CN113441960A - 机床和机床的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机床和机床的控制方法。机床包括用于对工件进行切削加工的机械部、能够输入机械部的操作指令的操作面板和能够输送工件的输送装置。机床能够连接到教导装置从而基于教导装置接收到的输送装置的操作指令来控制输送装置的操作。机床包括：模式设定部，能够设定特殊模式，特殊模式能够使用操作面板输入使用教导装置所能够输入的输送装置的操作指令；输入接收部，当模式设定部设定为特殊模式时，使用操作面板接收输送装置的操作指令的输入；以及控制部，基于输入接收部接收到的输入来控制输送装置的操作。因此，能够使用机床的操作面板与教导装置同样地输入输送装置的操作指令。

Description

机床和机床的控制方法

技术领域

本发明涉及一种机床和机床的控制方法。

背景技术

机床包括输送装置。输送装置用于输送由机床加工的工件。机床连接到教导装置，根据该教导装置接收到的操作指令来控制输送装置的操作。作为使用教导装置进行的作业，可以包括教导作业、点动(jog)操作、编程、改变各种参数、确认输入输出数据等。日本特开第2017-13153号公报的机器系统包括多个机器和教导装置。多个机器中的每个机器根据独立的操作程序进行操作。教导装置连接到从多个机器中选择的机器，指定为了操作该机器所需要的操作程序，进行与机器相对应地个性化。

在配置有多个机床的情况下，使用者携带一个教导装置，将其一个一个地连接到每个输送装置，执行上述作业。由于使用者无法并行进行作业，因而作业效率低，存在没有效率的等待连接时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床和机床的控制方法，能够在不具有教导装置的情况下使用操作面板以与教导装置相同的方式输入针对输送装置的操作指令。

为了实现上述目的，本发明提供一种机床，包括用于对工件进行切削加工的机械部、能够输入所述机械部的操作指令的操作面板和能够输送所述工件的输送装置，所述机床能够连接到教导装置从而基于所述教导装置接收到的所述输送装置的操作指令来控制所述输送装置的操作，所述机床包括：模式设定部，能够设定特殊模式，所述特殊模式能够使用所述操作面板输入使用所述教导装置所能够输入的所述输送装置的操作指令；输入接收部，当所述模式设定部设定为所述特殊模式时，使用所述操作面板接收所述输送装置的操作指令的输入；以及控制部，基于所述输入接收部接收到的所述输入来控制所述输送装置的操作。即使在机床没有教导装置的情况下，也能够使用操作面板与教导装置同样地输入输送装置的操作指令。因此，使用者能够更有效率地并行地在多个机床上进行作业。

本发明的机床，所述操作面板包括能够输入和显示信息的触摸面板，所述机床还包括：存储部，用于存储显示数据，所述显示数据是与所述教导装置具有相同的显示结构的数据；以及显示控制部，当所述模式设定部设定为所述特殊模式时，将所述存储部所存储的所述显示数据显示在所述触摸面板，所述输入接收部基于对所述显示控制部显示在所述触摸面板的所述显示数据进行的触摸操作，来接收所述输送装置的操作指令的输入。因为机床在操作面板的触摸面板上显示与教导装置具有相同的显示结构的显示数据，因此，当进行触摸操作时，在操作感觉上不产生与使用教导装置时不同的偏差。

本发明的机床，所述显示数据是模拟所述教导装置的表面的图像数据。

为了实现上述目的，本发明还提供一种机床的控制方法，所述机床包括用于对工件进行切削加工的机械部、能够输入所述机械部的操作指令的操作面板和能够输送所述工件的输送装置，所述机床能够连接到教导装置从而基于所述教导装置接收到的所述输送装置的操作指令来控制所述输送装置的操作，所述控制方法包括：模式设定步骤，能够设定特殊模式，所述特殊模式能够使用所述操作面板输入使用所述教导装置所能够输入的所述输送装置的操作指令；输入接收步骤，当所述模式设定步骤设定为所述特殊模式时，使用所述操作面板接收所述输送装置的操作指令的输入；以及控制步骤，基于所述输入接收步骤接收到的所述输入来控制所述输送装置的操作。通过机床进行上述各步骤，能够获得上述技术效果。

