JP2010140225A - 工作機械用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えながらも、操作者の熟練度に左右されず直感的に素早く操作が行えるようにした工作機械用制御装置を提供する。
【解決手段】工作機械を制御する工作機械制御手段５３と、三次元形状モデルをシミュレート動作させるシミュレート手段５４と、三次元形状モデルを表示するモデル表示手段５５とを備えた工作機械用制御装置５０において、工作機械の自動運転時に行われる一連の動作を個々の動作に分割した各個動作で動作させる部位の三次元形状モデルごとに作業順番を表示する作業順番表示手段５６と、作業順番が表示された三次元形状モデルが選択されると選択された三次元形状モデルに対応する部位を動作させるメニューを表示するメニュー表示手段５７と、表示されたメニューが操作されると操作されたメニューに対応する動作となるように選択された三次元形状モデルに対応する部位を制御する部位制御手段６１とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械（周辺機器を含む）を制御する工作機械用制御装置に関する。

一般的な工作機械には、当該工作機械で動作可能な部位（例えばワークや工具・治具等を意味する。以下同様である。）の動作を制御するための工作機械用制御装置が備えられる。この工作機械用制御装置は、数値制御を行う数値制御装置とともに、指示入力機器や表示手段等を備えた操作盤を設けている。操作盤には操作可能な全ての部位に対応したボタンが部位を特定する文字や図形等とともに表示されているので、操作者は目的の部位に対応したボタンを操作することで当該部位の動作を指示することができる。
例えば操作盤としてタッチパネル等が使用されている場合、入力手段としての各種ボタンやスイッチと、出力手段としてのランプやディスプレイ等の表示手段が、操作盤に設けられている。また、操作盤には、工作機械に自動運転を行わせるための自動運転用の各種ボタン等の入力手段の他にも、工作機械の自動運転時に行われる一連の動作を個々の動作に分割した各個動作のそれぞれを行わせるための各個動作用の入力手段が設けられている。作業者は、工作機械の故障や異常停止等が生じた場合、故障や異常の原因を除去等した後、各個動作用の入力手段（操作ボタン等）を操作することで、故障個所や異常個所の各個動作を行わせて復旧を行う。

ところが、単に操作盤にボタンを表示しただけでは、このボタンを操作したときに実際にどのように作用するのか分からない場合がある。従来では、操作者が操作の対象や操作結果を直感的に把握できるようにした遠隔運転監視システムに関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。

特許文献１の技術によれば、実際の動作対象をカメラで撮像して表示する領域とともに操作可能なボタンを操作盤等に配置し、操作者が操作盤等のボタンを操作すると実際のボタンを遠隔操作して動作させる。このため、操作者は現場のボタンを操作しているような感覚で動作を指示することが可能になる。
特開平１０−３２００９５号公報

しかし、特許文献１の技術を実現しようとすると、カメラを実際に工作機械に取り付けなければならない。また、ワークを目的形状に加工する工作機械では、加工中は切り屑等が飛散するためにワークや工具・治具等の近くにカメラを取り付けるのは難しい。ワークや工具・治具等を撮像しようとすると、非加工時（例えば加工前，加工停止中，加工後）にカメラをワークや工具・治具等の近くまで移動させる移動装置が必要となる。このように、カメラや移動装置が必要となる点でコストがかさむ。

一方、工作機械を熟知していない非熟練者（例えば初心者や未熟者等）に対しては、例えば図６に表すように操作画面９０を表示し、操作が必要な操作ボタン（図示する操作枠９１内のボタン）には番号を付して表示する技術が考えられる。ところが、非熟練者は操作盤の操作画面９０に表示されたボタンや作業順番を見てもどのように動作させたらよいのか（例えば前進か後進か）が直感的に分からず、素早く操作できない場合がある。この場合は、現場を確認する等をしながら不具合が生じないようにゆっくりと動作させることが多く、相応の時間を要する。また、何らかの原因で工作機械が非常停止した場合には、熟練者であっても現場の状態を確認しなければ素早く操作できない場合がある。その他、装置機器名称に順番を付ける事により、その番号順にボタンを押せば作業を行う事はできるが、順番を分かり易くするためにひとつひとつの異常対処作業毎に設定していくと画面頁数が膨らみ、設定作業に時間を費やす。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、コストを抑えながらも、操作者の熟練度に左右されず直感的に素早く操作が行えるようにした工作機械用制御装置を提供することを目的とする。

