特開 2024-108912 制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108912

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4063 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4063 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013561

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】近藤 純平

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB01

3C269AB31

3C269BB05

3C269CC02

3C269CC15

3C269EF02

3C269EF15

3C269EF39

3C269MN27

3C269QE19

3C269QE32

(57)【要約】

【課題】加工処理の効率性を向上させるための情報を示すことができる制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】制御装置は、主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御装置であって、前記主軸にいずれかの前記工具が装着される都度、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能且つ実行可能な時短可能処理の存否を判定する判定部と、前記判定部にて前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する情報を取得する取得部と、前記取得部にて取得した情報又は前記取得部にて取得した情報に基づく情報を出力する出力部とを備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御装置であって、
前記主軸にいずれかの前記工具が装着される場合、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能且つ実行可能な時短可能処理の存否を判定する判定部と、
前記判定部にて前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する第一情報を取得する取得部と、
前記第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を出力する出力部と
を備える制御装置。

【請求項2】

前記出力部は、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間における切削時間及び被切削時間と、前記第一情報又は前記第二情報とを表示するための信号を出力する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記判定部にて複数の前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記取得部は、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記複数の時短可能処理それぞれに関する情報を取得し、
前記出力部は、前記取得部にて取得した前記複数の時短可能処理それぞれの前記第一情報又は前記複数の時短可能処理それぞれの前記第一情報に基づく前記第二情報を統合して表示するための信号を出力する
請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記取得部は、前記主軸に装着された第一及び第二の前記工具それぞれに紐づけて前記時短可能処理に関する情報を取得し、
前記出力部は、前記第一の工具に紐づけた前記第一情報又は前記第一の工具に紐づけた前記第一情報に基づく第二情報と、前記第二の工具に紐づけた前記第一情報又は前記第二の工具に紐づけた前記第一情報に基づく前記第二情報とを統合して表示するための信号を出力する
請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項5】

前記出力部は、前記複数の時短可能処理それぞれに関する前記第一情報又は前記複数の時短可能処理それぞれに関する前記第一情報に基づく前記第二情報を表又はグラフによって表示するための信号を出力する
請求項３に記載の制御装置。

【請求項6】

前記時短可能処理は、最大速度で目標位置とは異なる位置まで処理対象の移動を行った後、前記最大速度よりも小さい速度で前記目標位置まで前記処理対象の移動を行う外回り処理、又は保持部のクランプが完了する前に前記処理対象の移動を開始するオーバーラップ処理を含む
請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項7】

前記外回り処理における前記第一情報は外回り実行回数及び外回り可能回数であり、前記第二情報は短縮予測時間であり、
前記オーバーラップ処理における前記第一情報はオーバーラップ対象動作数であり、前記第二情報は短縮予測時間である
請求項６に記載の制御装置。

【請求項8】

主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御方法において、
前記主軸にいずれかの前記工具が装着される場合、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、
前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する第一情報を取得し、
前記第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を出力する
制御方法。

【請求項9】

主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記制御装置に、
前記主軸にいずれかの前記工具が装着される場合、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、
前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する第一情報を取得し、
前記第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を出力する
処理を実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、工作機械を制御する制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ワークを治具にクランプしてから加工が終わってワークをアンクランプするまでのサイクルタイムと、ワークの切削時間とを工具毎に記憶し、工具毎のサイクルタイム、切削時間、サイクルタイムに占める切削時間の割合等を表示部に表示させる工作機械の制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４３１２０４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１において表示部に表示される情報は、加工処理の効率性を向上させるための情報として不十分である。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、加工処理の効率性を向上させるための情報を示すことができる制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム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】

【0006】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御装置であって、前記主軸にいずれかの前記工具が装着される場合、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能且つ実行可能な時短可能処理の存否を判定する判定部と、前記判定部にて前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する第一情報を取得する取得部と、前記第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を出力する出力部とを備える。

【0007】

本開示においては、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、時短可能処理が存在すると判定した場合、前記工具に紐づけて時短可能処理に関する第一情報を取得する。第一情報又は第一情報に基づく第二情報は例えば表示部に出力される。

【0008】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記出力部は、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間における切削時間及び被切削時間と、前記第一情報又は前記第二情報とを表示するための信号を出力する。

【0009】

本開示においては、切削時間、被切削時間及び時短可能処理に関する第一情報又は第二情報を表示するための信号を出力し、切削時間、被切削時間及び時短可能処理に関する第一情報又は第二情報を例えば表示部に表示する。

【0010】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記判定部にて複数の前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記取得部は、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記複数の時短可能処理それぞれに関する情報を取得し、前記出力部は、前記取得部にて取得した前記複数の時短可能処理それぞれの前記第一情報又は前記複数の時短可能処理それぞれの前記第一情報に基づく情報を統合して表示するための信号を出力する。

【0011】

本開示においては、複数の時短可能処理それぞれの第一情報又は複数の時短可能処理それぞれの第一情報に基づく第二情報を統合して表示するための信号を出力し、複数の時短可能処理それぞれの第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を統合して、例えば表示部に表示する。

【0012】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記取得部は、前記主軸に装着された第一及び第二の前記工具それぞれに紐づけて前記時短可能処理に関する情報を取得し、前記出力部は、前記第一の工具に紐づけた前記第一情報又は前記第一の工具に紐づけた前記第一情報に基づく第二情報と、前記第二の工具に紐づけた前記第一情報又は前記第二の工具に紐づけた前記第一情報に基づく前記第二情報とを統合して表示するための信号を出力する。

【0013】

本開示においては、第一の工具に紐づけた第一情報又はこの第一情報に基づく第二情報と、第二の工具に紐づけた第一情報又はこの第一情報に基づく第二情報とを統合して表示するための信号を出力し、第一の工具に紐づけた第一情報又はこの第一情報に基づく第二情報と、第二の工具に紐づけた第一情報又はこの第一情報に基づく第二情報を統合して、例えば表示部に表示する。

【0014】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記出力部は、前記複数の時短可能処理それぞれに関する前記第一情報又は前記複数の時短可能処理それぞれに関する前記第一情報に基づく前記第二情報を表又はグラフによって表示するための信号を出力する。

【0015】

本開示においては、複数の時短可能処理それぞれに関する情報又はこの情報に基づく情報を表又はグラフによって表示するための信号を出力し、複数の時短可能処理それぞれに関する情報を表又はグラフによって、例えば表示部に表示する。

【0016】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記時短可能処理は、最大速度で目標位置とは異なる位置まで処理対象の移動を行った後、前記最大速度よりも小さい速度で前記目標位置まで前記処理対象の移動を行う外回り処理、又は保持部のクランプが完了する前に前記処理対象の移動を開始するオーバーラップ処理を含む。

【0017】

本開示においては、外回り処理を行うことによって、処理対象の目標位置までの移動時間を短縮する。又はオーバーラップ処理を行うことによって、処理対象の目標位置までの移動時間を短縮する。

【0018】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記外回り処理における前記第一情報は外回り実行回数及び外回り可能回数であり、前記第二情報は短縮予測時間であり、前記オーバーラップ処理における前記第一情報はオーバーラップ対象動作数であり、前記第二情報は短縮予測時間である。

【0019】

本開示においては、外回り処理における第一情報として外回り実行回数及び外回り可能回数を出力し、第二情報として短縮予測時間を出力する。オーバーラップ処理における第一情報としてオーバーラップ対象動作数を出力し、第二情報として短縮予測時間を出力する。

【0020】

本開示の一実施形態に係る制御方法は、主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御方法において、前記主軸にいずれかの前記工具が装着される場合、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する第一情報を取得し、前記第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を出力する。

