JP2014235466A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費のピーク電力を効率的に抑制することができる工作機械を提供することを課題としている。
【解決手段】軸移動する移動体の駆動軸を制御する工作機械の制御装置１２に対して、加工プログラムの実行によって生じる消費電力を検出する電力検出手段１７の情報に基づき、製品の製造中の消費電力が、予め定められた許容消費電力を越えないように、各加工プログラムを並列的に同時に実行する同時実行モードと、各加工プログラムを順次直列的に実行する直列実行モードとを切り換えて設定するモード設定手段１８を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械に関する。

従来軸移動する移動体に相当する主軸や刃物台と、前記移動体の駆動軸を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、所定の前記駆動軸が割り当てられる制御系統を複数備え、各制御系統に対応する加工プログラムからなる多系統プログラムに基づいて移動体の制御を行い、各加工プログラムを並列的に同時に実行する同時実行モードと、各加工プログラムを順次直列的に実行する直列実行モードとを有する工作機械が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

また前記制御装置による前記加工プログラム実行によって生じる消費電力を検出する電力検出手段を備えた工作機械が知られている（例えば特許文献３参照）。

特開２０１２ー２０８８４５号公報（「００１１」〜「００１７」、図１〜図３） 特開２０１３ー０２５７２７号公報（「００１１」〜「００２６」、図１〜図６） 特許第３０８８４０３号公報（全頁、全図）

上記制御装置による前記加工プログラム実行によって、前記移動体を移動させるモータの駆動等により電力消費が伴う。特に制御装置を同時実行モードで作動させた場合に、電力消費のピーク電力が発生することが考えられる。ピーク電力の発生は通常一時的であるが、前記工作機械が設置されている工場の契約電力を越えると、停電等で工作機械が停止する等の不都合が発生する場合がある。

このため、工場の契約電力はピーク電力に応じて設定する必要がある。しかし一時的に発生するピーク電力に応じた契約電力とすると、契約電力が増大し、コストの増大等を引き起こす場合がある等の問題があった。

上記課題を解決するための本発明の工作機械は、軸移動する移動体と、前記移動体の駆動軸を制御する制御装置１２とを備え、前記制御装置１２が、所定の前記駆動軸が割り当てられる制御系統を複数備え、各制御系統＄１，＄２に対応する加工プログラムＳａ，Ｓｂからなる多系統プログラム１３に基づいて移動体の制御を行い、各加工プログラムを並列的に同時に実行する同時実行モードと、各加工プログラムを順次直列的に実行する直列実行モードとを有し、前記制御装置１２による前記加工プログラムの実行によって生じる消費電力を検出する電力検出手段１７を備えた工作機械において、前記電力検出手段１７の情報に基づき、前記加工プログラム実行中の消費電力が、予め定められた許容消費電力を越えないように、前記制御装置１２に対して、前記同時実行モードと前記順次実行モードとを切り換えて設定するモード設定手段１８を設けたことを第１の特徴とする。

第２に、前記各加工プログラムＳａ，Ｓｂが、各制御系統＄１，＄２間で待ち合わせを
行う待ち合わせ指令を備え、前記順次実行モードが、各加工プログラムの未実行のプログラムを前記待ち合わせ指令まで予め定められた制御系統の順序で実行し、実行順の最初の制御系統から最後の制御系統まで順次加工プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする。

第３に、前記電力検出手段１８が、前記工作機械に材料を供給する供給手段８の消費電力を含めた消費電力を検出するように構成されたことを特徴とする。

第４に、前記移動体が、主軸２，３と刃物台４，６であることを特徴とする。

以上のように構成される本発明の構造によると、工作機械の稼働を停止させることなく、加工プログラムの実行に伴う電力消費のピーク電力を許容消費電力を越えないように効率的に抑制することができるという効果がある。これにより、例えば前記工作機械が設置されている工場の契約電力を小さくし、工作機械の動作に係るコストを低下させることが可能となる。

なお前記各加工プログラムが、各制御系統間で待ち合わせを行う待ち合わせ指令を備える場合は、前記順次実行モードを、各加工プログラムの未実行のプログラムを前記待ち合わせ指令まで予め定められた制御系統の順序で実行し、実行順の最初の制御系統から最後の制御系統まで順次加工プログラムを実行するように構成することができる。

また前記電力検出手段を、前記工作機械に材料を供給する供給手段の消費電力を含めた消費電力を検出するように構成することによって、供給手段を含めた製品の製造システム全体のピーク電力を管理して抑制することが可能となる。なお移動体は、主軸や刃物台とすることができる。