附图说明

图1是机床1和教导装置的立体图。

图2是操作面板7的正面视图。

图3是教导装置8的正面视图。

图4是示出机床1的电气结构的框图。

图5是支持控制处理的流程图。

图6是示出触摸面板71所显示的模式选择画面170的图。

图7是示出触摸面板71所显示的显示数据180的图。

具体实施方式

以下说明本发明的实施方式。在下面的说明中，使用附图中的箭头所示的左右、前后和上下。图1所示的机床1的左右方向、前后方向和上下方向分别是机床1的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。

参照图1和图2来说明机床1的结构。图1所示的机床1是主轴(未示出)在Z轴方向上延伸的立式机床。机床1包括基台2，机械部3，盖5，以及输送装置10。基台2配置在地上。机械部3设置在基台2的上部，使安装有刀具的主轴旋转从而对固定在工作台(未示出)上的工件进行切削加工。工作台设置在基台2的上部，盖5设置在基台2的上部。盖5围绕在机械部3的周围，防止切屑和切削液向周围飞散和飞溅。盖5的前表面中央包括开口部(未示出)和门4。门4在左右方向上移动以打开和关闭开口部。盖5在门4的右侧包括操作面板7。

如图2所示，当从正面观察时，操作面板7呈竖直方向上的边较长的矩形形状。操作面板7的前表面上半部包括触摸面板71，前表面下半部包括操作部72。触摸面板71当从正面观察时呈竖直方向上的边较长的矩形形状，是能够显示各种画面并且能够通过按压画面上所显示的内容来输入各种信息的输入装置。操作部72包括设定键721、轴移动键722、字符键723、数字键724、光标键725、开关组726、紧急停止按钮727等。开关组726包括各种切换开关。紧急停止按钮727用于强制停止机床1的操作。操作面板7通过触摸面板71和操作部72来接收对于机床1的各种操作指令的输入。

如图1所示，盖5的右侧壁51包括开口部511、壁部512和门6。开口部511设置在右侧壁51的中央的前侧，形成为大致矩形形状。壁部512设置在开口部511的周围。门6沿着壁部512的内表面以能够在Y轴方向上滑动的方式设置，用于打开和关闭开口部511。输送装置10设置在基台2的右侧面。输送装置10基于来自后述数字控制部60的控制信号来输送工件和打开关闭门6。输送装置10的具体结构将在后面说明。盖5的背面包括控制箱9。控制箱9容纳数字控制部60(参照图4)。数字控制部60全面控制机床1的操作。

以下说明输送装置10的结构。输送装置10包括移动部11、臂装置12、移动机构14等。移动部11能够由移动机构14在Y轴方向上滑动。臂装置12设置在移动部11的上部，能够在X轴方向和Z轴方向上伸缩，并且能够握持工件。因此，在门6打开的状态下，臂装置12更换保持在盖5内的工作台上的工件。

移动机构14设置在基台2的右侧面，包括框体部15，移动马达16(参照图4)，滚珠丝杠17，一对行走轴18A、18B，盖19等。框体部15固定在基台2的右侧面。移动马达16被固定为从框体部15的后部向后方突出。移动马达16的输出轴在框体部15内向前方突出。滚珠丝杠17被配置为在框体部15内在Y轴方向上延伸。滚珠丝杠17与移动马达16的输出轴同轴连结。

行走轴18A、18B设置在框体部15内滚珠丝杠17的上方和下方。行走轴18A、18B对移动部11以能够在Y轴方向上引导的方式进行支撑。在下面的说明中，当统称行走轴18A、18B时，称为行走轴18。移动部11安装在滚珠丝杠17上。盖19覆盖框体部15的开口右侧，并且以能够在Y轴方向上伸缩的方式固定在框体部15。盖19的后端部固定在移动部11的前侧部，在移动部11的后部也设置有与盖19相同的盖。盖19跟随移动部11在Y轴方向上的移动而伸缩。因此，移动机构14防止切屑等侵入框体部15内。当驱动移动马达16时，滚珠丝杠17旋转。随着滚珠丝杠17的旋转，移动部11在Y轴方向上移动，从而臂装置12在Y轴方向上移动。

