JP6603282B2 - 工作機械および工作機械の制御方法 - Google Patents
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Description
[工作機械の構成]
第1の実施の形態の工作機械10について説明する。図1は、工作機械10の模式図である。工作機械10は、加工機本体12、表示操作装置14および制御装置16を有している。工作機械10は、縦型のマシニングセンタであり、加工機本体12の主軸18に取り付けられた工具20により図示しないワークを加工する。
図2は、加工機本体12の主軸頭22付近の模式正面図である。なお、図1では、加工機本体12を主軸頭22付近の模式側面図として示している。図1および図2において、上下方向をZ軸とし、上方向を正方向、下方向を負方向とする。
表示操作装置14は、表示部42およびタッチパネル44を有している。表示部42は、例えば液晶ディスプレイ等であって、その画面に文字、記号、数字や画像等が表示される。タッチパネル44は、表示部42の画面に貼着された透明なシート状の部材であって、例えば抵抗膜方式のタッチパネルである。タッチパネル44は、オペレータの指やペン等によりタッチパネル44が押圧された位置を、タッチパネル44に設定された座標平面上の座標として検出し、出力する。なお、タッチパネル44に代えて、キーボード、マウス等を用いてもよい。
図5は、制御装置16の機能構成を示すブロック図である。制御装置16は、初期旋回動作速度設定部52、表示制御部54、旋回動作速度取得部56およびモータ制御部58を有している。
主軸18の工具20の交換を行うときには、モータ制御部58は、まず、主軸頭22をZ軸正方向に移動させるように、Z軸モータ26を制御する。主軸頭22がZ軸正方向に移動すると、カム40に沿って工具マガジン28は揺動動作を行い、空のグリップ34が主軸18の真下に移動する。このとき、グリップ34により、主軸18に取り付けられている工具20を把持する。
図6は、制御装置16において行われる旋回動作速度の調整処理の流れを示すフローチャートである。ステップS1では、初期旋回動作速度設定部52において、工具マガジン28の旋回動作速度の初期値を設定して、ステップS2へ移行する。
工具マガジン28の旋回動作速度が速い場合には、旋回モータ36の負荷が大きくなり、旋回モータ36の劣化を早めてしまうおそれがある。一方、工具マガジン28の旋回動作速度が遅い場合には、主軸18の工具20の交換に時間を要し、加工時間が長くなる問題がある。工具マガジン28の旋回動作速度が同じ場合であっても、工具マガジン28に取り付けられている工具20の重量が大きいほど、旋回モータ36の負荷は大きくなる。
第2の実施の形態では、表示操作装置14の表示の内容や、制御装置16による制御の内容の一部が、第1の実施の形態と相違する。加工機本体12の構成は、第1の実施の形態と同一である。
(表示操作装置の構成)
図7は、表示操作装置14を示す模式図である。表示操作装置14には、旋回動作速度調整部46、推奨旋回動作速度情報48、工具重量入力部60および報知情報62が表示される。
図8は、制御装置16の機能構成を示すブロック図である。制御装置16は、初期旋回動作速度設定部52、表示制御部54、旋回動作速度取得部56、モータ制御部58、工具重量取得部64、推奨旋回動作速度取得部66および報知判定部68を有している。
図9は、制御装置16において行われる旋回動作速度の調整処理の流れを示すフローチャートである。ステップS11では、工具重量取得部64において、表示操作装置14の工具重量入力部60に入力された最大工具重量を取得して、ステップS12へ移行する。
本実施の形態では、工具重量取得部64により取得された最大工具重量に応じて、推奨旋回動作速度取得部66において、工具マガジン28の推奨旋回動作速度を取得し、表示操作装置14に推奨旋回動作速度に対応するバー51の位置を示す推奨旋回動作速度情報48を表示するようにした。これにより、ユーザは、推奨旋回動作速度情報48により示されるバー51の位置を参考にして、スライダ50を操作し、工具マガジン28の旋回動作速度の調整を行うことができる。
第3の実施の形態では、表示操作装置14の表示の内容や、制御装置16による制御の内容の一部が、第1の実施の形態と相違する。加工機本体12の構成は、第1の実施の形態と同一である。
(表示操作装置の構成)
図10は、表示操作装置14を示す模式図である。表示操作装置14には、旋回動作速度調整部46、推奨旋回動作速度情報48および報知情報62が表示される。
図11は、制御装置16の機能構成を示すブロック図である。制御装置16は、初期旋回動作速度設定部52、表示制御部54、旋回動作速度取得部56、モータ制御部58、推奨旋回動作速度取得部66、報知判定部68および負荷取得部70を有している。
図12は、制御装置16において行われる旋回動作速度の調整処理の流れを示すフローチャートである。ステップS21では、負荷取得部70において、旋回モータ36の負荷を取得して、ステップS22へ移行する。
本実施の形態では、負荷取得部70により取得された旋回モータ36の負荷に応じて、推奨旋回動作速度取得部66において、工具マガジン28の推奨旋回動作速度を取得し、表示操作装置14に推奨旋回動作速度に対応するバー51の位置を示す推奨旋回動作速度情報48を表示するようにした。これにより、ユーザは、推奨旋回動作速度情報48により示されるバー51の位置を参考にして、スライダ50を操作し、工具マガジン28の旋回動作速度の調整を行うことができる。
