特許 6867336 数値制御装置

(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】6867336

(24)【登録日】2021年4月12日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】数値制御装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/00 20060101AFI20210419BHJP

   G05B 19/4067 20060101ALI20210419BHJP

   B21D 28/36 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   B21D28/00 Z

   G05B19/4067

   B21D28/36 B

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-134512(P2018-134512)

(22)【出願日】2018年7月17日

(65)【公開番号】特開2020-11258(P2020-11258A)

(43)【公開日】2020年1月23日

【審査請求日】2019年12月9日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松本 英治

【審査官】 山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−２０５００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０６２７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２５７００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１９６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４４４８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ２８／００ − ２８／３６

Ｇ０５Ｂ １９／１８ − １９／４１６、１９／４２ − １９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パンチ加工を制御する数値制御装置であって、
加工プログラムに従ってパンチ加工を実行するパンチ加工実行部と、
前記パンチ加工が正常に完了しない事象を検知するパンチ加工エラー検知部と、
前ブロックでエラーが発生している場合、次ブロックの実行に先立ち、前記パンチ加工実行部による前記パンチ加工中に前記事象が発生した複数のブロックに関する情報を収集及び記憶する再パンチ加工情報記憶部と、
複数の前記ブロックのうちユーザにより選択された前記ブロックについて、前記情報を用いて前記事象発生時の加工状態を復元し、パンチ加工を再実行する再パンチ加工実行部と、を有することを特徴とする
数値制御装置。

【請求項2】

前記情報は、前記事象が発生したブロックの終点座標又は選択工具の少なくとも１つを含むことを特徴とする
請求項１記載の数値制御装置。

【請求項3】

前記再パンチ加工実行部は、前記パンチ加工実行部による前記パンチ加工の休止後又は終了後に、パンチ加工を再実行することを特徴とする
請求項１記載の数値制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、数値制御装置に関し、特にパンチ加工後の再加工を支援する数値制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

パンチプレス機による加工では、１つのワークに対して多数のパンチ（穴あけ）加工を行なうことが多い。多数のパンチ加工を行なう中で、何らかの外的要因等、例えばパンチ工具に負荷がかかりプレスロック状態になる等により、本来パンチ加工がなされるべき箇所で実際にはパンチ加工がなされない事象（以下、単にエラーという）が発生する場合がある。

【0003】

例えば特許文献１には、リミットスイッチ等の位置センサを使用してパンチの移動量を検知したり、パンチがワークを貫通してパンチ穴に侵入してきたことを検知したりすることで、エラー発生の有無を判定する自動穴あけ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１５８０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

パンチ加工においてエラーが発生した場合、典型的には次のいずれかの対応をとることになる。１つの対応は、加工不良として扱いそのワークを廃棄することである。他の対応は、エラーが発生した箇所すなわち本来パンチ加工がなされるべき箇所を再加工することである。

【0006】

ワークを破棄する場合、ワークの無駄が発生し、歩留まりが悪くなる。エラー発生箇所を再加工する場合は、オペレータが自ら座標計算等を行ってエラー発生箇所の位置座標や加工時の状態（工具選択等）を特定し、手動で再加工を行なうことが一般的である。そのためオペレータに多大な負荷がかかるという問題がある。

【0007】

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、パンチ加工後の再加工を支援する数値制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、パンチ加工を制御する数値制御装置であって、加工プログラムに従ってパンチ加工を実行するパンチ加工実行部と、前記パンチ加工が正常に完了しない事象を検知するパンチ加工エラー検知部と、前ブロックでエラーが発生している場合、次ブロックの実行に先立ち、前記パンチ加工実行部による前記パンチ加工中に前記事象が発生した複数のブロックに関する情報を収集及び記憶する再パンチ加工情報記憶部と、複数の前記ブロックのうちユーザにより選択された前記ブロックについて、前記情報を用いて事象発生時の加工状態を復元し、パンチ加工を再実行する再パンチ加工実行部と、を有することを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記情報は、前記事象が発生したブロックの終点座標又は選択工具の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記再パンチ加工実行部は、前記パンチ加工実行部による前記パンチ加工の休止後又は終了後に、パンチ加工を再実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、パンチ加工後の再加工を支援する数値制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】数値制御装置１のハードウェア構成例を示す図である。

