JP5670525B1 - 工作機械の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】付加軸搭載時のパラメータ設定の誤設定を防止し、かつ短時間での設定を可能とする工作機械の制御装置を提供すること。【解決手段】付加軸メーカ10と付加軸型番11、4軸モータ型番12、5軸モータ型番13を選択することで、パラメータの一括設定を行う。YES14を選択することでパラメータの一括設定が完了する。NO15を押すと入力したものがリセットされる。カーソルを付加軸メーカ10の項目に合わせることで、あらかじめ登録しているメーカ一覧をポップアップウインドウ16内に表示する。その中から搭載する付加軸のメーカを選択する。同様に付加軸型番11の一覧から付加軸の型番を選択する。付加軸のメーカと型番を選択することで、初期値として4軸目は傾斜軸のモータ型番を、5軸目は回転軸のモータ型番を自動的に選択する。パラメータ設定のYESの項目にカーソルを合わせて実行することでパラメータを一括設定する。【選択図】図3

Description

本発明は、傾斜テーブルと回転テーブルから構成される付加軸テーブルを備え、傾斜テーブルと回転テーブルのいずれか一方を付加軸の1軸目とし、他方を付加軸の2軸目とする工作機械の制御装置に関する。
マシニングセンタ等の工作機械に付加軸テーブルを搭載する際において、1)工作機械メーカが工作機械への付加軸の搭載やパラメータ設定を行う場合、2)治具等のセットアップメーカが行う場合、3)エンドユーザが行う場合がある。
工作機械メーカやセットアップメーカが行う場合には、お客(ユーザ)が付加軸を動かすために工作機械への付加軸の搭載やパラメータ設定などを行うことはないが、お客が行う場合には付加軸の搭載やパラメータ設定を行う必要がある。
お客が付加軸を搭載する理由としては、多くの工作機械メーカが付加軸を自社で作成しないため、工作機械に工作機械メーカと異なる製造メーカで製造された付加軸を搭載する必要があり、工作機械メーカでは作業を行わないことが多いからである。
その為に、機械本体と付加軸を別々のメーカから購入し、お客が独自で付加軸を搭載して精度を出し、パラメータを設定する必要がある。付加軸を工作機械に搭載し水平を出すことは精度に関わることであるから、どうしても時間をかけたいところである。
しかし、付加軸を制御して動かすためのパラメータを設定することは、時間をかけたくないところと考えられている。その為、多くの工作機械メーカが、付加軸に使用されているモータの型番や付加軸の型番などを選択することで、一部のパラメータを設定できる機能を機械に搭載して、パラメータの設定時間の短縮を行っている。
従来技術のようなパラメータを一括設定する機能の例として、特許文献1には、工作機械におけるテーブル積載重量設定の際のパラメータ一括設定方法が開示されている。ここでは、複数の重量設定の中からテーブル内に搭載されている治具などの総重量に対応する重量を選択することで制御パラメータを一括設定することが記載されている。
特開2002−108425号公報
特許文献1では総重量を推定し、それに近い重量を選択することでパラメータの一括設定を可能としている。間違った重量を選択しても機械的には動作が可能である。また、従来技術ではモータの型番や付加軸の型番を選択することでパラメータの一部を一括設定することを可能としている。
しかしながら、付加軸を工作機械に搭載する向き、軸の回転方向などはテーブルの搭載状況によって設定が異なるパラメータであるから、一括設定する機能がない。その為、テーブルの搭載状況によって設定が異なるパラメータについては、作業者がパラメータを一つ一つ設定する必要があり設定に時間がかかり、中には設定が難しく作業者が間違った設定をするパラメータもある。
そこで、本発明の目的は、付加軸搭載時のパラメータ設定の誤設定を防止し、かつ短時間での設定を可能とする工作機械の制御装置を提供することである。
本発明では、制御装置の表示部に実際の付加軸の搭載状況と同じ図を表示して、作業者がどのように付加軸を工作機械に搭載するかを選択でき、その選択に応じてパラメータの一括設定を可能とすることで前記課題を解決する。
そして、本願の請求項1に係る発明は、傾斜テーブルと回転テーブルから構成される付加軸テーブルを備え、前記傾斜テーブルと前記回転テーブルのいずれか一方を付加軸の第1軸とし、他方を付加軸の第2軸とする工作機械の制御装置において、付加軸の制御パラメータを設定するために作業者が選択する複数の選択肢の各々について、各選択肢と各選択肢を説明する説明図と各選択肢を選択した時に設定されるべき制御パラメータの項目とその項目の設定値とを対応付けて記憶する選択肢記憶部と、前記複数の選択肢の中から選択肢を選択する選択部と、前記選択した選択肢に対応付けられた説明図を選択肢記憶部から読み出して表示する表示部と、前記選択した選択肢に対応付けられた制御パラメータの項目とその項目の設定値とを読み出し、該読み出した制御パラメータの項目にその項目の設定値を設定するパラメータ設定部とを備えることを特徴とする工作機械の制御装置である。