（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、工作機械を制御する制御手段と、工作機械の動作に同期させて当該工作機械の三次元形状モデルをシミュレート動作させるシミュレート手段と、シミュレート動作させている工作機械の三次元形状モデルを表示するモデル表示手段とを備えた工作機械用制御装置において、工作機械の自動運転時に行われる一連の動作を個々の動作に分割した各個動作で動作させる部位の三次元形状モデルごとに作業順番を表示する作業順番表示手段と、作業順番が表示された三次元形状モデルが選択されると、選択された三次元形状モデルに対応する部位を動作させるメニューを表示するメニュー表示手段と、表示されたメニューのいずれかが操作されると、操作されたメニューに対応する動作となるように選択された三次元形状モデルに対応する部位を制御する部位制御手段とを有することを要旨とする。
なお、「工作機械の自動運転時に行われる一連の動作を個々の動作に分割した各個動作で動作させる」ことは、最初の動作から最後の動作まで行う一連の動作制御におけるいずれかの動作または動作の相互間で停止したときに停止時以降の各個動作を行わせることや、停止の有無にかかわらず自動運転の一連の動作の最初から各個動作させること、を意味し、停止の原因（例えば原点出し等の手順の教示や点検あるいは調整等を行うために意図的に停止させる通常停止や、異常が生じて停止する非常停止等）や、停止の有無を問わない。

解決手段１によれば、モデル表示手段は工作機械の動作と同期して現在の状態（動作状態または停止状態）を三次元形状モデルで表示し、かつ、作業順番表示手段は動作させる部位の三次元形状モデルごとに作業順番を表示する。作業順番の内容は任意に設定でき、例えば数字，英字，図柄（色を含む），記号等を用いて順番が分かればよい。こうして作業順番が表示された三次元形状モデルを操作者が入力機器（例えばタッチパネル，キーボード，マウス等）で選択すると、メニュー表示手段が選択された三次元形状モデルに対応する部位（以下では単に「選択部位」と呼ぶ。）にかかるメニューを一以上表示する。メニューは選択された部位ごとに対応しており、例えば移動（前進・後進・上昇・降下等）や回転（旋回を含む）等が該当する。表示されたメニューのいずれかを操作者が操作すると、部位制御手段は操作されたメニューに対応する動作となるように選択部位を制御する。なお、部位制御手段が制御することで作動する選択部位の様子は、シミュレート手段およびモデル表示手段を通じて三次元形状モデルで表示される。

よって、モデル表示手段によって表示された三次元形状モデルを見ながら、作業順番表示手段によって表示された作業順番が表示された三次元形状モデルを選択し、さらにメニュー表示手段によって表示されたメニューを操作すればよい。したがって、熟練者のみならず非熟練者もどのように動作させたらよいのかを一目瞭然に把握することができ、現場の状態を確認しなくても選択部位を動作させることができる。すなわち、操作者の熟練度に左右されず直感的に素早く操作が行える。一方、特許文献１のようにカメラや移動装置を必要としないので、コストを抑えることができる。

（２）解決手段２は、解決手段１に記載した工作機械用制御装置であって、各個動作させる部位が表示画面上の所定領域内に収まるように三次元形状モデルを変換して表示する調整表示手段を有することを要旨とする。

解決手段２によれば、調整表示手段は表示画面上の所定領域内に各個動作させる部位が収まるように三次元形状モデルを変換（例えば拡大，縮小，視点移動，透明化または半透明化等）して表示する。これから動作させようとする部位が変換して三次元形状モデルで表示されるので、操作者は注目すべき部位やその状態を容易に把握することができる。したがって、操作者はどのような動作をさせるべきかを的確に判断することが可能になる。

（３）解決手段３は、解決手段１または２に記載した工作機械用制御装置であって、各個動作させる部位を他の部位とは異なる形態で表示する形態変更表示手段を有することを要旨とする。

解決手段３によれば、形態変更表示手段は各個動作させる部位を他の部位とは異なる形態で表示する。異なる形態は任意に設定することができる。例えば、表示色を変えたり（他の部位と反対色が望ましい）、部位を本来の位置とは別の位置に移動させたり、他の部位を透明化または半透明化させたり、特定動作および他の部位のうちいずれか一方の線種を他の線種に変えるなどが該当する。いずれの形態で表示するにせよ、他の部位よりも際立たせて表示するので、操作者は注目すべき部位を容易に把握し易くなる。

（４）解決手段４は、解決手段１から３のいずれか一項に記載した工作機械用制御装置であって、各個動作させる部位に関連する保守情報を表示する保守情報表示手段を有することを要旨とする。

