JP2003001547A - 工作機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工中の機械を加工プログラムの途中で停止
させることができて、機械異常発生時等の待機時間の短
縮が図れるようにする。特に、２軸工作機械に対して、
復旧が早期に行え、稼働率の向上が図れるようにする。 【解決手段】 工作機械３を加工プログラム１１に従い
制御する機械制御手段１２と、工作機械３の加工を中断
させる指令を与える加工中断指令手段１８とを備える。
機械制御手段１２は、中断指令を受けたときに、加工プ
ログラム１１の途中で加工を中断させる中断処理手段１
７を有するものとする。中断処理手段１７は、中断指令
を受けたときに、加工に使用中の工具による所定の単位
の加工の終了を待って、加工プログラム１１の途中の加
工中断を行うものとする。工作機械３は、２つの加工部
４Ｌ，４Ｒを有する２軸工作機械である。加工中断指令
手段１８は、各加工部４Ｌ，４Ｒに対して個別に中断指
令を与えることが可能なものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２軸旋盤等の工
作機械を制御する制御装置に関し、特に異常発生時の制
御機能に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、２軸旋盤では、例えば図７に示す
ように、片軸（左側の軸Ｌ）で着座不良等の異常が発生
すると（時点ＮＧ）、他方の軸（右側の軸Ｒ）の加工が
終了してからサイクル停止し、オペレータコールしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記制御では、片方の
軸（Ｌ）は、他方の軸（Ｒ）の加工が終了するまでは、
何も仕事をせずに待機することになる。このような待機
時間は、短サイクルのワークでは、あまり問題にならな
いが、加工時間が長いワークの場合、日単位、月単位等
で積算すると、大きな無駄となる。

【０００４】この発明の目的は、加工中の機械を加工プ
ログラムの途中で停止させることができて、機械異常発
生時等の待機時間の短縮が図れる工作機械の制御装置を
提供することである。この発明の他の目的は、加工を中
断しても、その中断したワークに筋等を発生させること
なく、精度良く残りの加工を行えるようにすることであ
る。この発明のさらに他の目的は、加工部を２つ有する
２軸工作機械に対して、加工の中断が加工部毎に行え
て、復旧が早期に行え、稼働率の向上が図れるようにす
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施形
態に対応する図１と共に説明する。この工作機械の制御
装置は、工作機械（３）を加工プログラム（１１）に従
い制御する機械制御手段（１２）と、前記工作機械
（３）の加工を中断させる指令を与える加工中断指令手
段（１８）とを備え、前記機械制御手段（１２）は、前
記加工中断指令手段（１８）から中断指令を受けたとき
に、前記加工プログラム（１１）の途中で加工を中断さ
せる中断処理手段（１７）を有するものとする。この構
成によると、加工中断指令手段（１８）から中断指令を
与えることにより、機械制御手段（１２）の中断処理手
段（１７）は、加工プログラム（１１）の途中で加工を
中断させる。このように、加工中の機械（３）を加工プ
ログラム（１１）の途中で中断させることができるた
め、機械異常発生時等の待機時間の短縮を図ることがで
きる。

【０００６】前記中断処理手段（１７）は、中断指令を
受けたときに、加工に使用中の工具による所定の単位の
加工の終了を待って、加工プログラム途中の加工の中断
を行うものとすることが好ましい。使用中の工具による
所定の単位の加工は、例えばその工具をワークから離す
までの加工であり、長くても工具を別の工具に交換する
までの加工である。このように、使用中の工具による所
定の単位の加工の終了を待って加工を中断することによ
り、パスの途中で中断することが避けられる。パスの途
中で加工を中断すると、加工を再開したときに、工具送
り系や熱膨張状態等に極僅かな違いがあっても、パスの
途中で筋のような加工品質不良部分が発生することがあ
る。異なるパス間では、上記のような極僅かな違いは問
題とならない。このため、加工を中断しても、その中断
したワークに筋等を発生させることなく、精度良く残り
の加工を行うことができる。前記中断処理手段（１７）
は、中断を行うときに、加工プログラム（１１）におけ
る再開すべきブロックの先頭の位置を記憶するものとし
ても良い。加工プログラム（１１）は、命令群であるブ
ロックで記述されることが多い。このような加工プログ
ラム（１１）において、再開すべきブロックの先頭の位
置を記憶しておくと、中断後の続きの加工の再開を簡単
な制御で正しく行うことができる。再開すべきブロック
の先頭の位置は、例えばそのブロックのシーケンスナン
バーによって記憶するようにする。

