JP5378819B2 - 回転角度判定システム - Google Patents

Description

本発明は、ＮＣ工作機械への加工プログラムの角度ミスの防止、オペレータの入力手動操作による角度移動量ミスの防止をでき、ＮＣ工作機械の信頼性をあげることができる回転角度判定システムに関する。

ＮＣ（Numerical Control）工作機械は、目的とする加工工程を数値と符号で指令し、自動制御装置とコンピュータを併用して自動加工できるようにした工作機械である。通常、ＮＣ工作機械を自動的に動作させるため、プログラムを解釈するコンピュータと組み合わされ、ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）が使用されている。ＮＣ工作機械を利用して、タービンブレードの円弧溝を高精度で高速に加工する加工方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−８７９９０号公報

一般に、ＮＣ工作機械への加工プログラムの入力ミス、記述ミスなどの誤り、または、ＮＣ工作機械の不具合や機械オペレータの手動ハンドル介入に起因する予期不能な機械の誤動作により、機械が指令どおりに回転しない場合、誤切削の発生や機械の衝突が発生するおそれがある。

図８にＮＣ工作機械の加工物の一例としてタービンロータを示す。通常、タービンロータ１の同一円周上に、数十枚の動翼３を設ける根溝部２があり、タービンロータ１の同一円周上には破線で示す動翼３が取り付けられる。動翼３の集合を通常「段」と称す。この段を、タービンロータ１の軸方向に、複数段設ける構成となっている。このような複雑な加工物は、加工時にＮＣ工作機械へ指令する回転角度（以降、割出しと称す。）が重要となる。例えば、タービンロータ１の動翼３を取り付ける段数毎に角度ピッチが異なる。このため、タービンロータ１の一部に誤切削が発生すると、修復するため多大な損失となることが問題であった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、ＮＣ工作機械への加工プログラムの角度ミスの防止、オペレータの入力手動操作による角度移動量ミスの防止をでき、ＮＣ工作機械の信頼性をあげることができる回転角度判定システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、回転角度判定システムは、ワークを加工する工作機械を数値制御する工作機械制御部（例えば、機械制御部２００)と、工作機械制御部に主軸の回転量の検出値をフィードバックするＮＣ機械角度検出部（例えば、ＮＣ機械角度検出部２０）とを有し、工作機械制御部へのオペレータの入力手動操作による回転角度移動量ミスを防止する回転角度判定システムであって、
回転角度判定システムは、さらに、主軸上に設置された絶対座標角度検出用ロータリスケール（例えば、ロータリスケール１８０）と、絶対座標角度検出用ロータリスケールからの計測信号を取得してワークの角度に関する絶対座標角度値に変換するシーケンサ部（例えば、並列系統シーケンサ部１８５）と、シーケンサ部からの絶対座標角度値とワークの加工情報に基づき算出したワークの角度に関する次回角度値との合致判定を行う回転角度判定装置（例えば、回転角度判定装置１００）と、を備え、シーケンサ部は、ワークが主軸上に固定されたのちに、プリセットされて絶対座標角度値の零点が設定され、回転角度判定装置は、予め回転角度判定システムを有効状態にする要求信号（例えば、システム有効要求信号２４０）を、工作機械制御部に送信し、工作機械制御部は、要求信号を受理した場合、回転角度判定システムのシステム許可条件を満たすか否かを判定し、システム許可条件を満たす場合、回転角度判定システムの有効状態の許可信号（例えば、システム有効許可信号２４２）を、回転角度判定装置に送信し、回転角度判定装置が許可信号を受理した場合、回転角度判定装置は、シーケンサ部との通信を開始し、シーケンサ部は、絶対座標角度検出用ロータリスケールに接続されたスケールＡ／Ｄ変換器（例えば、スケールＡ／Ｄ変換器１８１）から得られたパルス信号を、パルスカウンタがカウントし、回転軸座標値変換部によって計測値に基づく絶対座標角度値を計算し、計算した絶対座標角度値をリアルタイムに回転角度判定装置へと送信する。