解決手段４によれば、保守情報表示手段は各個動作させる部位に関連する保守情報を表示する。保守情報の内容は部位ごとに対応して異なり、例えば使用時間，工具寿命，注意点，交換手順，連絡先等が該当する。動作を停止した状態によっては、対象となる部位を交換する等の保守を行う必要がある場合も生じる。したがって、操作者は部位の停止状態と保守情報の内容とを把握して、的確な措置を行うことができる。

（５）解決手段５は、解決手段１から４のいずれか一項に記載した工作機械用制御装置であって、メニュー表示手段は、各個動作させる部位について不具合の発生を回避するメニューを際立たせて表示することを要旨とする。

解決手段５によれば、メニュー表示手段は二以上のメニューを表示した場合において、不具合の発生を最も回避できるメニューを相対的に際立たせて表示する。際立たせる形態は任意に設定でき、例えば他のメニューとは異なる色で表示したり、他のメニューよりも大きく表示したり、点滅表示したり、不具合が発生すると予測されるメニューを透明化または半透明化するなどが該当する。いずれの際立たせる形態にせよ、不用意な操作で発生するかもしれない不具合を未然に防止することができる。
なお、どのような不具合が発生するのかを具体的に表示する構成（例えば「工具がワークに接触する」等）とすれば、未熟な操作者でも不具合を把握し易くなる。

本発明によれば、工作機械の動作に同期して表示される三次元形状モデルを見ながら、作業順番が表示された三次元形状モデルを選択し、部位に最適なメニューを操作すればよいので、操作者の熟練度に左右されず直感的に素早く操作が行える。また、特許文献１のようにカメラや移動装置を必要としないので、コストを抑えることができる。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下では特に明示しない限り、単に「工作機械」と記載した場合は、工作機械本体のみならず、当該工作機械本体の周辺に設けられた周辺機器を含めた全体を指す。

まず、図１には工作機械用制御装置と工作機械との接続関係を模式的に表す。本発明は工作機械用制御装置５０に関するものであり、工作機械本体１や周辺機器７０は従来のものと同様である。周辺機器７０は、例えば安全装置，非常停止スイッチ，警報ランプ等が該当する。工作機械用制御装置５０は、工作機械を制御するための各種の制御手段を備え、制御している工作機械の動作に同期させて当該工作機械の三次元形状モデルをシミュレート動作させて表示可能に構成されている。

本例の工作機械本体１には、図１に表すように車両用のクランクシャフトについて研削や超仕上げを行う工作機械を適用している。図１では便宜的にＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を設定し、Ｘ軸を水平方向且つワークＷの回転軸に平行な方向とし、Ｙ軸を鉛直（図面上方向）の方向とし、Ｚ軸を水平方向かつワークＷの回転軸に垂直な方向とする。また本例のワークＷには、クランクシャフトを適用している。

ベッド１ａ上には、長手方向（Ｘ軸方向）にＶ字形ガイドウェイ２と平形ガイドウェイ３が設けられている。Ｖ字形ガイドウェイ２と平形ガイドウェイ３上には、砥石台２２Ａを載置する左テーブル２０Ａが設けられ、送りねじ１０ＡによってＸ軸方向へ移動自在に構成されている。また、Ｖ字形ガイドウェイ２と平形ガイドウェイ３上には、砥石台２２Ｂを載置する右テーブル２０Ｂが設けられ、送りねじ１０ＢによってＸ軸方向へ移動自在に構成されている。Ｖ字形ガイドウェイ２と平形ガイドウェイ３によって、砥石台２２Ａと砥石台２２ＢをＸ軸方向に案内するレールが構成されている。

テーブルには、左テーブル２０Ａと右テーブル２０Ｂとがある。左テーブル２０Ａには荒研削や中研削用の砥石２４Ａを回転自在に支持する砥石台２２Ａが設けられ、送りねじ１４ＡによってＺ軸方向（すなわちＸ軸方向と直交する方向）へ移動自在に構成されている。砥石台２２Ａには砥石２４Ａを回転駆動するモータが内蔵されている。送りねじ１４Ａの端部にはエンコーダ１７Ａ付きのサーボモータ１６Ａが設けられている。
また、右テーブル２０Ｂには超仕上げ研削用の砥石２４Ｂを回転自在に支持する砥石台２２Ｂが設けられ、送りねじ１４ＢによってＺ軸方向へ移動自在に構成されている。砥石台２２Ｂには砥石２４Ｂを回転駆動するモータが内蔵されている。送りねじ１４Ｂの端部には、エンコーダ１７Ｂ付きのサーボモータ１６Ｂが設けられている。

