(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【0013】
〔実施の形態〕
図1は、加工システム10を示す模式図である。加工システム10は、ベース12と、ベース12に設けられた工作機械14および制御装置16と、制御装置16に接続された操作入力装置18とを備える。操作入力装置18は、オペレータの操作に応じて各種の信号を制御装置16に入力するものである。
【0014】
工作機械14は、工具Tを用いて加工対象物Wを加工するものであり、コラム22、主軸頭24、主軸26、テーブル28、および、テーブル駆動部30を有する。
【0015】
コラム22は、ベース12に設けられており、主軸頭24を上下方向に移動可能に支持する。このコラム22は、主軸頭24を上下方向に駆動するための主軸頭モータM1と、主軸頭モータM1の回転力を上下方向に変換して主軸頭24に伝達する動力伝達機構とを有する。なお、
図1のZ方向は、重力の働く下方向とは逆の上方向である。
【0016】
主軸頭24は、上下方向に略平行となる軸を基準として主軸26を回転可能に支持する。この主軸頭24は、主軸26を回転駆動するための主軸モータM2と、主軸モータM2の回転軸と主軸26とを連結する継手機構とを有する。
【0017】
主軸26は、上下方向に沿って主軸頭24に支持される。この主軸26には工具Tが着脱される。主軸26に装着された工具Tは主軸26に沿って上下方向に配置され、主軸26と工具Tとは一緒に回転する。
【0018】
テーブル28は、加工対象物Wを固定するための台である。このテーブル28は、X方向およびY方向に移動可能であり、主軸26の下方向に配置される。なお、X方向およびY方向は、Z方向に直交する方向であり、互いに直交する。加工対象物Wは、図示しない固定治具を介してテーブル28の所定の位置に固定される。
【0019】
テーブル駆動部30は、ベース12に設けられており、主軸26に対してテーブル28を相対的に移動させる。このテーブル駆動部30は、テーブル28をX方向に駆動するための第1のテーブルモータM3と、テーブル28をY方向に駆動するための第2のテーブルモータM4と、テーブルモータM3、M4の回転力をX方向、Y方向に変換してテーブル28に伝達する動力伝達機構とを有する。
【0020】
工作機械14では、主軸頭モータM1、主軸モータM2およびテーブルモータM3、M4が制御装置16によって個別に制御されることで、回転状態または非回転状態の主軸26とテーブル28とが相対的に移動する。この移動によって、主軸26に取り付けられた工具Tがテーブル28に固定された加工対象物Wと接触し、加工対象物Wが加工される。
【0021】
制御装置16は、工作機械14を制御するものであり、冷却ファン32、ファン制御部34、テーブル制御部36、記憶部38および処理実行部40を有する。
【0022】
冷却ファン32は、制御装置16を冷却するためのファンであり、主に処理実行部40で生じる熱を冷却可能に制御装置16に設けられる。この冷却ファン32は、ハウジング、複数の羽根、ハウジングに対して複数の羽根を回転可能に支持する支持体、および、複数の羽根を回転させるためのファンモータM5を有する。具体的な冷却ファン32として、例えば、シロッコファンなどが挙げられる。
【0023】
ファン制御部34は、冷却ファン32を制御するものである。このファン制御部34は、処理実行部40から出力されるファン回転数で冷却ファン32のファンモータM5を駆動することで、冷却ファン32における複数の羽根を回転させる。
【0024】
テーブル制御部36は、テーブル28を制御するものである。このテーブル制御部36は、処理実行部40から出力されるモータ回転数でテーブルモータM3、M4を駆動することで、テーブル28をX方向、Y方向に移動させる。
【0025】
記憶部38は、プログラム記憶部38Aおよびテーブル記憶部38Bを有する。プログラム記憶部38Aには、加工対象物Wを工作機械14に加工させるための加工プログラムがブロック単位で記憶される。
【0026】
テーブル記憶部38Bには、加工誤差許容量と、ファン回転数と、ブロック読込数とを対応付けた情報テーブルが記憶される。この情報テーブルでは、加工誤差許容量が小さいほどファン回転数が小さくなるように対応付けられ、ファン回転数が小さいほどブロック読込数が小さくなるように対応付けられている。換言すると、加工誤差許容量が大きいほどファン回転数が大きくなり、ファン回転数が大きいほどブロック読込数が大きくなる。
【0027】
なお、加工誤差許容量は、加工精度を表す指標値であり、具体的には、加工対象物Wの設計値と加工後の実測値との間に許容される誤差の限界値である。ブロック読込数は、プログラム記憶部38Aから単位時間あたりに読み込む加工プログラムのブロック数である。
