JP2019159808A - 制御装置、制御方法及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】工作機械の軸移動に際してオペレータの負担を低減できる制御装置、制御方法及び制御プログラムを提供する。【解決手段】数値制御装置１は、機械座標系において、移動平面の指定を受け付ける移動平面取得部１１１と、機械座標系から画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換部１１２と、画像座標系から機械座標系の移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換部１１３と、操作対象の位置情報を取得する操作対象位置取得部１１４と、位置情報に対応する画像座標系における座標に操作アイコンを表示させる操作アイコン表示部１１５と、操作アイコンがタッチされた後、スライド位置を取得するスライド位置取得部１１６と、スライド位置が機械座標系に変換された座標に基づいて、軸移動量を計算する移動量計算部１１７と、軸移動量に応じて、操作対象を移動させる軸移動部１１８と、を備える。【選択図】図２
Description
本発明は、工作機械の制御装置、制御方法及び制御プログラムに関する。
従来、工作機械のオペレータが軸を手動で移動させる手段として、ジョグ送り又は手動ハンドル送りが用いられている。このような軸操作は、オペレータが工作機械の加工エリアと、数値制御装置の画面とを交互に確認しながら行う必要があった。このようなオペレータの負担を低減するために、例えば、特許文献１には、加工エリアの画像を表示したタッチパネルにおいて軸毎にアイコンをタッチしている間、軸を移動させる手法が提案されている。
しかしながら、従来の手法では、各軸のそれぞれを別々に操作する必要があり、さらに、各軸が目的の位置に移動するまでタッチパネル上のアイコンを押し続ける必要があった。また、軸の移動が予め設定された速度に限られるため、目視により所望の位置まで正確に移動させることが難しく、オペレータの負担が大きかった。
本発明は、工作機械の軸移動に際してオペレータの負担を低減できる制御装置、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、後述の数値制御装置１）は、工作機械（例えば、後述の工作機械２）における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける移動平面取得部（例えば、後述の移動平面取得部１１１）と、前記機械座標系から、カメラ（例えば、後述のカメラ３）により撮像された加工エリアの画像における位置を示す２次元の画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換部（例えば、後述の機械座標変換部１１２）と、前記画像座標系から前記機械座標系の前記移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換部（例えば、後述の画像座標変換部１１３）と、前記操作対象の前記機械座標系における現在の位置情報を取得する操作対象位置取得部（例えば、後述の操作対象位置取得部１１４）と、前記位置情報に対応する前記画像座標系における座標に操作アイコンを重畳して表示させる操作アイコン表示部（例えば、後述の操作アイコン表示部１１５）と、オペレータにより前記操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得するスライド位置取得部（例えば、後述のスライド位置取得部１１６）と、前記画像座標系における前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標に基づいて、前記工作機械の軸移動量を計算する移動量計算部（例えば、後述の移動量計算部１１７）と、計算された前記軸移動量に応じて、前記操作対象を移動させる軸移動部（例えば、後述の軸移動部１１８）と、を備える。
（２） （１）に記載の制御装置において、前記スライド位置取得部は、前記スライド位置として、前記スライド操作の終了位置を取得し、前記移動量計算部は、前記終了位置の前記機械座標系における座標まで、前記操作対象を移動させるための前記工作機械の軸移動量を計算してもよい。
（３） （１）に記載の制御装置において、前記スライド位置取得部は、前記スライド操作の開始から終了までの間、周期的に前記スライド位置を取得し、前記移動量計算部は、前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標値を時系列に取得し、当該座標値を順に通過するための軸移動量を計算してもよい。
（４） （３）に記載の制御装置において、前記移動量計算部は、時系列に取得した前記座標値を曲線で補間した経路を通過するための軸移動量を計算してもよい。
（５） （３）又は（４）に記載の制御装置において、前記スライド位置取得部は、前記スライド操作の開始から終了までの間、周期的に取得した前記スライド位置の個数と、予め指定された前記スライド位置の取得周期とに基づいて前記スライド位置に到達するまでの時間を算出し、前記軸移動部は、前記時間と同一の時間を掛けて前記操作対象を移動させてもよい。
（６） （１）から（４）のいずれかに記載の制御装置において、前記スライド位置取得部は、前記スライド位置に到達するまでの時間を取得し、前記軸移動部は、前記時間と同一の時間を掛けて前記操作対象を移動させてもよい。
（７） （６）に記載の制御装置において、前記軸移動部は、前記スライド位置を取得後、所定時間後に前記操作対象の移動を開始してもよい。
（８） （１）から（７）のいずれかに記載の制御装置において、前記移動平面取得部は、予め設定された複数の候補を示す画像から前記移動平面の選択入力を受け付けてもよい。
