JP7821141B2 - 工作機械および表示制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の段取りに関する表示を制御する表示制御技術に関する。

工作機械においてワークを加工する際、工具とワークとの相対的な位置関係や、工具主軸への工具の取付状態などが正確でないと、製品精度の低下につながる。このため、加工開始前に工具とワークの位置や寸法などを計測し、工作機械で認識するこれらの値を必要に応じて補正する段取り作業が行われる。工具の計測において摩耗の進行が検出されたときには、工具交換が行われる。近年では、操作盤のモニタにこのような段取りのための操作画面を表示し、オペレータの操作入力に基づく計測処理や補正等がなされている（特許文献１参照）。

特開２０１６－４３４６２号公報

ところで、操作盤のモニタには通常、段取りのための操作画面以外にも、オペレータがプログラム指令を手動入力するためのＭＤＩ画面、主軸の座標（工具基準点の位置）を示す画面、工具長の補正のための工具オフセットを示す画面、ワーク原点を設定するためのワークオフセットを表示する画面など、種々の画面が表示される。また、段取りのための操作画面は階層化され、複数の画面により構成される。

このため、オペレータは、段取り作業に際して複数の画面が切り替えられたとしても、段取り用の画面（以下「段取画面」ともいう）を認知し続ける必要がある。しかも、段取り作業には複数の項目があり、必要に応じて項目を切り替え、必要に応じて切替前の項目に戻るといった画面操作を頻繁に繰り返さなければならない。操作ボタンを間違えると、意図しない画面に切り替わり、段取画面の必要な階層にたどり着くまでに煩雑な作業を要する可能性もある。このように、画面の操作性について改善の余地があった。

本発明のある態様は、工作機械での加工の段取りを行うための、(i)複数の段取項目を選択可能に表示するメニュー表示部と(ii)段取項目ごとの操作画面を表示する詳細表示部とを含む段取画面を表示制御する。

段取画面の表示制御では、段取画面の表示中にメニュー表示部における複数の段取項目の表示を保ちつつ、オペレータの操作入力に応じて詳細表示部における操作画面の表示を切り替える。

本発明によれば、段取り作業に用いる画面の操作性を向上できる。

実施形態に係る工作機械の外観を表す斜視図である。 工作機械のハードウェア構成図である。 操作盤を概略的に表す正面図である。 操作制御装置の機能ブロック図である。 モニタの表示画面の一例を示す図である。 モニタの表示画面の一例を示す図である。 段取画面を表す拡大図である。 工具選択画面の詳細を表す図である。 工具選択画面の詳細を表す図である。 段取画面の他の例を表す図である。 工具計測用段取画面の画面遷移を表す図である。 段取画面のさらに他の例を表す図である。 ワーク計測用段取画面の画面遷移を表す図である。 段取画面における画面遷移を表す図である。 段取処理の基本的な流れ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。
図１は、実施形態に係る工作機械の外観を表す斜視図である。
工作機械１は、工具を適宜交換しながらワークを所望の形状に加工するマシニングセンタとして構成されている。工作機械１は、装置筐体の内部にワークを加工する加工装置２を備える。装置筐体の前面には、加工装置２を操作するための操作盤４が設けられる。

図２は、工作機械１のハードウェア構成図である。
工作機械１は、操作制御装置１００、加工制御装置１０２、加工装置２、工具交換部１０４および工具格納部１０６を含む。加工制御装置１０２は、数値制御部として機能し、加工プログラム（ＮＣプログラム）にしたがって加工装置２に制御信号を出力する。加工装置２は、加工制御装置１０２からの指示にしたがって工具主軸（図示略：以下、単に「主軸」という）を動かしてワークを加工する。

操作制御装置１００は、操作盤４を含み、オペレータの操作入力に基づいて加工制御装置１０２に制御指令を出力する。操作制御装置１００は、また、オペレータの操作入力に応じて操作盤４の表示画面を制御する「表示制御装置」としても機能する。工具格納部１０６は工具を格納する。工具交換部１０４は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応し、加工制御装置１０２からの交換指示にしたがって、工具格納部１０６から工具を取り出し、主軸にある工具と取り出した工具とを交換する。

図３は、操作盤４を概略的に表す正面図である。
操作盤４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５０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５２を含む。モニタ５０は、オペレータによるタッチ操作やキー入力等の操作入力を受け付ける各種操作画面を表示する「表示部」として機能する。モニタ５０の表示画面１５０には、オペレータが参照および操作を行うための各種画面が表示される。後述の段取画面１６０は、その表示画面１５０全体の一部を占める。操作パネル５２として、ＮＣ操作パネル５４および機械操作パネル５６が含まれる。

ＮＣ操作パネル５４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５６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５０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５４や機械操作パネル５６による操作デバイスを「ハードデバイス」ともよぶ。

機械操作パネル５６には、モード選択ボタン６０、ＮＣ機能ボタン６２、自動運転ボタン６４、手動軸送りボタン６６、原点復帰ボタン６８、非常停止ボタン７０などが含まれる。モード選択ボタン６０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６６の操作により主軸などの制御対象を軸移動させる手動運転モードである。「原点復帰モード」は、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で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６２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、いわゆるプログラムチェックに際して主軸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、設定された速度で制御対象の軸移動を行うときに押下される。空運転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６４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」ともいう）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。

手動軸送りボタン６６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６６は、ジョグモードにおいて主軸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。

