JP6970844B1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】プログラムチェック後の原点復帰をオペレータに自然な形で促す。【解決手段】ある態様の工作機械は、オペレータの操作入力を受け付ける入力部と、制御プログラムにしたがって制御対象を駆動制御する数値制御部と、オペレータの操作入力に基づき、制御プログラムの内容とは別に、制御対象の移動軸上の移動をロックするロック状態と、移動軸上の移動を許容するロック解除状態の設定を切り替えるロック設定部と、制御プログラムの実行過程を描画表示させるプログラム実行部と、オペレータによる原点復帰入力があったとき、制御対象を予め設定された原点に移動させる原点復帰制御部と、ロック状態からロック解除状態へ切り替えられたときに、原点復帰入力を促す画面を表示する表示部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は工作機械に関し、特にプログラムチェック機能を備える工作機械に関する。

工作機械には、回転するワークに対して工具を移動させるターニングセンタ、回転する工具をワークに対して移動させるマシニングセンタ、およびこれらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。このような工作機械には、工具主軸や刃物台等の制御対象を駆動制御する数値制御部が設けられる。工作機械の動作モードには、予め用意された制御プログラムにしたがってワークを加工するための加工モード、制御プログラムを作成・編集するための編集モード、作業現場で簡単なコマンドやプログラムを組んで実行指示するためのＭＤＩモード（Manual Data Input Mode）などがある。

ところで、新たに作成・編集した制御プログラムに誤りがあると、工具が他の構造物やワークと干渉し、正常な加工が行えなくなる可能性がある。このため、オペレータは、工作機械において制御プログラムが正しく動くかを確認するためのプログラムチェックを行う。このとき、安全のため、オペレータがマシンロック機能により制御対象の軸移動をロックした状態でプログラムが実行される。操作盤のディスプレイには、実行中の制御コマンドや制御対象の座標が表示される。さらに、プログラム実行過程でのワークの加工形状や工具軌跡などを描画表示することも可能である（特許文献１参照）。

プログラムチェックにより誤りが検出されると、オペレータは、その制御プログラムの修正を行った後、再度プログラムチェックを行う。プログラムに誤りがないことが確認できれば、制御対象の軸移動のロックを解除し、いわゆる空運転を実行する。この空運転においても問題がないことが確認されると、実運転へと移行する。

特開２０１５−８２２８５号公報

このような工作機械の数値制御では、予め定められた機械原点を基準に制御対象の移動先や駆動位置が特定される。プログラムチェック中は制御対象の軸移動がロックされた状態で絶対座標が変化するため、制御対象の実際の位置と絶対座標値との間にずれが生じる。このずれを解消するために、オペレータは、プログラムチェック後に制御対象の軸移動のロックを解除したとき、制御対象を機械原点に復帰させる必要がある。この原点復帰を失念してそのまま運転が開始されると、制御対象の実際の位置と制御プログラムが把握する位置とが整合しなくなる虞がある。

本発明のある態様の工作機械は、オペレータの操作入力を受け付ける入力部と、制御プログラムにしたがって制御対象を駆動制御する数値制御部と、オペレータの操作入力に基づき、制御プログラムの内容とは別に、制御対象の移動軸上の移動をロックするロック状態と、移動軸上の移動を許容するロック解除状態の設定を切り替えるロック設定部と、制御プログラムの実行過程を描画表示させるプログラム実行部と、オペレータによる原点復帰入力があったとき、制御対象を予め設定された原点に移動させる原点復帰制御部と、ロック状態からロック解除状態へ切り替えられたときに、原点復帰入力を促す画面を表示する表示部と、を備える。

本発明の別の態様の工作機械は、オペレータの操作入力を受け付ける入力部と、制御プログラムにしたがって制御対象を駆動制御する数値制御部と、オペレータの操作入力に基づき、制御プログラムの内容とは別に、制御対象の移動軸上の移動をロックするロック状態と、移動軸上の移動を許容するロック解除状態の設定を切り替えるロック設定部と、制御プログラムの実行過程として、制御対象の制御上の位置である座標を表示させるプログラム実行部と、オペレータによる原点復帰入力があったとき、制御対象を予め設定された原点に移動させる原点復帰制御部と、ロック状態からロック解除状態へ切り替えられたときに、原点復帰入力を促す報知をする報知部と、を備える。

本発明によれば、工作機械におけるプログラムチェック後の原点復帰をオペレータに自然な形で促すことができる。

実施形態に係る工作機械の概略構成を表す斜視図である。 操作盤を概略的に表す正面図である。 図２の機械操作パネルを表す拡大図である。 制御装置の機能ブロック図である。 モニタに表示される画面例を表す図である。 モニタに表示される画面例を表す図である。 モニタに表示される画面例を表す図である。 オペレータがなすべき作業の流れを模式的に表す図である。 マシンロック処理を表すフローチャートである。 プログラムチェック後の処理を表すフローチャートである。 プログラムチェック後のサイクルスタート処理を表すフローチャートである。 オペレータがなすべき作業の流れの変形例を模式的に表す図である。 変形例に係るプログラムチェック後の処理を表すフローチャートである。 ダイアログ表示がオフにされた後にサイクルスタート操作がなされたことを契機に実行される処理を表すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の工作機械は、ミーリング加工とターニング加工ができるターニングセンタベースの複合加工機として構成されている。

