JP2019159478A - 制御装置、データ作成装置、制御方法及び制御プログラム - Google Patents

制御装置、データ作成装置、制御方法及び制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】加工プログラムの一部を容易に変更できる制御装置、データ作成装置、制御方法及び制御プログラムを提供する。【解決手段】制御装置１は、工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、指令値を記述した変更指定データを記憶する記憶部１１と、加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、識別子により示されるブロックを、変更指定データに記述された指令値に基づいて変更する変更部１３と、変更部により変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析部１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、加工プログラムにより工作機械を制御する制御装置、データ作成装置、制御方法及び制御プログラムに関する。
従来、工作機械は、数値制御装置により加工手順が指示されている。このような制御装置は、軸移動等の動作指令、及び送り速度等の指令値を組み合わせたブロックが複数記述された加工プログラムを解析及び実行することで、工作機械を動作させる。
この加工プログラムは、工作機械のオペレータにより作成される。また、オペレータの作業工数を削減するために、例えば特許文献１のように、加工プログラムを効率的に編集する装置が提案されている。
特開２０１７−２２８２１０号公報
しかしながら、例えば特定のブロックのみ、送り速度等の指令値を変更して試し加工を繰り返したい場合、加工プログラムを都度、編集する必要がある。この場合、加工プログラムから特定のブロックを検索し編集する作業を繰り返すこととなり、手間が掛かっていた。
本発明は、加工プログラムの一部を容易に変更できる制御装置、データ作成装置、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。
（１） 本発明に係る制御装置（例えば、後述の制御装置１）は、工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した変更指定データを記憶する記憶部（例えば、後述の記憶部１１）と、前記加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、前記識別子により示されるブロックを、前記変更指定データに記述された当該識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する変更部（例えば、後述の変更部１３）と、前記変更部により変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析部（例えば、後述の解析部１４）と、を備える。
（２） （１）に記載の制御装置において、前記記憶部は、複数の前記変更指定データを記憶し、いずれか１つの前記変更指定データの選択を受け付ける選択部（例えば、後述の選択部１２）を備えてもよい。
（３） （１）又は（２）に記載の制御装置において、前記指令値には、値の種類を示すコードが付与されており、前記変更部は、前記変更指定データに記述された指令値と同一の前記コードが付与された指令値が前記ブロックにある場合、当該ブロック内の指令値を、前記変更指定データに記述された指令値で置換し、同一の前記コードが付与された指令値が前記ブロックにない場合、当該ブロックに、前記変更指定データに記述された指令値を追加してもよい。
（４） （１）から（３）のいずれかに記載の制御装置において、前記指令値は、値の種類として、軸の送り速度、座標又は主軸の回転数を含んでもよい。
（５） 本発明に係るデータ作成装置（例えば、後述のデータ作成装置２）は、（１）から（４）のいずれかに記載の制御装置に提供する前記変更指定データを作成する装置であって、前記加工プログラムによる工具の移動軌跡を描画する描画部（例えば、後述の描画部２１）と、前記移動軌跡の部分が選択されると、当該部分に対応する前記加工プログラムのブロックを特定する特定部（例えば、後述の特定部２２）と、特定された前記ブロックの指令値を変更又は追加するための入力画面を表示し、指令値の入力を受け付ける入力部（例えば、後述の入力部２３）と、特定された前記ブロックの識別子、及び入力された前記指令値に基づいて、前記変更指定データを作成する作成部（例えば、後述の作成部２４）と、を備える。
（６） 本発明に係る制御方法は、工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した変更指定データを記憶したコンピュータが、前記加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、前記識別子により示されるブロックを、前記変更指定データに記述された当該識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する変更ステップと、前記変更ステップにおいて変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析ステップと、を実行する。
