JP2023127376A - 制御装置、工作機械、制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】非加工領域にてワークを保持する保持部に位置ずれが発生しても、プログラムの処理を継続できる制御装置等を提供する。【解決手段】制御装置は、ワークを加工する加工領域及び加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御装置において、検出部にて検出した保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定する第一判定部と、第一判定部にて保持部の位置が所定範囲に存在しないと判定した場合、保持部が非加工領域に存在し且つ移動部が停止するか、又は移動部の移動によって保持部が加工領域から非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定する第二判定部と、第二判定部にて継続条件を満たすと判定した場合、プログラムの処理を継続する処理継続部とを備える。【選択図】図１

Description

本技術は、ワークを加工する工作機械、工作機械の制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

従来、回転テーブルと、二つのワーク保持装置とを備える工作機械がある。ワーク保持装置は回転テーブルに設けてある。回転テーブルの回転によって、ワーク保持装置は主軸に接近した接近位置、即ち加工領域と、主軸から離れた離隔位置、即ち非加工領域との間を移動する。

一方のワーク保持装置が加工領域に位置する場合、他方のワーク保持装置は非加工領域に位置する。工作機械は加工領域における加工と、非加工領域におけるワークの段取りとを並行的に実行できる。

特開２０１５－１３１３６５号公報

非加工領域に位置するワーク保持装置に位置ずれが発生しても、加工領域におけるワークの加工に影響はない。しかし、非加工領域に位置するワーク保持装置に位置ずれが発生した場合、工作機械は運転中のプログラムを停止する。

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、非加工領域にてワークを保持する保持部に位置ずれが発生しても、プログラムの処理を継続できる制御装置、工作機械、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る制御装置は、ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御装置において、前記検出部にて検出した前記保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定する第一判定部と、前記第一判定部にて前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定する第二判定部と、前記第二判定部にて前記継続条件を満たすと判定した場合、前記プログラムの処理を継続する処理継続部とを備える。

本開示の一実施形態においては、保持部の位置が所定範囲に存在しない場合、即ち保持部の位置ずれが発生している場合、制御装置は継続条件を満たすか否か判定する。継続条件を満たす場合、制御装置はプログラムの処理を継続する。保持部が非加工領域に存在する場合、例えば作業者は保持部に対して段取り作業を行う。段取り作業中に位置ずれが発生しても、制御装置はプログラムの処理を継続する。また加工完了後、段取り作業前に位置ずれが発生しても、制御装置はプログラムの処理を継続する。

本開示の一実施形態に係る制御装置は、運転の継続又は停止を設定する設定部を備え、前記処理継続部は、前記設定部にて運転の継続を設定した場合、前記プログラムの処理を継続する。

本開示の一実施形態においては、作業者は設定部を介してプログラムの処理の継続又は停止を選択する。

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記第二判定部にて前記継続条件を満たさないと判定した場合、前記プログラムの処理を停止する処理停止部を備える。

本開示の一実施形態においては、停止条件を満たした場合、プログラムの処理を停止する。

本開示の一実施形態に係る工作機械は、ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御装置において、前記検出部にて検出した前記保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定する第一判定部と、前記第一判定部にて前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定する第二判定部と、前記第二判定部にて前記継続条件を満たすと判定した場合、前記プログラムの処理を継続する処理継続部とを備える。

本開示の一実施形態においては、保持部の位置が所定範囲に存在しない場合、即ち保持部の位置ずれが発生している場合、制御装置は継続条件を満たすか否か判定する。継続条件を満たす場合、制御装置はプログラムの処理を継続する。

本開示の一実施形態に係る制御方法は、ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御方法において、前記検出部にて検出した前記保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定し、前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定し、前記継続条件を満たすと判定した場合、プログラムの処理を継続する。

本開示の一実施形態においては、保持部の位置が所定範囲に存在しない場合、即ち保持部の位置ずれが発生している場合、制御装置は継続条件を満たすか否か判定する。継続条件を満たす場合、制御装置はプログラムの処理を継続する。

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、前記制御装置に、前記検出部にて検出した所定範囲に存在するか否か判定し、前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定し、前記継続条件を満たすと判定した場合、プログラムの処理を継続する処理を実行させる。

本開示の一実施形態においては、保持部の位置が所定範囲に存在しない場合、即ち保持部の位置ずれが発生している場合、制御装置は継続条件を満たすか否か判定する。継続条件を満たさない場合、制御装置はプログラムの処理を継続する。

本開示の一実施形態に係る制御装置、工作機械、制御方法及びコンピュータプログラムにあっては、保持部の位置が所定範囲に存在しない場合、即ち保持部の位置ずれが発生している場合、制御装置等は継続条件を満たすか否か判定する。継続条件を満たす場合、制御装置はプログラムの処理を継続する。故に制御装置等は、保持部に位置ずれが発生しても、運転中のプログラムの処理を継続できる。