原点復帰ボタン６８は、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７０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、操作制御装置１００の機能ブロック図である。
操作制御装置１００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。

操作制御装置１００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。

ユーザインタフェース処理部１１０は、入力部１２０および出力部１２２を含む。入力部１２０は、モニタ５０のタッチパネル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５２の各種ボタンやダイヤル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、モニタ５０の画面に画像等を表示する表示部１２８を含む。出力部１２２は、その表示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、制御指令部１３０、演算処理部１３１、表示制御部１３２および工具管理部１３４を含む。制御指令部１３０は、入力部１２０を介したオペレータの操作入力に基づき、加工制御装置１０２に制御指令を出力する。加工制御装置１０２は、この制御指令および加工プログラムにしたがって加工装置２を制御する。演算処理部１３１は、オペレータの段取作業等に関わる所定の演算処理を実行する。

表示制御部１３２は、画面編集部１４０、段取画面制御部１４２およびサブ画面制御部１４４を含む。画面編集部１４０は、モニタ５０における各画面の配置を編集する。段取画面制御部１４２は、オペレータの段取り作業をガイドするための段取画面の表示を制御する。サブ画面制御部１４４は、段取画面の周囲に配置される複数のサブ画面の表示を制御する。これらの画面の詳細については後述する。

工具管理部１３４は、工具格納部１０６に格納される工具の情報（工具情報）を工具ＩＤに対応づけて管理する。工具情報には、段取画面に表示される識別情報や詳細情報が含まれる（詳細後述）。

データ格納部１１４は、段取画面の表示制御プログラムを含む各種プログラムのほか、モニタ５０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ＧＵＩ（Graphical User Interface）データ等の種々の画像データ、工具情報等のデータ、計測処理や演算処理により取得された各種データを格納する。データ格納部１１４は、また、演算処理が行われる際のワークエリアとしても機能する。

次に、実施形態における段取画面の表示制御について詳細に説明する。
図５および図６は、モニタ５０の表示画面の一例を示す図である。
図５に示すように、モニタ５０の表示画面１５０には、メイン画面表示領域１５２およびサブ画面表示領域１５４が設定されている。メイン画面表示領域１５２は、オペレータがメインで操作するメイン画面が表示される領域であり、表示画面１５０において大きな領域が設定される。図示の例では、メイン画面表示領域１５２として段取画面１６０が表示されている。段取画面１６０は、オペレータが段取り作業を行う際に操作する画面である。

一方、サブ画面表示領域１５４は、オペレータがメイン画面を操作する際に必要に応じて参照するサブ画面が表示される領域であり、メイン画面表示領域１５２の周囲に小さく設定されている。具体的には、サブ画面表示領域１５４がメイン画面表示領域１５２の１／４サイズに設定され、５つのサブ画面が表示可能とされている。図示の例では、サブ画面として工具オフセット画面、座標画面、ワークオフセット画面、指令値表示画面およびオペレーション画面が表示されている。

言い換えれば、図６に示すように、表示画面１５０には、メイン画面表示領域１５２およびサブ画面表示領域１５４の設定領域として長方形状の表示領域が設けられている。その表示領域が３×３の区画に分けられており（図中破線および二点鎖線参照）、メイン画面表示領域１５２がその９つの区画のうち４区画分を使用する。すなわち、段取画面１６０は、その表示領域における右下の４区画を使用する。図３にも示したように、操作盤４が比較的大きいところ、段取画面１６０を表示画面１５０の下部領域に設定することで、段取画面１６０と操作パネル５２とが物理的に近い位置に配置されることとなる。それにより、段取り作業におけるオペレータの操作性を高めることができる。

図５に戻り、工具オフセット画面は、検出された工具オフセットを表示する。主軸の端面付近にはその軸線上に工具基準点が設定されており、各工具の長さ（工具長）は、その工具基準点から刃先までの長さとして予め登録される。数値制御部から軸移動の指令がなされると、指令された座標値に工具基準点が位置決めされる。このため、工具の主軸への取付誤差や摩耗などにより実際の工具長が変化した場合には、その変化量を補正して工具の移動指令（移動先の座標）を設定する必要がある。「工具オフセット」はその補正値に対応し、段取り作業において設定される。

座標画面は、工具基準点の機械座標や絶対座標等を表示する。ワークオフセット画面は、検出されたワークオフセットを表示する。「ワークオフセット」は、ワーク原点（加工の基準となる原点）に対応する。ワーク原点を有するワーク座標系はＧコード（Ｇ５４～Ｇ５９）により設定できる。指令値表示画面は、各制御パラメータについて現在の値を表示する。オペレーション画面は、加工装置２における所定の機構の作動状態を切り替える操作画面を含むが、その詳細については説明を省略する。

表示画面１５０の上部には、画面構成を大きく切り替えるための複数のボタン（アイコン）が配置される機能切替領域１５６が設けられる。この複数のボタンの一つとして画面編集ボタン１５８が設けられる。画面編集ボタン１５８を選択すると、メイン画面表示領域１５２およびサブ画面表示領域１５４に配置可能な複数の画面候補が表示される。オペレータは、その画面候補をドラッグするなどしていずれかの領域に配置できる。すなわち、メイン画面表示領域１５２および複数のサブ画面表示領域１５４のそれぞれに表示する画面を変更できる。

