JP2015179506A - 工作機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、特に運転中に加工プログラムの変更、削除、追加が可能な工作機械及び制御方法を提供する。【解決手段】加工プログラムに基づき運転する工作機械Aである。そして、加工プログラムに基づく工作機械Aの運転中に加工プログラムの編集が可能な編集手段と、加工プログラムの実行を一時的に待機させる待機手段とを備える。編集手段が加工プログラムの編集中であることを認識した場合に、待機手段が前記加工プログラムの実行を待機させる。【選択図】図1

Description

本発明は、運転中に加工プログラムの修正、追加または削除が可能な工作機械に関するものである。
制御装置(NC装置等)を搭載している工作機械は一般的に、制御装置(NC装置等)の持つ加工プログラムの保存領域に予め加工プログラムを保存しておくことができる。そして、保存した加工プログラムを先頭から最後まで実行し、機械軸を動作させ、目的の加工をおこなうことができる(特許文献1参照)。
特開昭63−250712 特開2002−341912 特開平8−57747 特開昭63−46513
工作機械を利用して加工をおこなう場合において、制御装置(NC装置)の持つ加工プログラムの保存領域に保存された加工プログラムを実行している途中で、その加工プログラムの未実行部分を修正したり、その加工プログラムの最終行の後ろにさらに加工プログラムを追加したり、削除したいという要求がある。
しかし、加工プログラムの実行中に加工プログラムを編集(修正、追加または削除)しようとすると、編集(修正、追加または削除)途中に加工プログラムが編集(修正、追加または削除)箇所に到達してしまう可能性があることがから、加工プログラムの実行中に加工プログラムを編集(修正、追加または削除)することは通常不可能である。
以上の理由から、従来では以下のようにおこなっている。
(1)すでに実行し始めてしまった加工プログラムの未実行部分を修正したい場合は、途中で実行を止めて加工プログラムを修正し、加工プログラムを明らかに実行が終わっているところから、あるいは最初からスタートさせなければならない。加工時間が長いものは100時間以上におよぶ場合もあり、この場合、途中で実行を止めて最初からやり直すのは数十時間以上のロスになることもある。
(2)すでに実行し始めてしまった加工プログラムの後ろにさらに加工プログラムを追加したい場合は、現在の加工が終了するまで待ってから追加の加工プログラムを保存し、実行しなければならない。この時、現在の加工プログラムの終了が深夜であったり週末であったりすると、翌日などに加工オペレータが出勤するまで加工がストップしてしまい、これも数時間〜数十時間のロスになってしまう。
(3)すでに実行し始めてしまった加工プログラムの未実行の加工プログラムの一部が不要になり削除したい場合は、ちょうどよいところで加工プログラムを中止できればよいが現実的に難しい。従って、加工プログラムの一部が不要と判断した時点で実行を止めて加工プログラムの一部を削除し、プログラムを明らかに実行が終わっているところから、あるいは最初からスタートさせなければならない。この場合、途中で実行を止めて最初からやり直すのは数十時間以上のロスになることもある。
本発明は、加工プログラムの実行中に加工プログラムを変更することで、加工プログラムの修正のために加工を中止することを防ぎ、加工時間のロスをなくすことを目的とする。
また、加工プログラムの実行中に加工プログラムを追加することで、加工オペレータの不在時に加工が終了し機械が停止することを防ぎ、加工時間のロスをなくすことを目的とする。
さらに、加工プログラムの実行中に加工プログラムを削除することで、加工プログラムの削除のために加工を中止することを防ぎ、加工時間のロスをなくすことを目的とする。
本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項1に係る発明は、加工プログラムに基づきワーク加工を行う工作機械において、工作機械の運転中に前記加工プログラムの編集を行う編集手段と、前記加工プログラムの実行を待機させる待機手段とを備え、前記編集手段による編集を認識した場合に、前記待機手段が前記加工プログラムの実行を待機させることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、前記編集手段は、前記加工プログラムに対する修正、追加または削除を実行することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、工作機械の制御装置(NC装置等)の外部領域に前記加工プログラムを保存することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、工作機械の外の演算装置(パソコン等)に前記加工プログラムを保存することを特徴とする。