【0028】
処理実行部40は、通常モードと、加工精度を優先する精度優先モードと、加工速度を優先する速度優先モードとを有する。処理実行部40は、操作入力装置18を用いてオペレータにより加工誤差許容量が入力された場合には精度優先モードを選択し、操作入力装置18を用いてオペレータによりテーブル28の送り速度が入力された場合には速度優先モードを選択する。また、処理実行部40は、加工誤差許容量および送り速度の双方が未入力の場合には、通常モードを選択する。
【0029】
なお、処理実行部40は、加工精度を高めたいときには加工誤差許容量を入力し、加工速度を高めたいときには送り速度を入力すべき等といった説明事項をオペレータに通知してもよい。液晶ディスプレイなどの表示部が制御装置16に備えられている場合、処理実行部40は、説明事項を表示部に表示することでオペレータに通知してもよい。また、表示部を有する外部装置が処理実行部40に接続される場合、処理実行部40は、外部装置に作動信号を送信することで、その外部装置を介して、説明事項をオペレータに通知してもよい。
【0030】
処理実行部40は、通常モードを選択した場合、予め規定されるブロック読込数でブロックごとに加工プログラムを読み込む。この場合、処理実行部40は、加工プログラムにより指定されるファン回転数でファンモータM5を駆動する処理をファン制御部34に実行させ、加工プログラムにより指定されるモータ回転数でテーブルモータM3、M4を駆動する処理をテーブル制御部36に実行させる。
【0031】
処理実行部40は、精度優先モードを選択した場合、テーブル記憶部38Bに記憶される情報テーブルを参照することで、オペレータにより入力された加工誤差許容量に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定する。この場合、処理実行部40は、加工誤差許容量に応じたブロック読込数でブロックごとに加工プログラムを読み込み、その加工誤差許容量に応じたファン回転数でファンモータM5を駆動する処理をファン制御部34に実行させる。なお、処理実行部40は、精度優先モードでは、加工プログラムにより指定されるモータ回転数でテーブルモータM3、M4を駆動する処理をテーブル制御部36に実行させてもよい。
【0032】
ここで、情報テーブルでは、上記のように、加工誤差許容量が小さいほどファン回転数が小さくなるように対応付けられている。このため、加工精度を高めるためにオペレータが入力値(加工誤差許容量)を小さくするほど、処理実行部40は、冷却ファン32のファンモータM5のファン回転数を下げる処理をファン制御部34に実行させることで、冷却ファン32の冷却能力を抑制する。したがって、処理実行部40は、ファンモータM5の回転に伴って生じる振動を抑制することができ、この結果、加工精度の悪化を抑制することができる。
【0033】
一方、情報テーブルでは、上記のように、ファン回転数が小さいほどブロック読込数が小さくなるように対応付けられている。このため、処理実行部40は、冷却ファン32の冷却能力を抑制するほど、プログラム記憶部38Aから読み込む加工プログラムの読み込み速度を遅くする。したがって、処理実行部40は、冷却ファン32の冷却能力を抑制しても、処理実行部40での単位時間当たりの処理負荷を適切に抑制することができ、この結果、処理負荷の増大に起因する加工時間の長期化を抑制することができる。
【0034】
このように処理実行部40は、精度優先モードでは、オペレータにより入力された加工誤差許容量に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定することで、加工精度の悪化を抑制することに加えて加工時間の長期化を抑制することができる。
【0035】
処理実行部40は、速度優先モードを選択した場合、オペレータにより入力された送り速度に基づいてその送り速度に応じたブロック読込数を算出し、算出したブロック読込数を設定する。また、処理実行部40は、速度優先モードを選択した場合、テーブル記憶部38Bの情報テーブルを参照することで、算出したブロック読込数に対応するファン回転数を設定する。この場合、処理実行部40は、送り速度に応じたブロック読込数でブロックごとに加工プログラムを読み込み、そのブロック読込数に応じたファン回転数でファンモータM5を駆動する処理をファン制御部34に実行させる。なお、処理実行部40は、速度優先モードでは、加工プログラムにより指定されるモータ回転数でテーブルモータM3、M4を駆動する処理をテーブル制御部36に実行させてもよい。
【0036】
