JP6881362B2 - Numerical control device - Google Patents
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
Description
本発明は、ワークの加工にかかる時間を計測する数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device that measures the time required for machining a workpiece.
数値制御装置は、NCプログラムに基づき工作機械の動作を制御する。特許文献1に記載の数値制御装置は、NCプログラムの実行時間を計測し、ワークの加工に要するサイクルタイムとして提示する。管理者は、サイクルタイム時間を考慮して、工作機械を用いた生産の管理を行うことができる。
The numerical control device controls the operation of the machine tool based on the NC program. The numerical control device described in
しかしながら、工作機械が自動で開閉する扉を搭載する場合、数値制御装置は工作機械の制御を開始すると扉を閉鎖してからNCプログラムを実行し、ワークを加工する。加工後、数値制御装置は扉を開放し、工作機械の制御を終了する。特許文献1では、実行時間が扉の開閉時間を含まないので、生産にかかる実時間が実行時間に基づく想定時間と異なるという問題があった。
However, when the machine tool is equipped with a door that opens and closes automatically, the numerical control device closes the door when the control of the machine tool is started, and then executes the NC program to process the workpiece. After machining, the numerical control device opens the door and ends the control of the machine tool. In
本発明の目的は、工作機械の動作時間を考慮した実行時間を提示することができる数値制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a numerical control device capable of presenting an execution time in consideration of an operating time of a machine tool.
本発明の一態様によれば、NCプログラムに基づいてワークに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、前記ワークの加工にかかる時間として、前記NCプログラムの実行時間を計測する実行時間計測手段と、前記工作機械の駆動にかかる時間として、前記工作機械の動作を制御する間の時間のうち、前記NCプログラムの非実行中の時間である動作時間を計測する動作時間計測手段と、記憶部に前記実行時間と前記動作時間を記憶する記憶手段と、表示部に前記実行時間を表示する表示手段とを備え、前記記憶部は、予め、前記表示部に前記実行時間を表示する場合の表示設定を記憶し、前記表示手段は、前記表示設定が、前記実行時間に前記動作時間を含めて表示する設定である場合、前記実行時間と前記動作時間とを合計した合計時間を前記実行時間として前記表示部に表示し、前記表示設定が、前記実行時間に前記動作時間を含めずに表示する設定である場合、前記表示部に前記実行時間のみを表示することを特徴とする数値制御装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, in a numerical control device that controls the operation of a machine tool that processes a work based on an NC program, the execution time for measuring the execution time of the NC program as the time required for processing the work. The measuring means, the operating time measuring means for measuring the operating time, which is the non-execution time of the NC program, among the time between controlling the operation of the machine tool as the time required for driving the machine tool, and the operating time measuring means. When the storage unit includes a storage unit for storing the execution time and the operation time, and a display unit for displaying the execution time on the display unit, and the storage unit displays the execution time on the display unit in advance. When the display setting is set to include the operation time in the execution time, the display means calculates the total time obtained by totaling the execution time and the operation time. Numerical control characterized in that only the execution time is displayed on the display unit when the time is displayed on the display unit and the display setting is a setting for displaying the operation time without including the operation time in the execution time. Equipment is provided.
工作機械を用いた生産にかかる時間は、NCプログラムに従ってワークを加工する間の実行時間だけでなく、NCプログラムが非実行中でありながらも工作機械の駆動を制御している間の動作時間もかかる。動作時間は、例えば、工作機械の扉を開閉する間の時間や、工作機械を製造ラインに組み込んだ場合に、加工前のワークを搬入し、加工後のワークを搬出する間の時間等である。数値制御装置は、表示設定に基づいて、実行時間と動作時間の合計時間を表示部に表示することができる。故に管理者は、工作機械を用いた生産にかかる時間をより正確に把握でき、生産管理を行うことができる。 The time required for production using a machine tool is not only the execution time while machining the workpiece according to the NC program, but also the operation time while the NC program is not executing but controls the drive of the machine tool. It takes. The operating time is, for example, the time between opening and closing the door of the machine tool, the time between carrying in the work before machining and carrying out the workpiece after machining when the machine tool is incorporated into the production line, and the like. .. The numerical control device can display the total time of the execution time and the operation time on the display unit based on the display setting. Therefore, the manager can more accurately grasp the time required for production using the machine tool and can perform production control.
本態様において、前記NCプログラムの実行が一時的に停止した状態にある場合、前記実行時間計測手段は、前記実行時間を非計測の状態にしてもよい。NCプログラムに従うワークの加工中に、例えば手動データ入力(MDI)モードに移行する場合や、手動操作を受け付ける場合など、数値制御装置は、NCプログラムの実行を一時的に停止する場合がある。この場合、数値制御装置は、実行時間の計測を非計測の状態にすることができる。すなわち数値制御装置は、NCプログラムの実行に従ってワークを加工しているときのみ、実行時間を計測する。故に管理者は、工作機械を用いた生産にかかる時間をより正確に把握することができる。 In the present embodiment, when the execution of the NC program is temporarily stopped, the execution time measuring means may set the execution time to a non-measured state. During machining of a workpiece according to an NC program, the numerical control device may temporarily stop the execution of the NC program, for example, when shifting to a manual data input (MDI) mode or when accepting a manual operation. In this case, the numerical control device can put the measurement of the execution time into a non-measurement state. That is, the numerical control device measures the execution time only when the workpiece is machined according to the execution of the NC program. Therefore, the manager can more accurately grasp the time required for production using the machine tool.
本態様において、前記NCプログラムの実行が中断した場合、前記表示手段は、前記実行時間とともに、前記ワークに対する加工が中断した旨を示す識別子を前記表示部に表示してもよい。ワークの加工を途中で中止する場合、数値制御装置はNCプログラムの実行を中断する。この場合、数値制御装置は、工作機械の制御を途中で終了するので、実行時間の計測だけでなく、動作時間の計測も途中で終了する。よって実行時間と動作時間は、生産にかかる時間を正確に表すものではない。この場合、数値制御装置は、表示部に実行時間とともに識別子を表示することで、ワークの加工が途中で終了したことを報せることができる。 In the present embodiment, when the execution of the NC program is interrupted, the display means may display an identifier indicating that the machining on the work is interrupted on the display unit together with the execution time. When the machining of the workpiece is stopped in the middle, the numerical control device interrupts the execution of the NC program. In this case, since the numerical control device ends the control of the machine tool in the middle, not only the measurement of the execution time but also the measurement of the operation time ends in the middle. Therefore, the execution time and the operation time do not accurately represent the time required for production. In this case, the numerical control device can notify that the machining of the work is completed in the middle by displaying the identifier on the display unit together with the execution time.
