(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを加工する毎に摩耗する加工工具を備えた工作機械を制御する制御手段と、
前記工作機械の動作に同期させて前記工作機械の仮想３次元モデルをシミュレート動作させることが可能なシミュレート手段と、
前記シミュレート手段にてシミュレート動作している前記工作機械の仮想３次元モデルを表示する表示手段と、を備え、
前記工作機械を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データと３次元座標データとを含むパーツ情報を記憶しており、
複数の前記パーツを仮想３次元座標上で組み付け、
仮想３次元座標上で可動するパーツに対しては、実際のパーツに対して出力される制御信号、及び実際の工作機械に設けられた各センサからの検出信号に基づいて、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて前記表示手段に表示し、
摩耗した実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中で表示している加工工具の大きさとのずれを所定のタイミングで補正して、補正した大きさの加工工具を仮想３次元モデル中に表示し、
前記所定のタイミングは、加工開始時にワークと加工工具とが接触した時点であり、
実際の工作機械は、加工前において加工工具とワークとが離間した状態からワークに対して加工工具を相対的に徐々に近づけた際にワークと加工工具とが接触した時点を検出可能な接触検出手段を備えており、予めワークに関する位置を取得するためのワーク基準位置と、加工工具に関する位置を取得するための加工工具基準位置と、が設定されており、
前記接触検出手段からの検出信号が検出されると、ワークと加工工具が接触した時点におけるワーク基準位置から加工工具基準位置までの距離を示す接触距離を求め、
ワークの大きさのばらつきと加工工具の大きさのばらつきに対して、
ワークに対しては、ばらつきにかかわらず、予め設定した基準サイズで仮想３次元モデル中に表示し、
加工工具に対しては、前記接触距離からワークの前記基準サイズに基づいた距離を減算した距離に基づいて求めた大きさを用いて仮想３次元モデル中に表示する、
工作機械制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の工作機械制御装置であって、
複数のワークに対して求めた前記接触距離から、前記接触距離の標準偏差を求め、
求めた前記接触距離の標準偏差に基づいて、前記接触距離の中で最も長い最長接触距離を求め、
加工開始時に加工工具を早送りでワークに近づける際、前記最長接触距離に所定距離を加えた距離まで加工工具を早送りでワークに近づける、
工作機械制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の工作機械制御装置であって、
前記最長接触距離は、前記標準偏差の３倍である３σである、
工作機械制御装置。
【請求項４】
ワークを加工する毎に摩耗する加工工具を備えた工作機械を制御する制御手段と、
前記工作機械の動作に同期させて前記工作機械の仮想３次元モデルをシミュレート動作させることが可能なシミュレート手段と、
前記シミュレート手段にてシミュレート動作している前記工作機械の仮想３次元モデルを表示する表示手段と、を備え、
前記工作機械を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データと３次元座標データとを含むパーツ情報を記憶しており、
複数の前記パーツを仮想３次元座標上で組み付け、
仮想３次元座標上で可動するパーツに対しては、実際のパーツに対して出力される制御信号、及び実際の工作機械に設けられた各センサからの検出信号に基づいて、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて前記表示手段に表示し、
摩耗した実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中で表示している加工工具の大きさとのずれを所定のタイミングで補正して、補正した大きさの加工工具を仮想３次元モデル中に表示し、
前記所定のタイミングは、加工工具を整形した時点であり、
加工工具は略円筒状の砥石であり、前記工作機械には、前記砥石の形状を整形可能な整形手段と、前記砥石の径を測定可能な工具測定手段と、が予め設けられており、
予め設定された整形開始条件が満足されると、前記整形手段を用いて前記砥石を整形するとともに、整形後の前記砥石の径を前記工具測定手段にて測定し、
前記整形後に測定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する、
工作機械制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の工作機械制御装置であって、
加工したワークの数をカウントするとともに予め設定された数のワークを加工する毎に前記整形手段を用いて砥石を整形して前記工具測定手段を用いて砥石の径を測定し、
砥石の整形を行った場合であり且つ前回測定した砥石の径を記憶している場合、前回測定した砥石の径と、今回測定した砥石の径と、前回の測定時から今回の測定時までに加工したワークの数と、に基づいて、ワークを加工する毎の砥石の摩耗量である加工毎摩耗量を求め、
砥石を整形して径を測定した場合、測定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示し、次回の整形時まではワークを加工する毎に前記加工毎摩耗量に基づいて推定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する、
工作機械制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の工作機械制御装置であって、
加工したワークの数をカウントし、
今回の整形時に測定した砥石の径に基づいて、次回に整形すべき砥石の径を示す次回整形砥石径を求め、
砥石の整形を行った場合であり且つ前回測定した砥石の径を記憶している場合、前回測定した砥石の径と、今回測定した砥石の径と、前回の測定時から今回の測定時までに加工したワークの数と、に基づいて、ワークを加工する毎の砥石の摩耗量である加工毎摩耗量を求め、
砥石を整形して径を測定した場合、測定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示し、次回の整形時まではワークを加工する毎に前記加工毎摩耗量に基づいて推定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示し、変更した砥石の径が前記次回整形砥石径に達した場合、前記整形手段を用いて砥石を整形する、
工作機械制御装置。
【請求項７】
ワークを加工する毎に摩耗する加工工具を備えた工作機械を制御する制御手段と、
前記工作機械の動作に同期させて前記工作機械の仮想３次元モデルをシミュレート動作させることが可能なシミュレート手段と、
前記シミュレート手段にてシミュレート動作している前記工作機械の仮想３次元モデルを表示する表示手段と、を備え、
前記工作機械を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データと３次元座標データとを含むパーツ情報を記憶しており、
複数の前記パーツを仮想３次元座標上で組み付け、
仮想３次元座標上で可動するパーツに対しては、実際のパーツに対して出力される制御信号、及び実際の工作機械に設けられた各センサからの検出信号に基づいて、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて前記表示手段に表示し、
摩耗した実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中で表示している加工工具の大きさとのずれを所定のタイミングで補正して、補正した大きさの加工工具を仮想３次元モデル中に表示し、
前記所定のタイミングは、各ワークの加工を完了した時点であり、
加工工具は略円筒状の砥石であり、実際の工作機械は、加工されているワークの寸法を測定可能なワーク測定手段を備えており、予めワークに関する位置を取得するためのワーク基準位置と砥石に関する位置を取得するための加工工具基準位置が設定されており、