（９） （１）から（７）のいずれかに記載の制御装置において、前記移動平面取得部は、前記加工エリアにおける３次元座標軸のうち２軸の選択、及び当該２軸で決定される平面の各軸周りの回転角度の入力により、前記移動平面の指定を受け付けてもよい。
（１０） （１）から（９）のいずれかに記載の制御装置において、前記スライド位置取得部は、前記スライド操作に伴って、前記スライド位置の前記画像座標系から前記機械座標系に変換された座標値を表示してもよい。
（１１） 本発明に係る制御方法は、工作機械（例えば、後述の工作機械２）における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける移動平面取得ステップと、前記機械座標系から、カメラ（例えば、後述のカメラ３）により撮像された加工エリアの画像における位置を示す２次元の画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換ステップと、前記画像座標系から前記機械座標系の前記移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換ステップと、前記操作対象の前記機械座標系における現在の位置情報を取得する操作対象位置取得ステップと、前記位置情報に対応する前記画像座標系における座標に操作アイコンを重畳して表示させる操作アイコン表示ステップと、オペレータにより前記操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得するスライド位置取得ステップと、前記画像座標系における前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標に基づいて、前記工作機械の軸移動量を計算する移動量計算ステップと、計算された前記軸移動量に応じて、前記操作対象を移動させる軸移動ステップと、をコンピュータ（例えば、後述のＣＰＵ１１）が実行する。
（１２） 本発明に係る制御プログラムは、工作機械（例えば、後述の工作機械２）における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける移動平面取得ステップと、前記機械座標系から、カメラ（例えば、後述のカメラ３）により撮像された加工エリアの画像における位置を示す２次元の画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換ステップと、前記画像座標系から前記機械座標系の前記移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換ステップと、前記操作対象の前記機械座標系における現在の位置情報を取得する操作対象位置取得ステップと、前記位置情報に対応する前記画像座標系における座標に操作アイコンを重畳して表示させる操作アイコン表示ステップと、オペレータにより前記操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得するスライド位置取得ステップと、前記画像座標系における前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標に基づいて、前記工作機械の軸移動量を計算する移動量計算ステップと、計算された前記軸移動量に応じて、前記操作対象を移動させる軸移動ステップと、をコンピュータ（例えば、後述のＣＰＵ１１）に実行させるためのものである。
本発明によれば、工作機械の軸移動に際してオペレータの負担が低減される。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態では、工作機械の制御装置として、後述の各種機能が新たに実装された数値制御装置１を例示するが、制御装置は、既存の数値制御装置とのインタフェースを備えた情報処理装置であってもよい。
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態では、工作機械の制御装置として、後述の各種機能が新たに実装された数値制御装置１を例示するが、制御装置は、既存の数値制御装置とのインタフェースを備えた情報処理装置であってもよい。
図１は、本実施形態に係る数値制御装置１の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。
数値制御装置１において、ＣＰＵ１１は、数値制御装置１の全体を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを、バス２０を介して読み出し、このシステムプログラムに従って数値制御装置１の全体を制御する。
ＲＡＭ１３には、一時的な計算データ、表示データ、及び表示器／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データが格納される。また、一般にＲＡＭへのアクセスはＲＯＭへのアクセスよりも高速であることから、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを予めＲＡＭ１３上に展開しておき、ＲＡＭ１３からシステムプログラムを読み込んで実行してもよい。
不揮発性メモリ１４は、磁気記憶装置、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ、ＦＲＡＭ（登録商標）、ＥＥＰＲＯＭ、又はバッテリでバックアップされるＳＲＡＭ若しくはＤＲＡＭ等であり、数値制御装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５、表示器／ＭＤＩユニット７０又は通信部２７を介して入力された加工プログラム等が記憶される。
