JP2015069526A

JP2015069526A - 表示装置

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Publication number: JP2015069526A
Application number: JP2013204701A
Authority: JP
Inventors: 昭二郎田中; Shojiro Tanaka; 純洋清田; Sumihiro Kiyota; 教一舘野; Kyoichi Tateno
Original assignee: DMG Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: DE102014219831A1; US20150091898A1; CN104516308A; US9791848B2; JP6144596B2; CN104516308B

Abstract

【課題】手動操作により移動構造体を移動させる際に、その移動状況や、移動の安全性を表示画像から確認することができる表示装置を提供する。【解決手段】ディスプレイ４０と、移動構造体及び干渉の可能性がある構造体の３次元モデルデータを記憶したモデルデータ記憶部３７と、各構造体の３次元モデルを３次元空間に配置した３次元モデルを生成するモデル生成部３３と、移動構造体の３次元モデルに対し、干渉構造体が存在する場合には、移動構造体が干渉構造体と接触する虞のある部位を干渉注意部位として設定し、干渉構造体が存在しない場合には、移動構造体の移動方向最先部を干渉注意部位として設定する干渉注意部位特定部３４と、モデル生成部３３によって生成された３次元モデルを基に、干渉注意部位特定部３４によって設定された干渉注意部位を強調した画像を生成して、ディスプレイ４０上に表示する画像表示部３５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＮＣ工作機械に接続され、少なくとも、当該ＮＣ工作機械を構成する移動構造体の画像を表示する表示装置に関する。

工作機械やロボットなど、数値制御される産業機械の分野では、従来から、刃物台，主軸頭，ロボットアームといった移動構造体に係る画像をディスプレイ装置の画面上に表示する態様が採られており、オペレータはこの表示画像を視ることで、当該移動構造体を直接目視することなく、その動作状態を把握することができるようになっている。

このような移動構造体の画像を表示する装置として、従来、下記特許文献１に開示されるような数値制御装置が提案されている。この数値制御装置は、工作機械の内部に設置されるビデオカメラと、このビデオカメラで撮影されたビデオ映像データ、及び数値制御装置の内部データを用いて、ビデオ映像上に文字情報を重ねた表示画像データを形成する表示画像形成手段と、表示画像データを表示する装置とを備えて構成される。

この数値制御装置によれば、ビデオカメラにより、加工中のワーク及び工具の画像が撮像されるとともに、表示画像形成手段により、ビデオ映像上に文字情報（工具刃先の座標位置）を重ねた表示画像データが形成され、形成された表示画像データに係る画像が表示装置によって表示される。そして、文字情報の表示位置を、当該文字情報と関係するビデオ映像の近傍に配置することで、オペレータがこれらの表示画像を視認する際に、ビデオ映像と文字情報との間で視線を移動させるその移動量を低減するようにしている。

特開２００５−１９０１０２号公報

ところで、オペレータは、工作機械を操作する際、自動運転中には、加工の進行状況や工具の位置を必要に応じて確認し、また、手動運転中には、操作によって移動させる工具やその他の移動構造体の移動状況（当該移動構造体を意図する方向に移動させているかどうかなど）を確認し、更に、移動方向の先に干渉物が存在するか否かといった安全確認を行うのが通常である。

ところが、上述した特許文献１に係る数値制御装置では、ワーク及び工具の画像と、工具刃先の位置座標に関する情報とを重ね合わせて表示しているのみであり、これらの表示画像からオペレータが認識することができるのは、ワークに対する工具の位置と、工具刃先の位置座標に限られていた。