【0021】

本開示においては、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、時短可能処理が存在すると判定した場合、前記工具に紐づけて時短可能処理に関する第一情報を取得する。第一情報又は第一情報に基づく第二情報は例えば表示部に出力される。

【0022】

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、主軸に装着される複数の工具を交換可能な工作機械を制御する制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムであって、前記制御装置に、前記主軸にいずれかの前記工具が装着される場合、前記主軸に前記工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、少なくとも一つの時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、前記時短可能処理が存在すると判定した場合、前記主軸に装着された前記工具に紐づけて前記時短可能処理に関する第一情報を取得し、前記第一情報又は前記第一情報に基づく第二情報を出力する処理を実行させる。

【0023】

本開示においては、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、時短可能処理が存在すると判定した場合、前記工具に紐づけて時短可能処理に関する第一情報を取得する。第一情報又は第一情報に基づく第二情報は例えば表示部に出力される。

【発明の効果】

【0024】

本開示の一実施形態に係る制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムにあっては、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、時短可能処理が存在すると判定した場合、前記工具に紐づけて時短可能処理に関する第一情報を取得する。第一情報又は第一情報に基づく第二情報を例えば表示部に出力し、時間短縮可能な処理をユーザに認識させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施の形態１に係る工作機械の斜視図である。

【図2】工具交換装置及び軌道を覆うカバー等を省略した工作機械の斜視図である。

【図3】工作機械のブロック図である。

【図4】インポジション待ち時間を説明するグラフである。

【図5】クランプ／アンクランプ待ち時間を説明するグラフである。

【図6】トリガ待ち時間を説明するグラフである。

【図7】ＲＡＭ又は記憶部に記憶され、インポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間及びトリガ信号待ち時間を示すテーブルの概念図である。

【図8】制御部による短縮可能時間測定処理を説明するフローチャートである。

【図9】時短可能処理に関する情報を表示する表示部の一例を示す画面図である。

【図10】実施の形態２に係るＺ軸外回り処理を説明するグラフである。

【図11】加工プログラムの一例を示すプログラムコードである。

【図12】ＲＡＭ又は記憶部に記憶され、Ｎｏ．、工具番号、Ｚ軸外回り処理の実行回数、Ｚ軸外回り処理の実行可能回数を示すテーブルの概念図である。

【図13】主軸回転待ち時間を説明するグラフである。

【図14】主軸停止待ち時間を説明するグラフである。

【図15】主軸のＺ軸位置、加工領域及びＡＴＣ領域と、主軸の移動と、工具交換装置の回転との関係を説明する説明図である。

【図16】工具交換装置の回転を説明する説明図である。

【図17】ＲＡＭ又は記憶部に記憶され、Ｎｏ．、工具番号、旋回ピッチ数、ＡＴＣ領域内動作時間を示すテーブルの概念図である。

【図18】付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理を説明するグラフである。

【図19】加工プログラムの一例を示すプログラムコードである。

【図20】ＲＡＭ又は記憶部に記憶され、Ｎｏ．、工具番号、第１オーバーラップ対象動作数、第２オーバーラップ対象動作数を示すテーブルの概念図である。

【図21】タップ動作処理の時間と、タップ高速動作処理の推定時間とを説明するグラフである。

【図22】ＲＡＭ又は記憶部に記憶され、Ｎｏ．、工具番号、タップ時間、高速タップ時間を示すテーブルの概念図である。

【図23】スキップ処理を説明するグラフである。

【図24】ＲＡＭ又は記憶部に記憶され、Ｎｏ．、工具番号、スキップ信号待ち時間を示すテーブルの概念図である。

【図25】時短可能処理に関する情報を表示する表示部の一例を示す画面図である。

【図26】サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を示す表である。

【図27】サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を示す円グラフである。

【図28】サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を示すパレート図である。

【図29】サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を工具番号毎に示す表である。

【図30】工具番号１の工具における各項目の短縮予測時間を示す円グラフである。

【図31】Ｚ軸外回り処理における各工具番号に対応した短縮予測時間を示す円グラフである。

【図32】各項目の短縮予測時間を工具番号毎に示す棒グラフである。

【図33】各工具番号の短縮予測時間を項目毎に示す棒グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図中の上下前後左右を使用する。図１は工作機械の斜視図であり、図２は工具交換装置及び軌道を覆うカバー等を省略した工作機械の斜視図である。

【0027】

工作機械１００は、制御装置４、基台２０、Ｙ軸方向移動装置２２、Ｘ軸方向移動装置２６、立柱２８、Ｚ軸方向移動装置３０、主軸ヘッド３２、工具交換装置１０等を備える。Ｘ軸方向は左右方向に対応し、Ｙ軸方向は前後方向に対応し、Ｚ軸方向は上下方向に対応する。基台２０は床面上に固定してある。基台２０は、Ｙ軸方向移動装置２２、Ｘ軸方向移動装置２６を介して立柱２８を前後方向及び左右方向に移動可能に支持する。

【0028】

基台２０の前部はワーク保持装置１２０を支持する。ワーク保持装置１２０はＡ軸モータ１２４及びＣ軸モータ７９を備える（図３参照）。Ａ軸は左右に延びる。Ａ軸モータ１２４の駆動によってワーク保持装置１２０はＡ軸回りに回転可能である。ワーク保持装置１２０はワークを保持する保持面を有する。図１において保持面は上面である。Ｃ軸は保持面及びＡ軸に直交する。Ｃ軸モータ７９の駆動によってワーク保持装置１２０はＣ軸回りに回転可能である。ワーク保持装置１２０は保持部に対応する。立柱２８にＺ軸方向移動装置３０が設けてある。Ｚ軸方向移動装置３０は主軸ヘッド３２を上下方向に移動する。工具交換装置１０は、主軸ヘッド３２に装着する工具を交換する。

【0029】

Ｙ軸方向移動装置２２は、互いに平行な二つの軌道２２ａ、複数の移動体２２ｂ、Ｙ軸方向移動台２２ｃ及びＹ軸モータ２２ｄ（図３参照）を備える。軌道２２ａは基台２０の上面にて前後方向に延びる。移動体２２ｂは二つの軌道２２ａ夫々に前後方向に移動可能に嵌合する。Ｙ軸方向移動台２２ｃは二つの軌道２２ａに跨がって移動体２２ｂ上に固定してある。Ｙ軸モータ２２ｄの駆動によって、Ｙ軸方向移動台２２ｃは前後方向に移動する。

【0030】

Ｘ軸方向移動装置２６は、互いに平行な二つの軌道２６ａ、複数の移動体２６ｂ、立柱台２６ｃ及びＸ軸モータ２６ｄ（図３参照）を備える。軌道２６ａはＹ軸方向移動台２２ｃの上面に左右方向に延びる。移動体２６ｂは二つの軌道２６ａ夫々に左右方向に移動可能に嵌合する。立柱台２６ｃは二つの軌道２６ａに跨がって移動体２６ｂ上に固定してある。立柱２８は立柱台２６ｃ上に固定してある。Ｘ軸モータ２６ｄの駆動によって、立柱台２６ｃは左右方向に移動する。立柱２８は、Ｙ軸方向移動装置２２及びＸ軸方向移動装置２６によって前後方向及び左右方向に移動する。

【0031】

Ｚ軸方向移動装置３０は、互いに平行な二つの軌道３０ａ、複数の移動体３０ｂ、主軸ヘッド台３０ｃ及びＺ軸モータ３０ｄ（図３参照）を備える。軌道３０ａは、立柱２８の前面に上下方向に延びる。複数の移動体３０ｂは二つの軌道３０ａ夫々に上下方向に移動可能に嵌合する。主軸ヘッド台３０ｃは二つの軌道３０ａに跨がって移動体３０ｂの前面に固定してある。Ｚ軸モータ３０ｄの駆動によって、主軸ヘッド台３０ｃは上下方向に移動する。