本態様において、前記記憶手段は、計測が完了した前記実行時間及び前記動作時間を複数件、前記記憶部に記憶し、前記表示手段は、複数件の前記実行時間を前記表示部に一覧表示してもよい。数値制御装置は、ワークの加工にかかる時間の履歴を記憶部に記憶し、一覧表示することができる。故に管理者は、工作機械を用いた生産にかかる時間の履歴を確認することができる。 In the present embodiment, the storage means stores a plurality of the execution time and the operation time for which measurement is completed in the storage unit, and the display means displays a list of the plurality of execution times in the display unit. You may. The numerical control device can store the history of the time required for machining the work in the storage unit and display it in a list. Therefore, the manager can check the history of the time required for production using the machine tool.
本態様において、前記記憶手段は、計測が完了した前記実行時間及び前記動作時間とともに、前記NCプログラムの実行の中断によって計測が完了しなかった前記実行時間及び前記動作時間を前記記憶部に記憶してもよい。数値制御装置は、ワークの加工にかかる時間の履歴だけでなく、ワークの加工が途中で中止した場合の時間も履歴として記憶部に記憶することができる。故に管理者は、ワークの加工が正常に終了した場合の履歴と、ワークの加工を途中で中止した場合の履歴を比較することができる。 In the present embodiment, the storage means stores in the storage unit the execution time and the operation time for which the measurement is completed, and the execution time and the operation time for which the measurement is not completed due to the interruption of the execution of the NC program. You may. The numerical control device can store not only the history of the time required for machining the work but also the time when the machining of the work is stopped in the middle as a history in the storage unit. Therefore, the administrator can compare the history when the machining of the work is completed normally and the history when the machining of the work is stopped in the middle.
本態様は、前記実行時間の計測中に、前記工作機械が主軸に装着した工具を操作する操作時間を計測する操作時間計測手段を備え、前記表示手段は、前記実行時間とともに、前記操作時間を前記表示部に表示してもよい。数値制御装置は、ワークの加工にかかる時間のうち、工具によって実際にワークを加工する時間を操作時間として、実行時間とともに表示することができる。故に管理者は、工具によるワークの加工にかかる操作時間を実行時間と比較することができ、生産管理を行うことができる。 The present embodiment includes an operation time measuring means for measuring the operation time for operating the tool mounted on the spindle by the machine tool during the measurement of the execution time, and the display means displays the operation time together with the execution time. It may be displayed on the display unit. The numerical control device can display the time actually machined by the tool among the time required for machining the work as the operation time together with the execution time. Therefore, the manager can compare the operation time required for machining the workpiece with the tool with the execution time, and can perform production control.
本態様において、前記工作機械は、複数の前記工具を交換可能であり、前記操作時間計測手段は、前記工作機械が前記工具を交換するごとに、交換後の前記工具に対応する前記操作時間を計測してもよい。数値制御装置は、工具ごとの操作時間を取得することができる。故に管理者は、各工具の使用状況を把握することができる。 In this embodiment, the machine tool can replace a plurality of the tools, and the operation time measuring means sets the operation time corresponding to the replaced tool each time the machine tool replaces the tool. You may measure. The numerical control device can acquire the operation time for each tool. Therefore, the manager can grasp the usage status of each tool.
本発明の実施形態を説明する。図1に示す数値制御装置20は、工作機械10の動作を制御することで、テーブル(図示略)上面に保持したワーク(被削材)の切削加工を行う。工作機械10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。
An embodiment of the present invention will be described. The