【０００７】前記工作機械（３）が、加工部（４Ｌ，４
Ｒ）を２つ有する２軸工作機械である場合に、前記加工
中断指令手段（１８）は、各加工部（４Ｌ，４Ｒ）に対
して個別に中断指令を与えることが可能なものとするこ
とが好ましい。この構成の場合、各加工部（４Ｌ，４
Ｒ）を個別に加工プログラム（１１）の途中で中断する
ことができる。そのため、例えばいずれか片方の加工部
（４Ｌ，４Ｒ）で異常が発生した場合に、異常の生じて
いない加工部（４Ｌ，４Ｒ）を中断させ、異常の発生し
た加工部（４Ｌ，４Ｒ）の復旧をできるだけ早期に行う
ことができる。これにより、無駄な待ち時間を無くし稼
働率を向上させることができる。なお、加工中断指令手
段（１８）は、必ずしも各加工部（４Ｌ，４Ｒ）に対し
て別個に設けられたものでなくても良く、同じスイッチ
等の手段で構成されて操作形態の違いによって、加工部
の違いが認識できるように操作できるものであっても良
い。

【０００８】なお、この構成の場合、次の工作機械の異
常発生時運転方法が実現できる。この運転方法は、２つ
の加工部（４Ｌ，４Ｒ）有し、それぞれ加工プログラム
（１１）に従って機械制御手段（１２）により制御され
る２軸工作機械（３）において、いずれかの加工部（４
Ｌ，４Ｒ）で異常が発生したときに、機械制御手段（１
２）により、異常の発生した加工部（４Ｌ，４Ｒ）を停
止してオペレータコールを行い、正常側の加工部（４
Ｌ，４Ｒ）を、オペレータによる中断指令の入力に従っ
て、機械制御手段（１２）が加工プログラム（１１）の
途中で加工を中断させる方法である。この方法におい
て、機械制御手段（１２）は、中断指令を受けたとき
に、加工に使用中の工具による所定の単位の加工の終了
を待って、加工プログラム（１１）の途中の加工中断を
行うものとしても良い。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。この工作機械の制御装置は、制御装置本体
１と操作盤２とを備え、工作機械３を制御するものであ
る。工作機械３は、第１および第２の加工部４Ｌ，４Ｒ
を備える。これら加工部４Ｌ，４Ｒはそれぞれワークに
対して加工を行う機械部分であり、ワーク支持手段と工
具支持とを有する。

【００１０】図２は、工作機械３の具体例を示す。この
例の工作機械３は平行２軸旋盤からなり、第１および第
２の加工部４Ｌ，４Ｒとして、それぞれワーク支持手段
である主軸５と、工具支持手段である刃物台６とを備え
る。主軸５は、ワークＷを支持する車軸チャック５ａを
軸端に有し、主軸台７に設置されている。刃物台６はタ
レットからなり、タレットキャリッジ８に前後移動およ
び割出回転が可能に設置さている。タレットからなる刃
物台６は、正面形状が多角形のドラム状のものであり、
各周面部分からなる工具ステーションＳに、それぞれ工
具Ｔ（図３）が取付けられる。タレットキャリッジ８
は、ベッド９上に左右移動自在に設置されている。各加
工部４Ｌ，４Ｒは、加工または機械の異常を検出する異
常検出センサ１０を有している。異常検出センサ１０
は、例えば、主軸チャック５ａに設けられてワークＷが
正しく着座しているか否かを検出する着座検出スイッチ
等からなる。

【００１１】図１において、機械制御装置本体１は、コ
ンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコン
トローラにより構成されたものであり、工作機械３を加
工プログラム１１に従って制御する機械制御手段１２を
有している。機械制御手段１２は、工作機械３の各加工
部４Ｌ，４Ｒに対して個別に設けられ、それぞれ別の加
工プログラム１１に従って、対応する加工部４Ｌ，４Ｒ
を制御するものとしてある。両機械制御手段１２は、互
いに同じ構成のものであり、片方の機械制御手段１２に
ついてのみ説明する。