図７は、段取画面１６０を表す拡大図である。
段取画面１６０は、段取工程において表示画面１５０に常駐する専用画面であり、メニュー表示部１６２および詳細表示部１６４を含む。画面に向かって左側にメニュー表示部１６２が、右側に詳細表示部１６４が設けられる。メニュー表示部１６２には、複数の段取項目の選択ボタン１６６が縦並びで選択可能に表示される。本実施形態では、段取項目として主軸操作、工具計測、ワーク計測および軸移動の４つの項目が設定されているが、それ以外の項目を設けてもよいことは言うまでもない。

ここで、「主軸操作」は主軸に関する操作を簡易的に実行する段取りに該当する。主軸操作の操作項目として工具交換、主軸回転、Ｍコード実行等が含まれる。「工具計測」は工具の使用に先立ってその工具の計測を行う段取りに該当する。工具計測の操作項目として工具長や工具径等の計測が含まれる。「ワーク計測」はワークの加工に先立ってそのワークの計測を行う段取りに該当する。ワーク計測の操作項目としてワークの形状や配置等の計測が含まれる。「軸移動」は主軸等の制御軸（Ｘ軸、Ｙ軸など）の移動に関わり、軸の移動を簡易的に実行する段取りに該当する。

詳細表示部１６４には、段取項目ごとの操作画面が表示される。段取画面１６０の表示中において、メニュー表示部１６２における段取項目の配置が固定され、いずれかの段取項目が常時選択可能な状態とされる。一方、詳細表示部１６４については、段取項目の選択が変更されるごとに、変更後の段取項目に対応する操作画面に切り替えられる。操作画面は階層化されており、オペレータの操作に応じてその階層が切り替わる。

図７の例では、メニュー表示部１６２の段取項目において主軸操作が選択され、段取画面１６０として主軸操作用段取画面が表示されている。この主軸操作用段取画面では、詳細表示部１６４の操作画面として、設定画面１６８および工具参照画面１７０が横並びに表示される。図示の画面が、主軸操作用段取画面のトップ画面である。

設定画面１６８は、工具に関する情報の入力を受け付け、主軸の回転速度に関する値の入力を受け付ける。具体的には、設定画面１６８の上段から工具交換のための工具設定部と、主軸回転のための主軸設定部，回転速度設定部および回転方向設定部と、Ｍコードを実行するためのＭコード設定部が設けられている。

一方、工具参照画面１７０には工具交換可能、つまりマガジンから呼び出し可能な工具の一覧が表示される。工具参照画面１７０には、複数の工具の選択ボタン１７２が縦並びで選択可能に表示されている。

なお、図示を省略するが、工具参照画面１７０は上下にスクロール表示可能である。一画面に表示可能な工具一覧の数は限定されるが（図示の例では７つ）、画面をスクロールさせることにより登録済みの全ての工具情報を確認できる。オペレータは、この工具情報を参照して主軸に取り付けるべき工具を選択できる。

図８および図９は、工具参照画面１７０の詳細を表す図である。
工具参照画面１７０は、工具一覧表示部１７１および工具詳細表示部１７３を横並びに有する。工具一覧表示部１７１は、計測対象として選択可能な工具の識別情報を一覧表示する。選択ボタン１７２は、工具一覧表示部１７１と工具詳細表示部１７３にまたがって工具ごとに設けられる。工具一覧表示部１７１には、工具情報として工具が収容されるマガジンのポット番号、工具の識別情報（シリアル番号およびグループ番号）、工具名および工具種が表示される。選択ボタン１７２は、計測対象とする工具の選択を受け付ける。

一方、工具詳細表示部１７３は、各識別情報に対応づけるように工具の詳細情報を表示する。工具の詳細情報として工具長、工具径およびそれらの計測日など複数種の情報が表示可能である。計測日を表示することで、未計測の工具や計測日が古い工具など、段取り作業の必要性の高い工具についてオペレータに計測を促すこともできる。工具詳細表示部１７３の下方にページ切替ボタン１７４が設けられ、それらの詳細情報の表示切り替えが可能とされている。

ページ切替ボタン１７４は、ページ送りボタン１７４ａとページ戻りボタン１７４ｂを含む。表示制御部１３２は、オペレータによるページ切替ボタン１７４の操作入力に応じて工具詳細表示部１７３における詳細情報の表示を切り替える。図示の例では、工具詳細表示部１７３に工具長および工具径を表示した状態（図８（Ａ））、および計測日を表示した状態（図８（Ｂ））が示されているが、これら以外の詳細情報を設定してページ切り替えできるようにしてもよい。

工具参照画面１７０の下部には、選択対象とする工具を絞り込むためのフィルタボタン１７５が設けられている。フィルタボタン１７５を選択すると、図９（Ａ）に示すように、工具参照画面１７０の下部にフィルタ画面１７６（ツールバー）が表示される。フィルタ画面１７６には、未設定工具ボタン１７７、使用工具ボタン１７８および適用ボタン１７９が設けられる。

未設定工具ボタン１７７は、段取り作業が未完了である工具を抽出する場合に選択されるボタンである。以下、段取り作業が未完了である工具を「未設定工具」、完了済の工具を「設定済工具」ともいう。未設定工具であるか否かは、工具管理部１３４により管理される。一方、使用工具ボタン１７８は、指定の加工プログラムで使用される工具を抽出する場合に選択されるボタンである。以下、指定の加工プログラムで使用される工具を「使用工具」、使用されない工具を「不使用工具」ともいう。使用工具であるか否かは、工具管理部１３４により管理される。