第1の実施の形態では、旋回動作速度調整部46によって、工具マガジン28の旋回動作速度を調整するようにしていたが、第4の実施の形態では、旋回動作速度調整部46に加えて、工具マガジン28の揺動動作速度を調整する揺動動作速度調整部72を設けるようにした。
(表示操作装置の構成)
図13は、表示操作装置14を示す模式図である。表示操作装置14には、旋回動作速度調整部46、推奨旋回動作速度情報48、揺動動作速度調整部72および推奨揺動動作速度情報76が表示される。工具マガジン28の旋回動作速度および揺動動作速度の調整は、表示部42に表示された旋回動作速度調整部46および揺動動作速度調整部72を、ユーザがタッチパネル44を介して操作することにより行われる。旋回動作速度調整部46は、図13に示すように、バー51に沿って移動するスライダ50として表示部42に表示される。揺動動作速度調整部72は、図13に示すように、バー81に沿って移動するスライダ80として表示部42に表示される。ユーザがスライダ50をスライドさせることにより、工具マガジン28の旋回動作速度の調整が行われる。ユーザがスライダ80をスライドさせることにより、工具マガジン28の揺動動作速度の調整が行われる。旋回動作速度調整部46および揺動動作速度調整部72は、動作速度調整部47を構成する。
図14は、制御装置16の機能構成を示すブロック図である。制御装置16は、初期旋回動作速度設定部52、表示制御部54、旋回動作速度取得部56、モータ制御部58、初期揺動動作速度設定部86および揺動動作速度取得部88を有している。
図15は、制御装置16において行われる動作速度の調整処理の流れを示すフローチャートである。ステップS31では、初期旋回動作速度設定部52において、工具マガジン28の旋回動作速度の初期値を設定して、ステップS32へ移行する。ステップS32では、初期揺動動作速度設定部86において、工具マガジン28の揺動動作速度の初期値を設定して、ステップS33へ移行する。
本実施の形態では、工具マガジン28の旋回動作速度を調整する旋回動作速度調整部46と、工具マガジン28の揺動動作速度を調整する揺動動作速度調整部72とを設けた。これにより、工具マガジン28の旋回動作速度と揺動動作速度とを、それぞれに調整することができる。
第1の実施の形態〜第4の実施の形態の旋回動作速度調整部46をスライダ50に代えて、ダイヤル92としてもよい。図16は表示操作装置14を示す模式図である。表示操作装置14の表示部42には、旋回動作速度調整部46および推奨旋回動作速度情報48が表示される。旋回動作速度調整部46は、図16に示すように表示操作装置14にダイヤル92として表示される。ユーザがダイヤル92を回すことにより、工具マガジン28の旋回動作速度の調整が行われる。なお、第4の実施の形態の揺動動作速度調整部72のスライダ80も、同様にダイヤルとしてもよい。
第1の実施の形態〜第3の実施の形態では、スライダ50により、工具マガジン28の旋回動作速度を調整するようにしているが、1つのスライダ50により、工具マガジン28の旋回動作速度と揺動動作速度とを同時に調整するようにしてもよい。
上記実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
20…工具 28…工具マガジン
32…タレット 34…グリップ
47…動作速度調整部 49…推奨動作速度情報
50、80…スライダ 53…初期動作速度設定部
57…アクチュエータ 64…工具重量取得部
67…推奨動作速度取得部 70…負荷取得部
92…ダイヤル
Claims (14)
- 主軸に取り付けられる工具を交換する工具マガジンを有する工作機械であって、
前記工具マガジンの動作速度を初期動作速度に設定する初期動作速度設定部と、
ユーザに操作されることにより、前記工具マガジンの動作速度を、前記初期動作速度に対して調整する動作速度調整部と、
前記工具マガジンを動作させるアクチュエータと、
前記動作速度調整部による調整後の前記工具マガジンの動作速度を取得する動作速度取得部と、
前記動作速度取得部において取得された前記動作速度により前記工具マガジンを動作させるように、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
を備え、
前記工具マガジンは、前記工具を保持するグリップが複数設けられたタレットであって、
前記タレットは、所望の前記工具を割り出す旋回動作と、割り出された前記工具を前記主軸に取り付ける揺動動作を行い、
前記初期動作速度設定部は、前記旋回動作の初期動作速度を設定する初期旋回動作速度設定部と、前記揺動動作の初期動作速度を設定する初期揺動動作速度設定部とを備え、
前記動作速度調整部は、前記旋回動作の動作速度を、前記旋回動作の初期動作速度に対して調整する旋回動作速度調整部と、前記揺動動作の動作速度を、前記揺動動作の初期動作速度に対して調整する揺動動作速度調整部とを備える、工作機械。 - 請求項1に記載の工作機械であって、
前記工具の重量に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度に対応する、前記動作速度調整部の調整位置を示す推奨動作速度情報を、前記動作速度調整部に表示する、工作機械。 - 請求項1に記載の工作機械であって、
前記工具マガジンにより交換される前記工具の重量を取得する工具重量取得部と、
取得された前記工具の重量に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度を取得する推奨動作速度取得部と、
を備え、
取得された前記推奨動作速度に対応する、前記動作速度調整部の調整位置を示す推奨動作速度情報を、前記動作速度調整部に表示する、工作機械。 - 請求項1に記載の工作機械であって、
前記アクチュエータの負荷を取得する負荷取得部と、