【００１２】機械制御手段１２は、加工プログラム１１
を解読して実行する基本制御手段１３を備え、この他に
異常検出手段１４、報知手段１５、異常停止手段１６、
および中断処理手段１７とを有している。異常検出手段
１４は、工作機械３の各加工部４Ｌ，４Ｒに設けられた
異常検出センサ１０の検出信号によって異常の判定を行
い、異常と判定した場合に異常信号を出力する手段であ
る。報知手段１５は、異常検出手段１４の異常信号を受
けて、報知ランプ、報知音発生手段、画面表示手段等の
オペレータコール手段に、所定の異常の報知出力を行わ
せる手段である。異常停止手段１６は、異常検出手段１
４の異常信号を受けて、対応する加工部４Ｌ，４Ｒを運
転停止させる手段である。

【００１３】中断処理手段１７は、操作盤２に設けられ
た加工中断指令手段１８のオン信号応答して、所定の中
断処理を行う手段である。中断処理手段１７および加工
中断指令手段１８は、一般的な制御装置に対してこの実
施形態において追加した特徴的な手段であり、後に詳細
に説明する。

【００１４】操作盤２は、制御装置本体１に対してオペ
レータの操作の入力等を行う手段であり、工作機械３の
各加工部４Ｌ，４Ｒに対する指令入力手段として、起動
スイッチ１９、リセットスイッチ２０、およびモード切
換スイッチ２１を有している。起動スイッチ１９は、機
械制御手段１２による加工部４Ｌ，４Ｒの起動指令を与
えるスイッチである。リセットスイッチ２０は、機械制
御手段１２を所定の初期状態に戻す指令を与える手段で
ある。モード切換スイッチ２１は、機械制御手段１２
を、加工プログラム１１に従う自動運転モードと、操作
盤２の操作スイッチ（図示せず）による手動運転を行わ
せるモードとに切換えを行う手段である。なお、起動ス
イッチ１９、リセットスイッチ２０、およびモード切換
スイッチ２１は、左右の加工部４Ｌ，４Ｒに対して共通
の一つのものとしても良い。

【００１５】この実施形態はこのような操作盤２に対し
て、各加工部４Ｌ，４Ｒに対して、加工を中断させるた
めの指令を与える加工中断指令手段１８を設けている。
加工中断指令手段１８は、例えばプッシュボタン型のス
イッチからなる。

【００１６】加工中断指令手段１８に対応して機械制御
手段１２に設けた中断処理手段１７は、加工中断指令手
段１８のオン信号による中断指令を受けたときに、上記
の所定の処理として、加工プログラム１１の途中で加工
を中断させる制御を行うものである。中断処理手段１７
は、中断指令を受けたときに、加工に使用中の工具Ｔ
（図３）による所定の単位の加工の終了を待って、加工
プログラム１１の途中の加工中断を行うものとすること
が好ましい。使用中の工具Ｔによる所定の単位の加工
は、例えばその工具Ｔをワークから離すまでの加工であ
り、長くても工具Ｔを別の工具に交換するまでの加工で
ある。

【００１７】所定の単位の加工の具体例を図３と共に説
明する。同図に示すような段付き軸状のワークＷの小径
部Ｗ１および大径部Ｗ２の外径加工、および段差面Ｗ３
の端面加工を行う場合を考える。小径部Ｗ１および大径
部Ｗ２の加工を同じ工具Ｔで加工する場合に、小径部Ｗ
１から大径部Ｗ２まで連続して加工する場合は、小径部
Ｗ１の大径部Ｗ２を合わせた加工が、１つの単位の加工
となる。小径部Ｗ１の加工の後、一旦、工具Ｔをワーク
Ｗから後退させて離し、大径部Ｗ２の加工を行う場合
は、小径部Ｗ１の加工と小径部Ｗ２の加工とはそれぞれ
別の単位の加工とされる。端面Ｗ３の加工は、工具Ｔが
異なるものに交換されるため、別の単位の加工である。

