JP2001034323A - 工作機械及びそれを含むネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 工作機械の電力管理を容易にし、管理者の作
業負担の軽減を可能にする工作機械及びそれを含むネッ
トワークシステムを提供。 【解決手段】 工作機械４０が備える電力演算部４４
は、電力線４１〜４３の消費電力を演算し、電力量計算
部４７は、時計部４５と電力データの時系列化部４６に
より時系列化された電力データに基づき、所定時刻間の
電力量を計算する。工作機械制御部４９は、モータの稼
働状態情報やモータの故障情報等をデータ通信制御部４
８へ出力する。データ通信制御部は、これら、電力デー
タと電力量データとモータの動作状態情報及び故障情報
等の状態情報を含む工作機械の情報を、フレキシブル無
線部８０、ＲＦモジュレータ８１、及びアンテナ８２を
介して、無線通信にて生産管理用ホストコンピュータ２
８に出力する。生産管理用ホストコンピュータ２８は、
これらの情報を記録し監視する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自己の消費電力を
測定しこれを外部へ通知する工作機械及びそれを含むネ
ットワークシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】組立工場等の生産ラインには、複数の、
また複数種類の工作機械が設置されている。このような
生産ラインは、被加工品が上流工程から下流工程を予め
決められた加工順序及び生産量にしたがって順次流れる
ことにより製品が完成する仕組みである。

【０００３】図１４は生産ラインの一例を示す概略図で
ある。同図に示されるように、生産ライン１には工作機
械３〜６が設置され、各工作機械３〜６は電力線１２及
び信号線１１に接続されている。また、生産ライン２に
は工作機械７〜１０が設置され、各工作機械７〜１０は
電力線１４及び信号線１３に接続されている。電力線１
４は各工作機械に電力を供給するためにあり、信号線１
３は、生産情報、上下関係の工作機械の信号、生産ライ
ン情報、生産管理情報（生産ラインの状態、トラブル情
報）等、生産ラインの管理に必要な各種情報を授受する
ためにある。

【０００４】また、各生産ライン１、２上には不図示で
あるが、被加工品が矢印の方向に流れ、各工作機械が、
この被加工品に対し順次加工を施すことにより、製品が
完成される。

【０００５】通常、このような生産ラインでは生産効率
を上げるために、短時間で多くの製品を生産できるよう
に加工順序を考慮し、各生産ラインに設置される各工作
機械のレイアウトを決定し、工程設計を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短時間
で大量生産を行う点のみを考慮して工程設計を行うと、
電力管理という点で問題が生じる。通常、各生産ライン
は、工場の配電の関係上、最大許容電力が決められてい
る。例えば、図１４において、工作機械５と工作機械６
の消費電力が大きい場合は、生産ライン１側のトータル
の消費電力も大きくなり、もし生産ライン１の電力線１
２の許容消費電力をオーバーするようなことになれば、
生産ライン１は稼働できなくなる。また、複数の工作機
械が同一の時間帯に動作することにより、その時間帯だ
け消費電力が大きくなる場合もあり、同様の問題を生じ
る。

【０００７】このように、生産ライン上に消費電力の大
きい工作機械が集中してレイアウトされたり、又、複数
の工作機械がある時間帯だけ同時に動作することにより
消費電力が大きくなるような場合は、生産ラインの消費
電力に場所的、時間的にむらが生じてしまい、最悪、消
費電力がその生産ラインの電力線の最大許容電力量を越
えて生産ラインが稼働しなくなることも考えられる。

【０００８】よって、生産ライン管理者は、このような
問題を生じさせないように、ライン稼働中の各工作機械
の消費電力を自ら測定して周り、生産ラインの各工作機
械の稼働状況と交えて電力管理を行わなければならず、
生産ライン管理者の作業負担は大きかった。

【０００９】また、生産ライン管理者は、このような各
工作機械の消費電力の測定結果から、必要に応じて、消
費電力にむらが生じないように工作機械のレイアウトを
変更したり、同一の時間帯に複数の工作機械が稼働しな
いように、工作機械の制御プログラムの変更等をしなけ
ればならなかった。