請求項5に係る発明は、前記加工プログラムが複数の加工プログラムからなり、前記複数の加工プログラムの各加工プログラムの実行後に、変更中チェックプログラムが実行され、前記変更中チェックプログラムにより、現在実行中のプログラムの次の加工プログラムが編集中であることが判明した場合、前記待機手段が前記加工プログラムの実行を待機させることを特徴とする。
加工プログラムを実行中に、この加工プログラムを編集(変更、追加または削除)する場合には、編集中に加工プログラムが進んでも、変更箇所よりも前で加工プログラムを待機させておく仕組みを入れる。
これにより、加工プログラム実行中に加工プログラムを編集することが可能になるという効果を奏する。そして、加工プログラムの実行が始まってから、加工プログラムの編集が必要になった場合の加工時間の削減ができるという効果を奏する。
工作機械の全体の構成を示す構成図である。 工作機械の機械構造を説明する説明図である。 工作機械Aの運転中に行われる加工プログラムの編集処理のフローチャートである。 加工プログラムの実行中の状態を説明する説明図である。 加工プログラムの変更を説明する説明図である。 加工プログラムの変更中に加工プログラムは進んだ場合の説明図である。 加工プログラムの追加を説明する説明図である。 加工プログラムの追加中に加工プログラムが進んだ場合の説明図である。 加工プログラムの削除を説明する説明図である。 加工プログラムの削除中に加工プログラムが進んだ場合の説明図である。 制御装置の外部領域に加工プログラムを保存する場合の説明図である。 工作機械の外の演算装置に加工プログラムを保存する場合の説明図である。 工作機械Aの運転中に行われる加工プログラムの編集処理のフローチャートである。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 加工プログラムの編集処理における入力表示装置の表示例を示す説明図である。 複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを用意した実施形態の全体構成図である。 複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを用意した実施形態の全体構成図である。 複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを用意した実施形態の全体構成図である。 複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを用意した実施形態の全体構成図である。 複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを用意した実施形態の全体構成図である。
本発明の実施の形態を図面を参照し説明する。
図1を参照し、工作機械Aを説明する。工作機械Aは、制御ソフトウェアBを有するコンピュータ1と、この制御ソフトウェアBがリンクした制御装置(NC(Numerical Control)装置等)Cと、機械駆動および加工部Dとを備えている。コンピュータ1には、表示機能と入力機能とを有する画面を備えた入力表示装置(入力表示手段)3が接続されている。コンピュータ1は、ROMおよびRAMが接続されたCPUを有している。
NC装置Cは加工プログラム保存領域Eを有し、このプログラム保存領域Eには加工プログラムが保存される。なお、NC装置Cも、コンピュータからなり、ROMおよびRAMが接続されたCPUを有している。
また、工作機械AのNC装置Cの外部領域に加工プログラムを保存することが可能である。さらに、工作機械Aの外の演算装置に加工プログラムを保存することも可能である。
機械駆動および加工部Dは、テーブルTBと、工具主軸TJと、工具Tと、ワークWとを有する。