数値制御装置１において、ＣＰＵ１１は、数値制御装置１の全体を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを、バス２０を介して読み出し、このシステムプログラムに従って数値制御装置１の全体を制御する。
ＲＡＭ１３には、一時的な計算データ、表示データ、及び表示器／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データが格納される。また、一般にＲＡＭへのアクセスはＲＯＭへのアクセスよりも高速であることから、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを予めＲＡＭ１３上に展開しておき、ＲＡＭ１３からシステムプログラムを読み込んで実行してもよい。
不揮発性メモリ１４は、磁気記憶装置、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ、ＦＲＡＭ（登録商標）、ＥＥＰＲＯＭ、又はバッテリでバックアップされるＳＲＡＭ若しくはＤＲＡＭ等であり、数値制御装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５、表示器／ＭＤＩユニット７０又は通信部２７を介して入力された加工プログラム等が記憶される。
ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成及び編集のために必要とされる編集モードの処理や自動運転のための処理を実施するための各種システムプログラムが予め書き込まれている。
各種加工プログラムは、インタフェース１５、表示器／ＭＤＩユニット７０又は通信部２７を介して入力され、不揮発性メモリ１４に格納される。
インタフェース１５は、数値制御装置１と外部機器７２とを接続する。外部機器７２からは、加工プログラム及び各種パラメータ等が数値制御装置１に読み込まれる。また、数値制御装置１内で編集された加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。インタフェース１５の具体例としては、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＳＡＴＡ、ＰＣカードスロット、ＣＦカードスロット、ＳＤカードスロット、イーサネット（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ等が挙げられる。インタフェース１５は、表示器／ＭＤＩユニット７０上に存在してもよい。外部機器７２の例としては、コンピュータ、ＵＳＢメモリ、ＣＦａｓｔ、ＣＦカード、ＳＤカード等が挙げられる。
各種加工プログラムは、インタフェース１５、表示器／ＭＤＩユニット７０又は通信部２７を介して入力され、不揮発性メモリ１４に格納される。
インタフェース１５は、数値制御装置１と外部機器７２とを接続する。外部機器７２からは、加工プログラム及び各種パラメータ等が数値制御装置１に読み込まれる。また、数値制御装置１内で編集された加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。インタフェース１５の具体例としては、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＳＡＴＡ、ＰＣカードスロット、ＣＦカードスロット、ＳＤカードスロット、イーサネット（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ等が挙げられる。インタフェース１５は、表示器／ＭＤＩユニット７０上に存在してもよい。外部機器７２の例としては、コンピュータ、ＵＳＢメモリ、ＣＦａｓｔ、ＣＦカード、ＳＤカード等が挙げられる。
ＰＭＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６は、数値制御装置１に内蔵されたシーケンスプログラムにより、工作機械の補助装置（例えば、自動工具交換装置）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、ＰＭＣ１６は、工作機械の本体に配備された操作盤７１の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。なお、ＰＭＣ１６は、一般に、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とも呼ばれる。
操作盤７１は、ＰＭＣ１６に接続される。操作盤７１は、手動パルス発生器等を備えていてもよい。
表示器／ＭＤＩユニット７０は、ディスプレイ７０１（表示部）、及びキーボード若しくはタッチパネル７０２等の操作部を備えた手動データ入力装置である。インタフェース１８は表示用の画面データを表示器／ＭＤＩユニット７０のディスプレイ７０１に送るほか、表示器／ＭＤＩユニット７０の操作部からの指令及びデータを受けてＣＰＵ１１に渡す。
操作盤７１は、ＰＭＣ１６に接続される。操作盤７１は、手動パルス発生器等を備えていてもよい。
表示器／ＭＤＩユニット７０は、ディスプレイ７０１（表示部）、及びキーボード若しくはタッチパネル７０２等の操作部を備えた手動データ入力装置である。インタフェース１８は表示用の画面データを表示器／ＭＤＩユニット７０のディスプレイ７０１に送るほか、表示器／ＭＤＩユニット７０の操作部からの指令及びデータを受けてＣＰＵ１１に渡す。
各軸の軸制御回路３０〜３４は、ＣＰＵ１１からの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４４に出力する。
サーボアンプ４０〜４４は、この指令を受けて、各軸のサーボモータ５０〜５４を駆動する。各軸のサーボモータ５０〜５４は、位置及び速度の検出器を内蔵し、位置及び速度フィードバック信号を軸制御回路３０〜３４にフィードバックして、位置及び速度のフィードバック制御を行う。