取得された前記アクチュエータの負荷に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度を取得する推奨動作速度取得部と、
を備え、
取得された前記推奨動作速度に対応する、前記動作速度調整部の調整位置を示す推奨動作速度情報を、前記動作速度調整部に表示する、工作機械。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の工作機械であって、
前記工具マガジンにより交換される前記工具の重量を取得する工具重量取得部と、
取得された前記工具の重量に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度を取得する推奨動作速度取得部と、
を備え、
前記初期動作速度設定部は、前記推奨動作速度を前記初期動作速度に設定する、工作機械。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の工作機械であって、
前記アクチュエータの負荷を取得する負荷取得部と、
取得された前記アクチュエータの負荷に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度を取得する推奨動作速度取得部と、
を備え、
前記初期動作速度設定部は、前記推奨動作速度を前記初期動作速度に設定する、工作機械。 - 請求項3〜6のいずれか1項に記載の工作機械であって、
前記動作速度調整部により調整された後の前記動作速度が、前記推奨動作速度よりも速い場合には、その旨を前記ユーザに報知する報知部を備える、工作機械。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の工作機械であって、
前記動作速度調整部は、前記ユーザによりスライドされることにより、前記工具マガジンの動作速度を前記初期動作速度に対して調整するスライダである、工作機械。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の工作機械であって、
前記動作速度調整部は、前記ユーザにより回転されることにより、前記工具マガジンの動作速度を前記初期動作速度に対して調整するダイヤルである、工作機械。 - 主軸に取り付けられる工具を交換する工具マガジンを有する工作機械の制御方法であって、
前記工具マガジンの動作速度を初期動作速度に設定する初期動作速度設定ステップと、
ユーザに動作速度調整部が操作されることにより、前記工具マガジンの動作速度を、前記初期動作速度に対して調整する動作速度調整ステップと、
前記動作速度調整ステップによる調整後の前記工具マガジンの動作速度を取得する動作速度取得ステップと、
前記動作速度取得ステップにおいて取得された前記動作速度により前記工具マガジンを動作させるように、前記工具マガジンを動作させるアクチュエータを制御するアクチュエータ制御ステップと、
を備え、
前記工具マガジンは、前記工具を保持するグリップが複数設けられたタレットであって、
前記タレットは、所望の前記工具を割り出す旋回動作と、割り出された前記工具を前記主軸に取り付ける揺動動作を行い、
前記初期動作速度設定ステップは、前記旋回動作の初期動作速度を設定する初期旋回動作速度設定ステップと、前記揺動動作の初期動作速度を設定する初期揺動動作速度設定ステップとを備え、
前記動作速度調整ステップは、前記旋回動作の動作速度を、前記旋回動作の初期動作速度に対して調整する旋回動作速度調整ステップと、前記揺動動作の動作速度を、前記揺動動作の初期動作速度に対して調整する揺動動作速度調整ステップとを備える、工作機械の制御方法。 - 請求項10に記載の工作機械の制御方法であって、
前記工具の重量に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度に対応する、前記動作速度調整部の調整位置を示す推奨動作速度情報を、前記動作速度調整部に表示する推奨動作速度情報表示ステップを備える、工作機械の制御方法。 - 請求項10に記載の工作機械の制御方法であって、
前記工具マガジンにより交換される前記工具の重量を取得する工具重量取得ステップと
、
取得された前記工具の重量に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度を取得す
る推奨動作速度取得ステップと、
取得された前記推奨動作速度に対応する、前記動作速度調整部の調整位置を示す推奨動
作速度情報を、前記動作速度調整部に表示する推奨動作速度情報表示ステップと、
を備える、工作機械の制御方法。 - 請求項10に記載の工作機械の制御方法であって、
前記アクチュエータの負荷を取得する負荷取得ステップと、
取得された前記アクチュエータの負荷に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速
度を取得する推奨動作速度取得ステップと、
取得された前記推奨動作速度に対応する、前記動作速度調整部の調整位置を示す推奨動
作速度情報を、前記動作速度調整部に表示する推奨動作速度情報表示ステップと、
を備える、工作機械の制御方法。 - 請求項10〜13のいずれか1項に記載の工作機械の制御方法であって、
前記工具マガジンにより交換される前記工具の重量を取得する工具重量取得ステップと、
取得された前記工具の重量に対して推奨する前記工具マガジンの推奨動作速度を取得する推奨動作速度取得ステップと、
を備え、
前記初期動作速度設定ステップは、前記初期動作速度を前記推奨動作速度に設定する、工作機械の制御方法。
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