【図2】数値制御装置１の機能構成例を示す図である。

【図3】エラー発生時の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】再パンチ動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】エラー検知結果を示すカウンタの動きの一例を説明する図である。

【図6】エラー発生ブロックの一覧及び選択画面の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、数値制御装置１の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。数値制御装置１は、パンチ加工を行うパンチプレス機（以下、パンチプレス）の制御を行う装置である。数値制御装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、インタフェース１８、バス１０、軸制御回路１６を有する。数値制御装置１には、サーボアンプ４０、サーボモータ５０、入出力装置６０が接続される。

【0012】

ＣＰＵ１１は、数値制御装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムをバス１０を介して読み出し、システム・プログラムに従って数値制御装置１全体を制御する。

【0013】

ＲＯＭ１２は、パンチプレスの各種制御等を実行するためのシステム・プログラムを予め格納している。

【0014】

ＲＡＭ１３は、一時的な計算データや表示データ、後述する入出力装置６０を介してオペレータが入力したデータやプログラム等を一時的に格納する。

【0015】

不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされており、数値制御装置１の電源が遮断されても記憶状態を保持する。不揮発性メモリ１４は、入出力装置６０から入力されるデータやプログラム等を格納する。不揮発性メモリ１４に記憶されたプログラムやデータは、実行時及び利用時にはＲＡＭ１３に展開されても良い。

【0016】

軸制御回路１６は、パンチプレスの動作軸を制御する。軸制御回路１６は、ＣＰＵ１１が出力する軸の移動指令量を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ４０に出力する。

【0017】

サーボアンプ４０は、軸制御回路１６が出力する軸の移動指令を受けて、サーボモータ５０を駆動する。

【0018】

サーボモータ５０は、サーボアンプ４０により駆動されてパンチプレスの動作軸を動かす。サーボモータ５０は、典型的には位置・速度検出器を内蔵する。位置・速度検出器は位置・速度フィードバック信号を出力し、この信号が軸制御回路１６にフィードバックされることで、位置・速度のフィードバック制御が行われる。

【0019】

なお、図１では数値制御装置１は軸制御回路１６、サーボアンプ４０、サーボモータ５０を１セットしか有していないように描かれているが、実際には制御対象となるパンチプレスに備えられた軸の数だけ上記セットが用意される。

【0020】

入出力装置６０は、ディスプレイやハードウェアキー等を備えたデータ入出力装置であり、典型的には操作盤である。入出力装置６０は、インタフェース１８を介してＣＰＵ１１から受けた情報をディスプレイに表示する。入出力装置６０は、ハードウェアキー等から入力された指令やデータ等をインタフェース１８を介してＣＰＵ１１に渡す。

【0021】

図２は、数値制御装置１の概略的な機能構成を示すブロック図である。数値制御装置１は、パンチ加工実行部１０１、パンチ加工エラー検知部１０２、再パンチ加工情報記憶部１０３、再パンチ加工実行部１０４を有する。

【0022】

パンチ加工実行部１０１は、加工プログラムに従ってパンチ加工を実行する。

【0023】

パンチ加工エラー検知部１０２は、パンチ加工実行部１０１がパンチ加工を実行中に発生したエラーを検知する。エラー検知手法は公知であるためここでは詳細を論じないが、例えば特許文献１記載の技術等を採用できる。

【0024】

また本実施の形態におけるパンチ加工エラー検知部１０２は、エラー検知結果を示すカウンタを有し、各ブロックの実行毎にパンチが完了（成功）したかエラーとなったかに応じてカウンタの操作を行う。

【0025】

すなわちパンチ加工エラー検知部１０２は、パンチ加工を行うブロックの開始時にカウンタを＋１し、パンチ加工が正常に完了したらカウンタを−１又はリセット（０に更新）する。一方、パンチ加工がエラーとなった場合にはカウンタを操作しない。これにより、次ブロックの開始時にカウンタが０であれば、前ブロックの動作は正常に完了していることになる。一方、次ブロックの開始時にカウンタが０以外であれば、前ブロックでエラーが発生したことになる。

【0026】

再パンチ加工情報記憶部１０３は、エラーが発生したブロックを再実行するために必要な各種情報（ブロックの終点座標、選択工具番号等）を記憶する。

【0027】

例えば再パンチ加工情報記憶部１０３は、次ブロックの開始前に上述のカウンタの値を参照して０以外である場合、前ブロックに関する情報（終点座標、選択工具番号等）を所定の記憶領域に記憶する。その後、カウンタを−１又はリセットする。