自動旋盤の概略図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 同時実行モード時における加工プログラムブロックの実行状態を概念的に示すタイミングチャート図である。 順次実行モード時における加工プログラムブロックの実行状態を概念的に示すタイミングチャート図である。 モード設定手段の動作を示すフローチャート図である。 他の実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。 他の実施形態の同時実行モード時における加工プログラムブロックの実行状態を概念的に示すタイミングチャート図である。 他の実施形態のモード設定手段の動作を示すフローチャート図である。 他の実施形態の制御装置の動作状態を示すフローチャート図である。 他の実施形態の制御装置の動作状態を示すフローチャート図である。 他の実施形態の順次実行モード時における加工プログラムブロックの実行状態を概念的に示すタイミングチャート図である。

図１は、本発明に係る工作機械である自動旋盤１の概略図である。自動旋盤１は、対向する２つの主軸２，３と各主軸２，３に対応する刃物台４，６が設けられている。自動旋盤１には、材料である長尺の棒材（ワーク）７を供給する材料供給装置８が併設されている。両主軸２，３は、各々主軸台１４，１６に、回転駆動自在に搭載され、且つ各々軸線方向（Ｚ軸方向）又は軸線方向に直交するＸ軸方向に移動駆動自在に支持されている。

両主軸２，３は、開閉自在なチャックによってワーク７を開閉自在に把持することができる。両刃物台４，６はＺ軸方向又はＸ軸方向又はＹ軸方向に移動駆動自在に支持されている。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向である。両刃物台４，６には、ワーク７を加工する工具９，１１が設けられている。両主軸２，３及び両刃物台４，６が、軸移動する移動体を構成している。なお前記軸移動は、主軸２，３の回転移動を含む。

自動旋盤１側又は材料供給装置８側には、両主軸２，３や各刃物台４，６の移動駆動や回転駆動、チャックの開閉駆動、自動旋盤１にワーク７を送り込む材料送り機構や材料送り機構にワーク７を供給する材料供給機構の駆動、図示しない切粉排出手段や製品搬出手段の駆動を行うモータやアクチュエータ、モータアンプの他、切削液の供給のためのポンプ、安全扉開閉手段、加工室内の照明手段等が設けられている。

前記モータ、アクチュエータ、モータアンプ、ポンプ、安全扉開閉手段、照明手段等は、自動旋盤１に設けられるＮＣ装置からなる制御装置１２によって駆動等が総合的に制御される。前記モータ、アクチュエータ、モータアンプ、ポンプ、安全扉開閉手段、照明手段、制御装置１２等は、電力によって作動を行う電力作動機器である。

図２に示されるように、本実施形態において制御装置１２は、２つの制御系統＄１，＄２を備える。自動旋盤１の各駆動軸は、いずれかの制御系統に所属される。制御装置１２は、２つの制御系統＄１，＄２の各々に対応する加工プログラムＳａ、Ｓｂからなる多系統プログラム１３に基づいて、各制御系統＄１，＄２に割り当てられた所属軸を、制御系統＄１，＄２毎に独立して制御する。

本実施形態において、第１制御系統＄１は、一方の主軸（正面主軸）２の回転駆動軸（Ｃ１軸）と、正面主軸２を支持する正面主軸台１４のＺ軸方向の移動駆動軸（Ｚ１軸）と、正面主軸２に対応する刃物台（正面刃物台）４のＸ軸方向の移動駆動軸（Ｘ１軸）とが所属している。

第２制御系統＄２は、他方の主軸（背面主軸）３の回転駆動軸（Ｃ２軸）と、背面主軸３を支持する背面主軸台１６のＺ軸方向及びＸ軸方向の移動駆動軸（Ｚ２軸、Ｘ２軸）とが所属している。

制御装置１２は、加工プログラムＳａに基づいて、Ｃ１軸、Ｘ１軸、Ｚ１軸のモータを駆動制御することによって、正面主軸２、正面主軸台１４及び正面刃物台４の作動を制御し、加工プログラムＳｂに基づいて、Ｃ２軸、Ｘ２軸、Ｚ２軸のモータを駆動制御することによって、背面主軸３、背面主軸台１６の作動を制御して、ワーク７を加工し、製品の製造を行うことができる。