未設定工具ボタン１７７および使用工具ボタン１７８は、選択されるとアクティブ表示となり、未選択又は選択解除の場合に無効表示とされる。適用ボタン１７９は、未設定工具ボタン１７７および使用工具ボタン１７８によるフィルタを適用する場合に選択されるボタンである。表示制御部１３２は、オペレータによる各ボタンの操作に応じて工具参照画面１７０に表示させる工具を絞り込む。

すなわち、工具参照画面１７０に表示される工具は以下のように絞り込まれる。未設定工具ボタン１７７および使用工具ボタン１７８の双方が無効の場合、設定済みかどうか、使用されているかどうかを問わず、全ての工具が表示される（絞り込みはされない）（図９（Ｂ））。未設定工具ボタン１７７がアクティブ、かつ使用工具ボタン１７８が無効の場合、未設定の工具に絞られる（図９（Ｃ））。未設定工具ボタン１７７および使用工具ボタン１７８の双方がアクティブの場合、未設定かつ使用される工具に絞られる（図９（Ｄ））。未設定工具ボタン１７７が無効、かつ使用工具ボタン１７８がアクティブの場合、使用される工具に絞られる（図９（Ｅ））。以上のようなフィルタ機能により、オペレータの作業効率を高めることができる。

図７に戻り、主軸操作用段取画面を用いることにより、以下の手順で主軸操作の各操作項目を実行できる。なお、これらの操作は、上述したモード選択ボタン６０によりジョグモード（手動運転モード）に移行していることを前提とする。

（工具交換）
工具設定部（Ｔ）は、工具に関する情報として、オペレータが工具交換の段取対象として指定する工具の識別情報を受け付ける。オペレータは、工具参照画面１７０に表示された工具一覧から工具を選択し、工具設定部（Ｔ）にその工具を指定する情報を入力することで、工具交換する工具を設定できる。この工具情報の入力は、工具設定部に工具番号（シリアル番号＋グループ番号）又は工具名をキー入力（手動入力）することにより行うことができる。あるいは、工具一覧（複数の選択ボタン１７２）から交換対象の工具を選択し、図示略の取込ボタンを選択することで、工具設定部に工具番号が自動入力される。

このように工具情報が入力された状態でＳＴＡＲＴボタン（自動運転ボタン６４）が押下されると、制御指令部１３０が加工制御装置１０２に対して工具交換指令を出力する。その結果、工具交換部１０４による工具交換が実行される。

（主軸回転）
主軸選択部は、オペレータが段取対象として指定する主軸の選択を受け付ける。オペレータは、主軸選択部のプルダウンメニューに表示される複数の主軸から回転させたい主軸を選択する。図示の例では、主軸Ｓ１が選択されている。このほか、プルダウンメニューに含まれる主軸Ｓ２，Ｓ３など（図示略）の選択も可能である。また、回転速度設定部は、主軸の回転速度に関する値の入力を受け付ける。オペレータは、回転速度設定部に数値を入力して主軸回転数を設定する。さらに、回転方向設定部のプルダウンメニューに表示される回転方向から正転又は逆転のいずれかを選択する。図示の例では、正転が選択されている。

このように主軸回転のための情報が入力された状態でＳＴＡＲＴボタンが押下されると、制御指令部１３０が加工制御装置１０２に対して主軸回転指令を出力する。その結果、対応する主軸の回転が実行される。
（Ｍコード実行）
オペレータは、Ｍコード設定部にＭコードをキー入力する。なお、Ｍコードは主軸の回転／停止、クーラントのＯＮ／ＯＦＦ等の補助機能にかかる指令であるが、その詳細については説明を省略する。このようにＭコード設定部にＭコードが入力された状態でＳＴＡＲＴボタンが押下されると、制御指令部１３０が加工制御装置１０２に対して制御指令を出力する。その結果、該当するＭコードが実行される。

図１０は、段取画面１６０の他の例を表す図である。
図示の例では、メニュー表示部１６２の段取項目において工具計測が選択され、段取画面１６０として工具計測用段取画面が表示されている。詳細表示部１６４の操作画面として、計測機能（工具計測の種類）の選択を受け付ける機能選択画面１８１が表示される。機能選択画面１８１は、計測一覧表示部１８２および特定計測表示部１８４を縦並びに含む。図示の画面が、工具計測用段取画面のトップ画面である。

計測一覧表示部１８２は、選択可能な工具の計測機能の一覧である機能一覧画面を表示する「機能一覧表示部」である。計測一覧表示部１８２には、計測機能を登録するための複数の登録欄１８６が設けられる。計測一覧表示部１８２の直下にページボタン１８８が設けられており、機能一覧画面のページ切り替えが可能となっている。図示の例では２ページの切り替えが可能であり、１ページあたり縦５列、横２列で合計１０個の登録欄１８６が設けられる。登録欄１８６には、工具計測の種類（計測機能）を示す画像としてアイコン（アイコン画像）が表示される。各アイコンは、工具計測の種類を示す絵柄又は図柄からなり、オペレータによる選択入力（つまり計測機能の選択）を受け付ける。