回転角度判定装置は、ＮＣデータ作成装置からワークのＮＣデータを受信し、受信したＮＣデータのワークの加工情報で指定された角度ピッチとシーケンサ部から得た現在の角度値とに基づいて予め次に工作する次回角度値を算出し、工作機械制御部は、ＮＣ機械角度検出部からフィードバックされた検出値と、ＮＣデータに基づく指令値またはオペレータの入力指令値との偏差量を補正しながら次の加工位置に主軸の回転動作を指令し、回転角度判定システムが有効状態である場合、回転動作が完了後加工を開始する前に、回転角度判定要求を回転角度判定装置に送信し、回転角度判定装置は、工作機械制御部から回転角度判定要求を受理すると、シーケンサ部から絶対座標角度値を受信し、次回角度値と絶対座標角度値の角度差が、ワークの加工情報で与えられている公差以内であるか否かを判定し、判定結果を工作機械制御部に送信し、工作機械制御部は、回転角度判定システムが有効状態である場合、受理した判定結果が合致判定のとき加工継続の指示をし、受理した判定結果が合致しない判定のとき停止の指示をすることを特徴とする。

本発明によれば、ＮＣ工作機械への加工プログラムの角度ミスの防止、オペレータの入力手動操作による角度移動量ミスの防止をでき、ＮＣ工作機械の信頼性をあげることができる。

ＮＣ工作機械の全体構成を示すブロック図である。 回転角度判定システムおよび制御フローを示すブロック図である。 回転角度判定装置の構成を示すブロック図である。 定義ファイルを示す説明図である。 回転角度判定システムの処理を示すフローチャートである。 溝情報設定確認画面を示す説明図である。 角度監視画面を示す説明図である。 ＮＣ工作機械の加工物の一例を示すタービンロータである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、ＮＣ工作機械の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＮＣ工作機械は、ワーク１０（例えば、タービンロータ１）を振れ止め装置１３によって保持し、ロータ軸の径方向に設置された３軸の加工機である主加工機１１および副加工機１２を備えている。ワーク１０の一端には、ＮＣ機械角度検出部２０が設けられている。ＮＣ機械角度検出部２０には、ロータチャック部２１の主軸２１aに回転角度検出用のロータリスケール２２が設置され、回転角度の計測値は、スケールＡ／Ｄ変換器２３（図２参照）を介して、機械制御部２００（図２参照）に送信される。また、本実施形態では、ロータリスケール２２とは独立した回転角度検出用のロータリスケール１８０が設置されている。なお、Ａ／Ｄ変換は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換することを意味する。また、図１において、副加工機１２は、１台に限るものではなく、複数の副加工機（例えば、４台）があってもよい。

図２は、回転角度判定システムおよび制御フローを示すブロック図である。回転角度判定システムＳは、ＮＣ機械角度検出部２０に設けられている角度検出用のロータリスケール２２（第１のロータリスケール）と同軸に設置されたロータリスケール１８０（第２のロータリスケール）と、スケールＡ／Ｄ変換器１８１と、ＮＣ機械角度検出部２０と並列系統となる並列系統シーケンサ部１８５と、回転角度判定装置１００（図３参照）と、ＮＣ工作機械の機械制御部２００とを備えている。

機械制御部２００は、ＰＭＣ（Programmable Machine Control）部２１０と、ＣＮＣ部２３０を有している。ＰＭＣ部２１０は、前もって決められたシーケンスに従ってＮＣ工作機械の動作を制御する装置であり、シーケンス、タイミング、演算式などの各種機能の実行命令をプログラマブルにメモリに格納する構成としている。ＣＮＣ部２３０は、ＮＣデータ２３１を有し、ＰＭＣ部２１０にＮＣ指令、角度チェック指令（例えば、Ｍコード指令２３２）などを行う。また、ＣＮＣ部２３０は、回転角度判定装置１００にＮＣ状態信号２４１を送信する。

なお、図２における回転角度判定システムＳの詳細な処理（制御フロー）については、図５の説明のときに後記する。また、ＮＣデータ２３１は、一般的には、ＮＣデータ作成装置４００（図３参照）にて作成され、ＣＮＣ部２３０に送信される。よって、ＣＮＣ部２３０で選択されてＮＣデータ２３１が、加工するワーク１０のＮＣデータとは必ずしも一致するとは限らないことが発生する。さらに、ＮＣデータ作成装置４００において、異なるＣＡＤ情報を元に、ＮＣデータが作成されている場合も考えられる。このため、回転角度判定システムＳは、加工開始するＮＣデータが対象とするＮＣデータであるか否かを判定するＮＣデータ判定部１１６（図３参照）を有する。