【００１８】中断処理手段１７による所定の単位の加工
の制御上の区別は、例えば図４に示すように加工プログ
ラム１１に記述された中断可能宣言コードＭにより判別
される。なお、中断可能宣言コードＭは、必ずしも設け
なくても良く、例えばシーケンスナンバーＮＯを、中断
可能宣言コードとして流用しても良い。中断処理手段１
７は、中断指令を受けたときに、基本制御手段１３で中
断可能宣言コードＭが読み出されるまで加工を続行し、
このコードＭが読み出されたときに加工の中断を行わせ
る。加工プログラム１１は、図４に概略を示すように、
複数のブロックＢの並びで構成され、中断可能宣言コー
ドＭは、各ブロックＢの最後に記述される。なお、必ず
しも全てのブロックＢに中断可能宣言コードＭを記述す
る必要はなく、プログラム作成時等に加工を中断しても
良いと考えた箇所に中断可能宣言コードＭを記述すれば
良い。ブロックＢは、一つの単位の加工の指令群を記述
したものであり、先頭にシーケンスナンバーＮＯのワー
ドが記述される。各ブロックＢ内には、例えば準備機能
ワード、位置決めディメンションワード、送り機能ワー
ド、主軸機能ワード、工具機能ワード、補助機能ワード
等が記述される。中断可能宣言コードＭは、補助機能ワ
ードの一つとして記述される。

【００１９】加工プログラム１１の先頭には、シーケン
スジャンプ指令Ｊを記述しておく。シーケンスジャンプ
指令Ｊは、加工中断後の再開時に、中断したシーケンス
ナンバーのブロックＢの次のブロックＢにジャンプさせ
る手段である。中断処理手段１７は、中断を行ったとき
のブロックのシーケンスナンバーＮＯを記憶しておき、
加工プログラム１１による加工再開時に、加工プログラ
ム１１の先頭から再開させて、シーケンスジャンプ指令
Ｊに従って、中断したブロックＢの次のブロックＢから
加工を再開させる。なお、中断処理手段１７は、中断し
た次のブロックＢの先頭まで進んで中断し、そのブロッ
クＢのシーケンスナンバーＮＯを記憶しておくようにし
ても良い。

【００２０】次に、上記構成による中断時の制御例を説
明する。概略を説明すると、両加工部４Ｌ，４Ｒによる
運転中、いずれか片方の加工部４Ｌ，４Ｒが何らかの異
常で加工を続けられないような状態になったときに、そ
の時点でオペレータコールをし、他方の加工部４Ｌ，４
Ｒを中断し、異常の発生した加工部４Ｌ，４Ｒの異常除
去後に再起動するという手続きを行う。

【００２１】図５の流れ図および図６のタイムチャート
と共に、中断時の制御の具体例を説明する。通常の連続
運転中（ステップＳ１）に、左側の加工部４Ｌで着座異
常が発生したとする（Ｓ２）。このとき、着座異常は図
１の異常検出手段１４で検出され、報知手段１５により
オペレータコールを行う（Ｓ４）。異常の発生した加工
部４Ｌは、異常停止手段１６の制御によって停止する。
オペレータは、オペレータコールを確認し、右側の加工
部４Ｒの加工中断指令手段１８をオンする（Ｓ４）。こ
れにより発生した中断指令により、右側の加工部４Ｒに
対する中断処理手段１７は、加工中のブロックＢ（図
４）の終了まで加工を続行させた後、加工を停止させ
る。つまり次ブロックの先頭で加工停止する（Ｓ５）。
停止するまでは、オペレータは待機し、また停止するま
では報知手段１５による報知ランプの点滅等による報知
を続行する。

【００２２】中断処理による停止の後、オペレータはリ
セッチスイッチ２０（図１）をオンし、モード切換スイ
ッチ２１を手動モードに切り換える（Ｓ５）。この状態
で、異常の発生側である左側加工部４Ｌの機体カバーの
扉（図示せず）を開き、異常原因を除去する（Ｓ７）。
異常原因が除去されると、オペレータの操作によって扉
を閉め（Ｓ８）、左右両側とも、オペレータの操作によ
って加工プログラム１１の頭出しを行う（Ｓ９）。この
後、起動スイッチ１９をオンすると（Ｓ１０）。右側の
加工部４Ｒについては、シーケンスジャンプ指令Ｊ（図
４）によって、加工プログラム１１における中断したと
きの続きへ自動的にジャンプし、加工を続行する（Ｓ１
１）。異常の発生側である右側の加工部４Ｒについて
は、説明を省略したが、異常の種類等に応じて、異常停
止したときの続きへ自動的にジャンプし、加工を続行す
るか。