【0032】

主軸ヘッド３２は主軸ヘッド台３０ｃに固定してある。主軸ヘッド３２は、前側内部に上下方向に延びる主軸３４を回転可能に保持する。主軸３４は中空の筒形状をなす。Ｘ軸モータ２６ｄ、Ｙ軸モータ２２ｄ及びＺ軸モータ３０ｄを駆動制御することで、主軸ヘッド３２は前後、左右及び上下に移動する。

【0033】

工具交換装置１０は、長円形の軌道（図示略）、該軌道を移動する複数の移動台（図示略）を備える。軌道は主軸ヘッド３２及び立柱２８を囲み、前側下方から後側上方へ延び、水平面から所定角度傾斜する。複数の移動台はリンクによってチェーン状に結合されている。図１に示すように、ギア５１及びマガジンモータ５２が軌道の内側に配置してある。ギア５１はマガジンモータ５２に連結し、マガジンモータ５２の駆動によって回転する。複数の移動台はギア５１に噛合し、マガジンモータ５２の駆動によって軌道上を回転する。各移動台は把持アーム５３を支持する。

【0034】

空の把持アーム５３を工具交換装置１０の軌道の前端部に配置し、工具１１を装着した主軸３４が上昇することによって、把持アーム５３は工具１１を主軸３４から取り外して把持する。工具１１を把持する把持アーム５３を工具交換装置１０の軌道の前端部に配置し、工具１１を把持していない主軸３４が下降することによって、主軸３４は工具１１を装着する。

【0035】

図３は、工作機械１００のブロック図である。制御装置４は、制御部４ａ、ＲＡＭ４ｂ、記憶部４ｃ及びインタフェース４ｄを備える。制御部４ａはプロセッサ、例えばＣＰＵ又はＭＰＵ等である。なおプロセッサに代えてロジック回路、例えばＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ等でもよい。ＲＡＭ４ｂは主記憶装置の一例であり、他のメモリでもよい。記憶部４ｃは補助記憶装置であり、例えば不揮発性メモリ、ハードディスク等を有する。不揮発性メモリは、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等である。記憶部４ｃは工作機械１の制御プログラム（プログラム製品）を記憶する。制御プログラムはワークを加工する加工プログラムを含む。記憶部４ｃは後述の変数Ｋ及び処理周期Ｃ等を記憶する。尚制御プログラムを記憶した持ち運び可能な記憶媒体４ｅに制御プログラムを記憶し、記憶媒体４ｅから記憶部４ｃにインストールしてもよく、制御装置４を通信可能に構成し、サーバから記憶部４ｃに制御プログラムをダウンロードしてもよい。

【0036】

制御部４ａは記憶部４ｃからＲＡＭ４ｂに制御プログラムを読み出し、制御プログラムに基づき、駆動信号をインタフェース４ｄ、及び駆動回路２６ｅ、２２ｅ、３０ｅ、３３０ｄ、５２ａ、１２５ａ又は７９ａを介してＸ軸モータ２６ｄ、Ｙ軸モータ２２ｄ、Ｚ軸モータ３０ｄ、主軸モータ３５、マガジンモータ５２、Ａ軸モータ１２５又はＣ軸モータ７９に出力する。以下、駆動回路２６ｅ、２２ｅ、３０ｅ、３３０ｄ、５２ａ、１２５ａ又は７９ａを区別する必要がない場合、単に駆動回路と称し、Ｘ軸モータ２６ｄ、Ｙ軸モータ２２ｄ、Ｚ軸モータ３０ｄ、マガジンモータ５２、Ａ軸モータ１２５又はＣ軸モータ７９を区別する必要がない場合、単にモータと称する。各モータはエンコーダを有し、エンコーダは駆動回路に検出値を送信する。駆動回路はエンコーダの検出値を受け、フィードバック制御を実施する。制御部４ａは制御プログラムに基づいて後述する短縮可能時間測定処理を実行する。作業者は操作部２１を操作し、操作部２１はインタフェース４ｄを介して制御装置４に情報を入力する。操作部２１はキーボード、タッチパネル又はスイッチ等を有する。制御部４ａはインタフェース４ｄを介して情報を表示するための信号を表示部４０に出力する。表示部４０は表示画面を有する。

【0037】

主軸に装着する工具を交換する場合、主軸から工具を取り外した後、マガジンモータ５２は最高速度に至るまで加速し、最高速度を所定時間維持した後、減速し、工具マガジン７に収納した所定の工具を交換位置に割り出す。

【0038】

制御部４ａは制御プログラムに基づき、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能な時短可能処理が存在するか否か判定する。制御部４ａは時短可能処理が存在すると判定した場合、時短可能処理における短縮可能な時間を測定する。例えば、時短可能処理はインポジション待ち処理であり、短縮可能な時間はインポジション待ち時間である。

【0039】

図４は、インポジション待ち時間を説明するグラフである。図４のグラフは、例えば主軸ヘッド３２、工具交換装置１０又はワーク保持装置１２０が移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び速度を示す。換言すれば、モータが移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び速度を示す。グラフの横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。

【0040】

時点ｔ０は、モータが制御部４ａから与えられた一定速度で時点０から移動を開始した場合に、目標位置に到達する時点である。駆動回路は、制御部４ａから与えられた一定速度を予め定めた時定数で補正し、補正後の速度でモータを駆動する。補正後の速度は図３のグラフで示される速度である。

【0041】

時点ｔ１は、時点ｔ０から所定時間Ｓ０が経過した時点である。所定時間Ｓ０は、例えば時点ｔ０から速度の大きさが予め定めた閾値以下となるまでの時間、時定数に基づき算出された時間又は予め定めた固定値等である。時点ｔ１は、インポジション待ち時間の測定を開始する時点である。時点ｔ２は、インポジション待ち時間の測定を終了する時点である。即ち、時点ｔ２は、モータの所在位置と、目標位置との差分が所定範囲内の値になった時点である。制御部４ａは時点ｔ１と時点ｔ２との間の時間Ｓ１、即ちインポジション待ち時間を測定する。

【0042】

例えば、時短可能処理はクランプ／アンクランプ待ち処理であり、短縮可能な時間はクランプ／アンクランプ待ち時間である。図５は、クランプ／アンクランプ待ち時間を説明するグラフである。図５のグラフは、Ｘ軸モータ２６ｄ及びＡ軸モータ１２５が移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び速度を示す。グラフの横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。

【0043】

クランプ待ち時間は、例えばＡ軸モータ１２５がクランプになった時点、即ちＡ軸モータ１２５のブレーキがオンになった時点から、Ａ軸モータ１２５以外の移動軸のモータが移動を開始するまでの時間である。Ａ軸モータ１２５以外の移動軸のモータは例えばＸ軸モータ２６ｄ、Ｙ軸モータ２２ｄ、Ｚ軸モータ３０ｄ又はマガジンモータ５２である。移動軸のモータは主軸モータ３５及びＣ軸モータ７９以外のモータである。

【0044】

アンクランプ待ち時間は、例えばＡ軸モータ１２５がアンクランプになった時点、即ちＡ軸モータ１２５のブレーキがオフになってから、いずれかの移動軸のモータが移動を開始するまでの時間である。いずれかの移動軸のモータは例えばＡ軸モータ１２５、Ｘ軸モータ２６ｄ、Ｙ軸モータ２２ｄ、Ｚ軸モータ３０ｄ又はマガジンモータ５２である。

