TW201538256A

TW201538256A - 具備多個主軸的複合車床的設備狀態顯示裝置

Info

Publication number: TW201538256A
Application number: TW104111845A
Authority: TW
Inventors: Nagafumi Nakanishi
Original assignee: Nakamura Tome Precision Ind
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-10-16
Also published as: EP2933698A2; CN104977900A; TWI648114B; JP2015203968A; CN104977900B; JP6329419B2; US20150290759A1; EP2933698A3

Abstract

本發明為一種具備多個主軸的複合車床的設備狀態顯示裝置。本發明涉及將具備多個主軸的複合車床的設備和工件的狀態顯示在操作盤的顯示器上的裝置，提供能夠直觀地理解設備的動作狀態的設計優秀的顯示裝置。得到能夠向控制器容易地告知及指示對設備狀態造成影響的設定和指令的上述裝置。將多個主軸和刀具台的3維圖形顯示在設於操作盤的顯示器的持續顯示區域中。將主軸的圖形和刀具台的圖形顯示成與實際設備的主軸和刀具台的配置方式對應的配置，並利用從各刀具台圖形朝向主軸圖形的箭頭圖形顯示各刀具台的主軸選擇狀態。箭頭圖形以該箭頭朝向所指的主軸圖形運動的方式顯示。

Description

具備多個主軸的複合車床的設備狀態顯示裝置

本發明涉及將具備多個主軸的複合車床的設備和工件的狀態、例如主軸和旋轉刀具軸的旋轉狀態、刀具台的主軸選擇狀態等顯示在操作盤的顯示器上的裝置。

為了在工件加工時不使切削液或切粉在工廠內飛散，在機床上設有罩。在該罩上設有用於觀察設備內部的窗，但操作者一邊對操作盤進行操作一邊從該窗觀察確認設備整體的狀態是困難的。因此，在操作盤的顯示器上設有顯示裝置狀態的顯示畫面。

圖7是示出現有的顯示畫面的一例的圖，是在主軸軸線的上下具備刀具台的2主軸對置車床的設備狀態的顯示畫面的例子。在顯示畫面中顯示有示意地表示對置的2個主軸和刀具台的2維圖形41a、41b及42a、42b，並且顯示有表示主軸的轉速和安裝於刀具台的旋轉刀具的轉速的數值43a、43b、44a等。從刀具台的2維圖形朝向主軸的2維圖形的箭頭圖形45aa～45bb是表示各個刀具台的主軸選擇狀態、即各刀具台對把持於哪個主軸的工件進行加工的圖形。

NC車床利用刀具轉檯的分度和刀具更換裝置，一邊更換刀具一邊進行加工。在能夠進行利用鑽頭和銑刀等旋轉刀具的加工的複合車床中，必須在刀具台設置旋轉刀具的驅動裝置。並且，為了加工複雜的形狀的工件，需要多種刀具。

在具備多個主軸和刀具台的複合車床中，若構成為設置能夠安裝旋轉刀具的刀具台和車削加工專用的刀具台，並且這些刀具台能夠進行把持於多個主軸的工件的任何加工，則能夠實現設備成本不太高、並能夠使用旋轉刀具進行加工且可使用的刀具的數量也多的複合車床。

NC機床具備自動運轉模式，在該自動運轉模式中，按照記載於加工程式的加工順序連續且自動地進行從坯料至成品的一系列加工。NC機床作為其他的運轉模式具備以分開工序的方式進行記載於加工程式的多個加工工序或從中途工序開始進行該多個加工工序的工序分開運轉模式和手動運轉模式。

當為了提高生產率和提高品質而重寫加工程式時、或進行新的工件的加工時，為了確認加工程式是否正確地工作，避免刀具和工件的干涉和超載所引起的異常停止，而進行測試加工。工序分開運轉模式被用在該測試加工時。

具備多個刀具台的車床的加工程式是針對每個刀具台而製作的。例如在圖7所說明的2主軸對置車床中，在圖的上方的刀具台利用旋轉刀具進行左側的工件的加工的期間，下方的刀具台進行右側的工件的車削加工，並在必要的時機等待其他刀具台正在進行的工序的結束而開始下一工序。加工程式被作成為對利用哪個刀具台進行哪個工序進行分配以使各刀具台的等待時間最小。

在自動運轉時或工序分開運轉時，當在工件的加工中途設備停止時，設備存儲此時正在執行的工序，當設備重新開機時，從該工序的最初再次開始加工動作。當因坯料尺寸的不良情況或程式錯誤所導致的誤切削而產生加工中途設備停止時，需要將加工中途的工件更換成新的坯料並重新開機設備。

