特開 2024-108914 制御装置、測定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】P2024108914

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】制御装置、測定方法及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/416 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

G05B19/416 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013563

(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

3C269EF03

3C269EF15

3C269MN27

(57)【要約】

【課題】短縮可能な停止時間をユーザに示すことができる制御装置、測定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、駆動軸を有する工作機械を制御する制御装置であって、前記駆動軸が基準速度で初期位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記駆動軸の所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する時間測定部を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動軸を有する工作機械を制御する制御装置であって、
前記駆動軸が基準速度で初期位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記駆動軸の所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する時間測定部
を備える制御装置。

【請求項2】

前記待機時間は、前記駆動軸の加速又は減速を行うための時定数に基づいて定まる
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記時定数は予め定められた値である
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記時定数は、前記駆動軸の第一移動指令に対応した第一時定数と、前記第一移動指令の後に連続して実行され、前記駆動軸の第二移動指令に対応した第二時定数とを含み、
前記待機時間は、前記第一時定数と前記第二時定数との差分に基づいて定まる
請求項２に記載の制御装置。

【請求項5】

前記待機時間は、前記基準時点と、前記基準速度の大きさに対する前記駆動軸の速度の大きさの割合が予め定めた所定値となる時点との間の時間である
請求項１に記載の制御装置。

【請求項6】

前記待機時間は、前記基準時点と、前記所在位置及び前記目標位置の差分が前記所定範囲よりも大きい第２所定範囲内の値になった時点との間の時間である
請求項１に記載の制御装置。

【請求項7】

前記待機時間は予め定めた値である
請求項１に記載の制御装置。

【請求項8】

前記時間測定部にて測定された前記短縮可能時間を出力する出力部を備える
請求項１から７のいずれか一つに記載の制御装置。

【請求項9】

前記駆動軸の移動指令を少なくとも一つ読み出す読出部を備え、
前記時間測定部は、前記読出部にて読み出した各移動指令に対応する各短縮可能時間を測定し、
前記出力部は、前記各短縮可能時間の合計を表示するための信号を出力する
請求項８に記載の制御装置。

【請求項10】

前記出力部は、前記工作機械の主軸に装着された工具に紐づけて前記短縮可能時間を表示するための信号を出力する
請求項８に記載の制御装置。

【請求項11】

前記出力部は、前記工作機械の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おける切削時間及び被切削時間と、前記短縮可能時間とを表示するための信号を出力する
請求項８に記載の制御装置。

【請求項12】

前記出力部は、前記短縮可能時間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８に記載の制御装置。

【請求項13】

前記駆動軸の移動指令を読み出す読出部を備え、
前記所定範囲は第一範囲と、前記第一範囲とは異なる第二範囲とを含み、
前記時間測定部は、前記読出部にて読み出した前記移動指令が前記第一範囲を使用する場合、前記第一範囲に対応する第一短縮可能時間を測定し、前記読出部にて読み出した前記移動指令が前記第二範囲を使用する場合、前記第二範囲に対応する第二短縮可能時間を測定する
請求項８に記載の制御装置。

【請求項14】

駆動軸を有する工作機械における短縮可能な時間を測定する測定方法であって、
前記駆動軸が基準速度で所在位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する
測定方法。

【請求項15】

駆動軸を有する工作機械の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、
駆動軸が基準速度で所在位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する
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、工作機械における短縮可能な時間を測定する測定方法及び前記制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

停止要因と停止要因に基づく停止時間とを取得し、表示部に表示する工作機械が提案されている。作業者は停止時間の短縮を図り、生産性の向上を図る。停止要因はインポジションチェックに起因する停止要因を含む。作業者はインポジションチェックによる停止時間を容易に特定できる（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５７６６７５６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においてインポジションチェックによる停止時間は、短縮不可能な時間を含む。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、短縮可能な停止時間をユーザに示すことができる制御装置、測定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、駆動軸を有する工作機械を制御する制御装置であって、前記駆動軸が基準速度で初期位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記駆動軸の所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する時間測定部を備える。

【0007】

本開示においては、基準時点から待機時間が経過した時点と、駆動軸の所在位置及び目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する。

【0008】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記待機時間は、前記駆動軸の加速又は減速を行うための時定数に基づいて定まる。

【0009】

本開示においては、待機時間を駆動軸の加速又は減速を行うための時定数に基づいて定める。

【0010】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記時定数は予め定められた値である。

【0011】

本開示においては、予め定められた時定数に基づいて待機時間を定める。

【0012】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記時定数は、前記駆動軸の第一移動指令に対応した第一時定数と、前記第一移動指令の後に連続して実行され、前記駆動軸の第二移動指令に対応した第二時定数とを含み、前記待機時間は、前記第一時定数と前記第二時定数との差分に基づいて定まる。

