JP2021163252A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転中の工作機械における複数の情報を作業者が容易に把握できる数値制御装置を提供する。【解決手段】数値制御装置はモータを有する工作機械の動作を制御する。数値制御装置はモータに入力する駆動電流の大きさを検出する電流検出部を備える。数値制御装置は電流検出部の検出結果に基づきモータが出力するトルク、実効負荷を計算する。数値制御装置はモニタ７１を表示する表示画面７０を出力する。モニタ７１はトルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４を有する。トルクモニタ７３と実効負荷モニタ７４とは上下に並んで隣合う。トルクモニタ７３はモータが出力するトルクを表示する。実効負荷モニタ７４はモータの実効負荷を表示する。【選択図】図２

Description

本発明は、数値制御装置に関する。

特許文献１は、モータの負荷状態を検出して表示する数値制御装置を開示する。数値制御装置はモータ負荷検出部、負荷状態表示制御部、色分け制御部、及び表示装置を有する。モータ負荷検出部は検出した負荷状態信号を負荷状態表示制御部に出力する。負荷状態表示制御部は負荷状態信号を表示用データに変換処理する。色分け制御部は負荷値に応じた色分け情報を表示用データに付加する。表示装置は色分け情報を付加した表示用データを表示する。

特開昭５８−１２０４５５号公報

工作機械では、工作機械が正常に加工しているかを判断する為に負荷状態としてモータの瞬時の出力の大きさ（例えば、モータが出力するトルク）の変動を表示する時がある。一方、工作機械では、工作機械が連続でモータを出力して加工する時にモータに過剰な負荷がかかっているかを判断する為にモータにかかる負荷の大きさ（例えば、モータの発熱量）の変動を表示する時がある。従来、工作機械は互いに異なる二つの画面に、二つの情報を夫々表示する。作業者にとって運転中の工作機械の情報を把握する為に二つの画面を確認する作業が煩わしいという問題点がある。

本発明の目的は、運転中の工作機械における複数の情報を作業者が容易に把握できる数値制御装置を提供することである。

請求項１の数値制御装置は、モータを備え、前記モータの出力に依り駆動して被削材を加工する工作機械の動作を制御する数値制御装置において、前記モータに入力する電流の大きさを検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出する前記電流の大きさに基づき、前記モータに依る瞬時的な出力の大きさである瞬時出力を算出する瞬時出力算出部と、前記電流検出部が検出する前記電流の大きさに基づき、前記モータが連続して出力することに依り前記モータにかかる負荷の大きさである実効負荷を算出する実効負荷算出部と、前記瞬時出力を表示する瞬時出力表示と、前記実効負荷を表示する実効負荷表示とが隣合う表示画面を表示部に出力する表示出力部とを備えることを特徴とする。

上記数値制御装置は、瞬時出力表示と実効負荷表示を含む表示画面を表示部に出力する。故に、作業者は運転中の工作機械における複数の情報を容易に把握できる。

請求項２の数値制御装置において、前記実効負荷表示は、前記実効負荷の定格値に対する割合に応じて、変化する画像、数値の少なくとも一方に依り前記実効負荷を表示してもよい。該時、作業者は実効負荷の定格値に対して加工中における実効負荷が大きいか小さいかを評価し易い。

請求項３の数値制御装置において、前記瞬時出力算出部及び前記実効負荷算出部は、所定の間隔で前記瞬時出力と前記実効負荷を夫々算出し、前記表示出力部は、前記瞬時出力算出部及び前記実効負荷算出部が前記瞬時出力と前記実効負荷を夫々算出したことに応じて、前記瞬時出力表示と前記実効負荷表示を更新した前記表示画面を出力してもよい。該時、表示出力部は所定の間隔で瞬時出力表示と実効負荷表示を更新する。故に、作業者は運転中に変動する瞬時出力と実効負荷を把握し易い。

請求項４の数値制御装置は、前記モータの出力が飽和したか否かを判定する飽和判定部を更に備え、前記表示出力部は、前記モータの出力が飽和したと前記飽和判定部が判定した時、前記モータの出力が飽和していることを示す飽和表示を更に含んだ前記表示画面を出力してもよい。該時、作業者は飽和表示を含む複数の情報を容易に把握できる。

請求項５の数値制御装置は、前記飽和表示の表示時間を計時する表示計時部と、前記表示計時部が計時する前記表示時間が所定時間を経過したか否かを判定する時間判定部とを更に備え、前記表示出力部は、前記モータの出力が飽和したと前記飽和判定部が判定してから、前記表示時間が前記所定時間を経過したと前記時間判定部が判定する迄の間、前記飽和表示を更に含んだ前記表示画面を出力してもよい。該数値制御装置はモータの出力が飽和する時、所定時間の間、飽和表示を含んだ表示画面を出力する。故に、作業者は短時間の間だけモータの出力の飽和した時でも飽和表示に依りモータの出力の飽和したことを把握できる。