ワークの加工を完了した時点において、ワークと砥石とが接触した状態におけるワークの寸法と、前記ワーク基準位置と、前記砥石基準位置と、に基づいて、実際の砥石の径を求め、求めた砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する、
工作機械制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の工作機械制御装置であって、
前記工作機械には、砥石の形状を整形可能な整形手段と、砥石の径を測定可能な工具測定手段と、が予め設けられており、
前記整形手段を用いて砥石を整形可能であるとともに、前記工具測定手段を用いて整形後の砥石の径を測定可能であり、
今回の整形後に前記工具測定手段を用いて測定した砥石の径に基づいて、次回に整形すべき砥石の径である次回整形砥石径を求め、
ワークの加工を完了する毎に、前記ワーク測定手段を用いて測定したワークの寸法を用いて求めた砥石の径が前記次回整形砥石径に達した場合、前記整形手段を用いて砥石を整形する、
工作機械制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の工作機械制御装置であって、
加工工具の大きさを入力可能な入力手段を備えており、
前記入力手段から加工工具の大きさが入力されると、加工を開始する前に、入力された加工工具の大きさに応じて仮想３次元モデル中の加工工具を表示する、
工作機械制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の工作機械制御装置であって、
入力された加工工具の大きさに応じて表示した仮想３次元モデル中の加工工具が、仮想３次元モデル中の他の部分と干渉する場合、警報を出力する、
工作機械制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械を制御する工作機械制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の工作機械には、工作機械の動作を制御する数値制御装置（ＣＮＣ装置）と、指示入力手段及び表示手段を備えた操作盤とが設けられており、当該操作盤から動作の指示を入力することが可能であり、当該操作盤に動作状態等が表示され、動作異常時には当該操作盤に異常コード等が表示されている。
工作機械は複雑かつ精密な機械であるが、熟練作業者でなくても扱うことができるように、より容易な操作性、保守性が求められている。
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、工作機械に設けた表示手段に、当該工作機械の仮想３次元モデルを表示し、工作機械の動作に同期させて仮想３次元モデルをシミュレート動作させている。仮想３次元モデルは、視点位置の変更や拡大及び縮小、そして工作機械の内部を透過して表示することも可能であり、特に異常発生時には、仮想３次元モデルにて工作機械の内部を透過して表示し、異常が発生したパーツを示すことが可能であり、熟練作業者でなくても容易に異常個所、異常パーツがわかるので、便利である。
【特許文献１】特開２００６−８５３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された従来技術では、実際の工作機械と仮想３次元モデルとが完全に一致することが理想的であるが、実際の工作機械では、各パーツが誤差を含んだサイズであるとともに組み付け時の誤差が発生したり、摩耗するパーツについては形状が徐々に変化しており、実際の工作機械と仮想３次元モデルとは完全に一致するとは限らない。このため、工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルを動作させると、実際の工作機械ではパーツが干渉していないにもかかわらず仮想３次元モデルの表示では干渉しているように表示される場合がある。
また、実際の工作機械と仮想３次元モデルとをほぼ一致させることができれば、パーツの干渉をより正確に把握することができるので、干渉を避けるためのマージンを適切に設定することが可能となり、サイクルタイムをより向上させることが期待できる。
特に、ワークを加工する毎に摩耗していく加工工具の場合、実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中の加工工具の大きさをほぼ一致させることができることが好ましい。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、種々のタイミングで実際の加工工具の大きさを検出して仮想３次元モデルに反映することで、実際の工作機械により近い状態で仮想３次元モデルでの表示を行い、よりリアルな仮想３次元モデルを表示することができる工作機械制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項１に記載の工作機械制御装置は、ワークを加工する毎に摩耗する加工工具を備えた工作機械を制御する制御手段と、前記工作機械の動作に同期させて前記工作機械の仮想３次元モデルをシミュレート動作させることが可能なシミュレート手段と、前記シミュレート手段にてシミュレート動作している前記工作機械の仮想３次元モデルを表示する表示手段と、を備えている。
そして、工作機械制御装置は、前記工作機械を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データと３次元座標データとを含むパーツ情報を記憶しており、複数の前記パーツを仮想３次元座標上で組み付け、仮想３次元座標上で可動するパーツに対しては、実際のパーツに対して出力される制御信号、及び実際の工作機械に設けられた各センサからの検出信号に基づいて、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて前記表示手段に表示する。
そして、摩耗した実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中で表示している加工工具の大きさとのずれを所定のタイミングで補正して、補正した大きさの加工工具を仮想３次元モデル中に表示する。
そして、前記所定のタイミングは、加工開始時にワークと加工工具とが接触した時点である。
実際の工作機械は、加工前において加工工具とワークとが離間した状態からワークに対して加工工具を相対的に徐々に近づけた際にワークと加工工具とが接触した時点を検出可能な接触検出手段を備えており、予めワークに関する位置を取得するためのワーク基準位置と、加工工具に関する位置を取得するための加工工具基準位置と、が設定されている。
そして、前記接触検出手段からの検出信号が検出されると、ワークと加工工具が接触した時点におけるワーク基準位置から加工工具基準位置までの距離を示す接触距離を求め、
ワークの大きさのばらつきと加工工具の大きさのばらつきに対して、ワークに対しては、ばらつきにかかわらず、予め設定した基準サイズで仮想３次元モデル中に表示し、加工工具に対しては、前記接触距離からワークの前記基準サイズに基づいた距離を減算した距離に基づいて求めた大きさを用いて仮想３次元モデル中に表示する。
【０００５】
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項２に記載の工作機械制御装置は、請求項１に記載の工作機械制御装置であって、複数のワークに対して求めた前記接触距離から、前記接触距離の標準偏差を求め、求めた前記接触距離の標準偏差に基づいて、前記接触距離の中で最も長い最長接触距離を求め、加工開始時に加工工具を早送りでワークに近づける際、前記最長接触距離に所定距離を加えた距離まで加工工具を早送りでワークに近づける。
【０００７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項３に記載の工作機械制御装置は、請求項２に記載の工作機械制御装置であって、前記最長接触距離は、前記標準偏差の３倍である３σである。
【０００８】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項４に記載の工作機械制御装置は、ワークを加工する毎に摩耗する加工工具を備えた工作機械を制御する制御手段と、前記工作機械の動作に同期させて前記工作機械の仮想３次元モデルをシミュレート動作させることが可能なシミュレート手段と、前記シミュレート手段にてシミュレート動作している前記工作機械の仮想３次元モデルを表示する表示手段と、を備えている。