サーボアンプ４０〜４４は、この指令を受けて、各軸のサーボモータ５０〜５４を駆動する。各軸のサーボモータ５０〜５４は、位置及び速度の検出器を内蔵し、位置及び速度フィードバック信号を軸制御回路３０〜３４にフィードバックして、位置及び速度のフィードバック制御を行う。
スピンドル制御回路６０は、工作機械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１は、このスピンドル速度信号を受けて、工作機械のスピンドルモータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。
スピンドルモータ６２には、歯車又はベルト等でパルスエンコーダ６３が結合され、パルスエンコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、この帰還パルスは、バス２０を経由してＣＰＵ１１によって読み取られる。
スピンドルモータ６２には、歯車又はベルト等でパルスエンコーダ６３が結合され、パルスエンコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、この帰還パルスは、バス２０を経由してＣＰＵ１１によって読み取られる。
図２は、本実施形態に係る数値制御装置１におけるＣＰＵ１１の機能構成を示すブロック図である。
ＣＰＵ１１は、移動平面取得部１１１と、機械座標変換部１１２と、画像座標変換部１１３と、操作対象位置取得部１１４と、操作アイコン表示部１１５と、スライド位置取得部１１６と、移動量計算部１１７と、軸移動部１１８とを備える。
これらの各機能部は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムをＣＰＵ１１が実行することにより実現される。
ＣＰＵ１１は、移動平面取得部１１１と、機械座標変換部１１２と、画像座標変換部１１３と、操作対象位置取得部１１４と、操作アイコン表示部１１５と、スライド位置取得部１１６と、移動量計算部１１７と、軸移動部１１８とを備える。
これらの各機能部は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムをＣＰＵ１１が実行することにより実現される。
また、ディスプレイ７０１には、カメラ３により撮像された工作機械２の加工エリアの映像が表示される。なお、カメラ３は、数値制御装置１を介してディスプレイ７０１と接続されてもよいし、映像信号が直接、ディスプレイ７０１に入力されてもよい。
ディスプレイ７０１とタッチパネル７０２とは、表示器／ＭＤＩユニット７０において互いに重畳して配置され、タッチ位置におけるディスプレイ７０１の座標値とタッチパネル７０２の座標値とは一致する。
ディスプレイ７０１とタッチパネル７０２とは、表示器／ＭＤＩユニット７０において互いに重畳して配置され、タッチ位置におけるディスプレイ７０１の座標値とタッチパネル７０２の座標値とは一致する。
移動平面取得部１１１は、工作機械２における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける。
数値制御装置１は、タッチパネル７０２を介して、この移動平面上での操作対象の移動指示を受け付け、工作機械２の軸移動を行う。
数値制御装置１は、タッチパネル７０２を介して、この移動平面上での操作対象の移動指示を受け付け、工作機械２の軸移動を行う。
ここで、移動平面取得部１１１は、例えば、以下の（Ａ）又は（Ｂ）のいずれかの手法によって移動平面の指定を受け付ける。
（Ａ）移動平面取得部１１１は、予め設定された複数の候補を示す画像から移動平面の選択入力を受け付ける。
図３は、本実施形態に係る移動平面の指定手法（Ａ）を例示する図である。
図３は、本実施形態に係る移動平面の指定手法（Ａ）を例示する図である。
移動平面取得部１１１は、例えば、機械座標系における３次元の座標軸ｘ，ｙ，ｚのうち２軸からなるｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面、ｚ−ｘ平面の３つの選択肢を、移動平面の候補としてディスプレイ７０１に表示する。移動平面取得部１１１は、タッチパネル７０２を介してオペレータから選択入力を受け付ける。
このとき、ディスプレイ７０１には、加工エリアの画像と共に、操作対象Ａの位置を示す操作アイコンＩ、選択された移動平面を表す平行四辺形、及び各軸の方向を示す矢印等の画像が表示されてもよい。
このとき、ディスプレイ７０１には、加工エリアの画像と共に、操作対象Ａの位置を示す操作アイコンＩ、選択された移動平面を表す平行四辺形、及び各軸の方向を示す矢印等の画像が表示されてもよい。
（Ｂ）移動平面取得部１１１は、加工エリアにおける３次元座標軸ｘ，ｙ，ｚのうち２軸の選択と、これらの２軸で決定される平面の各軸周りの回転角度の入力により、移動平面の指定を受け付ける。
図４は、本実施形態に係る移動平面の指定手法（Ｂ）を例示する図である。
図４は、本実施形態に係る移動平面の指定手法（Ｂ）を例示する図である。
移動平面取得部１１１は、３つの座標軸（操作対象軸）ｘ，ｙ，ｚ毎に、例えば、２軸（移動軸）を選択するためのチェックボックスと、軸周りの回転角度の入力フィールドとをディスプレイ７０１に表示する。
この例では、オペレータにより指定された移動軸及び回転角度に応じて、ｘ軸周りにｘ−ｙ平面を３０度回転させてできるｘ−ｙ’平面が機械座標系における移動平面として指定されている。
この例では、オペレータにより指定された移動軸及び回転角度に応じて、ｘ軸周りにｘ−ｙ平面を３０度回転させてできるｘ−ｙ’平面が機械座標系における移動平面として指定されている。
機械座標変換部１１２は、機械座標系から、カメラ３により撮像された加工エリアの画像における位置、すなわちディスプレイ７０１及びタッチパネル７０２における２次元の画像座標系へ座標値を変換する。