【００１０】前述したように、図１４に示す生産ライン
１の工作機械５、６の消費電力が大きく、レイアウト変
更が必要な場合には、生産ライン管理者は、例えば、工
作機械６を生産ライン２の最上流（工作機械７の前）に
レイアウト変更する等して対応する必要があった。この
ようなレイアウト変更を行う場合には、移動させる工作
機械６に接続されていた信号線１１及び電力線１２を一
旦外し、生産ライン２の信号線１３及び電力線１４に接
続し直さなければならず、工作機械のレイアウト変更も
生産ライン管理者にとって大きな負担であった。

【００１１】また、近年の社会情勢では環境問題が注目
され、省エネルギー対策が推奨されている。このような
省エネルギー対策の一環として、生産ラインの消費電力
を抑制しようとする要望も高く、このような点からも生
産ラインの電力管理は必須であり、尚、生産ライン管理
者の負担は大きなものであった。

【００１２】本発明は、上記問題の解決をはかり、その
課題は、工作機械の電力管理を容易にすることにより、
管理者の作業負担の軽減を可能にする工作機械及びそれ
を含むネットワークシステムを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、データ通信を行う通信手段
と、自己の消費電力を測定する測定手段を有し、該通信
手段は、該測定手段により測定された消費電力を外部へ
送信する工作機械である。

【００１４】この構成により、工作機械は、自己の消費
電力を外部へ送信することができる。請求項２に記載の
発明は、請求項１記載の発明において、更に、前記測定
手段により測定された消費電力に基づき消費電力量を演
算する電力量演算手段を有し、前記通信手段は、前記測
定手段により測定された消費電力及び該電力量演算手段
により演算された消費電力量を外部へ送信する構成であ
る。

【００１５】この構成により、工作機械は、自己の消費
電力と消費電力量を外部へ送信することができる。請求
項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
更に、自己の稼働状況情報及び故障情報を含む状態情報
を検出する検出手段を有し、前記通信手段は、前記測定
手段により測定された消費電力、前記電力量演算手段に
より演算された消費電力量、及び該検出手段により検出
された状態情報を外部へ送信する構成である。

【００１６】この構成により、工作機械は、自己の消費
電力、消費電力量、及び稼働情報及び故障情報を含む状
態情報を外部へ送信することができる。請求項４に記載
の発明は、請求項１〜３のいづれか１つに記載の発明に
おいて、前記通信手段は、無線データ通信を行う構成で
ある。

【００１７】この構成により、例えば、工作機械のレイ
アウト変更を行うような場合に、信号線の配線を考慮す
る必要はない。請求項５に記載の発明は、請求項４に記
載の発明において、前記通信手段は、他の工作機械から
送信された情報を中継する中継手段を有する構成であ
る。

【００１８】この構成により、例えば、工作機械と送信
先との間に電波を遮断する遮蔽物が存在するような場合
にも、電波の届く他の工作機械を中継して目的とする送
信先へ状態情報を送信することができる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、ホストコンピュ
ータと該ホストコンピュータとデータ通信を行う複数の
工作機械とを有するネットワークシステムであって、前
記工作機械は、自己の消費電力を測定する測定手段と、
該測定手段により測定された消費電力を前記ホストコン
ピュータへ通知する通知手段を有し、前記ホストコンピ
ュータは、前記工作機械から通知された消費電力を記録
し監視するネットワークシステムである。

【００２０】この構成により、工作機械が自己の消費電
力をホストコンピュータへ送信することで、ホストコン
ピュータは送信された工作機械の消費電力を記録し監視
することができる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記工作機械は、更に、前記測定手段
により測定された消費電力に基づき消費電力量を演算す
る電力量演算手段を有し、前記通知手段は、前記測定手
段により測定された消費電力と該電力量演算手段により
演算された消費電力量を前記ホストコンピュータへ通知
し、前記ホストコンピュータは、前記工作機械から通知
された消費電力及び消費電力量を記録し監視する構成で
ある。