臂装置12包括本体部121和臂部122，本体部121竖立在移动部11的上部，形成为在上下方向上较长的大致长方体形状。本体部121的前表面上部包括第一关节部41，第一关节部41将臂部122的后述第一臂21支撑为能够以在Y轴方向上延伸的轴心为中心旋转。本体部121的内部容纳有臂用马达91(参照图4)，臂用马达91旋转驱动第一臂21。本体部121的上表面部包括连结机构30，连结机构30包括在左右方向上延伸的连结杆(未示出)。连结杆由作为驱动源的连结用气缸31(参照图4)驱动，从而能够在作为盖5所在侧的左方向上进退。通过将连结杆插入设置在门6的外表面的前端部的连结孔(未示出)中，来将连结杆与连结孔相配合。当将连结杆插入连结孔从而进行配合时，臂装置12通过连结杆与门6一体化。因此，门6能够通过与臂装置12一体地在Y轴方向上移动而打开和关闭右侧壁51的开口部511。

臂部122包括能够折叠的第一臂21和第二臂22。本体部121的第一关节部41以能够转动的方式支撑第一臂21的一端部。第一臂21的另一端部包括第二关节部42，第二关节部42将第二臂22的一端部支撑为能够以在Y轴方向上延伸的轴心为中心转动。第二臂22的另一端部包括第三关节部43，第三关节部43将两个握持部(未示出)支撑为能够以在Y轴方向上延伸的轴心为中心转动。两个握持部被支撑在以第三关节部43的轴心为中心在圆周方向上隔开90°的位置，每个握持部能够握持工件。

第一臂21的内部容纳有臂用马达92(参照图4)。臂用马达92经由第二关节部42的齿轮(未示出)驱动第二臂22，第二臂22的内部容纳有臂用马达93(参照图4)。臂用马达93经由第三关节部43的齿轮旋转驱动两个握持部，两个握持部分别具有握持用气缸45(参照图4)。握持用气缸45是用于使相应的握持部对工件进行握持操作的驱动源。

机床1在操作面板7的下侧包括外部连接部75。教导装置8能够经由线缆55连接到外部连接部75。使用者通过教导装置8或机床1的操作面板7进行输送装置10的各种作业。所谓“各种作业”包括教导作业、点动操作、编程、各种参数的设定和改变、确认输入输出数据等。使用者能够在携带教导装置8的同时进行操作。所谓“教导作业”是用于存储输送装置10的操作的作业。稍后将说明使用操作面板7进行的输送装置10的各种作业。

以下参照图3来说明教导装置8的结构。教导装置8俯视时呈水平方向上的边较长的大致矩形形状，包括触摸面板81、键操作部82、切换开关83、紧急停止按钮84等。触摸面板81设置在教导装置8的上表面的大致中央部，俯视时呈水平方向上的边较长的大致矩形形状。触摸面板81是能够显示各种画面，并且能够通过在所显示的画面上进行触摸操作来输入各种信息的输入装置。所谓触摸操作，是包括在所显示的画面上进行“按压”或“碰触”两者的概念。键操作部82设置在教导装置8的上表面右侧。键操作部82包括多个“+”键85和“-”键86。切换开关83设置在教导装置8的上表面的右上方。切换开关83是取得或释放输送装置10的操作权的开关。当取得操作权时，能够通过教导装置8进行上述各种作业。当释放操作权时，不能从教导装置8进行各种作业。紧急停止按钮84设置在教导装置8的上表面的左上方，用于强制停止输送装置10的操作。