図３は、回転角度判定装置の構成を示すブロック図である。回転角度判定装置１００は、回転角度判定の処理を行う処理部１１０、回転角度判定の処理を行う際にデータを格納する記憶部１２０、データなどを表示する表示部１３０、作業者がデータを入力する入力部１４０、およびネットワーク３００を介して機械制御部２００および並列系統シーケンサ部１８５と通信を行う通信部１５０から構成される。

記憶部１２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＨＤＤ（Hard disk drive）装置などにより構成される。処理部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって、ＲＡＭやＨＤＤ上のプログラムを実行することで実現される。入力部１４０は、キーボードやマウスなどにより回転角度判定装置１００に指示を入力するための装置であり、プログラム起動などの指示を入力する。表示部１３０は、ディスプレイなどであり、回転角度判定装置１００による処理の加工進捗状況や実行結果などを表示する。具体的には、溝情報設定確認画面１６０（図６参照）、角度監視画面１７０（図７参照）などが表示される。通信部１５０は、ネットワーク３００を介して、機械制御部２００と各種データやコマンドを交換する。また、通信部１５０は、ネットワーク３００を介して、機械制御部２００と回転角度判定装置１００で管理しているＮＣデータの送受信もできる

処理部１１０は、ＣＡＤ情報から溝加工情報１２１などの情報を抽出するＣＡＤ情報抽出部１１１、回転角度判定システムＳの定義ファイル１２５などを定義する溝加工情報定義部１１２、ＮＣ工作機械の機械制御部２００による回転指令の角度を監視するの角度値監視部１１３、ＮＣ工作機械の加工開始、回転中、停止中などのＮＣ状態を監視する機械監視制御部１１４、ＣＡＤ情報から得られた計算値と並列系統シーケンサ部１８５から得られた実測値とを比較し、作番毎の角度公差（所定の角度精度）内にあるか否かを判定する軸座標合致判定部１１５、ＣＡＤ情報から抽出された溝情報とＮＣデータから抽出した溝情報との比較判定などを行うＮＣデータ判定部１１６を有する。

記憶部１２０には、ワーク１０のＣＡＤ情報から抽出された溝加工情報である溝加工情報１２１と、溝の加工順である加工順情報１２２と、複数台ある機械（例えば、主加工機１１および副加工機１２）の同時加工する際の同時加工情報１２３と、加工する際の許容値を指定する加工許容値情報１２４と、定義ファイル１２５（図４参照）、機械制御部２００に送信したＮＣデータの溝情報である送信済ＮＣデータ溝情報１２６が格納されている。定義ファイル１２５は、溝加工情報１２１、加工順情報１２２、同時加工情報１２３、および加工許容値情報１２４に基づいて作成されたシステム専用形式の定義ファイルである。なお、溝情報とは、溝加工情報１２１、加工順情報１２２、同時加工情報１２３、加工許容値情報１２４などを含む。

回転角度判定装置１００は、次に示すＮＣデータ判定機能などを有する。
（１）回転角度判定装置１００は、ＣＡＤ情報抽出部１１１により、ＮＣデータ作成装置４００から入手したＣＡＤ情報から第１の溝情報を抽出し、また、ＮＣデータ作成装置４００からワーク１０のＮＣデータを受信して、ＮＣデータから第２の溝情報を抽出する。ＮＣデータ判定部１１６(図３参照)は、第１の溝情報と第２の溝情報とを比較して判定し、判定結果が合致判定の場合に、通信部１５０を介してＣＮＣ部２３０にＮＣデータを送信するとともに、送信済ＮＣデータ溝情報１２６を記憶部１２０に記憶する。なお、ＮＣデータには、数値指令に関与しない注釈情報（コメント情報）が所定の記述方法により複数記述できるため、予めコメント情報に溝情報を記述するようにしておくことが好ましい。

（２）回転角度判定装置１００は、溝加工情報定義情報の設定チェックのとき（図５、ステップＳ１３）、ＣＡＤ情報抽出部１１１により、ＣＮＣ部２３０からＮＣデータを受信し、受信したＮＣデータから第３の溝情報を抽出する。ＮＣデータ判定部１１６は、ＮＣデータ作成装置４００から入手したＣＡＤ情報から抽出した溝情報と第３の溝加工情報とを比較して判定する。判定結果が合致判定の場合に角度監視（図５、ステップＳ１５）処理に移行する。