ここで、加工エリア内の位置を示す機械座標系における３次元の座標値Ｘは、画像座標系の２次元の座標値ｕへ、ｕ＝ＰＸのように一意に変換される。変換行列Ｐは、予め所定の手順で実施されるキャリブレーションによって設定され、カメラ情報として記憶部（例えば、ＲＡＭ１３）に格納される。
ここで、加工エリア内の位置を示す機械座標系における３次元の座標値Ｘは、画像座標系の２次元の座標値ｕへ、ｕ＝ＰＸのように一意に変換される。変換行列Ｐは、予め所定の手順で実施されるキャリブレーションによって設定され、カメラ情報として記憶部（例えば、ＲＡＭ１３）に格納される。
画像座標変換部１１３は、画像座標系から機械座標系の移動平面内へ座標値を変換する。
２次元の座標値を３次元の座標値へ変換する場合、座標は一意に決まらないが、移動平面内の座標に限定することで、２次元から２次元への変換となるため、機械座標系の座標値が一意に決定される。
２次元の座標値を３次元の座標値へ変換する場合、座標は一意に決まらないが、移動平面内の座標に限定することで、２次元から２次元への変換となるため、機械座標系の座標値が一意に決定される。
操作対象位置取得部１１４は、加工エリアにある操作対象の機械座標系における現在の位置情報を取得する。
具体的には、操作対象位置取得部１１４は、工作機械２から得られる各軸の位置フィードバックに基づいて、機械座標系における工具の先端等の操作対象の座標値を算出する。なお、操作対象の部位は予め設定され、操作対象の座標値と各軸の位置フィードバックとの対応関係を示す情報が記憶部に格納される。
具体的には、操作対象位置取得部１１４は、工作機械２から得られる各軸の位置フィードバックに基づいて、機械座標系における工具の先端等の操作対象の座標値を算出する。なお、操作対象の部位は予め設定され、操作対象の座標値と各軸の位置フィードバックとの対応関係を示す情報が記憶部に格納される。
操作アイコン表示部１１５は、操作対象の位置情報に対応するディスプレイ７０１の画像座標系における座標に、操作アイコンを加工エリアの画像に重畳して表示させる。この操作アイコンは、タッチパネル７０２におけるオペレータのスライド操作の起点となる。すなわち、オペレータは、操作アイコンをタッチした後、操作対象を移動させたい目的の位置まで、スライド操作を行う。
スライド位置取得部１１６は、オペレータにより操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得する。
本実施形態において、スライド位置取得部１１６は、スライド位置として、スライド操作の終了位置を取得する。さらに、スライド位置取得部１１６は、スライド操作の開始位置から終了位置に到達するまでの時間を、時刻情報の差分を算出する、又はタイマで計測する等の方法により取得してもよい。
このとき、スライド位置取得部１１６は、操作アイコンの移動に伴って、スライド位置の、画像座標系から機械座標系に変換された座標値を表示してもよい。
本実施形態において、スライド位置取得部１１６は、スライド位置として、スライド操作の終了位置を取得する。さらに、スライド位置取得部１１６は、スライド操作の開始位置から終了位置に到達するまでの時間を、時刻情報の差分を算出する、又はタイマで計測する等の方法により取得してもよい。
このとき、スライド位置取得部１１６は、操作アイコンの移動に伴って、スライド位置の、画像座標系から機械座標系に変換された座標値を表示してもよい。
図５は、本実施形態に係るスライド操作に伴う座標値の表示例を示す図である。
スライド操作に伴って変化するスライド位置の画像座標系における座標値は、画像座標変換部１１３により機械座標系の座標値に変換される。
スライド位置取得部１１６は、スライド位置を取得すると、このスライド位置の付近等に、変換された機械座標を表示したウィンドウＷを描画する。
スライド操作に伴って変化するスライド位置の画像座標系における座標値は、画像座標変換部１１３により機械座標系の座標値に変換される。
スライド位置取得部１１６は、スライド位置を取得すると、このスライド位置の付近等に、変換された機械座標を表示したウィンドウＷを描画する。
機械座標を表示したウィンドウＷは、ディスプレイ７０１の所定位置に描画されてもよいし、スライド位置と同期して移動してもよい。また、このウィンドウＷは、スライド操作の終了後、オペレータのタッチ操作により移動されてもよい。
移動量計算部１１７は、画像座標系におけるスライド位置が機械座標系に変換された座標に基づいて、この変換された座標に操作対象を移動させるために工作機械２に指示すべき各軸の移動量を計算する。
このとき、移動量計算部１１７は、スライド操作の軌跡によらず、開始位置から終了位置まで、機械座標系において操作対象を移動させるための各軸の移動量を計算する。
このとき、移動量計算部１１７は、スライド操作の軌跡によらず、開始位置から終了位置まで、機械座標系において操作対象を移動させるための各軸の移動量を計算する。
軸移動部１１８は、計算された各軸の移動量に応じて、操作対象を実際に移動させるように工作機械２に指示する。
このとき、軸移動部１１８は、スライド位置取得部１１６により取得された操作時間と同一の時間を掛けて操作対象を移動させてもよい。
このとき、軸移動部１１８は、スライド位置取得部１１６により取得された操作時間と同一の時間を掛けて操作対象を移動させてもよい。
図６は、本実施形態に係るオペレータの操作の手順を例示する図である。
この例では、スライド操作により操作対象の移動先が決定した後に、オペレータによる移動開始指示に応じて実際の軸移動が開始される。
この例では、スライド操作により操作対象の移動先が決定した後に、オペレータによる移動開始指示に応じて実際の軸移動が開始される。