（７） 本発明に係る制御プログラムは、工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した変更指定データを記憶したコンピュータに、前記加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、前記識別子により示されるブロックを、前記変更指定データに記述された当該識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する変更ステップと、前記変更ステップにおいて変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析ステップと、を実行させるためのものである。
本発明によれば、加工プログラムの一部を容易に変更できる。
実施形態に係る制御装置の機能構成を示す図である。 実施形態に係る変更指定データの選択画面例を示す図である。 実施形態に係る変更指定データの第１の例を示す図である。 実施形態に係る変更指定データの第２の例を示す図である。 実施形態に係る制御装置での加工プログラムの実行時の処理を示すフローチャートである。 実施形態に係るデータ作成装置の機能構成を示す図である。 実施形態に係る変更指定データの編集画面を例示する図である。
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
本実施形態を構成する各機能は、加工プログラムを解析及び実行することで工作機械を制御する制御装置１と、加工プログラムの部分変更を実現するためのデータ作成装置２とに分散して配置されることとする。なお、制御装置１とデータ作成装置２とは、単一の装置として実装されてもよい。
図１は、本実施形態に係る制御装置１の機能構成を示す図である。
制御装置１は、工作機械の数値制御装置として実装されてよいが、これには限られない。例えば、制御装置１は、数値制御装置又はシミュレータとのインタフェースを有するパーソナルコンピュータ又はタブレット端末等の情報処理装置（コンピュータ）により構成されてもよい。
制御装置１は、記憶部１１と、選択部１２と、変更部１３と、解析部１４と、実行部１５と、更新部１６とを備える。また、制御装置１は、各種データの表示デバイス及び入出力インタフェース等を備える。
記憶部１１は、工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した１又は複数の変更指定データを記憶する。
ここで、加工プログラムのブロック及び変更指定データに記述される指令値には、値の種類を示すコードが付与されている。例えば、指令値は、値の種類として、軸の送り速度、軸の移動先の座標、主軸の回転数等を含む。また、指令値は、クーラント又はエアブロー等の補助機能を含んでもよい。
選択部１２は、記憶部１１に記憶されている変更指定データの選択肢を表示し、いずれか１つの変更指定データの選択を受け付ける。
図２は、本実施形態に係る変更指定データの選択画面例を示す図である。
この例では、変更指定データ１〜３が記憶されており、加工プログラムに対して、いずれの変更指定データを適用するか、あるいは、加工プログラムを変更せずに使用するかの選択肢が提示されている。
変更部１３は、加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、変更指定データに記述された識別子により示されるブロックを、この識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する。具体的には、変更部１３は、ブロック内に記述された指令値を変更、又は新たな指令値を追加する。
変更部１３は、例えば、変更指定データに記述された指令値と加工プログラムのブロックに記述された指令値とで、種類を示すコードが同一である場合、ブロックに記述された指令値を、変更指定データに記述された指令値で置換する。また、変更部１３は、変更指定データに記述された指令値と同一のコードが付与された指令値が加工プログラムのブロックにない場合、このブロックに、変更指定データに記述された指令値を追加する。
図３は、本実施形態に係る変更指定データの第１の例を示す図である。
この例は、元の加工プログラムに記述された指令値を、異なる値に変更する場合を示している。
加工プログラムには、複数のブロックそれぞれの識別子として、Ｎ１９、Ｎ２０、Ｎ２８等が付与されている。また、各ブロックには、指令値として、種類を示すコードＸ、Ｙ、Ｆ等を用いたＸ＊＊、Ｙ＊＊、Ｆ＊．＊等が記述されている。なお、Ｘ及びＹは座標を、Ｆは送り速度を示している。
変更指定データには、加工プログラムのブロックを示す識別子と共に、このブロック内の指令値を置換する値が記述されている。
例えば、変更指定データ１が選択されると、「Ｎ２０」で示される変更対象ブロックの元の指令値「Ｆ０．９」が「Ｆ１．０」に、「Ｎ２８」で示されるブロックの元の指令値「Ｆ１．０」が「Ｆ１．２」に、それぞれ変更される。
図４は、本実施形態に係る変更指定データの第２の例を示す図である。
この例では、元の加工プログラムに新たな指令値を追加する場合を示している。
加工プログラムのブロック「Ｎ５０」に記述されているように、加工中は通常、中圧クーラント吐出の指令値「Ｍ０８」が使用されている。この加工プログラムに対し、変更指定データ１及び２は、加工形状等に応じて、クーラント又はエアブローの状態を一時的に変更して試行するためのデータである。
例えば、変更指定データ１が選択されると、対象ブロック「Ｎ７０」に低圧クーラント吐出の指令値「Ｍ５８」が追加され、対象ブロック「Ｎ８０」に中圧クーラント吐出の指令値「Ｍ０８」が追加される。これにより、Ｎ７０〜Ｎ８０の区間では、中圧クーラントが低圧クーラントに変更される。