例えば、材料供給装置８から正面主軸２にワーク７を順次供給し、正面主軸２の回転や正面刃物台４の移動等によって正面主軸２に供給されたワーク７の加工を行い、加工されたワーク７を突っ切り、背面主軸３に受け渡し、背面主軸３の回転や背面主軸台１６の移動等によってワーク７の２次加工を行うことで製品を製造することができる。

ワーク７の加工に際して、材料送り機構や材料供給機構等の駆動、切削液の供給や、切粉排出手段や製品搬出手段の駆動、安全扉の開閉、加工室内の照明の点灯等の制御が必要に応じて行われる。

図３に示すように、加工プログラムＳａは、制御系統＄１に所属する駆動軸を所定動作させるように直列に記載された加工プログラムブロックＳａ１、Ｓａ２…を備えている。
加工プログラムＳｂは、制御系統＄２に所属する駆動軸を所定動作させるように直列に記載された加工プログラムブロックＳｂ１、Ｓｂ２…を備えている。なお「加工プログラムブロック」は、加工プログラムを構成する行単位の指令を動作単位毎に一纏めにした集合を意味する。

加工プログラムブロックＳａ２，Ｓｂ２が、加工プログラムブロックＳａ１，Ｓｂ１の終了を待って実行されるように、加工プログラムブロックＳａ１と、加工プログラムブロックＳａ２との間に待ち合わせ指令ｄＳａ１が設けられ、加工プログラムブロックＳｂ１と、加工プログラムブロックＳｂ２との間に待ち合わせ指令ｄＳｂ１が設けられている。

加工プログラムブロックＳａ２以降の図示しない加工プログラムブロックと、加工プログラムブロックＳｂ２以降の図示しない加工プログラムブロックとが、加工プログラムブロックＳａ２，Ｓｂ２の終了を待って実行されるように、加工プログラムブロックＳａ２と、加工プログラムブロックＳｂ２の直後に、待ち合わせ指令ｄＳａ２と待ち合わせ指令ｄＳｂ２が設けられている。

制御装置１２は、多系統プログラム１３を実行するモードとして、同時実行モードと順次実行モードとを備えている。制御装置１２は、同時実行モードで作動すると、各加工プログラムＳａ，Ｓｂを各々並列的に同時に実行する。

同時実行モードが継続される場合、加工プログラムブロックＳａ１，Ｓｂ１を待ち合わせ指令ｄＳａ１，ｄＳｂ１まで同時に実行した後は、待ち合わせ指令ｄＳａ１，ｄＳｂ１に基づき、加工プログラムブロックＳａ１，Ｓｂ１の実行完了を待って、加工プログラムブロックＳａ２，Ｓｂ２を相互に並行して実行する。

以降待ち合わせ指令毎に加工プログラムＳａ、Ｓｂの各加工プログラムブロックを、加工プログラムブロックの完了を待ち合わせながら実行する。これにより制御装置１２は、制御系統＄１、＄２の所属軸のそれぞれを互いに独立して並列に同時作動させて、効率良くワークを加工することができる。

一方制御装置１２は、順次実行モードで作動すると、図４に示すように、各加工プログラムブロックＳａ，Ｓｂを所定の順に直列的に順次実行する。順次実行モードでは、系統番号の小さい制御系統＄１で未実行の加工プログラムブロックＳａ１を待ち合わせ指令ｄＳａ１まで実行し、次に系統番号の大きい制御系統＄２で未実行の加工プログラムブロックＳｂ１を待ち合わせ指令ｄＳｂ１まで実行する。

つまり各制御系統に対応する加工プログラムＳａ、Ｓｂの未実行の加工プログラムブロックが、予め定められた制御系統の順に順次直列に実行される。本実施形態においては、系統番号の小さい順に順次直列に実行され、加工プログラムＳａから加工プログラムＳｂまで、系統番号の小さい順に順次加工プログラムが実行され、順次実行１サイクルが完了する。

なお制御系統の実行順序は、系統番号が小さい順だけでなく、大きい順や作業者が任意に入力して設定する等、予めどのように定めてもよい。これにより制御装置は、制御系統＄１、＄２の所属軸を、互いに直列的に順次作動させワークを加工することができる。順次実行モードが継続される場合は、図４に示されるように、順次実行１サイクルを再帰的に繰り返して行う。