オペレータは、まずタッチパネル７０２において操作アイコンＩを指でタッチし（１）、加工エリアの画像上で目的の位置Ｇまで、スライド操作を行う（２）。
このとき、スライド操作の開始位置である操作アイコンから現在のスライド位置へ矢印等が表示されてもよい。
このとき、スライド操作の開始位置である操作アイコンから現在のスライド位置へ矢印等が表示されてもよい。
オペレータがスライド操作を終了し、指をタッチパネル７０２から離すと（３）、このスライド操作の終了位置と、スライド操作を行った時間とが保存される。
スライド操作の終了位置が機械座標系の座標値に変換され、各軸の移動量が計算されると、スタートボタンＢが有効となり、オペレータがこのスタートボタンＢをタッチすると（４）、軸移動部１１８は、保存された時間を掛けて操作対象を移動させる。
スライド操作の終了位置が機械座標系の座標値に変換され、各軸の移動量が計算されると、スタートボタンＢが有効となり、オペレータがこのスタートボタンＢをタッチすると（４）、軸移動部１１８は、保存された時間を掛けて操作対象を移動させる。
なお、実際の軸移動の契機はこの例に限られず、例えば、軸移動部１１８は、スライド操作が終了しスライド位置を取得後、所定時間後に操作対象の移動を自動で開始してもよい。
本実施形態によれば、数値制御装置１は、工作機械２の加工エリアを撮像した画像上で、操作対象を示すアイコンに対してスライド操作を行うことにより、実際の操作対象を目的の位置まで移動させる。このとき、数値制御装置１は、移動平面が指定されることにより、スライド位置を画像座標系から機械座標系へ一意に変換できる。
これにより、工作機械２のオペレータは、タッチパネル７０２を介して直感的な軸操作ができる。したがって、数値制御装置１は、工作機械２の軸移動に際してオペレータの負担を低減できる。
これにより、工作機械２のオペレータは、タッチパネル７０２を介して直感的な軸操作ができる。したがって、数値制御装置１は、工作機械２の軸移動に際してオペレータの負担を低減できる。
数値制御装置１は、スライド操作の終了位置を取得して、開始位置から終了位置までの工作機械２における各軸の移動量を計算するので、スライド操作の軌跡によらず、操作対象を適切な経路（例えば、最短経路）で目的の位置へ移動できる。
数値制御装置１は、スライド操作の時間を計測することで、この時間に合わせて実際の操作対象の移動に掛かる時間を調整できる。これにより、オペレータは、操作対象を所望の速度で移動させることができる。
数値制御装置１は、複数の候補から移動平面の選択入力を受け付けることにより、オペレータの操作を簡略化でき、さらに、容易に移動平面を決定できる。
また、数値制御装置１は、加工エリアにおける３次元座標軸のうち２軸の選択、及びこの２軸で決定される平面の各軸周りの回転角度の入力を受け付けることにより、移動平面の詳細な設定を可能にし、利便性を向上できる。
また、数値制御装置１は、加工エリアにおける３次元座標軸のうち２軸の選択、及びこの２軸で決定される平面の各軸周りの回転角度の入力を受け付けることにより、移動平面の詳細な設定を可能にし、利便性を向上できる。
数値制御装置１は、スライド操作に伴って、対応する機械座標系の座標値を表示することにより、オペレータによるスライド操作の精度を高めることができるので、利便性が向上する。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
本実施形態では、スライド位置取得部１１６、移動量計算部１１７及び軸移動部１１８の機能が第１実施形態と異なる。
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
本実施形態では、スライド位置取得部１１６、移動量計算部１１７及び軸移動部１１８の機能が第１実施形態と異なる。
スライド位置取得部１１６は、スライド操作の開始から終了までの間、周期的にスライド位置を取得する。
さらに、スライド位置取得部１１６は、各スライド位置に到達するまでの時間を、例えば、時刻情報の差分を算出する、又はタイマで計測する等の方法により取得する。あるいは、スライド位置取得部１１６は、周期的に取得したスライド位置の個数と、予め指定されたスライド位置の取得周期とに基づいて、各スライド位置に到達するまでの時間を算出してもよい。例えば、スライド位置の取得が１０ミリ秒の一定周期で行われ、取得開始から取得終了までのスライド位置の取得個数が１０００個だとすると、スライド操作の開始から終了までの時間は１０ミリ秒×１０００＝１０秒と算出される。
また、スライド位置取得部１１６は、第１実施形態と同様に、スライド操作に伴って、スライド位置が画像座標系から機械座標系に変換された座標値を表示してもよい。
さらに、スライド位置取得部１１６は、各スライド位置に到達するまでの時間を、例えば、時刻情報の差分を算出する、又はタイマで計測する等の方法により取得する。あるいは、スライド位置取得部１１６は、周期的に取得したスライド位置の個数と、予め指定されたスライド位置の取得周期とに基づいて、各スライド位置に到達するまでの時間を算出してもよい。例えば、スライド位置の取得が１０ミリ秒の一定周期で行われ、取得開始から取得終了までのスライド位置の取得個数が１０００個だとすると、スライド操作の開始から終了までの時間は１０ミリ秒×１０００＝１０秒と算出される。
また、スライド位置取得部１１６は、第１実施形態と同様に、スライド操作に伴って、スライド位置が画像座標系から機械座標系に変換された座標値を表示してもよい。
移動量計算部１１７は、スライド操作の開始から終了まで、スライド位置が機械座標系に変換された座標値を時系列に取得し、操作対象がこれらの座標を順に通過するための各軸の移動量を計算する。
また、移動量計算部１１７は、時系列に取得した複数の座標値を曲線で補間した経路を通過するための各軸の移動量を計算する。さらに、移動量計算部１１７は、新たに座標値が取得される度に、補間のための曲線を更新することで、操作対象の滑らかな移動を実現する。