このため、上記特許文献１に係る数値制御装置では、オペレータが手動操作の際に必要とする、移動構造体を意図する方向に移動させているかといった当該移動構造体の移動状況の確認や、移動構造体を干渉物との干渉なく移動させることができるかといった安全確認を行うことができなかった。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、オペレータが手動操作によって移動構造体を移動させる際に、当該移動構造体の移動状況や、当該移動の安全性を表示画像から確認することができるようになった表示装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、１以上の移動構造体を含む構造体、該移動構造体を駆動する駆動機構部、該駆動機構部の作動を制御する数値制御装置、並びに該数値制御装置に操作信号を入力する入力装置を備えた工作機械に接続され、少なくとも前記移動構造体に係る画像を表示する表示装置であって、
前記画像を表示するディスプレイと、
前記移動構造体に係る３次元モデルデータ、及び前記移動構造体の可動領域内で前記移動構造体と干渉する可能性のある他の構造体に係る３次元モデルデータを少なくとも記憶したモデルデータ記憶部と、
前記モデルデータ記憶部に格納された３次元モデルデータを読み出して、前記他の構造体に係る３次元モデルを定められた位置関係となるように３次元空間内に配置するとともに、前記移動構造体の位置に係る信号を前記数値制御装置から受信し、対応する移動構造体に係る３次元モデルを、受信した位置関係となるように前記３次元空間内に配置した３次元モデルを生成するモデル生成部と、
前記移動構造体を移動させるための信号であって、少なくとも前記移動構造体の移動方向に関する信号が、前記入力装置から前記数値制御装置に入力されたとき、該信号を受信し、前記モデル生成部によって生成された３次元モデルを基に、該移動構造体が受信した移動方向に移動したときに干渉する構造体が存在するか否かを判別する判別処理と、干渉構造体が存在する場合には、前記移動構造体が前記干渉構造体と接触する虞のある部位を干渉注意部位として特定し、一方、干渉構造体が存在しない場合には、前記移動方向における前記移動構造体の最先部を干渉注意部位として特定する特定処理とを実行する干渉注意部位特定部と、
前記モデル生成部によって生成された３次元モデルを基に、少なくとも前記移動構造体の表示画像を生成するとともに、前記干渉注意部位特定部によって特定された干渉注意部位が存在する場合には、前記移動構造体の該干渉注意部位を強調した前記表示画像を生成し、生成した表示画像を前記ディスプレイ上に表示させる画像表示部とを備えた表示装置に係る。

この表示装置によれば、まず、前記モデルデータ記憶部に格納された３次元モデルデータを基に、前記モデル生成部によって、前記他の構造体に係る３次元モデルが予め定められた位置関係となるように３次元空間内に配置されるとともに、前記移動構造体に係る３次元モデルが、前記数値制御装置から受信した位置関係となるように前記３次元空間内に配置された３次元モデルが生成され、生成された３次元モデルを基に、前記画像表示部によって、少なくとも前記移動構造体の表示画像が生成され、生成された表示画像が前記ディスプレイ上に表示される。

そして、前記移動構造体を移動させるための信号であって、少なくとも前記移動構造体の移動方向に関する信号が、前記入力装置から前記数値制御装置に入力されると、この信号が干渉注意部位特定部にも受信され、この干渉注意部位特定部によって、前記モデル生成部により生成された３次元モデルを基に、当該移動構造体が受信した移動方向に移動したときに干渉する構造体が存在するか否かを判別する判別処理と、干渉構造体が存在する場合には、前記移動構造体が前記干渉構造体と接触する虞のある部位を干渉注意部位として特定し、一方、干渉構造体が存在しない場合には、前記移動方向における前記移動構造体の最先部を干渉注意部位として特定する特定処理とが実行される。

そして、このようにして、前記干渉注意部位特定部によって干渉注意部位が設定されると、前記画像表示部は、当該移動構造体の表示画像について、当該干渉注意部位を強調した前記表示画像を生成して、前記ディスプレイ上に表示させる。尚、前記強調表示の態様としては、例えば、設定された干渉注意部位を他の部分と異なる色で表示する、或いは、干渉注意部位を指示する矢印を表示するなど、干渉注意部位を他の部分と識別可能なあらゆる態様が含まれる。

斯くして、この表示装置によれば、手動操作に当たり、移動構造体の干渉注意部位が強調されて表示されるので、オペレータは、ディスプレイ上に表示される表示画像を一見するだけで、操作対象に係る移動構造体のどの部分を注意すれば良いかを把握することができ、より的確な安全確認を行うことができる。

また、干渉注意部位は、干渉構造体が存在する場合には、移動構造体の移動によって干渉する虞のある部位であるので、当該移動構造体の移動方向に偏った位置に設定され、一方、干渉構造体が存在しない場合には、移動構造体の移動方向最先部に設定される。したがって、オペレータは、当該干渉注意部位が移動構造体のどこに設定されているかを確認することで、当該移動構造体の移動方向を認識することができ、当該移動構造体を意図する方向に移動させようとしているかどうかを容易に確認することができる。

前記表示装置において、前記干渉注意部位特定部は、更に、前記判別処理の際、前記干渉構造体が存在すると判断された場合に、前記特定処理において特定した干渉注意部位と、前記干渉構造体の干渉部位との間の距離を算出する処理を実行するように構成され、前記画像表示部は、干渉注意部位特定部によって算出された距離の値を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されているのが好ましい。

かかる構成によれば、オペレータは、干渉注意部位と干渉構造体との間の距離を数値によって客観的に把握することができ、当該距離に応じた適切な操作を行うことができる。即ち、例えば、干渉注意部位と干渉構造体との距離が離れている場合には、干渉の可能性が低いことから、操作対象に係る移動構造体を高速で移動させ、距離が接近している場合には、干渉の可能性が高いため、移動構造体を低速で移動させるといった対応をとることができる