請求項６の数値制御装置は、前記被削材を加工する為の加工プログラムに基づき、前記モータを制御する制御部と、前記制御部が前記加工プログラムを一回実行する時の前記実効負荷の大きさに基づき、前記制御部が前記加工プログラムを連続で繰返して実行した時の前記実効負荷である予測負荷を算出する予測負荷算出部とを更に備え、前記表示出力部は、前記制御部が前記加工プログラムを一回実行した後、前記予測負荷を表示する予測負荷表示を更に含んだ前記表示画面を出力してもよい。該数値制御装置は加工プログラムを一回実行した後、該加工プログラムにおける予測負荷を表示する予測負荷表示を更に含んだ表示画面を出力する。故に、作業者は運転中の工作機械における複数の情報を容易に把握できる。

請求項７の数値制御装置は、前記制御部が実行する前記加工プログラムと、前記制御部が前回に実行した前記加工プログラムとが異なるか否かを判定するプログラム判定部を更に備え、前記表示出力部は、前記制御部が実行する前記加工プログラムと、前記制御部が前回に実行した前記加工プログラムとが異なると前記プログラム判定部が判定した時、前記予測負荷表示を含んだ前記表示画面から前記予測負荷表示を除いて出力してもよい。該時、数値制御装置は前回実行した加工プログラムの予測負荷を今回実行する加工プログラムの予測負荷と作業者が誤認することを抑制できる。

請求項８の数値制御装置において、前記予測負荷表示は、前記実効負荷の定格値に対する前記予測負荷の割合に応じて、変化する画像、数値の少なくとも一方に依り前記予測負荷を表示してもよい。該時、作業者は実効負荷の定格値に対して予測負荷が大きいか小さいかを評価し易い。

請求項９の数値制御装置は、前記予測負荷の前記定格値に対する割合を評価する評価部を更に備え、前記表示出力部は、前記評価部の評価結果に応じて決まる所定の色彩で着色した画像、数値の少なくとも一方に依り前記予測負荷を表示してもよい。該時、予測負荷を表示する画像、又は数値が実効負荷の定格値に対する割合に応じて色彩が変化する。故に、作業者は実効負荷の定格値に対して予測負荷が大きいか小さいかをより評価し易い。

数値制御装置３０と工作機械１の電気ブロック図。 表示画面７０の説明図。 主処理の流れ図。 図３に続く主処理の流れ図。 図４に続く主処理の流れ図。 飽和履歴表示８０の説明図。

本発明の実施形態を説明する。図１に示す数値制御装置３０は工作機械１の動作を制御することで、治具装置（図示略）に保持した被削材（図示略）の切削加工を行う。工作機械１の左右方向、前後方向、上下方向は夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。

図１を参照し、工作機械１の構成を説明する。工作機械１は回転台、ＱＴモータ５５、第一治具装置、第二治具装置、Ａ１軸モータ５６、Ｂ１軸モータ５８、Ａ２軸モータ５７、Ｂ２軸モータ５９、主軸ヘッド、Ｘ軸モータ５２、Ｙ軸モータ５３、Ｚ軸モータ５４、主軸、主軸モータ５１等を備える。

回転台はＱＴモータ５５の駆動でＺ軸方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に設ける。第一治具装置、第二治具装置夫々は回転台上面に設け、被削材を保持する。第一治具装置はＡ１軸モータ５６の駆動で水平方向に延びる回転軸線を中心に被削材を回転できる。第一治具装置はＢ１軸モータ５８の駆動でＺ軸方向に平行な回転軸線を中心に被削材を回転できる。第二治具装置はＡ２軸モータ５７の駆動で水平方向に延びる回転軸線を中心に被削材を回転できる。第二治具装置はＢ２軸モータ５９の駆動でＺ軸方向に平行な回転軸線を中心に被削材を回転できる。

主軸ヘッドは回転台より上方に設け、Ｘ軸モータ５２、Ｙ軸モータ５３、Ｚ軸モータ５４夫々の駆動でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の三軸方向に移動できる。主軸ヘッドは主軸を支持する。主軸はＺ軸方向に延び、工具を装着してＺ軸方向に平行な回転軸線を中心に回転できる。工作機械１は回転台を回転して第一治具装置、第二治具装置の何れか一方を主軸ヘッド下方に移動し、被削材と主軸ヘッドがＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に相対移動し、主軸に装着した工具で加工を行う。

図１を参照し、数値制御装置３０と工作機械１の電気的構成を説明する。数値制御装置３０はＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、記憶装置３４、タイマ３５、入出力部３６、軸制御部４１ａ〜４９ａ、アンプ４１〜４９、電流検出部４１ｂ〜４９ｂを備える。工作機械１は更に操作部２０を備える。

ＣＰＵ３１は工作機械１の動作を統括制御する。ＲＯＭ３２は運転プログラムを解析して実行する制御プログラムを記憶する。運転プログラムは被削材を加工する為のＮＣプログラムである。ＲＡＭ３３は種々のデータを一時記憶する。記憶装置３４は不揮発性であり、複数の運転プログラム等を記憶する。