従って系統番号の小さい制御系統＄１に戻り、制御系統＄１の未実行の加工プログラムブロックＳａ２を待ち合わせ指令ｄＳａ２まで実行し、次に制御系統＄２で未実行の加工
プログラムブロックＳｂ２を待ち合わせ指令ｄＳｂ２まで実行する。これにより加工プログラムブロックＳａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２が待ち合わせ指令ｄＳａ１、ｄＳａ２、ｄＳｂ１、ｄＳｂ２まで順次直列に実行される。

制御装置１２による加工プログラムＳａ，Ｓｂの実行に基づく、自動旋盤１によるワーク７の加工等に際して、自動旋盤１側や材料供給装置８側等に設けられる前記電力作動機器の動作により電力消費が伴う。制御装置１２は、各電力作動機器の消費電力情報を検出することができるように構成されている。例えば、負荷の変動が多い主軸２，３を回転駆動するモータやアクチュエータの場合、リアルタイムに検出される電流値を消費電力情報とすることができる。

電圧、電流ともに変動する電力作動機器の場合、リアルタイムに検出される電圧値、電流値や、その電圧値と電流値の積を消費電力情報とすることができる。切削油ポンプや、冷却ファン等の時間当たりの消費電力がほぼ一定の機器の場合は、その定格消費電力の情報を消費電力情報とすることができる。

特に時間当たりの消費電力がほぼ一定で予めその値が既知の電力作動機器の消費電力情報は、予め制御装置１２内にデータベースとして記憶しておくことができる。なお全ての電力作動機器の電力情報を、予め定められた、あるいは予め測定された定格消費電力としてデータベースに記憶させておいてもよい。

制御装置１２には、電力検出手段１７が接続されている。電力検出手段１７は、制御装置１２から、各電力作動機器の消費電力情報を受け、各電力作動機器を合わせた全体の消費電力や、自動旋盤１の必要な部分の消費電力等を算出するように構成されている。電力検出手段１７は、実際に自動旋盤１がワーク７の加工動作している際の消費電力を算出する他、多系統プログラム１３を予め読み込み、自動旋盤１の動作をシミュレーションして消費電力を算出することができる。

前記同時実行モードの際に同時実行の対象となる加工プログラムブロックは、制御装置１２が同時実行モードで作動されると、並列的に同時実行され、制御装置１２が順次実行モードで作動されると、直列的に順次実行される。制御装置１２には、前記同時実行の対象となる加工プログラムブロック毎に、制御装置１２の実行モードを、前記同時実行モードと前記順次実行モードとを切り換えて設定するモード設定手段１８が設けられている。

モード設定手段１８は、図５のフローチャートに示されるように、ステップＳ１で、前記同時実行の対象となる加工プログラムブロックが有る場合、ステップＳ２で待ち合わせ記号まで並列的に同時実行した場合の消費電力を電力検出手段によって算出し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、算出された消費電力が、予め定められた許容消費電力を越えない場合はステップＳ４に進み、同時実行モードで前記対象となる加工プログラムブロックを実行するように制御装置１２を設定する。ステップＳ３において、算出された消費電力が、前記許容消費電力を越える場合はステップＳ５に進み、順次実行モードで前記対象となる加工プログラムブロックを実行するように制御装置１２を設定する。

なお制御装置１２は、デフォルトで同時実行モードが設定されるように構成されており、 ステップＳ１で、前記同時実行の対象となる加工プログラムブロックがない場合は、ステップＳ４に進み、制御装置を同時実行モード（デフォルト）に設定する。ステップＳ４又はステップＳ５で制御装置の実行モードをセットした後は、ステップＳ６で加工プログラムブロックが終了するまで繰り返す。

以上のように、モード設定手段１８は、制御装置１２に対して、消費電力が前記許容消費電力を越えると、同時実行モードから順次実行モードに切り換え、前記対象となる加工プログラムブロック毎に、消費電力に基づき、同時実行モード又は順次実行モードを設定する。なおモード設定手段１８による制御装置１２のモード設定は、いったん同時実行モードでワーク７の加工を行い、この際に実行することができる他、多系統プログラム１３を予め読み込み、自動旋盤１の動作をシミュレーションして実行することもできる。

例えば、加工プログラムブロックＳａ１と加工プログラムブロックＳｂ１とを同時に実行すると消費電力が許容消費電力を越え、 加工プログラムブロックＳａ２と加工プログラムブロックＳｂ２とを同時に実行すると消費電力は許容消費電力を越えないものとする。