図１は、実施形態に係る工作機械の概略構成を表す斜視図である。
なお、図示のように、工作機械１を正面からみて上下方向，前後方向，左右方向を、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向とする。
工作機械１は、加工装置２および制御装置４を備える。加工装置２を覆うように装置筐体が設けられ、その前面に操作盤（図２に関連して後述する）が設けられる。

加工装置２は、ベッド１０上に第１主軸台１２、第２主軸台１４、工具主軸支持部１６および刃物台１８などを搭載して構成される。第１主軸台１２はチャック２０を有し、その先端に図示略の把持爪が取り付けられる。第２主軸台１４はチャック２４を有し、その先端に図示略の把持爪が取り付けられる。チャック２４は、必要に応じて図示しない心押し台と付け替えることができる。

チャック２０とチャック２４は、Ｚ軸方向に同軸状に対向するように配設される。第１主軸台１２および第２主軸台１４には、それぞれスピンドルモータが内蔵されている。チャック２０およびチャック２４は、その軸線を中心に回転駆動される。第２主軸台１４がＺ軸方向に移動可能であり、チャック２０とチャック２４との間隔を適宜調整できる。

工具主軸支持部１６は、Ｙ軸方向に延びる回転軸を有し、工具主軸２８を回転可能に支持する。工具主軸２８には工具保持部３０が設けられる。工具保持部３０には、ミーリング加工を行うための工具Ｔが着脱可能である。工具主軸支持部１６は、サドル３２によってＹ軸方向に移動可能に支持される。サドル３２は、可動コラム３４によってＸ軸方向に移動可能（昇降可能）である。可動コラム３４には、サドル３２の移動をガイドするためのガイドレール３６が設けられている。可動コラム３４は、ベッド１０上のガイドレール３８に沿ってＺ軸方向に移動可能に支持されている。

工具主軸支持部１６、サドル３２および可動コラム３４の移動は、図示略の送り機構とそれを駆動するサーボモータにより実現される。この送り機構は、例えばボールねじを用いたねじ送り機構である。サーボモータは「送り駆動部」として機能する。工具主軸２８は、工具主軸支持部１６とともにＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動可能であり、Ｙ軸と平行な軸Ｂ１を中心に工具主軸支持部１６に対して回転可能である。工具主軸２８および工具主軸支持部１６は「制御対象」として機能する。

刃物台１８は、タレットベース４２およびタレット４４を備える。タレットベース４２は、Ｚ軸方向に延びる回転軸を有し、タレット４４を回転可能に支持する。タレットベース４２には、タレット４４を回転駆動するためのモータが設けられている。タレット４４には、その周縁部に沿って複数のクランプ・アンクランプ機構（図示略）が設けられている。これらのクランプ・アンクランプ機構により、異なる種類の複数の工具（図示略）が着脱可能とされている。刃物台１８は「制御対象」として機能する。

タレットベース４２は、サドル４６に支持されている。サドル４６は、ベッド１０上のガイドレール４８に沿ってＺ軸方向に移動可能に支持されている。サドル４６は、ベッド１０に対して傾斜する傾斜面５０を有し、その傾斜面５０に沿ってタレットベース４２をＸ，Ｙ軸方向に移動可能に支持する。刃物台１８およびサドル４６の移動は、それぞれ図示略の送り機構とそれを駆動するサーボモータにより実現される。この送り機構は、例えばボールねじを用いたねじ送り機構である。サーボモータは「送り駆動部」として機能する。

このような構成により、タレット４４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動可能である。また、タレット４４は、Ｚ軸と平行な軸Ｂ２を中心に回転可能であり、それにより加工に用いる工具を切り替えることができる。すなわち、タレット４４は、チャック２０およびチャック２４の一方又は双方に支持されたワークに対して直交３軸方向に相対的に移動し、工具によりワークを切削加工または旋削加工することができる。

制御装置４は、数値制御部１４４を含み、各種センサから受信したデータや信号に基づき、予め定められた制御ロジックにしたがった処理を実行する。制御装置４は、手動又は自動で生成された制御プログラム（例えば、ＮＣプログラム）にしたがってモータ等のアクチュエータを制御する。ワークＷにミーリング加工を施す際、制御装置４は、サーボモータを駆動し、工具主軸２８を送り駆動する。また、スピンドルモータを駆動して工具保持部３０を回転させる。

ワークＷにターニング加工を施す際には、制御装置４は、スピンドルモータを駆動してチャック２０およびチャック２４の一方又は双方を回転させる。続いて、サーボモータを駆動してタレット４４を送り駆動し、ワークを加工する。