【0013】

本開示においては、第一時定数と第二時定数との差分に基づいて待機時間を定める。

【0014】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記待機時間は、前記基準時点と、前記基準速度の大きさに対する前記駆動軸の速度の大きさの割合が予め定めた所定値となる時点との間の時間である。

【0015】

本開示においては、基準時点と、基準速度の大きさに対する駆動軸の速度の大きさの割合が予め定めた所定値となる時点との間の時間を待機時間にする。

【0016】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記待機時間は、前記基準時点と、前記所在位置及び前記目標位置の差分が前記所定範囲よりも大きい第２所定範囲内の値になった時点との間の時間である。

【0017】

本開示においては、基準時点と、所在位置及び目標位置の差分が第２所定範囲内の値になった時点との間の時間を待機時間にする。

【0018】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記待機時間は予め定めた値である。

【0019】

本開示においては、待機時間を予め定める。

【0020】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記時間測定部にて測定された時間を出力する出力部を備える。

【0021】

本開示においては、時間測定部にて測定された時間を出力部から、例えば表示部に出力する。

【0022】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記駆動軸の移動指令を少なくとも一つ読み出す読出部を備え、前記時間測定部は、前記読出部にて読み出した各移動指令に対応する各短縮可能時間を測定し、前記出力部は、前記各短縮可能時間の合計を表示するための信号を出力する。

【0023】

本開示においては、読出部にて読み出した各移動指令に対応する各短縮可能時間を測定し、各短縮可能時間の合計を表示するための信号を出力する。

【0024】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記出力部は、前記工作機械の主軸に装着された工具に紐づけて前記短縮可能時間を表示するための信号を出力する。

【0025】

本開示においては、主軸に装着された工具に紐づけて短縮可能時間を表示するための信号を出力する。

【0026】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記出力部は、前記工作機械の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おける切削時間及び被切削時間と、前記短縮可能時間とを表示するための信号を出力する。

【0027】

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おける切削時間及び被切削時間と、短縮可能時間とを表示するための信号を出力する。

【0028】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記出力部は、前記短縮可能時間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。

【0029】

本開示においては、短縮可能時間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。

【0030】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記駆動軸の移動指令を読み出す読出部を備え、前記所定範囲は第一範囲と、前記第一範囲とは異なる第二範囲とを含み、前記時間測定部は、前記読出部にて読み出した前記移動指令が前記第一範囲を使用する場合、前記第一範囲に対応する第一短縮可能時間を測定し、前記読出部にて読み出した前記移動指令が前記第二範囲を使用する場合、前記第二範囲に対応する第二短縮可能時間を測定する。

【0031】

本開示においては、読み出した移動指令が第一範囲を含む場合、第一範囲に対応する第一短縮可能時間を測定し、読み出した移動指令が第二範囲を含む場合、第二範囲に対応する第二短縮可能時間を測定する。

【0032】

本開示の一実施形態に係る測定方法は、駆動軸を有する工作機械における短縮可能な時間を測定する測定方法であって、前記駆動軸が基準速度で所在位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する。

【0033】

本開示においては、基準時点から待機時間が経過した時点と、駆動軸の所在位置及び目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する。

【0034】

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、駆動軸を有する工作機械の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、駆動軸が基準速度で所在位置から移動を開始する場合に、前記駆動軸が目標位置に到達する基準時点から待機時間が経過した時点と、前記所在位置及び前記目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する。

【0035】

本開示においては、基準時点から待機時間が経過した時点と、駆動軸の所在位置及び目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する。

【発明の効果】

【0036】

本開示の一実施形態に係る制御装置、測定方法及びコンピュータプログラムにあっては、基準時点から待機時間が経過した時点と、駆動軸の所在位置及び目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点との間の短縮可能時間を測定する。そのため短縮可能時間を作業者に示すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【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】待機時間の一例を説明するグラフである。

【図6】待機時間の一例を説明するグラフである。

【図7】待機時間の一例を説明するグラフである。

【図8】待機時間の一例を説明するグラフである。

【図9】待機時間の一例を説明するグラフである。

【図10】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11】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12】各工具番号に対応したインポジション待ち時間を示す円グラフである。

【図13】各工具番号のインポジション待ち時間を示す棒グラフである。

【図14】実施の形態２に係るインポジション待ち時間を説明するグラフである。

【図15】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16】第１インポジション待ち時間及び第２インポジション待ち時間を示す棒グラフである。