ここで、加工速度を高めるためにオペレータが入力値(送り速度)を大きくするほど、処理実行部40は、プログラム記憶部38Aから読み込む加工プログラムのブロック読込数を大きく算出することで、当該加工プログラムの読み込み速度を速くする。これにより、処理実行部40は、加工速度を速めることができる。
【0037】
一方、情報テーブルでは、上記のように、ブロック読込数が大きいほどファン回転数が大きくなるように対応付けられている。このため、処理実行部40は、加工プログラムの読み込み速度を速めるほど、冷却ファン32のファンモータM5のファン回転数を上げる処理をファン制御部34に実行させることで、冷却ファン32の冷却能力を高める。したがって、処理実行部40は、加工プログラムの読み込み速度を速くしても、処理実行部40での単位時間当たりの処理負荷が大きくなることによる発熱を抑制することができる。この結果、テーブル制御部36に対する処理実行部40の指令の出力が遅れて加工時間が長期化することを抑制することができる。
【0038】
このように処理実行部40は、速度優先モードでは、オペレータにより入力された送り速度に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定することで、加工時間の長期化を抑制することができる。
【0039】
次に、制御装置16の制御方法について説明する。ただし、ここでは、処理実行部40がファン制御部34を制御する場合について説明する。
図2は、処理実行部40における処理の流れを示すフローチャートである。
【0040】
ステップS1において、処理実行部40は、操作入力装置18を用いてオペレータにより加工開始操作されたか否かを判定する。ここで、加工開始操作されていない場合、処理実行部40は、当該加工開始操作されるまで待機する。このとき、処理実行部40は、加工精度を高めたいときには加工誤差許容量を入力し、加工速度を高めたいときには送り速度を入力すべき等といった説明事項をオペレータに通知してもよい。処理実行部40は、加工開始操作されたと判定した場合には、ステップS2に進む。
【0041】
ステップS2において、処理実行部40は、加工誤差許容量が入力されているか否かを判定する。ここで、加工誤差許容量が入力されている場合、処理実行部40は、ステップS3に進んで、精度優先モードを選択し、ステップS4に進む。ステップS4において、処理実行部40は、テーブル記憶部38Bに記憶された情報テーブルを参照することで、オペレータにより入力された加工誤差許容量に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定し、ステップS9に進む。
【0042】
一方、加工誤差許容量が入力されていない場合、処理実行部40は、ステップS5に進んで、送り速度が入力されているか否かを判定する。ここで、送り速度が入力されている場合、処理実行部40は、ステップS6に進んで、速度優先モードを選択し、ステップS7に進む。ステップS7において、処理実行部40は、テーブル記憶部38Bに記憶された情報テーブルを参照することで、オペレータにより入力された送り速度に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定し、ステップS9に進む。
【0043】
他方、加工誤差許容量および送り速度が双方とも入力されていない場合、処理実行部40は、ステップS8に進んで、通常モードを選択する。この場合、処理実行部40は、ブロック読込数およびファン回転数を設定することなくステップS9に進む。
【0044】
ステップS9において、処理実行部40は、加工プログラムに基づいて、ファン制御部34に対して処理を実行させる。すなわち、処理実行部40は、精度優先モードを選択した場合には、加工誤差許容量に応じたブロック読込数でブロックごとに加工プログラムを読み込み、その加工誤差許容量に応じたファン回転数でファンモータM5を駆動する処理をファン制御部34に実行させる。
【0045】
一方、処理実行部40は、速度優先モードを選択した場合には、送り速度に応じたブロック読込数でブロックごとに加工プログラムを読み込み、そのブロック読込数に応じたファン回転数でファンモータM5を駆動する処理をファン制御部34に実行させる。
【0046】
他方、処理実行部40は、通常モードを選択した場合には、予め規定されるブロック読込数で加工プログラムを読み込み、当該加工プログラムにより指定されるファン回転数でファンモータM5を駆動する処理をファン制御部34に実行させる。
【0047】
処理実行部40は、プログラム記憶部38Aから加工プログラムにおけるすべてのブロックの読み込み、当該加工プログラムに基づく実行を完了した場合には、当該処理実行部40の処理を終了する。