軸制御部４１ａ〜４９ａは入出力部３６を介してＣＰＵ３１と接続する。軸制御部４１ａ〜４９ａはアンプ４１〜４９と接続する。アンプ４１〜４９は主軸モータ５１、Ｘ軸モータ５２、Ｙ軸モータ５３、Ｚ軸モータ５４、ＱＴモータ５５、Ａ１軸モータ５６、Ａ２軸モータ５７、Ｂ１軸モータ５８、Ｂ２軸モータ５９（以下モータ５１〜５９と総称する。）と接続する。モータ５１〜５９はエンコーダ５１ａ〜５９ａを備える。エンコーダ５１ａ〜５９ａは一般的なアブソリュートエンコーダである。エンコーダ５１ａ〜５９ａはモータ５１〜５９の出力軸の回転の絶対位置（回転位置）を検出する。電流検出部４１ｂ〜４９ｂはアンプ４１〜４９がモータ５１〜５９に入力する駆動電流を検出する。

操作部２０は表示部２１、入力部２２を備える。表示部２１はＣＰＵ３１の出力に応じて表示画面７０（図２参照）等を表示する液晶ディスプレイである。入力部２２は作業者の操作に応じて各種指示をＣＰＵ３１に出力する。

ＣＰＵ３１は運転プログラムに基づき移動指令量を軸制御部４１ａ〜４９ａに出力する。移動指令量を受信した軸制御部４１ａ〜４９ａは電流指令量（トルク指令値）をアンプ４１〜４９に出力する。電流指令量を受信したアンプ４１〜４９はモータ５１〜５９に駆動電流を入力する。モータ５１〜５９は駆動電流に応じたトルクを出力する。

エンコーダ５１ａ〜５９ａは軸制御部４１ａ〜４９ａに回転位置の位置フィードバック信号を入力する。位置フィードバック信号を受信した軸制御部４１ａ〜４９ａは回転位置のフィードバック制御を行う。電流検出部４１ｂ〜４９ｂは軸制御部４１ａ〜４９ａに駆動電流の検出結果を入力する。駆動電流の検出結果を受信した軸制御部４１ａ〜４９ａは検出結果に基づき電流（トルク）制御を行う。

ＣＰＵ３１は駆動電力の検出結果に基づきモータ５１〜５９が出力する瞬時的なトルクを計算する。ＣＰＵ３１は計算したモータ５１〜５９が出力するトルクを表示画面７０に表示する。

運転プログラムの実行中、モータ５１〜５９が出力するトルクは時間で変動する。モータ５１〜５９が連続して駆動した時にモータ５１〜５９にかかる負荷は、モータ５１〜５９が運転プログラムに基づき駆動した時に出力するトルクの実効値に因る。トルクの実効値はモータ５１〜５９の駆動に因る発熱量（以下実効負荷という。）と対応する。ＣＰＵ３１は駆動電力の検出結果に基づきモータ５１〜５９の実効負荷を計算する。ＣＰＵ３１は計算したモータ５１〜５９の実効負荷を表示画面７０に表示する。

実効負荷はＣＰＵ３１が運転プログラムを連続して実行することで増加する。ＣＰＵ３１は一回の運転プログラムの実行における実効負荷に基づき、該運転プログラムを連続で繰返して実行した時の実効負荷の予測値（以下過負荷予測値という。）を計算する。ＣＰＵ３１は計算したモータ５１〜５９の過負荷予測値を表示画面７０に表示する。

図２を参照し、表示画面７０を説明する。以下説明では、図２の上側、下側、左側、右側は夫々、表示画面７０の上側、下側、左側、右側とする。

表示画面７０は複数のモニタ７１、目盛部７９を表示する。複数のモニタ７１はモータ５１〜５９が出力するトルク、実効負荷、過負荷予測値を表示する。複数のモニタ７１はモータ５１〜５９が出力するトルクと、連続駆動時のトルクの定格値との比率を百分率（以下トルク率という。）で表示する。尚、モータ５１〜５９が瞬時で出力するトルクの瞬時最大トルクは連続駆動時のトルクの定格値の約三倍（３００％）である。複数のモニタ７１はモータ５１〜５９の実効負荷と、連続駆動時の実効負荷の定格値との比率を百分率（以下実効負荷率という。）で表示する。複数のモニタ７１は同じ運転プログラムを連続して実行し続けた場合のモータ５１〜５９の実効負荷である過負荷予測値と、連続駆動時の実効負荷の定格値との比率を百分率（以下過負荷予測率という。）で表示する。目盛部７９は複数のモニタ７１上側に設け、モータ５１〜５９が出力するトルク、実効負荷、過負荷予測値の目盛を左右方向に並べて表示する。目盛部７９が表示する目盛の最大値はトルクの瞬時最大トルクにあわせて３００（％）である。