【図17】第１インポジション待ち時間及び第２インポジション待ち時間を示す棒グラフである。

【図18】実施の形態３に係る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。

【発明を実施するための形態】

【0038】

（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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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、３５ａ、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、３５ａ、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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

制御部４ａは加工プログラムからモータの移動指令を読み出す。移動指令は指令速度を含む。制御部４ａはモータの駆動回路に指令速度を与える。時点０はモータが初期位置にある時点である。時点ｔ０は、モータが制御部４ａから与えられた一定速度（指令速度）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。一定速度は基準速度に対応する。時点ｔ０は基準時点に対応する。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。時定数は、例えばモータを停止状態から指令速度まで加速させるのに必要な時間又はモータを指令速度から停止状態まで減速させるのに必要な時間に対応する。補正後の速度は図４のグラフで示される速度である。

【0053】

時点ｔ１は、時点ｔ０から待機時間Ｓ０が経過した時点である。待機時間Ｓ０の詳細は後述する。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。

【0054】

待機時間Ｓ０は例えば以下のようにして定まる。図５は待機時間Ｓ０の一例を説明するグラフである。図５に示すように、時点ｔ１におけるモータの速度は基準速度（指令速度）Ｖの５０％である。待機時間Ｓ０は時点ｔ０から時点ｔ１の間の時間である。５０％は基準速度Ｖの大きさに対する割合の一例であり、３０％又は７０％等他の割合でもよい。割合は予め定められる。即ち、待機時間Ｓ０は、基準時点ｔ１と、基準速度Ｖの大きさに対するモータの速度の大きさの割合が予め定めた所定値となる時点との間の時間である。

【0055】

また、待機時間Ｓ０は例えば以下のようにして定めてもよい。図６は待機時間Ｓ０の一例を説明するグラフである。図６において、実線のグラフは時定数Ｔで補正したモータの速度を示し、一点鎖線のグラフは、エンコーダの検出値に基づいて算出されたモータの速度を示す。即ち実線のグラフはモータに入力される計算上の速度を示し、一点鎖線のグラフはモータの実際の速度を示す。時点ｔ１は時点ｔ０から時定数Ｔが経過した時点である。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。待機時間Ｓ０は時点ｔ０から時点ｔ１の間の時間である。即ち、待機時間Ｓ０は時定数Ｔである。

【0056】

また、待機時間Ｓ０は例えば以下のようにして定めてもよい。図７は待機時間Ｓ０の一例を説明するグラフである。図７において、実線のグラフは、第一時定数Ｔ１で補正した第一移動指令のモータの速度を示し、一点鎖線のグラフは、第二時定数Ｔ２で補正した第二移動指令のモータの速度を示す。第一移動指令及び第二移動指令はモータの移動指令である。第二移動指令は第一移動指令の後に連続して実行される移動指令である。

【0057】

時点ｔ１は、時点ｔ０から第一時定数Ｔ１と第二時定数Ｔ２との差分の大きさと同じ時間が経過する時点である。即ち待機時間Ｓ０は、第一時定数Ｔ１と第二時定数Ｔ２との差分の大きさと同じ時間である。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る時点である。

【0058】

また、待機時間Ｓ０は例えば以下のようにして定めてもよい。図８は待機時間Ｓ０の一例を説明するグラフである。図８において、上のグラフは時定数で補正したモータの速度と時間を示し、下のグラフはモータの所在位置と目標位置との差分、即ち位置偏差量と時間を示す。図８のＰは前記所定範囲、即ちインポジション範囲の大きさを示す。時点ｔ１はモータの所在位置と目標位置との差分がインポジション範囲Ｐのｎ倍、即ちインポジション範囲Ｐ×ｎ以内になる時点を示す。即ち待機時間Ｓ０は、基準時点ｔ０と、モータの所在位置と目標位置との差分がインポジション範囲Ｐのｎ倍以内になる時点との間の時間である。時点ｔ２はモータの所在位置と目標位置との差分がインポジション範囲Ｐ以内の値になる時点を示す。ｎは、例えば任意の正の数であり、予め定めた値である。インポジション範囲Ｐ×ｎは第２所定範囲に対応する。

【0059】

また、待機時間Ｓ０は例えば以下のようにして定めてもよい。図９は待機時間Ｓ０の一例を説明するグラフである。図９において、Ｔｃは予め定められた固定値である。時点ｔ１は時点ｔ０から固定値Ｔｃが経過した時点である。即ち、待機時間Ｓ０は固定値Ｔｃと同じ時間である。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る時点である。