【００２２】この構成により、工作機械が自己の消費電
力と消費電力量をホストコンピュータへ送信すること
で、ホストコンピュータは送信された工作機械の消費電
力と消費電力量を記録し監視することができる。

【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、前記工作機械は、更に、自己の稼働状
況情報と故障情報を含む状態情報を検出する検出手段を
有し、前記通知手段は、前記測定手段により測定された
消費電力と前記電力量演算手段により演算された消費電
力量と該検出手段により検出された状態情報を前記ホス
トコンピュータへ通知し、前記ホストコンピュータは、
前記工作機械から通知された消費電力、消費電力量、及
び状態情報に基づき前記工作機械の工程設計を行う構成
である。

【００２４】この構成により、工作機械が自己の消費電
力、消費電力量、及び稼働状況情報と故障情報を含む状
態情報をホストコンピュータへ送信することで、ホスト
コンピュータは送信された工作機械の消費電力、消費電
力量、及び稼働状況情報と故障情報を含む状態情報を記
録し監視することができる。

【００２５】請求項９に記載の発明は、請求項６〜８の
いづれか１つに記載の発明において、前記ホストコンピ
ュータと前記工作機械は無線によりデータ通信を行い、
前記工作機械はいづれも、直接又は他の１以上の工作機
械を介することで、前記ホストコンピュータと通信可能
である構成である。

【００２６】この構成により、例えば、工作機械のレイ
アウト変更を行うような場合に、信号線の配線を考慮す
る必要はない。また、工作機械と送信先との間に電波を
遮断する遮蔽物が存在するような場合においても、電波
の届く他の工作機械を中継して目的とする送信先へ情報
を送信することができる。

【００２７】請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９
のいづれか１つに記載の発明において、前記ホストコン
ピュータは、前記工作機械から通知された情報に基づ
き、消費電力の時間的変動を平準化させるように工程設
計を行う構成である。

【００２８】この構成により、例えば、消費電力の時間
的変動を平準化させた、工作機械のスケジューリングや
レイアウトをオペレータに明示させることができる。請
求項１１に記載の発明は、生産ライン上に複数配置され
るコンピュータ管理の工作機械において、前記工作機械
の管理に必要な各種情報を無線で送受信する無線通信手
段を備えた工作機械である。

【００２９】この構成により、工作機械の管理に必要な
各種情報の送受信を無線通信により実現することができ
る。請求項１２に記載の発明は、生産ライン上に複数配
置される工作機械と、該複数の工作機械を管理及び制御
するコンピュータとを有するネットワークシステムにお
いて、前記複数の工作機械及び前記コンピュータのそれ
ぞれに無線通信手段を設け、前記工作機械の管理に必要
な各種情報を無線で送受信可能にしたネットワークシス
テムである。

【００３０】この構成により、複数の工作機械とこれら
を管理するコンピュータ間において、工作機械の管理に
必要な各種情報の送受信を無線通信により実現すること
ができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 ＜第１の実施の形態＞図１は、工作機械と管理用ホスト
コンピュータを含むネットワークシステムの概略図であ
る。同図において、工作機械２０〜２７は、信号線２
９、３０、３１を介して、生産管理用ホストコンピュー
タ２８とＬＡＮ（Local Area Network）にて接続され、
互いにデータの送受信を行う。また、各工作機械２０〜
２３は電力線３２から電力の供給を受け、各工作機械２
４〜２７は電力線３３から電力の供給を受ける。本第１
の実施の形態では、各工作機械は自己の消費電力や状態
情報等をＬＡＮを介して生産管理用ホストコンピュータ
へ通知する。尚、同図では生産ラインは省略して示して
いる。また、ここで示される工作機械の種類としては、
旋盤やフライス盤等が考えられるが、特にこれらに限定
されない。