この場合制御装置１２は、加工プログラムブロックＳａ１と加工プログラムブロックＳｂ１の実行の際は、順次実行モードに切り換えられ、加工プログラムブロックＳａ１と加工プログラムブロックＳｂ１とを直列的に順次実行させてワークを加工し、加工プログラムブロックＳａ２と加工プログラムブロックＳｂ２の実行の際は、同時実行モードに切り換えられ、加工プログラムブロックＳａ２と加工プログラムブロックＳｂ２とを並列的に同時実行させてワークを加工する。

これにより自動旋盤１による製品の製造を停止させることなく、制御装置１２による加工プログラムＳａ，Ｓｂの実行に基づく、自動旋盤１によるワーク７の加工等に伴う電力消費のピーク電力を許容消費電力を越えないように抑制することができ、省電力での自動旋盤１の作動を容易に実現することができる。例えば自動旋盤１が設置されている工場等の契約電力を小さくすることによって、自動旋盤１の動作に係るコストを低下させることが可能となる。

なお前記ピーク電力の管理を、自動旋盤１のみで行えばよい場合は、電力検出手段１７を、自動旋盤１に係る消費電力のみを算出するように構成してもよい。電力検出手段１７は、管理するピーク電力の対象となる部分の消費電力を算出するように構成することができる。

制御装置として、図６に示されるように、３つの制御系統＄１，＄２，＄３を有する制御装置２２を使用することもできる。例えば、対向する２つの主軸２，３と各主軸２，３に対応する工具９，１１の他、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動駆動自在に支持されたタレット刃物台１９を有する自動旋盤の制御は、制御装置２２によって、容易に行うことができる。

制御装置２２は、３つの制御系統＄１，＄２，＄３の各々に対応する加工プログラムＳａ、Ｓｂ，Ｓｃからなる多系統プログラム２４に基づいて、各制御系統＄１，＄２，＄３に割り当てられた所属軸を、制御系統＄１，＄２，＄３毎に独立して制御する。本実施形態において、第１制御系統＄１は、正面主軸２の回転駆動軸（Ｃ１軸）と、正面主軸２を搭載した正面主軸台のＺ軸方向の移動駆動軸（Ｚ１軸）と、正面主軸２に対応する工具９が装着された正面刃物台のＸ軸方向の移動駆動軸（Ｘ１軸）とが所属している。

第２制御系統＄２は、タレット刃物台１９のＸ軸方向及びＹ軸方向及びＺ軸方向の移動駆動軸（ Ｘ２軸、Ｙ２軸、Ｚ２軸）が所属している。第３制御系統＄３は、背面主軸３の回転駆動軸（Ｃ３軸）と、背面主軸３を搭載した背面主軸台のＸ軸方向及びＺ軸方向の移動駆動軸（Ｘ３軸、Ｚ３軸）とが所属している。

制御装置２２は、加工プログラムＳａに基づいて、Ｃ１軸、Ｘ１軸、Ｚ１軸のモータを駆動制御することによって、正面主軸、正面主軸台及び正面刃物台の作動を制御し、加工プログラムＳｂに基づいて、Ｘ２軸、Ｙ２軸、Ｚ２軸のモータを駆動制御することによって、タレット刃物台１９の作動を制御し、加工プログラムＳｃに基づいて、Ｃ３軸、Ｘ３軸、Ｚ３軸のモータを駆動制御することによって、背面主軸、背面主軸台の作動を制御して、ワーク７を加工し、製品の製造を行うことができる。

なおワーク７の加工に際して、材料送り機構や材料供給機構等の駆動、切削液の供給や、切粉排出手段や製品搬出手段の駆動、安全扉の開閉、加工室内の照明の点灯等の制御が必要に応じて行われる。

図７に示すように、加工プログラムＳａは、制御系統＄１に所属する駆動軸を所定動作させるように直列に記載された加工プログラムブロックＳａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４…を備えている。加工プログラムＳｂは、制御系統＄２に所属する駆動軸を所定動作させるように直列に記載された加工プログラムブロックＳｂ１、Ｓｂ２、Ｓｂ３…を備えている。

加工プログラムＳｃは、制御系統＄３に所属する駆動軸を所定動作させるように直列に記載された加工プログラムブロックＳｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３…を備えている。待ち合わせ指令ＤＳａ１、ＤＳａ２、ＤＳａ３、ＤＳａ４が、加工プログラムブロックＳａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４の直後に設定されている。