【0060】

図１０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）。

【0061】

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）。短縮可能時間は時間Ｓ１である。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ことである。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

図１１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を含む。制御部４ａは、実行したプログラムの番号と、主軸に装着された工具の工具番号と、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、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。

【0066】

図１１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、即ちインポジション待ち時間が表示される。図１１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。図１１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。

【0067】

図１２は、各工具番号に対応したインポジション待ち時間を示す円グラフである。図１２に示すように、工具番号１～３に対応したインポジション待ち時間を表示部４０に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、同様にインポジション待ち時間を円グラフで示してもよい。

【0068】

図１３は、各工具番号のインポジション待ち時間を示す棒グラフである。図１３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インポジション待ち時間を１本の棒グラフによって表示してもよい。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。

【0069】

実施の形態１に係る工作機械にあっては、基準時点ｔ０から待機時間Ｓ０が経過した時点ｔ１と、モータの所在位置及び目標位置の差分が所定範囲内の値になった時点ｔ２との間のインポジション待ち時間、即ち短縮可能時間Ｓ１を測定する。そのため短縮可能時間Ｓ１を作業者に示すことができる。

【0070】

また待機時間Ｓ０をモータの加速又は減速を行うための時定数に基づいて定めてもよい。また予め定められた時定数に基づいて待機時間Ｓ０を定めてもよい。また第一時定数Ｔ１と第二時定数Ｔ２との差分に基づいて待機時間Ｓ０を定めてもよい。

【0071】

また基準時点ｔ０と、基準速度Ｖの大きさに対する駆動軸の速度の大きさの割合が予め定めた所定値となる時点ｔ１との間の時間を待機時間にする。また基準時点ｔ０と、所在位置及び目標位置の差分がインポジション範囲Ｐ×ｎ内の値になった時点ｔ１との間の時間を待機時間Ｓ１にする。また予め定めた固定値を待機時間Ｓ１にする。

【0072】

また制御部４ａは短縮可能時間Ｓ１を例えば表示部４０に出力する。また制御部４ａは主軸に装着された工具に紐づけて短縮可能時間Ｓ１を表示するための信号を例えば表示部４０に出力する。また制御部４ａ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おける切削時間及び被切削時間と、短縮可能時間Ｓ１とを表示するための信号を例えば表示部４０に出力する。また制御部４ａは短縮可能時間Ｓ１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。

【0073】

（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。図１４は、インポジション待ち時間を説明するグラフである。

【0074】

図１４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。

【0075】

時点０はモータが初期位置にある時点である。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。一定速度は基準速度に対応する。時点ｔ０は基準時点に対応する。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１４のグラフで示される速度である。

【0076】

時点ｔ１は、時点ｔ０から待機時間Ｓ０が経過した時点である。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ｔ２－１は、インポジション待ち時間の測定を終了する第一終了時点である。即ち、時点ｔ２－１は、モータの所在位置と、目標位置との差分が第一インポジション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ｔ２－１との間の第１インポジション待ち時間Ｓ１を測定する。第一インポジション範囲は第一範囲に対応し、第１インポジション待ち時間Ｓ１は第一短縮可能時間に対応する。

【0077】

時点ｔ２－２は、インポジション待ち時間の測定を終了する第二終了時点である。即ち、時点ｔ２－２は、モータの所在位置と、目標位置との差分が第二インポジション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ｔ２－２との間の第２インポジション待ち時間Ｓ２を測定する。第二インポジション範囲は第二範囲に対応し、第２インポジション待ち時間Ｓ２は第二短縮可能時間に対応する。

【0078】

例えば制御部４ａが加工プログラムからＺ軸モータ３０ｄのＺ軸方向への移動指令と、Ｘ軸モータ２６ｄ及びＹ軸モータ２２ｄによるＸ及びＹ軸方向への移動指令と、切削指令とを順に読み出し、これらの移動指令を順に実行する場合、制御部４ａは、Ｚ軸方向への移動指令実行時のインポジションチェックにおいては、第一インポジション範囲を使用し、第１インポジション待ち時間Ｓ１を測定する。Ｘ及びＹ軸方向への移動指令実行時のインポジションチェックにおいては、第二インポジション範囲を使用し、第２インポジション待ち時間Ｓ２を測定する。なお第一インポジション範囲又は第二インポジション範囲のいずれを使用するのかは、例えばパラメータによって表すことでき、移動指令に含まれる。
第二インポジション範囲の大きさは第一インポジション範囲よりも小さい。即ち、第二インポジション範囲を使用するインポジションチェックは、第一インポジション範囲を使用する場合よりも、位置決めの精度が高い。