【００３２】図２は、図１に示した工作機械の一例を示
す概略構成図である。同図において、工作機械４０は、
３相３線式の電力線４１〜４３から電力が供給され、モ
ータａ５０〜モータｃ５２の電力源となる。尚、ここで
は、電力線を３相３線式で示しているが、これに限ら
ず、例えば、単相２線式や３相４線式等であっても良
い。又、工作機械のモータを３つにて示しているが、各
工作機械の特徴によりモータの数は異なるので、３つに
限られることはない。

【００３３】同図の電力線４１〜４３上には、ＣＴ及び
ＰＴが設置されている。ＣＴは電力線の電流量を検出す
る変流計であり、ＰＴは電力線の電圧量を検出する変圧
計である。これらＣＴ及びＰＴで検出された電流データ
及び電圧データは電力演算部４４に入力される。

【００３４】電力演算部４４は、入力された電流データ
及び電圧データから電力を算出し、これを電力データの
時系列化部４６及びデータ通信制御部４８に出力する。
電力データの時系列化部４６は、時計部４５による所定
の時刻間の所定の時刻毎に、入力された電力データを記
憶してこれを時系列化し、この時系列化された電力デー
タを電力量計算部４７へ出力する。電力量計算部４７
は、この時系列化された電力データに基づき、所定時刻
間の電力量を計算し、これをデータ通信制御部４８へ出
力する。

【００３５】一方、工作機械制御部４９は、工作機械全
体の制御を行い、主にモータａ５０〜モータｃ５２の制
御等を行う。また、工作機械制御部４９は、各モータａ
５０〜モータｃ５２の動作をモニターし、現在、どのモ
ータが稼働中であるか、また停止中であるか等のモータ
の稼働状態情報やモータが故障中であるか否かを示す故
障情報等をデータ通信制御部４８へ出力する。

【００３６】データ通信制御部４８は、上述した、電力
演算部４４から出力される電力データと電力量計算部４
７から出力される電力量データと工作機械制御部４９か
ら出力されるモータの動作状態情報及び故障情報等の状
態情報を含む工作機械の情報を生産管理用ホストコンピ
ュータ２８に出力する。

【００３７】同様に、図１で示した各工作機械２０〜２
７も、上述した工作機械の情報を生産管理用ホストコン
ピュータに出力する。図３は、生産管理用ホストコンピ
ュータの概略構成図である。同図に示されるように、生
産管理用ホストコンピュータ２８は、ＣＰＵ６０、ＲＯ
Ｍ６１、ＲＡＭ６２、表示部６３、入力装置６４、ハー
ドディスク６５、外部記憶装置６６、データ通信制御部
６７及びプリンタ６８を有する。

【００３８】ＣＰＵ６０は、生産管理用ホストコンピュ
ータ２８の全体的な制御を行う。本形態では、データ通
信制御部６７が各工作機械２０〜２７から出力された各
工作機械の情報を受信し、この情報に基づき、ＣＰＵ６
０は、各工作機械の稼働状況や故障状況及び電力消費量
等を表示部６３に表示させ、必要に応じて、電力消費量
を平準化した工作機械のスケジューリングやレイアウト
等を求め、これを表示部６３に表示する。また、この表
示画面は、プリンタ６８に出力することもできる。

【００３９】このような処理を行う生産管理用プログラ
ムは、ＲＯＭ６１やハードディスク６５や外部記憶装置
６６等に記憶され、ＣＰＵ６０がプログラムを実行する
時に、順次読み出される。又は、ＬＡＮ経由で外部から
読み出されるようにしてもよい。ＲＡＭ６２は、プログ
ラム実行時の各種変数等が記憶される。入力装置６４
は、例えば、マウスやキーボード等が考えられ、オペレ
ータは入力装置６４を介して生産管理用ホストコンピュ
ータ２８にデータ入力を行う。