また、前記表示装置において、前記干渉注意部位特定部は、更に、前記特定処理で特定した干渉注意部位の座標値を算出する処理を実行するように構成され、前記画像表示部は、干渉注意部位特定部によって算出された前記干渉注意部位の座標値を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されているのが好ましい。

かかる構成によれば、オペレータは、移動構造体について特定された干渉注意部位の現在位置を数値によって客観的に認識することができる。

尚、前記干渉注意部位が或る領域を有する場合には、例えば、その領域内の任意の点、若しくは当該領域の中心部の座標値を算出して表示するようにすれば良い。

また、前記表示装置において、前記画像表示部は、干渉注意部位特定部によって特定された干渉注意部位が現れる方向から見た前記表示画像を生成し、生成した表示画像を前記ディスプレイ上に表示させるように構成されているのが好ましい。前記干渉注意部位は、ディスプレイに現在表示されている画像上で表示できない、死角に位置する場合がある。したがって、この場合には、干渉注意部位が現れる方向、即ち、干渉注意部位が死角とならない方向から見た前記表示画像を生成して表示することで、当該干渉注意部位をディスプレイ上に表示することができ、これをオペレータに認識させることができる。

また、前記表示装置は、前記ディスプレイ上で指定された位置に係る信号を入力する位置入力部を更に備え、前記干渉注意部位特定部は、更に、前記位置入力部から入力された前記ディスプレイ上の指定位置に係る信号を受信して、該指定位置に対応した座標値を算出する処理を実行するように構成され、前記画像表示部は、前記干渉注意部位特定部によって算出された前記指定位置の座標値を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されていても良い。

このような構成によれば、オペレータは、例えば、ディスプレイ上に表示された移動構造体や他の構造体の画像上で、所望の位置を指定することにより、指定した任意の部位の座標値を知ることができ、表示された座標値から、例えば、前記移動構造体の特定部位と前記他の構造体の特定部位との間の位置関係や、距離などを認識することができる。

以上のように、本発明に係る表示装置によれば、手動操作に当たり、移動構造体の干渉注意部位が強調されて表示されるので、オペレータは、ディスプレイ上に表示される表示画像を一見するだけで、操作対象に係る移動構造体のどの部分を注意すれば良いかを把握することができ、より的確な安全確認を行うことができる。また、干渉注意部位が移動構造体のどこに設定されているかを確認することで、当該移動体の移動方向を認識することができ、当該移動体を意図する方向に移動させようとしているかどうかを容易に確認することができる。

また、干渉注意部位と干渉構造体との間の距離を前記ディスプレイ上に表示するようにすれば、当該距離に応じた適切な操作を行うことができ、また、前記干渉注意部位の座標値を表示するようすれば、当該干渉注意部位の現在位置を数値によって客観的に認識することができる。

更に、干渉注意部位が現れる方向から見た表示画像を生成してディスプレイ上に表示するようにすれば、オペレータは、干渉注意部位を表示画面上で常に認識することができ、また、ディスプレイ上で指定した位置の座標値がディスプレイ上に表示されるようにすれば、オペレータは、自身が知りたい任意の部位の座標値を知ることができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置等の概略構成を示したブロック図である。本実施形態の干渉注意部位特定部における処理を示したフローチャートである。本実施形態の画像表示画面を示した説明図である。本実施形態の画像表示画面を示した説明図である。本発明の他の実施形態に係る画像表示画面を示した説明図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係る表示装置３０は、工作機械１に組み込まれて構成されるもので、表示制御部３１及びタッチパネル４０から構成される。

まず、本実施形態に係る工作機械１の概略構成について説明する。尚、図３及び図４は、前記タッチパネル４０の画像表示画面（画像表示領域）４１を示した説明図であるが、図中の括弧書きした符号は、工作機械１の構成物を示すものである。

図１に示すように、本例の工作機械１は、加工機構部２、制御装置２０及び操作盤２５から構成される。

前記加工機構部２は、ベッド（図示せず）や、このベッド（図示せず）上に配設される、図３及び図４に示した第１主軸台３、第２主軸台６、刃物台９及び工具主軸１１などから構成される。前記第１主軸台３は、第１主軸４及びこの第１主軸４の軸端に配設された第１チャック５を備え、一方、前記第２主軸台６は、第２主軸７及びこの第２主軸７の軸端に配設された第２チャック８を備えており、これら第１主軸台３及び第２主軸台６は、その第１チャック５，第２チャック８が相互に対向するように、直交３軸であるＸ軸，Ｙ軸及びＺ軸の内、Ｚ軸に沿って同軸上に配設されている。また、これら前記第１主軸４及び第２主軸７はそれぞれ適宜駆動モータにより、その軸中心に回転するように駆動される。