砥石台２２Ａ，２２Ｂの前方側（図面下側）には、ワークＷの一端部をチャック６ａで把持する主軸台６と、ワークＷの他端部を押圧支持する心押台７とがＸ軸方向に離間して設けられている。主軸台６には、ワークＷを回転駆動させる主軸サーボモータ８が設けられている。ワークＷの回転（角度や位置等を含む）は、主軸サーボモータ８に設けられたエンコーダ９によって検出される。

左テーブル２０ＡをＸ軸方向に移動させる送りねじ１０Ａの左端部には、エンコーダ１３Ａ付きのサーボモータ１２Ａが設けられている。同様にして、右テーブル２０ＢをＸ軸方向に移動させる送りねじ１０Ｂの右端部には、エンコーダ１３Ｂ付きのサーボモータ１２Ｂが設けられている。

研削砥石２４Ａによって加工されるワークＷの径（すなわち外径や内径等の加工寸法）は、左定寸装置４０Ａに設けられた測定ヘッド３０Ａによって検出され、最終加工寸法まで研削されると砥石台２２Ａの切込み前進が停止するように制御される。
同様に、研削砥石２４Ｂによって加工されるワークＷの径は、右定寸装置４０Ｂに設けられた測定ヘッド３０Ｂによって検出され、最終加工寸法まで研削されると砥石台２２Ｂの切込み前進が停止するように制御される。

工作機械用制御装置５０は、エンコーダ９，１３Ａ，１３Ｂ，１７Ａ，１７Ｂや左定寸装置４０Ａ，右定寸装置４０Ｂなどから出力される個々の検出信号を受けて、モータ８，１２Ａ，１２Ｂ，１６Ａ，１６Ｂなどに制御信号を出力して工作機械の動作を制御する。なお、図１では工作機械本体１の周辺に備えられる種々の周辺機器７０については図示を簡単にするために省略している。各周辺機器７０との間で行う信号の入出力もまた工作機械用制御装置５０によって制御される。この工作機械用制御装置５０の構成例について、図２を参照しながら以下に説明する。

図２には、工作機械用制御装置の構成例をブロック図で表す。工作機械用制御装置５０には、例えばコンピュータ（パーソナルコンピュータを含む）を適用し、記憶装置５２や工作機械の動作を制御する工作機械制御手段５３（請求項の「制御手段」に相当する）などを備える。その他、工作機械本体１との間で信号の入出力を行うためのインターフェースボード（例えばＮＣボード等）や、周辺機器７０との間で信号の入出力を行うためのインターフェースボード（例えばＰＬＣボード等）、工作機械の三次元形状モデルをシミュレートして表示するシミュレートプログラムおよびその関連データなどを備える。

図２に表す工作機械用制御装置５０には、総合管理手段５１，記憶装置５２，工作機械制御手段５３，シミュレート手段５４，モデル表示手段５５，作業順番表示手段５６，メニュー表示手段５７，調整表示手段５８，形態変更表示手段５９，保守情報表示手段６０，部位制御手段６１などを有する。このうち工作機械制御手段５３は、工作機械の本体を制御する工作機械本体制御手段５３ａや、周辺機器７０を制御する周辺機器制御手段５３ｂなどを有する。これらの手段については、例えば三次元形状モデルに作業順番を付加して表示する場合にはモデル表示手段５５と作業順番表示手段５６とが連携する等のように、二以上の手段が連携して実行する場合がある。

総合管理手段５１は、工作機械用制御装置５０の全体を管理する。具体的には、第１に入力機器７２（例えばキーボードやマウス等）からの信号に基づいて、工作機械を予め決められたシーケンスに従って動作の制御信号を工作機械制御手段５３に出力する。第２に、工作機械から入力された各種の検出信号（例えばエンコーダやリミットスイッチ等から出力される信号）を受けて、動作工程を総合的に管理する。第３に、シミュレート手段５４，モデル表示手段５５，作業順番表示手段５６，メニュー表示手段５７，調整表示手段５８，形態変更表示手段５９，保守情報表示手段６０，部位制御手段６１などを総合的に管理する。その他、工作機械本体１に備えた異常検出器（例えば温度センサ，気圧センサ，リミットセンサ等）によって異常が検出されると、周辺機器制御手段５３ｂから警報ランプ等を点灯させたり、工作機械本体制御手段５３ａを通じて工作機械本体１の動作を停止させるなどの制御を行う。