工作機械を略示する斜視図である。 回転テーブルの略示平面図である。 制御装置付近の構成を略示するブロック図である。 加工プログラムの処理の継続又は停止を決定する決定処理を説明するフローチャートである。

以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図中の上下前後左右を使用する。図１は工作機械を略示する斜視図である。なお、図１においては、交換用の工具を収容する工具マガジンの図示を省略してある。

工作機械は平面視四角形の基台１を備える。立柱２が基台１上に設けてある。立柱２はＸ軸モータ８２及びＹ軸モータ８３（図３参照）の回転によって、Ｘ軸方向（左右方向）及びＹ軸方向（前後方向）に移動する。立柱２の前面に沿って上下に移動する主軸ヘッド４が設けてある。主軸ヘッド４は主軸（図示略）を備える。主軸の下端部は工具を装着する。立柱２にＺ軸モータ８１（図３参照）が設けてある。Ｚ軸モータ８１の回転によって主軸ヘッド４はＺ軸方向（上下方向）に移動する。主軸は、主軸ヘッド４の上下移動によって上方の交換位置と下方の加工位置との間を移動する。

主軸ヘッド４の上部に主軸を回転する為の主軸モータ６が設けてある。主軸モータ６の回転によって主軸及び工具が回転する。

基台１上且つ主軸ヘッド４の下側に回転テーブル８が設けてある。回転テーブル８は移動部を構成する。回転テーブル８は、テーブルモータ８４（図３参照）の回転によって鉛直軸（上下軸）回りに回転する。回転テーブル８に、ワークを保持する第一保持装置１１及び第二保持装置１２が前後に並設してある。第一保持装置１１及び第二保持装置１２は保持部を構成する。

図２は回転テーブル８の略示平面図である。回転テーブル８は中心８ａ回りに回転する。図２のＬは回転テーブル８が停止した状態において、中心８ａを通る左右に延びる境界線である。境界線Ｌよりも後側の領域は、ワークを加工する加工領域であり、前側の領域は、加工領域から離隔した非加工領域である。図１において、第一保持装置１１は回転テーブル８の後部に位置し、加工領域に位置する。第二保持装置１２は回転テーブル８の前部に位置し、非加工領域に位置する。

第一保持装置１１は、Ａ軸モータ１１ａ、支持部１１ｂ、回転支持台１１ｃ、及びクランプ部１１ｄを備える。Ａ軸モータ１１ａ及び支持部１１ｂは左右に離隔する。回転支持台１１ｃは左右に長い板状をなす。Ａ軸モータ１１ａ及び支持部１１ｂは、回転支持台１１ｃの左右端部をＡ軸（左右方向を軸方向とした軸）回りに回転可能に支持する。Ａ軸モータ１１ａの回転によって回転支持台１１ｃは回転する。クランプ部１１ｄは、圧縮機（図示略）から送出する圧縮空気によってワークを固定する。クランプ部１１ｄは回転支持台１１ｃの上面に設けてある。クランプ部１１ｄは、手動又は自動でワークを固定し、またワークの固定を解除する。

第二保持装置１２は、Ａ軸モータ１２ａ、支持部１２ｂ、回転支持台１２ｃ、及びクランプ部１２ｄを備える。Ａ軸モータ１２ａ及び支持部１２ｂは左右に離隔する。回転支持台１２ｃは左右に長い板状をなす。Ａ軸モータ１２ａ及び支持部１２ｂは回転支持台１２ｃの左右端部をＡ軸回りに回転可能に支持する。Ａ軸モータ１２ａの回転によって回転支持台１２ｃは回転する。クランプ部１２ｄは、圧縮機（図示略）から送出する圧縮空気によってワークを固定する。クランプ部１２ｄは回転支持台１２ｃの上面に設けてある。クランプ部１２ｄは、手動又は自動でワークを固定し、またワークの固定を解除する

立柱２の背面に制御装置６０が設けてある。図３は制御装置６０付近の構成を略示するブロック図である。制御装置６０は、制御部６１、ＲＡＭ６２、記憶部６３、入力インタフェース６４及び出力インタフェース６５等を備える。制御部６１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ又はロジック回路等を有する。記憶部６３は、書き換え可能な記憶媒体、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク等を有する。記憶部６３は、制御プログラム、ワークを加工する加工プログラム、位置ずれの有無を判定する為のＡ軸周りの位置の所定範囲、継続パラメータ、停止パラメータ、回転テーブル８の状態を判断するための設定パラメータ等を記憶する。設定パラメータは例えばテーブルモータ８４の角度であり、前記角度が０度の場合、第一保持装置１１が加工領域内に存在することを示し、前記角度が１８０度の場合、第二保持装置１２が加工領域内に存在することを示す。