【0048】
〔変形例〕
以上、本発明の一例として上記実施の形態が説明されたが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0049】
(変形例1)
図3は変形例1の制御装置16を示す模式図である。変形例1の制御装置16は、制御装置16の温度を測定する温度センサ42をさらに備える。この温度センサ42は処理実行部40に接続されており、温度センサ42の測定結果は処理実行部40に出力される。
【0050】
処理実行部40は、精度優先モードまたは速度優先モードでは、温度センサ42の測定結果に応じて、ブロック読込数およびファン回転数を補正して設定する。すなわち、処理実行部40は、精度優先モードでは、オペレータにより入力された加工誤差許容量に応じたブロック読込数およびファン回転数を、温度センサ42の測定結果(温度)に応じた割合で増減することで補正する。
【0051】
一方、処理実行部40は、速度優先モードでは、オペレータにより入力された送り速度に応じたブロック読込数およびそのブロック読込数に対応するファン回転数を、温度センサ42の測定結果(温度)に応じた割合で増減することで補正する。
【0052】
このように処理実行部40は、加工誤差許容量または送り速度に応じたブロック読込数およびファン回転数を、温度センサ42の測定結果に応じて補正することで、温度に起因する冷却ファン32の冷却能力の変化に対応することができる。この結果、加工精度および加工速度を向上させることができる。
【0053】
(変形例2)
処理実行部40は、特定の加工時に、ブロック読込数およびファン回転数を変更してもよい。つまり、処理実行部40は、特定の加工時に、精度優先モードまたは速度優先モードを設定してもよい。
【0054】
具体的には、処理実行部40は、ヘール加工時に精度優先モードを設定し、荒加工時に
速度優先モードを設定してもよい。このようにすれば、加工精度を高める要求の傾向があるときに加工精度の悪化を抑制し、加工速度を速める要求の傾向があるときに加工時間の長期化を抑制することができる。
【0055】
なお、ヘール加工は、加工対象物Wの加工面に工具Tの平面が接する状態で加工面に沿って工具Tが移動するように、非回転状態の主軸26とテーブル28とを相対的に移動させて加工対象物Wを加工する方法である。
【0056】
(変形例3)
処理実行部40は、所定の関係式を用いて、オペレータにより入力される加工誤差許容量または送り速度に応じて、ブロック読込数およびファン回転数を変更してもよい。この変形例3では、上記実施の形態のように、テーブル記憶部38Bに記憶された情報テーブルがなくてもよくなり、記憶部38の記憶容量を削減し易くなる。
【0057】
(変形例4)
処理実行部40は、加工誤差許容量が入力された場合には加工プログラムにより指定されるファン回転数よりも小さいファン回転数でファンモータM5を駆動する処理を実行させてもよい。これにより、加工精度を高める要求の傾向があるときに冷却ファン32の振動を抑制し易くなる。
【0058】
また、処理実行部40は、送り速度が入力された場合には加工プログラムにより指定されるファン回転数よりも大きいファン回転数でファンモータM5を駆動する処理を実行させてもよい。これにより、加工速度を速める要求の傾向があるときに処理実行部40の処理負荷の増大による発熱に対応することで加工プログラムの実行が遅れることを抑制し易くなる。
【0059】
(変形例5)
上記実施の形態および変形例1〜4は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。
【0060】
〔実施の形態から得られる発明〕
以上の実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
【0061】
(第1の発明)
第1の発明は、工具(T)を用いて、テーブル(28)に固定された加工対象物(W)を加工する工作機械(14)を制御する制御装置(16)である。この制御装置(16)は、加工対象物(W)を加工するための加工プログラムがブロック単位で記憶される記憶部(38)と、制御装置(16)を冷却する冷却ファン(32)のファンモータ(M5)を駆動するファン制御部(34)と、オペレータにより入力される加工誤差許容量またはテーブル(28)の送り速度に応じて、記憶部(38)から単位時間あたりにブロックを読み込むブロック読込数およびファンモータ(M5)のファン回転数を設定し、設定したブロック読込数で加工プログラムをブロックごとに記憶部(38)から読み込み、設定したファン回転数でファンモータ(M5)を駆動する処理をファン制御部(34)に実行させる処理実行部(40)と、を備える。