一方、特定計測表示部１８４は、機能一覧画面に含まれる計測機能から選択された特定の計測機能が配置されるいわゆるお気に入り画面を表示する「特定機能表示部」である。特定計測表示部１８４には、お気に入りとして選択された計測機能を登録（以下「お気に入り登録」という）するための複数の登録欄１９０が設けられる。登録欄１９０には、お気に入り登録される計測機能に対応したアイコン（画像）が表示される。登録欄１９０の各アイコンも、工具計測の種類を示す絵柄又は図柄からなり、オペレータによる選択入力（つまり計測機能の選択）を受け付ける。特定計測表示部１８４はページ切り替えができない。図示の例では、縦５列、横１列で合計５個の登録欄１９０が設けられている。

表示制御部１３２は、オペレータの操作入力に応じて、特定計測表示部１８４に表示させる計測機能を追加又は削除する。オペレータは、機能一覧画面のアイコンをお気に入り画面にドラッグアンドドロップすることにより、お気に入り登録をできる。また、図示略の編集ボタンをタッチ（選択）することにより編集モードへ移行させ、機能一覧画面のアイコンを指定することによりお気に入り登録できるようにしてもよい。計測機能の削除は、該当する計測機能のアイコンを選択してデリートキーをタッチするなどして行える。

機能一覧画面に表示される複数の計測機能のうち限定数（本実施形態では５個）のみ、お気に入り登録ができる。限定数を超えて新たな登録がなされる場合には、先に登録された計測機能の一つに上書きされる。本実施形態では、お気に入り画面に未登録の欄がある場合、新たに選択された計測機能がその未登録の欄に左詰めで登録される。お気に入り画面に未登録の欄がない場合、新たに選択された計測機能は右端の欄の計測機能に上書きされる。この画面でのお気に入り登録は、いわゆるドラッグアンドドロップやタッチアンドタッチによりどのお気に入り欄にも配置可能である。お気に入り画面に表示された各アイコンも、オペレータによる工具計測の選択入力を受け付ける。すなわち、オペレータは、使用頻度の高い計測機能をお気に入り登録しておくことで対応するアイコンを認知しやすくなり、作業効率を高めることができる。

なお、本図の機能一覧画面には、工具長を計測する「長計測」と、工具径を計測する「径計測」の２つの計測機能が例示されているが、より多くの計測機能を追加登録できる。２ページにわたる数の計測機能が追加されうることは言うまでもない。また、３ページ以上とするなど、ページ追加機能をもたせてもよい。

（工具計測）
図１１は、工具計測用段取画面の画面遷移を表す図である。
工具計測用段取画面を用いることにより、以下の手順で工具計測を実行できる。なお、上述したモード選択ボタン６０によりジョグモード（手動運転モード）に移行していることを前提とする。

オペレータにより機能選択画面１８１におけるいずれかの計測機能を選択されると（図１１（Ａ））、表示制御部１３２は、機能選択画面１８１を工具選択画面１９１に切り替える（図１１（Ｂ））。工具選択画面１９１は、計測対象の工具を選択するための画面であり、図７に示した画面とほぼ同様である。

工具選択画面１９１は、設定画面１９２および工具参照画面１７０を横並びに含む。設定画面１９２は、計測対象となる工具を受け付ける工具設定部１９４と、工具計測のガイダンスを表示させるときに選択するガイダンスボタン１９５を有する。設定画面１９２の下部にツールバーを設け、ガイダンスボタン１９５を表示させてもよい。主軸操作の場合と同様、オペレータは、工具参照画面１７０を参照して工具設定部１９４に工具番号又は工具名をキー入力（手動入力）することにより行うことができる。あるいは、工具一覧から交換対象の工具を選択し、図示略の取込ボタンを選択することで、工具設定部１９４に工具番号が自動入力される。

オペレータによりガイダンスボタン１９５が選択されると、表示制御部１３２は、工具選択画面１９１を機能詳細画面１９３に切り替える（図１１（Ｃ））。機能詳細画面１９３は、機能選択画面１８１に含まれる各機能に対応づけられた別画面であり、設定画面１９２およびガイダンス画面１９６を横並びに含む。図示の例では、計測機能として長計測が選択されているため、ガイダンス画面１９６として長計測を示すガイダンスが動画表示される。

工具設定部１９４に工具情報が入力された状態でＳＴＡＲＴボタン（自動運転ボタン６４）が押下されると、制御指令部１３０が加工制御装置１０２に対して工具移動指令を出力する。その結果、主軸の移動がなされ、演算処理部１３１により工具計測の演算処理が実行される。

例えば工具長の計測に関し、本実施形態では、ワークが取り付けられるテーブル上の所定位置に接触式のセンサが設置される。そのセンサの直上に工具計測用の基準位置が設定される。テーブルの上面から基準位置までの高さと、テーブルの上面からセンサの上面（検出面）までの高さは、データ格納部１１４に予め記憶されている。したがって、工具を装着した主軸を基準位置から降下させ、工具先端がセンサに当接するまでの移動量が分かれば工具長を算出できる。すなわち、基準位置の高さからセンサの上面の高さおよび主軸の移動量（降下量）を差し引くことで工具長を算出できる。

工具長の計測の際には、制御指令部１３０の指令により、主軸の工具基準点をその基準位置に移動させる。そして、計測対象の工具を主軸に取り付けた状態で主軸を降下させ、センサに当接したときに停止させる。演算処理部１３１は、上述の演算方法により工具長を算出する。また、同時に工具オフセットも算出する。なお、工具径については、センサに対して工具を横方向（径方向）に当接することで計測できるが、その詳細な説明については省略する。