【００２３】この工作機械の制御装置によると、このよ
うに、いずれか片側の加工部４Ｌ，４Ｒに異常が発生す
ると、即座にオベレータコールを行い、正常側の加工部
４Ｌ，４Ｒについて、ワークＷの加工終了まで待たず
に、加工中断指令手段１８のオンによって加工中断を可
能としたため、無駄な待機時間を無くし、稼働率を向上
させることができる。加工の中断は、加工に使用中の工
具Ｔによる所定の単位の加工の終了を待って行われるた
め、加工を中断したワークＷに筋等を発生させることな
く、精度良く残りの加工を行うことができる。

【００２４】なお、加工中断指令手段１７は、各加工部
４Ｌ，４Ｒに対して個別に中断指令を与えることが可能
なものであるため、異常検出手段１４で異常検出された
場合に限らず、オペレータが任意時に、意識的に加工を
中断させ、寸法確認等の加工状態をチェックする場合等
に利用することもできる。

【００２５】

【発明の効果】この発明の工作機械の制御装置は、工作
機械を加工プログラムに従い制御する機械制御手段と、
前記工作機械の加工を中断させる指令を与える加工中断
指令手段とを備え、前記機械制御手段は、前記加工中断
指令手段から中断指令を受けたときに、前記加工プログ
ラムの途中で加工を中断させる中断処理手段を有するも
のとしたため、加工中の機械を加工プログラムの途中で
停止させることができて、機械異常発生時等の待機時間
の短縮を図ることができる。前記中断処理手段を、中断
指令を受けたときに、加工に使用中の工具による所定の
単位の加工の終了を待って、加工プログラム途中の加工
の中断を行うものとした場合は、加工を中断しても、そ
の中断したワークに筋等を発生させることなく、精度良
く残りの加工を行うことができる。前記中断処理手段
を、中断を行うときに、加工プログラムにおける再開す
べきブロックの先頭の位置を記憶するものとした場合
は、簡単な制御で中断後の続きの加工を正しく再開する
ことができる。工作機械が加工部を２つ有する２軸工作
機械である場合に、前記加工中断指令手段を、各加工部
に対して個別に中断指令を与えることが可能なものとし
た場合は、いずれかの加工部の異常発生時に、他方の加
工部を無駄に待機させることなく、復旧を早期に行え、
稼働率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械の制御
装置の概念構成を示すブロック図である。

【図２】同工作機械の部分正面図である。

【図３】同工作機械によるワークと工具のパスとの関係
を示す側面図である。

【図４】加工プログラムの一例の説明図である。

【図５】同制御装置による異常発生時の処理例の流れ図
である。

【図６】同処理例のタイムチャートである。

【図７】従来の処理方法のタイムチャートである。

【符号の説明】

１…制御装置本体 ２…操作盤 ３…工作機械 ４Ｌ，４Ｒ…加工部 ５…主軸 ６…刃物台 １０…異常検出センサ １１…加工プログラム １２…機械制御手段 １３…基本制御手段 １４…異常検出手段 １５…報知手段 １６…異常停止手段 １７…中断処理手段 １８…加工中断指令手段 Ｂ…ブロック Ｊ…シーケンスジャンプ指令 Ｍ…中断可能宣言コード Ｔ…工具 Ｗ…ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械を加工プログラムに従い制御す
   る機械制御手段と、前記工作機械の加工を中断させる指
   令を与える加工中断指令手段とを備え、前記機械制御手
   段は、前記加工中断指令手段から中断指令を受けたとき
   に、前記加工プログラムの途中で加工を中断させる中断
   処理手段を有するものとした工作機械の制御装置。
2. 【請求項２】 前記中断処理手段は、中断指令を受けた
   ときに、加工に使用中の工具による所定の単位の加工の
   終了を待って、加工プログラム途中の加工の中断を行う
   ものとした請求項１記載の工作機械の制御装置。
3. 【請求項３】 前記中断処理手段は、中断を行うとき
   に、加工プログラムにおける再開すべきブロックの先頭
   の位置を記憶するものとした請求項１または請求項２記
   載の工作機械の制御装置。
4. 【請求項４】 前記工作機械は、加工部を２つ有する２
   軸工作機械であり、前記加工中断指令手段は、各加工部
   に対して個別に中断指令を与えることが可能なものとし
   た請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の工作機械
   の制御装置。