特許 6498908 マシニングセンタの操作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6498908

(24)【登録日】2019年3月22日

(45)【発行日】2019年4月10日

(54)【発明の名称】マシニングセンタの操作方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/409 20060101AFI20190401BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20190401BHJP

   B23Q 17/20 20060101ALI20190401BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20190401BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/409 C

   B23Q17/09 A

   B23Q17/20 A

   G05B19/18 X

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-219920(P2014-219920)

(22)【出願日】2014年10月29日

(65)【公開番号】特開2016-85702(P2016-85702A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年7月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104537

【氏名又は名称】キタムラ機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101432

【弁理士】

【氏名又は名称】花村 太

(74)【代理人】

【識別番号】100074538

【弁理士】

【氏名又は名称】田辺 徹

(72)【発明者】

【氏名】北村 彰浩

(72)【発明者】

【氏名】北村 耕作

(72)【発明者】

【氏名】浅野 貴司

(72)【発明者】

【氏名】山崎 隆之

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１８７９６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−１６５２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００９／１１０１０１（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−０７０４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１５７０８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−２６３１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０５２９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３０２３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２０１１／０１０３９６（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０２２１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／１８−１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２−１９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＮＣ機能付操作盤の内部に複数の画面表示機能の全てを予め組み入れておき、加工の際に使用する画面表示機能を予め組み入れた画面表示機能の中から選択してＮＣ機能付操作盤の内部から引き出すマシニングセンタの操作方法であって、
前記画面表示機能として、干渉緩和機能と、機械衝突防止機能と、ＣＭＭ機能と、リモートメンテナンス機能及びアラームメール送信機能とを備え、
前記干渉緩和機能は、予め刃物とワークを意図的に干渉させることにより衝突干渉時の負荷をシュミレーションしておき、実際の加工時に干渉が生じたとき、負荷の異状値を検知し、ただちに軸を自動的に反転移動させるものであって、刃具と加工物とが予め干渉した場合の異状負荷をｍＡ＝アとした時にそのｍＡを越える瞬間のｍＡ＝イとしてア≦イに衝撃を緩和するため反転するものであり、
前記機械衝突防止機能は、予めＣＡＤデータで干渉をシュミレーションしておき、機械のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸の動きが機械の本体及びワークに干渉することを回避するものであって、仕上加工をする場合、シュミレーションデーターの寸法に仕上る時にまず刃物を新しく交換し、早送りでその加工する所までの各軸の移動寸法をチェックし、シュミレーションした刃物が移動する座標値（Ａ）と実際に移動した寸法（Ｂ）の実質誤差（Ａ）−（Ｂ）＝０となることを確認チェックする機能を持つものであり、
前記ＣＭＭ機能は、工作機械に備えられた計測機と測定プログラムとによって、加工されたワークに対し三次元測定プローブでタッチして、加工されたワークの寸法を機内計測することにより、加工したワークの良否を機内で判定するものであり、
前記リモートメンテナンス機能は、リモートアクセスを行い、外部のＰＣ又はｉＰａｄの操作手段からＮＣスクリーンの確認、プログラムの編集、パラメータの編集をするものであり、
前記アラームメール送信機能は、機械作動中にアラームが発生したとき、予めユーザーが決めておいた発信先の指定ＰＣ又は携帯電話にアラームのメッセージメールを自動配信するものであって、前記アラームとして、エアー供給アラーム、潤滑油不足アラーム、各軸負荷アラーム、ＡＴＣアラーム又はその他アラームが発信されることを特徴とするマシニングセンタの操作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マシニングセンタの操作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のマシニングセンタ用のＮＣ機能付操作盤は、特許文献１及び特許文献２に示されているように、前面に表示画面と多数の種々のキーが配置されており、かつ、ＮＣ機能付操作盤の内部に画面に表示される複数の機能（つまり画面表示機能）が予め組み入れられておらず、そのため、加工の際に使用する画面表示機能をＮＣ機能付操作盤内に入力するために、マシニングセンタを停止していた。すなわち、従来は、このような画面表示機能を使用する場合は、その都度マシニングセンタを停止して、使用する画面表示機能をＮＣ機能付操作盤内に入力しなければいけない不便があった。

【0003】

特許文献３は、即座に、マシニングセンタ用のＮＣ機能付操作盤内から任意の画面表示機能をひきだして使用することができるマシニングセンタ用のＮＣ機能付操作盤を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実用新案登録第３１７４９３５号公報

【特許文献2】実用新案登録第３１７８５２０号公報

【特許文献3】実用新案登録第３１８７９６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、マシニングセンタの操作方法に関してその機能を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。

