析する工具データ分析部と、前記分析した関係、対象工具の工具寸法データ、およびオフセット値入力部が受け付けた工具オフセット値に基づいて、工具オフセット値が外れ値であるか否かを検出する外れ値検出部と、工具オフセット値が外れ値であると検出された場合に警告を出力する警告部とを備える。【選択図】図２
2016184293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具寸法データが設定されている対象工具に対して工具オフセット値を設定可能な数値制御装置において、
前記対象工具に対する前記工具オフセット値の入力を受け付けるオフセット値入力部と、
工具に関連付けられた工具寸法データと、前記工具に関連付けられた工具オフセット値とを、それぞれ複数記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記複数の工具寸法データと、前記複数の工具オフセット値とに基づいて、前記複数の工具寸法データ、および前記複数の工具オフセット値との関係を分析する工具データ分析部と、
前記複数の工具寸法データおよび前記複数の工具オフセット値との関係、前記対象工具の工具寸法データ、および前記オフセット値入力部が受け付けた工具オフセット値に基づいて、前記工具オフセット値が外れ値であるか否かを検出する外れ値検出部と、
前記工具オフセット値が外れ値であると検出された場合に警告を出力する警告部と、
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記数値制御装置で用いられる工具に工具寸法データを関連付けて記憶する工具寸法データ記憶領域と、前記工具に工具オフセット値を関連付けて記憶する工具オフセット値記憶領域とを含む、
ことを特徴とする請求項１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、数値制御装置に関し、特にオペレータによる工具オフセットデータの誤入力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】
工作機械を数値制御装置により制御運転する際には、加工プログラムを実行する前に、加工に使用する工具に関するデータとして、オフセット値を入力する必要がある。数値制御装置は、これら工具に関するデータと加工プログラムとに基づいて工具軌跡を決定したり、干渉チェックを行ったりしている。
【０００３】
オペレータが工具に関するデータを入力する際に、小数点の打ち忘れやキー操作ミスにより誤ったオフセット値を入力してしまうことがある。このような場合、数値制御装置は誤った補正量に基づいて工具軌跡を決定するため、オペレータが想定しているものとは異なる工具軌跡で工具が制御され、ワークやテーブル、治具などと干渉して損傷するなどの問題が発生する。
【０００４】
このような問題を解決するために、従来からオペレータによる入力時の誤操作を防止する機能が導入されており、そのひとつとして、例えば特許文献１には、あらかじめ入力可能な値の範囲を設定しておき、その範囲を超えた値が入力された時に警告する機能が開示されている（図５）。
【０００５】
また、入力したデータに従って画像を描画することで、誤入力したことを即座に認識できるようにすることにより問題を解決することも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０８０６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように予め入力可能な範囲を設定する方法では、事前に専用の情報を設定する必要があり、かつ、その範囲をオペレータが算出する必要があった。
【０００８】
また、画像で判断しようとした場合、オペレータが一見して判断できるようにするために複数の工具を並べて表示しなければならず、工具を並べて表示する領域を広くとる必要があるために、一度に表示できるデータの個数が少なくなるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、事前に専用のデータや専用の表示領域を用意しなくとも、オペレータによる誤入力を検出することを可能とす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】
【００１０】
本願の請求項１に係る発明は、工具寸法データが設定されている対象工具に対して工具オフセット値を設定可能な数値制御装置において、前記対象工具に対する前記工具オフセット値の入力を受け付けるオフセット値入力部と、工具に関連付けられた工具寸法データと、前記工具に関連付けられた工具オフセット値とを、それぞれ複数記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記複数の工具寸法データと、前記複数の工具オフセット値とに基づいて、前記複数の工具寸法データ、および前記複数の工具オフセット値との関係を分析する工具データ分析部と、前記複数の工具寸法データおよび前記複数の工具オフセット値との関係、前記対象工具の工具寸法データ、および前記オフセット値入力部が受け付けた工具オフセット値に基づいて、前記工具オフセット値が外れ値であるか否かを検出する外れ値検出部と、前記工具オフセット値が外れ値であると検出された場合に警告を出力する警告部と、を備えたことを特徴とする数値制御装置である。
【００１１】