モニタ７１は名称部７７、枠７２、過負荷予測表示７５、飽和表示７６を有する。名称部７７はモータ５１〜５９夫々を特定する情報を表示する。モニタ７１は名称部７７に対応するモータ５１〜５９の情報（トルク等）を表示する。枠７２は長方形状であり、左右方向の長さが目盛部７９の長さと略等しい。

枠７２内部はトルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４を表示する。枠７２は実効負荷モニタ７４をトルクモニタ７３下側に隣接して表示する。トルクモニタ７３はモータ５１〜５９が出力するトルクをトルク率に依り表示する。トルクモニタ７３は左右方向に並ぶ複数のブロックを表示する。トルクモニタ７３はトルク率に応じてブロックの数が変動する。具体的には、トルクモニタ７３が表示するブロックの数はトルク率を１０で割った値から小数点以下切り捨てた値である。トルクモニタ７３は複数のブロックを枠７２左端から目盛部７９の目盛にあわせて右方に並べて表示する。トルクモニタ７３は複数のブロックを目盛部７９の目盛にあわせて最大３０個並べる。

トルクモニタ７３はトルク率の大きさに応じてブロックの色が変更する。トルクモニタ７３は左右方向に並ぶブロックの内、左側から１０個迄のブロックを緑色、左側から１１個から２０個迄のブロックを黄色、左側から２１個から３０個迄のブロックを赤色で表示する。

実効負荷モニタ７４はモータ５１〜５９の実効負荷を実効負荷率に依り表示する。実効負荷モニタ７４は左右方向に並ぶ複数の白色のブロックを表示する。実効負荷モニタ７４は実効負荷率に応じてブロックの数が変動する。具体的には、実効負荷モニタ７４が表示するブロックの数は実効負荷率を１０で割った値から小数点以下切り捨てた値である。実効負荷モニタ７４は複数のブロックを枠７２左端から目盛部７９の目盛にあわせて右方に並べて表示する。ＣＰＵ３１は後述の主処理（図５参照）において実効負荷が定格値に達した時、エラー処理を実行する（Ｓ６６）。該時、ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９の駆動を停止する。故に実効負荷モニタ７４は複数のブロックを最大１０個並べる。

過負荷予測表示７５はモータ５１〜５９の過負荷予測値を過負荷予測率に依り表示する。過負荷予測表示７５は枠７２下側に隣合って表示する。即ちモニタ７１において、上から順にトルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４、過負荷予測表示７５が隣合って並ぶ。過負荷予測表示７５は過負荷予測率に応じて左右方向の位置が目盛部７９の目盛にあわせて変化する。過負荷予測表示７５は過負荷予測率に応じて色が変更する。過負荷予測表示７５は過負荷予測率が０％以上９０％未満の時に白色、９０％以上１００％未満の時に橙色、１００％以上の時に赤色で表示する。過負荷予測値は実効負荷の予測値であるので、過負荷予測表示７５は過負荷予測率を目盛部７９の目盛にあわせて最大３００％迄表示する。

飽和表示７６はモータ５１〜５９が出力するトルクが瞬時最大トルクに到達した時、名称部７７左側に表示する。以下トルクが瞬時最大トルクに到達することを、トルクが飽和するという。ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和した時から所定時間、飽和表示７６を表示画面７０に表示する。

図３〜図５を参照し、主処理を説明する。主処理は表示画面７０の表示を制御する為の処理である。工作機械１の電源を投入すると、ＣＰＵ３１はＲＯＭ３２に記憶した制御プログラムを読み出し、主処理を実行する（図３参照）。

ＣＰＵ３１が主処理で使用するフラグを説明する。ＲＡＭ３３は変更フラグ、飽和フラグ等を記憶する。変更フラグは運転プログラムを変更する時、値を１に設定し、変更した運転プログラムを実行する時、値を０にする。飽和フラグはモータ５１〜５９の何れかが出力するトルクが飽和する時、値を１に設定し、飽和表示７６の表示を消去する時、値を０にする。主処理の開始時、変更フラグ、飽和フラグは夫々０である。

図３の如く、ＣＰＵ３１は運転プログラム変更指示を受信したか否かを判断する（Ｓ１）。作業者は運転プログラムを変更する時、入力部２２を操作する。運転プログラムの変更がないと判断した時（Ｓ１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ４に移行する。運転プログラムの変更があると判断した時（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は入力部２２の操作に応じた運転プログラムに変更し（Ｓ２）、変更フラグの値を１にし（Ｓ３）、処理をＳ４に移行する。

ＣＰＵ３１は作業者に依る運転開始指示を受信したか否かを判断する（Ｓ４）。作業者は運転プログラムの実行を開始する時、入力部２２を操作する。入力部２２の操作がないと判断した時（Ｓ４：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ１に戻す。入力部２２の操作があったと判断した時（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ１１に移行する。該時、ＣＰＵ３１は運転プログラムの実行を開始する。