【００４０】図４は、上述した生産管理用プログラムの
表示画面の一例である。同図（ａ）は、工作機械２０〜
２７の稼働状況を示すタイムチャートである。同図
（ａ）に示されるように、０〜２３で示した数字７０は
１日の時間を示している。例えば、工作機械２０は、
１：００〜５：３０、８：３０〜１９：３０までが稼働
時間であり、それ以外では稼働していないことがわか
る。また、工作機械から出力された情報の内、故障情報
が含まれる場合は、故障状態である工作機械の欄にその
旨が表示される。

【００４１】尚、同図（ａ）では、各工作機械毎に稼働
状況を示しているが、例えば、各工作機械が備えるモー
タ毎に稼働状況を示すようにしてもよい。同図（ｂ）
は、工作機械２０〜２３の総電力量を示すグラフであ
る。同図（ｂ）に示されるように３：００〜５：３０、
９：３０〜１７：３０の間の使用電力量が多いのがわか
る。

【００４２】尚、同図（ｂ）では、工作機械２０〜２３
の総電力量を示しているが、これに限らず、例えば、工
作機械が備えるモータの総電力量を示すようにしても良
い。生産管理用プログラムでは、この他に、例えば、オ
ペレータの指示等により必要に応じて、各工作機械から
送信された情報と各工作機械の条件等に基づき、図４
（ｂ）で示した総電力量のグラフを平準化させるよう
に、図４（ａ）で示したタイムチャートを作成し直す機
能を有する。この機能により、例えば、消費電力の多い
工作機械を夜間に稼働させ、消費電力の低い工作機械を
昼間に稼働させた、総電力量を平準化させたタイムチャ
ートが作成されるものである。また、同様に、総電力量
のグラフを平準化するような各工作機械のレイアウトを
求める機能も有する。尚、このような機能を、オペレー
タ自らが、図４（ａ）（ｂ）を参照し、タイムチャート
の変更や各工作機械のレイアウトの変更をマニュアルで
行うようにしても良い。

【００４３】以上の構成により、各工作機械が、自ら電
力、電力量、モータの稼働状態情報、及び故障情報等の
情報を検出し、これらを生産管理用ホストコンピュータ
へ送信し、生産管理用ホストコンピュータがこれら情報
を記録し監視することで、各工作機械の電力管理や工程
設計が可能になり、以前のように、生産ライン担当者が
自ら各工作機械まで足を運び電力を測定する必要はなく
なり、生産ライン担当者の負担を軽減した。また、生産
管理用ホストコンピュータが、時系列的な総電力量を平
準化するために、各工作機械のスケジューリングやレイ
アウトを自動的に求めることができるので、更に、生産
ライン担当者の負担を軽減した。＜第２の実施の形態＞
本形態では、各工作機械と生産管理用ホストコンピュー
タは無線にてデータの送受信を行う。

【００４４】図５は、工作機械と生産管理用ホストコン
ピュータを含む無線ネットワークシステムの概略図であ
る。同図に示されるように、各工作機械２０〜２７はそ
れぞれ無線機７５ａ〜７５ｈを、また、生産管理用ホス
トコンピュータ２８は無線機７６を備える。各工作機械
２０〜２７と生産管理用ホストコンピュータ２８は、無
線を利用して、データの送受信が行われ、各工作機械２
０〜２７の情報も無線にて生産管理用ホストコンピュー
タへ送信される。よって、図１で示した信号線２９、３
０、３１はなく、電力線３２、３３のみが配設される。

【００４５】図６は、無線機を含む工作機械の一例を示
す概略構成図である。同図に示される工作機械４０は無
線機７５を有する。無線機７５は、データ通信制御部４
８、フレキシブル無線部８０、ＲＦモジュレータ８１及
びアンテナ８２を備える。

【００４６】データ通信制御部４８は、電力演算部４４
から出力される電力データと、電力量計算部４７から出
力される電力量データと、工作機械制御部４９から出力
されるモータの稼働状況情報及び故障情報等の状態情報
を含む工作機械４０の情報をフレキシブル無線部８０に
出力する。フレキシブル無線部８０は、この状態情報を
無線出力できるように無線用のデータに変換し、ＲＦモ
ジュレータ８１に出力する。ＲＦモジュレータ８１は、
この無線データを、所定の周波数帯域に設定して、アン
テナ８２よりこの無線データが出力される。