そして、工作機械制御装置は、前記工作機械を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データと３次元座標データとを含むパーツ情報を記憶しており、複数の前記パーツを仮想３次元座標上で組み付け、仮想３次元座標上で可動するパーツに対しては、実際のパーツに対して出力される制御信号、及び実際の工作機械に設けられた各センサからの検出信号に基づいて、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて前記表示手段に表示する。
そして、摩耗した実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中で表示している加工工具の大きさとのずれを所定のタイミングで補正して、補正した大きさの加工工具を仮想３次元モデル中に表示する。
そして、前記所定のタイミングは、加工工具を整形した時点であり、加工工具は略円筒状の砥石であり、前記工作機械には、前記砥石の形状を整形可能な整形手段と、前記砥石の径を測定可能な工具測定手段と、が予め設けられている。
そして、予め設定された整形開始条件が満足されると、前記整形手段を用いて前記砥石を整形するとともに、整形後の前記砥石の径を前記工具測定手段にて測定し、前記整形後に測定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する。
【０００９】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項５に記載の工作機械制御装置は、請求項４に記載の工作機械制御装置であって、加工したワークの数をカウントするとともに予め設定された数のワークを加工する毎に前記整形手段を用いて砥石を整形して前記工具測定手段を用いて砥石の径を測定し、砥石の整形を行った場合であり且つ前回測定した砥石の径を記憶している場合、前回測定した砥石の径と、今回測定した砥石の径と、前回の測定時から今回の測定時までに加工したワークの数と、に基づいて、ワークを加工する毎の砥石の摩耗量である加工毎摩耗量を求める。
そして、砥石を整形して径を測定した場合、測定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示し、次回の整形時まではワークを加工する毎に前記加工毎摩耗量に基づいて推定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する。
【００１０】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項６に記載の工作機械制御装置は、請求項４に記載の工作機械制御装置であって、加工したワークの数をカウントし、今回の整形時に測定した砥石の径に基づいて、次回に整形すべき砥石の径を示す次回整形砥石径を求め、砥石の整形を行った場合であり且つ前回測定した砥石の径を記憶している場合、前回測定した砥石の径と、今回測定した砥石の径と、前回の測定時から今回の測定時までに加工したワークの数と、に基づいて、ワークを加工する毎の砥石の摩耗量である加工毎摩耗量を求める。
そして、砥石を整形して径を測定した場合、測定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示し、次回の整形時まではワークを加工する毎に前記加工毎摩耗量に基づいて推定した砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示し、変更した砥石の径が前記次回整形砥石径に達した場合、前記整形手段を用いて砥石を整形する。
【００１１】
また、本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項７に記載の工作機械制御装置は、ワークを加工する毎に摩耗する加工工具を備えた工作機械を制御する制御手段と、前記工作機械の動作に同期させて前記工作機械の仮想３次元モデルをシミュレート動作させることが可能なシミュレート手段と、前記シミュレート手段にてシミュレート動作している前記工作機械の仮想３次元モデルを表示する表示手段と、を備えている。
そして、工作機械制御装置は、前記工作機械を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データと３次元座標データとを含むパーツ情報を記憶しており、複数の前記パーツを仮想３次元座標上で組み付け、仮想３次元座標上で可動するパーツに対しては、実際のパーツに対して出力される制御信号、及び実際の工作機械に設けられた各センサからの検出信号に基づいて、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて前記表示手段に表示する。
そして、摩耗した実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中で表示している加工工具の大きさとのずれを所定のタイミングで補正して、補正した大きさの加工工具を仮想３次元モデル中に表示する。
そして、前記所定のタイミングは、各ワークの加工を完了した時点であり、加工工具は略円筒状の砥石であり、実際の工作機械は、加工されているワークの寸法を測定可能なワーク測定手段を備えており、予めワークに関する位置を取得するためのワーク基準位置と砥石に関する位置を取得するための加工工具基準位置が設定されている。
そして、ワークの加工を完了した時点において、ワークと砥石とが接触した状態におけるワークの寸法と、前記ワーク基準位置と、前記砥石基準位置と、に基づいて、実際の砥石の径を求め、求めた砥石の径を用いて仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する。
【００１２】
また、本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項８に記載の工作機械制御装置は、請求項７に記載の工作機械制御装置であって、前記工作機械には、砥石の形状を整形可能な整形手段と、砥石の径を測定可能な工具測定手段と、が予め設けられており、前記整形手段を用いて砥石を整形可能であるとともに、前記工具測定手段を用いて整形後の砥石の径を測定可能である。
そして、今回の整形後に前記工具測定手段を用いて測定した砥石の径に基づいて、次回に整形すべき砥石の径である次回整形砥石径を求め、ワークの加工を完了する毎に、前記ワーク測定手段を用いて測定したワークの寸法を用いて求めた砥石の径が前記次回整形砥石径に達した場合、前記整形手段を用いて砥石を整形する。
【００１３】
また、本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項９に記載の工作機械制御装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の工作機械制御装置であって、加工工具の大きさを入力可能な入力手段を備えている。
そして、前記入力手段から加工工具の大きさが入力されると、加工を開始する前に、入力された加工工具の大きさに応じて仮想３次元モデル中の加工工具を表示する。
【００１４】
また、本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの工作機械制御装置である。
請求項１０に記載の工作機械制御装置は、請求項９に記載の工作機械制御装置であって、入力された加工工具の大きさに応じて表示した仮想３次元モデル中の加工工具が、仮想３次元モデル中の他の部分と干渉する場合、警報を出力する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の工作機械制御装置を用いれば、実際の加工工具の大きさと、仮想３次元モデル中の加工工具の大きさとのずれが生じていても、所定のタイミングでずれを補正するので、仮想３次元モデルの動作がより正確に表示され、工作機械の状態の詳細を分かり易くすることができる。
外観からは見えない工作機械の内部の状態が、仮想３次元モデルにて正確かつ詳細に分かるので、保守性、保全性をより向上させることができる。
【００１６】
また、請求項１に記載の工作機械制御装置によれば、加工開始時にワークと加工工具とが接触した時点で、適切に仮想３次元モデル中の加工工具の大きさを補正することができる。