図４は、定義ファイルを示す説明図である。定義ファイル１２５には、作番情報、ワーク１０の段落数、加工数が含まれる。作番情報には、品名、納先、図番などの製品管理情報が含まれ、特に、角度公差が指定されている。例えば、図４の角度公差は、０．０５度以内である必要がある。段落数には、加工する形状が配置される位置情報（段落Ｎｏ）、加工する形状の角度ピッチ、溝個数が含まれる。特に、段落数においてはタービンロータの段落Ｎｏ（段落番号）毎に角度ピッチおよび溝個数が指定されている。例えば、段落Ｎｏ１の１段目は、角度ピッチ５．６２５度、６４個で、全周で３６０度となっている。また、加工数には、複数台の加工機械がある場合は、加工順番（加工Ｎｏ）、加工する形状の組み合わせ（例えば、主加工機１１の段落Ｎｏである主機段落Ｎｏと副加工機１２の段落Ｎｏである副機段落Ｎｏとの組み合わせ）が含まれる。

次に、処理フローについて説明する。適宜図２、図３を参照する。
図５は、回転角度判定システムの処理を示すフローチャートである。作業者（または管理者）が、回転角度判定システムＳを起動して、新規設定か復元設定かを選択する（ステップＳ１０）。処理部１１０は、復元設定か新規設定かを判定する。復元設定とは、前回使用時の最後の設定状態を復元させる処理である。何らかの不測事態にて、回転角度判定システムＳやＮＣ工作機械が異常停止した場合に、直ぐに復元可能なように、回転角度判定システムＳは常に最新の設定について、復元ファイルとして記憶部１２０に保存している。処理部１１０は、復元設定を受理すると（ステップＳ１０，復元）、この復元ファイルを基づいて実行し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。

一方、処理部１１０は、新規設定を受理すると（ステップＳ１０，新規）、ＣＡＤ情報抽出部１１１が、ＮＣデータ作成装置４００から入手したＣＡＤ情報から指定された加工する形状の種類と加工部位の位置、および加工する角度情報などを抽出し、溝加工情報１２１として記憶部１２０に登録するともに、加工順情報１２２、同時加工情報１２３、および加工許容値情報１２４を抽出し、記憶部１２０に登録する（ステップＳ１１）。

そして、ＮＣデータ作成装置４００からワーク１０のＮＣデータを受信して、受信したＮＣデータから第２の溝情報を抽出し、ＮＣデータ判定部１１６(図３参照)は、第１の溝情報（溝加工情報１２１、加工順情報１２２、同時加工情報１２３、加工許容値情報１２４など）と第２の溝情報とを比較して判定する（ステップＳ１６）。判定結果が合致判定の場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、通信部１５０（図３参照）を介してＣＮＣ部２３０にＮＣデータを送信するとともに、送信済ＮＣデータ溝情報１２６（図３参照）として記憶部１２６に記憶し、ステップＳ１２に進む。判定結果が合致判定でない場合（ステップＳ１６，Ｎｏ）、作業者は、ＣＡＤ情報およびＮＣデータの整合性について調査する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１２において、溝加工情報定義部１１２は、溝加工情報１２１、加工順情報１２２、同時加工情報１２３、および加工許容値情報１２４に基づいて、回転角度判定システムＳ専用の定義ファイル１２５（図４参照）を作成（設定）する。そして、溝加工情報定義部１１２は、定義ファイル１２５に基づく溝情報設定確認画面（図６参照）を、表示部１３０に出力する。

図６は、溝情報設定確認画面を示す説明図である。溝情報設定確認画面１６０には、システムの有効か無効かの状態を示すシステム状況欄１６１、溝個数情報を含む段落欄１６２、主機（主加工機１１）と副機（副加工機１２）の同期加工組み合わせ設定欄１６３、製品情報欄１６４などが表示される。

図５に戻り、溝加工情報定義部１１２は、設定内容のチェック機能を有しており、設定情報の不足と不整合についてチェックする（ステップＳ１３）。加工機（加工機械）はワーク１０の回転機能が１つに対して１台の場合もあれば、複数台の場合もある。図４に示した設定例は、２台で同時に加工する場合の設定の例である。２台の加工機械の場合、１号機を主機と、２号機を副機と称する。しかし、ワーク１０を回転させる回転機構は１つのため、同時に加工できるのは、角度が同じ形状を組み合わせた場合のみであり、異なる角度の形状を組み合わせが選択された場合には、エラーチェック機能で、溝情報設定確認画面１６０に、エラー告知するとともに、次の処理（角度監視開始）に進めないようになっている。例えば、エラー告知は、設定情報の不整合の表示画面を別画面で出力するとよい。また、設定が必要な設定項目に設定されていない場合にも、エラー告知の表示画面が出力される。さらに、設定結果を確認する確認チェックしない場合には、次の操作には進まないようになっている。