本願の請求項２に係る発明は、前記記憶部は、前記数値制御装置で用いられる工具に工具寸法データを関連付けて記憶する工具寸法データ記憶領域と、前記工具に工具オフセット値を関連付けて記憶する工具オフセット値記憶領域とを含む、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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、オペレータがオフセットデータを誤入力してしまった場合でも、事前に専用のデータを設定したり、専用の表示領域を用意したりしなくとも、シミュレーションなどで使用する寸法に関するデータを流用するだけ誤入力を発見できるため、誤った加工を行うのを事前に防止することができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の誤入力防止機能の概要を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における外れ値の概念を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態における誤入力防止処理のフローチャートである。
【図５】従来技術におけるオフセット値範囲チェック機能を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明では、オペレータが工具のオフセットデータを入力された際に、既にデータが入力されている工具の工具寸法データと、該工具に対して設定されているオフセットデータとの関係に基づいて、オペレータが入力したオフセットデータが、入力対象となる工具の寸法に対して外れ値になっていないかを判定することにより、オペレータによる小数点の打ち忘れや別の工具にデータを登録するなどの誤入力を防止する。
【００１５】
本発明の誤入力防止機能を図１の例により説明する。例えば、図１（ａ）に示すように、数値制御装置に対して工具寸法データ（工具長、工具径、…）が設定されると共に、それぞれの工具に対して図１（ｂ）に示す工具オフセット値（工具長オフセット値、工具径オフセット値）が設定されているものとする。このとき、各工具に設定されている工具寸法データの工具長と工具長オフセット値との間には、図１（ｃ）のグラフに示すような相関性が存在する。
【００１６】
このような場合において、新たに工具オフセット値を設定しようとすると、本発明の誤入力防止機能は、既に設定されている工具の工具長と工具長オフセット値との間の相関関係に基づいて、新たに入力された工具長オフセット値と、対象となる工具の工具寸法データとを用いて外れ値検出を行い、該入力が外れ値と検出されると警告が出力される。
図１（ｄ）の例では工具長１１０．０、工具径４０．０である工具Ｔ０６に対して工具長オフセット値を１８０．０に設定する際に、オペレータが誤って小数点を打ち漏らし、入力値が１８００となっている。この場合、既に設定されている各工具の工具寸法データ（図１（ａ））と工具オフセット値（図１（ｂ））との関係から見て、該入力は外れ値となり警告が表示される。
【００１７】
図２は、上記した誤入力防止機能を備えた本発明の一実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。本実施形態の数値制御装置１は、オフセット値入力部１０、工具データ分析部１１、外れ値検出部１２、警告部１３、工具寸法データ記憶領域２０、工具オフセット値記憶領域２１を備える。
オフセット値入力部１０は、オペレータにより指定された工具に対する工具オフセット値の入力を受け付け、外れ値検出部１２へと出力する。
【００１８】
工具データ分析部１１は、数値制御装置１のメモリ上に設けられた工具寸法データ記憶領域２０に記憶された工具寸法データ、および工具オフセット値記憶領域２１に記憶された工具オフセット値に基づいて統計的な分析を実行し、工具寸法データと工具オフセット値との関係を分析する。
【００１９】
工具データ分析部１１が行う分析の例としては、工具寸法データに含まれる工具長や工具径などを説明変数とし、工具オフセット値を目的変数とした回帰分析が挙げられる。例えば、工具長と工具長オフセット値、工具径と工具径オフセット値との間でそれぞれ相関係数を求め、その絶対値が所定の値以上である場合（例えば、０．４以上など）に相関性があると判定し、相関性がある組み合わせに対して回帰式を求め、外れ値検出部１２に対して出力する。図１の例では、工具長と工具長オフセット値の間の相関係数が０．９８となるため両者の値に相関性があると判定し、工具長と工具長オフセットの間の線形回帰式を求め、外れ値検出部１２に対して出力する。
【００２０】
工具データ分析部１１が行う分析のその他の例としては、工具寸法データに含まれる工具の種類を用いて、同一の工具種類の工具長や工具径と、それらに対するオフセット値の関係の重みを他の種類の工具における関係よりも重くすることで、より高い精度で相関関係を分析する方法がある。
【００２１】
外れ値検出部１２は、工具データ分析部１１が分析した工具寸法データと工具オフセット値の関係に基づいて、オフセット値入力部１０から入力された工具オフセット値と、工具寸法データ記憶領域２０に記憶された工具オフセット値の入力対象となる工具の工具寸法データとを用いて外れ値検出を行い、オフセット値入力部１０から入力された工具オフセット値が、工具データ分析部１１が分析した工具寸法データと工具オフセット値の関係と同じ関係であるのか、または異なる関係であるのかを検出する。そして、外れ値検出部１２は、オフセット値入力部１０から入力された工具オフセット値が、外れ値として検出されなかった場合には、該工具オフセット値を工具オフセット値記憶領域２１へ記憶し、外れ値として検出された場合には警告部１３に警告を出力するように指令する。
【００２２】
外れ値検出部１２が行う外れ値の例としては、オフセット値入力部１０から入力された工具オフセット値と、対応する工具寸法データとの組が、工具データ分析部１１が分析した工具寸法データと工具オフセット値の線形近似曲線との距離が一定以上離れている場合に外れ値として検出する手法が挙げられる。例えば、図３は、図１の例に基づいて工具長と工具長オフセット値との間の線形近似曲線を求めて描画したグラフである。ここに、オペレータが入力した値（工具長１１０の工具に対して、工具オフセット値１８００）をプロットし、該線形近似曲線との距離を求め、予め設定された所定の距離以上である場合に、オペレータが入力した工具長オフセット値が外れ値であると検出することができる。