なお、接触した時点におけるワーク基準位置から加工工具基準位置までの接触距離を求めるが、これだけでは接触距離中のどこまでがワークによる距離で、どこまでが加工工具による距離であるか分からない。そこで、仮想３次元モデルでは、ワークは基準サイズ（固定サイズ）で表示し、ワークの寸法のばらつきと加工工具の寸法のばらつき（摩耗量）を、加工工具の大きさに変換して表示する。
これにより、複雑な形状のワークであっても、表示の処理負荷を増加させることなく、仮想３次元モデルにおいてワークと加工工具との間隔をより正確に表示することができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の工作機械制御装置によれば、加工工具を早送りでワークに近づける際、従来では衝突を回避するために必要以上に余裕を持たせていたが、よりワークに近い位置まで安全に早送りすることができるので、サイクルタイムをより短縮することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の工作機械制御装置によれば、最長接触距離を、より適切な値に設定することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の工作機械制御装置によれば、砥石（加工工具）を整形した場合に、適切に仮想３次元モデル中の加工工具の大きさを補正することができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の工作機械制御装置によれば、砥石の整形を行う毎に砥石の径を変更する請求項４に加えて、砥石の整形を行っていない場合であっても、ワークを加工する毎に仮想３次元モデル中の砥石の径を適切に推定して表示することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の工作機械制御装置によれば、砥石の整形が必要な時期を、より適切に判定することができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の工作機械制御装置によれば、砥石（加工工具）でワークの加工を完了した時点で、ワークと砥石とが接触した状態におけるワークの寸法（ワークの径）と、ワークの位置と、砥石の位置から砥石の径を求めることができるので、適切に仮想３次元モデル中の加工工具の大きさを補正することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の工作機械制御装置によれば、砥石の整形が必要な時期を、より正確に判定することができる。
【００２４】
また、請求項９に記載の工作機械制御装置によれば、加工を開始する前に、作業者等が入力した大きさで、加工工具を仮想３次元モデル中で表示するので、明らかな誤入力の場合、誤入力であることを加工前に気づかせることができ、再入力を促すことができる。
【００２５】
また、請求項１０に記載の工作機械制御装置によれば、請求項９に記載の工作機械制御装置に加えて、入力された大きさにて仮想３次元モデル中の加工工具を表示し、干渉すると判定された場合、警報を出力することで、入力された加工工具の大きさが適切でないことが瞬時に分かるので、入力者に適切に再入力を促すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の工作機械制御装置４０を適用した、工作機械１（研削盤）の一実施の形態における構成の例の平面図を示している。また、図２は、図１におけるＡ方向から見た工作機械１の側面図（工作機械制御装置４０、心押し台２１Ｔ等は省略している）の例を示している。また、図３は工作機械制御装置４０の構成の例を示している。
【００２７】
●［工作機械１の構成（図１、図２）］
工作機械１は、ベース２と主軸テーブルＴＢ１と、砥石テーブルＴＢ２と、工作機械制御装置４０とを備えている。
砥石テーブルＴＢ２には、略円筒状の砥石３０（加工工具に相当）を備えている。砥石３０は、砥石テーブルＴＢ２に載置された砥石回転駆動モータ２４（砥石回転手段）により、Ｚ軸に平行な砥石回転軸ＺＴを中心に回転する。なお、Ｚ軸は、ワークＷ（工作物）の回転軸（工作物回転軸）であるＣ軸に平行な軸であり、後述する送りネジ２３ＢがＺ軸である。
また、図示省略するが、ワークＷの被加工部と砥石３０の冷却と潤滑を行うためのクーラント（冷却油等の流体）を吐出するクーラントノズルが、砥石３０の近傍に設けられており、クーラントは、工作機械制御装置４０から制御されるクーラント供給ポンプによりクーラントノズルに供給されて吐出され、クーラントの吐出量は、工作機械制御装置４０から制御される流量調節バルブにて調節される。
また、主軸モータ２１（工作物回転手段）は、ワークＷを支持してワークＷをＣ軸回りに回転させる。
また、砥石テーブルＴＢ２は、ベース２に設けられた砥石テーブル駆動モータ２２（第１切込み手段）と送りネジ２２Ｂ、及び砥石テーブルＴＢ２に設けられたナット（図示省略）により、ベース２に対してＸ軸方向に移動可能である。なお、Ｘ軸は、前記Ｃ軸に直交する方向の軸であり、送りネジ２２ＢがＸ軸である。
【００２８】
主軸テーブルＴＢ１は、ベース２に設けられた主軸テーブル駆動モータ２３（第２切込み手段）と送りネジ２３Ｂ、及び主軸テーブルＴＢ１に設けられたナット（図示省略）により、ベース２に対してＺ軸方向に移動可能である。
主軸テーブルＴＢ１の上には、心押し台２１Ｔが固定され、主軸台２１Ｄが、種々の長さのワークに対応可能とするように、心押し台２１Ｔに近接または離間可能となるように、心押し台２１Ｔに対向する位置に載置されている。主軸台２１Ｄ及び心押し台２１Ｔには、それぞれ支持部２１Ｃ、２１Ｓ（チャック等）が設けられており、これら支持部２１Ｃ、２１Ｓの間にワークＷが保持（支持）される。ワークＷは、主軸台２１Ｄに設けられた主軸モータ２１により、支持部２１Ｃ、２１Ｓを結ぶＣ軸を中心として回転する。
【００２９】
工作機械制御装置４０は、砥石テーブル駆動モータ２２に設けられた位置検出器２２Ｅからの検出信号に基づいて、砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置を検出することが可能である。また、同様に、主軸テーブル駆動モータ２３に設けられた位置検出器２３Ｅからの検出信号に基づいて、主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置を検出することが可能であり、主軸モータ２１に設けられた位置検出器２１Ｅからの検出信号に基づいて、ワークＷの回転角度または回転速度を検出することが可能である。これらの位置検出器としては種々のものを用いることができるが、本実施の形態ではエンコーダを用いている。
また、工作機械１では、工作機械制御装置４０による位置制御を行うために、予めワークＷの基準位置Ｐｗ、及び砥石３０の基準位置Ｐｔが設定されている。例えば、ワークＷの基準位置Ｐｗは心押し台２１Ｔの支持部２１Ｓの先端部に設定されており、砥石３０の基準位置Ｐｔは砥石３０の中心に設定されている。
なお、図１の例では、砥石回転駆動モータ２４には検出器を設けていないが、砥石回転駆動モータ２４にも速度検出器等を設け、砥石回転駆動モータ２４の回転速度をフィードバック制御することも可能である。
【００３０】
また、主軸モータ２１には、砥石３０の外周面の位置を検出する外周面検知ピンＰ１と、砥石３０の端面の位置を検出する端面検知ピンＰ２とを備えた砥石位置検出手段２６（工具測定手段に相当）が設けられており、更に、砥石３０の外周面を整形する修正研削面２５Ｓと砥石３０の端面を整形する修正研削面２５Ｔとを備えた整形手段２５が設けられている。例えば外周面検知ピンＰ１、端面検知ピンＰ２はＡＥセンサ（アコースティックエミッションセンサ）であり、それぞれ、砥石３０の外周面、砥石３０の端面が接触すると検出信号を出力する。
また、砥石テーブルＴＢ２の端部には、砥石３０の位置検出用プローブＰ３を備えた位置検出手段３２が設けられている。例えばプローブＰ３はタッチセンサであり、外周面検知ピンＰ１あるいは端面検知ピンＰ２に接触すると検出信号を出力する。
【００３１】
次に、図２（工作機械１の側面図）を用いて、定寸装置６０の構成について説明する。