待ち合わせ指令ＤＳｂ２、ＤＳｂ３、ＤＳｂ４が、加工プログラムブロックＳｂ１、Ｓｂ２、Ｓｂ３の直後に設定されている。待ち合わせ指令ＤＳｃ１、ＤＳｃ３、ＤＳｃ４が、加工プログラムブロックＳｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３の直後に設定されている。各待ち合わせ指令は、待ち合わせの対象となる制御系統に互いに対応するように設けられている。

待ち合わせ指令ＤＳａ１とＤＳｃ１とが互いに対応して設けられている。待ち合わせ指令ＤＳａ２とＤＳｂ２とが互いに対応して設けられている。待ち合わせ指令ＤＳａ３とＤＳｂ３とＤＳｃ３とが互いに対応して設けられている。待ち合わせ指令ＤＳａ４とＤＳｂ４とＤＳｃ４とが互いに対応して設けられている。

なお加工動作には、複数の制御系統の所属軸を同時に作動させなければ成立しないものがある。このため前記待ち合わせ指令には、複数の制御系統の所属軸を同時に作動させるために、複数の制御系統を同時に並行して実行する際の待ち合わせ指令があり、以下「同時実行待ち合わせ指令」と称する。

例えば第１制御系統＄１の所属軸の動作に、第２制御系統＄２の所属軸の動作を重畳させて加工を行う際に、第１制御系統＄１と第２制御系統＄２との待ち合わせを行う場合の「重畳加工パターン指令」が「同時実行待ち合わせ指令」に該当する。本実施例では、加工プログラムブロックＳａ４、Ｓｂ３、Ｓｃ３を並行して実行するための待ち合わせ指令ＤＳａ３，ＤＳｂ３，ＤＳｃ３が、「同時実行待ち合わせ指令」に相当する。

制御装置２２は、前記制御装置１２と同様に、同時実行モードと順次実行モードとモード設定手段２３とを備える。同時実行モードは、前記同様であるため、詳細な説明は割愛する。制御装置２２は同時実行モードで作動することによって、加工プログラムブロックＳａ１，Ｓｂ１，Ｓｃ１を待ち合わせ指令ＤＳａ１，ＤＳｂ２，ＤＳｃ１まで並行して実行する。

なお同時実行モードが継続される場合は、対応する待ち合わせ指令ＤＳａ１、ＤＳｃ１
に基づき、加工プログラムブロックＳａ１とＳｃ１の実行完了を待ち合わせ、加工プログラムブロックＳａ１，Ｓｃ１の実行完了後、加工プログラムブロックＳａ２，Ｓｃ２を各々待ち合わせ指令ＤＳａ２，ＤＳｃ３まで並行して実行する。

加工プログラムブロックＳｂ１の実行完了後は、待ち合わせ指令ＤＳｂ２が、待ち合わせ指令ＤＳａ２と対応しているため，加工プログラムＳａ２の実行完了を待ち合わせ、加工プログラムブロックＳａ２，Ｓｂ１の実行完了後、加工プログラムブロックＳａ３，Ｓｂ２を各々待ち合わせ指令ＤＳａ３，ＤＳｂ３まで並行して実行する。

待ち合わせ指令ＤＳａ３，ＤＳｂ３は、待ち合わせ指令ＤＳｃ３と対応しているため、加工プログラムブロックＳｃ２の実行完了を待ち合わせ、加工プログラムブロックＳａ３，Ｓｂ２，Ｓｃ２の実行完了後、加工プログラムブロックＳａ４，Ｓｂ３、Ｓｃ３を、各々待ち合わせ指令ＤＳａ４，ＤＳｂ４，ＤＳｃ４まで並行して実行し、以下プログラムエンドまで同様に実行する。

モード設定手段２３は、前記モード設定手段１８と概ね同様であるため、同一の動作については説明を割愛するが、図８のフローチャートに示されるように、ステップＳ５で、順次実行モードで前記対象となる加工プログラムブロックを実行するように制御装置２２を設定する際に、ステップＳ５−１で、待ち合わせが揃う系統を動作可能系統としてセットするように構成されている。

制御装置２２の順次実行モードは、図９及び図１０のフローチャートに示されるように、ステップＳ１で、待ち合わせ指令が同時実行待ち合わせ指令であるか否かを判定する。待ち合わせ指令が同時実行待ち合わせ指令でなかった場合、ステップＳ２で制御系統＄１が動作可能系統にセットされているか否かを判定する。