制御ソフトウェアBに基づいて、コンピュータ1は、工作機械Aの運転中に加工プログラムの編集を行う編集手段として機能し、制御ソフトウェアBに基づいて、制御装置(NC装置)Cのコンピュータは、加工プログラムの実行を待機させる待機手段として機能する。
また、本実施形態では、工作機械Aの運転中に加工プログラムの編集をコンピュータ1が行い、加工プログラムの実行の待機をNC装置Cのコンピュータが行うようになっているが、工作機械Aの運転中に加工プログラムの編集および加工プログラムの実行の待機をNC装置Cのコンピュータのみで行うようにしても良い。
編集手段による編集を認識した場合に、待機手段が加工プログラムの実行を待機する。編集手段は、加工プログラムに対する修正、追加または削除を実行する。
加工プログラムは例えばNCプログラム(数値制御プログラム)のようなもので、各動作等の命令が実行順に並んでいる。
事前準備として、加工プログラムは分割できる単位で分割しておく(ここではc個に分割したとする)。
c個の加工プログラムを、NC装置Cの加工プログラム保存領域内Eに加工プログラム1〜cとして保存する。
それぞれの加工プログラム1〜cの後に「変更中チェックプログラムcp」を配置する。
この結果、加工プログラムを開始すると「加工プログラム1」、「変更中チェックプログラムcp」、「加工プログラム2」、「変更中チェックプログラムcp」、・・・、「加工プログラムc」、「変更中チェックプログラムcp」の順で実行される状態となっている。
加工プログラムを開始し、「加工プログラム1」が実行される。「加工プログラム1」の実行が終了したら、「変更中チェックプログラムcp」が実行される。ただし、このタイミングでは制御ソフトウェアBは、加工プログラム保存領域Eを変更中ではない場合、すぐに「変更中チェックプログラム」は終了する。
図2を参照する。工作機械Aの機械駆動および加工部Dにおいて、ワークWは、平面のX軸、Y軸と、回転のA軸の各方向に移動、回転可能である。また、工具Tは前記平面に垂直なZ軸と回転のB軸の各方向に移動、回転可能である。
図2に示す構成は、工作機械Aの機械駆動および加工部Dの一例であり、他の構成の機械駆動および加工部にも、本発明を適用することができる。
図13は、工作機械Aの加工運転中(あるいは加工運転前)に行われる加工プログラムの編集処理のフローチャートである。
まず、工作機械Aの運転中においては、図13のステップSA11において、コンピュータ1は、入力表示装置3上に、図14に示すような運転中の画面3aを表示する。
ここで、入力表示装置3の画面3aは、上段の指示入力部Xと、中段の状態表示部Yと、下段の指示入力部Zとを有している。図14に示すような運転中の画面3aでは、中段の状態表示部Yにおいて、1工程目が加工中であることが示されている。
次に、ステップSA12において、コンピュータ1は、加工プログラムの編集を行うか否かを判断する。すなわち、オペレータにより、図15に示す運転中の画面3aの上段の指示入力部Xの編集の指示ボタンX1が押されたか否かがコンピュータ1により判定される。
スケジュールの指示ボタンX1が押されると、加工プログラムの編集を行うこととなり、ステップSA13において、コンピュータ1は、入力表示装置3上に、図16に示すような編集画面3bを表示する。
ステップSA14において、コンピュータ1は、加工プログラムの編集希望個所を判断する。すなわち、オペレータにより、図16に示す編集画面3bの中段の状態表示部Yに表示された加工プログラムの編集希望個所Y1が指定されたか否かがコンピュータ1により判定される。
ステップSA15において、コンピュータ1は、加工プログラムの編集として、加工プログラムの変更あるいは追加あるいは削除を行うか否かを判断する。すなわち、オペレータにより、図16に示す編集画面3bの下段の指示入力部Zのプログラム変更の指示ボタンZ1あるいは追加の指示ボタンZ2あるいは削除の指示ボタンZ3が押されたか否かがコンピュータ1により判定される。これ以降は、加工プログラムの編集として追加編集を中心に説明する。
ここで、図17に示すように、プログラム追加の指示ボタンZ2が押されると、ステップSA16において、コンピュータ1は、追加する加工プログラムを判断する。すなわち、オペレータにより、図18に示すように、編集画面3bの中段Yに追加プログラムのリストY2が表示され、オペレータにより、追加プログラムのリストY2内から指定された追加プログラム00004、00005がコンピュータ1により判定される。