【0062】
これにより、加工誤差許容量を入力した場合には加工誤差許容量に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定することで加工精度の悪化を抑制し、送り速度を入力した場合には送り速度に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定することで加工時間の長期化を抑制することができる。したがって、生産性の低下を抑制することができる。
【0063】
処理実行部(40)は、ヘール加工時に、加工誤差許容量に応じてブロック読込数およびファン回転数を設定し、荒加工時に、送り速度に応じてブロック読込数およびファン回転数を設定してもよい。
【0064】
これにより、加工精度を高める要求の傾向があるときに冷却ファン(32)の振動を抑制し易く、加工速度を速める要求の傾向があるときに処理実行部(40)の処理負荷の増大による発熱に対応することで加工プログラムの実行が遅れることを抑制し易くなる。
【0065】
処理実行部(40)は、加工誤差許容量が小さいほど、ブロック読込数およびファン回転数を小さく設定し、送り速度が大きいほど、ブロック読込数およびファン回転数を大きく設定してもよい。
【0066】
これにより、加工精度を高める要求の傾向があるときに冷却ファン(32)の振動を抑制し易く、加工速度を速める要求の傾向があるときに処理実行部(40)の処理負荷の増大による発熱に対応することで加工プログラムの実行が遅れることを抑制し易くなる。
【0067】
制御装置(16)は、制御装置(16)の温度を測定する温度センサ(42)を備え、処理実行部(40)は、温度センサ(42)の測定結果に応じて、ブロック読込数およびファン回転数を補正して設定してもよい。
【0068】
これにより、温度に起因する冷却ファン(32)の冷却能力の変化に対応することができる。この結果、加工精度および加工速度を向上させることができる。
【0069】
(第2の発明)
第2の発明は、工具(T)を用いて、テーブル(28)に固定された加工対象物(W)を加工する工作機械(14)を制御する制御方法である。この制御方法は、オペレータにより入力される加工誤差許容量またはテーブル(28)の送り速度に応じて、
加工プログラムがブロック単位で記憶される記憶部(38)から単位時間あたりにブロックを読み込むブロック読込数、および、工作機械(14)を制御する制御装置(16)を冷却する冷却ファン(32)のファンモータ(M5)のファン回転数を設定する設定ステップ(S4、S7)と、
設定したブロック読込数で加工プログラムをブロックごとに記憶部(38)から読み込み、設定したファン回転数でファンモータ(M5)を駆動する処理をファン制御部(34)に実行させる処理実行ステップ(S9)と、を含む。
【0070】
これにより、加工誤差許容量を入力した場合には加工誤差許容量に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定することで加工精度の悪化を抑制し、送り速度を入力した場合には送り速度に応じたブロック読込数およびファン回転数を設定することで加工時間の長期化を抑制することができる。したがって、生産性の低下を抑制することができる。
【0071】
設定ステップ(S4、S7)は、ヘール加工時に、加工誤差許容量に応じてブロック読込数およびファン回転数を設定し、荒加工時に、送り速度に応じてブロック読込数およびファン回転数を設定してもよい。
【0072】
これにより、加工精度を高める要求の傾向があるときに冷却ファン(32)の振動を抑制し易く、加工速度を速める要求の傾向があるときに処理実行部(40)の処理負荷の増大による発熱に対応することで加工プログラムの実行が遅れることを抑制し易くなる。
【0073】
設定ステップ(S4、S7)は、加工誤差許容量が小さいほど、ブロック読込数およびファン回転数を小さく設定し、送り速度が大きいほど、ブロック読込数およびファン回転数を大きく設定してもよい。
【0074】
これにより、加工精度を高める要求の傾向があるときに冷却ファン(32)の振動を抑制し易く、加工速度を速める要求の傾向があるときに処理実行部(40)の処理負荷の増大による発熱に対応することで加工プログラムの実行が遅れることを抑制し易くなる。
【0075】
設定ステップ(S4、S7)は、制御装置(16)の温度を測定する温度センサ(42)の測定結果に応じて、ブロック読込数およびファン回転数を補正して設定してもよい。
【0076】
これにより、温度に起因する冷却ファン(32)の冷却能力の変化に対応することができる。この結果、加工精度および加工速度を向上させることができる。