以下参照图4来说明机床1的电气结构。机床1包括数字控制部60、机械部3、输送装置10、操作面板7等。数字控制部60包括CPU 61、ROM 62、RAM 63、存储装置64、输入输出部67等。CPU 61全面控制机床1的操作。ROM 62存储支持控制程序等各种程序。支持控制程序用于执行后述的支持控制处理(参照图5)。RAM 63临时存储各种信息。存储装置64是非易失性存储装置，用于存储包括后述显示数据180在内的各种信息。输入输出部67用于与外部装置进行数据的输入输出。机械部3、输送装置10、操作面板7、外部连接部75等连接到输入输出部67。

输送装置10包括输送控制部101，输送控制部101基于来自数字控制部60的CPU 61的控制信号来控制输送装置10的操作。输送控制部101分别连接到移动马达16、编码器16A、臂用马达91～93、编码器91A～93A、连结用气缸31、握持用气缸45等。编码器16A检测移动马达16的旋转位置，将检测信号输出到输送控制部101。编码器91A检测臂用马达91的旋转位置，将检测信号输出到输送控制部101。编码器92A检测臂用马达92的旋转位置，将检测信号输出到输送控制部101。编码器93A检测臂用马达93的旋转位置，将检测信号输出到输送控制部101。基于来自输送控制部101的控制信号来驱动移动马达16、臂用马达91～93、连结用气缸31以及握持气缸45。

外部连接部75能够经由线缆55连接到教导装置8。CPU 61经由外部连接部75和输入输出部67接收由教导装置8接收的操作指令的输入信息。CPU 61基于接收到的各种输入信息将控制信号发送到输送控制部101。输送控制部101基于从CPU 61接收到的控制信号来控制输送装置10的操作。

以下将参照图5至图7来说明支持控制处理。假设在设置有三个机床1的工厂中，对于三个机床1仅有一个教导装置8。当对全部三个机床1中的每个分别进行输送装置10的教导作业时，如果使用一个教导装置8依次连接三个机床1来进行作业，则需要花费时间。在本实施方式中，三个使用者能够使用三个机床1的操作面板7并行地进行输送装置10的教导作业。

当在各机床1中使用操作面板7进行输送装置10的教导作业时，使用者使用操作面板7的操作部72进行用于选择支持应用程序的操作。支持应用程序是用于支持使用者的作业的应用程序软件。当CPU 61接收到在操作面板7上进行的选择支持应用程序的操作时，从ROM 62读取支持控制程序执行本处理。

如图6所示，操作面板7的触摸面板71从上方开始依次包括显示区域171～173。显示区域171是在触摸面板71的上部在左右方向上延伸的细长矩形区域，能够显示各种信息。显示区域172是设置在触摸面板71中央部的主要的矩形区域，能够显示各种信息。显示区域173是在触摸面板71的下部在左右方向上延伸的细长矩形区域，能够显示各种信息。通常，CPU 61在显示区域172显示主要的操作画面(未示出)。

CPU 61在显示区域172显示模式选择画面170(S11)。模式选择画面170能够选择用于支持使用者的各种模式。模式选择画面170例如显示在上下左右方向上布置的11个模式选择按钮7A～7K。能够通过使用者的触摸操作来选择模式选择按钮7A～7K。按钮7A接收用于调整加工参数的模式。加工参数是机械部3进行切削加工所需的参数。按钮7B接收用于设定能够更换的刀具的模式，按钮7C接收用于显示刀具寿命的模式，按钮7D接收用于显示机床1的耗电量的模式，按钮7E接收用于显示设定期间内的生产业绩的模式，按钮7F接收用于显示PLC(可编程逻辑控制器)的设定画面的模式，按钮7G接收用于以线形状来显示扭矩波形的模式。扭矩波形是机械部3的主轴马达(未示出)的扭矩波形。按钮7H接收用于支持从错误状态恢复的模式，按钮7工接收用于编辑主画面的模式，按钮7J接收用于显示使用者配置的自定义画面的模式，按钮7K接收教导装置模式。教导装置模式是由操作面板7进行由教导装置8进行的各种作业的模式。