請求項2に係る発明は、前記選択肢は付加軸テーブルを工作機械に搭載する方向を選択するための選択肢であり、前記説明図は付加軸テーブルの搭載方向を図示する図である請求項1に記載の工作機械の制御装置である。
請求項3に係る発明は、前記選択肢は、前記付加軸の第1軸と前記付加軸の第2軸のいずれか一方の軸に前記傾斜テーブルと前記回転テーブルのいずれか一方を選択して割当てるための選択肢であり、前記説明図は、付加軸テーブルの傾斜テーブル部分の表示形態を変更した図と付加軸テーブルの回転テーブル部分の表示形態を変更した図とから成り、前記表示部は、前記選択部が傾斜テーブルを選択した時は付加軸テーブルの傾斜テーブル部分の表示形態を変更した図を表示し、前記選択部が回転テーブルを選択した時は付加軸テーブルの回転テーブル部分の表示形態を変更した図を表示する請求項1または2のいずれか1つに記載の工作機械の制御装置である。
請求項4に係る発明は、前記選択肢は前記付加軸の第1軸の正回転の方向と前記付加軸の第2軸の正回転の方向を選択するための選択肢であり、前記説明図は軸の回転方向を図示する図である請求項1から3のいずれか1つに記載の工作機械の制御装置である。
本発明により、付加軸搭載時のパラメータ設定の誤設定を防止し、かつ短時間での設定を可能とする工作機械の制御装置を提供できる。
付加軸を説明する図である。 付加軸のパラメータ設定をする画面例である。 付加軸のパラメータ設定をする画面で選択例をポップアップ表示することを説明する図である。 付加軸の向きを設定する画面例である(搭載する向きが右向きの場合)。 付加軸の向きを設定する画面例である(搭載する向きが左向きの場合)。 付加軸の向きを設定する画面例である(搭載する向きが手前向きの場合)。 付加軸の向きを設定する画面例である(搭載する向きが奥向きの場合)。 付加軸の4軸目と5軸目を設定する画面例である。 付加軸の4軸目と5軸目を設定する画面例である。 付加軸の回転方向を説明する図である。 付加軸の回転方向を説明する図である。 付加軸の名称を設定する画面例である。 機械座標の入力を説明する図である。 工作機械の制御装置を説明する図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。発明の内容について下記に付加2軸を例に挙げて説明する。図1は付加軸を簡単なモデルにしたものである。図1の内の符号1にあたる円筒状の部分を回転軸とし、符号2の回転軸の下に位置する直方体を傾斜軸とする。符号3〜6はケーブル接続端子であって、工作機械と接続するためのケーブルが接続される。従ってこの部分3〜6がある方が、付加軸本体の後ろ側となる。
まず始めに、図2〜図3にあるように、付加軸メーカ10と付加軸型番11、モータの型番(4軸モータ型番12,5軸モータ型番13)を選択することで、パラメータの一括設定を行う。YES14を選択することでパラメータの一括設定が完了する。NO15を押すと入力したものがリセットされる。
図3に示されるように、カーソルを付加軸メーカ10の項目に合わせることで、あらかじめ登録しているメーカ一覧をポップアップウインドウ16内に表示する。なお、カーソルを合わせた箇所の色を変えて表示している。その中から搭載する付加軸のメーカを選択する。同様に付加軸型番11の一覧から付加軸の型番を選択する。付加軸のメーカと型番を選択することで、初期値として4軸目は傾斜軸のモータ型番を、5軸目は回転軸のモータ型番を自動的に選択する。個別に設定したい場合は、カーソルを合わせて、一覧の中から選択する。パラメータ設定のYESの項目にカーソルを合わせて実行することでパラメータを一括設定する。
次の画面(図4参照)では、まず始めに付加軸を搭載する向き20を設定する。図4〜図7に示されるように、搭載する向き20の組み合わせとしては、右向き設置(図4参照)、左向き設置(図5参照)、手前向き設置(図6参照)、奥向き設置(図7参照)の4通りがある。
搭載する向き20の項目にカーソルを合わせて設置する向きを設定するごとに、設置向きに対応するテーブルへの搭載図を、制御装置の表示部に表示する。以降の設定においては手前向きを例に説明する。
なお、符号20は搭載する向き、符号21は4軸目の設定、符号22は回転方向、符号23は名称、符号24は5軸目の設定、符号25は回転方向、符号26は名称、符号27はYES、符号28はNOの入力項目である。
次に4軸目が傾斜軸なのか回転軸のどちらなのかの選択を行う(4軸目の設定21)。カーソルを合わせて選択することで、図10,図11に示されるように、実際にどの軸のことなのかを画面上の付加軸である傾斜軸2や回転軸1の該当する部分を赤で示す。なお、表示色は赤以外でもよい。
また、5軸目については4軸目で選択しなかった軸を自動的に選択するように構成する(5軸目の設定24)。5軸目でこの操作を行った場合は、4軸目が自動的に選択しなかった方を選択する。なお、図4,図5の一括設定でモータ型番を選択することで、4軸目と5軸目で違う型番のモータを使用している場合は、傾斜軸なのか回転軸なのかを自動的に判断して設定する。