図２は、操作盤を概略的に表す正面図である。
操作盤６０は、オペレータに各種情報を表示するとともにタッチ操作を受け付けるモニタ６２と、オペレータの操作入力を受け付ける物理的な操作パネル６３を含む。操作パネル６３として、ＮＣ操作パネル６４および機械操作パネル６６が含まれる。ＮＣ操作パネル６４には、オペレータが制御プログラムを作成・編集する際に押下する各種キーが含まれる。機械操作パネル６６には、オペレータが工作機械１の動作モードを切り替えたり、手動操作をする際に押下する各種ボタンやダイヤルなどが含まれる。モニタ６２のタッチパネルによる操作デバイスを「ソフトデバイス」とよび、ＮＣ操作パネル６４や機械操作パネル６６による操作デバイスを「ハードデバイス」ともよぶ。

図３は、図２の機械操作パネル６６を表す拡大図である。
機械操作パネル６６には、モード選択ボタン７０、ＮＣ機能ボタン７２、自動運転ボタン７４、手動軸送りボタン７８、ワンタッチ原点復帰ボタン８４、非常停止ボタン８６などが含まれる。

モード選択ボタン７０は、モードを切り替えるための複数のボタンを含む。具体的には、メモリモードへ移行させるためのＭＥＭボタン、ＭＤＩモードへ移行させるためのＭＤＩボタン、ＤＮＣモードへ移行させるためのＤＮＣボタン、編集モードへ移行させるためのＥＤＩＴボタン、ジョグモードへ移行させるためのＪＯＧボタン、および原点復帰モードへ移行させるためのＺＲＮボタンが含まれる。

「メモリモード」は、予め用意された制御プログラムにしたがって加工装置２を作動させる自動運転モードである。「ＭＤＩモード」は、簡単なプログラム指令を手動で入力して加工装置２を作動させるモードである。「ＤＮＣモード」は、外部端末に格納されている制御プログラムを受信しながら、加工装置２を制御するモードである。「編集モード」は、制御プログラムを作成・編集するモードである。「ジョグモード」は、主に手動軸送りボタン７８の操作により軸移動を行う手動運転モードである。「原点復帰モード」は、工具主軸などの制御対象を機械原点に復帰させるモードである。オペレータは、いずれかのボタンを押下することにより選択したモードへ移行させることができる。

ＮＣ機能ボタン７２は、数値制御部の機能を切り替えるための複数のボタンを含む。具体的には、ＰＣＫボタン、ＤＲＮボタンなどが含まれる。ＰＣＫボタンは、プログラムチェックに際して工具主軸２８等の回転やクーラントの吐出を非動作とするときに押下される。ＤＲＮボタンは、設定された速度で軸移動を行うときに押下される。空運転（ドライラン）でプログラムチェックするときの時間短縮のために使用される。このとき、プログラムで指定されている速度は無視される。

自動運転ボタン７４は、ＳＴＡＲＴボタンおよびＳＴＯＰボタンを含む。ＳＴＡＲＴボタンは、自動運転を開始（サイクルスタート）させるときに押下される。ＳＴＡＲＴボタンの押下は「制御開始入力」となる。ＳＴＯＰボタンは、自動運転中に一時的に軸移動を停止させるときに押下される。これらのボタンは、メモリモード、ＭＤＩモード、ＤＮＣモードなどにおいて使用される。テスト加工やプログラムチェックを行うときにも使用できる。

手動軸送りボタン７８は、ジョグ送り操作、ジョグ早送り操作、原点復帰操作を手動で行う際に押下する選択キーや方向キーを含む。手動軸送りボタン７８は、ジョグモードにおいて工具主軸支持部１６および刃物台１８を移動させるための操作入力を受け付ける。ジョグモードでは、ジョグ送りとジョグ早送りのいずれかの操作を選択可能である。

ワンタッチ原点復帰ボタン８４、ワンタッチで原点復帰操作を行うときに押下される。このボタンを押すと、全軸が順次に機械原点に戻る。

非常停止ボタン８６は、機械を緊急停止させるときに押下される。手動運転と自動運転のいずれであるかに関わらず、加工装置２の全ての動作が即時にその場所で停止する。

図４は、制御装置４の機能ブロック図である。
制御装置４の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

制御装置４は、ユーザインタフェース処理部１１０、データ処理部１１２およびデータ格納部１１４を含む。ユーザインタフェース処理部１１０は、オペレータからの操作入力を受け付けるほか、画像表示や音声出力など、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。データ処理部１１２は、ユーザインタフェース処理部１１０により取得されたデータおよびデータ格納部１１４に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１１２は、ユーザインタフェース処理部１１０およびデータ格納部１１４のインタフェースとしても機能する。データ格納部１１４は、各種プログラムと設定データを格納する。

入力部１２０は、モニタ６２のタッチパネル（ソフトデバイス）を介して入力を受け付けるソフト入力部１２４と、操作パネル６３の各種ボタンやダイヤル（ハードデバイス）を介して入力を受け付けるハード入力部１２６を含む。出力部１２２は、画面に画像等を表示する表示部１２８と音声を出力する音声出力部１３０を含む。出力部１２２は、その表示あるいは音声出力によりオペレータに各種情報を提供する。