そして、ステップSA19において、コンピュータ1は、加工プログラムの編集を行う。
この場合、指定された追加プログラム00004、00005を指定された編集希望個所Y1に追加する。
すなわち、図19に示すように、編集画面3bの中段の状態表示部Yに表示された加工プログラムの編集希望個所Y1に追加プログラム00004、00005が追加されて表示され、転送待ち状態となる。
そして、図20に示すように、オペレータにより、編集画面3bの下段の指示入力部Zの転送指示ボタンZ4が押されると、追加プログラム00004、00005がNC装置Cの加工プログラム保存領域内Eに転送され、図21に示すように、追加プログラム00004、00005が追加されて加工待ち状態となる。
次に、上記ステップSA15において加工プログラムの変更を行うと判定された場合、すなわち、オペレータにより、図17に示す編集画面3bの下段の指示入力部Zのプログラム変更の指示ボタンZ1が押された場合、ステップSA19において、コンピュータ1は、変更する加工プログラムを判断する。すなわち、オペレータにより、編集画面3bの中段に変更プログラムのリストが表示され、オペレータにより、変更プログラムのリスト内から指定された変更プログラムがコンピュータ1により判定される。
ステップSA19において、コンピュータ1は、加工プログラムの編集を行う。この場合、指定された変更プログラムを指定された編集希望個所において変更する。
次に、上記ステップSA15において加工プログラムの削除を行うと判定された場合、すなわち、オペレータにより、図17に示す編集画面3bの下段の指示入力部Zの削除の指示ボタンZ3が押された場合、ステップSA20において、コンピュータ1は、削除する加工プログラムを判断する。すなわち、オペレータにより指定された編集希望個所が削除する加工プログラムとしてコンピュータ1により判定される。
ステップSA19において、コンピュータ1は、加工プログラムの編集を行う。この場合、指定された削除プログラムを削除する。
このNC装置Cのコンピュータによる変更チェック処理について図3を参照して以下に説明する。
図3のステップSA01では、「変更中チェックプログラムcp」を開始し、ステップSA02では、NC装置Cのコンピュータは、現在実行中プログラムの次の加工プログラムを変更中、追加中または削除中であるか否かを判断する。現在実行中のプログラムの次の加工プログラムを変更中、追加中または削除中であると判断した場合、NC装置Cのコンピュータは、ステップSA02の処理を繰り返し、後述する待機状態とする。
すなわち、指定された編集個所が現在実行中のプログラムの次の加工プログラム(所定の個所)か否かを判断し、指定された編集個所が現在実行中のプログラムの次の加工プログラム(所定の個所)である場合には、現在実行中のプログラムが終了しても待機状態とする。
現在実行中の次の加工プログラムを変更中、追加中または削除中でないと判断した場合、NC装置Cのコンピュータは、ステップSA03において、「変更中チェックプログラムcp」を終了する。
上記ステップSA01〜ステップSA03までの処理は、後述する具体例で説明するように、修正、追加または削除中であるか否かを認識するときにその都度実行される。
次に、変更チェック処理の具体例の説明を行う。
以下の説明では、図4に示すように、「加工プログラム1」、「加工プログラム2」、「加工プログラムa-1」を実行し、現時点では「加工プログラムa」が実行中であるとする。
図5を参照する。ケース1として、加工プログラムを変更(編集)する場合を説明する。
「加工プログラムa」を実行中に、未実行の加工プログラムを変更したい状況となったとする。この場合には、制御ソフトウェアBが加工プログラムの変更をおこなう。ここではたとえば、「加工プログラムb+1」〜「加工プログラムc」を変更する例を示す。実際には、「加工プログラムb+1」〜「加工プログラムc」の中の特定のいくつかの加工プログラムを変更することもある。
図6を参照する。加工プログラムの変更中に、加工プログラムbが終了した場合について説明する。
制御ソフトウェアBが「加工プログラムb+1」〜「加工プログラムc」を変更している途中で加工プログラムが進み加工プログラムbが終了した場合に、変更途中の加工プログラムの実行がされないように以下のように処理される。
「加工プログラムb」の後の「変更中チェックプログラムcp」が制御ソフトウェアBに問い合わせ、次の加工プログラムb+1の変更処理中であれば次の「加工プログラムb+1」に進まずに待機する。