次に図10,図11に示すように、傾斜軸・回転軸の正回転の方向(符号22,符号25で示される項目)を設定する。ここが特に、間違った設定をオペレータがしがちなところである。回転軸の場合は付加軸を設置する向きを変えてもa,bの方向は変わらない。これに対して、傾斜軸は設置する向きを変えるとa,bの回転方向が変わってしまう。その為、同じパラメータ設定ができずに毎回回転軸の方向を考える必要があった。そこで、制御装置の画面内で図を選択することで、軸の回転方向を決めるようにすることで、パラメータ設定の間違いを無くすことが可能となる。
次に図12に示すように軸の名称23を設定する。4軸目同様に5軸目も軸の名称を設定する。
最後に入力したデータをもとに設定できるパラメータを設定する。YESを実行することで関係するパラメータを一括設定する。処理の方法としては、図13に示すように次の画面では、面盤の中心座標と面盤の上面の高さを機械座標値で入力する。入力作業は、図13内に記載されているように、赤い点の機械座標を測定後に行う。このデータをもとに、内部的に傾斜軸の中心座標と回転軸の中心座標を計算してパラメータに自動で入力する。回転軸の中心座標はそのままの値が入力されるが、傾斜軸の中心座標については以下の計算式で計算される。
面盤上面の機械座標−傾斜軸中心から面盤上面までの高さ=傾斜軸中心機械座標
面盤上面の機械座標を測定した値を使用して、傾斜軸中心から面盤上面までの高さについては、付加軸個々が持つ固有のデータとなるので、付加軸のデータシートの値を次の項目で入力する。
次に付加軸のX軸方向の誤差、Y軸方向の誤差、Z軸方向の誤差、傾斜軸中心から面盤上面高さを入力する。付加軸の添付されるデータシートの値を直接入力する。
なお、符号30はX軸、符号31はY軸、符号32はZ軸、符号33は4軸5軸交叉オフセット(X軸)、符号34は4軸5軸交叉オフセット(Y軸)、符号35は4軸5軸交叉オフセット(Z軸)の入力項目を表す。
以上で付加軸を動作させるための設定が完了した。
図14は工作機械の制御装置を説明する図である。
数値制御装置100は、傾斜テーブルと回転テーブルから構成される付加軸を備え、前記傾斜テーブルと前記回転テーブルのいずれか一方を付加軸の第1軸とし、他方を付加軸の第2軸とする工作機械102を制御する。
数値制御装置100は、上述したように、制御装置の表示部内で図を選択していくことでパラメータの設定を行うための機能を備えている。プロセッサであるCPU111は、ROM112に格納された、本発明に係る表示部内で図を選択していくことでパラメータの設定を実行するためのプログラムやシステムプログラムに従って数値制御装置100の全体を制御する。
RAM113は、各種のデータあるいは入出力信号が格納される。不揮発性メモリ114に格納された各種のデータは電源切断後もそのまま保存される。不揮発性メモリ114には、付加軸の制御パラメータを設定するために作業者が選択する複数の選択肢の各々について、各選択肢と各選択肢を説明する説明図と各選択肢を選択した時に設定されるべき制御パラメータの項目とその項目の設定値とを対応付けて記憶されている。本発明に係る表示部内で図を選択していくことでパラメータの設定を実行するためのプログラムは、複数の選択肢の中から選択肢を選択する機能(選択部)、前記選択した選択肢に対応付けられた説明図を選択肢記憶部から読み出して表示する機能(表示部)、選択した選択肢に対応付けられた制御パラメータの項目とその項目の設定値を読み出し、該読み出した制御パラメータの項目とその項目の設定値を設定するパラメータ設定機能(パラメータ設定部)を備えている。
グラフィック制御回路115は、デジタル信号を表示用の信号に変換し、表示装置116に与える。キーボード117は、数値キー、文字キーなどを有する各種設定データを入力する手段である。
軸制御回路118は、CPU111から各軸の移動指令を受けて軸の指令をサーボアンプ119に出力する。このサーボアンプ119は、この移動指令を受けて工作機械102のサーボモータ(図示せず)を駆動する。これらの構成要素はバス121で互いに結合されている。PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)122は、加工プログラムの実行時に、バス121経由でT機能信号(工具選択指令)などを受け取る。そして、この信号を、シーケンス・プログラムで処理して、動作指令として信号を出力し、工作機械102を制御する。
また、工作機械102から状態信号を受けて、CPU111に必要な入力信号を転送する。更に、バス121には、システムプログラム等によって機能が変化するソフトウェアキー123、NCデータを記憶装置などの外部機器に送るインタフェース124が接続されている。このソフトウェアキー123は、表示装置116、キーボード117と共に、表示装置/MDIパネル125に設けられている。
以上のように、工作機械の制御装置の表示部内で図を選択していくことでパラメータの設定を行うことが可能となる。また、付加軸がどのように搭載されているかを工作機械に認識させることができる。従来は1つ1つパラメータを入力して認識させる必要があったが、制御装置の表示部内で図を選択することでパラメータ設定を可能とすることにより、パラメータの入力数を大幅に減少させることができ、設定時間の短縮ができる。
1 回転軸
2 傾斜軸
3 ケーブル接続端子
4 ケーブル接続端子
5 ケーブル接続端子
6 ケーブル接続端子
7 基台