これから加工するワーク１０に対して設定内容が不整合であれば（ステップＳ１３，不整合）、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１２においては、再度、溝加工情報定義部１１２は、入力部１４０から指定されたＣＡＤ情報に基づいて、再度、定義ファイル１２５を作成する。現在加工するワークに対して設定内容が整合していれば（ステップＳ１３，整合）、作業者は、監視開始ボタンを押下する。処理部１１０の角度値監視部１１３は、監視開始の要求を受理すると角度の監視を開始する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１３において、回転角度判定装置１００は、ＣＡＤ情報抽出部１１１により、ＣＮＣ部２３０からＮＣデータを受信し、受信したＮＣデータから第３の溝情報を抽出する。ＮＣデータ判定部１１６は、ＮＣデータ作成装置４００から入手したＣＡＤ情報から抽出した溝情報と第３の溝情報とを比較して判定することが好ましい。これにより、機械制御部２００の最新のＮＣデータについて、整合性をチェックすることができる。

処理部１１０は、回転角度判定システムＳが有効状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。回転角度判定システムＳが有効状態でない場合（ステップＳ２０，Ｎｏ）、ステップＳ２８に進み、調査依頼として表示部１３０に告知する。回転角度判定システムＳが有効状態である場合（ステップＳ２０，Ｙｅｓ）、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、処理部１１０は、回転角度判定システムＳの許可確認があるか否かを判定する。具体的には、角度値監視部１１３は、システム有効要求信号２４０（図２参照）を機械制御部２００に送信する。システム有効要求信号２４０を受理した、機械制御部２００のＰＭＣ部２１０は、回転角度判定システムＳのシステム許可条件２１１を判定する。システム許可条件２１１とは、加工機械が加工中でなく、かつ、回転軸が回転移動中でなく、かつ、回転停止の場合である。システム許可条件を満たす（確認する）と（ステップＳ２１，Ｙｅｓ）、ＰＭＣ部２１０は、回転角度判定システムＳのシステム有効許可信号２４２を送信する。システム許可条件を満たさない場合は（ステップＳ２１，Ｎｏ）、ステップＳ１５に戻る。

なお、機械監視制御部１１４は、ＮＣ工作機械の加工開始、回転中、停止中などのＮＣ状態を監視しているので、機械監視制御部１１４がシステム許可条件を判定した時点で、ステップＳ１５に進むとよい。

回転角度判定装置１００は、図２を参照して、システム有効許可信号２４２を受理すると、機械制御部２００および並列系統シーケンサ部１８５とのリアルタイム通信を開始する。回転角度判定装置１００は、機械制御部２００から、システム有効許可信号２４２に加え、ＮＣ状態信号２４１、回転軸座標判定要求信号２４３をリアルタイムにパラレル通信によって高速に受信する。また、並列系統シーケンサ部１８５は、ロータリスケール１８０に接続されたスケールＡ／Ｄ変換器１８１から得られたパルス信号を、高速パルスカウンタ１８６がカウントし、回転軸座標値変換部１８７によって計測値に基づく角度値を計算する。回転角度判定装置１００は、並列系統シーケンサ部１８５から、計算された角度値をテキスト形式でイーサネット（登録商標）通信によってリアルタイムに受信可能となる。

そして、ＣＮＣ部２３０はＮＣデータ２３１が呼び出され、加工開始の許可状態となる（ステップＳ２２）。ＣＮＣ部２３０は、Ｍコード指令２３２をＰＭＣ部２１０に出力する。ＰＭＣ部２１０は、Ｍコードがデコード（Ｍコードデコード２１２）され、Ｍコード指令２１３する。