加工プログラムの変更処理が終了したら、「変更中チェックプログラムcp」も終了し、「加工プログラムb+1」に進む。「変更中チェックプログラムcp」では上述のステップSA01〜ステップSA03が実行される。
図7を参照する。ケース2として、加工プログラムを追加(編集)する場合を説明する。「加工プログラムa」を実行中に、加工プログラムを追加したい状況となったとする。この場合には、制御ソフトウェアBが加工プログラムの追加をおこなう。ここではたとえば、「加工プログラムc」の後ろに、「加工プログラムc+1」〜「加工プログラムd」および追加したそれぞれの加工プログラムの後の変更中チェックプログラムを追加する例を示す。
図8を参照する。加工プログラムの追加中に、加工プログラムcが終了した場合、すなわち、制御ソフトウェアBが「加工プログラムc+1」〜「加工プログラムd」を追加している途中で加工プログラムが進み加工プログラムcが終了した場合に、追加途中の加工プログラムの実行がされないように以下のように処理される。
「加工プログラムc」の後の「変更中チェックプログラム」が制御ソフトウェアBに問い合わせ、加工プログラムの追加処理中であれば次の「加工プログラムc+1」に進まずに待機する。
加工プログラムの変更処理が終了したら、「変更中チェックプログラムcp」も終了し、「加工プログラムc+1」に進む。「変更中チェックプログラムcp」ではステップSA01〜ステップSA03が実行される。
図9を参照する。ケース3は、加工プログラムを削除(編集)する場合である。「加工プログラムa」を実行中に、未実行の加工プログラムの一部を削除したい状況となったとする。この場合には、制御ソフトウェアBが加工プログラムの削除をおこなう。
ここでは、たとえば、「加工プログラムb+1」〜「加工プログラムc」およびそれぞれの加工プログラムの後の変更中チェックプログラムcpを削除する例を示す。実際には、「加工プログラムb+1」〜「加工プログラムc」のすべてではなく、その中の特定のいくつかの加工プログラムを削除することもある。
図10を参照する。加工プログラムの削除中に、加工プログラムbが終了した場合、すなわち、制御ソフトウェアBが「加工プログラムb+1」〜「加工プログラムc」を削除している途中で加工プログラムが進み加工プログラムbが終了した場合に、削除途中の加工プログラムの実行がされないように以下のように処理される。
「加工プログラムb」の後の「変更中チェックプログラムcp」が制御ソフトウェアBに問い合わせ、加工プログラムの削除処理中であれば次の「加工プログラムb+1」に進まずに待機する。変更中チェックプログラムcpではステップSA01〜ステップSA03の処理が実行される。
加工プログラムの削除処理が終了したら、「変更中チェックプログラムcp」も終了し、加工が終了する。ただし、その先に「加工プログラムc+1」などが続く場合は加工プログラムの実行が続く。
図11を参照する。加工プログラムおよび変更中チェックプログラムcpをNC装置Cの外にあるコンピュータ1における「加工プログラム保存装置F」の「加工プログラム外部保存領域G」に保存する場合について示す。「加工プログラム保存装置F」の「加工プログラム外部保存領域G」は、例えばUSBメモリのようなものであってもよい。
図12を参照する。「加工プログラム保存装置F」の「加工プログラム外部保存領域G」が工作機械Aの外にある演算装置Hにある場合も、本発明の範囲である。
また、前述した実施形態では、加工プログラム保存領域の加工プログラム毎に変更中チェックプログラムが配置されていたが、以下の図22〜26に示すように、複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを用意し、各加工プログラムの終了時に変更中チェックプログラムを呼び出して、実行するようにしても良い。
図22は、複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを、NC装置Cのコンピュータ内の加工プログラム保存領域に配置した実施形態である。図22に示すように、例えば、加工プログラム1が終了すると、変更中チェックプログラム呼出コードにより、変更中チェックプログラムが呼出されて変更中チェックプログラムが実行される。なお、変更中チェックプログラムの実行内容は前述した実施形態(図3)と同様である。