在具備多個主軸的車床中，利用多個主軸對各側的工件進行加工，並且通常因1個工件的加工不良情況而設備停止。此時，在將產生問題的工件更換成新的坯料並重新開機設備的情況下，必須對新坯料從最初開始進行加工。另一方面，對於其他工件，只要從設備停止時的工序的最初開始進行加工即可。控制器無法識別哪個主軸的工件被更換成何種工件，因此當在加工中途更換工件時，需要向控制器告知更換成那種狀態的工件。

並且，在將工件的裝載卸載和工件在主軸間的交接時的各刀具台的避讓位置登記到控制器時、或針對各刀具台的刀具而將刀具偏移值登記到控制器時，通過使控制器識別該登記時的刀具台的位置來進行。在具備多個主軸的車床中，在該登記時，需要向控制器告知這些登記值是針對哪個主軸的登記值。

以往，對控制器的這些告知是通過從操作盤輸入命令、或選擇在顯示器顯示的命令來進行的，但存在操作麻煩的問題。

如上所述，一直以來將設備狀態顯示到操作盤的顯示器上。但是，以往的顯示是使用了文字和2維圖形的單色的顯示，不僅設計性差，而且缺乏視覺變化，難以直觀地理解，存在容易看漏設備狀態變化時的顯示變化的問題。

並且，由於利用簡化了設備狀態的圖形和記號進行顯示，因此除非記住它們的意思內容否則難以理解顯示的意思，存在不熟練的操作者容易誤操作等問題。

而且，當設備在工件的加工中途停止並且操作者更換工件時，對設定刀具偏移值時的控制器的告知作業麻煩，這些作業需要高度的熟練，同時存在容易產生誤操作的問題。

本發明的第1課題在於提供一種設備狀態的顯示裝置，其能夠直觀地理解設備的動作狀態，因此當設備狀態變化時，能夠容易可靠地使操作者識別其變化，並且在設計上也優秀。

另外，本發明的目的在於提供能夠容易地向控制器告知對設備狀態造成影響的設定和指令的設備狀態顯示畫面，本發明的第2課題在於提供一種設備狀態的顯示裝置，其能夠通過一次觸摸告知刀具台的主軸選擇狀態和重新開機時的工件的狀態。

本發明的設備狀態顯示裝置將多個主軸21（21a、21b）和多個刀具台22（22a、22b）的3維圖形、即立體觀察到的圖形顯示在設於操作盤14的顯示器11的持續顯示區域12上。持續顯示區域12是在設備的自動和手動運轉中持續顯示的區域。將主軸的3維圖形（以下，稱作“主軸圖形”。）1（1a、1b）和刀具台的3維圖形（以下，稱作“刀具台圖形”。）2（2a、2b）顯示成與實際設備的主軸21和刀具台22的配置方式對應的配置，並利用從各刀具台圖形2a、2b朝向主軸圖形1a、1b的箭頭圖形5（5aa、5ab、5ba、5bb）顯示各刀具台22的主軸選擇狀態。箭頭圖形5以如下方式進行顯示，例如被以顏色深淺變化的方式全部塗色後的箭頭圖形的顏色深淺變化的部分朝向所選擇的主軸移動，以便看起來該箭頭朝向所指的各個主軸圖形運動。

並且，當從NC裝置取得主軸21的旋轉資訊，並且該主軸正在旋轉時，將與該主軸對應的主軸圖形1顯示成與實際設備的主軸21的旋轉方向一致地以低速旋轉的動畫。

優選的是，從NC裝置取得與各刀具台22對應的加工指令，當加工指令是車削加工指令時，作為在對應的刀具台顯示的刀具的3維圖形（以下，稱作“刀具圖形”。）6，顯示車刀的3維圖形（以下，稱作“車刀圖形”。）6b，當是銑削加工指令時，顯示鑽頭的3維圖形（以下，稱作“鑽頭圖形”。）6a。並且，當顯示鑽頭圖形6a時，將與實際設備中的該刀具的旋轉方向對應的方向的箭頭7a顯示在該刀具圖形6a的附近。