また、変更指定データ２が選択されると、対象ブロック「Ｎ７０」にクーラント停止の指令値「Ｍ０９」及びエアブロー開始の指令値「Ｍ４４」が追加され、対象ブロック「Ｎ８０」にエアブロー停止の指令値「Ｍ４５」及び中圧クーラント吐出の指令値「Ｍ０８」が追加される。これにより、Ｎ７０〜Ｎ８０の区間では、中圧クーラントがエアブローに変更される。
解析部１４は、変更部１３により変更されたブロックを解析し、実行データを生成する。
実行部１５は、生成された実行データにより、工作機械を動作させる。なお、解析部１４によるブロックの解析は、実行までのタイムラグが発生しないように、先行して行われてよい。
更新部１６は、オペレータからの指示入力に応じて、選択された変更指定データにより元の加工プログラム自体を更新し、新たな加工プログラムとして記憶部１１に格納する。
このとき、更新部１６は、選択されなかった他の変更指定データを、新たな加工プログラムに適合するように、すなわち、変更結果が以前と同一となるように、予め記憶されたルールに基づいて更新してもよい。
図５は、本実施形態に係る制御装置１での加工プログラムの実行時の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、制御装置１は、加工プログラムの実行指示を受け付け、該当の加工プログラムをメモリに読み込む。
ステップＳ２において、制御装置１は、選択部１２により加工プログラムにおける指令値を変更するための変更指定データが選択されているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ３に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ４に移る。
ステップＳ３において、制御装置１は、選択されている変更指定データをメモリに読み込む。
ステップＳ４において、制御装置１（変更部１３）は、加工プログラムを構成するブロックを順に読み込む。
ステップＳ５において、制御装置１（変更部１３）は、読み込んだブロックが変更指定データの対象であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ６に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ７に移る。
ステップＳ６において、制御装置１（変更部１３）は、読み込んだブロック内の指令値を、変更指定データの指令値に変更し、又はブロック内に変更指定データの指令値を追加する。
ステップＳ７において、制御装置１（解析部１４）は、変更されたブロックを解析し実行データを生成する。
ステップＳ８において、制御装置１は、未解析のブロックがあるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ４に移り、判定がＮＯの場合、処理は終了する。
図６は、本実施形態に係るデータ作成装置２の機能構成を示す図である。
データ作成装置２は、装置全体を制御する制御部、記憶部、各種データの表示デバイス及び入出力インタフェース等を備える情報処理装置（コンピュータ）であり、記憶部に格納されたソフトウェアを制御部が実行することにより、次の各部として機能する。
データ作成装置２は、描画部２１と、特定部２２と、入力部２３と、作成部２４とを備え、制御装置１に提供するための変更指定データを作成又は編集する。
描画部２１は、加工プログラムを解析することにより、工具の動作をシミュレートし、移動軌跡を描画する。
特定部２２は、ユーザにより移動軌跡の一部分が選択されると、この部分に対応する加工プログラムのブロックを特定する。
入力部２３は、特定されたブロックの指令値を変更又は追加するための入力画面を表示し、指令値の入力を受け付ける。
作成部２４は、特定されたブロックの識別子、及び入力された指令値に基づいて、変更指定データを作成する。
図７は、本実施形態に係る変更指定データの編集画面を例示する図である。
加工プログラムに基づくシミュレーションの実行結果として、工具の移動軌跡Ａが描画されている。
データ作成装置２は、加工プログラムの部分変更の指示を受け付けると、移動軌跡Ａの中から一部分の選択を可能にし、ユーザからの選択入力を受け付ける。
例えば、移動軌跡Ａから部分Ａ１が選択されると、この部分Ａ１の指令が記述された加工プログラム中のブロックが特定され、識別子である選択ブロック番号と共に、指令値の入力フィールドＢが表示される。
この例は、座標（Ｘ：１２３．４５６、Ｚ：７８９．０１２）を始点位置とするＸＺ平面の軸移動を指令するブロックを示しており、送り速度及び終点位置の座標が指令値として入力可能となっている。
データ作成装置２は、選択ブロック番号、及び入力された指令値に基づいて変更指定データを作成した後、さらにデータ作成の指示を受け付けると、同様の入力画面により同一ブロックに対する指令値を受け付け、複数の変更指定データを作成する。
また、データ作成装置２は、変更指定データの編集指示を受け付けると、図２と同様の選択画面を表示し、編集対象の変更指定データの選択入力を受け付ける。その後、選択された変更指定データの内容、すなわち選択ブロック番号と共に指令値が入力済みの入力フィールドが表示される。
この入力フィールドの指令値が編集されると、変更指定データの指令値が入力された値に更新されて保存される。
本実施形態によれば、制御装置１は、加工プログラムを実行する際に、加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、一部のブロックを対象とする変更指定データを参照し、指令値が変更されたブロックを解析する。