例えばハードディスク装置や光磁気ディスク装置等のような記録媒体を用いる記憶装置５２には、上述したシミュレートプログラムおよびその関連データや、下記（１）と（２）のデータを含めて、各種の制御プログラムやその関連データ等が予め記憶される。
（１）工作機械を複数のパーツからなる三次元形状モデルで構成する場合には、パーツごとに識別データ（例えばＩＤや固有名称等），三次元形状データ，三次元座標データなどのようなの静的パーツデータである。パーツは、工作機械を構成する部品，部材，治具，工具，センサ等である。以下で単に「三次元形状モデル」という場合には、複数のパーツについて全部または一部のパーツをいう場合を含むものとする。
（２）工作機械が動作している際に検出される検出信号に各パーツを対応させる場合には、当該パーツの識別データや検出信号に応じた三次元座標データなどのような動的パーツデータである。

シミュレート手段５４は、予め記憶装置５２に記憶されている各パーツの三次元形状データ及び三次元座標データと、工作機械への制御信号及び工作機械からの検出信号とに基づいて、工作機械の三次元形状モデルを作成し、当該三次元形状モデルを用いたシミュレート動作を行う。また、入力機器７２を介して操作者から入力される指示に基づいて、三次元形状モデルの視点位置や拡大縮小率を変更する機能も有する。

モデル表示手段５５は、シミュレート手段５４によってシミュレート動作させている工作機械の三次元形状モデルを表示機器７１で表示可能な信号に変換して出力する。表示機器７１は、例えば液晶表示器，ＥＬ表示器，プラズマ表示器，ＣＲＴなどを用いる。

作業順番表示手段５６は、工作機械で行う一連の動作が停止したとき、あるいは停止の有無にかかわらず、工作機械の自動運転時に行われる一連の動作を個々の動作に分割した各個動作で動作させる部位（当該部位を以下では単に「特定動作部位」と呼ぶ。）の三次元形状モデルごとに作業順番を付加して表示する。「工作機械で行う一連の動作が停止したとき」は、単工程であると複数工程であるとを問わず、最初の動作から最後の動作まで行う一連の動作制御におけるいずれかの動作または動作の相互間で停止したときを意味する。ただし、通常停止，異常停止（非常停止），その他の停止等のような停止の原因を問わない。通常停止は、例えば原点出し等の手順の教示，点検，調整等を行うために意図的に停止させる停止である。異常停止は、何らか異常が発生したために行われる強制的な停止である。作業順番は特定動作部位の三次元形状モデルごとに表示するが、その表示態様や表示内容は任意に設定できる。表示態様は、三次元形状モデルとは別個の表示位置に所定形式（例えば所定形状で吹き出し表示等）で表示する態様や、三次元形状モデルそのものに表示する態様などが該当する。表示内容は、例えば数字，英字，図柄（色を含む），記号等を用いて順番が分かればよく、例えば「１Ａ」や「☆１」等のように二種類以上の組み合わせであってもよい。こうして作業順番が表示されると、操作者は作業順番が表示されたいずれか一の三次元形状モデルを入力機器７２によって選択することが可能になる。
なお、例えば工作機械の調整等を行う場合、工作機械の動作の停止の有無にかかわらず、自動運転時の一連の動作の最初から各個動作で動作させる部位の三次元形状モデルごとに作業順番を付加して表示するようにしてもよい。

メニュー表示手段５７は、作業順番が表示された三次元形状モデルが選択されると、選された三次元形状モデルに対応する部位、すなわち選択部位を動作させるメニューを一以上表示する。メニューは、一般的に選択部位ごとに動作可能な内容が異なり、例えば移動（前進・後進・上昇・降下等）や回転（旋回を含む）等が該当する。こうして動作を制御可能なメニューが表示されると、操作者は表示されたメニューのうちいずれか一のメニューを操作することが可能になる。

調整表示手段５８は、各個動作させる一以上の部位が表示機器７１における表示画面上の所定領域内に収まるように三次元形状モデルを変換して表示する。所定領域は任意に設定することができ、表示画面の全部または一部であり、領域形状は矩形や円形（楕円形を含む）等が該当する。三次元形状モデルの変換は、例えば拡大，縮小，オフセット移動，視点移動，透明化または半透明化等のうちで一以上が該当する。