工作機械10は、例えばテーブル上面に保持したワークに対し、Z軸方向に延びる主軸に装着した工具をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動して加工(例えばドリル加工、タップ加工、側面加工等)を行う立型工作機械である。工作機械10は図示しない主軸機構、主軸移動機構、工具交換装置等を備える。主軸機構は主軸モータ12を備え、工具を装着した主軸を回転する。主軸移動機構は、Z軸モータ11、X軸モータ13、Y軸モータ14を更に備え、テーブル上面に保持したワークに対し相対的に、主軸をX、Y、Zの各送り軸の方向に夫々移動する。工具交換装置はマガジンモータ15を備え、複数の工具を収納する工具マガジン(図示略)を駆動し、主軸に装着した工具を他の工具と交換する。Z軸モータ11、主軸モータ12、X軸モータ13、Y軸モータ14、マガジンモータ15、扉モータ16(後述)は、サーボモータである。本実施形態は、Z軸モータ11、主軸モータ12、X軸モータ13、Y軸モータ14、マガジンモータ15、扉モータ16を総称する場合、モータ11〜16と呼ぶ。
For example, the
保護カバー(図示略)は工作機械10本体の周囲を取り囲む。保護カバーは各種加工時に切粉と切削液が外部に飛散するのを防止する。保護カバーは前面に扉(図示略)と操作盤19を備える。扉は、扉モータ16、開スイッチ32、閉スイッチ33を備える。扉モータ16は、扉を左右方向に滑動して開閉する。扉を開くことで、作業者は、保護カバー内のテーブル上に固定するワークの交換等ができる。扉を閉めると加工領域と外部が遮断するので、作業者は、ワークの切削加工を安全に行うことができる。開スイッチ32、閉スイッチ33は、数値制御装置20の入出力部25に接続する。開スイッチ32は、扉が開放位置にあるとONになる。閉スイッチ33は、扉が閉鎖位置にあるとONになる。操作盤19は保護カバーの外壁に設ける。操作盤19は数値制御装置20の入出力部25に接続する。操作盤19は入力部17と表示部18を備える。入力部17は各種情報、操作指示等の入力を受け付け、数値制御装置20に出力する。表示部18は数値制御装置20からの指令に基づき、各種画面を表示する。
The protective cover (not shown) surrounds the
Z軸モータ11はエンコーダ11Aを備える。主軸モータ12はエンコーダ12Aを備える。X軸モータ13はエンコーダ13Aを備える。Y軸モータ14はエンコーダ14Aを備える。マガジンモータ15はエンコーダ15Aを備える。扉モータ16はエンコーダ16Aを備える。エンコーダ11A〜16Aの夫々は、数値制御装置20の駆動回路26〜31に接続する。
The Z-
数値制御装置20は、CPU21、ROM22、RAM23、記憶装置24、入出力部25、駆動回路26〜31等を備える。CPU21は数値制御装置20を統括制御する。ROM22は、後述する主処理(図2参照)、画面表示処理(図5参照)等を実行する為のプログラムを含む、各種プログラムを記憶する。RAM23は各種処理実行中の各種データを記憶する。記憶装置24は不揮発性メモリである。記憶装置24は、例えばワークを加工する為のNCプログラム、各種パラメータ等を記憶する。入出力部25は操作盤19に接続する。駆動回路26〜31はサーボアンプである。駆動回路26はZ軸モータ11とエンコーダ11Aに接続する。駆動回路27は主軸モータ12とエンコーダ12Aに接続する。駆動回路28はX軸モータ13とエンコーダ13Aに接続する。駆動回路29はY軸モータ14とエンコーダ14Aに接続する。駆動回路30はマガジンモータ15とエンコーダ15Aに接続する。駆動回路31は扉モータ16とエンコーダ16Aに接続する。
The
CPU21は、ワークを加工する為のNCプログラムを解釈し、送り軸(X軸、Y軸、Z軸)、主軸、マガジン軸等の各駆動軸を目標位置に移動する為の制御指令を駆動回路26〜30に送信する。駆動回路26〜30は、CPU21から受信した制御指令(駆動信号)に応じて対応する各モータ11〜15に駆動電流(パルス)を夫々出力する。駆動回路26〜30はエンコーダ11A〜15Aからフィードバック信号(位置と速度の信号)を受け、モータ11〜15の位置と速度の制御を行う。駆動回路26〜30はサーボモータを駆動するサーボアンプであり、例えばFPGA回路で構成してもよい。
The
図2〜図4を参照し、主処理を説明する。主処理は、工作機械10を駆動してワークを加工しつつ、ワークの加工に要する時間(サイクルタイム等)を計測し、履歴として保存する一連の処理である。作業者は、テーブルにワークを固定すると、操作盤19の入力部17を操作して記憶装置24に記憶する複数のNCプログラムの中から一のNCプログラムを選択し、選択したNCプログラムに基づくワークの加工開始を指示する。CPU21は入力部17から加工開始指示を受け付けると、ROM22から主処理のプログラムを読込み実行する。
The main processing will be described with reference to FIGS. 2 to 4. The main process is a series of processes in which the
図2に示すように、CPU21は主処理で使用する各種カウンタ、変数等の初期設定を行う(S1)。CPU21は、開閉カウンタ、サイクルタイムカウンタ、切削時間カウンタ、非切削時間カウンタ、変数j、変数k、変数m、変数nの夫々に0を設定する。開閉カウンタは、扉の開閉時間を計測するカウンタである。サイクルタイムカウンタは、NCプログラムに従いワークに対する加工を行う加工時間(サイクルタイム)を計測するカウンタである。サイクルタイムカウンタは、具体的に、NCプログラムの実行時間を計測する。切削時間カウンタは、サイクルタイム内で、工作機械10がワークを工具で切削する動作を行う切削時間を計測するカウンタである。非切削時間カウンタは、サイクルタイム内で、工作機械10がワークを工具で切削する動作以外の動作を行う非切削時間を計測するカウンタである。
As shown in FIG. 2, the
記憶装置24は、主処理で計測するサイクルタイム等のデータを履歴として、例えば20件記憶する。履歴が含むデータは、日時、プログラム名、前記開閉時間、サイクルタイム、切削時間、非切削時間、工具番号である工具ID、工具交換回数、正常終了フラグを含む。記憶装置24は、最新履歴の履歴番号を1とし、各履歴の記憶エリアを、記憶順に履歴番号で管理する。説明の便宜上、各履歴及び個々のデータの記憶エリアは、[履歴番号]を付加して示す。例えば、履歴番号が5の履歴の記憶エリアは、履歴[5]と表す。履歴[5]に含む日時のデータの記憶エリアは、日時[5]と表す。工具ID、切削時間、非切削時間の記憶エリアは、工具を交換する度に設け、[履歴番号,工具履歴番号]を付加して示す。なお、工具履歴番号は1以上に設定する。切削時間[履歴番号,0]は、全ての工具の切削時間を合計した時間を記憶する記憶エリアである。非切削時間[履歴番号,0]は、全ての工具の非切削時間を合計した時間を記憶する記憶エリアである。CPU21は、各履歴の履歴番号を1加算して更新し(S2)、履歴番号が21になった履歴[21]を削除して、履歴[1]を確保する(S3)。
The
CPU21は扉モータ16を駆動し、扉を閉鎖位置へ向けて移動する(S11)。CPU21は、タイマ(図示略)からのクロック信号に基づいて開閉時間カウンタをカウントアップする(S12)。CPU21は、閉スイッチ33がOFFである間、扉の移動と開閉時間の計測を継続する(S13:NO)。閉スイッチ33がONになり、扉の閉鎖が完了すると(S13:YES)、CPU21は扉モータ16を停止し、NCプログラムを実行する(S16)。
The