図23は、NC装置Cのコンピュータ内の加工プログラム保存領域内の複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムをコンピュータ1の制御ソフト内に配置した実施形態である。図23に示すように、例えば、加工プログラム1が終了すると、変更中チェックプログラム呼出コードにより、変更中チェックプログラムがコンピュータ1の制御ソフトから呼出されて変更中チェックプログラムが実行される。なお、変更中チェックプログラムの実行内容は前述した実施形態(図3)と同様である。
図24は、NC装置Cのコンピュータ内の加工プログラム保存領域内には、起動指令プログラムと終了指令プログラムのみを配置し、複数の加工プログラムおよび1つの変更中チェックプログラムをコンピュータ1の加工プログラム外部保存装置Fの加工プログラム外部保存領域Gに配置した実施形態である。図24に示すように、例えば、起動指令プログラムにより起動されて加工プログラム外部保存領域の加工プログラム1が終了すると、変更中チェックプログラム呼出コードにより、変更中チェックプログラムが呼出されて変更中チェックプログラムが実行される。なお、変更中チェックプログラムの実行内容は前述した実施形態(図3)と同様である。
図25は、NC装置Cのコンピュータ内の加工プログラム保存領域内には、起動指令プログラムと終了指令プログラムおよび変更中チェックプログラムを配置し、複数の加工プログラムをコンピュータ1の加工プログラム外部保存装置Fの加工プログラム外部保存領域Gに配置した実施形態である。図25に示すように、例えば、起動指令プログラムにより起動されて加工プログラム外部保存領域の加工プログラム1が終了すると、変更中チェックプログラム呼出コードにより、変更中チェックプログラムが加工プログラム保存領域より呼出されて変更中チェックプログラムが実行される。なお、変更中チェックプログラムの実行内容は前述した実施形態(図3)と同様である。
図26は、複数の加工プログラムに対して1つの変更中チェックプログラムを、NC装置Cの電気回路内のラダーに配置した実施形態である。図26に示すように、例えば、加工プログラム1が終了すると、変更中チェックプログラム呼出コードにより、変更中チェックプログラムがラダーより呼出されて変更中チェックプログラムが実行される。なお、変更中チェックプログラムの実行内容は前述した実施形態(図3)と同様である。
この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
1 コンピュータ
3 入力表示装置
A 工作機械
B 制御ソフトウェア
C 制御装置(NC装置等)
D 機械工藤および加工部
TB テーブル
TJ 工具主軸
T 工具
W ワーク

Claims (5)

  1. 加工プログラムに基づきワーク加工を行う工作機械において、
    工作機械の運転中に前記加工プログラムの編集を行う編集手段と、前記加工プログラムの実行を待機させる待機手段とを備え、
    前記編集手段による編集を認識した場合に、前記待機手段が前記加工プログラムの実行を待機させることを特徴とする工作機械。
  2. 前記編集手段は、前記加工プログラムに対する修正、追加または削除を実行することを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
  3. 前記工作機械の制御装置の外部領域に前記加工プログラムを保存することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の工作機械。
  4. 前記工作機械の外の演算装置に前記加工プログラムを保存することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の工作機械。
  5. 前記加工プログラムが複数の加工プログラムからなり、前記複数の加工プログラムの各加工プログラムの実行後に、変更中チェックプログラムが実行され、前記変更中チェックプログラムにより、現在実行中のプログラムの次の加工プログラムが編集中であることが判明した場合、前記待機手段が前記加工プログラムの実行を待機させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の工作機械。
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