ＣＰＵ３１は変更フラグの値に基づき、今回実行する運転プログラムと前回実行した運転プログラムとで変更したか否かを判断する（Ｓ１１）。変更フラグの値が０であり、運転プログラムを変更していない時（Ｓ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ２１（図４参照）に移行する。変更フラグの値が１であり、運転プログラムを変更した時（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はモニタ７１から過負荷予測表示７５の表示を消去した表示画面７０を表示部２１に出力する（Ｓ１２）。ＣＰＵ３１は変更フラグの値を０にし（Ｓ１３）、処理をＳ２１に移行する。

図４の如く、ＣＰＵ３１はタイマ３５からタイマ信号を受信したか否かを判断する（Ｓ２１）。タイマ３５からタイマ信号を受信する迄（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理を待機する。タイマ３５からタイマ信号を受信した時（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はトルク計算処理を実行する（Ｓ２２）。トルク計算処理において、ＣＰＵ３１は電流検出部４１ｂ〜４９ｂの検出結果に基づきモータ５１〜５９夫々が出力するトルクを計算する。ＣＰＵ３１はＳ２２の計算結果に基づきモータ５１〜５９夫々が出力するトルク率を評価する（Ｓ２３）。

ＣＰＵ３１はトルク飽和判定処理を実行する（Ｓ２４）。トルク飽和判定処理において、ＣＰＵ３１はＳ２２の計算結果に基づきモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したか否かを判定する。ＣＰＵ３１はＳ２４の判定結果に基づきモータ５１〜５９が出力するトルクの何れかが飽和したか否かを判断する（Ｓ３１）。モータ５１〜５９が出力するトルクが何れも飽和していない時（Ｓ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ４１（図５参照）に移行する。

モータ５１〜５９が出力するトルクの何れかが飽和した時（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は所定時間の計時を開始し（Ｓ３２）、飽和したモータ５１〜５９に対応する名称部７７左側に飽和表示７６を表示したモニタ７１を表示部２１に出力する（Ｓ３３）。ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和した旨をトルク飽和履歴として記憶装置３４に記憶し（Ｓ３４）、飽和フラグの値を１にし（Ｓ３５）、処理をＳ４１に移行する。

作業者はトルク飽和履歴を確認する時、入力部２２を操作する。主処理と異なる処理において、トルク飽和履歴を確認する操作を受信した時、ＣＰＵ３１は飽和履歴表示８０を表示画面７０と異なる画面で表示する（図６参照）。飽和履歴表示８０は飽和した時の日時、その運転プログラム名、実行したブロックの行番号、ブロックの具体的な内容を表示する。

図５の如く、ＣＰＵ３１は飽和フラグの値に基づきモニタ７１に飽和表示７６を表示中であるか否かを判断する（Ｓ４１）。飽和フラグの値が０であり、モニタ７１に飽和表示７６を表示中でない時（Ｓ４１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ５１に移行する。飽和フラグの値が１であり、モニタ７１に飽和表示７６を表示中である時（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ３２で計時を開始時から所定時間経過したか否かを判断する（Ｓ４２）。所定時間経過していない時（Ｓ４２：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ５１に移行する。

所定時間経過した時（Ｓ４２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ３２を開始した計時を終了し（Ｓ４３）、表示中のモニタ７１から飽和表示７６の表示を消去する（Ｓ４４）。ＣＰＵ３１は飽和フラグの値を０にし（Ｓ４５）、処理をＳ５１に移行する。

ＣＰＵ３１は実効負荷計算処理を実行する（Ｓ５１）。実効負荷計算処理において、ＣＰＵ３１は電流検出部４１ｂ〜４９ｂの検出結果に基づきモータ５１〜５９夫々の実効負荷を計算する。ＣＰＵ３１はＳ２２で計算したモータ５１〜５９が出力するトルクに基づきトルクモニタ７３を表示画面７０に表示し、Ｓ５１で計算したモータ５１〜５９の実効負荷に基づき実効負荷モニタ７４を表示画面７０に表示して表示部２１に出力する（Ｓ５２）。Ｓ５２において、ＣＰＵ３１はＳ２３での評価結果に応じてトルクモニタ７３の複数のブロックを色分けして表示画面７０に表示する。ＣＰＵ３１は過負荷予測計算処理を実行する（Ｓ５３）。過負荷予測計算処理において、ＣＰＵ３１はＳ５１の計算結果に基づきモータ５１〜５９夫々の過負荷予測値を計算する。ＣＰＵ３１は処理をＳ６１に移行する。

ＣＰＵ３１はＳ５１の計算結果に基づき実効負荷が定格値より小さいか否かを判断する（Ｓ６１）。実効負荷が定格値以上である時（Ｓ６１：ＮＯ）、運転プログラムに応じたモータ５１〜５９の駆動でモータ５１〜５９が高熱になったとして、ＣＰＵ３１はエラー処理を実行する（Ｓ６６）。エラー処理において、ＣＰＵ３１は運転プログラムの実行を停止して、モータ５１〜５９の駆動の制御を停止する。