前記刃物台９は、タレット１０を備えるとともに、適宜送り機構によって前記Ｘ軸及びＺ軸方向に移動するように構成され、タレット１０は、適宜駆動モータによって、前記Ｚ軸方向に沿った軸を中心として回転するように駆動される。また、前記工具主軸１１は、その軸線が前記Ｙ軸に沿うように配設され、その下端部には工具１２が装着されており、適宜送り機構によって前記Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸方向に移動するように構成されるとともに、適宜駆動モータにより、その軸中心に回転するように駆動される。

尚、本例では、前記刃物台９、タレット１０、工具主軸１１及び工具１２が、本発明に係る移動構造体に相当する。

前記制御装置２０は、図１に示すように、数値制御部２１、プログラマブル・マシン・コントローラ（ＰＭＣ）２２及び前記表示制御部３１を備えている。尚、表示制御部３１については、上述のように前記表示装置３０を構成するものであるので、その詳しい説明については、後述する。

前記数値制御部２１は、ＮＣプログラムに従って、前記第１主軸４及び第２主軸７の回転を制御するとともに、刃物台９及び工具主軸１１の移動を数値制御する。また、前記ＰＭＣ２２は、所定の動作プログラムに従って、前記第１チャック５、第２チャック８及びタレット１０等の作動を制御する。また、これら数値制御装置２１及びＰＭＣ２２は、前記プログラムに従った制御の他に、後述の操作盤２５から入力される手動操作信号を受信し、受信した手動操作信号に応じて、前記第１主軸４、第２主軸７及び工具主軸１１の回転、刃物台９及び工具主軸１１の移動、並びに前記第１チャック５、第２チャック８、タレット１０の作動等を制御する。

前記操作盤２５は、タッチパネル４０、主軸操作部２６、ジョグ送り操作部２７及びパルス送り操作部２８などを備えている。尚、タッチパネル４０については、上述のように前記表示装置３０を構成するものであるので、その詳しい説明については、後述する。

前記主軸操作部２６は、前記第１主軸４，第２主軸７及び工具主軸１１を手動操作によって回転させるための信号を前記制御装置２０に入力する入力機器であり、例えば、第１主軸４，第２主軸７及び工具主軸１１のうち、回転させる対象を選択する選択キーや、正逆の所定方向に回転させる駆動キーなどが含まれる。

前記ジョグ送り操作部２７は、前記刃物台９及び工具主軸１１をジョグ送りによって移動させるための信号を、前記制御装置２０に入力する入力部であり、本例では、刃物台９及び工具主軸１１のうち、移動させる対象を選択する選択キーや、Ｘ軸＋，Ｘ軸−、Ｙ軸＋，Ｙ軸−、Ｚ軸＋，Ｚ軸−のジョグ送り方向を入力する６個のキーなどを有する。

前記パルス送り操作部２８は、前記刃物台９及び工具主軸１１をパルス送りによって移動させるための信号を前記制御装置２０に入力する入力部であり、パルス信号を生成するパルスハンドルや、送り軸、即ち、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の内から１軸を選択するキーなどを有する。また、移動対象を選択する選択キーは、前記ジョグ送り操作部２７のものが兼用される。

尚、前記操作盤２５に設けられる手動操作のためのキー，スイッチ及びパルスハンドル等の構成は、工作機械の分野では周知であり、本例においても何ら上記のものに限定されるものではない。

次に、本例の表示装置３０の構成について説明する。上述したように、前記表示装置３０は、前記制御装置２０内に設けられる表示制御部３１、モデルデータ記憶部３７及び表示データ記憶部３８、並びに操作盤２５に設けられるタッチパネル４０からなる。

ディスプレイとしての前記タッチパネル４０は、所定の表示領域を有し、オペレータが当該表示領域内を触ると、その位置に係る信号を入力信号として、前記表示制御部３１に送信する処理を行う。

前記モデルデータ記憶部３７は、加工機構部２を構成する構造体であって、移動構造体及びこの移動構造体の可動領域内で当該移動構造体と干渉する可能性のある他の構造体の３次元モデルに係るデータを記憶する機能部であり、本例では、第１主軸台３，第１主軸４，第１チャック５，第２主軸台６，第２主軸７，第２チャック８，刃物台９，タレット１０，工具主軸１１，工具１２に係る３次元モデルデータが予め格納されている。