ステップＳ２で、動作可能系統にセットされていた場合、ステップＳ３で第１制御系統＄１に対して加工プログラムＳａの加工プログラムブロックを実行し、ステップＳ４で次の待ち合わせ指令まで加工プログラムブロックを実行する。待ち合わせ指令まで実行されると、ステップＳ５で第１制御系統＄１に対する動作可能系統のセットをリセットし、ステップＳ６に進む。

なおステップＳ２で動作可能系統にセットされていなかった場合、ステップＳ２からステップＳ６に進む。ステップＳ６では、第２制御系統＄２が動作可能系統にセットされているか否かを判定する。ステップＳ６で、動作可能系統にセットされていた場合、ステップＳ７で第２制御系統＄２に対して加工プログラムＳｂの加工プログラムブロックを実行し、ステップＳ８で次の待ち合わせ指令まで加工プログラムブロックを実行する。

待ち合わせ指令まで実行されると、ステップＳ９で第２制御系統＄２に対する動作可能系統のセットをリセットし、ステップＳ１０に進む。なおステップＳ６で動作可能系統にセットされていなかった場合、ステップＳ６からステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、第３制御系統＄３が動作可能系統にセットされているか否かを判定する。

ステップＳ１０で、動作可能系統にセットされていた場合、ステップＳ１１で第３制御系統＄３に対して加工プログラムＳｃの加工プログラムブロックを実行し、ステップＳ１２で次の待ち合わせ指令まで加工プログラムブロックを実行する。待ち合わせ指令まで実行されると、ステップＳ１３で第３制御系統＄３に対する動作可能系統のセットをリセットし、終了する。

なおステップＳ１０で動作可能系統にセットされていなかった場合、ステップＳ１０か
ら終了に進む。ステップＳ２において、待ち合わせ指令が、同時実行待ち合わせ指令である場合は、ステップＳ１４で同時実行の対象となる制御系統の加工プログラムブロックを各々次の待ち合わせ指令まで同時に実行し、ステップＳ１５で各制御系統に対する動作可能系統のセットをリセットする。

制御装置２２は、モード設定手段２３によって順次実行モードに設定され、順次実行モードで作動されると、前記制御装置１２と同様に、各制御系統＄１，＄２，＄３に対応する加工プログラムＳａ、Ｓｂ、Ｓｃの未実行の加工プログラムブロックが、予め定められた制御系統の順に順次直列に実行され、順次実行１サイクルが完了する。本実施形態においては、系統番号の小さい順に順次直列に実行される。

順次加工プログラムを実行する際、他の制御系統との待ち合わせが完了する制御系統がモード設定手段のステップＳ５−１によって動作可能系統にセットされ、前記順次実行手段は、動作可能系統にセットされた制御系統の加工プログラムを、ステップＳ５、ステップＳ９、ステップＳ１３、ステップＳ１５によってリセット処理しながら実行する。なお制御系統の実行順序は、系統番号が小さい順だけでなく、大きい順や作業者が任意に入力して設定する等、予めどのように定めてもよい。

順次実行モードで、例えば図７の多系統プログラムを実行する場合、加工プログラムブロックＳａ１，Ｓｂ１，Ｓｃ１は、加工プログラムＳａ又は加工プログラムＳｂ又は加工プログラムＳｃの最初であるため、全て待ち合わせが揃っており、モード設定手段２３によって第１制御系統＄１、第２制御系統＄２、第３制御系統＄３が動作可能系統にセットされる。

これにより図１１に示されるように、まず加工プログラムブロックＳａ１、加工プログラムブロックＳｂ１、加工プログラムブロックＳｃ１が順に実行され、実行順の最初の制御系統＄１から最後の制御系統＄３まで順次加工プログラムが実行され、順次実行１サイクルを完了する。なお順次実行モードが継続される場合は、順次実行１サイクルが再帰的に繰り返して行われる。

再度順次実行１サイクルを実行する際は、待ち合わせが揃う第１制御系統＄１と第３制御系統＄３が動作可能系統にセットされるため、第１制御系統＄１及び第３制御系統＄３の加工プログラムＳａ，Ｓｃのみが実行の対象となり、加工プログラムブロックＳａ２、加工プログラムブロックＳｃ２が順に実行され、第２制御系統＄２をスキップして、実行順の最初の制御系統＄１から最後の制御系統＄３まで順次加工プログラムを実行し、順次実行１サイクルを完了する。