CPU21は入力部17で選択したNCプログラムを読込み、一行解釈する。CPU21は解釈した一行中の制御指令に基づき、工作機械10の動作を制御する。解釈した指令が軸移動指令の場合、CPU21は送り軸のモータ11、13、14を駆動し、テーブルに対する主軸の位置を相対的に移動する。軸移動とは、主軸の位置を移動する動作を意味する。軸移動によって、工具はワークに対して相対的に移動する。軸移動は、早送り軸移動と切削送り軸移動(切削移動)を含む。早送り軸移動は、ワークに工具を接近又は離間する為、切削移動よりも速い速度で主軸を移動する動作である。切削移動は、例えばタップ、ドリル等による穴空け、フライス、エンドミル等による側面加工を行う軸移動である。解釈した指令が工具交換指令の場合、CPU21は、マガジンモータ15を駆動し、エンコーダ15Aのフィードバック信号に基づき、指定の工具を交換位置に移動して工具を交換する。CPU21は、NCプログラムの実行が終了するまで、加工中カウント処理を繰り返し実行する(S16、S17、S18:NO)。
The
図3、図4に示すように、加工中カウント処理において、CPU21は、軸移動中であるか否かを判断する(S51)。軸移動中でない場合(S51:NO)、CPU21は、工具の交換中であるか否かを判断する(S52)。工具の交換中でない場合(S52:NO)、CPU21は、切削中フラグをOFFにして(S61)、解釈した制御指令が軸移動指令であるか否かを判断する(S62)。切削中フラグは切削移動中にONになるフラグである。制御指令が軸移動指令でない場合(S62:NO)、CPU21は、解釈した制御指令が工具交換指令であるか否かを判断する(S71)。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the machining counting process, the
工具交換指令は、初回の工具指定も含む。制御指令が工具交換指令である場合(S71:YES)、CPU21は変数jに1を加算する(S72)。CPU21は、記憶装置24の履歴[1]に対応する工具ID[1,j]に、工具交換指令で指定する工具のID番号を記憶する(S73)。工具交換指令が初回の工具指定の場合、CPU21は、履歴[1]の工具ID[1,1]にID番号を記憶する。変数jが1の場合(S74:YES)、工具の切削時間を計測する前であるので、CPU21は処理をS81に移行する。
The tool change command also includes the initial tool designation. When the control command is a tool change command (S71: YES), the
CPU21は、NCプログラムが実行中であるか否かを判断する(S81)。NCプログラムの実行中(S81:YES)、CPU21はサイクルタイムを計測する為、タイマのクロック信号に基づいてサイクルタイムカウンタをカウントアップする(S82)。CPU21は切削中フラグがONであるか否かを判断する(S83)。切削中フラグがOFFの場合(S83:NO)、工具ごとの非切削時間を計測する為、タイマのクロック信号に基づいて非切削時間カウンタをカウントアップする(S85)。処理は主処理に戻る。
The
工具交換指令に基づく工具の交換を行う間(S51:NO、S52:YES)、CPU21はサイクルタイムと非切削時間をカウントアップする(S81〜S85)。工具交換が終了すると、CPU21はNCプログラムの次の行を解釈する(S17)。解釈した指令が軸移動指令でなく(S62:NO)、工具交換指令でもなければ(S71:NO)、CPU21は、上記同様、サイクルタイムと非切削時間をカウントアップして主処理に戻る(S81〜S85)。
While the tool is changed based on the tool change command (S51: NO, S52: YES), the
解釈した指令が軸移動指令である場合(S62:YES)、CPU21は、当該指令が切削移動に係る軸移動の指令であるか否かを判断する(S63)。軸移動指令が切削移動でない場合(S63:NO)、切削中フラグがOFFであるので、CPU21は処理をS81に移行し、サイクルタイムと非切削時間をカウントアップし、主処理に戻る。軸移動指令が切削移動である場合(S63:YES)、CPU21は切削中フラグをONにし(S64)、処理をS81に移行する。CPU21は、サイクルタイムをカウントアップした後(S81:YES、S82)、切削中フラグがONの場合(S83:YES)、切削時間カウンタをカウントアップする(S84)。処理は主処理に戻る。
When the interpreted command is an axis movement command (S62: YES), the
軸移動指令に基づく主軸の移動を行う間(S51:YES)、CPU21はサイクルタイムをカウントアップし(S81、S82)、切削フラグに応じて切削時間又は非切削時間をカウントアップする(S83〜S85)。軸移動が終了すると、CPU21はNCプログラムの次の行を解釈する(S16)。解釈した指令が工具交換指令である場合(S62:NO、S71:YES)、CPU21は、変数jに1を加算する(S72)。変数jは2となる。CPU21は、履歴[1]の工具ID[1,j]に、工具交換指令で指定する工具のID番号を記憶する(S73)。変数jが1ではないので(S74:NO)、CPU21は、履歴[1]の切削時間[1,j−1]に切削時間を記憶し、非切削時間[1,j−1]に非切削時間を記憶する(S75)。具体的に、工具交換指令が2つ目の工具指定の場合、CPU21は、工具ID[1,2]に2つ目の工具のID番号を記憶し、切削時間[1,1]に1つ目の工具による切削時間を記憶し、非切削時間[1,1]に1つ目の工具による非切削時間を記憶する。CPU21は、切削時間カウンタと非切削時間カウンタに0を設定し(S76)、処理をS81に移行する。CPU21はサイクルタイムと、2つめの工具に対応する非切削時間をカウントアップし(S81〜S85)、主処理に戻る。
While the spindle is moved based on the shaft movement command (S51: YES), the
NCプログラムの実行中に、数値制御装置20は、例えばMDIモードに移行する場合や、手動操作を受け付ける場合がある。この場合、CPU21は、NCプログラムの実行を一時停止状態にする。S81の判断において、NCプログラムが実行中でない場合(S81:NO)、CPU21は、NCプログラムの実行が一時停止状態であるか否かを判断する(S91)。NCプログラムの実行が一時停止状態であれば(S91:YES)、CPU21は処理を主処理に戻し、サイクルタイムを計測せず、切削時間又は非切削時間も計測しない。
During execution of the NC program, the
図2に示すように、解釈した指令が終了指令の場合(S18:YES)、CPU21は、履歴[1]の切削時間[1,j]に切削時間を記憶し、非切削時間[1,j]に非切削時間を記憶する(S21)。具体的に、2つ目の工具を用いた切削後にNCプログラムが終了した場合、CPU21は、切削時間[1,2]に2つ目の工具による切削時間を記憶し、非切削時間[1,2]に2つ目の工具による非切削時間を記憶する。
As shown in FIG. 2, when the interpreted command is the end command (S18: YES), the