データ処理部１１２は、制御部１４０およびプログラム実行部１４２を含む。制御部１４０は、数値制御部１４４、表示制御部１４６、ロック設定部１４８および原点復帰制御部１５０を含む。数値制御部１４４は、入力部１２０から入力される指令に基づき、データ格納部１１４に格納されている制御プログラム（ＮＣプログラム）にしたがって加工装置２を制御する。

表示制御部１４６は、モード選択部１５２および画面選択部１５４を含む。モード選択部１５２は、入力部１２０（モード選択ボタン７０）から入力されるモード選択指令に基づき、該当するモードの画面を表示部１２８に表示させる。画面選択部１５４は、入力部１２０から入力されたオペレータの操作入力に基づき、後述するダイアログボックス等の画面を表示部１２８に表示させる。

ロック設定部１４８は、入力部１２０から入力される指令に基づき、制御対象（工具主軸２８および工具主軸支持部１６）の移動軸上の移動をロックするロック状態と、移動軸上の移動を許容するロック解除状態の設定を切り替える。数値制御部１４４は、ロック状態が設定されると、実行する制御プログラムの内容にかかわらず、制御対象のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動（つまり移動軸上の移動）を禁止する。

本実施形態では、このロック状態を「マシンロック」とも称する。マシンロックが有効にされると、制御対象の軸移動が禁止されるが、タレットの旋回や工具主軸の回転等は許容される。ただし、モニタ６２に制御状態を描画表示する場合、その表示についてはマシンロック中であっても制御プログラムに沿った動作画面が表示される。後述するプログラムチェックを行う際にこのマシンロックが有効にされる。

原点復帰制御部１５０は、オペレータによる原点復帰入力があったとき（つまりワンタッチ原点復帰ボタン８４が押下されたとき）、制御対象を予め設定された機械原点に移動させる。原点復帰制御部１５０は、また、原点復帰モードで軸移動ボタン７８が押下されたときも制御対象を機械原点に移動させる。

プログラム実行部１４２は、オペレータの操作入力に基づき、表示制御部１４６により表示部１２８にプログラム画面を表示させる。なお、プログラムチェックのためにプログラム画面の表示を実行させる表示制御部を特に「第２表示制御部」として区別してもよい。オペレータによるプログラムチェックは、作成・編集された制御プログラムが正しく動くかを確認するために行われる。プログラム画面には、制御プログラムの実行過程、制御対象の座標などが表示されるが、その詳細については後述する。なお、プログラムチェックがなされるときには、安全のため、上記マシンロックがなされた状態でプログラムが実行される。

データ格納部１１４は、モデルデータ格納部１６０および表示データ格納部１６２を含む。モデルデータ格納部１６０には、加工装置２を構成する構造体（工具主軸２８、工具主軸支持部１６、刃物台１８等の制御対象を含む）、工具、ワーク等の３次元モデルデータを格納する。表示データ格納部１６２は、モニタ６２に表示させる各モードの画面データ、画面内に表示させるソフトキー、ダイアログボックス等の種々の画像データを格納する。

以下にプログラムチェックを行う際の手順の概要について説明する。
プログラムチェックは、作成したプログラムにミスがないか、工具補正が適切か、隣接工具の干渉がないかなどを確認するために行われる。プログラムチェック方法については、例えば以下の２通りの方法がある。

１）ワークを取り付けずに自動運転（空運転）を行う方法
主軸の回転やクーラントの吐出を実際には行わずにプログラムを確認する。
２）ワークを取り付け、座標を全体的にシフトさせて自動運転（空運転）を行う方法
主軸を実際に回転させるが、クーラントは吐出させずにプログラムを確認する。
上記１）および２）の方法において、ＰＣＫボタンを押下して自動運転を行う。ただし、プログラムチェック中は一部のＭコードの実行は禁止される（「補助機能」に関連して後述する）。また、手動操作による主軸、工具主軸、回転工具主軸の回転の実行も禁止される。なお、プログラムチェック中にＭコード：Ｍ３２９（主軸同期式タッピングモード／オン）を指令すると、軸は移動するが、主軸は回転しない。

＜手順＞
（１）準備
１−１）ドアを閉める。
１−２）工具主軸側または回転工具主軸側（第２刃物台側）を選択する。
１−３）各軸を原点復帰させる。
１−４）モード選択ボタンのＭＥＭボタンを押す。
１−５）ＰＣＫボタンを押す。
１−６）シングルブロックボタンを押す。

（２）プログラムチェックの実行
２−１）チェックリストの事項を確認する。
２−２）加工に使用するプログラムをプログラム運転画面に呼び出す。
２−３）自動運転ボタンのＳＴＡＲＴボタンとＳＴＯＰボタンを交互に押しながら、工具の動きをプログラム運転画面で確認する。また、工具とチャックなどの干渉がないことを確認する。なお、シングルブロック機能を有効にしているので、プログラムの１ブロックごとに停止する。
２−４）加工室内確認窓から実際の工具とチャックとのクリアランスを見て、画面内の残移動量と対比確認をする。
２−５）最初の軸移動ブロック完了後、手動モードを選択する。