システムが無効の場合（システム無効２１４）、フィードホールド２１５する。フィードホールド２１５とは、マシンプログラムの実行中に送りを一時的に休止させることを意味する。システムが有効の場合（システム有効２１６）、回転軸座標合致判定２１７に信号を送信するとともに、ＰＭＣ部２１０は、デコードされたＭコード指令２１３に応じて加工継続か否かを判定する（ステップＳ２３）。加工継続である場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、角度判定要求待ちの段階になり、ＣＮＣ部２３０のＮＣデータ２３１の指令内容により、一連の機械シーケンス制御と、加工動作または回転動作が実行される。回転動作の場合、回転動作が完了すると、ＰＭＣ部２１０は、ＰＭＣモジュール２１８から回転軸座標判定要求信号２４３が出力２１８ａされ、角度判定要求を送信する（ステップＳ２４）。このとき、角度監視画面１７０のＮＣコード表示欄１７３（図７参照）に該当するＭコードが点灯する。一方、加工継続でない場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、加工終了し（ステップＳ３０）、角度値監視部１１３の監視を終了し（ステップＳ３１）、回転角度判定システムＳの処理を終了する。

回転角度判定装置１００の角度値監視部１１３は、並列系統シーケンサ部１８５からリアルタイムに計測値である回転軸移動量を受信すると（ステップＳ２５）、現在の角度値を角度監視画面１７０の絶対座標角度欄１７４（図７参照）に出力（記憶）する。

そして、軸座標合致判定部１１５（図３参照）は、前記現在の角度値と、事前に計算された次の角度を示す次回角度欄１７５に出力（記憶）してある角度値と比較し、図６に示す角度精度欄１６５に出力（記憶）されている許容誤差内にあるか否かを判定（角度合致判定）する（ステップＳ２６）。軸座標合致判定部１１５は、許容誤差内と判定された場合（ステップＳ２６，正常）、正常の回転軸座標合致判定結果２４４を機械制御部２００に送信しステップＳ２７へ進む。軸座標合致判定部１１５は、許容誤差内と判定されない場合（ステップＳ２６，異常）、異常の回転軸座標合致判定結果２４４を機械制御部２００に送信し、ステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２７においては、加工対象位置のグラフィック表示（告知）をし、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２７の開始時に、回転角度判定装置１００の角度値監視部１１３は、現在の角度値に、指定された角度ピッチ（回転角度）に基づいて次回の角度値を計算し、角度監視画面１７０の次回角度欄１７５（図７参照）を更新（記憶）する。また、ステップＳ２７において、現在の溝数のうちの加工個数も、現在個数欄１７９（図７参照）に出力（記憶）する。一方、ステップＳ２８においては、加工継続を停止し調査に入る。

機械制御部２００のＰＭＣ部２１０は、ＰＭＣモジュール２１８へ回転軸座標合致判定結果２４４が入力２１８ｂされ、回転軸座標合致判定２１７に進む。ＰＭＣ部２１０は、回転軸座標合致判定２１７において、正常の判定結果の場合、加工継続指令（ＭコードＦＩＮ２１９）し、次のＭコード指令２３２をする。回転軸座標合致判定２１７において、異常の判定結果の場合は、フィードホールド２１５する。

図７は、角度監視画面を示す説明図である。図７に示す角度監視画面１７０には、ワーク１０の加工形状を塗潰して（例えば、円グラフ上の径線の一部を太い短い線により表示）、加工の進捗状態をグラフィカルに表示する。角度監視画面１７０には、システムの有効か無効かを示すシステム状況欄１７１、割出しの回転方向（時計方向か反時計方向か）を示す割出回転方向欄１７２、ＮＣコードの表示であるＮＣコード表示欄１７３、現在角度を示す絶対座標角度欄１７４、次回角度を示す次回角度欄１７５、主機側溝加工進捗表示欄１７６、副機側溝加工進捗表示欄１７７、加工状況Ｗｅｂ監視カメラ画面欄１７８を有している。なお、ＷｅｂはWorld Wide Webの略である。

システム状況欄１７１には、回転角度判定システムＳが有効状態であるか無効状態であるかが表示される。また、システム異常が発生したときはシステム異常と表示され、全ての加工が完了すると、加工完了表示される。割出回転方向欄１７２は、図７に示す例では、マイナス方向回転（時計方向と反対方向回転）であり、このとき、図７に示す角度は、全て反対方向の表示となっている。

主機側溝加工進捗表示欄１７６および副機側溝加工進捗表示欄１７７には、現在角度、段落、加工中を含め加工済みの現在個数、溝数が表示される。細線で長い線（細長い線）は加工対象の溝であり、太い短い線（太短い線）は、加工完了溝を示す。また、破線は加工開始した溝を示し、細線は角度ピッチを示している。

加工状況Ｗｅｂ監視カメラ画面欄１７８には、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を使用した監視カメラにより、実際の加工状況を撮影する動画を常時表示できる。これにより、作業者がワーク１０の加工状況を遠隔からも監視することができる。