CPU21は扉モータ16を駆動し、扉を開放位置へ向けて移動する(S22)。CPU21は、タイマ(図示略)からのクロック信号に基づいて開閉時間カウンタをカウントアップする(S23)。CPU21は、開スイッチ32がOFFである間、扉の移動と開閉時間の計測を継続する(S24:NO)。開スイッチ32がONになり、扉の開放が完了すると(S24:YES)、CPU21は扉モータ16を停止する。CPU21は、正常終了フラグ[1]に1を記憶する(S25)。
The
CPU21は、記憶装置24の履歴[1]に、各時間の計測結果と各種データを記憶する(S31)。CPU21は、日時[1]に日時を記憶し、プログラム名[1]にNCプログラムのファイル名を記憶する。CPU21は、サイクルタイム[1]に、計測したサイクルタイムカウンタの値を記憶する。CPU21は、工具交換回数[1]に、変数jを記憶する。CPU21は、開閉時間[1]に、計測した開閉時間カウンタの値を記憶する。
The
CPU21は、変数kに1を加算し(S32)、変数mに、切削時間[1,k]に記憶するk番目の工具の切削時間を加算し(S33)、且つ、変数nに、非切削時間[1,k]に記憶するk番目の工具の非切削時間を加算する(S34)。CPU21は、変数kが工具交換回数[1]に記憶する値と同値でなければ処理をS32に戻し(S35:NO)、次の工具の切削時間と非切削時間を夫々、変数mと変数nに加算する。変数kが工具交換回数[1]と同値であれば(S35:YES)、CPU21は、切削時間[1,0]に変数mの値を記憶し、非切削時間[1,0]に変数nの値を記憶し(S36)、主処理を終了する。
The
なお、数値制御装置20は、諸事情によりNCプログラムの実行を中止する指示を受け付ける場合がある。S91の判断において、NCプログラムの実行が中止状態である場合(S91:NO)、CPU21は、正常終了フラグ[1]に0を記憶し(S92)、主処理のS31に移行する。CPU21は、履歴[1]に、NCプログラムの実行を中止するまでに計測した各時間と各種データを記憶し(S31〜S36)、主処理を終了する。
The
図5〜図10を参照し、画面表示処理を説明する。画面表示処理は、表示部18の表示画面に、サイクルタイム等を表示する処理である。作業者は、操作盤19の入力部17を操作し、表示画面にサイクルタイム等を表示する指示を行う。CPU21は指示を受け付けると、ROM22から画面表示処理のプログラムを読込み実行する。画面表示処理は、表示部18に、個別履歴表示画面110(図8参照)、工具履歴表示画面140(図9参照)、履歴一覧表示画面170(図10参照)を表示することができる。個別履歴表示画面110は、サイクルタイム等の詳細を表示する画面である。工具履歴表示画面140は、個別履歴表示画面110に追加して、工具ごとの切削時間及び非切削時間を表示する画面である。履歴一覧表示画面170は、記憶装置24に記憶する20件までのサイクルタイム等の履歴を一覧で表示する画面である。
The screen display process will be described with reference to FIGS. 5 to 10. The screen display process is a process of displaying the cycle time and the like on the display screen of the
図5に示すように、CPU21は初期設定を行い、画面表示処理で使用する変数iに1を設定する(S101)。CPU21は、表示部18の表示画面に、個別履歴表示画面110を表示する(S102)。図8に示すように、個別履歴表示画面110は、各種データを表示する表示欄111〜117を有する。表示欄111〜114、117は夫々、プログラム名、サイクルタイム、切削時間、非切削時間、日付と時間の表示欄である。表示欄116は時間稼働率の表示欄である。時間稼働率は、切削時間/サイクルタイムの演算結果を百分率で表したものである。個別履歴表示画面110は、下段に、履歴表示終了ボタン121、工具履歴表示ボタン122、履歴一覧表示ボタン123、履歴削除ボタン129を備える。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、CPU21は、全時間表示設定がONであるか否かを判断する(S103)。全時間表示設定は、サイクルタイムをNCプログラムの実行時間とするか、扉の開閉時間を含む工作機械10の全駆動時間とするかを設定するパラメータである。数値制御装置20は初期設定として予め全時間表示設定を記憶装置24に記憶する。全時間表示設定がOFFの場合(S103:NO)、CPU21は処理をS105に進める。全時間表示設定がONの場合(S103:YES)、CPU21は、サイクルタイムの表示欄112に「扉の開閉時間を含む」旨の記述(図8、矢印A参照)を表示し(S104)、処理をS105に進める。
As shown in FIG. 5, the
CPU21は、時間表示処理を実行する(S105)。図6に示すように、CPU21は、記憶装置24から履歴[i]に記憶する各データを読込む(S151)。CPU21は、表示欄111、113、114、117の夫々に、プログラム名[i]、切削時間[i,0]、非切削時間[i,0]、日時[i]に記憶する各データを表示する(S152)。全時間表示設定がOFFの場合(S153:NO)、CPU21は、表示欄112にサイクルタイム[i]に記憶するサイクルタイムを表示する(S154)。全時間表示設定がONの場合(S153:YES)、CPU21は、サイクルタイム[i]に記憶するサイクルタイムと、開閉時間[i]に記憶する開閉時間とを合算し、表示欄112に表示する(S155)。
The
CPU21は、表示部18に表示中の画面が個別履歴表示画面110であるか否かを判断し(S161)、個別履歴表示画面110でない場合(S161:NO)、処理をS171に進める。個別履歴表示画面110である場合(S161:YES)、CPU21は、全時間表示設定がONであるか否かを判断する(S162)。全時間表示設定がOFFの場合(S162:NO)、CPU21は、切削時間[i、0]の値をサイクルタイム[i]の値で割った百分率を時間稼働率として求め、表示欄116に表示する(S163)。全時間表示設定がONの場合(S162:YES)、CPU21は、切削時間[i、0]の値をサイクルタイム[i]に開閉時間[i]を加算した値で割った百分率を時間稼働率として求め、表示欄116に表示する(S164)。
The
CPU21は、正常終了フラグ[i]が1か否かを判断する(S171)。正常終了フラグ[i]が1の場合(S171:YES)、CPU21は、開閉時間の表示欄115に、開閉時間[i]に記憶する開閉時間を表示し(S172)、画面表示処理に戻る。正常終了フラグ[i]が0の場合(S171:NO)、CPU21は、サイクルタイムの表示欄112においてサイクルタイムの側方に「*」印(図8、矢印B参照)を表示する(S173)。作業者は、個別履歴表示画面110に表示するデータが、諸事情によりNCプログラムの実行を中止したときのデータであることを認識することができる。また、NCプログラムの実行を中止したことで、CPU21は、扉の開閉時間を正確に計測していない。故にCPU21は、開閉時間の表示欄115に開閉時間として「−」(図8、矢印C参照)を表示し(S174)、画面表示処理に戻る。
The
CPU21は、個別履歴表示画面110の各ボタンに対する操作の入力を待機する(S111:NO、S112:NO、S114:NO、S116:NO)。履歴削除ボタン129の操作を受け付けた場合(S114:YES)、CPU21は履歴[i]を削除する(S115)。工具履歴表示ボタン122の操作を受け付けた場合(S112:YES)、CPU21は工具履歴表示処理を実行する(S113)。
The