若操作盤的顯示器11的面板是觸摸面板，則能夠採用以下手段。即設置工件狀態選擇畫面18，該設置工件狀態選擇畫面18為配置有多個狀態的工件的3維圖形（以下，稱作“工件圖形”。）9（9a～9d）的畫面，當該工件圖形中的某一個被觸摸時，生成向控制器告知與被觸摸的工件圖形對應的工件的狀態的命令。而且，當主軸圖形1a、1b被觸摸時，在顯示器的主區域13顯示該畫面18。由此，當操作者更換了某一個主軸的工件時，向控制器告知所更換的工件是何種工件的操作變得簡單，能夠減少誤操作的風險。

並且，如果將從刀具台圖形朝向主軸圖形的箭頭圖形5aa～5bb作為切換主軸的命令的啟動按鈕，則通過一次觸摸就能夠進行手動切換刀具台的主軸選擇狀態的操作。此時，能夠利用箭頭圖形5的顯示狀態的變換確認該刀具台的主軸選擇狀態，因此能夠使設定刀具台的避讓位置時和設定刀具偏移值時的操作者的作業簡單化，並且能夠盡可能地防止誤操作。

具備多個主軸的車床的主要設備要素即主軸21和刀具台22顯示為與實際設備的配置狀態對應的配置的3維圖形1，其旋轉狀態和主軸選擇狀態顯示成動畫，因此操作者能夠直觀地把握設備狀態，並且能夠減少誤認設備狀態的風險。

並且，通過利用車刀圖形6b和鑽頭圖形6a顯示刀具台圖形的刀具圖形6，操作者能夠直觀地識別該刀具台的當前時刻的加工是車削加工還是銑削加工，通過和主軸旋轉的動畫顯示一起進行顯示，能夠容易地確認刀具和主軸動作雙方。

而且，更換工件時對控制器的工件狀態的告知和刀具台的主軸選擇狀態的變更不是命令的輸入和選擇操作，而通過觸摸表示設備狀態的顯示要素（在顯示器上顯示的數位、文字、圖形）就能夠對NC裝置進行告知和指示，因此具有提高了操作性並且大幅提高操作者的作業效率、也能夠防止誤操作的效果。

接下來，以具備2個轉檯刀具台的2主軸對置複合車床為例，對本發明的實施方式進行說明。圖1所示的實施例的車床具備在主軸軸線a上對置的左右的主軸台23a、23b和軸支承於這些主軸台的主軸21a、21b，並且當由操作者進行觀察時在夾著主軸軸線a的進深上側和近前下側具備轉檯刀具台22a、22b。主軸台的一方（右主軸台）23b能夠朝向另一方（左主軸台）23a進退並且在進行兩主軸間的工件的交接時，能夠朝向左主軸接近和遠離。

上刀具台22a能夠沿著刀具的切入方向即X軸方向、與主軸軸線平行的Z軸方向及圖的紙面垂直方向即Y軸方向移動定位，並且能夠安裝鑽頭和銑刀等旋轉刀具，並搭載有驅動這些旋轉刀具的刀具驅動馬達（未圖示）。另一方面，下刀具台22b是不具備刀具驅動馬達只進行車削加工的刀具台，能夠沿著上述X軸方向和Z軸方向移動定位。

圖2是示出設於機床的操作盤的顯示器畫面的圖。顯示器11被劃分成配置有設備狀態顯示要素10的持續顯示區域12、和切換顯示各種畫面的主區域13。在設備的運轉中，持續顯示區域12的顯示要素在主區域13的畫面被切換時也不切換地持續顯示。

在持續顯示區域12配置有：設備狀態的顯示要素10；顯示與刀具台的進給馬達、主軸馬達、刀具馬達等的加工關聯的馬達的負載的馬達負載顯示要素31（31a、31b）；顯示各刀具台的原點狀態的原點狀態顯示要素32（32a、32b）；和倍率值顯示要素33。馬達負載顯示要素31和原點狀態顯示要素32針對每個刀具台設有一個顯示要素。

圖3是實施本發明的硬體的框圖。控制機床20的NC裝置具備NC部17和PC部15，並且經由介面I/F進行資料的接收和發送。加工程式和設備的規格被設定在NC部17中。圖中，將NC部畫在設備側，將PC部畫在操作盤側，但也可以設成一體。

PC部15具備畫面顯示單元（軟體）16，利用登記在該部分的設備狀態顯示程式和馬達負載顯示程式等，在顯示器11顯示裝置狀態顯示要素10、馬達負載顯示要素31、原點狀態顯示要素32和倍率值顯示要素33等。