本実施形態に係わる回転角度判定システムＳは、ＮＣ機械の機械制御部２００と、ＮＣ機械角度検出部２０に設けられている角度検出用のロータリスケール２２と同軸に設置されたロータリスケール１８０と、ロータリスケール１８０の計測信号を角度値に変換する並列系統シーケンサ部１８５と、並列系統シーケンサ部１８５からの角度値と、ワークの加工情報に基づき算出した角度値の合致判定を行う回転角度判定装置１００とを備える。回転角度判定装置１００は、機械制御部２００から回転角度判定要求を受理すると、並列系統シーケンサ部１８５から角度値を受信し、受信した角度値と、予め算出した角度値との角度差が、加工情報で与えられている公差以内であるか否かを判定し、判定結果を機械制御部２００に送信することを特徴とする。

本実施形態によれば、ＮＣ工作機械の信頼性をあげることができ、しかも、ＮＣデータ２３１に基づいて数値指令そのものが機械制御部２００を通して計算された際に、（１）ＣＮＣ部２３２が誤計算していないか、（２）手動操作などにて予期せぬ余分な指令が加算されていないか、（３）入力指令値そのものが外部作成装置にて誤計算されていないか、もしくは、人為的に修正された際に誤入力となっていないか、をもチェックできる。

１０ ワーク
１１ 主加工機（主機）
１２ 副加工機（副機）
１３ 振れ止め装置
２０ ＮＣ機械角度検出部
２１ ロータチャック部
２２ ロータリスケール
１００ 回転角度判定装置
１１０ 処理部
１１１ ＣＡＤ情報抽出部
１１２ 溝加工情報定義部
１１３ 角度値監視部
１１４ 機械監視制御部
１１５ 軸座標合致判定部
１２０ 記憶部
１２５ 定義ファイル
１３０ 表示部
１６０ 溝情報設定確認画面
１７０ 角度監視画面
１８０ ロータリスケール
１８１ スケールＡ／Ｄ変換器
１８５ 並列シーケンサ部
２００ 機械制御部
２１０ ＰＭＣ部
２３０ ＣＮＣ部
３００ ネットワーク
４００ ＮＣデータ作成装置
Ｓ 回転角度判定システム

Claims (3)