【0079】

Ｘ及びＹ軸方向への移動指令の実行後に切削指令が実行される。そのため、Ｘ及びＹ軸方向への移動指令における位置決めの精度が加工精度に与える影響は、Ｚ軸方向への移動指令における位置決めの精度よりも大きい。そのため、Ｘ及びＹ軸方向への移動指令において第二インポジション範囲を使用し、位置決めの精度を高めて加工精度の向上を図る。一方、Ｚ軸方向への移動指令においては第一インポジション範囲を使用し、サイクルタイムの改善を図る。加工精度の向上とサイクルタイムの改善との両立を図ることができる。

【0080】

図１５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、例えば第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を含む。制御部４ａ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と、主軸に装着された工具の工具番号と、切削時間と、非切削時間と、第１インポジション待ち時間Ｓ１と、第２インポジション待ち時間Ｓ２とを表示するための信号を出力する。

【0081】

図１５に示すように、表示部４０は、「ＮＯ．」、「工具番号」、「切削時間」、「非切削時間」、「第１インポジション待ち時間」及び「第２インポジション待ち時間」を含む表を表示する。「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。「工具番号」は主軸に装着された工具の工具番号を示す。図１５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」、「第１インポジション待ち時間」及び「第２インポジション待ち時間」が表示されている。

【0082】

図１６は、第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を示す棒グラフである。図１６に示すように、工具番号１～３に対応した第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を表示部４０に棒グラフで示してもよい。図１６では、工具番号毎に、第１インポジション待ち時間Ｓ１を示す棒グラフと、第２インポジション待ち時間Ｓ２を示す棒グラフとが一組になって左右に並ぶ。なお工具番号１～３以外の工具番号について、同様に第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を棒グラフで示してもよい。

【0083】

図１７は、第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を示す棒グラフである。図１７に示すように、工具番号１～３に対応した第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を表示部４０に棒グラフで示してもよい。図１７では、工具番号毎に、第１インポジション待ち時間Ｓ１を示す棒グラフと、第２インポジション待ち時間Ｓ２を示す棒グラフとが重なって表示される。なお工具番号１～３以外の工具番号について、同様に第１インポジション待ち時間Ｓ１及び第２インポジション待ち時間Ｓ２を棒グラフで示してもよい。

【0084】

実施の形態２に係る工作機械にあっては、読み出した移動指令が第一インポジション範囲を使用する場合、第一インポジション範囲に対応する第１インポジション待ち時間Ｓ１を測定し、読み出した移動指令が第二インポジション範囲を使用する場合、第二インポジション範囲に対応する第２インポジション待ち時間Ｓ２を測定する。

【0085】

（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３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３の構成のうち、実施の形態１又は２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。
制御部４ａは加工プログラムから複数の指令を順に読み出す。制御部４ａは少なくとも一つの移動指令を読み出した場合、モータの駆動回路に各移動指令を与え、読み出した各移動指令に対応する各短縮可能時間を測定する。図１８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。

【0086】

加工プログラムの実行が開始された場合、制御部４ａは変数Ｋに０を代入する（Ｓ１１）。制御部４ａは加工プログラムが終了したか否か判定する（Ｓ１２）。加工プログラムが終了していない場合（Ｓ１２：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（Ｓ１３）。短縮可能時間は時間Ｓ１又はＳ２である。時間Ｓ１及びＳ２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ことである。

【0087】

測定条件が成立する場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御部４ａは変数Ｋの値を１加算する。（Ｓ１４）、ステップＳ１４の処理後又は測定条件が成立しない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、制御部４ａはステップＳ１２に処理を戻す。

【0088】

ステップＳ１２において、加工プログラムが終了した場合（Ｓ１２：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（Ｓ１５）、処理を終了する。

【0089】

実施の形態３にあっては、制御部４ａは、加工プログラムの開始から終了まで各移動指令を読み出す。制御部４ａは各移動指令に対応する各インポジション待ち時間、即ち各短縮可能時間の合計時間を測定し、記憶する。即ち、制御部４ａはモータの移動指令を少なくとも一つ読み出し、各移動指令に対応する各短縮可能時間を測定し、各短縮可能時間の合計を記憶する。制御部４ａは、各短縮可能時間の合計を表示するための信号を表示部４０に出力する。表示部４０は各短縮可能時間の合計を表示する。

【0090】

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。

【0091】

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】

【0092】

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】