【００２３】
外れ値検出部１２が行う外れ値の検出としては、以下に示すように統計的な検定を用いる方法もある。
手順１）工具寸法データと工具オフセット値の関係を、以下の数１式に示す線形直線と近似し、ａ，ｂの値を最小二乗法により求める。
【００２４】
【数１】
2016184293.tif 000003
【００２５】
手順２）手順１で求めた式に対して、既に入力されている工具寸法データと工具オフセット値を当てはめて、その誤差値εを求める。
手順３）手順２で求めた誤差値εの平均（μ）および分散（σ2）を求める。
手順４）工具寸法データと工具オフセット値の関係と、数１式との誤差は正規分布に従うと仮定して、以下の数２式を用いて検定を行う。
【００２６】
【数２】
2016184293.tif 000004
【００２７】
数２式が成立する場合、その工具寸法データと工具オフセットデータ値は数１式に対して９５％信頼性区間の中に入っているため、設定されている工具寸法データと新たに入力された工具オフセット値との関係はそれまでに入力された値の関係と同じであると判断できる。数２式が成立しなかった場合には、オペレータが入力した工具オフセット値が外れ値であると検出することができる。なお、上記数２式における１．９６という値は信頼性区間９５％の場合であり、この区間は自由に変更してもよい。
【００２８】
警告部１３は、外れ値検出部１２からの指令を受けて、オペレータに対して警告（アラート）を出力する。警告は、図１（ｄ）に示すように工具オフセット値を入力している画面に対して入力値が誤っている理由（値が大きい、小さい、など）と共に文字などで出力するようにしてもよいし、単にブザーなどの音やランプにより出力するようにしてもよい。また、これらを組み合わせて警告するようにしてもよい。
【００２９】
図４は、本実施形態における数値制御装置上で実行される誤入力防止処理の概略フローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］オフセット値入力部１０が、オペレータからの工具オフセット値の入力を受け付ける。
●［ステップＳＡ０２］工具データ分析部１１が、工具寸法データ記憶領域２０に記憶された工具寸法データ、および工具オフセット値記憶領域２１に記憶された工具オフセット値に基づいて統計的な分析を実行する。
【００３０】
●［ステップＳＡ０３］外れ値検出部１２が、オフセット値入力部１０から入力された工具オフセット値と該オフセット値が設定される工具の寸法データとの組み合わせが、工具データ分析部１１が分析したこれまでに入力された工具寸法データと工具オフセットデータとの関係にあてはまるか否かをチェックする（外れ値検出処理）。あてはまる場合にはステップＳＡ０４へ進み、あてはまらない場合にはステップＳＡ０５へ進む。
【００３１】
●［ステップＳＡ０４］外れ値検出部１２が、オフセット値入力部１０から入力された工具オフセット値を工具オフセット値記憶領域２１に反映する。
●［ステップＳＡ０５］外れ値検出部１２が、警告部１３に対して警告を出力するよう指令する。
【００３２】
このように、本実施形態では、数値制御装置に対してこれまで設定された工具寸法データ、および工具オフセット値との関係を求め、これから入力される工具オフセット値が該関係にあてはまらない場合には外れ値として警告を出力することで、オペレータによる小数点の打ち忘れや入力対象工具の選択ミスなどの誤入力を一定の割合で防止することができる。
【００３３】
また、数値制御装置に設定されている工具径と工具長の理論値を入力する工具寸法データは、シミュレーション等において工具を描画するために使用するデータであるため、誤入力を検出するための専用のデータを用意する必要が無く、従来技術と比較するとオペレータの作業負荷を軽減することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例に限定されることなく、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、過去に数値制御装置に対して設定された工具寸法データ、および工具オフセット値を履歴として記憶しておき、該履歴として記憶した工具寸法データ、および工具オフセット値に基づいて同様の処理を行うようにすることで、本発明の誤入力防止機能を実現することも可能である。
【００３５】
また、上記した実施形態では統計処理として回帰分析を挙げているが、工具寸法データと工具オフセット値との関係、および外れ値検出が行えるのであれば、他の統計的分析手法を採用することも可能である。
【００３６】
上記した実施形態では、主として工具長と工具長オフセット値との関係に基づいた説明をしているが、工具径と工具径オフセット値との関係でも同様の誤入力検出を行うことができる。更に、工具寸法データとして工具長および工具径を挙げているが、工具の形状や性質、オフセット値の技術的な意味に合わせて他の工具寸法データを利用してもよく、工具オフセット値についても、工具長オフセット値や工具径オフセット値以外にも、さまざまなオフセット値に対応することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  数値制御装置
１０  オフセット値入力部
１１  工具データ分析部
１２  外れ値検出部
１３  警告部
２０  工具寸法データ記憶領域
２１  工具オフセット値記憶領域
【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１】
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