CPU 61判断是否选择了按钮7A～7K中的任一个(S12)。当未选择按钮7A～7K中的任一个时(S12：否)，CPU 61判断操作面板7是否存在结束支持应用程序的操作(S13)。结束支持应用程序的操作通过按下设置在操作面板7的归位(home)键(未示出)来执行。当存在结束支持应用程序的操作时(S13：是)，CPU 61结束本处理。当不存在结束支持应用程序的操作时(S13：否)，CPU 61返回S12监视按钮7A～7K的选择。

当选择了按钮7A～7K中的任一个时(S12：是)，CPU 61判断使用者是否选择了按钮7K(S14)。基于触摸面板71是否检测到按钮7K的触摸操作来判断是否选择了按钮7K。当选择了按钮7K时(S14：是)，CPU 61设定为教导装置模式(S15)。CPU 61从存储装置64读取显示数据180(S16)，将其显示在显示区域172(S17)。

如图7所示，显示数据180是模拟图3所示教导装置8的触摸面板81、键操作部82和切换开关83的布局，与教导装置8大致相同的图像数据。显示数据180包括面板部181、键操作部182和切换开关部183。面板部181对应于教导装置8的触摸面板81。面板部181显示与触摸面板81所显示的各种画面相同的画面。键操作部182对应于教导装置8的键操作部82，包括多个“+”键部185和“-”键部186。“+”键部185对应于教导装置8的“+”键85，“-”键部186对应于教导装置8的“-”键86。切换开关部183对应于教导装置8的切换开关83。面板部181、键操作部182和切换开关部183全都显示在操作面板7的触摸面板71上。因此，当使用者触摸画面上所显示的内容时，触摸面板71接收各种操作。

CPU 61判断是否接收到触摸面板71上的操作(S18)。当未接收到操作时(S18：否)，CPU 61判断操作面板7是否存在结束支持应用程序的操作(S20)。当不存在结束支持应用程序的操作时(S20：否)，CPU 61返回S18，监视是否接收到操作。当接收到显示区域172上的显示数据180中的面板部181、键操作部182、切换开关部183中的任一操作时(S18：是)，CPU 61将与接收到的操作相对应的控制信号发送到输送装置10，在输送装置10中执行所接收到的操作(S19)。输送装置10的输送控制部101基于从CPU 61输出的控制信号进行操作。当在面板部181中接收到输送装置10的教导作业时，CPU 61执行输送装置10的教导作业。切换开关部183的操作也可以由重复触摸操作来代替。当存在结束支持应用程序的操作时(S20：是)，CPU 61结束本处理。

当选择了按钮7K以外的按钮时(S14：否)，CPU 61设定为与所选择的按钮相对应的模式(S21)。CPU 61从存储装置64读取与所选择的按钮相对应的模式的显示数据(S22)，将其显示在显示区域172(S23)。CPU 61判断是否接收到触摸面板71上的操作(S24)。当未接收到操作时(S24：否)，CPU 61判断操作面板7是否存在结束支持应用程序的操作(S26)。当不存在结束支持应用程序的操作时(S26：否)，CPU 61返回S24，监视是否接收到操作。当接收到操作时(S24：是)，CPU 61执行接收到的操作(S25)。当存在结束支持应用程序的操作时(S26：是)，CPU 61结束本处理。

如上所述，在上述工厂中，通过三个使用者使用三个机床1的操作面板7并行进行输送装置10的教导作业，与使用一个教导装置8的方法相比，能够缩短作业时间。由于存储装置64存储有教导装置8的显示数据180，因此，不像教导装置8那样需要连接时间，因而能够削减没有效率的时间。由于显示数据180具有与教导装置8相同的用户界面(UI)，因此，在操作感觉上没有偏差。即使在机床1没有教导装置8的情况下，也能够在输送装置10中进行教导作业等各种作业。