制御部６１は、記憶部６３に記憶した制御プログラム、加工プログラムをＲＡＭ６２に読み出して実行する。ＲＡＭ６２は、記憶部６３から読み出した制御プログラム、加工プログラム及び処理過程で発生した種々のデータ等を一時的に記憶する。

入力装置７１は入力インタフェース６４に接続する。入力装置７１はキーボード又はタッチパネル等を備え、作業者の操作を受け付ける。作業者は入力装置７１を操作し、継続パラメータ又は停止パラメータを入力する。即ち、継続パラメータ又は停止パラメータを設定する。入力装置７１は入力インタフェース６４に信号を出力する。制御部６１は、Ｚ軸モータ８１、主軸モータ６、Ｘ軸モータ８２、Ｙ軸モータ８３、Ａ軸モータ１１ａ、１２ａ、テーブルモータ８４に出力インタフェース６５を介して駆動信号又は停止信号を出力する。

Ａ軸モータ１１ａはエンコーダ１１ｅを有する。Ａ軸モータ１２ａはエンコーダ１２ｅを有する。テーブルモータ８４はエンコーダ８４ｅを有する。エンコーダ１１ｅ、１２ｅ、８４ｅは入力インタフェース６４に検出信号を出力する。制御部６１は、入力インタフェース６４に入力した信号に基づき、制御プログラム、加工プログラムの処理及び各モータの駆動を制御する。制御部６１は、加工プログラムの実行中に、Ａ軸モータ１１ａ、１２ａのＡ軸周りの位置に基づき、加工プログラムの処理を継続するか又は停止する。

図４は、加工プログラムの処理の継続又は停止を決定する決定処理を説明するフローチャートである。制御部６１は決定処理を一定周期経過毎に実行する。制御部６１は、エンコーダ１１ｅ及び１２ｅからの信号、即ちＡ軸周りの位置を取得し、エンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲にあるか否か判定する（Ｓ１）。エンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲にある場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部６１は決定処理を終了する。

エンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲にない場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御部６１はエンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲外にあるか否か判定する（Ｓ２）。エンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲外にない場合（Ｓ２：ＮＯ）、即ちエンコーダ１１ｅ及び１２ｅの一方が示す位置が所定範囲外にあり、他方が示す位置が所定範囲にある場合、制御部６１は、エンコーダ１１ｅ又は１２ｅが示す位置が所定範囲外にある第一保持装置１１又は第二保持装置１２、即ち範囲外保持装置を決定する（Ｓ３）。

制御部６１はエンコーダ８４ｅからの信号を取得し、範囲外保持装置が非加工領域に存在し、且つ、回転テーブル８が停止しているか否か、即ち第一条件を満たすか否か判定する（Ｓ４）。第一条件を満たす場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部６１は記憶部６３を参照し、継続パラメータを設定しているか否か判定する（Ｓ５）。作業者は入力装置７１を操作し、継続パラメータ、停止パラメータを記憶部６３に記憶する、即ち設定する。入力装置７１は設定部に対応する。

継続パラメータを設定している場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部６１は加工プログラムの処理を継続し（Ｓ６）、加工プログラムの処理の継続を報知し（Ｓ７）、決定処理を終了する。ステップＳ６を実行する制御部６１は処理継続部に対応する。

ステップＳ４において、第一条件を満たしていない場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部６１はエンコーダ８４ｅからの信号を取得し、範囲外保持装置が加工領域から非加工領域に移動中であるか否か、即ち第二条件を満たすか否か判定する（Ｓ８）。制御部６１は、第二条件を満たす場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ステップＳ５に処理を進める。

ステップＳ２において、エンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲外にある場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、即ちエンコーダ１１ｅ及び１２ｅの両者が示す位置が所定範囲外にある場合、制御部６１は加工プログラムの処理を停止し（Ｓ９）、加工プログラムの処理の停止を報知し（Ｓ１０）、決定処理を終了する。ステップＳ７、Ｓ９において、制御部６１は表示部（図示略）への表示、ブザー（図示略）の駆動又はランプ（図示略）の点灯等によって加工プログラムの処理の継続又は停止を報知する。ステップＳ９を実行する制御部６１は処理停止部に対応する。

ステップＳ５において、継続パラメータを設定していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、即ち停止パラメータを設定している場合、又は、ステップＳ８において第二条件を満たさない場合（Ｓ８：ＮＯ）、制御部６１はステップＳ９に処理を進める。第一条件及び第二条件は継続条件に対応する。なおステップＳ４及びＳ８を入れ替えてもよい。