（３）テスト加工
なお、プログラムチェック後にテスト加工を行う場合には、以下の手順にしたがう。
３−１）ドアを閉める。
３−２）各軸を原点復帰させる。
３−３）工具摩耗補正量を入力する。このとき、摩耗オフセット／工具オフセット画面を表示させる。また、対象の工具摩耗補正番号のＸ軸またはＺ軸に工具摩耗補正量を設定する。
３−４）モード選択ボタンのＭＥＭボタンを押す。
３−５）加工に使用するプログラムをプログラム運転画面に呼び出す。
３−６）オプショナルストップでプログラムが停止したら、手動モードを選択する。
３−７）ドアを開ける。
３−８）ワーク測定時の以下の確認事項を確認する。
・測定器が正常であること
・測定器の選択が適切であること
・測定順序が適切であること
・測定方法が適切であること
・測定箇所を分かっていること
・測定箇所にクーラントや切りくずが付いていないこと
・荒加工を行ったときの寸法を測定したこと
・ワークを測定するとき、ワークが熱くないこと
３−９）寸法を測定し、記録する。
３−１０）プログラムエンドまで手順３−６）〜３−９）を繰り返す。

次に、プログラムチェックに関連する処理について具体的に説明する。
図５〜図７は、プログラムチェックに際してモニタ６２に表示される画面例を表す図である。
上述のように、プログラムチェックに先立ってマシンロックを有効にする必要がある。表示制御部１４６は、オペレータの操作に基づきプログラム画面を表示させる過程で、マシンロックの有効／無効を切り替えるための画面を表示させる（図５（Ａ））。オペレータは、マシンロックボタンをタッチすることにより、マシンロックを有効にする（図５（Ｂ））。ロック設定部１４８は、これを受けて加工装置２における制御対象の軸移動をロックする。

本実施形態においてマシンロックが有効にされると、工具主軸２８のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動のみがロックされる。具体的には、サドル３２のＸ軸方向の移動、工具主軸支持部１６のＹ軸方向の移動、および可動コラム３４のＺ軸方向の移動がロックされる。変形例においては、さらに工具主軸２８の軸Ｂ１を中心とする回転、タレット４４のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動（つまりタレットベース４２のＸ，Ｙ軸方向の移動、サドル４６のＺ方向の移動）、第２主軸台１４のＺ軸方向の移動、およびチャック２０，２４の回転をロックしてもよい。他の変形例においては、さらにタレット４４の回転をロックしてもよい。

プログラムチェックの際、表示制御部１４６は、図６に示すプログラム画面を表示させる。図示の例では、画面左側領域に実行中のＮＣプログラムが表示されている。画面右上領域に工具の刃先の現在位置（座標）が表示され、画面右下領域に工具主軸およびその周辺を表す３次元画像が描画表示されている。この３次元画像の表示には、モデルデータ格納部１６０に格納された３次元モデルデータが用いられる。

プログラム画面では、ＮＣプログラムの実行に同期して工具主軸の座標および３次元画像も更新される。オペレータは、このプログラム画面を確認することにより、制御プログラムの実行過程、制御対象の座標、ワークの加工過程を確認し、制御プログラムに誤りがないか確認する。制御プログラムの誤りが発見されると、そのプログラムの修正を行う。

プログラムチェックが正常に終了し、オペレータによりマシンロックが無効にされると（図５参照）、図７に示すダイアログが表示される。マシンロック解除後には制御対象の原点復帰が必要であるため、図７の例では、ダイアログボックスに「マシンロックが解除されました 全軸の原点復帰を行ってください」と表示されている。このダイアログ表示により、オペレータによる原点復帰作業の失念を抑制できる。

全軸を原点復帰するときには、ロックされた軸を原点復帰する。すなわち、本実施形態では工具主軸２８の移動位置を原点復帰する。つまり、サドル３２、工具主軸支持部１６および可動コラム３４のそれぞれの移動位置を原点復帰する。上記変形例においては、さらに工具主軸２８の回転位置、タレット４４の移動位置（タレットベース４２およびサドル４６の移動位置）を原点復帰する。

なお、図５に示す「補助機能ロック」とは、ＮＣプログラムにおける特定のＭコード、Ｓコード、Ｔコードの指令を実行しない（無視する）ときに有効にされる。ここで、「Ｍコード」は「補助機能」とも呼ばれ、主軸の回転と停止、工具交換、あるいはサブプログラムの呼出しなどの指令を含む。「Ｓコード」は主軸の回転速度の指令を含む。「Ｔコード」は工具を呼び出す指令を含む。

例えば、以下のＭコードが「特定のＭコード」に該当する。
Ｍ０３：第１主軸正転
Ｍ０４：第１主軸逆転
Ｍ０８：クーラント・オン
Ｍ１３：工具主軸／回転工具主軸（第２刃物台）正転
Ｍ１４：工具主軸／回転工具主軸（第２刃物台）逆転
Ｍ３８２：シャワークーラント・オン
Ｍ３８４：第１主軸定位置停止＆天井シャッタ開