計測された数値は、工具の詳細情報としてデータ格納部１１４に自動的に格納される。表示制御部１３２は、計測結果を画面表示に反映させる。なお、変形例においては、計測された数値をオペレータの操作入力によりデータ格納部１１４に格納してもよい。

図１２は、段取画面１６０のさらに他の例を表す図である。
図示の例では、メニュー表示部１６２の段取項目においてワーク計測が選択され、段取画面１６０としてワーク計測用段取画面が表示されている。工具計測の場合と同様に、詳細表示部１６４には、計測機能（ワーク計測の種類）の選択を受け付ける機能選択画面１８１が表示される。機能選択画面１８１は、計測一覧表示部１８２および特定計測表示部１８４を含む。図示の画面が、ワーク計測用段取画面のトップ画面である。

計測一覧表示部１８２は、選択可能なワークの計測機能の一覧である機能一覧画面を表示する。計測一覧表示部１８２の登録欄１８６には、計測機能を選択するためのアイコン（画像）が表示される。一方、特定計測表示部１８４は、お気に入り画面を表示する。特定計測表示部１８４の登録欄１９０には、お気に入り登録される計測機能に対応したアイコン（画像）が表示される。表示制御部１３２は、オペレータの操作入力に応じて、特定計測表示部１８４に表示させる計測機能を追加又は削除する。計測機能の削除は、該当する計測機能のアイコンを選択してデリートキーをタッチするなどして行える。

なお、本図の機能一覧画面には、ワークの端面の位置を計測する「ＸＹＺ面」、ワークの傾きを計測する「ＸＹ面角度」、ワークの角の位置を計測する「直角コーナー」、ワークの厚みを計測する「リブ」、ワークに設けられた溝の幅を計測する「溝」、およびワークに設けられた穴の内径を計測する「穴」の６つの計測機能が例示されているが、より多くの計測機能を追加登録できる。２ページにわたる数の計測機能が追加されうることは言うまでもない。また、３ページ以上とするなど、ページ追加機能をもたせてもよい。

（ワーク計測）
図１３は、ワーク計測用段取画面の画面遷移を表す図である。
ワーク計測用段取画面を用いることにより、以下の手順でワーク計測を実行できる。なお、上述したモード選択ボタン６０によりジョグモード（手動運転モード）に移行していることを前提とする。

オペレータが機能選択画面１８１におけるいずれかの計測機能を選択されると（図１３（Ａ））、表示制御部１３２は、機能選択画面１８１を機能詳細画面１９３に切り替える（図１３（Ｂ））。機能詳細画面１９３は、設定画面２００およびガイダンス画面２０２を横並びに含む。

図１３（Ｂ）に示すように、計測機能として「ＸＹ面角度」が選択された場合、設定画面２００にはワークオフセット設定部２０４、計測軸設定部２０６および計測値表示部２０８が設けられる。ワークオフセット設定部２０４は、プルダウンメニューを表示し、ワーク原点をＧコード（Ｇ５４～Ｇ５９）のいずれにするかの指定を受け付ける。計測軸設定部２０６は、プルダウンメニューを表示し、センサによる計測方向（＋Ｘ方向、－Ｘ方向等）の設定を受け付ける。計測値表示部２０８は、センサの検出結果から算出される角度Ｒ（計測値）を表示する。ガイダンス画面２０２には、「ＸＹ面角度」の計測方法が動画表示される。

より具体的には、ガイダンス画面２０２にセンサにより検出される２点（Ｐ１，Ｐ２）が表示される。ガイダンス画面２０２上のＰ１がハイライト表示されているときにオペレータによりサイクルスタート（ＳＴＡＲＴボタンの押下）がなされると、位置Ｐ１が測定される。その後、センサの軸が移動されると、ガイダンス画面２０２上のＰ２がハイライト表示される。この状態でサイクルスタート（ＳＴＡＲＴボタンの押下）がなされると、位置Ｐ２が測定される。演算処理部１３１は、これらの位置Ｐ１，Ｐ２から角度Ｒを算出する。表示制御部１３２は、算出結果（つまり測定結果）である計測値Ｒを設定画面２００に表示させる。

計測された数値は、ワーク座標系の情報としてデータ格納部１１４に自動的に格納される。表示制御部１３２は、計測結果を画面表示に反映させる。なお、変形例においては、計測された数値をオペレータの操作入力によりデータ格納部１１４に格納してもよい。

図１４は、段取画面１６０における画面遷移を表す図である。
表示制御部１３２は、段取画面１６０の表示中にメニュー表示部１６２における複数の段取項目の表示を保ちつつ、オペレータの操作入力に応じて詳細表示部１６４における操作画面の表示を切り替える。表示制御部１３２は、操作画面を切り替えつつ表示する過程でメニュー表示部１６２におけるいずれかの段取項目が選択された場合には、選択された段取項目に対応する操作画面のトップ画面を表示させる。

図１５は、段取処理の基本的な流れを表すフローチャートである。
本処理は、オペレータによりメイン画面表示領域１５２に段取画面１６０が設定されることを契機に実行される。表示制御部１３２は、まず、先頭の段取画面のトップ画面を表示させる（Ｓ１０）。本実施形態では、主軸操作用段取画面のトップ画面が表示される。

オペレータがメニュー表示部１６２を参照していずれかの段取項目を選択すると（Ｓ１２のＹ）、表示制御部１３２は、選択された段取項目のトップ画面を表示させる（Ｓ１４）。段取項目の選択がなければ（Ｓ１２のＮ）、Ｓ１４の処理はスキップされる。