実効負荷が定格値より小さい時（Ｓ６１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は運転プログラムの実行を終了するか否かを判断する（Ｓ６２）。運転プログラムを実行中である時（Ｓ６２：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理をＳ２１（図４参照）に戻す。ＣＰＵ３１はＳ２１〜Ｓ６２を繰返し実行し、トルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４夫々の表示を更新し、過負荷予測値を運転プログラムもにあわせて繰返し計算する。

運転プログラムの実行を終了する時（Ｓ６２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ５３の計算結果に基づきモータ５１〜５９夫々の過負荷予測率を評価する（Ｓ６４）。ＣＰＵ３１はＳ５３で計算したモータ５１〜５９夫々の過負荷予測値に基づき過負荷予測表示７５を表示した表示画面７０を表示部２１に出力する（Ｓ６５）。ＣＰＵ３１はＳ６４での評価結果に応じた色で過負荷予測表示７５を表示画面７０に表示する。ＣＰＵ３１は処理をＳ１（図３参照）に戻す。

以上の如く、数値制御装置３０はモータ５１〜５９に入力する駆動電流の大きさを検出する電流検出部４１ｂ〜４９ｂを備える。ＣＰＵ３１は電流検出部４１ｂ〜４９ｂの検出結果に基づきモータ５１〜５９が出力するトルク（Ｓ２２）、実効負荷（Ｓ５１）を計算する。ＣＰＵ３１はＳ２２で計算したモータ５１〜５９が出力するトルクを表示するトルクモニタ７３と、Ｓ５１で計算したモータ５１〜５９の実効負荷を表示する実効負荷モニタ７４とが隣合う表示画面７０を表示部２１に出力する（Ｓ５２）。数値制御装置３０はトルクモニタ７３と実効負荷モニタ７４を含む同一画面の表示画面７０を出力する。故に数値制御装置３０において、作業者は表示画面７０に基づき運転中の工作機械１における複数の情報を容易に把握できる。

実効負荷モニタ７４は複数のブロックの数で実効負荷率を表示する。実効負荷モニタ７４はモータ５１〜５９の実効負荷率に応じてブロックの数が変動する。故に数値制御装置３０において、作業者は実効負荷の定格値に対して加工中における実効負荷が大きいか小さいかを評価し易い。

ＣＰＵ３１は運転プログラムの実行中、ＣＰＵ３１はタイマ３５が一定間隔で出力するタイマ信号を受信した時（Ｓ２１：ＹＥＳ）、モータ５１〜５９が出力するトルク（Ｓ２２）、実効負荷（Ｓ５１）を計算し、計算結果に基づいてトルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４の表示を更新する（Ｓ５２）。故に数値制御装置３０において、作業者は運転中に変動するトルクと実効負荷を把握し易い。

ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したか否かを判定するトルク飽和判定処理を実行する（Ｓ２４）。ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したと判断した時（Ｓ３１：ＹＥＳ）、トルクが飽和したモータ５１〜５９に対応する名称部７７左側に飽和表示７６を表示した表示画面７０を表示部２１に出力する（Ｓ３３）。故に数値制御装置３０において、作業者はモータ５１〜５９が出力するトルク、実効負荷を表示する表示画面７０に基づき、モータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したことを容易に把握できる。

ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したと判断した時（Ｓ３１：ＹＥＳ）、所定時間の計時を開始する（Ｓ３２）。ＣＰＵ３１は飽和表示７６を表示中、所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ４２）。ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したと判断してから、所定時間が経過したと判断する迄、飽和表示７６を表示した表示画面７０を出力する。数値制御装置３０はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和する時、所定時間の間、飽和表示７６を表示する。故に数値制御装置３０において、作業者は短時間の間だけモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和した時でも、飽和表示７６に依りモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和したことを把握できる。

ＣＰＵ３１は運転プログラムに基づき軸制御部４１ａ〜４９ａを介してモータ５１〜５９の駆動を制御する。ＣＰＵ３１は一回の運転プログラムの実行における実効負荷に基づき、過負荷予測値を計算する（Ｓ５３）。ＣＰＵ３１は運転プログラムの実行を終了する時、計算したモータ５１〜５９の過負荷予測値に基づき過負荷予測表示７５を実効負荷モニタ７４に隣合うように表示した表示画面７０を表示部２１に出力する（Ｓ６５）。故に数値制御装置３０において、作業者はモータ５１〜５９が出力するトルク、実効負荷を表示する表示画面７０に基づき、モータ５１〜５９の過負荷予測値を容易に把握できる。

ＣＰＵ３１は作業者の操作に応じて実行する運転プログラムを変更する時（Ｓ１：ＹＥＳ）、変更フラグの値を１にする（Ｓ３）。ＣＰＵ３１は変更フラグに基づき今回実行する運転プログラムと前回実行した運転プログラムとで変更したか否かを判断する（Ｓ１１）。ＣＰＵ３１は実行する運転プログラムを変更した時（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はモニタ７１から過負荷予測表示７５の表示を消去した表示画面７０を表示部２１に出力する（Ｓ１２）。故に数値制御装置３０は前回実行した加工プログラムの過負荷予測値を今回実行する加工プログラムの過負荷予測値と作業者が誤認することを抑制できる。