定寸装置６０（ワーク測定手段に相当）は、ワークＷを挟んで砥石３０と対向する位置のベース２上に設けられ、ワークＷの外径を測定可能である。定寸装置６０は、Ｃ軸回りに回転するワークＷの被加工部の外径の寸法をリアルタイムに検出して検出信号を出力する。そして工作機械制御装置４０は、定寸装置６０からの検出信号を取り込み、被加工部の外径がどれだけであるか、リアルタイムに連続的に認識することができる。
定寸装置６０は、駆動装置６９と定寸装置本体６６等にて構成され、駆動装置６９は、パイロットバー６８を介して定寸装置本体６６をＸ軸方向に進退移動させることが可能である。
定寸装置本体６６には、先端にワークＷの被加工部の外周部の上下２個所に接触する接触子である一対のフィーラ（検出部に相当し、図示省略）を設けた一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂが揺動可能に設けられている。また、揺動アーム６１ａ、６１ｂは、互いに閉止する方向（間隔が狭くなる方向）に付勢されている。
【００３２】
ワークＷの被加工部の外径の測定を行わない場合、定寸装置６０は後退端（ワークＷから最も離れる位置）に保持され、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂはリトラクト装置（図示省略）により開放状態に保持されている。
ワークＷの被加工部の外径の測定を行う場合、例えば、ワークＷの粗研削中に定寸装置６０の前進が工作機械制御装置４０からドライブユニット（図示省略）を介して指令され、駆動装置６９が定寸装置本体６６をＸ軸方向に沿ってワークＷに近接する方向に移動させる。そして、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂに設けられた一対のフィーラがワークＷの外径を測定可能な位置に到達すると、定寸装置本体６６の移動が停止される。そして、工作機械制御装置４０からドライブユニット（図示省略）を介してリトラクト装置に解除指令を出力すると、一対のフィーラはワークＷの外周部の上下２個所に接触する。
工作機械１は、一対のフィーラをワークＷの外周部に接触した状態を保持しながら、砥石３０をワークＷに対して切込む方向に移動させて研削することが可能である。従って、ワークＷの被加工部を砥石３０で研削しながら、研削している被加工部の外径を定寸装置６０にて測定可能である。
なお、定寸装置６０の構成は、図２に示すものに限定されず、他の構成の定寸装置を用いてもよい。
【００３３】
●［工作機械制御装置４０の構成（図３）］
次に図３を用いて、工作機械制御装置４０の構成について説明する。
工作機械制御装置４０は、機能的には、図１及び図２に示す工作機械１を制御する工作機械（本体）制御機能４０ｅと、工作機械１及び周辺に設けられたＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）や各種のセンサ及びスイッチ等を含む周辺機器１Ｂを制御する周辺機器制御機能４０ｆと、仮想３次元モデルの表示及び動作を制御する仮想３次元モデル機能４０ｃと、工作機械１及び周辺機器１Ｂの異常を検出する故障診断機能４０ｄと、工作機械制御機能４０ｅ、周辺機器制御機能４０ｆ、仮想３次元モデル機能４０ｃ、故障診断機能４０ｄを管理する総合管理機能４０ａと、を有している。なお図３の例では、工作機械（本体）制御機能４０ｅと周辺機器制御機能４０ｆを合わせて工作機械制御機能４０ｂとしている。
また、工作機械制御装置４０は、物理的には工作機械（本体）制御機能４０ｅを実現するＣＮＣ装置と、周辺機能制御機能４０ｆを実現する第１パーソナルコンピュータと、仮想３次元モデル機能４０ｃと故障診断機能４０ｄを実現する第２パーソナルコンピュータと、作業者からの指示等を入力する入力手段４４と、工作機械１の動作状態や仮想３次元モデルを表示する表示手段４２等で構成されている。
【００３４】
総合管理機能４０ａは、入力手段４４から指示された入力に基づいて、工作機械１及び周辺機器１Ｂを所定の加工プログラムに従って動作させる制御信号を工作機械（本体）制御機能４０ｅ及び周辺機器制御機能４０ｆに出力する。なお、加工プログラムは、工作機械制御装置４０が備えている記憶手段に記憶されている。
そして工作機械（本体）制御機能４０ｅは、加工プログラムに基づいて主軸モータ２１等を制御する駆動信号を出力するとともに位置検出器２１Ｅ等からの検出信号を取り込む。また、周辺機器制御機能４０ｆも同様に、加工プログラムに基づいてＰＬＣ等に駆動信号を出力するとともに各種センサ等からの検出信号を取り込む。
【００３５】
また、記憶手段には、工作機械１（及び周辺機器１Ｂ）を構成する各パーツに対応させて、パーツ識別データと３次元形状データ（パーツの形状やサイズに関するデータ）と３次元座標データ（パーツの組み付け位置や方向に関するデータ）が記憶されている。
仮想３次元モデル機能４０ｃは、仮想３次元座標上において、パーツ識別データに対応するパーツを、３次元形状データに基づいた形状及びサイズで表現し、３次元座標データに基づいた位置や方向に組み付け、仮想３次元座標上で工作機械１の仮想３次元モデルを形成し、総合管理機能４０ａを介して表示手段４２に表示する。また、可動するパーツに対しては、実際の工作機械１（及び周辺機器１Ｂ）に出力される駆動信号や、実際の工作機械１に設けられたセンサ等からの検出信号を取り込み、仮想３次元座標上で可動させて表示することで、実際の工作機械１（及び周辺機器１Ｂ）の動作に合わせて仮想３次元モデルをシミュレート動作させて表示手段４２に表示する。
なお、図３の例に示すように、仮想３次元モデル機能４０ｃと故障診断機能４０ｄを実現する第２パーソナルコンピュータは、工作機械（本体）制御機能４０ｅを実現するＣＮＣ装置と周辺機能制御機能４０ｆを実現する第１パーソナルコンピュータから、各パーツ（可動パーツ）の位置を示す現在位置情報や、各種の固有の設定情報を示すパラメータ情報や、工作機械１や周辺機器１Ｂのシステムに固有の変数を示すシステム変数情報や、ＰＬＣ装置の入力と出力の状態を示すＰＬＣのＩ／Ｏ情報等、種々の情報を取り込み、仮想３次元モデルの表示に使用することができる。
また、故障診断機能４０ｄは、工作機械１及び周辺機器１Ｂへの駆動信号、及び工作機械１及び周辺機器１Ｂからの検出信号を取り込み、各種の異常判定を行う。異常が判定されると、総合管理機能４０ａから工作機械（本体）制御機能４０ｅ及び周辺機器制御機能４０ｆを停止させるための制御信号が出力される。
【００３６】
●［工作機械１と工作機械制御装置４０の外観の例（図４）］
次に図４を用いて、実際の工作機械１及び工作機械制御装置４０の外観と、表示手段４２への表示の例を示す。
図４に示すように実際の工作機械１は全体をカバーで覆われており、この内部に図１に示す主軸モータ２１等、工作機械を構成する各パーツや、ＰＬＣ等の各周辺機器が収められており、通常ではカバーの内部を見ることはできない。
また、本実施の形態にて説明する表示手段４２はタッチパネル方式のモニタであり、入力手段４４と兼用されている。表示手段４２の表示画面４２ａには、仮想３次元座標上に表示した工作機械１の仮想３次元モデルＶ１が表示され、領域Ａ４４には、工作機械１の動作状態の表示や、各種の指示を入力するための操作ボタンを示すブロックＢ（ｘ、ｙ）が複数表示されている。例えばブロックＢ（０、０）〜ブロックＢ（０、８）には、粗研削〜仕上げ研削までの各工程が表示され、現在どの工程を実行中であるか識別可能に表示される。また、例えばブロックＢ（６、０）〜ブロックＢ（６、８）には、仮想３次元モデルＶ１を表示する視点位置の変更や、拡大表示または縮小表示の指示を入力するための操作ボタンとして設定されている。
【００３７】
ここで、仮想３次元モデルは、実際の工作機械１と完全に一致するとは限らない。実際の工作機械１を構成する各パーツのサイズには、それぞれ誤差があり、組み付け時にも誤差が生じており、許容範囲内の誤差を含んでいる。しかし、仮想３次元モデルは、誤差のない理想サイズのパーツを、誤差のない理想状態で組み付けている。
また、砥石３０等の加工工具は、使用する毎に摩耗して径が徐々に小さくなるが、従来の工作機械制御装置４０では、使用に応じて摩耗することまではシミュレーションしていない。これを実現するには、ワークＷの材質、砥石３０の材質、ワークＷと砥石３０の回転速度、砥石３０をワークＷに押し付ける力等から摩耗量を推定する必要があり、処理負荷が大きく、好ましくない。
