JPH05318285A - 工作機械の負荷表示設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械の表示装置に負荷のピーク値を表示
することで機械の保護機能の設定を容易にする。 【構成】 工作機械のサーボ軸を駆動するモータに負荷
の検出部を設け、各モータの負荷を表示装置の画面上に
表示する。負荷の表示画面３０はたて軸にサーボ軸の名
称を、横軸に負荷をパーセントで示すもので、各軸の負
荷をリアルタイムで表示する。表示する手段としては、
棒グラフＡ１によるアナログ表示と数値Ｄ１によるディ
ジタル表示がある。各軸の負荷の最高ピーク値は、マー
クＰ１として画面上に保持され、機械の保護機能を制御
するデータとして利用される。さらに、オペレータはキ
ーボード上のキーをオンとすることにより、現在の負荷
のピーク値を加工プログラム上の切削条件部に登録設定
することができる。このプログラムをシミュレートする
ことにより、加工を実行しなくとも最適な負荷状態とな
るように切削条件を修正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械におけ
る駆動装置の負荷状況を表示設定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械においては、オペレー
タが切削条件を自由に設定して加工の自動サイクルをス
タートすることができる。切削条件はワークの材質や切
削工具により変化するが、機械の能力を最大限活用する
ことにより生産能率を向上することができる。しかしな
がら、同一のワークを同じ加工条件でくり返し加工を継
続していくと、切削工具の摩耗等によりサーボ装置にか
かる負荷は増加していく。そこで、サーボにかかる負荷
を検出し、負荷がある限度を超えたときには、警報を発
して自動的に運転停止等の処置をすることが無人化によ
る自動運転に必要な機能となる。本出願人の出願に係る
特公平２−２０３７７号公報には、数値制御工作機械の
表示部に、主軸をはじめとする各サーボ軸の負荷をアナ
ログ値とディジタル値として示すロードメータを表示す
る技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】同一種類のワークを多
数加工するロットにあっては、オペレータは最初に試し
削りを実行し、各サーボ軸の負荷状況を観察する。そし
て、この観察結果から各軸の負荷に対する上限値を決定
し、プログラム中に指定する。サーボ軸には起動時に大
きな負荷がかかるが、この起動時の負荷は無視され、加
工時の負荷が問題となる。従来のロードメータにあって
は、各サーボ軸の負荷の現在値を棒グラフやディジタル
値として表示するが、負荷値は刻々変化してしまうの
で、オペレータは加工中は常にロードメータを監視して
最大値の出現を見張る必要があった。負荷の最大値の発
生がいつ起こるかは予想し得ないので、オペレータは最
大値を見逃さないように多大の注意を払う必要があっ
た。そこで本発明は、上述した従来の不具合を解消する
装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の負荷表示装置
は、基本的な手段として、主制御部と、加工プログラム
と、各制御軸を駆動する駆動モータと、各駆動モータの
負荷を検知する手段と、表示装置と、表示装置の画面上
に負荷状態を表示する手段と、負荷の最大ピーク値と現
在値とを比較して最大ピーク値を更新する手段と、最大
ピーク値を表示画面上に保持する手段と、該最大ピーク
値をプログラム上に設定する手段を備える。

【０００５】

【作用】画面上に負荷の最大ピーク値が保持されるとと
もにプログラム上に記録されるので、このデータを基に
機械の保護機能を指示することができる。

【０００６】

【実施例】図１は本発明を実施する数値制御工作機械の
制御部分のブロック図である。主制御部１００は、バス
ライン１１０を介して最大ピーク値メモリ１６０、加工
プログラムメモリ１７０、加工プログラム修正制御装置
１８０、負荷状態表示制御部１９０、ピーク値制御部２
００等に接続される。バスライン１１０に接続される入
力手段であるキーボード１２０は、ピーク値を設定する
際に使用するキー１２２を有する。表示装置１３０の画
面は、負荷状態を表示するとともに、加工プログラム等
を表示する。駆動軸制御部１４０は、駆動モータを介し
て駆動軸１４２を制御する。この駆動制御部１４０は駆
動軸１４２にかかる負荷の検出手段を備えている。同様
に他の駆動軸１５２を制御する駆動制御部１５０は、駆
動時１５２にかかる負荷の検出手段を備えている。この
駆動制御部と駆動軸は、制御対象の機械の制御軸の数だ
け装備される。