過負荷予測表示７５は過負荷予測率に応じてモニタ７１における左右方向の位置が変化する。故に数値制御装置３０において、作業者は実効負荷の定格値に対して過負荷予測値が大きいか小さいかを評価し易く、同じ運転プログラムを連続して実行し続けた場合にモータ５１〜５９の負荷がどこまであがるかを把握することができる。

ＣＰＵ３１は計算した過負荷予測値に基づき過負荷予測率を評価する（Ｓ６４）。ＣＰＵ３１は評価結果に応じた色で過負荷予測表示７５を表示画面７０に表示する。故に数値制御装置３０において、作業者は実効負荷の定格値に対して過負荷予測値が大きいか小さいかを評価し易く、同じ運転プログラムを連続して実行し続けた場合にモータ５１〜５９の負荷がどこまであがるかを把握することができる。

上記実施形態において、モータ５１〜５９が出力するトルクは本発明の瞬時出力の一例である。Ｓ２２を実行するＣＰＵ３１は本発明の瞬時出力算出部の一例である。Ｓ５１を実行するＣＰＵ３１は本発明の実効負荷算出部の一例である。トルクモニタ７３は本発明の瞬時出力表示の一例である。実効負荷モニタ７４は本発明の実効負荷表示の一例である。Ｓ５２を実行するＣＰＵ３１は本発明の表示出力部の一例である。Ｓ２４、Ｓ３１を実行するＣＰＵ３１は本発明の飽和判定部の一例である。Ｓ３２を実行するＣＰＵ３１は本発明の表示計時部の一例である。Ｓ４２を実行するＣＰＵ３１は本発明の時間判定部の一例である。運転プログラムは本発明の加工プログラムの一例である。過負荷予測値は本発明の予測負荷の一例である。Ｓ５３を実行するＣＰＵ３１は本発明の予測負荷算出部の一例である。過負荷予測表示７５は本発明の予測負荷表示の一例である。Ｓ１１を実行するＣＰＵ３１は本発明のプログラム判定部の一例である。Ｓ６４を実行するＣＰＵ３１は本発明の評価部の一例である。

本発明は上記実施形態の他に種々の変更ができる。トルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４、過負荷予測表示７５は文字、記号等によりモータ５１〜５９が出力するトルク、実効負荷、過負荷予測値を表示してもよい。トルクモニタ７３はトルクの瞬時最大トルクに対する比率でモータ５１〜５９が出力するトルクを表示してもよい。トルクモニタ７３、実効負荷モニタ７４、過負荷予測表示７５が表示するモータ５１〜５９が出力するトルク、実効負荷、過負荷予測値の範囲は適宜変更してもよい。

ＣＰＵ３１はモータ５１〜５９の何れか一つに対応するモニタ７１のみを表示する表示画面を出力してもよい。該時、ＣＰＵ３１は他のモータ５１〜５９に対応するモニタ７１に切替可能に表示することが望ましい。

実効負荷モニタ７４は目盛部７９以外の目盛にあわせて複数のブロックを表示してもよい。ＣＰＵ３１は実効負荷が定格値に達した時、エラー出力（Ｓ６６）を実行しなくてもよい。該時、実効負荷モニタ７４は１０個より大きい数のブロックを並べてもよい。ＣＰＵ３１は実効負荷率を評価してもよい。該時、ＣＰＵ３１は実効負荷率の評価結果に応じて実効負荷モニタ７４の複数のブロックを色分けして表示画面７０に表示してもよい。

ＣＰＵ３１はトルク率、過負荷予測率を評価しなくてもよい。該時、ＣＰＵ３１はトルクモニタ７３の複数のブロック、過負荷予測表示７５の色を変更しなくてもよい。モニタ７１は過負荷予測表示７５を枠７２内に表示してもよい。例えばモニタ７１は実効負荷モニタ７４の複数のブロックの隙間に区切り線をいれることで過負荷予測値を表示してもよい。該時、区切り線は本発明の予測負荷表示の一例である。

飽和表示７６はモータ５１〜５９が出力するトルクが飽和している間のみ表示してもよい。ＣＰＵ３１は飽和履歴表示８０を含む表示画面７０を出力してもよい。

数値制御装置３０はタイマ３５を備えなくてもよい。該時、Ｓ２１を省略してもよい。工作機械１の構成は適宜変更してもよい。工作機械１はモータ５１〜５９の一部を備えなくてもよい。Ｘ軸モータ５２、Ｙ軸モータ５３の少なくとも一方は主軸ではなくテーブルを移動してもよい。