ところが、実際の工作機械１と仮想３次元モデルとのずれが大きいと、例えば、実際の工作機械１では砥石３０がワークＷの表面に接触して研削中である場合、仮想３次元モデルのシミュレーション動作の表示では、ワークＷに砥石３０が接触していない表示、あるいはワークＷに砥石３０が食い込んでいる表示となる場合があり、作業者に違和感を生じさせる。
仮想３次元モデルでは、少なくともワークＷと加工工具（この場合、砥石３０）の状態（離間状態、接触状態等）を実際の工作機械１と同じ状態で表示することが望まれている。
そこで、以下に説明するように、所定のタイミングで実際の加工工具の大きさを検出して仮想３次元モデルに反映することで、処理負荷を必要以上に増やすことなく、実際の工作機械１の動作状態とほぼ一致する状態で、ワークＷと加工工具とを表示し、違和感をなくす。
【００３８】
●［第１の実施の形態（加工開始時のワークＷと砥石３０の接触時に検出）（図５）］
第１の実施の形態では、実際の砥石３０（加工工具）の大きさを、ワークＷと砥石３０の接触時に検出する。なお、第１の実施の形態では、実際の砥石３０の大きさを正確に検出しないが、実際のワークＷと砥石３０とが接触または離間している場合に、適切に仮想３次元モデルでも接触または離間して表示させることができる。
以下、その手順について説明する。
【００３９】
まず実際の工作機械１にて、加工開始時にワークＷと砥石３０とが離間している状態から、ワークＷに対して砥石３０を（相対的に）徐々に近づけていくと、いずれワークＷと砥石３０は接触する。この接触時点のワークＷの位置と砥石３０の位置を検出し、その距離を求める。すなわち、接触時点におけるワークＷの基準位置Ｐｗと砥石３０の基準位置ＰｔとのＸ軸方向の距離を示す接触距離ＷＴｘを求める。なお、図５の例では、説明を容易にするために、基準位置Ｐｗと基準位置ＰｔのＹ軸方向の位置を同じとしている。
接触距離ＷＴｘは、加工前のワークの半径Ｒｗと、径が未確認の砥石３０の半径Ｒｔの合計であるため、これでは砥石３０の半径Ｒｔが求まらない。
ただし、半径Ｒｗと半径Ｒｔの合計値は、接触距離ＷＴｘであることが分かっている。
そこで、加工前のワークＷの径（大きさ）のばらつきに対しては、実際には個々のワークＷ毎にサイズが異なるのであるが、予め設定した基準サイズで（全て同じサイズで）仮想３次元モデル中にワークＷを表示する。
ワークＷの径を強制的に基準サイズとすれば、接触距離ＷＴｘから基準サイズの半径を減算すれば、砥石３０の半径Ｒｔが求められる。そして求めた半径Ｒｔにて仮想３次元モデル中の砥石３０を表示すれば、基準サイズのワークＷとの相対位置（接触位置または離間位置）が、実際の工作機械１のワークＷと砥石３０との相対位置（接触位置または離間位置）と一致する。
【００４０】
これにより、実際の工作機械１では砥石３０がワークＷの表面に接触している場合、仮想３次元モデルのシミュレーション動作の表示にて、ワークＷに砥石３０が接触していない表示、あるいはワークＷに砥石３０が食い込んでいる表示等を回避することができる。
なお、ワークＷと砥石３０が接触したか否かの検出は、砥石テーブルＴＢ２上の砥石３０の近傍に設けたＡＥセンサ１Ｂａ（アコースティックエミッションセンサ）等（接触検出手段に相当）を用いて検出することが可能である。
なお、接触検出手段は、主軸テーブルＴＢ１上のワークＷの近傍に設けてもよい。また、ＡＥセンサの代わりに、砥石回転駆動モータ２４や主軸モータ２１の負荷の変化を検出可能な負荷センサを用いてもよい。
なお、接触時点で定寸装置６０にてワークＷの半径Ｒｗを求めて、砥石３０の半径Ｒｔを求めて、仮想３次元モデルで表示するようにしてもよい。この場合、仮想３次元モデルでは、ワークＷを基準サイズで表示せずに、実際に求めたワークＷの半径Ｒｗを用いて表示する。
【００４１】
次に、上記に説明した加工開始時におけるワークＷと砥石３０との接触時点における接触距離ＷＴｘの他の利用方法について説明する。
ワークＷを砥石３０で研削加工する場合、一般的には図５（Ｂ）に示すように、まず早送り工程［１］にて、砥石３０をワークＷに衝突しない位置、且つできるだけワークＷに近い位置まで早送りする。そして、低速送り工程［２］にて、砥石３０がワークＷに接触するまで徐々に（ゆっくりと）近づけていく。砥石３０とワークＷとが接触したら、研削工程［３］にて、目標径となるまで研削する。定寸装置６０にて目標径に達したことを確認すると、早戻し工程［４］にて、原位置に砥石３０を早送りする。ここで、低速送り工程［２］の距離をいかに短くするかが、サイクルタイム短縮のカギである。
従来では、砥石３０とワークＷとが衝突しない早送り工程［１］の位置を作業者が経験的に設定していたので、低速送り工程［２］の距離が必要以上に長くなる場合があった。
【００４２】
そこで、上記に説明した加工開始時におけるワークＷと砥石３０との接触時点における接触距離ＷＴｘを用いて、低速送り工程［２］の距離をより短くする方法を説明する。
同一の製造ロットのワークＷは正規分布であると考えられるので、例えば３０個程度のワークＷにて接触距離ＷＴｘを求め、その標準偏差σを求めれば、接触距離ＷＴｘの平均値を中心とした前後３σ内に９９．７％が含まれると考えることができる。その中で最も長い距離を最長接触距離ＷＴｍａｘとする。
この最長接触距離ＷＴｍａｘに、安全のための適切なマージン距離Ｍ（例えば、許容加工精度）を加えた距離までは、ワークＷと砥石３０とが離間状態である。従って、距離（ＷＴｍａｘ＋Ｍ）まで、砥石３０を早送り工程［１］でワークＷに近づければ、低速送り工程［２］の距離をより短くすることが可能であり、衝突を確実に回避してサイクルタイムを短縮化することができる。
また、工作機械制御装置４０は、低速送り工程［２］の開始位置（すなわち、早送り工程［１］の終了位置）である低速送り開始点（開始位置）を、表示画面４２ａに表示している仮想３次元モデル中に表示する。これにより、作業者が、どこまで早送りされるのか、どこから低速送りされるのか、を視覚的に理解することができ、低速送り工程の開始点が何らかの理由で間違っていたときにすぐにミスに気づくことができるという効果が得られる。
以上に説明した、ワークＷと加工工具とが接触する直前の低速送り工程［２］の距離の短縮化方法は、砥石を備えた工作機械に限定されず、種々の工作機械に適用することが可能である。
【００４３】
●［第２の実施の形態（砥石３０の整形時に検出）（図６〜図８）］
第２の実施の形態では、実際の砥石３０（加工工具）の大きさを、砥石３０の整形時に検出する。
ワークＷを加工する毎に砥石３０は摩耗し、摩耗が進行した砥石３０の形状を定期的に整形するために、工作機械１は、砥石３０の形状を整形可能な整形手段２５と、（整形後の）砥石３０の径を測定可能な外周面検知ピンＰ１（工具測定手段に相当）とを備えている。
以下、図６、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すフローチャートを用いて、第２の実施の形態における、３通りの処理手順（手順（２−１）、手順（２−２）、手順（２−３））を説明する。
【００４４】
［手順（２−１）（図６）］
まず、図６に示すフローチャートを用いて手順（２−１）について説明する。工作機械１では、例えばワークＷを１０個加工する毎に砥石３０の整形を行い、４回目の整形時に砥石３０の有効範囲の下限に達したと判定して砥石３０の交換を促すように設定されている（図８（Ａ）参照）。この場合、砥石３０の整形を行うべき摩耗量（摩耗ｍａｘ）に達するには、ワークＷを１０個加工すると達する、ということを想定している。例えばワーク１個を加工すると砥石３０は０．３［μｍ］摩耗し、ワークを１０個加工すると３［μｍ］（＝摩耗ｍａｘ）摩耗すると想定している。
工作機械制御装置４０は、新たなワークＷがセットされて加工を開始する際、ステップＳ１１０にて、加工回数カウンタをカウントする。加工回数カウンタは、ワークＷを何個加工したか、を示すカウンタである。
次のステップＳ１２０では、ワークＷの加工を行い、加工が完了するとステップＳ１３０に進む。なお、工作機械制御装置４０は、加工中のワークＷの径を定寸装置６０（ワーク測定手段に相当）にて測定可能であり、測定したワークＷの径を用いて仮想３次元モデル中のワークＷの大きさを変更して表示することができる。
【００４５】
ステップＳ１３０では、加工回数カウンタが加工数閾値以上であるか否かを判定する。加工回数カウンタが加工数閾値未満である（Ｎｏ）場合、ステップＳ１１０に戻る。加工回数カウンタが加工数閾値以上である（Ｙｅｓ）場合、ステップＳ１４０に進む。