形態変更表示手段５９は、特定動作部位を他の部位とは異なる形態で表示する。異なる形態は、特定動作部位を他の部位よりも際立たせて表示できれば、任意の形態で設定してよい。例えば、表示色を変えたり（他の部位と反対色が望ましい）、特定動作部位の全部または一部を本来の位置とは別の位置に移動させたり、他の部位を透明化または半透明化させたり、特定動作部位および他の部位のうちでいずれか一方の線種を他の線種に変えるなどが該当する。

保守情報表示手段６０は、必要があれば特定動作部位に関連する保守情報を表示する。当該保守情報として表示する内容は特定動作部位に含まれる部位ごとに異なり、例えば使用時間，工具寿命，注意点，交換手順，連絡先等が該当する。動作を停止した状態によっては、対象となる部位を交換する等の保守を行う必要がある場合も生じる。そのため、部位ごとの状態と保守情報とを一目で把握し易くするように表示する。

部位制御手段６１は、メニュー表示手段５７によって表示されたメニューのうちいずれか一のメニューが操作されると、操作されたメニューに対応する動作となるように選択部位を制御する。この部位制御手段６１の制御によって動作する選択部位の様子は、シミュレート手段５４およびモデル表示手段５５を通じて表示機器７１に三次元形状モデルで表示される。したがって、操作者は表示機器７１に表示される選択部位の動作を見ながら、必要に応じて次に動作させるべきメニューの操作を行うことが可能になる。

上述のように構成された工作機械用制御装置５０によって実行される内容や操作者の操作等について、図３〜図５を参照しながら説明する。

まず、工作機械で行う一連の動作が停止したときの状態を図３に表す。当該図３には、表示機器７１の画面上部に表示される装置（図中に「装置異常」と表示されている装置であって、本例では定寸装置）に異常が生じたために停止した状態を表す。この三次元形状モデルの表示は、図２に表すシミュレート手段５４およびモデル表示手段５５の実行によって実現される。

上述したように動作が停止すると、表示機器７１には図４のような表示が行われる。図４の例では、操作ボタン表示領域７１ａと三次元形状モデル表示領域７１ｂとが表示画面内に表示される。操作ボタン表示領域７１ａには従来の操作盤に表示されていた操作ボタンと同様の表示が行われ、例えば熟練者が操作する。三次元形状モデル表示領域７１ｂには、この領域内に収まるように調整表示手段５８が三次元形状モデルを変換して表示し、形態変更表示手段５９によって他の部位とは異なる形態（本例では色）で表示して他の部位よりも際立たせ、作業順番表示手段５６が特定動作部位の三次元形状モデルごとに名称と併せて作業順番を付加して矩形状の吹き出し表示している。すなわち、吹出部８１と吹出部８２を表示している。なお、操作者が入力機器７２によって三次元形状モデル表示領域７１ｂを選択すると、図５に表すように三次元形状モデル表示領域７１ｂのみを拡大して表示する。さらに所定の操作を行えば図５の状態から図４の状態に戻せる。

作業順番表示手段５６によって三次元形状モデル表示領域７１ｂに表示されるように、最初に操作を行うべき部位は吹出部８１の「定寸装置１」であり、その次に操作を行うべき部位は吹出部８２の「端面装置原位置２」である。操作者が入力機器７２によって吹出部８１を選択すると、メニュー表示手段５７が選択部位「定寸装置１」を動作させるメニュー８３、具体的には前進操作８３ａと後退操作８３ｂとを表示するほか、保守情報表示手段６０が特定動作部位に関連する保守情報８５を表示する。

なお、前進操作８３ａを操作した場合には定寸装置がワークと接触する不具合が生じる可能性があるので、この不具合を回避できる後退操作８３ｂを相対的に際立たせて表示している。相対的に際立たせて表示する方法は任意であるが、例えば他のメニューとは異なる色で表示したり、他のメニューよりも大きく表示したり、点滅表示したり、不具合が発生すると予測されるメニューを透明化または半透明化するなどが該当する。本例ではメニューの一部を構成する枠の色を赤色等のような目立つ色にして表示している。また、不具合の具体的内容を報知するために、不具合情報８４を併せて表示するのが望ましい。