オペレータにより操作画面を介したいずれかの操作入力がなされると（Ｓ１６のＹ）、表示制御部１３２は、その操作入力に応じた表示制御を実行する（Ｓ１８）。すなわち、上述した主軸操作、工具計測、ワーク計測等の段取操作に応じた表示を行う。段取操作入力がなければ（Ｓ１６のＮ）、Ｓ１８の処理はスキップされる。

そして、オペレータによりサイクルスタート（ＳＴＡＲＴボタンの押下）がなされると（Ｓ２０のＹ）、特定モードであれば（Ｓ２２のＹ）、制御指令部１３０が段取設定に応じた制御指令を加工制御装置１０２に対して出力する（Ｓ２４）。本実施形態では上述のように特定モードとして「ジョグモード」が設定されている。すなわち、主軸操作、工具計測、ワーク計測等の段取操作に応じた制御を指令する。

このとき、その制御に基づく結果（計測結果等）が取得されれば、その結果を表示する（Ｓ２６）。特定モードでなければ（Ｓ２２のＮ）、Ｓ２４およびＳ２６の処理はスキップされる。サイクルスタートがなされなければ（Ｓ２０のＮ）、Ｓ２２～Ｓ２６の処理はスキップされる。

オペレータによりメイン画面表示領域１５２における段取画面１６０の設定が解除されるなど、所定の段取終了条件が成立するまでは（Ｓ２８のＮ）、Ｓ１２～Ｓ２６の処理が繰り返し実行される。段取終了条件が成立すると（Ｓ２８のＹ）、本処理を終了する。

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、段取画面１６０において固定された位置に各段取項目が常時表示されるため、オペレータがそれを認知しやすい。また、表示中の段取項目の種類や操作画面の階層にかかわらず、メニュー表示部１６２の段取項目を選択すれば、その段取項目のトップ画面を表示できる。このため、オペレータが段取項目を切り替える際に操作画面の階層を遡る等の煩雑な操作を削減できる。メニュー表示部１６２と詳細表示部１６４とが並べて表示され、いずれの段取項目を選択してもその選択後は詳細表示部１６４の操作画面のみを操作すればよいため、複数の段取項目に対して統一した操作感を実現できる。つまり、段取画面の操作についてオペレータの注意が散漫になることを抑制できる。その結果、段取り作業に用いる画面の操作性を向上できる。

［変形例］
上記実施形態では、操作制御装置１００を「表示制御装置」としても機能させる例を示した。すなわち、図４に示す構成を備える操作制御装置を「表示制御装置」の一形態として説明した。この表示制御装置は、オペレータの操作入力を直接受け付ける入力部を備えている。変形例においては、工作機械１と通信可能に接続された外部コンピュータを「表示制御装置」としても機能させてもよい。あるいは、工作機械において操作制御装置と通信可能に接続された内部コンピュータを「表示制御装置」としても機能させてもよい。表示制御装置は、「表示制御部」を備えるが「表示部」を備えないものでもよい。このような表示制御装置は、操作制御装置の操作入力部で受け付けたオペレータの操作入力に基づく情報（操作情報）を受け付ける入力部（受付部）を備えてもよい。表示制御装置は、一般的なラップトップＰＣ（Personal Computer）あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。

上記実施形態では、図８に示したように、工具詳細表示部１７３についてページ切り替えできる構成を例示した。変形例においては、例えば工具詳細表示部１７３を横に引き延ばせるようにし、より多くの詳細情報を一画面に表示できるようにしてもよい。

上記実施形態では、段取り作業において主軸を作動させる場合、工作機械の運転状態がジョグモード（手動運転モード）に移行していることを前提とした。変形例においては、段取専用のモードその他のモードへの移行を前提としてもよい。

上記実施形態では、工作機械として、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を例示したが、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であってもよいし、材料をレーザで溶かしながら積層加工する付加加工機であってもよい。また、これらの機能を複合的に備える複合加工機であってもよい。

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 操作盤、５０ モニタ、５２ 操作パネル、６０ モード選択ボタン、６２ ＮＣ機能ボタン、６４ 自動運転ボタン、６６ 手動軸送りボタン、６８ 原点復帰ボタン、７０ 非常停止ボタン、１００ 操作制御装置、１０２ 加工制御装置、１０４ 工具交換部、１０６ 工具格納部、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、１３０ 制御指令部、１３１ 演算処理部、１３２ 表示制御部、１３４ 工具管理部、１４０ 画面編集部、１４２ 段取画面制御部、１４４ サブ画面制御部、１５０ 表示画面、１５２ メイン画面表示領域、１５４ サブ画面表示領域、１５６ 機能切替領域、１５８ 画面編集ボタン、１６０ 段取画面、１６２ メニュー表示部、１６４ 詳細表示部、１６６ 選択ボタン、１６８ 設定画面、１７０ 工具参照画面、１７１ 工具一覧表示部、１７２ 選択ボタン、１７３ 工具詳細表示部、１７４ ページ切替ボタン、１７５ フィルタボタン、１７６ フィルタ画面、１７７ 未設定工具ボタン、１７８ 使用工具ボタン、１７９ 適用ボタン、１８１ 機能選択画面、１８２ 計測一覧表示部、１８４ 特定計測表示部、１８６ 登録欄、１８８ ページボタン、１９０ 登録欄、１９１ 工具選択画面、１９２ 設定画面、１９３ 機能詳細画面、１９４ 工具設定部、１９５ ガイダンスボタン、１９６ ガイダンス画面、２００ 設定画面、２０２ ガイダンス画面、２０４ ワークオフセット設定部、２０６ 計測軸設定部、２０８ 計測値表示部。