ＣＰＵ３１が図３〜図５の処理を実行する為の指令を含むプログラムはＣＰＵ３１がプログラムを実行する迄に数値制御装置３０の記憶機器に記憶すればよい。従って、プログラムの取得方法、取得経路及びプログラムを記憶する機器の各々は適宜変更してもよい。ＣＰＵ３１が実行するプログラムはケーブル又は無線通信を介して他の装置から受信し、不揮発性メモリ等の記憶装置に記憶されてもよい。他の装置は、例えばＰＣ、ネットワーク網を介して数値制御装置３０と接続するサーバを含む。

図３〜図５の処理の各ステップについて、ＣＰＵ３１が実行する例に限定せず、他の電子機器（例えば、ＡＳＩＣ）が一部又は全部を実行してもよい。複数の電子機器（例えば、複数のＣＰＵ）が図３〜図５の処理の各ステップを分散処理してもよい。図３〜図５の処理の各ステップは適宜順序の変更、ステップの省略、及び追加してもよい。数値制御装置３０上で稼動しているオペレーティングシステム（ＯＳ）等がＣＰＵ３１からの指令に依り図３〜図５の処理の一部又は全部を行ってもよい。実施形態で挙げた各種数値は単なる例示であり、適宜変更できる。

１ 工作機械
２１ 表示部
３０ 数値制御装置
３１ ＣＰＵ
５１〜５９ モータ
７０ 表示画面
７３ トルクモニタ
７４ 実効負荷モニタ
７５ 過負荷予測表示
７６ 飽和表示

Claims (9)

1. モータを備え、前記モータの出力に依り駆動して被削材を加工する工作機械の動作を制御する数値制御装置において、
   前記モータに入力する電流の大きさを検出する電流検出部と、
   前記電流検出部が検出する前記電流の大きさに基づき、前記モータに依る瞬時的な出力の大きさである瞬時出力を算出する瞬時出力算出部と、
   前記電流検出部が検出する前記電流の大きさに基づき、前記モータが連続して出力することに依り前記モータにかかる負荷の大きさである実効負荷を算出する実効負荷算出部と、
   前記瞬時出力を表示する瞬時出力表示と、前記実効負荷を表示する実効負荷表示とが隣合う表示画面を表示部に出力する表示出力部と
   を備えることを特徴とする数値制御装置。
2. 前記実効負荷表示は、前記実効負荷の定格値に対する割合に応じて、変化する画像、数値の少なくとも一方に依り前記実効負荷を表示することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記瞬時出力算出部及び前記実効負荷算出部は、所定の間隔で前記瞬時出力と前記実効負荷を夫々算出し、
   前記表示出力部は、前記瞬時出力算出部及び前記実効負荷算出部が前記瞬時出力と前記実効負荷を夫々算出したことに応じて、前記瞬時出力表示と前記実効負荷表示を更新した前記表示画面を出力する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御装置。
4. 前記モータの出力が飽和したか否かを判定する飽和判定部を更に備え、
   前記表示出力部は、前記モータの出力が飽和したと前記飽和判定部が判定した時、前記モータの出力が飽和していることを示す飽和表示を更に含んだ前記表示画面を出力する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の数値制御装置。
5. 前記飽和表示の表示時間を計時する表示計時部と、
   前記表示計時部が計時する前記表示時間が所定時間を経過したか否かを判定する時間判定部とを更に備え、
   前記表示出力部は、前記モータの出力が飽和したと前記飽和判定部が判定してから、前記表示時間が前記所定時間を経過したと前記時間判定部が判定する迄の間、前記飽和表示を更に含んだ前記表示画面を出力する
   ことを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。
6. 前記被削材を加工する為の加工プログラムに基づき、前記モータを制御する制御部と、
   前記制御部が前記加工プログラムを一回実行する時の前記実効負荷の大きさに基づき、前記制御部が前記加工プログラムを連続で繰返して実行した時の前記実効負荷である予測負荷を算出する予測負荷算出部とを更に備え、
   前記表示出力部は、前記制御部が前記加工プログラムを一回実行した後、前記予測負荷を表示する予測負荷表示を更に含んだ前記表示画面を出力する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の数値制御装置。
7. 前記制御部が実行する前記加工プログラムと、前記制御部が前回に実行した前記加工プログラムとが異なるか否かを判定するプログラム判定部を更に備え、
   前記表示出力部は、前記制御部が実行する前記加工プログラムと、前記制御部が前回に実行した前記加工プログラムとが異なると前記プログラム判定部が判定した時、前記予測負荷表示を含んだ前記表示画面から前記予測負荷表示を除いて出力する
   ことを特徴とする請求項６に記載の数値制御装置。
8. 前記予測負荷表示は、前記実効負荷の定格値に対する前記予測負荷の割合に応じて、変化する画像、数値の少なくとも一方に依り前記予測負荷を表示することを特徴とする請求項６又は７に記載の数値制御装置。
9. 前記予測負荷の前記定格値に対する割合を評価する評価部を更に備え、
   前記表示出力部は、前記評価部の評価結果に応じて決まる所定の色彩で着色した画像、数値の少なくとも一方に依り前記予測負荷を表示する
   ことを特徴とする請求項８に記載の数値制御装置。

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