【０００７】図２は表示装置１３０の表示画面１３２を
示し、表示画面１３２には加工条件等のデータが表示さ
れる。そして、表示画面１３２の一部にロードメータ１
３５が表示される。図３はロードメータ１３５の詳細を
示す。ロードメータ１３５は、主軸、Ｘ軸、Ｚ軸、Ｃ
軸、ミル軸等、その機械が有する制御軸の数だけ用意さ
れており、各制御軸にかかっている負荷の現在の値が棒
グラフＡ１でアナログ表示されるとともに、数値Ｄ１で
ディジタル表示もなされる。各制御軸には起動時や加減
速時等に大きな負荷が作用するが、これらのロードはリ
アルタイムでロードメータ１３５上に棒グラフと数値で
表示される。本発明のロードメータ１３５は、各制御軸
にかかるロードのピーク値を棒グラフの先端部にマーク
Ｐ１として保持する機能を備える。保持するピーク値
は、機械運転時の全体又は切削中のみを選択することが
できる。切削中のピーク値Ｐ１は、さらに１つのワーク
の加工が終了するまで保持するか、又はリアルタイムに
数秒間保持する等の選択をプログラム中で可能にしてあ
る。

【０００８】この保持された切削中の各制御軸にかかっ
たピーク値を知ることにより、オペレータはオーバーロ
ードディテクター機能を使用するプログラム中に与える
ピーク値を設定する。オーバーロードディテクターは、
このピーク値がプログラム中で設定された時間（例えば
２．０秒）以上継続すると、アラームを発し、機械の自
動停止等の保護を行なう。ピーク時の保持機能をプログ
ラム中で指令する場合に、次の各モードを選択できるよ
うにしてある。 モード ０：ピーク値の保持表示はしない。 １：機械の自動運転中のピーク値を数秒間保持し、その
後ピーク値の更新を行なう。 ２：次の自動運転の起動までピーク値を保持する。 ３：自動運転の切削中のみのピーク値を数秒間保持す
る。 ４：自動運転の切削中のみのピーク値を数秒間保持し、
次の自動運転まで保持する。

【０００９】図４、図５は各モードにおける処理のフロ
ー図である。ステップ１０００でスタートした処理は、
ステップ１０１０で選択されたモードが０か否かを判断
する。モード０が選択されていれば、ステップ１２００
へ進みロードの現在値をリアルタイムで表示する通常の
処理を行ない、ピーク値の保持は実行しない。モードが
０以外であれば、ステップ１０２０へ進み、自動運転の
初回起動か否かを判断する。初回起動であれば、ステッ
プ１０４０へ進み、最大ピーク値をクリアし、ステップ
１０５０へ進む。初回起動でなければ、ステップ１０３
０へ進む。ステップ１０３０では、モードが１又は３か
否かが判断される。モード１又は３はロードのピーク値
を数秒間保持する処理を行なうので、この保持時間の設
定も同時に判断される。ステップ１０３０の条件が満足
されていれば、ステップ１０４０を通ってステップ１０
５０へ進み、条件が満足されていなければ、ステップ１
０５０へ進む。ステップ１０５０では最大ピーク値と現
在値とを比較し、現在値が最大ピーク値より大きければ
ステップ１０６０へ進み、モードは１又は２かを判断す
る。モード１又は２は全運転中のロードを表示するの
で、この場合はステップ１０８０へ直接に進み、最大ピ
ーク値を現在値に更新する。モード１又は２でなけれ
ば、ステップ１０７０へ進み、切削モードか否かを判断
する。切削モードであれば、ステップ１０８０で最大ピ
ーク値を現在値に更新する。