前記表示データ記憶部３６は、前記タッチパネル４０の表示領域内に表示する画面に係るデータや、画面内に表やソフトキーなどを表示するためのデータを記憶する機能部であり、これらのデータが、適宜、予め格納されている。尚、表示画面に係るデータとしては、例えば、前記工作機械１を構成する構造体のモデル画像を表示する画像表示画面、ソフトキーを表示するソフトキー表示画面、ＮＣプログラムを表示する画面、前記第１主軸４，第２主軸７及び工具主軸１１の回転数を表示する画面（主軸回転数表示画面）、前記刃物台９及び工具主軸１１の現在位置を表示する画面（移動体現在位置表示画面）などが例示され、従来公知の様々な表示画面が含まれる。

前記表示制御部３１は、図１に示すように、表示画面切替部３２，モデル生成部３３，干渉注意部位特定部３４，画像表示部３５及び画面表示部３６からなる。

前記表示画面切替部３２は、前記表示データ記憶部３８に格納されたデータを参照して、前記タッチパネル４０の表示領域内に表示する画面を設定する処理部であり、例えば、前記画像表示画面、ソフトキー表示画面、ＮＣプログラム表示画面、主軸回転数表示画面、移動体現在位置表示画面などを、適宜択一的に、又はこれらを選択的に組み合わせた画面を設定することができるようになっている。尚、表示画面の切り替えは、例えば、前記タッチパネル４０に表示されたソフトキーによって行うことができ、表示画面切替部３２は、ソフトキーによって選択された表示画面に切り替える。

前記画面表示部３６は、前記表示画面切替部３２によって設定される表示画面の内、前記画像表示画面以外の領域について、当該領域内に画面表示する処理部であり、例えば、所定の表示領域にソフトキーを表示し、或いは、前記数値制御部２１からＮＣプログラムに係るデータを受信して、当該ＮＣプログラムを表示するといった処理や、この他に、前記数値制御部２１から前記第１主軸４，第２主軸７及び工具主軸１１の回転数に係るデータを受信して、当該回転数を表示し、また、前記数値制御部２１から前記刃物台９及び工具主軸１１の現在位置に係るデータを受信して、これらの現在位置を表示するといった処理を行う。

前記モデル生成部３３は、前記モデルデータ記憶部３７に格納された３次元モデルデータを読み出して、前記各構造体に係る３次元モデルを適宜３次元空間内に配置した３次元モデルを生成する処理部であり、本例では、前記移動構造体以外の構造体、即ち、前記第１主軸台３，第１主軸４，第１チャック５，第２主軸台６，第２主軸７及び第２チャック８に係る３次元モデルを、実際と同じ配置となるように、前記３次元空間内に配置するとともに、前記刃物台９及び工具主軸１１に係る位置信号を前記数値制御部２１から受信して、受信した位置関係となるように、移動構造体たる前記刃物台９，タレット１０，工具主軸１１及び工具１２を前記３次元空間内に配置した３次元モデルを生成する。

尚、前記操作盤２５のジョグ送り操作部２７又はパルス送り操作部２８から入力される手動操作信号（ジョグ送り信号又はパルス送り信号）、又は自動運転により、前記数値制御部２１による制御の下で、移動構造体たる前記刃物台９や工具主軸１１が移動する場合には、前記モデル生成部３３は、予め定められた時間間隔で前記数値制御部２１からこれらの位置信号を受信して、受信した位置関係となるように、前記刃物台９及びタレット１０、並びに工具主軸１１及び工具１２を配置した３次元モデルを逐次生成する。

前記干渉注意部位特定部３４は、前記移動構造体たる前記刃物台９又は工具主軸１１（これらは操作対象の移動構造体であって、以下、「操作構造体」という）を移動させるための信号であって、少なくとも移動方向に関する信号が、前記操作盤２５のジョグ送り操作部２７又はパルス送り操作部２８から前記数値制御部２１に入力されたとき、該信号を受信し、前記モデル生成部３３によって生成された３次元モデルを基に、受信した移動方向に当該操作構造体が移動したときに干渉する構造体（干渉構造体）が存在するか否かを判別する処理（判別処理）と、干渉構造体が存在する場合には、前記操作構造体が前記干渉構造体と接触する虞のある部位を干渉注意部位として特定し、一方、干渉構造体が存在しない場合には、前記移動方向における前記操作構造体の最先部を干渉注意部位として特定する処理（特定処理）とを実行する処理部であり、当該干渉注意部位特定部３４は、具体的には、図２に示した処理を実行する。

即ち、干渉注意部位特定部３４は、処理を開始後、前記操作構造体を移動させるための信号であって、少なくともその移動方向（即ち、移動軸）に関する信号が、前記ジョグ送り操作部２７又はパルス送り操作部２８から前記数値制御部２１に入力されたかどうかを監視する（ステップＳ１）。