【0007】

ＮＣ機能付操作盤の内部に複数の画面表示機能の全てを予め組み入れておき、加工の際に使用する画面表示機能を予め組み入れた画面表示機能の中から選択してＮＣ機能付操作盤の内部から引き出すマシニングセンタの操作方法であって、前記画面表示機能として、干渉緩和機能と、機械衝突防止機能と、ＣＭＭ機能と、リモートメンテナンス機能及びアラームメール送信機能とを備え、前記干渉緩和機能は、予め刃物とワークを意図的に干渉させることにより衝突干渉時の負荷をシュミレーションしておき、実際の加工時に干渉が生じたとき、負荷の異状値を検知し、ただちに軸を自動的に反転移動させるものであって、刃具と加工物とが予め干渉した場合の異状負荷をｍＡ＝アとした時にそのｍＡを越える瞬間のｍＡ＝イとしてア≦イに衝撃を緩和するため反転するものであることを特徴とするマシニングセンタの操作方法。

【0008】

前記機械衝突防止機能は、予めＣＡＤデータで干渉をシュミレーションしておき、機械のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸の動きが機械の本体及びワークに干渉することを回避するものであって、仕上加工をする場合、シュミレーションデーターの寸法に仕上る時にまず刃物を新しく交換し、早送りでその加工する所までの各軸の移動寸法をチェックし、シュミレーションした刃物が移動する座標値（Ａ）と実際に移動した寸法（Ｂ）の実質誤差（Ａ）−（Ｂ）＝０となることを確認チェックする機能を持つものである。

【0009】

前記ＣＭＭ機能は、工作機械に備えられた計測機と測定プログラムとによって、加工されたワークに対し三次元測定プローブでタッチして、加工されたワークの寸法を機内計測することにより、加工したワークの良否を機内で判定するものである。

【0010】

前記リモートメンテナンス機能は、リモートアクセスを行い、外部のＰＣ又はｉＰａｄの操作手段からＮＣスクリーンの確認、プログラムの編集、パラメータの編集をするものである。

【0011】

前記アラームメール送信機能は、機械作動中にアラームが発生したとき、予めユーザーが決めておいた発信先の指定ＰＣ又は携帯電話にアラームのメッセージメールを自動配信するものであって、前記アラームとして、エアー供給アラーム、潤滑油不足アラーム、各軸負荷アラーム、ＡＴＣアラーム又はその他アラームが発信されるものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、マシニングセンタの操作、とくにその機能を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明によるマシニングセンタの操作方法を実行するＮＣ機能付操作盤の前面側の一例を示す斜視図。

【図2】図１のＮＣ機能付操作盤の背面側を示す斜視図。

【図3】図１のＮＣ機能付操作盤の表示画面に表示される複数の画面表示機能の表の好適例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。

【0015】

本発明を説明する前に、図１〜３を参照して、参考例を説明する。

【0016】

マシニングセンタ用のＮＣ機能付操作盤１０は、全体が、ほぼ直方体（厳密な意味の直方体に限定されず、直方体に近い形のものを含む）の箱の形に形成されている。

【0017】

ＮＣ機能付操作盤１０は、マシニングセンタの加工部（図示せず）に近接して配置されている。

【0018】

ＮＣ機能付操作盤１０の上下の角部１０ａ、１０ｂに支持体１１，１２が配置されている。支持体１１，１２は、中心軸線が上下方向に延びるように中空の管の形を有している。それらの支持体１１，１２を介してＮＣ機能付操作盤１０がそれらの支持体１１，１２を中心として水平面に沿って回転可能に設けられている。

【0019】

ＮＣ機能付操作盤１０の前面の上側に矩形の表示画面１３が配置されている。これは液晶画面又はＣＲＴ画面である。

【0020】

ＮＣ機能付操作盤１０の前面の下側に多数のキーが配置されている。これらのキーの一例を説明すると、次のとおりである。

【0021】

ＣＦカードスロット１４は、ＣＦカード例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）カードを挿入して、プログラム、オフセット等の各種データの入出力をすることができる。

【0022】

ＵＳＢポート１５は、ＵＳＢメモリースティック、ＣＤドライブ等のＵＳＢポートを持つ機器と接続して各種データの入出力をすることができる。

【0023】

運転準備スイッチ１６は、このボタンを１度押すとＮＣに電源が投入される。一度押した状態では非常停止状態になるので、画面が正常に立ち上がった後、このボタンをもう一度押すとＮＣに電源が投入され、潤滑油ポンプ（図示せず）が起動する。正常な状態では数秒後に運転準備完了となる。