また、移動量計算部１１７は、時系列に取得した複数の座標値を曲線で補間した経路を通過するための各軸の移動量を計算する。さらに、移動量計算部１１７は、新たに座標値が取得される度に、補間のための曲線を更新することで、操作対象の滑らかな移動を実現する。
軸移動部１１８は、スライド操作の開始から終了までの時間と同一の時間を掛けて操作対象を移動させる。
また、軸移動部１１８は、オペレータがスライド操作を開始してから所定時間後、例えば数周期後に、操作対象の移動を開始する。すなわち、周期毎にスライド位置を取得後、所定時間後にこのスライド位置に対応する機械座標系の座標への操作対象の移動が開始される。これにより、スライド操作から所定時間の遅れで操作対象が追随して移動する。
また、軸移動部１１８は、オペレータがスライド操作を開始してから所定時間後、例えば数周期後に、操作対象の移動を開始する。すなわち、周期毎にスライド位置を取得後、所定時間後にこのスライド位置に対応する機械座標系の座標への操作対象の移動が開始される。これにより、スライド操作から所定時間の遅れで操作対象が追随して移動する。
図７は、本実施形態に係るオペレータの操作の手順を例示する図である。
この例では、スライド操作に同期して、また、スライド操作の経路に従って、自動で操作対象の軸移動が実行される。
この例では、スライド操作に同期して、また、スライド操作の経路に従って、自動で操作対象の軸移動が実行される。
オペレータは、まずタッチパネル７０２において操作アイコンＩを指でタッチし（１）、加工エリアの画像上で目的の位置Ｇまで、スライド操作を行う（２）。
スライド操作の開始から終了までの間、スライド位置が周期的に検出され、スライド位置が機械座標系に変換された座標値と、これらの座標値の間を補間した曲線Ｃとが保存される。
スライド操作の開始から終了までの間、スライド位置が周期的に検出され、スライド位置が機械座標系に変換された座標値と、これらの座標値の間を補間した曲線Ｃとが保存される。
スライド操作の開始から所定時間後、保存された曲線Ｃに沿った軸移動が開始される。（ａ）の位置から移動を開始した操作対象Ａは、スライド位置が（２）の時点では（ｂ）の位置まで移動し、スライド位置が（３）の時点では（ｃ）の位置まで移動する。
オペレータがスライド操作を終了し、指をタッチパネル７０２から離すと（３）、所定時間後に、スライド操作の終了位置Ｇに対応する機械座標系の座標に操作対象Ａが到達し、移動が終了する。
オペレータがスライド操作を終了し、指をタッチパネル７０２から離すと（３）、所定時間後に、スライド操作の終了位置Ｇに対応する機械座標系の座標に操作対象Ａが到達し、移動が終了する。
本実施形態によれば、数値制御装置１は、スライド操作の開始から終了までの間、周期的にスライド位置を取得し、スライド操作の軌跡に沿って操作対象を移動させる。
これにより、数値制御装置１は、オペレータの要求する経路で操作対象を移動できる。
また、数値制御装置１は、移動経路の座標群を曲線で補間することにより、操作対象の自然な動きを実現できる。
これにより、数値制御装置１は、オペレータの要求する経路で操作対象を移動できる。
また、数値制御装置１は、移動経路の座標群を曲線で補間することにより、操作対象の自然な動きを実現できる。
数値制御装置１は、スライド操作から所定時間遅れて、スライド操作と同じ速度で操作対象を移動させる。これにより、数値制御装置１は、オペレータのスライド操作に同期して操作対象を移動できる。
したがって、オペレータは、操作対象の実際の動きを確認しつつ、目的の位置へ移動できる。
したがって、オペレータは、操作対象の実際の動きを確認しつつ、目的の位置へ移動できる。
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。
前述の実施形態において、数値制御装置１は、操作対象を２次元の移動平面内で移動させたが、移動平面に代えて単一の軸（例えば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）内の移動に限定してもよい。
前述の実施形態において、オペレータのスライド操作時に、操作アイコンは移動しないこととしたが、スライド操作は、操作アイコン自体が移動する、いわゆるドラッグ操作であってもよい。
数値制御装置１の制御対象は、特定の工作機械には限られず、前述の実施形態は、切削加工機、レーザ加工機、放電加工機等を含む様々な工作機械に適用できる。
数値制御装置１による制御方法は、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 数値制御装置（制御装置）
２ 工作機械
３ カメラ
１１ ＣＰＵ
７０ 表示器／ＭＤＩユニット
１１１ 移動平面取得部
１１２ 機械座標変換部
１１３ 画像座標変換部
１１４ 操作対象位置取得部
１１５ 操作アイコン表示部
１１６ スライド位置取得部
１１７ 移動量計算部
１１８ 軸移動部
７０１ ディスプレイ
７０２ タッチパネル
２ 工作機械
３ カメラ
１１ ＣＰＵ
７０ 表示器／ＭＤＩユニット
１１１ 移動平面取得部
１１２ 機械座標変換部
１１３ 画像座標変換部
１１４ 操作対象位置取得部
１１５ 操作アイコン表示部
１１６ スライド位置取得部
１１７ 移動量計算部
１１８ 軸移動部
７０１ ディスプレイ
７０２ タッチパネル
Claims (12)
- 工作機械における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける移動平面取得部と、
前記機械座標系から、カメラにより撮像された加工エリアの画像における位置を示す２次元の画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換部と、