【0045】

時点０はＡ軸モータ１２５がアンクランプ動作を開始した時点、即ちＡ軸モータ１２５のブレーキのオフ動作を開始した時点を示し、またＸ軸モータ２６ｄが移動を開始した時点を示す。時点ｔ３は、アンクランプ動作が完了した時点、即ちＡ軸モータ１２５のブレーキのオフ動作が完了した時点を示す。また時点ｔ３はＡ軸モータ１２５の駆動開始時点を示す。時間Ｓ２は時点０から時点ｔ３までの間の時間を示し、アンクランプ動作に要する時間を示す。時点ｔ４はＡ軸モータ１２５がクランプ動作を開始した時点、即ちＡ軸モータ１２５のブレーキのオン動作を開始した時点を示し、時点ｔ５はＡ軸モータ１２５がクランプ動作を完了した時点、即ちＡ軸モータ１２５のブレーキのオン動作が完了した時点を示す。Ｓ３は時点ｔ４から時点ｔ５までの間の時間を示し、クランプ動作に要する時間を示す。

【0046】

時点ｔ０にてＡ軸モータ１２５のアンクランプ動作が開始されているものの、Ｘ軸モータ２６ｄの移動が開始されているので、時間Ｓ２はアンクランプ待ち時間ではない。時点ｔ４にてＡ軸モータ１２５のクランプ動作が開始され、Ｘ軸モータ２６ｄは移動していない。そのため時間Ｓ３はクランプ待ち時間である。制御部４ａはクランプ待ち時間を測定する。なお時間Ｓ３の間、Ｘ軸モータ２６ｄ以外の移動軸のモータも移動していないとする。
なお時点ｔ０にてＸ軸モータ２６ｄの移動が開始されていない場合には、時間Ｓ２はアンクランプ待ち時間であり、制御部４ａはアンクランプ待ち時間を測定する。

【0047】

図５ではＡ軸モータ１２５とＸ軸モータ２６ｄの組み合わせを示したが、Ａ軸モータ１２５と、Ｘ軸モータ２６ｄ以外の移動軸のモータとの組み合わせでもよいし、Ｃ軸モータ７９と、移動軸のモータとの組み合わせでもよい。

【0048】

例えば、時短可能処理はトリガ待ち処理であり、短縮可能な時間はトリガ待ち時間である。図６は、トリガ待ち時間を説明するグラフである。図６のグラフは、「Ｇ００Ｚ＊＊」指令、即ちＺ位置＊＊までの移動指令に基づきＺ軸モータ３０ｄが移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び速度と、「Ｍ１０」指令、即ち待機指令の有効／無効時間とを示す。「Ｇ００Ｚ＊＊」指令は移動指令の一例である。移動指令は、前述の移動軸のモータを移動させる指令である。「Ｍ１０」指令は待機指令の一例である。「Ｇ００Ｚ＊＊」指令のグラフ（上のグラフ）の横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。「Ｍ１０」指令のグラフ（下のグラフ）の横軸は時間を示し、縦軸は有効／無効を示す。縦軸の正の値は有効であることを示し、０は無効であることを示す。

【0049】

トリガ待ち時間は、待機指令が有効になってから、トリガ信号の入力によって待機指令が無効になるまでの時間である。ただし、トリガ待ち処理中に移動指令によって移動軸が移動している場合、移動軸の移動開始時点から時点ｔ０までの時間はトリガ待ち時間から除かれる。

【0050】

時点ｔ０は、図４と同様に、Ｚ軸モータ３０ｄが制御部４ａから与えられた一定速度で時点０から移動を開始した場合に、目標位置に到達する時点である。時点ｔ６は、待機指令を解除するトリガ信号が入力された時点である。制御部４ａは時点ｔ０から時点ｔ６までの時間Ｓ４、即ちトリガ待ち時間を測定する。

【0051】

図７は、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶され、インポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間及びトリガ信号待ち時間を示すテーブルの概念図である。図７における「Ｎｏ．」は加工プログラムの実行によって主軸に装着された工具の順番を示す。各順番はそれぞれ、主軸に装着された一つの工具番号に対応する。なお異なる順番は同じ工具番号に対応することがある。例えばＮｏ．１の工具と、Ｎｏ．５の工具とが同じ工具番号１の工具であることがある。この場合、最初に工具番号１の工具が主軸に装着され、５番目に工具番号１の工具が主軸に装着されたことになる。インポジション待ち時間は上述の時間Ｓ１、クランプ／アンクランプ待ち時間は上述の時間Ｓ３、トリガ信号待ち時間は上述の時間Ｓ４を示す。制御部４ａは工具の順番に紐づけて時間Ｓ１，Ｓ３及びＳ４を測定し、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶する。即ち制御部４ａは主軸に装着された工具に紐づけて時短可能処理に関する情報を取得する。

【0052】

図８は、制御部４ａによる短縮可能時間測定処理を説明するフローチャートである。加工プログラムの実行が開始された場合、制御部４ａは主軸に装着された工具の工具番号を取得する（Ｓ１）。制御部４ａは変数Ｋに０を代入する（Ｓ２）。制御部４ａは加工プログラムが終了したか否か判定する（Ｓ３）。加工プログラムが終了していない場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部４ａは、工具交換指令が加工プログラムから読み込まれ、工具交換指令の実行が完了したか否か判定する（Ｓ４）。工具交換指令が完了してない場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部４ａは短縮可能時間の測定条件が成立したか否か判定する（Ｓ５）。短縮可能時間は例えば時間Ｓ１、Ｓ３又はＳ４である。

【0053】

時間Ｓ１の測定条件は、モータに移動指令が出力された場合において、時点ｔ０から所定時間Ｓ０が経過したことを示す第１条件である。時間Ｓ３の測定条件は、Ａ軸モータ１２５はクランプされ、移動軸のモータは移動していないことを示す第３条件である。時間Ｓ４の測定条件は、待機指令が有効になってから、トリガ信号の入力によって待機指令が無効になるまでの時間であること、及び、トリガ待ち処理中に移動指令によって移動軸が移動している場合、移動軸の移動開始時点から時点ｔ０までの時間はトリガ待ち時間から除かれることを示す第４条件である。なお時間Ｓ２の測定条件は、Ａ軸モータ１２５がアンクランプされ、移動軸のモータは移動していないことを示す第２条件である。

【0054】

測定条件が成立する場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部４ａは変数Ｋの値を１加算する。（Ｓ６）、ステップＳ６の処理後又は測定条件が成立しない場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部４ａはステップＳ３に処理を戻す。

【0055】

ステップＳ４において、工具交換指令が完了した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部４ａは変数Ｋの値と処理周期Ｃとを乗算し、乗算結果をＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶し（Ｓ８）、ステップＳ１に処理を戻す。処理周期ＣはステップＳ２～ステップＳ６までの処理を実行する時間である。

【0056】

ステップＳ３において、加工プログラムが終了した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部４ａは変数Ｋの値と処理周期Ｃとを乗算し、乗算結果をＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶し（Ｓ７）、処理を終了する。

【0057】

図９は、時短可能処理に関する情報を表示する表示部４０の一例を示す画面図である。制御部４ａは表示部４０に時短可能処理に関する情報を表示するための信号を出力する。時短可能処理に関する情報は、例えば時間Ｓ１，Ｓ３及びＳ４を含む。制御部４ａは、実行したプログラムの番号と、ワークを保持部にクランプしてからアンクランプするまでのサイクルタイムと、切削時間と、非切削時間と、サイクルタイムに占める切削時間の割合とを表示するための信号を出力する。

【0058】

図９に示すように、表示部４０には、プログラムの番号、サイクルタイム、切削時間、非切削時間及びサイクルタイムに占める切削時間の割合が表示される。また時間Ｓ１，Ｓ３及びＳ４、即ちインポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間及びトリガ信号待ち時間が表形式で表示される。図９において、表は、「ＮＯ．」、「工具番号」、「切削時間」、「非切削時間」及び「インポジション待ち時間」を表示する。「「ＮＯ．」は図７の「ＮＯ．」と同じである。「工具番号」は主軸に装着された工具の工具番号を示す。図８においては、「ＮＯ．」及び「工具番号」に紐づけて「切削時間」、「非切削時間」及び「インポジション待ち時間」が表示されている。