【0024】

運転終了スイッチ１７は、これによって潤滑油ポンプ（図示せず）を停止させ、機械制御盤の制御回路（図示せず）の電源をＯＦＦにする。運転終了時には、このスイッチ１７により機械制御盤とＮＣ装置を停止する。

【0025】

ファンクションキー１８は、多数のキーが縦方向と横方向に並んで配置されており、画面の切り換えおよびソフトキーメニュの選択および切り換えができる。

【0026】

非常停止スイッチ１９は、これを押すとＮＣがリセットされた状態になり、機械制御盤運転準備が未完となる。工具交換や、主軸、切削油等機械の各機能が停止する。

【0027】

マウスパッド２０は、マウスカーソルを自在に動かすことができるものである。

【0028】

マウスボタン２１は、これにより選択の確定、各種設定変更ができるものである。

【0029】

自動運転起動スイッチ２２は、これによってＤＮＣ運転、ＭＤＩ運転、メモリー運転が起動される。

【0030】

フィードホールド２３は、自動運転中にこのスイッチを押すと、ＮＣ装置は送りを停止する。ただし、スピンドル、切削油は停止しない。自動運転起動スイッチ２２によって、再び自動運転が続行される
手動送り速度設定スイッチ２４は、手動送り（ＪＯＧ）の送り速度を設定するものである。

【0031】

早送りオーバーライドスイッチ２５は、早送りに対して種々の値にオーバーライドすることができるようにするものである。

【0032】

スピンドル回転数オーバーライドスイッチ２６は、スピンドル回転数を種々の値にオーバーライドすることができるようにするものである。

【0033】

ドアインターロック解除ボタン２７は、これを押すと作業者側操作ドアのインターロックスイッチを解除できるようにするものである。

【0034】

ＮＣ機能付操作盤１０の内部に加工に必要な複数の画面表示機能の全てを予め組み入れておく。そして、加工の際に使用する画面表示機能を即座にＮＣ機能付操作盤１０の内部から引き出す。例えば、表示画面１３に表示された複数の画面表示機能が１つずつ表示画面１３の側でタッチ式に又は機械側でＭＤＩ式に選択され、その毎に、選択された画面表示機能の内容が表示画面１３に表示される。その選択された画面表示機能の表示内容に従ってオペレータがキーその他の操作をする。

【0035】

そのような画面表示機能を示すと、例えば、次のとおりである。

【0036】

１）機械段取り手順各表示及び加工プログラム連動管理機能
この機能はどのように加工するか、どこを基準にして加工プログラムするか、どんな工具（刃具）を使用するか、など最適加工条件等を決めて、プログラムすることを画面表示して確認することができる
２）加工物取り替え手順ビデオ表示機能
加工するのに２工程、３工程か必要な加工物の場合、第１工程を実行する場合、加工物の取替、取り付の手順としてビデオを画面に表示することが出来る機能
３）機械カメラウイザード機能
機械内に加工中を表示するビデオがあるか、切削物が十分機能しているか、刃物は切れなくなっているか、ＡＴＣ動作が正常か等を確認する機能。さらに、潤滑油の装置内の油量がどの程度か、機外へ油漏れしていないか、所定の部分が正常に作動しているか、などを知るために、必要に応じてカメラを設け、確認したい部分を選んでカメラで表示する
４）プローブ支援機能
（ａ）例えばスピンドルにタッチプローブセンサーを取り付けて、円の中心について座標を求める。円形の外周にタッチプローブセンサーを複数個所タッチすることにより円の中心座標を求める。

【0037】

（ｂ）四角形状のワークの場合は、２辺の内、１辺を２個所タッチセンサーで当てて、もう一方の直角面にタッチセンサーを当てると、四角の片角点の座標を求めることが出来る。プログラムを呼び出して芯出しをタッチセンサーで行う。

【0038】

５）工具長、工具径手動測定の表示
作業者が工具長や工具径を測定するため（工具径や工具長さを測定する方法）の説明文を表示する
６）定期保守の時期とその実施方法機能
予めよく点検する重要度の高い部分の点検時期を決めておき、その時期になったら表示点灯するなりブザーで知らせるなりしてメンテナンスする方法をビデオに収納して内容をビデオで確認することができる機能
７）メンテナンス記録及びその表示機能
過去にその機械でメンテナンスをどのように何時、誰が実施したかを記録しておくことを画面に一瞬に表示することで、同じ様なメンテナンスが必要な場合はその対応が出来る機能。