そして、移動軸に係る信号が入力されたことが確認されると、この信号を受信するとともに、前記モデル生成部３３によって生成された３次元モデルを基に、受信した移動方向に前記操作構造体を移動させたときに、これと干渉する構造体が存在するか否か、言い換えれば、前記操作構造体の可動領域内において、当該操作構造体の移動方向前方に干渉構造体が存在するか否かを検証し（ステップＳ２）、干渉構造体が存在することが確認された場合には、操作構造体について、その干渉注意部位を特定する処理を行う（ステップＳ３）。尚、この干渉注意部位は、例えば、前記モデル生成部３３によって生成された３次元モデルの内、操作構造体（具体的には、前記刃物台９又は工具主軸１１）に係る３次元モデルを、受信した移動方向に移動させるシミュレーションを実行することによって特定することができる。

次に、前記干渉注意部位特定部３４は、前記モデル生成部３３によって生成された３次元モデルを基に、前記ステップＳ３において特定した干渉注意部位の座標値を算出するとともに（ステップＳ４）、当該干渉注意部位と干渉構造体との間の距離を算出して（ステップＳ５）、前記画像表示部３５に出力する（ステップＳ８）。

一方、前記ステップＳ２において、干渉構造体が存在しないことが確認された場合には、前記モデル生成部３３によって生成された３次元モデルを基に、前記移動方向における前記操作構造体の最先部を干渉注意部位として特定するとともに（ステップＳ６）、特定した干渉注意部位の座標値を算出して（ステップＳ７）、前記画像表示部３５に出力する（ステップＳ８）。

尚、前記干渉注意部位が或る領域を有する場合には、例えば、その領域内の任意の点、若しくは当該領域の中心部の座標値が算出される。

以降、干渉注意部位特定部３４は、処理を終了するまで、ステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返して実行する。

前記画像表示部３５は、前記モデル生成部３３によって生成された３次元モデルを基に、前記第１主軸台３，第１主軸４，第１チャック５，第２主軸台６，第２主軸７，第２チャック８，刃物台９，タレット１０，工具主軸１１及び工具１２を含んだ表示画像を生成し、生成した表示画像を前記タッチパネル４０の画像表示領域に表示する。

また、画像表示部３５は、前記干渉注意部位特定部３４によって、操作構造体について干渉注意部位が特定（設定）されたときには、当該操作構造体の干渉注意部位を強調した画像を生成するとともに、当該干渉注意部位の座標値を示す画像、並びに干渉構造体が存在する場合には、干渉注意部位と干渉構造体との間の距離を示す画像を生成し、生成した画像を重ね合わせて前記タッチパネル４０の画像表示領域に表示する。

このようにして生成され、タッチパネル４０に表示される画像の一例を図３及び図４に示す。図３に示した画像は、干渉構造体が存在する場合の画像であり、前記操作構造体（この例では、工具１２）について設定された干渉注意部位Ｐ_１に黒丸が付され、干渉構造体（この例では、第２チャック８）の干渉位置Ｐ_２に黒丸が付されるとともに、この干渉注意部位Ｐ_１を起点とし、干渉構造体との干渉位置Ｐ_２を終点とする、当該操作構造体の移動方向に沿った矢印が付された画像となっている。また、干渉注意部位Ｐ_１の座標値が干渉注意部位Ｐ_１を示す黒丸からの引き出し線を伴って表示され、干渉注意部位Ｐ_１と干渉構造体の干渉位置Ｐ_２との間の距離が、前記矢印からの引き出し線を伴って表示されている。

一方、図４に示した画像は、干渉構造体が存在しない場合の画像であり、前記操作構造体（この例では、工具主軸１１）について設定された干渉注意部位Ｐ_１に黒丸が付され、この干渉注意部位Ｐ_１を起点とし、当該操作構造体の移動方向に沿った矢印が付された画像となっている。

尚、図３及び図４において、前記干渉注意部位Ｐ_１が或る領域を有する場合に、その領域内の任意の点、若しくは当該領域の中心部の座標値が算出されている場合には、当該座標位置は、その算出点からの引き出し線を伴って表示される。

斯くして、図３及び図４に示した画像では、干渉注意部位Ｐ_１に黒丸を付すとともに、これを起点とする矢印を付すことにより、干渉注意部位Ｐ_１が強調された画像となっている。但し、干渉注意部位Ｐ_１を強調する手法は、これに限られるものではなく、黒丸の無いもの、或いは矢印の無いもの、或いは他の色を付した丸印やその他の印としても良く、また、干渉注意部位Ｐ_１が所定の領域を有する場合には、その輪郭線を付す、或いはその内部領域内に輪郭線と同色又は異なる色を付す、或いは干渉注意部位Ｐ_１を指示する矢印を表示するなど、干渉注意部位Ｐ_１を他の部分と識別可能なあらゆる手法を採用することができる。