実施の形態に係る工作機械にあっては、第一保持装置１１又は第二保持装置１２の位置が所定範囲に存在しない場合、即ち第一保持装置１１又は第二保持装置１２の位置ずれが発生している場合、制御装置６０は継続条件を満たすか否か判定する。継続条件を満たす場合、制御装置６０は加工プログラムの処理を継続する。故に制御装置６０は、第一保持装置１１又は第二保持装置１２に位置ずれが発生しても、運転中の加工プログラムの処理を継続できる。

また第一保持装置１１又は第二保持装置１２が非加工領域に存在する場合、例えば作業者は第一保持装置１１又は第二保持装置１２に対して段取り作業を行う。段取り作業中に位置ずれが発生しても、制御装置６０は加工プログラムの処理を継続する。また加工完了後、段取り作業前に位置ずれが発生しても、制御装置６０は加工プログラムの処理を継続する。

また作業者は、継続パラメータ又は停止パラメータを設定して、加工プログラムの処理の継続又は停止を選択する。また制御装置６０は停止条件を満たした場合、加工プログラムの処理を停止する。

第一保持装置１１及び第二保持装置１２は、Ｂ軸（前後方向を軸方向とした軸）又はＣ軸（上下方向を軸方向とした軸）回りに回転するモータを備え、このモータによって回転支持台はＢ軸回り又はＣ軸回りに回転してもよい。この場合、制御部６１は、Ｂ軸周り又はＣ軸周りの位置が所定範囲にあるか否か判定し、所定範囲にない場合、上述の決定処理を実行してもよい。また、第一保持装置１１及び第二保持装置１２が一つの軸回りに回転する場合を説明したが、複数の軸回りに回転するものでもよい。例えば、第一保持装置１１及び第二保持装置１２はＡ軸、Ｂ軸及びＣ軸のいずれか二つの軸回りを組み合わせたものでもよく、三つの軸回りを組み合わせたものでもよい。

回転テーブル８は移動部の一例である。回転テーブル８に代えて、加工領域及び非加工領域を直線的に移動する第一スライドテーブル及び第二スライドテーブルを設け、第一保持装置１１及び第二保持装置１２を夫々二つのスライドテーブルに設けてもよい。第一スライドテーブルが加工領域にある場合、第二スライドテーブルは非加工領域にある。第一スライドテーブルが非加工領域にある場合、第二スライドテーブルは加工領域にある。第一スライドテーブルが加工領域から非加工領域に移動する場合、第二スライドテーブルは非加工領域から加工領域に移動する。第一スライドテーブルが非加工領域から加工領域に移動する場合、第二スライドテーブルは加工領域から非加工領域に移動する。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

８ 回転テーブル
１１ 第一保持装置
１２ 第二保持装置
１１ａ、１２ａ Ａ軸モータ
１１ｅ、１２ｅ エンコーダ
６０ 制御装置
６１ 制御部
６２ ＲＡＭ
６３ 記憶部
７１ 入力装置
８４ テーブルモータ
８４ｅ エンコーダ

Claims (6)

1. ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御装置において、
   前記検出部にて検出した前記保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定する第一判定部と、
   前記第一判定部にて前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定する第二判定部と、
   前記第二判定部にて前記継続条件を満たすと判定した場合、前記プログラムの処理を継続する処理継続部と
   を備える制御装置。
2. 運転の継続又は停止を設定する設定部を備え、
   前記処理継続部は、前記設定部にて運転の継続を設定した場合、前記プログラムの処理を継続する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第二判定部にて前記継続条件を満たさないと判定した場合、前記プログラムの処理を停止する処理停止部を備える
   請求項１又は２に記載の制御装置。
4. ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械において、
   前記検出部にて検出した前記保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定する第一判定部と、
   前記第一判定部にて前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定する第二判定部と、
   前記第二判定部にて前記継続条件を満たすと判定した場合、前記プログラムの処理を継続する処理継続部と
   を備える工作機械。
5. ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御方法において、
   前記検出部にて検出した前記保持部の位置が所定範囲に存在するか否か判定し、
   前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定し、
   前記継続条件を満たすと判定した場合、プログラムの処理を継続する
   制御方法。
6. ワークを加工する加工領域及び前記加工領域から離隔した非加工領域の間を移動可能な移動部と、前記移動部に移動可能に設けてあり、ワークを保持する保持部と、前記保持部の位置を検出する検出部とを備え、プログラムに基づいて運転する工作機械の制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記制御装置に、
   前記検出部にて検出した所定範囲に存在するか否か判定し、
   前記保持部の位置が前記所定範囲に存在しないと判定した場合、前記保持部が前記非加工領域に存在し且つ前記移動部が停止するか、又は前記移動部の移動によって前記保持部が前記加工領域から前記非加工領域に移動中である継続条件を満たすか否か判定し、
   前記継続条件を満たすと判定した場合、プログラムの処理を継続する
   処理を実行させるコンピュータプログラム。

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