1. ワークを加工する工作機械を数値制御する工作機械制御部と、前記工作機械制御部に主軸の回転量の検出値をフィードバックするＮＣ機械角度検出部とを備え、前記工作機械制御部へのオペレータの入力手動操作による回転角度移動量ミスを防止する回転角度判定システムであって、
   前記回転角度判定システムは、さらに、前記主軸上に設置された絶対座標角度検出用ロータリスケールと、前記絶対座標角度検出用ロータリスケールからの計測信号を取得して前記ワークの角度に関する絶対座標角度値に変換するシーケンサ部と、前記シーケンサ部からの前記絶対座標角度値と前記ワークの加工情報に基づき算出した前記ワークの角度に関する次回角度値との合致判定を行う回転角度判定装置と、を備え、
   前記シーケンサ部は、前記ワークが前記主軸上に固定されたのちに、プリセットされて前記絶対座標角度値の零点が設定され、
   前記回転角度判定装置は、予め前記回転角度判定システムを有効状態にする要求信号を、前記工作機械制御部に送信し、前記工作機械制御部は、前記要求信号を受理した場合、前記回転角度判定システムのシステム許可条件を満たすか否かを判定し、前記システム許可条件を満たす場合、前記回転角度判定システムの有効状態の許可信号を、前記回転角度判定装置に送信し、前記回転角度判定装置が前記許可信号を受理した場合、前記回転角度判定装置は、前記シーケンサ部との通信を開始し、
   前記シーケンサ部は、前記絶対座標角度検出用ロータリスケールに接続されたスケールＡ／Ｄ変換器から得られたパルス信号を、パルスカウンタがカウントし、回転軸座標値変換部によって計測値に基づく前記絶対座標角度値を計算し、前記計算した絶対座標角度値をリアルタイムに前記回転角度判定装置へと送信し、
   前記回転角度判定装置は、ＮＣデータ作成装置から前記ワークのＮＣデータを受信し、受信したＮＣデータのワークの加工情報で指定された角度ピッチと前記シーケンサ部から得た現在の角度値とに基づいて予め次に工作する前記次回角度値を算出し、
   前記工作機械制御部は、前記ＮＣ機械角度検出部からフィードバックされた検出値と、前記ＮＣデータに基づく指令値または前記オペレータの入力指令値との偏差量を補正しながら次の加工位置に前記主軸の回転動作を指令し、前記回転角度判定システムが有効状態である場合、前記回転動作が完了後加工を開始する前に、回転角度判定要求を前記回転角度判定装置に送信し、
   前記回転角度判定装置は、前記工作機械制御部から回転角度判定要求を受理すると、前記シーケンサ部から前記絶対座標角度値を受信し、前記次回角度値と前記絶対座標角度値との角度差が、前記ワークの加工情報で与えられている公差以内であるか否かを判定し、前記判定結果を前記工作機械制御部に送信し、
   前記工作機械制御部は、前記回転角度判定システムが有効状態である場合、受理した判定結果が合致判定のとき加工継続の指示をし、前記受理した判定結果が合致しない判定のとき停止の指示をする
   ことを特徴とする回転角度判定システム。
2. ワークを加工する工作機械を数値制御する工作機械制御部と、前記工作機械制御部に主軸の回転量の検出値をフィードバックするＮＣ機械角度検出部とを備え、前記工作機械制御部へのオペレータの入力手動操作による回転角度移動量ミスを防止する回転角度判定システムであって、
   前記回転角度判定システムは、さらに、前記主軸上に設置された絶対座標角度検出用ロータリスケールと、前記絶対座標角度検出用ロータリスケールからの計測信号を取得して前記ワークの角度に関する絶対座標角度値に変換するシーケンサ部と、前記シーケンサ部からの前記絶対座標角度値と前記ワークの加工情報に基づき算出した前記ワークの角度に関する次回角度値との合致判定を行う回転角度判定装置と、を備え、
   前記回転角度判定装置は、記憶部と、処理部と、表示部とを有し、
   前記記憶部には、前記ワークの加工要求の角度ピッチと、溝個数と、角度公差とを含んでなる前記ワークの加工情報が記憶されており、
   前記シーケンサ部は、前記ワークが前記主軸上に固定されたのちに、プリセットされて前記絶対座標角度値の零点が設定され、
   前記回転角度判定装置は、予め前記回転角度判定システムを有効状態にする要求信号を、前記工作機械制御部に送信し、前記工作機械制御部は、前記要求信号を受理した場合、前記回転角度判定システムのシステム許可条件を満たすか否かを判定し、前記システム許可条件を満たす場合、前記回転角度判定システムの有効状態の許可信号を、前記回転角度判定装置に送信し、前記回転角度判定装置が前記許可信号を受理した場合、前記回転角度判定装置は、前記シーケンサ部との通信を開始し、
   前記シーケンサ部は、前記絶対座標角度検出用ロータリスケールに接続されたスケールＡ／Ｄ変換器から得られたパルス信号を、パルスカウンタがカウントし、回転軸座標値変換部によって計測値に基づく前記絶対座標角度値を計算し、前記計算した絶対座標角度値をリアルタイムに前記回転角度判定装置へと送信し、
   前記処理部は、前記ワークの加工情報で指定された角度ピッチと前記シーケンサ部から得た現在の角度値とに基づいて予め次に工作する前記次回角度値を算出し、
   前記工作機械制御部は、前記ＮＣ機械角度検出部からフィードバックされた検出値と、前記ＮＣデータに基づく指令値または前記オペレータの入力指令値との偏差量を補正しながら次の加工位置に前記主軸の回転動作を指令し、前記回転角度判定システムが有効状態である場合、前記回転動作が完了後加工を開始する前に、回転角度判定要求を前記回転角度判定装置に送信し、
   前記処理部は、
   前記次回角度値を、前記表示部に表示するとともに、前記ワークの加工予定および加工済みを含む加工進捗状況を前記表示部に表示し、
   前記工作機械制御部から回転角度判定要求を受理すると、前記シーケンサ部から前記絶対座標角度値を受信し、前記次回角度値と前記絶対座標角度値との角度差が、前記角度公差以内であるか否かを判定し、前記判定結果を前記工作機械制御部に送信する
   ことを特徴とする回転角度判定システム。
3. 前記表示部に表示される加工進捗状況には、円グラフに前記加工情報に基づき前記角度ピッチの径線が含まれ、
   前記処理部は、前記表示部に加工開始の径線および加工済みの径線を告知する
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転角度判定システム。

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