【００４７】尚、本構成の工作機械は、無線機７５を内
蔵して示しているが、無線機を別体にして無線機を外付
けにしても良い。その他の構成については、図２に示し
た構成と同様であるのでその説明を省略する。

【００４８】図７は、無線機を含む生産管理用ホストコ
ンピュータの概略構成図である。同図に示される生産管
理用ホストコンピュータ２８は無線機７６を有する。無
線機７６は、アンテナ８７、ＲＦモジュレータ８６、フ
レキシブル無線部８５及びデータ通信制御部６７を備え
る。各工作機械から出力された状態情報は、アンテナ８
７にて受信され、ＲＦモジュレータ８５を介して、フレ
キシブル無線部８５に入力される。そして、フレキシブ
ル無線部８５にて、無線用のデータからＣＰＵ６０が処
理できる通常のデータに変換される。その他の構成につ
いては図３に示した構成と同様であるのでその説明を省
略する。

【００４９】尚、本構成の生産管理用ホストコンピュー
タも無線機を内蔵して示したが、無線機を別体にして外
付けにしても良い。生産管理用ホストコンピュータ２８
は、各工作機械から送信された情報を受信した後は、本
第１の実施の形態と同様に、生産管理用プログラムによ
り、現在の各工作機械の稼働状況や総電力量を表示部６
３に表示し、また、必要に応じて、総電力量が平準化さ
せた、スケジューリングや各工作機械のレイアウトを求
め、これを表示部６３に表示する。

【００５０】次に、上述した各工作機械と生産管理用ホ
ストコンピュータとの無線通信方法について説明する。
各工作機械が有する無線機及び生産管理用ホストコンピ
ュータが有する無線機は、自らが直接通話可能な距離は
有限である。また、各工作機械と生産管理用ホストコン
ピュータとの間に、遮蔽物等が存在する場合には電波の
伝搬状態が悪くなり、最悪無線通信できなくなる。

【００５１】よって、全ての工作機械が、直接生産管理
用ホストコンピュータと無線通信を行うことはできな
い。そこで、本形態では、各工作機械は、いづれも直接
又は他の１以上の工作機械を中継することで生産管理用
ホストコンピュータと無線通信可能とした。

【００５２】本形態では、このような無線通信方法の一
例として、同一出願人による先の出願である特願平１０
−１８５８６６「無線通信ネットワークシステム」に示
される無線通信方法を適用し、概略的に説明する。

【００５３】尚、本形態に示した無線通信方法はこれに
限られず、各工作機械と生産管理用ホストコンピュータ
が無線通信可能な方法であるならば何でも良い。図８は
無線ネットワークシステムを説明するための概略図であ
る。同図において、Ａ〜Ｊは分散設置された無線端末を
示している。但し、ここで、無線端末Ａ〜Ｉは各工作機
械を示し、無線端末Ｊは生産管理用ホストコンピュータ
を示すが、以下説明を解りやすくするために、無線端末
Ａ〜Ｊとして説明する。

【００５４】また、同図の実線は無線端末Ａ〜Ｊの直接
通信可能な通信路を示し、互いにデータパケットにより
無線通信を行う。各無線端末Ａ〜Ｊは、それぞれ一定の
周期で各送信元の無線端末を識別する識別子を含む存在
通知パケットを送信する。これを受信した無線端末は、
この無線端末と直接通信できる可能性が有ることを認識
する。このように、各無線端末Ａ〜Ｊがそれぞれ一定の
周期で存在通知パケットを送信し、これを隣接する無線
端子が受信することにより、その時点での電波伝播状態
に応じた直接通信の可能性を互いに認識する。