図８は、プログラムチェックに際してオペレータがなすべき作業の流れを模式的に表す図である。
オペレータは、プログラムチェックの開始に先立ってマシンロックボタンを有効にし、プログラムチェックが終了するとマシンロックボタンを無効にする。このとき、原点復帰を促すダイアログが表示される。オペレータがダイアログボックスの「ＯＫ」ボタンを押して了承の意思表示をすることで、このダイアログボックスは非表示となる。続いて、オペレータは、ＺＲＮボタンを押下して原点復帰モードに切り替え、さらにワンタッチ原点復帰ボタン８４を押下する。原点復帰制御部１５０は、これを受けて原点復帰制御を実行する。

原点復帰の完了後、オペレータは、ＭＥＭボタンを押下することによりメモリモードに切り替え、さらにＳＴＡＲＴボタンを押下することにより自動運転を開始（サイクルスタート）させることができる。すなわち、数値制御部１４４は、原点復帰完了を条件に、制御開始入力があったときに軸移動を許容した状態で制御対象の制御を開始する。原点復帰が完了していなければ、サイクルスタートできないようにインターロックをかける。

図９は、マシンロック処理を表すフローチャートである。
表示制御部１４６は、オペレータの操作入力に応じてマシンロックボタンを表示させ（Ｓ１０）、マシンロック有効又は無効の選択を受け付ける（Ｓ１２）。このとき、マシンロック無効が選択されていれば（Ｓ１４のＮ）、Ｓ１２に戻る。マシンロック有効が選択されていれば（Ｓ１４のＹ）、ロック設定部１４８は、数値制御部１４４に対して軸移動のロックを指示する（Ｓ１６）。

図１０は、プログラムチェック後の処理を表すフローチャートである。本処理は、プログラムチェックの終了後、オペレータによりマシンロックボタンが有効から無効に切り替えられたことを契機に実行される。

表示制御部１４６は、軸移動のロックを解除した後（Ｓ２０）、オペレータに原点復帰を促すダイアログ（図７参照）を表示させる（Ｓ２２）。これに応じてオペレータがダイアログボックスの「ＯＫ」ボタンをタッチして了承の意思表示をすると（Ｓ２４のＹ）、ダイアログ表示をオフにする（Ｓ２６）。オペレータがその後に原点復帰操作を行うと、原点復帰制御部１５０が原点復帰制御を実行する。

図１１は、プログラムチェック後のサイクルスタート処理を表すフローチャートである。本処理は、プログラムチェック後の初回のサイクルスタート操作を契機に実行される。
プログラムチェックの終了後にオペレータにより最初にサイクルスタートの操作（ＳＴＡＲＴボタンの押下）がなされたとき、既に原点復帰が完了していれば（Ｓ３０のＹ）、数値制御部１４４は、サイクルスタートを実行する（Ｓ３２）。一方、オペレータの失念等により原点復帰が未完了であれば（Ｓ３０のＮ）、表示制御部１４６は、画面にアラームを表示させる（Ｓ３４）。そして、Ｓ３０に戻る。オペレータがその後に原点復帰操作を行うと、原点復帰制御部１５０が原点復帰制御を実行する。

以上、実施形態に基づいて工作機械１について説明した。
本実施形態によれば、プログラムチェック後の自動運転に関し、原点復帰完了を条件に制御対象の軸移動を許容し、その制御を開始する。すなわち、作成・編集された制御プログラムのチェック後に原点復帰がなされない限りは、サイクルスタートは実行されない。このため、プログラムチェック後の空運転や実運転において、制御対象の実際の位置と制御プログラムが把握する位置とを確実に整合させることができる。

特に、プログラムチェック後にマシンロックが有効から無効に切り替えられたタイミングでダイアログを表示させることで、原点復帰をオペレータに自然な形で促すことができる。すなわち、このダイアログはいわばエチケットを促すようなものであり、原点復帰の失念を知らしめるような警告的なアラームを出力するものではない。このため、オペレータへのストレスにつながり難いといったメリットもある。

［変形例］
図１２は、オペレータがなすべき作業の流れの変形例を模式的に表す図である。
本変形例では、原点復帰のための操作が上記実施形態とは異なる。具体的には、プログラムチェックの終了に伴ってマシンロックボタンが有効から無効に切り替えられると、原点復帰を促すダイアログが表示される。図示の例では、ダイアログボックスに「マシンロックが解除されました 全軸の原点復帰を行ってください 今すぐ原点復帰をする場合はサイクルスタートを実行してください」と表示されている。

すなわち、本変形例では、プログラムチェック後にオペレータがＳＴＡＲＴボタンを押下することにより原点復帰がなされる。原点復帰制御部１５０は、マシンロック状態からロック解除状態へ切り替えられたとき、ダイアログが表示された状態で制御開始入力があった場合、制御対象を機械原点に移動させる。原点復帰の完了後、オペレータは、ＳＴＡＲＴボタンを再度押下することにより、自動運転を開始（サイクルスタート）させることができる。このとき、数値制御部１４４は、制御対象の移動軸上の移動を許容した状態で制御対象の制御を開始する。

図１３は、変形例に係るプログラムチェック後の処理を表すフローチャートである。本処理は、プログラムチェックの終了後、オペレータによりマシンロックボタンが有効から無効に切り替えられたことを契機に実行される。