10 付加軸メーカ
11 付加軸型番
12 4軸モータ型番
13 5軸モータ型番
14 YES
15 NO
16 ポップアップウインドウ

20 搭載する向き
21 4軸目の設定
22 回転方向
23 名称
24 5軸目の設定
25 回転方向
26 名称
27 YES
28 NO

30 X軸
31 Y軸
32 Z軸
33 4軸5軸交叉オフセット(X軸)
34 4軸5軸交叉オフセット(Y軸)
35 4軸5軸交叉オフセット(Z軸)

100 数値制御装置
102 工作機械

111 CPU
112 ROM
113 RAM
114 不揮発性メモリ
115 グラフィック制御回路
116 表示装置
117 キーボード
118 軸制御回路
119 サーボアンプ

121 バス
122 PMC
123 ソフトウェアキー
124 インタフェース
125 MDIパネル

Claims (4)

  1. 傾斜テーブルと回転テーブルから構成される付加軸テーブルを備え、前記傾斜テーブルと前記回転テーブルのいずれか一方を付加軸の第1軸とし、他方を付加軸の第2軸とする工作機械の制御装置において、
    付加軸の制御パラメータを設定するために作業者が選択する複数の選択肢の各々について、各選択肢と各選択肢を説明する説明図と各選択肢を選択した時に設定されるべき制御パラメータの項目とその項目の設定値とを対応付けて記憶する選択肢記憶部と、
    前記複数の選択肢の中から選択肢を選択する選択部と、
    前記選択した選択肢に対応付けられた説明図を選択肢記憶部から読み出して表示する表示部と、
    前記選択した選択肢に対応付けられた制御パラメータの項目とその項目の設定値とを読み出し、該読み出した制御パラメータの項目にその項目の設定値を設定するパラメータ設定部とを備えることを特徴とする工作機械の制御装置。
  2. 前記選択肢は付加軸テーブルを工作機械に搭載する方向を選択するための選択肢であり、前記説明図は付加軸テーブルの搭載方向を図示する図である請求項1に記載の工作機械の制御装置。
  3. 前記選択肢は、前記付加軸の第1軸と前記付加軸の第2軸のいずれか一方の軸に前記傾斜テーブルと前記回転テーブルのいずれか一方を選択して割当てるための選択肢であり、前記説明図は、付加軸テーブルの傾斜テーブル部分の表示形態を変更した図と付加軸テーブルの回転テーブル部分の表示形態を変更した図とから成り、前記表示部は、前記選択部が傾斜テーブルを選択した時は付加軸テーブルの傾斜テーブル部分の表示形態を変更した図を表示し、前記選択部が回転テーブルを選択した時は付加軸テーブルの回転テーブル部分の表示形態を変更した図を表示する請求項1または2のいずれか1つに記載の工作機械の制御装置。
  4. 前記選択肢は前記付加軸の第1軸の正回転の方向と前記付加軸の第2軸の正回転の方向を選択するための選択肢であり、前記説明図は軸の回転方向を図示する図である請求項1から3のいずれか1つに記載の工作機械の制御装置。
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