設備狀態顯示要素10的詳細情況如圖4所示。在設備狀態顯示要素10中，以與實際設備的配置狀態相同的配置關係配置有左右的主軸圖形1a、1b和上下的刀具台圖形2a、2b，並且在左右的主軸圖形1a、1b下設有顯示主軸轉速的數值顯示區域3a、3b。並且，在上下的刀具台圖形2a、2b之間設有將橢圓上下分割來示出上下的刀具台的刀具轉速的數字顯示區域4a、4b。在該實施例中，下刀具台22b不具備刀具驅動馬達，因此對應的數字顯示區域4b是空白欄。

從上下的刀具台圖形2a、2b朝向左右的主軸圖形1a、1b的箭頭圖形5aa～5bb表示在顯示時刻被選擇的各個刀具台的選擇主軸，並且朝向被選擇的主軸的箭頭圖形被動畫顯示成看起來朝向該方向運動。在圖的例子中，以使從刀具台側朝向主軸側排列的＜形的圖形的全部塗抹顏色從刀具台側向主軸側依次移動的方式進行顯示。

作為刀具圖形6，在上刀具台圖形上顯示有作為旋轉刀具的鑽頭圖形6a，在下刀具台圖形上顯示有作為車削刀具的車刀圖形6b。在上刀具台的鑽頭圖形6a的附近顯示有表示其旋轉方向的箭頭7a。在該實施例的圖中同時顯示有藉助直線保持器安裝旋轉刀具時、和藉助角度保持器安裝時的2個鑽頭圖形6a、6c，並顯示有表示各個刀具的旋轉方向的箭頭7a、7c。

當主軸根據NC裝置的指令而旋轉時，設備狀態顯示程式從NC部取得其旋轉指令，按照被指令的旋轉方向使主軸圖形的卡爪8a、8b在以各個主軸圖形的軸線為中心軸的橢圓上移動，來作為動畫顯示主軸旋轉。通過使在圖的近前側顯示的卡爪8a、8b向上方移動、或向下方移動，顯示主軸的旋轉方向。

圖4所示的狀態表示如下狀態：利用上刀具台的旋轉刀具進行把持於左主軸的工件的加工，並利用下刀具台的車削刀具進行把持於右主軸的工件的加工。當伴隨著加工的進行而移動到下一工序時，若其新的工序是相反側的工件的加工工序，則以看起來箭頭圖形5朝向新的工件側運動的方式切換箭頭圖形5的顯示狀態（參照圖6）。

並且，當上刀具台的刀具從旋轉刀具更換成車削刀具時，刀具圖形從鑽頭圖形變換成車刀圖形，表示旋轉方向的箭頭7（7a、7c）消失。

圖的顯示器面板是觸摸面板，並且主軸圖形1a、1b是調用圖5所示的工件狀態選擇畫面18的圖示。即，通過觸摸主軸圖形1a、1b，啟動顯示工件狀態選擇畫面18的程式，並在顯示器的主區域13顯示該圖。

在工件狀態選擇畫面18中示意地以3維圖形顯示坯料9a、加工中介軟體9b、成品9c和餘料9d，通過觸摸這些圖形9a～9d，向NC裝置指令在該側的主軸把持的工件是坯料、加工中介軟體、成品還是餘料。NC裝置根據其指令決定接下來啟動設備時的加工開始工序和跳過的工序來進行加工動作。

例如，在加工工序的中途設備停止，並將左主軸側的加工中介軟體更換成坯料時，觸摸左主軸圖形1a而調用工件狀態選擇畫面18，觸摸坯料圖形9a來重新開機設備。設備跳過對右側的工件的加工工序而只對左側的工件從最初開始依次進行加工，直到到達停止的工序（NC裝置所存儲。）的最初狀態為止，到達停止的工序的開始時刻後，以記載於加工程式中的順序對左右的工件進行加工。

從上下的刀具台圖形2a、2b朝向主軸圖形1a、1b的箭頭圖形5aa～5bb是生成切換對應的刀具台的選擇主軸的命令來實行的圖示。即，在圖4的狀態下，當觸摸從上刀具台圖形2a朝向右主軸圖形1b的箭頭圖形5ab時，變換箭頭圖形5aa、5ab的顯示狀態，如圖6所示，顯示成箭頭圖形5ab朝向右主軸圖形1b運動。由此，通過一次觸摸就能夠在設定刀具台的避讓原點時和設定刀具偏移時進行選擇主軸的切換。