【0059】

表示部４０は、表示項目を選択するためのプルダウン形式の選択部を表示する。ユーザは選択部を操作することによって、「インポジション待ち時間」、「クランプ／アンクランプ待ち時間」、又は「トリガ信号待ち時間」を選択することができる。表示部４０は、選択されたいずれかの時間を表示する。

【0060】

実施の形態１に係る工作機械にあっては、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能な時短可能処理の存否を判定し、時短可能処理が存在すると判定した場合、工具に紐づけて時短可能処理に関する情報、例えば「インポジション待ち時間」、「クランプ／アンクランプ待ち時間」、又は「トリガ信号待ち時間」を取得する。取得した情報を例えば表示部４０に出力し、時間短縮可能な処理をユーザに認識させることができる。

【0061】

また切削時間、被切削時間及び時短可能処理に関する情報を表示するための信号を出力し、切削時間、被切削時間及び時短可能処理に関する情報を例えば表示部４０に表示する。

【0062】

また複数の時短可能処理それぞれの情報を統合して表示するための信号を出力し、複数の時短可能処理それぞれの情報を統合して、例えば表示部に表示する。なお「統合して表示する」とは、例えば複数の情報のうち少なくとも二つ以上の情報を単一の画像に含めて表示することを示す。

【0063】

上述の工作機械のワーク保持装置１２０はＡ軸及びＣ軸回りに回転可能に構成され、主軸ヘッド３２がＸ～Ｚ軸方向に移動可能に構成されているが、工作機械はワーク保持装置１２０がＸ及びＹ方向に移動可能なテーブルと、該テーブル上に設置されるＡ軸及びＣ軸回りに回転可能な回転保持部とを備え、主軸ヘッド３２がＺ軸方向に移動可能に構成されてもよい。また工作機械は、主軸が左右又は前後方向に延びる横型の工作機械でもよい。

【0064】

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。実施の形態２に係る工作機械の構成のうち、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0065】

例えば、時短可能処理は、Ｚ軸方向への移動処理であって、Ｚ軸外回り処理の実行が可能だが、Ｚ軸外回り処理を実行しなかった移動処理である。図１０は、Ｚ軸外回り処理を説明するグラフである。図１０のグラフは、横軸がＸ／Ｙ軸方向の位置を示し、縦軸がＺ軸方向の位置を示す。図１０のグラフは、移動処理前の位置からＸ軸方向の位置－８６、Ｙ軸方向の位置－１８及びＺ軸方向の位置２０が示す位置、即ち目標位置までの主軸の移動経路を示す。移動処理前の位置から主軸はＺ軸方向に最高速度で移動し、Ｚ軸方向の目標位置である２０を超える位置まで移動し、その後、最高速度よりも低い速度でＺ軸方向の目標位置２０に向けて移動しつつ、Ｘ軸方向の目標位置－８６及びＹ軸方向の目標位置１８まで移動する。即ち、最高速度でＺ軸方向の目標位置２０を僅かに超える位置まで移動させた後、低速でＺ軸方向の目標位置２０まで戻すことによって、最初から低速でＺ軸方向の目標位置２０まで移動させる場合よりも移動時間は短縮する。

【0066】

図１１は、加工プログラムの一例を示すプログラムコードである。図１１において、Ｇ１００Ｔ１は工具番号１の工具への交換を示す。以下の説明では、Ｚ軸方向の位置Ａ、Ｘ軸方向の位置Ｂ及びＹ軸方向の位置Ｃが示す位置を（ＺＡ、ＸＢ、ＹＣ）と表記する。Ｇ００Ｚ２０Ｘ－７７．Ｙ－１８．は、（Ｚ２０、Ｘ－７７、Ｙ－１８）への主軸、即ち工具番号１の移動を示す。ここで、Ｚ軸外回り処理は無効である。Ｍ３００は、以降の行においてＺ軸外回り処理が有効であることを示す。Ｇ００Ｚ２０Ｘ－８６．Ｙ－１８．は、（Ｚ２０、Ｘ－８６、Ｙ－１８）への主軸の、即ち工具番号１の工具の移動を示す。Ｍ３０１は、以降の行においてＺ軸外回り処理が無効であることを示す。Ｇ１００Ｔ２は、工具番号２の工具への交換を示す。Ｇ００Ｚ２０Ｘ－９５．Ｙ－１８．は、（Ｚ２０、Ｘ－９５、Ｙ－１８）への主軸の、即ち工具番号２の工具の移動を示す。

【0067】

（Ｚ２０、Ｘ－７７、Ｙ－１８）への移動において、Ｚ軸外回り処理の実行は可能であるが、Ｚ軸外回り処理が無効なので、Ｚ軸外回り処理は実行されない。（Ｚ２０、Ｘ－８６、Ｙ－１８）への移動において、Ｚ軸外回り処理の実行は可能であり、Ｚ軸外回り処理が有効なので、Ｚ軸外回り処理は実行される。（Ｚ２０、Ｘ－９５、Ｙ－１８）への移動において、Ｚ軸外回り処理の実行は可能であるが、Ｚ軸外回り処理が無効なので、Ｚ軸外回り処理は実行されない。

【0068】

図１２は、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶され、Ｎｏ．、工具番号、Ｚ軸外回り処理の実行回数Ｎ１、Ｚ軸外回り処理の実行可能回数Ｎ２を示すテーブルの概念図である。図１２のテーブルは、図１１に示す処理の実行内容を示す。図１２において、「Ｎｏ．」は加工プログラムの実行によって主軸に装着された工具の順番を示す。「工具番号」は主軸に装着された工具の工具番号を示す。「外回り実行回数」は、Ｚ軸外回り処理を実行した回数を示す。「外回り可能回数」は、Ｚ軸外回り処理を実行可能な回数を示す。「ＮＯ．」及び「工具番号」に紐づけて「外回り実行回数」及び「外回り可能回数」がＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶される。

【0069】

図１１の処理を実行した場合、工具番号１の工具におけるＺ軸外回り処理の実行可能回数は２回であり、工具番号１の工具におけるＺ軸外回り処理の実行回数は１回である。また工具番号２の工具におけるＺ軸外回り処理の実行可能回数は１回であり、工具番号２の工具におけるＺ軸外回り処理の実行回数は０回である。そのため、「工具番号１」に対応する「外回り実行回数」の欄に１が格納され、「外回り可能回数」の欄に２が格納される。また「工具番号２」に対応する「外回り実行回数」の欄に０が格納され、「外回り可能回数」の欄に１が格納される。制御部４ａはＺ軸外回り処理の実行可能回数及びＺ軸外回り処理の実行回数を測定する。測定条件は、Ｚ軸方向への移動を行うことである。Ｚ軸外回り処理の実行回数の増加によって、移動時間は短縮する。なおＺ軸の移動軸以外の移動軸の外回り処理について、「外回り実行回数」及び「外回り可能回数」を測定し、記憶してもよい。

【0070】

例えば、時短可能処理は、主軸回転／停止待ち処理である。図１３は、主軸回転待ち時間を説明するグラフである。図１３のグラフは、「Ｇ００Ｚ＊＊」指令、即ちＺ位置＊＊までの移動指令に基づきＺ軸モータ３０ｄが移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び速度と、主軸の回転速度が上昇し、目標回転速度に至るまでの時間及び速度とを示す。