同様に再度順次実行１サイクルを実行する際は、待ち合わせが揃う第１制御系統＄１と第２制御系統＄２が動作可能系統にセットされるため、第１制御系統＄１及び第２制御系統＄２の加工プログラムＳａ，Ｓｂのみが実行の対象となり、加工プログラムブロックＳａ３、加工プログラムブロックＳｂ２が順に実行され、第３制御系統＄３をスキップして、実行順の最初の制御系統＄１から最後の制御系統＄３まで順次加工プログラムを実行し、順次実行１サイクルを完了する。

次に再度順次実行１サイクルを実行する際は、待ち合わせ指令ＤＳａ３，ＤＳｂ３，ＤＳｃ３が同時実行待ち合わせ指令であるため、同時実行の対象となっている第１から第３制御系統＄１，＄２，＄３の加工プログラムブロックＳａ，Ｓｂ，Ｓｃが同時に実行される。

制御装置２２を適用した場合でも、自動旋盤による製品の製造を停止させることなく、
自動旋盤によるワークの加工等に伴う電力消費のピーク電力を許容消費電力を越えないように抑制することができ、省電力でのワークの加工を容易に実現することができる。ただし制御装置２２は順次実行モードで作動しても、待ち合わせ指令が同時実行待ち合わせ指令の場合は、ステップＳ１４によって同時実行の対象となっている制御系統の加工プログラムブロックを同時に実行する。

これにより、複数の制御系統の所属軸を同時に作動させなければ成立しない加工動作は複数の制御系統が同時実行される。この際の消費電力は許容する必要があるため、前記許容消費電力は、複数の制御系統の所属軸を同時に作動させなければ成立しない加工動作時の消費電力を考慮して設定する必要がある。

なお前記モード設定手段１８，２３は、図５又は図８のフローチャートに基づいて、制御装置１２，２２に対して同時実行モードと順次実行モードを自動的に設定するように構成されているが、例えば制御装置１２，２２のモニター画面等に、加工プログラム実行時の消費電力を表示し、表示される消費電力に応じて、オペレータ等が前記許容消費電力に基づいて、手動で同時実行モードと順次実行モードを切り換えて設定することができるようにしてもよい。

以上に記載した実施形態は、実際の工作機械を例に説明したが、パーソナルコンピュータ等で多系統プログラムを実行して仮想的に工作機械の動作や電力消費をシミュレーションするもの（エミュレータ）も本発明の工作機械に含むものとし、この場合の効果は、エミュレータによるシミュレーションの結果を実際の工作機械に適用することによって奏することとなる。

２ 主軸
３ 主軸
７ ワーク
８ 材料供給装置（供給手段）
４ 刃物台
６ 刃物台
１２ 制御装置
１３ 多系統プログラム
１７ 電力検出手段
１８ モード設定手段
Ｓａ 加工プログラム
Ｓｂ 加工プログラム

Claims (4)

1. 軸移動する移動体と、前記移動体の駆動軸を制御する制御装置（１２）とを備え、前記制御装置（１２）が、所定の前記駆動軸が割り当てられる制御系統を複数備え、各制御系統（＄１，＄２）に対応する加工プログラム（Ｓａ，Ｓｂ）からなる多系統プログラム（１３）に基づいて移動体の制御を行い、各加工プログラムを並列的に同時に実行する同時実行モードと、各加工プログラムを順次直列的に実行する直列実行モードとを有し、前記制御装置（１２）による前記加工プログラムの実行によって生じる消費電力を検出する電力検出手段（１７）を備えた工作機械において、前記電力検出手段（１７）の情報に基づき、前記加工プログラム実行中の消費電力が、予め定められた許容消費電力を越えないように、前記制御装置（１２）に対して、前記同時実行モードと前記順次実行モードとを切り換えて設定するモード設定手段（１８）を設けた工作機械。
2. 前記各加工プログラム（Ｓａ，Ｓｂ）が、各制御系統（＄１，＄２）間で待ち合わせを行う待ち合わせ指令を備え、前記順次実行モードが、各加工プログラムの未実行のプログラムを前記待ち合わせ指令まで予め定められた制御系統の順序で実行し、実行順の最初の制御系統から最後の制御系統まで順次加工プログラムを実行するように構成された請求項１の工作機械。
3. 前記電力検出手段（１８）が、前記工作機械に材料を供給する供給手段（８）の消費電力を含めた消費電力を検出するように構成された請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
4. 前記移動体が、主軸（２，３）と刃物台（４，６）である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の工作機械。

Images