尚、図３及び図４において、符号４１は、画像表示領域を示している。また、符号４３は第１主軸台３の画像、符号４４は第１主軸４の画像、符号４５は第１チャック５の画像であり、符号４６は第２主軸台６の画像、符号４７は第２主軸７の画像、符号４８は第２チャック８の画像である。また、符号４９は刃物台９の画像、符号５０はタレット１０の画像であり、符号５１は工具主軸１１の画像、符号５２は工具１２の画像である。また、図３及び図４において、各符号及びその引き出し線は画像を構成しない。以上については、後述の図５においても同じである。

また、前記画像表示部３５は、現在表示している表示画像の視点からすると、前記干渉注意部位が表示画像上に現れない場合、即ち、干渉注意部位が当該視点からして死角にある場合には、当該干渉注意部位が現れる方向から見た表示画像を生成するように構成されている。この具体的な態様としては、例えば、現在表示している画像を表裏反転させた画像を生成する、或いは、現在表示している画像を上方から見た画像を生成するといった態様を挙げることができる。

また、前記画像表示部３５は、自動運転又は手動操作によって、前記刃物台９及び工具主軸１１の一方又は双方が駆動されて移動し、前記モデル生成部３３によって逐次３次元モデルが生成される場合には、この生成に合わせて逐次表示画像を生成して、前記画像表示領域４１に表示する。

上記構成を備えた本例の表示装置３０によれば、前記表示画面切替部３２によって設定された画面が前記操作盤２５のタッチパネル４０上に表示され、表示された画面領域の内、画像表示領域４１以外の部分については、前記画面表示部３６によって、適宜画面が表示される。

一方、画像表示領域４１については、前記モデル生成部３５によって生成された３次元モデルを基に、前記画像表示部３５によって生成された画像が表示される。そして、前記ジョグ送り操作部２７又はパルス送り操作部２８から手動操作信号が入力されると、干渉注意部位特定部３４によって操作構造体に対して干渉注意部位Ｐ_１が特定され、前記画像表示部３５により、例えば、図３に示すように、前記干渉注意部位Ｐ_１が強調されるとともに、干渉注意部位Ｐ_１の座標位置を示す表示と、干渉構造体の干渉位置Ｐ_２までの距離を示す表示とが重ね合された画像が生成され、前記画像表示領域４１に表示される。

斯くして、本例の表示装置３０によれば、手動操作に当たり、操作構造体の干渉注意部位Ｐ_１が、その移動方向を示す矢印を伴って強調されて表示されるので、オペレータは、タッチパネル４０上に表示される表示画像を一見するだけで、操作構造体のどの部分を注意すれば良いか、並びにその移動方向を容易に把握することができ、より的確な安全確認を行うことができる。

尚、干渉注意部位Ｐ_１は、干渉構造体が存在する場合には、移動によって干渉する虞のある部位であるので、操作構造体の移動方向に偏った位置に設定され、干渉構造体が存在しない場合には、操作構造体の移動方向最先部に設定される。したがって、仮に移動方向を示す前記矢印が表示されていない画像であっても、オペレータは、当該干渉注意部位Ｐ_１が操作構造体のどこに設定されているかを確認することで、当該操作構造体の移動方向を認識することができ、当該操作構造体を意図する方向に移動させようとしているかどうかを容易に確認することができる。

また、干渉注意部位と干渉構造体との間の距離が表示されるので、オペレータは、干渉注意部位Ｐ_１と干渉構造体との間の距離を数値によって客観的に把握することができ、当該距離に応じた適切な操作を行うことができる。例えば、干渉注意部位Ｐ_１と干渉構造体との距離が離れている場合には、干渉の可能性が低いことから、操作構造体を高速で移動させ、距離が接近している場合には、干渉の可能性が高いため、操作構造体を低速で移動させるといった対応をとることができる

また、干渉注意部位Ｐ_１の座標値を表示するようにしているので、オペレータは、操作構造体の干渉注意部位Ｐ_１の現在位置を数値によって客観的に認識することができる。

また、干渉注意部位Ｐ_１が、現在ディスプレイに表示されている画像上で表示できない、死角に位置する場合には、干渉注意部位Ｐ_１が現れる方向、即ち、干渉注意部位Ｐ_１が死角とならない方向から見た画像が表示されるので、オペレータは、常に、干渉注意部位Ｐ_１を認識することができる。