まず、ロック設定部１４８が、軸移動のロックを解除する（Ｓ１２０）。続いて、表示制御部１４６が、オペレータに原点復帰を促すダイアログ（図１２参照）を表示させる（Ｓ１２２）。このとき、そのダイアログが表示されたままサイクルスタートの操作（ＳＴＡＲＴボタンの押下）がなされると（Ｓ１２４のＹ）、原点復帰制御部１５０が原点復帰制御を実行する（Ｓ１２６）。表示制御部１４６は、原点復帰後にダイアログ表示をオフにする（Ｓ１２８）。

一方、サイクルスタートの操作がなされなければ（Ｓ１２４のＮ）、オペレータがダイアログボックスの「ＯＫ」ボタンをタッチして了承の意思表示をすると（Ｓ１３０のＹ）、Ｓ１２８へ移行する。すなわち、ダイアログ表示がなされた状態であればこれをオフにする（Ｓ１２８）。「ＯＫ」ボタンが押されなければ（Ｓ１３０のＮ）、Ｓ１２４へ戻る。オペレータがその後に原点復帰操作を行うと、原点復帰制御部１５０が原点復帰制御を実行する。

図１４は、図１３のＳ１２８においてダイアログ表示がオフにされた後にサイクルスタート操作がなされたことを契機に実行される処理を表すフローチャートである。
このとき、既に原点復帰が完了していれば（Ｓ１３０のＹ）、数値制御部１４４は、サイクルスタートを実行する（Ｓ１３２）。一方、原点復帰がなされていなければ（Ｓ１３０のＮ）、表示制御部１４６は、画面にアラームを表示させる（Ｓ１３４）。そして、Ｓ１３０に戻る。オペレータがその後に原点復帰操作を行うと、原点復帰制御部１５０が原点復帰制御を実行する。すなわち、ダイアログ表示をオフにした後は、サイクルスタート操作で原点復帰する機能は動作しなくなる。

本変形例によれば、プログラムチェック後の最初のサイクルスタート入力により原点復帰モードへ移行されて原点復帰がなされる。そして、再度のサイクルスタート入力がなされると、原点復帰が完了していることを条件にメモリモードへの移行とサイクルスタートが実行される。ＳＴＡＲＴボタンが原点復帰入力と制御開始入力に共通の入力ボタンとして機能するため、本処理に関わるユーザインタフェースを簡略化できる。また、仮にオペレータが原点復帰を失念してサイクルスタートを実行したとしても、必ず原点復帰処理がなされるため、制御対象の実際の位置と制御プログラムが把握する位置とが整合しなくなることもない。

なお、他の変形例では、プログラムチェック後において内部処理にて原点復帰モードに切り替え、ＳＴＡＲＴボタンの最初の押下をワンタッチ原点復帰ボタン８４の押下とみなす処理を行ってもよい。

上記実施形態では、マシンロック状態からロック解除状態へ切り替えられたときに、原点復帰入力を促す画面を表示する例を示した。他の変形例においては、原点復帰入力を促す画面を表示ではなく、原点復帰入力を促す音声を出力してもよい。あるいは、原点復帰入力を促す画面を表示するとともに音声を出力してもよい。出力部１２２は「報知部」として機能する。

上記実施形態では、図６に示したように、プログラム画面として、ＮＣプログラム、制御対象の座標、および制御対象周辺の３次元画像を表示させる例を示した。変形例においては、これらの表示項目のいずれかを省略してもよい。あるいは、さらに別の表示項目を追加してもよい。さらに、オペレータの選択入力に基づき、表示制御部が複数の表示項目のいずれかを表示可能としてもよい。

上記実施形態では述べなかったが、プログラム画面において、工具の刃先経路を機械動作と同期して描画してもよい。それにより、オペレータがワークの加工形状や工具軌跡を確認できる。

上記実施形態および変形例では述べなかったが、ダイアログボックスの承認ボタン（ＯＫボタン）をクリックすることにより原点復帰制御を開始してもよい。すなわち、原点復帰制御部は、原点復帰入力を促す画面に対してオペレータが承認入力を行うことにより、原点復帰制御を実行してもよい。あるいは、原点復帰入力を既存の別のボタンやキーで代用してもよい。

上記実施形態では、マシンロックの有効又は無効の選択入力をソフトデバイスで行い、原点復帰入力および制御開始入力をハードデバイスで行う例を示した。変形例においては、原点復帰入力および制御開始入力のいずれか一方又は双方についてもソフトデバイスで行ってもよい。具体的には、モニタに原点復帰入力および制御開始入力を受け付けるキーを表示させてもよい。あるいは、マシンロックの選択入力についてもハードデバイスで行ってもよい。具体的には、機械操作パネルにマシンロックの選択入力を受け付けるボタンを追加してもよい。また、機械操作パネルのモード選択ボタンとして、プログラムチェックモードへ移行させるボタンを設けてもよい。