図7に示すように、CPU21は、表示部18の表示画面に工具履歴表示画面140を表示する(S181)。図9に示すように、工具履歴表示画面140は、個別履歴表示画面110の空きスペースに工具履歴一覧表150を追加表示した画面である。工具履歴一覧表150は、表示列151〜153を有する。表示列151〜153は夫々、工具ID、切削時間、非切削時間の表示列である。工具履歴一覧表150の各行は工具の履歴ごとに設け、表示列151〜153に対応する夫々の表示位置に、工具ID、切削時間、非切削時間を表示する。工具履歴表示画面140は、下段に、戻るボタン161、使用工具順ボタン162、工具番号順ボタン163を備える。
As shown in FIG. 7, the
図7に示すように、CPU21は、変数kに0を設定し(S182)、変数kに1を加算する(S183)。CPU21は、記憶装置24から履歴[i]に記憶する工具ID[i,k]、切削時間[i,k]、非切削時間[i,k]の各データを読込む(S184)。CPU21は、工具履歴一覧表150のk行目の表示列151〜153の夫々に、工具ID[i,k]、切削時間[i,k]、非切削時間[i,k]の各データを表示する(S185)。CPU21は、変数kが工具交換回数[i]に記憶する値と同値でなければ処理をS183に戻し(S186:NO)、次の工具の各データを読込んで次行に表示する。
As shown in FIG. 7, the
変数kが工具交換回数[i]と同値であれば(S186:YES)、CPU21は、工具履歴表示画面140の各ボタンに対する操作の入力を待機する(S191:NO、S193:NO)。使用工具順ボタン162又は工具番号順ボタン163の操作を受け付けた場合(S191:YES)、CPU21は、工具履歴一覧表150の表示を並べ替える処理を行う(S192)。使用工具順ボタン162の操作を受け付けた場合、CPU21はS183〜S186と同様の処理を行い、工具ID[i,k]、切削時間[i,k]、非切削時間[i,k]の各データを履歴順に表示する。工具番号順ボタン163の操作を受け付けた場合、CPU21は、各行を工具IDの昇順又は降順に並べ替えて表示する。このとき、同じ工具IDのデータがある場合、CPU21は、切削時間及び非切削時間の夫々の合計値を算出して表示してもよい。戻るボタン161の操作を受け付けた場合(S193:YES)、CPU21は、工具履歴一覧表150の表示を消去し(S194)、表示部18の表示画面に個別履歴表示画面110を表示した状態に戻して画面表示処理に戻る。
If the variable k has the same value as the number of tool changes [i] (S186: YES), the
図5に示すように、CPU21は、個別履歴表示画面110の各ボタンに対する操作の入力を待機する(S111〜S116)。履歴一覧表示ボタン123の操作を受け付けた場合(S111:YES)、CPU21は、表示部18の表示画面に履歴一覧表示画面170を表示する(S121)。図10に示すように、履歴一覧表示画面170は、履歴一覧表180を表示した画面である。履歴一覧表180は、表示列181〜186を有する。表示列181〜186は夫々、日時、プログラム名、サイクルタイム、切削時間、非切削時間、開閉時間の表示列である。履歴一覧表180の各行は、表示列181〜186に対応する夫々の表示位置に、記憶装置24の履歴[1]〜履歴[20]に記憶する各データを表示する。履歴一覧表示画面170は、下段に、履歴表示終了ボタン191、選択履歴表示ボタン192、選択履歴削除ボタン198、全履歴削除ボタン199を備える。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、CPU21は、全時間表示設定がONであるか否かを判断する(S122)。全時間表示設定がOFFの場合(S122:NO)、CPU21は処理をS124に進める。全時間表示設定がONの場合(S122:YES)、CPU21は、サイクルタイムの表示列183に「扉の開閉時間を含む」旨の記述(図10、矢印D参照)を表示し(S123)、処理をS124に進める。
As shown in FIG. 5, the
CPU21は、変数iに1を設定する(S124)。CPU21は、記憶装置24が履歴[i]にデータを記憶していれば(S125:YES)、時間表示処理を実行する(S126)。図6に示すように、CPU21は、履歴一覧表180におけるi行目の表示列182、184、185、181の夫々に、プログラム名[i]、切削時間[i,0]、非切削時間[i,0]、日時[i]の各データを表示する(S152)。CPU21は、全時間表示設定に従い、表示列183に、サイクルタイム[i](S154)、又はサイクルタイム[i]と開閉時間[i]の合計値(S155)を表示する。時間稼働率は、履歴一覧表180には表示しない(S161:NO)。CPU21は、正常終了フラグ[i]が1であれば、表示列186に開閉時間[i]を表示し(S172)、画面表示処理に戻る。正常終了フラグ[i]が0であれば、CPU21は、表示列183に「*」印(図10、矢印E参照)を表示し(S173)、表示列186に「−」(図10、矢印F参照)を表示して(S174)、画面表示処理に戻る。
The
図5に示すように、CPU21は変数iに1を加算し(S127)、変数iが21でなければ(S128:NO)、処理をS125に戻し、次の履歴[i]の各データを読込んで次行に表示する。履歴[i]が削除してある場合(S125:NO)、CPU21は時間表示処理を実行せず、更に次の履歴[i]の各データを読込んで次行に表示する。履歴一覧表180に履歴[1]〜履歴[20]の各データを表示し終え、変数iが21になった場合(S128:YES)、CPU21は、履歴一覧表示画面170の各ボタンに対する操作の入力を待機する(S131:NO、S133:NO、S135:NO)。
As shown in FIG. 5, the
選択履歴削除ボタン198又は全履歴削除ボタン199の操作を受け付けた場合(S133:YES)、CPU21は、履歴の記憶エリアを削除する処理を行う(S134)。CPU21は、入力部17の操作に基づき、履歴一覧表180に表示する全20件の履歴のうち、1つの履歴の選択を受け付けることができる。選択履歴削除ボタン198の操作を受け付けた場合、CPU21は、選択を受け付けた履歴の履歴番号に対応する記憶エリアを削除する。全履歴削除ボタン199の操作を受け付けた場合、CPU21は、履歴[1]〜履歴[20]の全てを削除する。
When the operation of the selection
選択履歴表示ボタン192の操作を受け付けた場合(S131:YES)、CPU21は、選択を受け付けた履歴の履歴番号を変数iに設定し(S132)、処理をS102に移行する。CPU21は、表示部18の表示画面に、個別履歴表示画面110と、選択を受け付けた履歴のデータを表示し(S102〜S105)、各ボタンに対する操作の入力を待機する(S111〜S116)。履歴表示終了ボタン121の操作を受け付けた場合(S116:YES)、CPU21は画面表示処理を終了する。また、履歴一覧表示画面170で履歴一覧表180を表示するときに、履歴表示終了ボタン191の操作を受け付けた場合も(S135:YES)、CPU21は画面表示処理を終了する。
When the operation of the selection