如上所述，本实施方式的机床1包括机械部3、操作面板7和输送装置10。机械部3对工件进行切削加工。操作面板7输入机械部3的操作指令。输送装置10输送工件。机床1的数字控制部60连接教导装置8，基于教导装置8所接收到的输送装置10的操作指令来控制输送装置10的操作。数字控制部60的CPU 61能够设定教导装置模式，在教导装置模式下，能够由操作面板7来输入教导装置8所能输入的输送装置10的操作指令。当设定为教导装置模式时，CPU 61由操作面板7接收输送装置10的操作指令的输入。因此，机床1能够使用操作面板7与教导装置8同样地输入输送装置10的操作指令。因此，使用者能够更有效率地并行地在多个机床1上进行作业。使用者使用教导装置模式通过操作面板7来输入输送装置10的操作指令，能够省略教导装置8的连接所需要的时间，因而能够更有效率地进行作业。

操作面板7包括能够输入和显示信息的触摸面板71。机床1包括存储装置64。存储装置64存储显示数据180。显示数据180是与教导装置8的显示结构相同的数据。当设定为教导装置模式时，CPU 61读取存储在存储装置64中的显示数据180，将其显示在触摸面板71上。CPU 61基于对触摸面板71上所显示的显示数据180的触摸操作，来接收输送装置10的操作指令的输入。因此，当使用者进行触摸操作时，在操作感觉上不产生与使用教导装置8时不同的偏差。

存储装置64是本发明的存储部的一个例子。执行图5所示支持控制处理中的S15的处理的CPU 61是本发明的模式设定部的一个例子。教导装置模式是本发明的特殊模式的一个例子。执行S18的处理的CPU 61是本发明的输入接收部的一个例子。执行S19的处理的CPU61是本发明的控制部的一个例子。执行S17的处理的CPU 61是本发明的显示控制部的一个例子。

本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变形。尽管在图5所示的支持控制处理中，当设定为教导装置模式时(S15)，CPU 61读取具有与教导装置8相同的显示结构的显示数据180，将其显示在触摸面板71上(S16，S17)，但是，在触摸面板71上显示的显示数据也可以与教导装置8的布局无关，显示数据只要是至少能够进行与教导装置8相同的操作的操作画面的显示数据即可。

尽管教导装置8包括触摸面板81，但是，也可以是单纯的显示部。触摸面板81也可以是机械意义上的操作面板。

尽管机床1是立式机床，但是，也可以是主轴在水平方向上延伸的卧式机床。

Claims (4)

1.一种机床，包括用于对工件进行切削加工的机械部、能够输入所述机械部的操作指令的操作面板和能够输送所述工件的输送装置，所述机床能够连接到教导装置从而基于所述教导装置接收到的所述输送装置的操作指令来控制所述输送装置的操作，所述机床包括：

模式设定部，能够设定特殊模式，所述特殊模式能够使用所述操作面板输入使用所述教导装置所能够输入的所述输送装置的操作指令；

输入接收部，当所述模式设定部设定为所述特殊模式时，使用所述操作面板接收所述输送装置的操作指令的输入；以及

控制部，基于所述输入接收部接收到的所述输入来控制所述输送装置的操作。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述操作面板包括能够输入和显示信息的触摸面板，

所述机床还包括：

存储部，用于存储显示数据，所述显示数据是用于进行与所述教导装置相同的操作的操作画面的数据；以及

显示控制部，当所述模式设定部设定为所述特殊模式时，将所述存储部所存储的所述显示数据显示在所述触摸面板，

所述输入接收部基于对所述显示控制部显示在所述触摸面板的所述显示数据进行的触摸操作，来接收所述输送装置的操作指令的输入。

3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，所述显示数据是模拟所述教导装置的表面的图像数据。

4.一种机床的控制方法，所述机床包括用于对工件进行切削加工的机械部、能够输入所述机械部的操作指令的操作面板和能够输送所述工件的输送装置，所述机床能够连接到教导装置从而基于所述教导装置接收到的所述输送装置的操作指令来控制所述输送装置的操作，所述控制方法包括：

模式设定步骤，能够设定特殊模式，所述特殊模式能够使用所述操作面板输入使用所述教导装置所能够输入的所述输送装置的操作指令；

输入接收步骤，当所述模式设定步骤设定为所述特殊模式时，使用所述操作面板接收所述输送装置的操作指令的输入；以及

控制步骤，基于所述输入接收步骤接收到的所述输入来控制所述输送装置的操作。

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