【0028】

再パンチ加工実行部１０４は、エラーが発生した箇所の再パンチを実行する。好ましくは、再パンチ加工実行部１０４はユーザに対してエラーが発生していることを通知し、ユーザによる再パンチの起動操作を受け付け、再パンチを実行する。

【0029】

典型的には、再パンチ加工実行部１０４は加工休止（フィードホールド）後又は加工終了後に、ユーザに対してエラーが発生していることを通知する。その際、再パンチ加工情報記憶部１０３が記憶した、エラー発生ブロックに関する各種情報（終点座標、選択工具番号等）をユーザに提示する。複数ブロックでエラーが発生した場合は、複数の前記情報が記憶されているので、これらのブロック情報をＮＣ画面に一覧表示し、ユーザに再実行すべき１以上のブロックを選択させても良い。図６にエラー発生ブロックの表示画面の一例を示す。ここでは２つのブロックが表示されており、ユーザにより１つ（上段）が選択された状態を示している。再パンチ加工実行部１０４は、選択されたブロックを行う。

【0030】

なお再パンチ加工の実行時機は任意である。上述のように、加工休止又は加工終了後に実行すると、加工精度において有利である（加工精度を高く維持できる）。あるいは、工具交換のタイミングで実行すると、加工時間において有利である（加工時間を短縮できる）。また上述のようにユーザの指示を仰ぐプロセスの実施も任意である。すなわち再パンチ加工実行部１０４は、エラー発生後の任意の時機に、自動的に再パンチを実行しても良い。

【0031】

＜エラー発生時の動作＞
ここで図５を用いて、エラー検知結果を示すカウンタの動きについて具体例に従って説明する。いまパンチ加工実行部１０１がＮ０１ブロックのパンチ加工を実行し、正常に完了したものとする。このとき、次ブロックＮ０２の実行直前のカウンタ値は０である。

【0032】

パンチ加工実行部１０１がＮ０２ブロックのパンチ加工を開始する。実行に先立ち、再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを参照して０であることを確認し、パンチ加工エラー検知部１０２はカウンタを＋１する。パンチ加工が正常に完了したとき、パンチ加工エラー検知部１０２がカウンタを−１する。次ブロックＮ０３の実行直前のカウンタ値は０である。

【0033】

パンチ加工実行部１０１がＮ０３ブロックのパンチ加工を開始する。実行に先立ち、再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを参照して０であることを確認し、パンチ加工エラー検知部１０２はカウンタを＋１する。ここで、パンチ加工にエラーが発生したものとする。パンチ加工エラー検知部１０２がカウンタを操作しないので、次ブロックＮ０３の実行直前のカウンタ値は１である。

【0034】

パンチ加工実行部１０１がＮ０４ブロックのパンチ加工を開始する。実行に先立ち、再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを参照し、０でない（１である）あることを検知すると、前ブロックＮ０３に関する情報（終点座標、選択工具番号等）を取得して所定の記憶領域に格納する。この段階ではまだＮ０４の実行が開始していないため、再パンチ加工情報記憶部１０３は前ブロックＮ０３に関する情報を取得できる。再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを−１して正常完了時と同じ状態に戻す。パンチ加工エラー検知部１０２がカウンタを＋１する。パンチ加工実行部１０１がパンチ加工を正常に完了したとき、パンチ加工エラー検知部１０２がカウンタを−１する。次ブロックの実行直前のカウンタ値は０となる。

【0035】

図３のフローチャートを用いて、パンチ加工実行部１０１、パンチ加工エラー検知部１０２及び再パンチ加工情報記憶部１０３が、エラーが発生したブロックを検知して当該ブロックに関する情報を記憶する処理について説明する。

【0036】

Ｓ１０１：パンチ加工実行部１０１は、加工プログラムに記述されたブロックを順次実行する機能を有する。本ステップでは、パンチ加工実行部１０１は次に実行すべきブロック（次ブロックという）を特定し、実行を開始する。

【0037】

Ｓ１０２：パンチ動作の実行に先立ち、再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを参照する。カウンタが０であればＳ１０５に遷移する。カウンタが０以外であればＳ１０３に遷移する。