【0071】

図１３において、ｔ７はＺ軸モータ３０ｄが移動を開始した後、停止した時点を示す。ｔ８は主軸の回転速度が目標回転速度に至った時点を示す。目標回転速度は、指令速度でもよいし、指令速度の所定割合、例えば指令速度の８０～９５％でもよい。時点ｔ７と時点ｔ８との間の時間Ｓ５は、主軸の回転速度が上昇を開始してから目標回転速度に至るまで時間であって、移動軸が移動している時間を除いた主軸回転待ち時間である。主軸回転待ち時間は短縮可能な時間である。制御部４ａは主軸回転待ち時間を測定する。測定条件は、主軸の回転速度が上昇を開始し、目標回転速度に至っておらず、移動軸が移動していないことである。

【0072】

図１４は主軸停止待ち時間を説明するグラフである。図１４のグラフは、「Ｇ００Ｚ＊＊」指令、即ちＺ位置＊＊までの移動指令に基づきＺ軸モータ３０ｄが移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び速度と、主軸の回転速度が下降し、目標回転速度に至るまでの時間及び速度とを示す。

【0073】

図１４において、ｔ９は主軸の回転速度の下降開始時点を示す。ｔ１０はＺ軸モータ３０ｄが移動を開始した後、停止した時点を示す。ｔ１１は主軸の回転速度が目標回転速度に至った時点を示す。目標回転速度は指令速度でもよいし、初期速度から所定割合下降した速度、例えば初期速度から８０～９５％下降した速度でもよい。時点ｔ１０と時点ｔ１１との間の時間Ｓ６は、主軸の回転速度が下降を開始してから目標回転速度に至るまで時間であって、移動軸が移動している時間を除いた主軸停止待ち時間である。主軸停止待ち時間は短縮可能な時間である。制御部４ａは主軸停止待ち時間を測定する。測定条件は、主軸の回転速度が下降を開始し、目標回転速度に至っておらず、移動軸が移動していないことである。

【0074】

例えば、時短可能処理は、工具交換装置旋回／工具交換処理である。図１５は、主軸のＺ軸位置、加工領域及びＡＴＣ領域と、主軸の移動と、工具交換装置の回転との関係を説明する説明図である。図１５に示すように、Ｚ軸方向におけるＺ軸原点位置は、加工領域とＡＴＣ領域との境界を示す位置である。なおＡＴＣ領域は工具交換領域であり、この領域内にて工具交換動作が実行される。ＡＴＣ原点は、主軸から工具が取り外される位置を示す。

【0075】

工具を交換する場合、矢印１に示すように、加工領域にある主軸はＺ軸原点まで移動し、更に矢印２に示すように、ＡＴＣ原点まで移動する。このとき、主軸から工具は取り外される。そして工具交換装置１０は回転し、工具が交換位置に割り出される（図１５の３番参照）。矢印４に示すように、主軸はＺ軸原点まで下降する。このとき、交換位置に割り出された工具は主軸に装着される。矢印５に示すように、主軸は加工領域まで下降する。

【0076】

図１６は、工具交換装置１０の回転を説明する説明図である。図１６には、軌道に沿って配置された１番～５番の把持アーム５３が示されている。５番の把持アーム５３には工具番号２の工具が把持されている。主軸には工具番号１の工具が把持されている。図１６に示すように、工具交換動作によって、主軸から取り外された工具番号１の工具は１番の把持アーム５３に把持される。その後、工具交換装置１０は回転し、工具番号２の工具が交換位置に割り出され、主軸に装着される。

【0077】

図１７は、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶され、Ｎｏ．、工具番号、旋回ピッチ数、ＡＴＣ領域内動作時間を示すテーブルの概念図である。図１７において、「Ｎｏ．」は加工プログラムの実行によって主軸に装着された工具の順番を示す。「工具番号」は主軸に装着された工具の工具番号を示す。「旋回ピッチ数」は工具交換時に、主軸に装着される工具が交換位置に割り出されるまで移動したピッチ数を示す。なお１ピッチは、隣り合う二つの把持アーム５３、５３の間の距離に対応する。「ＡＴＣ領域内動作時間」は、図１６に示す矢印２の移動、工具交換装置１０の回転及び矢印４の移動に要する時間Ｓ７を示す。ＮＯ．」及び「工具番号」に紐づけて「旋回ピッチ数」及び「ＡＴＣ領域内動作時間」がＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶される。

【0078】

図１６の工具交換動作を実行した場合、工具番号２の工具が交換位置に割り出されるまで移動したピッチ数は４である。また制御部４ａはＡＴＣ領域内動作時間を測定し、例えば０．７０１秒が測定される。そのため、図１７に示すように、工具番号２に対応した旋回ピッチ数の欄に４が格納され、ＡＴＣ領域内動作時間の欄に０．７０１秒が格納される。

【0079】

ＡＴＣ領域内動作時間Ｓ７は、工具交換装置旋回／工具交換待ち時間である。工具交換装置旋回／工具交換待ち時間短縮可能な時間である。制御部４ａはＡＴＣ領域内動作時間Ｓ７を測定する。測定条件は、工具交換処理が開始され、ＡＴＣ領域内にて主軸が移動していることである。旋回ピッチ数を減らすことによって、ＡＴＣ領域内動作時間Ｓ７は短縮することができる。

【0080】

例えば、時短可能処理は、付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理である。図１８は、付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理を説明するグラフである。図１８のグラフは、Ａ軸モータ１２５の移動と並行してＺ軸モータ３０ｄの移動が行われる場合においてＺ軸モータ３０ｄ及びＡ軸モータ１２５が移動を開始してから目標位置に到達するまでの時間及び位置を示す。グラフの横軸は時間を示し、縦軸はＡ軸位置又はＺ軸位置を示す。

【0081】

時点ｔ１２は、Ａ軸モータ１２５においてインポジション待ち時間が経過した時点、換言すればインポジションチェックが終了した時点を示す。時点ｔ１３はＡ軸モータ１２５のクランプが完了した時点を示す。Ｚ軸モータ３０ｄは時点ｔ１２以降に移動可能である。即ち、Ｚ軸モータ３０ｄは時点ｔ１３まで待機する必要はない。時点ｔ１２から時点ｔ１３までの間の時間Ｓ８は短縮可能な時間である。なおＡ軸モータ１２５の移動と並行して移動するモータはＺ軸モータ３０ｄに限定されず、他の移動軸のモータでもよい。以下、Ａ軸モータ１２５の移動と並行してＺ軸モータ３０ｄが移動する処理を第１オーバーラップ処理、Ａ軸モータ１２５の移動と並行していずれかの移動軸のモータが移動する処理を第２オーバーラップ処理という。

【0082】

図１９は、加工プログラムの一例を示すプログラムコードである。図１９において、Ｇ１００Ｔ１は工具番号１の工具への交換を示す。Ｇ１００Ｔ２は工具番号２の工具への交換を示す。Ｇ００Ａ＊＊はＡ軸モータ１２５の角度＊＊の位置までの移動を示す。以下の説明では、ＺＸ軸方向の位置Ｂ及びＹ軸方向の位置Ｃが示す位置を（ＸＢ、ＹＣ）と表記する。Ｇ００Ｘ－１００．Ｙ－１００は（Ｘ－１００、Ｙ－１００）への主軸、即ち工具番号１の移動を示す。Ｇ００Ｚ１５０はＺ軸位置１５０への主軸、即ち工具番号１の移動を示す。Ｇ８１Ｒ２．Ｚ－０．５Ｆ１６００は、直径２ｍｍ、主軸回転速度１６００ｒｐｍ、Ｚ軸位置－０．５の穴空け動作を示す。Ｚ軸位置－０．５は穴の底位置に対応する。このとき使用される工具は工具番号２の工具である。なおＧ８１による穴空け動作の後にＡ軸又はＣ軸回りの角度が記述されている場合、記述された角度へのＡ軸モータ１２５又はＣ軸モータ７９の移動が行われる都度、Ｇ８１による穴空け動作は実行される。