Claims (8)

1. 加工の段取りを行うための、(i)主軸の操作に関わる主軸操作および工具の計測に関わる工具計測を含む複数の段取項目を選択可能に表示するメニュー表示部と(ii)段取項目ごとの操作画面を表示する詳細表示部とを含む段取画面を表示制御する表示制御部を備え、
   前記主軸操作の段取項目に対応する操作画面は、加工プログラムを編集可能に表示することなく、工具に関する情報の入力を受け付け、主軸の回転速度に関する値の入力を受け付ける画面であり、
   前記工具計測の段取項目に対応する操作画面は、工具の長さを計測する長計測を含む工具計測の種類が画像で表示され、複数の前記画像の中からいずれかを選択することにより工具計測の選択を受け付ける画面であり、
   前記表示制御部は、前記段取画面の表示中に前記メニュー表示部における複数の段取項目の表示を保ちつつ、オペレータの操作入力に応じて前記詳細表示部における操作画面の表示を切り替える、工作機械。
2. 前記工具計測の段取項目に対応する操作画面として、工具計測の種類を特定する情報を入力するための機能選択画面と、計測対象の工具を特定する情報を入力するための工具選択画面とが切り替え可能に含まれ、
   前記表示制御部は、前記操作画面を切り替えつつ表示する過程で前記メニュー表示部におけるいずれかの段取項目が選択された場合には、選択された段取項目に対応する操作画面のトップ画面を表示させる、請求項１に記載の工作機械。
3. 前記工具計測の段取項目に対応する操作画面として、工具計測の種類ごとの機能詳細を表示する機能詳細画面がさらに含まれ、
   前記表示制御部は、前記機能選択画面にて工具計測の種類が選択され、かつ前記工具選択画面にて計測対象の工具が選択された場合、選択された工具計測の種類に対応する機能詳細画面を前記詳細表示部に表示する、請求項２に記載の工作機械。
4. 前記工具選択画面が、計測対象として選択可能な工具の識別情報を一覧表示する工具一覧表示部と、各識別情報に対応づけるように工具の詳細情報を表示する工具詳細表示部とを並べて表示し、
   前記工具一覧表示部は、計測対象とする工具の選択を受け付け、
   前記工具詳細表示部は、複数種の詳細情報の表示を切り替え可能であり、
   前記表示制御部は、前記操作画面の表示中にオペレータの操作入力に応じて前記工具詳細表示部における詳細情報の表示を切り替える、請求項２に記載の工作機械。
5. 工作機械での加工の段取りを行うための段取画面を表示制御する表示制御プログラムであって、
   前記段取画面として、(i)主軸の操作に関わる主軸操作および工具の計測に関わる工具計測を含む複数の段取項目を選択可能に表示するメニュー表示部と(ii)段取項目ごとの操作画面を表示する詳細表示部とを含む画面を表示制御する機能を有し、
   前記主軸操作の段取項目に対応する操作画面は、加工プログラムを編集可能に表示することなく、工具に関する情報の入力を受け付け、主軸の回転速度に関する値の入力を受け付ける画面であり、
   前記工具計測の段取項目に対応する操作画面は、工具の長さを計測する長計測を含む工具計測の種類が画像で表示され、複数の前記画像の中からいずれかを選択することにより工具計測の選択を受け付ける画面であり、
   前記表示制御する機能は、前記段取画面の表示中に前記メニュー表示部における複数の段取項目の表示を保ちつつ、オペレータの操作入力に応じて前記詳細表示部における操作画面の表示を切り替える、表示制御プログラム。
6. 前記工具計測の段取項目に対応する操作画面として、工具計測の種類を特定する情報を入力するための機能選択画面と、計測対象の工具を特定する情報を入力するための工具選択画面とが切り替え可能に含まれ、
   前記表示制御する機能は、前記操作画面を切り替えつつ表示する過程で前記メニュー表示部におけるいずれかの段取項目が選択された場合には、選択された段取項目に対応する操作画面のトップ画面を表示させる、請求項５に記載の表示制御プログラム。
7. 前記工具計測の段取項目に対応する操作画面として、工具計測の種類ごとの機能詳細を表示する機能詳細画面がさらに含まれ、
   前記表示制御する機能は、前記機能選択画面にて工具計測の種類が選択され、かつ前記工具選択画面にて計測対象の工具が選択された場合、選択された工具計測の種類に対応する機能詳細画面を前記詳細表示部に表示する、請求項６に記載の表示制御プログラム。
8. 前記工具選択画面が、計測対象として選択可能な工具の識別情報を一覧表示する工具一覧表示部と、各識別情報に対応づけるように工具の詳細情報を表示する工具詳細表示部とを並べて表示し、
   前記工具一覧表示部は、計測対象とする工具の選択を受け付け、
   前記工具詳細表示部は、複数種の詳細情報の表示を切り替え可能であり、
   前記表示制御する機能は、前記操作画面の表示中にオペレータの操作入力に応じて前記工具詳細表示部における詳細情報の表示を切り替える、請求項６に記載の表示制御プログラム。