そして、操作者が入力機器７２によって後退操作８３ｂを操作すると、部位制御手段６１が定寸装置を後退させる動作となるように制御する。この制御によって実際の工作機械では定寸装置が後退し、シミュレート手段５４およびモデル表示手段５５の実行によって三次元形状モデル表示領域７１ｂに表示されている定寸装置のパーツもまた後退する方向（図示する矢印Ｄ１方向）に移動する。操作者が後退操作８３ｂを操作し続ける限り、上述した動作が行われる。後退操作８３ｂの操作を止めると、定寸装置は移動を停止し、三次元形状モデル表示領域７１ｂに表示されている定寸装置のパーツも停止する。このとき、総合管理手段５１（あるいは工作機械制御手段５３）は操作者が操作して動作させた制御情報を教示データとして記憶装置５２に記憶する。

定寸装置について必要な動作を教示させ終えると、操作者は次に動作すべき吹出部８２の「端面装置原位置２」を入力機器７２によって選択すればよい。以降は、メニュー８３の内容が異なってくる点を除けば、上述した吹出部８１の「定寸装置１」と同じような処理が行われる。本例では特定動作部位が二の部位となる場合について説明したが、特定動作部位が三以上の部位からなる場合でも同様である。こうして、各個動作させる一以上の部位についても同様に必要な動作を教示させることができる。

上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
（１）シミュレート手段５４およびモデル表示手段５５によって工作機械の動作と同期させた三次元形状モデルを表示し、作業順番表示手段５６が動作させる部位の三次元形状モデルごとに作業順番を表示し、作業順番が選択されるとメニュー表示手段５７がメニュー８３を表示する（図５を参照）。表示されたメニュー８３のいずれかを操作者が操作すると、部位制御手段６１は対応する選択部位を制御する。操作者は、表示機器７１に表示された三次元形状モデルを見ながら、作業順番が表示された三次元形状モデルのいずれかを選択し、さらにメニュー８３のいずれかを操作すればよい。したがって、熟練者のみならず非熟練者もどのように動作させたらよいのかを一目瞭然に把握することができ、現場の状態を確認しなくても選択部位を動作させることができる。すなわち、操作者の熟練度に左右されず直感的に素早く操作が行えることで作業性が向上する。一方、特許文献１のようにカメラや移動装置を必要としないので、コストを抑えることができる。

（２）調整表示手段５８は表示画面上の三次元形状モデル表示領域７１ｂ（所定領域）内に各個動作させる部位が収まるように三次元形状モデルを変換して表示する（図５を参照）。これから動作させようとする部位が変換して三次元形状モデルで表示されるので、操作者は注目すべき部位の全体像やその状態を容易に把握することができる。したがって、操作者はどのような動作をさせるべきかを的確に判断することが可能になる。

（３）形態変更表示手段５９は特定動作部位を他の部位とは異なる形態で表示する（図５を参照）。他の部位よりも際立たせて表示するので、操作者は作業等の注目すべき部位を容易に把握し易くなる。

（４）保守情報表示手段６０は特定動作部位に関連する保守情報８５を表示する（図４を参照）。動作を停止した状態によっては、対象となる部位を交換する等の保守を行う必要がある場合も生じる。したがって、操作者は部位の停止状態と保守情報８５の内容とを把握して、的確な措置を行うことができる。

（５）メニュー表示手段５７は二以上のメニュー８３を表示した場合において、不具合の発生を最も回避できるメニュー８３を相対的に際立たせて表示する（図５を参照）。不用意な操作で発生するかもしれない不具合を未然に防止することができる。なお、「ワークに接触する」等のような具体的な不具合情報８４を表示するので（図５を参照）、未熟な操作者でもどのような不具合が起こり得るのかを把握し易くなる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

（１）上述した実施の形態では、調整表示手段５８が特定動作部位（各個動作させる部位）にかかる一以上の部位すべてが三次元形状モデル表示領域７１ｂ内に収まるように三次元形状モデルを変換した（全体表示；図５を参照）。この形態に代えて、特定動作部位が二以上の部位からなる場合には、作業順番が表示された部位の三次元形状モデルが選択されると、選択された部位のみが三次元形状モデル表示領域７１ｂ内に収まるように三次元形状モデルを再変換して表示する構成としてもよい（部分表示）。すなわち、特定動作部位について全体表示と部分表示とを切り替えながら、操作者が操作を行えるように構成する。こうすれば、操作者は全体における位置や順番を把握しながら、対象となる部位の動作を操作（指示）することができる。
その他には、選択された部位およびこれに前後する部位を三次元形状モデル表示領域７１ｂ内に収まるように三次元形状モデルを再変換して表示する構成としてもよい。この場合でも、上述した選択された部位のみの場合と同様の作用効果が得られる。