以上説明したように、工作機械10を用いた生産にかかる時間は、NCプログラムに従ってワークを加工する間のサイクルタイムだけでなく、NCプログラムが非実行中でありながらも工作機械10の駆動を制御している間の動作時間もかかる。動作時間は、例えば、工作機械10の扉を開閉する開閉時間や、工作機械10を製造ラインに組み込んだ場合に、加工前のワークを搬入し、加工後のワークを搬出する間の時間等である。数値制御装置20は、全時間表示設定に基づいて、サイクルタイムと動作時間の合計時間を表示部18の表示画面に表示することができる。故に管理者は、工作機械10を用いた生産にかかる時間をより正確に把握でき、生産管理を行うことができる。
As described above, the time required for production using the
NCプログラムに従うワークの加工中に、例えばMDIモードに移行する場合や、手動操作を受け付ける場合など、数値制御装置20は、NCプログラムの実行を一時的に停止する場合がある。この場合、数値制御装置20は、サイクルタイムカウンタを更新せず、サイクルタイムの計測を一時停止した状態にすることができる。すなわち数値制御装置20は、NCプログラムの実行に従ってワークを加工しているときのみ、サイクルタイムを計測する。故に管理者は、工作機械10を用いた生産にかかる時間をより正確に把握することができる。
During machining of a workpiece according to the NC program, for example, when shifting to the MDI mode or when accepting a manual operation, the
ワークの加工を途中で中止する場合、数値制御装置20はNCプログラムの実行を中断する。この場合、数値制御装置20は、工作機械10の制御を途中で終了するので、サイクルタイムの計測だけでなく、動作時間の計測も途中で終了する。よってサイクルタイムと動作時間は、生産にかかる時間を正確に表すものではない。この場合、数値制御装置20は、表示部18の表示画面にサイクルタイムとともに「*」印を表示することで、ワークの加工が途中で終了したことを報せることができる。
When the machining of the work is stopped in the middle, the
数値制御装置20は、ワークの加工にかかる時間の履歴を記憶装置24に記憶し、履歴一覧表示画面170にて一覧表示することができる。故に管理者は、工作機械10を用いた生産にかかる時間の履歴を確認することができる。
The
数値制御装置20は、ワークの加工にかかる時間の履歴だけでなく、ワークの加工が途中で中止した場合の時間も履歴として記憶装置24に記憶することができる。故に管理者は、ワークの加工が正常に終了した場合の履歴と、ワークの加工を途中で中止した場合の履歴を比較することができる。
The
数値制御装置20は、ワークの加工にかかる時間のうち、工具によって実際にワークを加工する時間を切削時間として、サイクルタイムとともに表示することができる。故に管理者は、工具によるワークの加工にかかる切削時間をサイクルタイムと比較することができ、生産管理を行うことができる。
The
数値制御装置20は、工具ごとの切削時間を取得することができるので、故に管理者は、各工具の使用状況を把握することができる。
Since the
上記説明で、サイクルタイムは本発明の「実行時間」に相当する。S82を実行するCPU21は本発明の「実行時間計測手段」に相当する。開閉時間は本発明の「動作時間」に相当する。S12及びS23を実行するCPU21は本発明の「動作時間計測手段」に相当する。記憶装置24は本発明の「記憶部」に相当する。S31を実行するCPU21は本発明の「記憶手段」に相当する。S105を実行するCPU21は本発明の「表示手段」に相当する。全時間表示設定は本発明の「表示設定」に相当する。*印は本発明の「識別子」に相当する。切削時間は本発明の「操作時間」に相当する。S84を実行するCPU21は本発明の「操作時間計測手段」に相当する。
In the above description, the cycle time corresponds to the "execution time" of the present invention. The
本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能なことはいうまでもない。上記実施形態の工作機械10は、主軸がZ軸方向に延びる立型工作機械であるが、水平方向に延びる横型工作機械であってもよい。本実施形態はCPU21の代わりに、マイクロコンピュータ、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等を、プロセッサとして用いてもよい。プログラムを記憶するROM22と記憶装置24は、例えばHDD等、他の非一時的な記憶媒体で構成してもよい。非一時的な記憶媒体は、情報を記憶する期間に関わらず、情報を留めておくことが可能な記憶媒体であればよい。非一時的な記憶媒体は、一時的な記憶媒体(例えば伝送される信号)を含まなくてもよい。NCプログラム等の各種プログラム、パラメータは、例えば、図示外のネットワークに接続するサーバからダウンロードし、フラッシュメモリ等の記憶装置等に記憶してもよい。この場合、プログラムは、サーバが備えるHDDなどの非一時的な記憶媒体に保存していればよい。
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways. The
時間表示処理で、CPU21は、全時間表示設定(パラメータ)に従い、サイクルタイムの表示位置に、サイクルタイム[i]と開閉時間[i]の合計値、又はサイクルタイム[i]を表示した。これに限らず、個別履歴表示画面110は、例えば表示切替ボタンを設けてもよい。この場合、CPU21は、表示切替ボタンの操作に応じ、サイクルタイムの表示位置に、サイクルタイム[i]と開閉時間[i]の合計値、又はサイクルタイム[i]を表示してもよい。
In the time display process, the
サイクルタイムに含めて表示可能とする時間は、扉の開閉時間に限らない。例えば、工作機械10に搬送装置を接続し、ワークの加工の前後に搬入と搬出を行う構成である場合、CPU21は、ワークの搬送時間を計測し、サイクルタイムに搬送時間を含めて表示可能としてもよい。
The time that can be displayed by including it in the cycle time is not limited to the opening / closing time of the door. For example, in the case where a transfer device is connected to the
扉の開閉を行う扉モータ16は、一定速度で駆動するので、扉の開閉にかかる時間は夫々一定である。故に数値制御装置20は、主処理において、予め扉の開放にかかる時間と閉鎖にかかる時間を計測した所定値を用い、開閉時間の計測を行わない構成としてもよい。また、数値制御装置20は、例えば電源投入後の初回開閉時に、次回以降よりも低速で扉を開閉する制御を行ってもよい。この場合、数値制御装置20は、扉の開閉を低速で行う場合にかかる時間と高速で行う場合にかかる時間を予め測定した所定値を夫々用意し、主処理において用いてもよい。
Since the
数値制御装置20は初期設定として予め全時間表示設定を記憶装置24に記憶したが、これに限らない。数値制御装置20は、例えば、NCプログラムのファイル名に特定の付加文字(例えばファイル名末尾に「D」を付加したもの、「_PRODUCT」を付加したものなど)がある場合を、「扉の開閉時間を含む」設定としてもよい。
The