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は何らこれに限定されるものではない。

例えば、前記干渉注意部位特定部３４は、前記タッチパネル４０の画像表示領域４１内の任意の位置をオペレータが押下することによって、その位置信号（指定位置に係る信号）が入力されると、当該指定位置に対応した座標値を算出する処理を実行するように構成され、前記画像表示部３５は、前記干渉注意部位特定部３４によって算出された前記指定位置に係る座標値を、前記画像表示領域４１に表示するように構成されていても良い。

このような画像の一例を図５に示す。図５に示した例では、工具１２に係る画像５２と、刃物台９に係る画像４９をオペレータが押下することで、その位置（それぞれ▲で示した位置）の座標値が表示されている。

このような構成によれば、オペレータは、例えば、画像表示領域４１に表示された移動構造体や他の構造体の画像上で、所望の位置を指定することにより、指定した任意の部位の座標値を知ることができ、表示された座標値から、例えば、前記移動構造体の特定部位と前記他の構造体の特定部位との間の位置関係や、距離などを認識することができる。

１工作機械
２加工機構部
４，４４第１主軸
５，４５第１チャック
７，４７第２主軸
８，４８第２チャック
９，４９刃物台
１０，５０タレット
１１，５１工具主軸
１２，５２工具
１５，５５干渉構造体
２０制御装置
２５操作盤
２６主軸操作部
２７ジョグ送り操作部
２８パルス送り操作部
３０表示装置
３１表示制御部
３２表示画面切替部
３３モデル生成部
３４干渉注意部位特定部
３５画像表示部
３６画面表示部
３７モデルデータ記憶部
３８表示データ記憶部
４０タッチパネル
４１画像表示領域

Claims

１以上の移動構造体を含む構造体、該移動構造体を駆動する駆動機構部、該駆動機構部の作動を制御する数値制御装置、並びに該数値制御装置に操作信号を入力する入力装置を備えた工作機械に接続され、少なくとも前記移動構造体に係る画像を表示する表示装置であって、
前記画像を表示するディスプレイと、
前記移動構造体に係る３次元モデルデータ、及び前記移動構造体の可動領域内で前記移動構造体と干渉する可能性のある他の構造体に係る３次元モデルデータを少なくとも記憶したモデルデータ記憶部と、
前記モデルデータ記憶部に格納された３次元モデルデータを読み出して、前記他の構造体に係る３次元モデルを定められた位置関係となるように３次元空間内に配置するとともに、前記移動構造体の位置に係る信号を前記数値制御装置から受信し、対応する移動構造体に係る３次元モデルを、受信した位置関係となるように前記３次元空間内に配置した３次元モデルを生成するモデル生成部と、
前記移動構造体を移動させるための信号であって、少なくとも前記移動構造体の移動方向に関する信号が、前記入力装置から前記数値制御装置に入力されたとき、該信号を受信し、前記モデル生成部によって生成された３次元モデルを基に、該移動構造体が受信した移動方向に移動したときに干渉する構造体が存在するか否かを判別する判別処理と、干渉構造体が存在する場合には、前記移動構造体が前記干渉構造体と接触する虞のある部位を干渉注意部位として特定し、一方、干渉構造体が存在しない場合には、前記移動方向における前記移動構造体の最先部を干渉注意部位として特定する特定処理とを実行する干渉注意部位特定部と、
前記モデル生成部によって生成された３次元モデルを基に、少なくとも前記移動構造体の表示画像を生成するとともに、前記干渉注意部位特定部によって特定された干渉注意部位が存在する場合には、前記移動構造体の該干渉注意部位を強調した前記表示画像を生成し、生成した表示画像を前記ディスプレイ上に表示させる画像表示部とを備えていることを特徴とする表示装置。
前記干渉注意部位特定部は、更に、前記判別処理において、前記干渉構造体が存在すると判断された場合に、前記特定処理において特定した干渉注意部位と、前記干渉構造体の干渉部位との間の距離を算出する処理を実行するように構成され、
前記画像表示部は、干渉注意部位特定部によって算出された距離の値を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記干渉注意部位特定部は、更に、前記特定処理において特定した干渉注意部位の座標値を算出する処理を実行するように構成され、
前記画像表示部は、干渉注意部位特定部によって算出された前記干渉注意部位の座標値を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
前記画像表示部は、干渉注意部位特定部によって特定された干渉注意部位が現れる方向から見た前記表示画像を生成し、生成した表示画像を前記ディスプレイ上に表示させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの表示装置。
前記ディスプレイ上で指定された位置に係る信号を入力する位置入力部を更に備え、
前記干渉注意部位特定部は、更に、前記位置入力部から入力された前記ディスプレイ上の指定位置に係る信号を受信して、該指定位置に対応した座標値を算出する処理を実行するように構成され、
前記画像表示部は、前記干渉注意部位特定部によって算出された前記指定位置の座標値を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかの表示装置。