【００１０】ステップ１０９０ではロードメータにマー
クで表示する最大ピーク値の表示を更新する。オペレー
タは、このときの負荷状態をプログラム上に設定するこ
とができる。すなわち、ステップ１１００でキーボード
の設定キーがオンか否かがチェックされ、オンであれ
ば、ステップ１１１０へ進み、表示画面内にピーク値の
サンプリング中である旨を示すランプを点灯する。ステ
ップ１１２０で現在のピーク値をメモリ内に記憶されて
いる過去の最大ピーク値と比較し、現在のピーク値の方
が大きければ、ステップ１１３０で現在のピーク値を最
大ピーク値としてメモリの値を書き換える。ステップ１
１４０で加工サイクルが終了したかをチェックし、加工
サイクルが終了していたらステップ１１５０でプログラ
ム中の加工ブロックの切削条件部へピーク値の表示設定
を行なう。ステップ１１６０で表示画面中に点灯してい
たピーク値のサンプリング中の表示ランプを消去する。
その後、ステップ１２００で現在値を更新し、ステップ
１２１０で処理を終了する。

【００１１】図６は加工プログラム上の加工ブロックの
切削条件部を示す表示画面である。現在の切削加工条件
の後に、現在の主軸、Ｘ軸、Ｚ軸等が受けている負荷の
最大ピーク値が書き込まれる。このプログラムをシミュ
レートすることにより、オペレータは加工を実行しない
状態でも、加工状態を把握することができ、最適な負荷
となるようにプログラムを修正することが可能となる。
なお、プログラム上の周速、送り、切り込み等の切削条
件が変更されると、プログラム上の負荷状態の表示は消
去される。

【００１２】

【発明の効果】本発明は以上のように、工作機械の表示
装置の画面上に各サーボ軸の負荷状況を表示する機能に
あって、切削中の最大ピーク値を表示することができ
る。オペレータは、このピーク値を参考にしてオーバー
ロードから機械を保護する指令を与えることができる。
この機能により機械の能力を最大限に活用して自動加工
を継続しつつ、工具摩耗等による負荷の増大を監視して
機械を自動的に保護することができる。ピーク値の表示
の有無やピーク値の検出を切削中に限定するか否か等の
指示は、プログラム中のコードにより与えることができ
るので、使用目的に応じて最適な表示モードを選択し
て、作業能率を向上する効果がある。さらに、オペレー
タはキーボード上のキーをオンとすることにより、現在
の負荷のピーク値を加工プログラム上の切削条件部に登
録設定することができる。このプログラムをシミュレー
トすることにより、加工を実行しなくとも最適な負荷状
態となるように切削条件を修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す制御装置のブロック図。

【図２】表示画面の説明図。

【図３】負荷表示画面の説明図。

【図４】制御処理のフローチャート。

【図５】制御処理のフローチャート。

【図６】加工プログラムの表示画面。

【符号の説明】

１００ 主制御部 １２０ キーボード １３０ 表示装置 １４０、１５０ 駆動軸制御部 １６０ 最大ピーク値メモリ １７０ 加工プログラムメモリ １９０ 負荷状態表示制御部 ２００ ピーク値制御部 Ａ１ 棒グラフ Ｐ１ ピーク値マーク Ｄ１ 負荷表示数値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主制御部と、加工プログラムと、各制御
   軸を駆動する駆動モータと、各駆動モータの負荷を検知
   する手段と、表示装置と、表示装置の画面上に負荷状態
   を表示する手段と、負荷の最大ピーク値と現在値とを比
   較して最大ピーク値を更新する手段と、最大ピーク値を
   表示画面上に保持する手段と、該最大ピーク値を加工プ
   ログラム上に設定する設定手段を備えてなる工作機械の
   負荷表示装置。