時間表示処理において、正常終了フラグ[i]が1であっても、全時間表示設定がOFFである場合、CPU21は、開閉時間[i]を表示しなくてもよい。工作機械10がローダやパレットチェンジャなどの搬送装置を備える場合、数値制御装置20は、搬送装置の識別番号等を履歴[i]に含めて記憶してもよい。履歴の記憶可能な件数は20件に限らず、適宜変更可能である。工具履歴の記憶可能な件数は適宜設定してもよい。
In the time display process, even if the normal end flag [i] is 1, if the all-time display setting is OFF, the
10 工作機械
18 表示部
20 数値制御装置
21 CPU
24 記憶装置
10
24 storage device
Claims (7)
前記ワークの加工にかかる時間として、前記NCプログラムの実行時間を計測する実行時間計測手段と、
前記工作機械の駆動にかかる時間として、前記工作機械の動作を制御する間の時間のうち、前記NCプログラムの非実行中の時間である動作時間を計測する動作時間計測手段と、
記憶部に前記実行時間と前記動作時間を記憶する記憶手段と、
表示部に前記実行時間を表示する表示手段と
を備え、
前記記憶部は、予め、前記表示部に前記実行時間を表示する場合の表示設定を記憶し、
前記表示手段は、
前記表示設定が、前記実行時間に前記動作時間を含めて表示する設定である場合、前記実行時間と前記動作時間とを合計した合計時間を前記実行時間として前記表示部に表示し、
前記表示設定が、前記実行時間に前記動作時間を含めずに表示する設定である場合、前記表示部に前記実行時間のみを表示すること
を特徴とする数値制御装置。 In a numerical control device that controls the operation of a machine tool that processes a workpiece based on an NC program
As the time required to process the work, an execution time measuring means for measuring the execution time of the NC program and an execution time measuring means.
As the time required to drive the machine tool, the operation time measuring means for measuring the operation time, which is the non-execution time of the NC program, among the time during controlling the operation of the machine tool, and the operation time measuring means.
A storage means for storing the execution time and the operation time in a storage unit,
The display unit is provided with a display means for displaying the execution time.
The storage unit stores in advance display settings for displaying the execution time on the display unit.
The display means
When the display setting is a setting for displaying the execution time including the operation time, the total time obtained by adding the execution time and the operation time is displayed on the display unit as the execution time.
When the display setting is a setting for displaying the execution time without including the operation time, the numerical control device is characterized in that only the execution time is displayed on the display unit.
前記表示手段は、複数件の前記実行時間を前記表示部に一覧表示すること
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の数値制御装置。 The storage means stores a plurality of the execution time and the operation time for which the measurement is completed in the storage unit.
The numerical control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the display means displays a plurality of execution times in a list on the display unit.
前記表示手段は、前記実行時間とともに、前記操作時間を前記表示部に表示すること
を特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の数値制御装置。 An operation time measuring means for measuring the operation time for operating the tool mounted on the spindle by the machine tool during the measurement of the execution time is provided.
The numerical control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the display means displays the operation time on the display unit together with the execution time.
前記操作時間計測手段は、前記工作機械が前記工具を交換するごとに、交換後の前記工具に対応する前記操作時間を計測すること
を特徴とする請求項6に記載の数値制御装置。 The machine tool is capable of exchanging a plurality of the tools.
The numerical control device according to claim 6, wherein the operation time measuring means measures the operation time corresponding to the tool after the replacement each time the machine tool replaces the tool.
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