1（1a、1b）‧‧‧主軸圖形；
2（2a、2b）‧‧‧刀具台圖形；
3a、3b‧‧‧數值顯示區域；
4a、4b‧‧‧數字顯示區域；
5（5aa～5bb）‧‧‧箭頭圖形；
6（6a、6b、6c）‧‧‧刀具圖形；
7（7a、7c）‧‧‧箭頭；
8a、8b‧‧‧卡爪；
9（9a～9d）‧‧‧工件圖形；
10‧‧‧設備狀態顯示要素；
11‧‧‧顯示器；
12‧‧‧持續顯示區域；
13‧‧‧主區域；
14‧‧‧操作盤；
15‧‧‧PC部；
16‧‧‧畫面顯示單元（軟體）；
17‧‧‧NC部；
18‧‧‧工件狀態選擇畫面；
20‧‧‧機床；
21（21a、21b）‧‧‧主軸；
22（22a、22b）‧‧‧刀具台；
23a、23b‧‧‧主軸台；
31（31a、31b）‧‧‧馬達負載顯示要素；
32（32a、32b）‧‧‧原點狀態顯示要素；
33‧‧‧倍率值顯示要素；
a‧‧‧主軸軸線。

圖1是示出應用了本發明的機床的一例的示意圖。圖2是示出圖1的機床的顯示器畫面的圖。圖3是示出圖1的機床的控制系統的框圖。圖4是示出設備狀態顯示要素的詳細情況的圖。圖5是示出工件狀態選擇畫面的一例的圖。圖6是示出刀具台的主軸選擇狀態的從圖4所示的狀態開始的切換的圖。圖7是示出現有的設備狀態顯示要素的一例的圖。

1a、1b‧‧‧主軸圖形

2a、2b‧‧‧刀具台圖形

3a、3b‧‧‧數值顯示區域

4a、4b‧‧‧數字顯示區域

5aa、5ab、5ba、5bb‧‧‧箭頭圖形

6a、6c‧‧‧鑽頭圖形

6b‧‧‧車刀圖形

7a、7c‧‧‧箭頭

8a、8b‧‧‧卡爪

10‧‧‧設備狀態顯示要素

Claims

一種具備多個主軸的複合車床的設備狀態顯示裝置，其特徵在於，具備：持續顯示區域，其設於操作盤的顯示器；和與實際設備中的多個主軸和刀具台的配置一致地配置於所述持續顯示區域的該主軸及刀具台的3維圖形，所述設備狀態顯示裝置將主軸的旋轉方向顯示成與該主軸對應的3維圖形沿相同方向低速旋轉的動畫，並利用從該刀具台的3維圖形朝向所選擇的主軸的3維圖形的箭頭圖形來顯示刀具台的主軸選擇狀態。
如請求項1所述之設備狀態顯示裝置，其特徵在於，從NC裝置取得對具備刀具驅動馬達的刀具台的加工指令是車削加工指令還是銑削加工指令的資訊，當是車削加工指令時，顯示車刀的3維圖形作為顯示該刀具臺上的刀具的圖形，當是銑削加工指令時，顯示鑽頭的3維圖形作為顯示該刀具臺上的刀具的圖形，並在所顯示的鑽頭圖形的附近顯示表示刀具的旋轉方向的箭頭圖形。
如請求項1或2所述之設備狀態顯示裝置，其特徵在於，顯示刀具台的主軸選擇狀態的箭頭圖形是看起來該箭頭朝向所指的各個主軸圖形運動的箭頭圖形。
如請求項1或2所述之設備狀態顯示裝置，其特徵在於，在操作盤的顯示器面板是觸摸面板的具備多個主軸的複合車床的設備狀態顯示裝置中，顯示刀具台的主軸選擇狀態的箭頭圖形是選擇該箭頭所朝向的一側的主軸的程式的啟動按鈕。
如請求項1或2所述之設備狀態顯示裝置，其特徵在於，所述主軸的3維圖形是顯示如下畫面的程式的啟動按鈕，該畫面顯示有加工狀態不同的多個工件的3維圖形，所述工件的3維圖形是向NC裝置告知各3維圖形所示的狀態的工件被安裝於該主軸的情況的按鈕。
如請求項4所述之設備狀態顯示裝置，其特徵在於，所述主軸的3維圖形是顯示如下畫面的程式的啟動按鈕，該畫面顯示有加工狀態不同的多個工件的3維圖形，所述工件的3維圖形是向NC裝置告知各3維圖形所示的狀態的工件被安裝於該主軸的情況的按鈕。