前記画像座標系から前記機械座標系の前記移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換部と、
前記操作対象の前記機械座標系における現在の位置情報を取得する操作対象位置取得部と、
前記位置情報に対応する前記画像座標系における座標に操作アイコンを重畳して表示させる操作アイコン表示部と、
オペレータにより前記操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得するスライド位置取得部と、
前記画像座標系における前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標に基づいて、前記工作機械の軸移動量を計算する移動量計算部と、
計算された前記軸移動量に応じて、前記操作対象を移動させる軸移動部と、を備える制御装置。 - 前記スライド位置取得部は、前記スライド位置として、前記スライド操作の終了位置を取得し、
前記移動量計算部は、前記終了位置の前記機械座標系における座標まで、前記操作対象を移動させるための前記工作機械の軸移動量を計算する請求項１に記載の制御装置。 - 前記スライド位置取得部は、前記スライド操作の開始から終了までの間、周期的に前記スライド位置を取得し、
前記移動量計算部は、前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標値を時系列に取得し、当該座標値を順に通過するための軸移動量を計算する請求項１に記載の制御装置。 - 前記移動量計算部は、時系列に取得した前記座標値を曲線で補間した経路を通過するための軸移動量を計算する請求項３に記載の制御装置。
- 前記スライド位置取得部は、前記スライド操作の開始から終了までの間、周期的に取得した前記スライド位置の個数と、予め指定された前記スライド位置の取得周期とに基づいて前記スライド位置に到達するまでの時間を算出し、
前記軸移動部は、前記時間と同一の時間を掛けて前記操作対象を移動させる請求項３又は請求項４に記載の制御装置。 - 前記スライド位置取得部は、前記スライド位置に到達するまでの時間を取得し、
前記軸移動部は、前記時間と同一の時間を掛けて前記操作対象を移動させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御装置。 - 前記軸移動部は、前記スライド位置を取得後、所定時間後に前記操作対象の移動を開始する請求項６に記載の制御装置。
- 前記移動平面取得部は、予め設定された複数の候補を示す画像から前記移動平面の選択入力を受け付ける請求項１から請求項７のいずれかに記載の制御装置。
- 前記移動平面取得部は、前記加工エリアにおける３次元座標軸のうち２軸の選択、及び当該２軸で決定される平面の各軸周りの回転角度の入力により、前記移動平面の指定を受け付ける請求項１から請求項７のいずれかに記載の制御装置。
- 前記スライド位置取得部は、前記スライド操作に伴って、前記スライド位置の前記画像座標系から前記機械座標系に変換された座標値を表示する請求項１から請求項９のいずれかに記載の制御装置。
- 工作機械における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける移動平面取得ステップと、
前記機械座標系から、カメラにより撮像された加工エリアの画像における位置を示す２次元の画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換ステップと、
前記画像座標系から前記機械座標系の前記移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換ステップと、
前記操作対象の前記機械座標系における現在の位置情報を取得する操作対象位置取得ステップと、
前記位置情報に対応する前記画像座標系における座標に操作アイコンを重畳して表示させる操作アイコン表示ステップと、
オペレータにより前記操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得するスライド位置取得ステップと、
前記画像座標系における前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標に基づいて、前記工作機械の軸移動量を計算する移動量計算ステップと、
計算された前記軸移動量に応じて、前記操作対象を移動させる軸移動ステップと、をコンピュータが実行する制御方法。 - 工作機械における加工エリア内の位置を示す３次元の機械座標系において、操作対象を移動させるための移動平面の指定を受け付ける移動平面取得ステップと、
前記機械座標系から、カメラにより撮像された加工エリアの画像における位置を示す２次元の画像座標系へ座標値を変換する機械座標変換ステップと、
前記画像座標系から前記機械座標系の前記移動平面内へ座標値を変換する画像座標変換ステップと、
前記操作対象の前記機械座標系における現在の位置情報を取得する操作対象位置取得ステップと、
前記位置情報に対応する前記画像座標系における座標に操作アイコンを重畳して表示させる操作アイコン表示ステップと、
オペレータにより前記操作アイコンがタッチされた後、スライド操作された先のスライド位置を取得するスライド位置取得ステップと、
前記画像座標系における前記スライド位置が前記機械座標系に変換された座標に基づいて、前記工作機械の軸移動量を計算する移動量計算ステップと、
計算された前記軸移動量に応じて、前記操作対象を移動させる軸移動ステップと、をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
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