上記実施形態では、プログラムチェックの終了後にマシンロックが有効から無効に切り替えられたときにダイアログ（原点復帰入力を促す画面）を表示させることとした。表示制御部は、プログラムチェック終了を判定し、かつマシンロック状態からロック解除状態へ切り替えられたと判定したときに同画面を表示させてもよい。あるいは、プログラムチェックの終了有無にかかわらず、マシンロック状態からロック解除状態へ切り替えられたと判定したことをもって同画面を表示させてもよい。

上記実施形態では述べなかったが、プログラムチェックを行うためにＰＣＫボタンを押下すると、プログラム中にクーラントＯＮの指令が含まれていても、クーラントの吐出を停止させておくことができる。

マシンロックを有効にした後、何もせずに無効にしても原点復帰が必要となる。そのため上記実施形態では、原点復帰を促す画面を表示させた。ただし、実際には軸移動を行っていなければ原点復帰は不要となる。このため、マシンロック後に軸移動を行っていないと判定された場合には、原点復帰を促す画面を表示しないようにしてもよい。

上記実施形態では、工作機械１としてミーリング加工とターニング加工ができるターニングセンタベースの複合加工機を例示した。変形例においては、ミーリング加工と研削加工ができるマシニングセンタベースの複合加工機であってもよい。あるいは、ターニングセンサであってもよいし、マシニングセンタであってもよい。それらの工作機械に対し、上述したプログラムチェック後の処理を適用してもよい。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１ 工作機械、２ 加工装置、４ 制御装置、１６ 工具主軸、１８ 刃物台、２０ チャック、２４ チャック、３０ 工具保持部、４４ タレット、６０ 操作盤、６２ モニタ、６４ ＮＣ操作パネル、６６ 機械操作パネル、７０ モード選択ボタン、７２ ＮＣ機能ボタン、７４ 自動運転ボタン、７８ 手動軸送りボタン、８４ ワンタッチ原点復帰ボタン、８６ 非常停止ボタン、１１０ ユーザインタフェース処理部、１１２ データ処理部、１１４ データ格納部、１２０ 入力部、１２２ 出力部、１２８ 表示部、１４２ プログラム実行部、１４４ 数値制御部、１４６ 表示制御部、１４８ ロック設定部、１５０ 原点復帰制御部、Ｔ 工具、Ｗ ワーク。

Claims (6)

1. オペレータの操作入力を受け付ける入力部と、
   制御プログラムにしたがって制御対象を駆動制御する数値制御部と、
   オペレータの操作入力に基づき、前記制御プログラムの内容とは別に、前記制御対象の移動軸上の移動をロックするロック状態と、前記移動軸上の移動を許容するロック解除状態の設定を切り替えるロック設定部と、
   前記制御プログラムの実行過程を描画表示させるプログラム実行部と、
   オペレータによる原点復帰入力があったとき、前記制御対象を予め設定された原点に移動させる原点復帰制御部と、
   前記ロック設定部で前記ロック状態に設定した後に、前記制御プログラムの実行過程を描画表示し、描画表示させた後に前記ロック設定部で前記ロック状態から前記ロック解除状態へ切り替えられたときに、前記原点復帰入力を促す画面を表示する表示部と、
   を備え、
   前記原点復帰入力を促す画面を表示後に、前記原点復帰制御部による前記制御対象を原点に移動させる操作を行わなければ、前記制御プログラムに基づく前記数値制御部による駆動制御が実行されない、ことを特徴とする工作機械。
2. 前記数値制御部は、前記制御対象の原点復帰完了を条件に、制御開始入力があったときに前記制御対象の移動軸上の移動を許容した状態で前記制御対象の制御を開始することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記ロック状態から前記ロック解除状態へ切り替えられたときに制御開始入力があった場合、前記原点復帰制御部は、前記制御対象を前記原点に移動させることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
4. 前記制御開始入力により前記制御対象が前記原点に移動した後、再度制御開始入力があった場合、前記数値制御部は、前記制御対象の移動軸上の移動を許容した状態で前記制御対象の制御を開始することを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
5. 前記入力部は、前記原点復帰入力および前記制御開始入力に共通の入力ボタンを有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の工作機械。
6. オペレータの操作入力を受け付ける入力部と、
   制御プログラムにしたがって制御対象を駆動制御する数値制御部と、
   オペレータの操作入力に基づき、前記制御プログラムの内容とは別に、前記制御対象の移動軸上の移動をロックするロック状態と、前記移動軸上の移動を許容するロック解除状態の設定を切り替えるロック設定部と、
   前記制御プログラムの実行過程として、前記制御対象の制御上の位置である座標を表示させるプログラム実行部と、
   オペレータによる原点復帰入力があったとき、前記制御対象を予め設定された原点に移動させる原点復帰制御部と、
   前記ロック設定部で前記ロック状態に設定した後に、前記制御プログラムの実行過程を描画表示し、描画表示させた後に前記ロック設定部で前記ロック状態から前記ロック解除状態へ切り替えられたときに、前記原点復帰入力を促す報知をする報知部と、
   を備え、
   前記原点復帰入力を促す画面を表示後に、前記原点復帰制御部による前記制御対象を原点に移動させる操作を行わなければ、前記制御プログラムに基づく前記数値制御部による駆動制御が実行されない、ことを特徴とする工作機械。

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