ステップＳ１４０では、整形回数カウンタが整形数閾値以上であるか否かを判定する。整形回数カウンタが整形閾値未満である（Ｎｏ）場合、ステップＳ１５０に進む。整形回数カウンタが整形閾値以上である（Ｙｅｓ）場合、処理を終了して、砥石交換作業を促す。そして、作業者によって砥石３０の交換作業が行われ、交換作業が完了すると、本フローチャートの処理が再度指示される。
ステップＳ１５０では、砥石３０の整形処理を行い、整形した砥石３０の径を測定し、ステップＳ１６０に進む。なお、整形方法及び測定方法は説明を省略する。砥石３０の径が更新されるのは、このタイミングである。なお、工作機械制御装置４０は、測定した砥石３０の計を用いて仮想３次元モデル中の砥石の大きさを変更して表示することができる。
ステップＳ１６０では、整形回数カウンタをカウントし、ステップＳ１７０に進む。
ステップＳ１７０では、加工回数カウンタをクリアしてステップＳ１１０に戻る。
【００４６】
以上、図６に示す手順（２−１）に基づいて仮想３次元モデル中の砥石の大きさを変更した場合、実際の砥石３０の整形と径の測定を行った際（ステップＳ１５０）に正確な径の砥石を表示することが可能である。また手順（２−１）では、ワークＷを加工する毎には、砥石の径を変更して表示することができないが、後述する手順（２−２）及び手順（２−３）にて、ワークＷを加工する毎に砥石の径を変更して表示する方法について説明する。
また、図６に示す手順（２−１）では、ワークＷの加工回数で砥石３０の整形の実行／非実行を制御しており、図８（Ｂ）に示すように、ワークＷの大きさのばらつき等により、整形すべき摩耗量に達していなくても整形を実行してしまう場合がある。従って、図８（Ｂ）に示すように、砥石有効下限まで利用できる砥石３０の部分が残っていても交換を促してしまう場合がある。
なお、砥石３０を整形する修正研削面２５Ｓ、２５Ｔ（ダイヤモンドロール等）は砥石３０を整形する毎に摩耗し、外周面検知ピンＰ１、端面検知ピンＰ２は砥石３０の大きさを測定する毎に摩耗するが、それぞれ、１回の整形でＮ［μｍ］、１回の測定でＭ［μｍ］摩耗すると想定して、整形及び測定する毎に仮想３次元モデル中の大きさを変更して表示するようにしてもよい。
【００４７】
［手順（２−２）（図７（Ａ））］
次に図７（Ａ）に示すフローチャートを用いて手順（２−２）について説明する。なお、図７（Ａ）に示すフローチャートは、図６に示したフローチャートに対して、ステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１５１が追加され、ステップＳ１４０、Ｓ１６０が削除されている。以下、同一のステップの説明は省略し、相違点を主に説明する。
ステップＳ１１０、Ｓ１２０は、図６と同様であるので説明を省略する。
ステップＳ１２１では、現在記憶している砥石径から加工毎摩耗量を減算して砥石径を更新し、ステップＳ１２２に進む。これにより、ステップＳ１２０の加工後の砥石径を推定する。なお、加工毎摩耗量は、後述するステップＳ１５１にて説明する。そして、工作機械制御装置４０は、更新した砥石径を用いて、仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する。
ステップＳ１２２では、更新した砥石径が下限値以下であるか否かを判定する。径が下限値以下となった砥石３０は砥石としての有効範囲を使い切った状態であるため、交換が必要となる。砥石径が下限値以下である（Ｙｅｓ）場合、処理を終了して、砥石交換作業を促す。そして、作業者によって砥石３０の交換作業が行われ、交換作業が完了すると、本フローチャートの処理が再度指示される。砥石径が下限値より大きい（Ｎｏ）場合、ステップＳ１３０に進む。このステップＳ１２２を追加しているので、図６のステップＳ１４０、ステップＳ１６０の整形カウンタの処理を省略している。
【００４８】
ステップＳ１３０、Ｓ１５０は、図６と同様であるので説明を省略する。
続くステップＳ１５１では、［前回測定した砥石３０の径−今回測定した砥石３０の径］／加工回数カウンタ（前回測定時から今回測定時までに加工したワークの数）を求めることで、ワークＷを加工する毎の砥石３０の摩耗量を求め、加工毎摩耗量としてステップＳ１２１にて利用する。なお、１回目の整形時には前回の整形時の砥石３０の径が存在しないが、例えば、砥石３０を交換時に最初の砥石径を測定して記憶しておけばよい。
そして、ステップＳ１７０は、図６と同様であるので説明を省略する。
以上、図７（Ａ）に示す手順（２−２）に基づいて仮想３次元モデル中の砥石の大きさを変更した場合、実際の砥石３０の整形と径の測定を行った際（ステップＳ１５０）に正確な径の砥石を表示することが可能である。また、ワークＷを加工する毎には、加工毎砥石摩耗量に基づいて推定した径の砥石を表示することができる（ステップＳ１２１）。
なお、手順（２−２）では、図８（Ｃ）に示すように、ワークＷの大きさのばらつき等により、整形すべき摩耗量に達していなくても整形を実行してしまう場合があるが、砥石有効下限まで砥石３０を利用できる。
【００４９】
［手順（２−３）（図７（Ｂ））］
次に図７（Ｂ）に示すフローチャートを用いて手順（２−３）について説明する。なお、図７（Ｂ）に示すフローチャートは、図６に示したフローチャートに対して、ステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１３１、Ｓ１５１、Ｓ１５２が追加され、ステップＳ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１６０が削除されている。以下、同一のステップの説明は省略し、相違点を主に説明する。
ステップＳ１２２、Ｓ１２１は、図７（Ａ）に示す手順（２−２）と同じであるので説明を省略する。
ステップＳ１３１では、ステップＳ１２１にて更新された砥石径が次回整形砥石径以下であるか否かを判定する。なお、次回整形砥石径は、砥石３０の整形（ステップＳ１５０）を実行後、ステップＳ１５２にて算出され、次に整形を行うべき砥石の径を示している。砥石径が次回整形砥石径より大きい（Ｎｏ）場合、整形は必要ないのでステップＳ１１０に進む。砥石径が次回整形砥石径以下（Ｙｅｓ）の場合、整形が必要であるのでステップＳ１５０に進む。
【００５０】
ステップＳ１５０、Ｓ１５１は、図７（Ａ）に示す手順（２−２）と同じであるので説明を省略する。
ステップＳ１５２では、ステップＳ１５０にて測定した整形後の砥石径に対して、次に整形すべき砥石の径を求めて次回整形砥石径に設定する。このため、図８（Ｄ）に示すように、ワークＷを加工した回数で整形タイミングを設定するのではなく、砥石３０の径に対して整形タイミングを設定できるので、整形の間隔を、ほぼ所望する間隔とすることが可能であり、より好ましい状態で整形を行うことができる。なお、最初の次回整形砥石径は、砥石を交換後に最初の砥石径を測定したときに設定すればよい。
そして、ステップＳ１７０は、図６と同様であるので説明を省略する。
以上、図７（Ｂ）に示す手順（２−３）に基づいて仮想３次元モデル中の砥石の大きさを変更した場合、図７（Ａ）に示す手順（２−２）と同様に、実際の砥石３０の整形と径の測定を行った際（ステップＳ１５０）に正確な径の砥石を表示することが可能である。また、ワークＷを加工する毎には、加工毎砥石摩耗量に基づいて推定した径の砥石を表示することができる（ステップＳ１２１）。
なお、手順（２−３）では、図８（Ｄ）に示すように、ワークＷの大きさのばらつき等があっても、砥石の径に基づいて整形を実行するため、より適切なタイミングで整形を行うことができる。また、図７（Ａ）に示す手順（２−２）と同様に、砥石有効下限まで砥石３０を利用できる。
また、工作機械制御装置４０は、次回整形砥石径を、表示画面４２ａに表示している仮想３次元モデル中の砥石３０上に表示する。これにより、作業者が次回の砥石整形タイミングを視覚的に理解でき、作業性が向上するという効果が得られる。
【００５１】
●［第３の実施の形態（ワークＷの加工完了時に検出）（図９）］
第３の実施の形態では、実際の砥石３０（加工工具）の大きさを、ワークＷの加工完了時に算出する。
図９（Ｂ）を用いて、ワークＷの加工完了時に砥石３０の径を算出する方法について説明する。図９（Ｂ）は、ワークＷの加工が完了して、ワークＷと砥石３０とが離間する直前で接触点Ａにて接触している状態を示している。
ここで、ワークＷの中心であるワークＷの基準位置ＰｗのＸＹ座標を（Ｗｘ、Ｗｙ）、砥石３０の中心である砥石３０の基準位置ＰｔのＸＹ座標を（Ｔｘ、Ｔｙ）、接触点ＡのＸＹ座標を（Ａｘ、Ａｙ）、ワークＷの半径をＲｗ、砥石３０の半径をＲｔとする。