【0038】

Ｓ１０３：再パンチ加工情報記憶部１０３は、前ブロックの実行に関する各種情報（例えばブロックの終点座標、選択工具番号等）を収集し、所定の記憶領域に記憶する。これらはエラーが発生したブロックを再実行するために必要な情報である。

【0039】

Ｓ１０４：再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを−１又はリセットする。

【0040】

Ｓ１０５：パンチ加工エラー検知部１０２はカウンタを＋１する。

【0041】

Ｓ１０６：パンチ加工実行部１０１は、パンチ動作を実行する。

【0042】

Ｓ１０７：パンチ加工エラー検知部１０２は、公知技術を用いてＳ１０６におけるパンチ動作が正常に完了したか否かを判定する。正常に完了した場合、ステップＳ１０８に遷移する。エラーが発生した場合、Ｓ１０８を実行せずにステップＳ１０１に遷移する。

【0043】

Ｓ１０８：再パンチ加工情報記憶部１０３はカウンタを−１又はリセットする。

【0044】

＜再加工時の動作＞
図４のフローチャートを用いて、再パンチ加工実行部１０４が、エラーが発生したブロックについて再度パンチ加工を実施する処理の一例について説明する。このフローは、典型的には加工休止又は加工終了後に実行される。

【0045】

Ｓ２０１：再パンチ加工実行部１０４は、再パンチ加工情報記憶部１０３が上述のステップＳ１０３で記憶したエラー発生ブロックに関する情報を参照し、図６に示すようなエラー発生ブロック一覧画面を表示する。画面には、複数のエラー発生ブロックが表示され、そのうち１以上をユーザが選択できるように構成され得る。再パンチ加工実行部１０４は、ユーザが選択した１以上のエラー選択ブロックを取得する。

【0046】

Ｓ２０２：再パンチ加工実行部１０４は、ステップＳ２０１で取得したブロックを再実行するため、再パンチ加工情報記憶部１０３が上述のステップＳ１０３で記憶したエラー発生ブロックに関する情報に基づいて、加工時の状態を復元する。例えば、エラー発生ブロックの終点座標にＸＹ軸を位置決めし、当時選択されていた工具番号を選択する動作を行う。

【0047】

Ｓ２０３：再パンチ加工実行部１０４は、パンチ動作を実行する。

【0048】

Ｓ２０４：ステップＳ２０１で選択されたエラー発生ブロック全てについて再パンチ動作が完了したならば、ステップＳ２０６に遷移する。再加工が完了していないエラー発生ブロックがある場合はステップＳ２０５に遷移する。

【0049】

Ｓ２０５：選択されたエラー発生ブロックが全て再パンチされるまで、ステップＳ２０１以降の処理を繰り返す。

【0050】

Ｓ２０６：再パンチ加工実行部１０４が加工休止後に実行されている場合は、ステップＳ２０７に遷移する。その他の場合、例えば再パンチ加工実行部１０４が加工終了後に実行されている場合等は、処理を終了する。

【0051】

Ｓ２０７：ＸＹ軸や選択工具を加工休止時の状態に戻して、加工を再開する。

【0052】

＜効果＞
本実施の形態によれば、加工プログラム実行時に何らかの外的要因等によりパンチ動作がエラーとなった場合、エラー発生ブロックを再実行するのに必要なブロック情報（終点座標や選択工具番号等）が自動的に記憶される。そして再パンチ動作が起動されたときに、記憶していた終点座標や選択工具番号などのブロック情報を用いてエラー発生時の状態が自動的に復元され、エラー発生箇所でのパンチ動作のみが再実行される。これにより、オペレータが自ら座標計算等を行ってエラー発生箇所の位置座標を算出し、加工時の状態（ＸＹ軸座標や選択工具等）を復元する作業が不要となる。

【0053】

また本実施の形態では、加工中に複数回エラーが発生した場合でも、エラーが発生する度にそのブロック情報を記憶し、再パンチ時はその中から必要なものを選択して起動する事が可能である。また、選択された複数箇所で再パンチを行なうことができる。これにより、オペレータの負担を一層軽減できる。

【0054】

以上、本発明の主要な実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 数値制御装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１８ インタフェース
１０ バス
１６ 軸制御回路
４０ サーボアンプ
５０ サーボモータ
６０ 入出力装置
１０１ パンチ加工実行部
１０２ パンチ加工エラー検知部
１０３ 再パンチ加工情報記憶部
１０４ 再パンチ加工実行部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】