【0039】

８）アラームの対処をビデオで指導する機能
アラームを複数に分けて、アラームの内容を画面に表示して、アラーム解像をどの手順で行うかをビデオで指導する機能。

【0040】

好ましくは、複数の画面表示機能１）〜８）が、例えば図３に示すように、１つの表示画面１３に横書き形式で列挙される。好ましくは、マシニングセンタの機械機能を表示画面に表示して、所望の機能を使用するときにリスト表の番号を選択することによりプログラムを画面表示する。

【0041】

各画面表示機能に関して全ての操作（例えば、キー操作）が終了した時点で、終了キーが操作され、入力ミスがあると、音又は画面表示の形でアラームが発せられることが好ましい。

【0042】

本発明は、前述の参考例を改善したものである。

【0043】

本発明によるマシニングセンタの操作方法によれば、干渉緩和機能、機械衝突防止機能、ＣＭＭ機能、リモートメンテナンス機能及びアラームメール送信機能が実行される。これらの各機能について、以下説明する。
干渉緩和機能
例えば、刃物とワークが干渉した場合、予め衝突干渉時の負荷をシュミレーションしておいて、干渉した場合の負荷の異状値を検知し、移動軸が自動的に反転し衝撃を緩和する。

【0044】

刃具と加工物とが予め干渉した場合の異状負荷をｍＡ＝アとした時にそのｍＡを越える瞬間のｍＡ＝イとしてア≦イに衝撃を緩和するため反転するものである。

【0045】

そうすることにより刃物の破損を未然に防ぐことが出来る。
機械衝突防止機能
最近は４軸加工、５軸加工などの複雑な形状加工が多くなっている。４軸加工、５軸加工が出来る複合加工機において、刃物と加工物が干渉することが考えられる。そのため、予めＣＡＤデーターで干渉をシュミレーションして機械の動き（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸）がワークや機械本体に干渉しないことをチェック出来る３Ｄ干渉チェック機能を複合マシニングセンターが持つ。

【0046】

仕上加工をする場合、シュミレーションデーターの寸法に仕上る時にまず刃物を新しく交換し、早送りでその加工する所までの各軸の移動寸法をチェックする。シュミレーションした刃物が移動する座標値（Ａ）と実際に移動した寸法（Ｂ）の実質誤差（Ａ）−（Ｂ）＝０となることを確認チェックする機能を持つのである。

【0047】

ＣＲＴ画面には、（１）先読みによるチェック、（２）３Ｄグラフィック表示、（３）干渉部の色別可視化し機械の衝突力でスピンドルや送り軸の破損を未然に防ぐ。
ＣＭＭ機能
工作機械は、機内で加工された加工物を３次元プローブで寸法を測定し検査する計測機を備え、そのための測定プログラムをもち、機内計測が出来る。

【0048】

加工された加工物を三次元測定プローブで加工物の仕上部をタッチし、ワークの寸法精度を検査する機能が付加されている。この機内計測をすることで、加工した物の良否を機内で判定出来るので、加工した物を機内から取外して別に計測しなくてもすむ。その結果、無駄な時間を省くことが出来る。
リモートメンテナンス機能
リモートアクセスにより外部ＰＣやｉＰａｄからＮＣスクリーンの確認やプログラム、パラメーター等の編集が可能である。その結果、問題解決までの時間を短縮し、機械稼働停止時間を削減することができる。
アラームメール送信機能
機械使用中にアラームが発生した場合に、指定ＰＣ及び携帯電話にメッセージメールを自動配信する機能を工作機械が有する。この機能により機械の稼働停止時間の削減を計ることができ、機械の稼働率を向上させることが出来る。

【0049】

機械がユーザーに納入され、そこで使用されている間に下記のアラームが発生した場合、アラームデーターを取込む。
１）エアー供給アラーム
２）潤滑油不足アラーム
３）各軸の負荷アラーム
４）ＡＴＣアラーム
５）その他アラーム
上記のアラームをユーザーの方で発信先を予め決めておいて、ユーザーの機械修理担当者やマシンメーカーにメールが発信出来るようにする。

【符号の説明】

【0050】

１０ ＮＣ機能付操作盤
１０ａ 角部
１０ｂ 角部
１１ 支持体
１２ 支持体
１３ 表示画面
１４ ＣＦカードスロット
１５ ＵＳＢポート
１６ 運転準備スイッチ
１７ 運転終了スイッチ
１８ ファンクションキー
１９ 非常停止スイッチ
２０ マウスパッド
２１ マウスボタン
２２ 自動運転起動スイッチ
２３ フィードホールド
２４ 手動送り速度設定スイッチ
２５ 早送りオーバーライドスイッチ
２６ スピンドル回転数オーバーライドスイッチ
２７ ドアインターロック解除ボタン

【図1】

【図2】

【図3】