この場合、工作機械制御装置４０にとって、Ｐｗ（Ｗｘ、Ｗｙ）、Ｐｔ（Ｔｘ、Ｔｙ）の位置は機械座標から既知であり、Ｒｗは定寸装置６０の測定から既知である。
【００５２】
接触点ＡはワークＷの外周上にあるので、以下の式が成立する。
（Ｗｘ−Ａｘ）2＋（Ｗｙ−Ａｙ）2＝Ｒｗ2    （式１）
また、接触点ＡはワークＷの中心Ｐｗ（基準位置）と砥石３０の中心Ｐｔ（基準位置）を通る直線上にあるので、以下の式が成立する。
Ｔｙ−Ａｙ＝（Ｔｘ−Ａｘ）＊（Ｔｙ−Ｗｙ）／（Ｔｘ−Ｗｘ）    （式２）
また、接触点Ａは砥石３０の外周上にあるので、以下の式が成立する。
（Ｔｘ−Ａｘ）2＋（Ｔｙ−Ａｙ）2＝Ｒｔ2    （式３）
以上の（式１）、（式２）から（Ａｘ、Ａｙ）を求めて（式３）に代入することで、砥石３０の半径Ｒｔを求めることができる。
なお、Ｚ座標を考慮する必要がある場合は（式１）〜（式３）をＸＹＺ座標の３次元として求めればよい。また、（式１）〜（式３）においてＹ座標を同じとすれば、計算を容易にできる。
【００５３】
次に図９（Ａ）に示すフローチャートを用いて手順（３−１）について説明する。なお、図９（Ａ）に示すフローチャートは、図６に示したフローチャートに対して、ステップＳ１１５、Ｓ１２２、Ｓ１３１、Ｓ１５２が追加され、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１６０、Ｓ１７０が削除されている。以下、相違点を主に説明する。
ステップＳ１１５では、ワークＷの加工処理を行い、ワークＷの寸法と、ワークＷの基準位置Ｐｗと、砥石３０の基準位置Ｐｔとを用いて、上記に説明した手順にて砥石３０の径（半径Ｒｔ）を算出する。そして、工作機械制御装置４０は、求めた砥石３０の径を用いて、仮想３次元モデル中の砥石の径を変更して表示する。手順（２−１）及び手順（２−２）のステップＳ１２１で求めた砥石の径は推定値であることに対して、手順（３−１）のステップＳ１１５で求めた砥石の径は直接的な測定値から算出した値であるので、より正確な砥石の径を求めることができる。
ステップＳ１２２は、図７（Ａ）の手順（２−１）のステップＳ１２２と同じであるので説明を省略する。
また、ステップＳ１３１、Ｓ１５０、Ｓ１５２は、図７（Ｂ）の手順（２−２）のステップＳ１３１、Ｓ１５０、Ｓ１５２と同じであるので説明を省略する。
【００５４】
以上、図９（Ａ）に示す手順（３−１）に基づいて仮想３次元モデル中の砥石の大きさを変更した場合、図７（Ａ）に示す手順（２−１）と同様に、実際の砥石３０の整形と径の測定を行った際（ステップＳ１５０）に正確な径の砥石を表示することが可能である。また、ワークＷを加工する毎には、ワークＷの径と、ワークＷの基準位置Ｐｗ、砥石３０の基準位置Ｐｔに基づいて算出した径の砥石を表示することができる（ステップＳ１１５）。
なお、手順（３−１）では、手順（２−２）と同様に、図８（Ｄ）に示すように、ワークＷの大きさのばらつき等があっても、砥石の径に基づいて整形を実行するため、より適切なタイミングで整形を行うことができる。また、砥石有効下限まで砥石３０を利用できる点も手順（２−２）と同様である。
【００５５】
●［第４の実施の形態（加工工具の大きさが直接指示された場合の表示）］
第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、工作機械１にて加工中の所定のタイミングで自動的に加工工具の大きさを求めて、仮想３次元モデル中に表示する加工工具の大きさに反映する方法を説明した。第４の実施の形態では、加工工具の交換直後等の場合に作業者から加工工具の大きさが直接指示（入力）された場合における、仮想３次元モデル中への表示について説明する。
【００５６】
例えば、加工工具が砥石の場合、作業者は砥石の交換直後に、工作機械制御装置４０の入力手段４４を用いて砥石の大きさ（径）を入力している。従来では、入力された径を仮想３次元モデルに表示するのは加工を開始してからであったため、入力された値が正しくない場合、加工が開始されてから異常なサイズの加工工具が表示されていた。
作業者からの入力値が正しくない状態で加工を開始してしまうことを回避するには、作業者が入力した時点で、入力値を反映した仮想３次元モデルを表示すればよい。例えば砥石の径を入力する場合、砥石の径が入力された時点で仮想３次元モデルの砥石の径を変更して表示すれば、異常な値を入力した場合、作業者は自身の入力値が正しくないことを即座に認識して再入力することができる。
また、作業者が入力した値が正しくない値であっても、正しい値との差が小さい場合、仮想３次元モデル中に入力値に応じた大きさで加工工具を表示しても、正しい値でないことが分からない場合がある。そこで、入力された値に応じた大きさで仮想３次元モデル中の加工工具を表示し、仮想３次元モデル中の加工工具が、仮想３次元モデル中の他の部分（他のパーツ）と干渉する場合、入力値の再確認と再入力を促す警報を出力する。例えば、警報を示す音声や、加工工具を点滅させたり色彩を変更したりして表示することで警報を出力する。
【００５７】
本発明の工作機械制御装置４０は、本実施の形態で説明した外観、構成、処理、表示例等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
なお、本実施の形態の説明では、図１の例に示した工作機械１により、砥石３０（加工工具）に対してワークＷをＺ軸方向に移動させ、ワークＷに対して砥石３０をＸ軸方向に移動させたが、ワークＷに対して砥石３０をＺ軸方向に移動させ、砥石３０に対してワークＷをＸ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、ワークＷに対して砥石３０を相対的にＺ軸方向、あるいはＸ軸方向に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】工作機械制御装置４０を備えた工作機械１の例を説明する図（平面図）である。
【図２】工作機械１の例を説明する図（側面図）である。
【図３】工作機械制御装置４０の構成の例を説明する図である。
【図４】実際の工作機械１及び工作機械制御装置４０の外観と、表示手段４２に表示される仮想３次元モデルを説明する図である。
【図５】第１の実施の形態を説明する図である。
【図６】第２の実施の形態において、手順（２−１）を説明する図である。
【図７】第２の実施の形態において、手順（２−２）、手順（２−３）を説明する図である。
【図８】第２の実施の形態において、砥石３０の整形が行われるタイミングと、各整形時における砥石３０の摩耗量との関係を説明する図である。
【図９】第３の実施の形態において、手順（３−１）と、砥石３０の径の求め方を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１        工作機械
１Ｂ      周辺機器
１Ｂａ    ＡＥセンサ（接触検出手段）
２        ベース
２１      主軸モータ
２１Ｅ    位置検出器
２１Ｄ    主軸台
２１Ｔ    心押し台
２１Ｃ、２１Ｓ    支持部
ＴＢ２    砥石テーブル
２２      砥石テーブル駆動モータ
２２Ｅ    位置検出器
ＴＢ１    主軸テーブル
２３      主軸テーブル駆動モータ
２３Ｅ    位置検出器
２４      砥石回転駆動モータ
２５      整形手段
２５Ｓ    修正研削面
２５Ｔ    修正研削面
２６      砥石位置検出手段（工具測定手段）
Ｐ１      外周面検知ピン
Ｐ２      端面検知ピン
３０      砥石（加工工具）
３２      位置検出手段
４０      工作機械制御装置
４２      表示手段
４２ａ    表示画面
４４      入力手段
６０      定寸装置（ワーク測定手段）
Ｐ３      位置検出用プローブ
Ｐｔ      （加工工具の）基準位置
Ｐｗ      （ワークの）基準位置
Ｗ        ワーク
【図１】
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【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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