【0083】

Ｇ００Ａ１００の直後にＧ００Ｘ－１００．Ｙ－１００．が記述されているので、これらの動作は第２オーバーラップ処理の対象となりうる。Ｇ００Ａ０．の直後にＧ００Ｚ１５０．が記述されているので、これらの動作は第１及び第２オーバーラップ処理の対象となりうる。Ｇ００Ａ０．の直後にＧ８１Ｒ２．Ｚ－０．５Ｆ１６００が記述されているので、これらの動作は第１及び第２オーバーラップ処理の対象となりうる。Ｇ８１Ｒ２．Ｚ－０．５Ｆ１６００の後に、Ａ６０．、Ａ１２０．、Ａ１８０．、Ａ２４０．、Ａ３００．が順に記述されているので、これらの動作は第１及び第２オーバーラップ処理の対象となりうる。

【0084】

図２０は、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶され、Ｎｏ．、工具番号、第１オーバーラップ対象動作数Ｌ１、第２オーバーラップ対象動作数Ｌ２を示すテーブルの概念図である。図２０のテーブルは、図１９に示す処理の実行内容を示す。図２０において、「Ｎｏ．」は加工プログラムの実行によって主軸に装着された工具の順番を示す。「工具番号」は主軸に装着された工具の工具番号を示す。「第１オーバーラップ対象動作数」は、第１オーバーラップ処理の対象となる動作の数を示す。「第２オーバーラップ対象動作数」は、第２オーバーラップ処理の対象となる動作の数を示す。「ＮＯ．」及び「工具番号」に紐づけて「第１オーバーラップ対象動作数」及び「第２オーバーラップ対象動作数」がＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶される。

【0085】

図１９の処理を実行した場合、工具番号１の工具における第１オーバーラップ処理の対象となる動作の数は１であり、第２オーバーラップ処理の対象となる動作の数は２である。また工具番号２の工具における第１オーバーラップ処理の対象となる動作の数は６であり、工具番号２の工具における第２オーバーラップ処理の対象となる動作の数は６である。そのため、「工具番号１」に対応する「第１オーバーラップ対象動作数」の欄に１が格納され、「第２オーバーラップ対象動作数」の欄に２が格納される。また「工具番号２」に対応する「第１オーバーラップ対象動作数」の欄に６が格納され、「第２オーバーラップ対象動作数」の欄に６が格納される。制御部４ａは第１オーバーラップ対象動作数及び第２オーバーラップ対象動作数を測定する。測定条件は、Ａ軸モータ１２５又はＣ軸モータ７９の移動と並行して移動軸のモータが移動することである。

【0086】

例えば、時短可能処理はタップ動作処理である。図２１は、タップ動作処理の時間と、タップ高速動作処理の推定時間とを説明するグラフである。タップ動作処理はワークにタッピング穴を形成する処理である。タップ高速動作処理はタップ動作処理よりも高速にタッピング穴を形成する処理である。タップ動作処理の時間Ｓ９は実際に処理に要した時間である。タップ高速動作処理の推定時間Ｓ１０は、タップ動作処理によって形成されたタッピング穴と同様な穴を形成する場合に、穴の形成に要すると推定される時間である。

【0087】

図２１のグラフの横軸は時間を示し、縦軸はＺ軸方向の移動速度を示す。図２１の実線は、タップ動作処理における主軸のＺ軸方向の移動速度及び時間を示す。破線はタップ高速動作処理における主軸のＺ軸方向の移動速度及び時間を示す。タップ動作処理をタップ高速動作処理に置き換えることによって、タッピング穴を形成する時間は短縮する。制御部４ａはタップ動作処理の時間Ｓ９を測定し、タップ高速動作処理の時間Ｓ１０を推定する。時間Ｓ１０の推定は測定に含まれる。測定条件は、タップ動作処理を行うことである。

【0088】

図２２は、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶され、Ｎｏ．、工具番号、タップ時間（Ｓ９）、高速タップ時間（Ｓ１０）を示すテーブルの概念図である。制御部４ａは、例えば工具番号１の工具によるタップ時間Ｓ９として、２．１秒を測定し、高速タップ時間Ｓ１０として、１．９秒を推定する。この場合、図２２に示すように、工具番号１に対応したタップ時間の欄に２．１秒が格納され、高速タップ時間の欄に１．９秒が格納される。

【0089】

例えば、時短可能処理はスキップ送り処理である。スキップ送り処理は主軸に検出プローブを装着した場合における所定位置とワークとの間の主軸の往復移動処理である。図２３はスキップ処理を説明するグラフである。図２３のグラフの横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。時点ｔ１４は主軸が所定位置から移動を開始した時点を示し、ｔ１５は検出プローブがワークに接触した時点を示す。検出プローブがワークに接触後、主軸は所定位置まで戻る。時点ｔ１４と時点ｔ１５の間の時間は短縮可能な時間である。検出プローブの移動速度を上げることによって、時点ｔ１４と時点ｔ１５の間の時間は短縮する。なお検出プローブは工具番号１の工具に対応する。

【0090】

図２４は、ＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶され、Ｎｏ．、工具番号、スキップ信号待ち時間を示すテーブルの概念図である。図２４のテーブルは、図２３に示す処理の実行内容を示す。図２４において、「Ｎｏ．」は加工プログラムの実行によって主軸に装着された工具の順番を示す。「工具番号」は主軸に装着された工具の工具番号を示す。「スキップ信号待ち時間」は時点ｔ１４と時点ｔ１５の間の時間を示す。「ＮＯ．」及び「工具番号」に紐づけて「スキップ信号待ち時間」がＲＡＭ４ｂ又は記憶部４ｃに記憶される。

【0091】

図２３の処理を実行した場合、検出プローブ、即ち工具番号１の工具のスキップ信号待ち時間は例えば１．１秒である。そのため、「工具番号１」に対応する「スキップ信号待ち時間」の欄に１．１秒が格納される。制御部４ａはスキップ信号待ち時間を測定する。測定条件は、主軸に検出プローブが装着されることである。

【0092】

図２５は、時短可能処理に関する情報を表示する表示部４０の一例を示す画面図である。制御部４ａは表示部４０に時短可能処理に関する情報を表示するための信号を出力する。例えば図２５に示すように、表示部４０はＺ軸外回り処理に関する情報４１、付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理に関する情報４２、工具交換装置旋回／工具交換処理に関する情報４３を表示する。

【0093】

Ｚ軸外回り処理に関する情報４１は、Ｚ軸外回り処理に関する現在のプログラムと、推奨プログラムと、推奨プログラムに変更した場合に予測される短縮予測時間０．５秒とを含む。Ｚ軸外回り処理に関する情報４１の隣には、プログラム変更ボタン４１ａが表示される。ユーザがプログラム変更ボタン４１ａを操作することによって、現在のプログラムは推奨プログラムに変更される。

【0094】

付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理に関する情報４２は、付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理の無効、第１オーバーラップ処理（方式１）が有効であること又は第２オーバーラップ処理（方式２）が有効であることを示すパラメータを含む。無効のパラメータは０であり、第１オーバーラップ処理（方式１）が有効であることを示すパラメータは１であり、第２オーバーラップ処理（方式２）が有効であることを示すパラメータは２である。付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理に関する情報４２は、付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理であることを示す項目と、現在のパラメータ０と、推奨されるパラメータ２と、推奨されるパラメータに変更した場合に予測される短縮予測時間３．１秒とを含む。短縮予測時間は、例えばＡ軸モータ１２５のクランプに要する時間と、第２オーバーラップ対象動作数Ｌ２とを乗算して求める。短縮予測時間は、取得部にて取得した情報に基づく情報に対応する。