これにより、制御装置１は、加工プログラムとは別のファイルを参照することで、元の加工プログラムを編集することなく、加工プログラムの一部を容易に変更して実行できる。この結果、指令値の変更を繰り返す試し加工の処理効率が向上する。
制御装置１は、複数の変更指定データのうち、いずれを使用するかの選択入力を受け付けるので、オペレータは、予め用意した複数の変更パターンを効率的に試すことができる。
指令値には、軸の送り速度、座標、主軸の回転数又は補助機能等の種類を示すコードが付与され、制御装置１は、このコードに基づいて、変更すべき指令値を判断でき、これにより、同種の指令値を置換、又は異種の指令値を追加といった処理を効率的に実行できる。
データ作成装置２は、加工プログラムをシミュレートすることで工具の移動軌跡を描画し、この移動軌跡の一部を選択する入力を受け付けることで、加工プログラムのブロックを特定する。さらに、データ作成装置２は、特定したブロックに記述する指令値の入力を受け付けることで、制御装置１に提供する変更指定データを作成する。
これにより、データ作成装置２は、工具の移動軌跡に基づき変更ブロックの指定を容易にし、変更指定データの作成を効率化できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、前述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
制御装置１による制御方法、及びデータ作成装置２によるデータ作成方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。
１ 制御装置
２ データ作成装置
１１ 記憶部
１２ 選択部
１３ 変更部
１４ 解析部
１５ 実行部
１６ 更新部
２１ 描画部
２２ 特定部
２３ 入力部
２４ 作成部

Claims (7)

  1. 工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した変更指定データを記憶する記憶部と、
    前記加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、前記識別子により示されるブロックを、前記変更指定データに記述された当該識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する変更部と、
    前記変更部により変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析部と、を備える制御装置。
  2. 前記記憶部は、複数の前記変更指定データを記憶し、
    いずれか１つの前記変更指定データの選択を受け付ける選択部を備える請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記指令値には、値の種類を示すコードが付与されており、
    前記変更部は、前記変更指定データに記述された指令値と同一の前記コードが付与された指令値が前記ブロックにある場合、当該ブロック内の指令値を、前記変更指定データに記述された指令値で置換し、同一の前記コードが付与された指令値が前記ブロックにない場合、当該ブロックに、前記変更指定データに記述された指令値を追加する請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記指令値は、値の種類として、軸の送り速度、座標又は主軸の回転数を含む請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御装置に提供する前記変更指定データを作成するデータ作成装置であって、
    前記加工プログラムによる工具の移動軌跡を描画する描画部と、
    前記移動軌跡の部分が選択されると、当該部分に対応する前記加工プログラムのブロックを特定する特定部と、
    特定された前記ブロックの指令値を変更又は追加するための入力画面を表示し、指令値の入力を受け付ける入力部と、
    特定された前記ブロックの識別子、及び入力された前記指令値に基づいて、前記変更指定データを作成する作成部と、を備えるデータ作成装置。
  6. 工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した変更指定データを記憶したコンピュータが、
    前記加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、前記識別子により示されるブロックを、前記変更指定データに記述された当該識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する変更ステップと、
    前記変更ステップにおいて変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析ステップと、を実行する制御方法。
  7. 工作機械の加工プログラムを構成する複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックを示す識別子のそれぞれに対応付けて、工具とワークとの相対的な動作に関する指令値を記述した変更指定データを記憶したコンピュータに、
    前記加工プログラムの複数のブロックを順に読み込み、前記識別子により示されるブロックを、前記変更指定データに記述された当該識別子に対応付けられた指令値に基づいて変更する変更ステップと、
    前記変更ステップにおいて変更されたブロックを解析し、実行データを生成する解析ステップと、を実行させるための制御プログラム。
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