（２）上述した実施の形態では、工作機械用制御装置５０は総合管理手段５１および工作機械制御手段５３とは別個に、シミュレート手段５４，モデル表示手段５５，作業順番表示手段５６，メニュー表示手段５７，調整表示手段５８，形態変更表示手段５９，保守情報表示手段６０，部位制御手段６１などを備えた（図２を参照）。この形態に代えて、別個として備えた手段のうちで一以上の手段は、総合管理手段５１または工作機械制御手段５３の一部として構成してもよく、工作機械用制御装置５０と通信等で連携可能な別個の装置に備えて実行可能に構成してもよい。いずれの構成にせよ、各手段の機能を果たす限りは上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

（３）上述した実施の形態では、工作機械本体１には車両用のクランクシャフトについて研削や超仕上げを行う工作機械を適用し、ワークＷにはクランクシャフトを適用した（図１を参照）。この形態に代えて、工作機械本体１には加工や組み立て等に用いる他の工作機械を適用してもよく、ワークＷには加工や組み立て等の対象物を適用してもよい。いずれにせよ、単に工作機械やワークの種類が異なるだけに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

工作機械本体の構成例と、工作機械用制御装置との接続例とを模式的に表す図である。 工作機械用制御装置の構成例を模式的に表すブロック図である。 工作機械で行う一連の動作が停止したときの画面例を表す図である。 表示機器の表示例を表す図である。 三次元形状モデル表示領域を拡大して表す図である。 操作ボタンに番号を付して表示する従来技術を表す図である。

符号の説明

１ 工作機械本体
１ａ ベッド
２ Ｖ字形ガイドウェイ
３ 平形ガイドウェイ
６ 主軸台
６ａ チャック
７ 心押台
８ 主軸サーボモータ
１２Ａ，１２Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ サーボモータ
９，１３Ａ，１３Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ エンコーダ
２０Ａ 左テーブル
２０Ｂ 右テーブル
２２Ａ，２２Ｂ 砥石台
２４Ａ，２４Ｂ 研削砥石
３０Ａ，３０Ｂ 測定ヘッド
４０Ａ 左定寸装置
４０Ｂ 右定寸装置
５０ 工作機械用制御装置
５１ 総合管理手段
５２ 記憶装置
５３ 工作機械制御手段
５３ａ 工作機械本体制御手段
５３ｂ 周辺機器制御手段
５４ シミュレート手段
５５ モデル表示手段
５６ 作業順番表示手段
５７ メニュー表示手段
５８ 調整表示手段
５９ 形態変更表示手段
６０ 保守情報表示手段
６１ 部位制御手段
７０ 周辺機器
７１ 表示機器
７１ａ 操作ボタン表示領域
７１ｂ 三次元形状モデル表示領域
７２ 入力機器
８１，８２ 吹出部
８３ メニュー
８３ａ 前進操作
８３ｂ 後退操作
８４ 不具合情報
８５ 保守情報
９０ 操作画面
９１ 操作枠
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. 工作機械を制御する制御手段と、工作機械の動作に同期させて当該工作機械の三次元形状モデルをシミュレート動作させるシミュレート手段と、シミュレート動作させている工作機械の三次元形状モデルを表示するモデル表示手段とを備えた工作機械用制御装置において、
   工作機械の自動運転時に行われる一連の動作を個々の動作に分割した各個動作で動作させる部位の三次元形状モデルごとに作業順番を表示する作業順番表示手段と、
   作業順番が表示された三次元形状モデルが選択されると、選択された三次元形状モデルに対応する部位を動作させるメニューを表示するメニュー表示手段と、
   表示されたメニューのいずれかが操作されると、操作されたメニューに対応する動作となるように選択された三次元形状モデルに対応する部位を制御する部位制御手段とを有する工作機械用制御装置。
2. 請求項１に記載した工作機械用制御装置であって、
   各個動作させる部位が表示画面上の所定領域内に収まるように三次元形状モデルを変換して表示する調整表示手段を有する工作機械用制御装置。
3. 請求項１または２に記載した工作機械用制御装置であって、
   各個動作させる部位を他の部位とは異なる形態で表示する形態変更表示手段を有する工作機械用制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載した工作機械用制御装置であって、
   各個動作させる部位に関連する保守情報を表示する保守情報表示手段を有する工作機械用制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載した工作機械用制御装置であって、
   メニュー表示手段は、各個動作させる部位について不具合の発生を回避するメニューを際立たせて表示する工作機械用制御装置。