【0095】

付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理に関する情報４２の隣には、パラメータ変更ボタン４２ａが表示される。ユーザがパラメータ変更ボタン４２ａを操作することによって、現在のパラメータは推奨パラメータに変更される。

【0096】

工具交換装置旋回／工具交換処理に関する情報４３は、工具交換装置１０のポット番号、即ち把持アーム５３の番号１，２、・・と、各把持アーム５３に把持された現在の工具の工具番号１、２、・・・と、推奨される工具の工具番号５、８、・・・と、現在の工具を推奨される工具に交換した場合に予測される短縮予測時間と１．２秒を含む。ユーザは、表示された推奨工具番号を視認し、現在の工具を推奨された工具に手動で交換することができる。短縮予測時間は、推奨される工具の旋回ピッチ数と、現在の工具の旋回ピッチ数との差分に基づいて、求められる。

【0097】

図２６は、サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を示す表である。図２６に示すように、表示部４０はインポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理を示す項目と、各項目それぞれに対応する短縮予測時間とを表示してもよい。

【0098】

図２７は、サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を示す円グラフである。図２７に示すように、表示部４０はインポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理それぞれに対応する短縮予測時間を円グラフで示してもよい。

【0099】

図２８は、サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を示すパレート図である。図２８に示すように、表示部４０はインポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理それぞれの項目について、短縮予測時間をパレート図で示してもよい。パレート図の折れ線グラフの単位は、例えばパーセンテージである。

【0100】

図２９は、サイクルタイムにおける各項目の短縮予測時間を工具番号毎に示す表である。図２９に示すように、表示部４０はインポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理を示す項目を表示し、各項目それぞれに対応する短縮予測時間を工具番号毎に区別して表示してもよい。

【0101】

図３０は、工具番号１の工具における各項目の短縮予測時間を示す円グラフである。図３０に示すように、表示部４０は工具番号１について、インポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理それぞれに対応する短縮予測時間を円グラフで示してもよい。また工具番号１以外の工具番号について、同様に短縮予測時間を円グラフで示してもよい。

【0102】

図３１は、Ｚ軸外回り処理における各工具番号に対応した短縮予測時間を示す円グラフである。図３１に示すように、Ｚ軸外回り処理について、工具番号１～３に対応した短縮予測時間を円グラフで示してもよい。また工具番号１～３以外の工具番号について、同様に短縮予測時間を円グラフで示してもよい。

【0103】

図３２は、各項目の短縮予測時間を工具番号毎に示す棒グラフである。図３２に示すように、表示部４０はインポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理を項目として示し、各項目それぞれの短縮予測時間を１本の棒グラフによって表示してもよい。１本の棒グラフにおいて、工具番号毎の短縮予測時間が区別して表示される。

【0104】

図３３は、各工具番号の短縮予測時間を項目毎に示す棒グラフである。図３３に示すように、表示部４０は工具番号１～３を示し、各工具番号それぞれの短縮予測時間を１本の棒グラフによって表示してもよい。１本の棒グラフにおいて、項目毎の短縮予測時間が区別して表示される。項目は、インポジション待ち時間、クランプ／アンクランプ待ち時間、Ｚ軸外回り処理、工具交換時間及び付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理である。また表示部４０は１～３以外の工具番号について、同様に棒グラフで表示してもよい。

【0105】

なお制御部４ａはタップ時間Ｓ９又は高速タップ時間Ｓ１０を表示部４０に出力し、表示部４０に表示させてもよい。また制御部４ａはタップ動作処理における短縮予測時間として、タップ時間Ｓ９と高速タップ時間Ｓ１０との差分を表示部４０に出力し、表示部４０に表示させてもよい。また制御部４ａは主軸回転待ち時間Ｓ５又は主軸停止待ち時間Ｓ６を表示部４０に出力し、表示部４０に表示させてもよい。また制御部４ａは旋回ピッチ数Ｐ又はＡＴＣ領域内動作時間Ｓ７を表示部４０に出力し、表示部４０に表示させてもよい。また制御部４ａは第１オーバーラップ対象動作数Ｌ１又は第２オーバーラップ対象動作数Ｌ２を表示部４０に出力し、表示部４０に表示させてもよい。また制御部４ａはスキップ信号待ち時間を表示部４０に表示してもよい。また制御部４ａは、タップ時間Ｓ９、高速タップ時間Ｓ１０、主軸回転待ち時間Ｓ５、主軸停止待ち時間Ｓ６、旋回ピッチ数Ｐ、ＡＴＣ領域内動作時間Ｓ７、第１オーバーラップ対象動作数Ｌ１、第２オーバーラップ対象動作数Ｌ２又はスキップ信号待ち時間と共に、切削時間及び被切削時間を表示部４０に出力し、表示部４０に表示させてもよく、図２５～図３３の表又はグラフに切削時間及び被切削時間を追加して、表示部４０に表示させてもよい。

【0106】

実施の形態２に係る工作機械にあっては、主軸に工具が装着されてから工具交換が行われるまでの間に、時間短縮可能且つ実行可能な時短可能処理の存否を判定し、時短可能処理が存在すると判定した場合、工具に紐づけて時短可能処理に関する情報、例えば「外回り実施回数Ｎ１」、「外回り可能回数Ｎ２」、「主軸回転待ち時間Ｓ５」、「主軸停止待ち時間Ｓ６」、「旋回ピッチ数Ｐ」、「ＡＴＣ領域内動作時間Ｓ７」、「第１オーバーラップ対象動作数Ｌ１」、「第２オーバーラップ対象動作数Ｌ２」、「タップ時間Ｓ９」、「高速タップ時間Ｓ１０」、「スキップ信号待ち時間」を取得する。取得した情報に基づく情報、例えば取得した情報に基づいて演算された短縮予測時間を、例えば表示部４０に出力し、時間短縮可能な処理をユーザに認識させることができる。

【0107】

また複数の時短可能処理それぞれの情報を統合して表示するための信号を出力し、複数の時短可能処理それぞれの情報を統合して、例えば表示部４０に図２６～図２８に示す表、円グラフ又はパレート図を表示する。

【0108】

また第一の工具に紐づけた時短可能処理に関する情報と、第二の工具に紐づけた時短可能処理に関する情報とを統合して表示するための信号を出力し、第一の工具に紐づけた時短可能処理に関する情報と、第二の工具に紐づけた時短可能処理に関する情報とを統合して、例えば表示部４０に図２５の工具交換装置旋回／工具交換処理に関する情報４３、図２９の表、図３０の円グラフ、図３２及び図３３の棒グラフを表示する。

【0109】

また例えばＺ軸外回り処理において、最大速度で目標位置とは異なる位置まで処理対象の移動を行った後、前記最大速度よりも小さい速度で前記目標位置まで前記処理対象の移動を行うことによって、処理対象の目標位置までの移動時間を短縮することができる。また例えば付加軸クランプ早送りオーバーラップ処理において、Ａ軸モータ１２５のクランプが完了する前に前記処理対象の移動を開始することによって、処理対象の目標位置までの移動時間を短縮することができる。

【0110】

なおコンピュータプログラムは、単一のコンピュータ上で、または１つのサイトに配置されるか、若しくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。

【0111】

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

【符号の説明】

【0112】

４ 制御装置
４ａ 制御部
４ｂ ＲＡＭ
４ｃ 記憶部
２２ｄ Ｙ軸モータ
２６ｄ Ｘ軸モータ
３０ｄ Ｚ軸モータ
４０ 表示部
７９ Ｃ軸モータ
１００ 工作機械
１２５ Ａ軸モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】