【００５５】次に各無線端末は、通信路診断パケットを
送信して、存在通知パケットによって認識された直接通
信の可能性を有する各無線端末間の通信路の信頼性を診
断し、水準以上の信頼性を有するものを有効な通信路と
して設定する。

【００５６】その後、各無線端末は、システムを構成す
る他の全ての無線端末が、自らと直接通信路を有するど
の無線端末を経由して接続されているのかを認識するた
め、システム構成情報を格納する存在通知パケットを送
信する。

【００５７】システム構成情報は端末からの通信回数と
着信端末との関係情報であり、各無線端末は、自己に対
するシステム構成情報と共に、直接通信が可能である隣
接した無線端末のシステム構成情報を保持、管理する。

【００５８】図９は、各無線端末Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｇがそれ
ぞれ管理するシステム構成情報を示す図である。同図
ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ各無線端末Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｇの
構成情報を示している。ここでは、代表して同図ａにつ
いて説明する。

【００５９】同図ａの上段には、各着信先の無線端末と
その無線端末に到達するまでの最小の通信回数との関係
が示されている。ここでの通信回数とは、送信元である
無線端末Ａが送信するパケットが着信先の無線端末に到
達するまでに各無線端末間で通信される回数を示してお
り、同図ａ上段が示すシステム構成情報からは、無線端
末Ａが１回の通信でパケットを転送可能な無線端末には
Ｂ、Ｃ、Ｄがあることがわかり、また、中継無線端末に
よる通信も含めてパケットを転送するためには少なくと
も２回の通信を要する無線端末にはＥ、Ｆがあることが
わかる。同様に、少なくとも３回の通信を要する無線端
末にはＧ、Ｈ、Ｉが、少なくとも４回の通信を要する無
線端末にはＪがあることがわかる。

【００６０】無線端末Ａは、このようなシステム構成情
報をパケットに格納して一定周期毎に隣接する無線端末
に送信する。そして、隣接する無線端末から受信したシ
ステム構成情報を基に自己のシステム構成情報を更新し
て行く。

【００６１】また無線端末Ａは、自己のシステム構成情
報の他に、隣接する無線端末のシステム構成情報も保持
し、管理する。同図ａの下段は、無線端末Ａが管理す
る、無線端末Ａが直接通信路を有する無線端末Ｂ、Ｃ、
Ｄの構成情報を示す。無線端末Ａは、同図ａ上段に示す
自らのシステム構成情報の他に、同図ｂ下段に示す無線
端末Ｂ、Ｃ、Ｄのシステム構成情報をも管理する。

【００６２】このシステム構成情報を用いた通信例とし
て、無線端末Ａが無線端末Ｅへパケットを送出する場合
を考える。同図ａの下段のシステム構成情報を参照する
と、無線端末Ｅへパケットを転送するためには、無線端
末Ｂからは１回の通信で転送可能であることがわかる。
同様に、無線端末Ｃからは１回、無線端末Ｄからは２回
の通信で転送可能であることがわかる。このことによ
り、無線端末Ａは、着信先が無線端末Ｅであるパケット
を無線端末ＢまたはＣのいずれかに送出するようにす
る。無線端末Ａからパケットを受信した無線端末Ｂ又は
Ｃは、自己が保持、管理しているシステム構成情報か
ら、パケットの送信先に対して最も通信回数の少ない無
線端末へ送り、以降同様の処理によりパケットはネット
ワーク内を中継されてゆき、着信先の無線端末へ届く。
同様にして、その他の各無線端末もこのようなシステム
構成情報を保持し、管理する。

【００６３】次に、この図９を用いて、通信パケットを
無線端末Ａ（工作機械）から無線端末Ｊ（生産管理用ホ
ストコンピュータ）へ転送する手順を説明する。無線端
末Ａは自らの管理する無線端末Ｂ、Ｃ、Ｄの構成情報
（同図ａ下段）から着信先の無線端末Ｊを探し出す。無
線端末Ｊは無線端末Ｂ、Ｃ、Ｄからいずれも通信回数３
の場所に位置していることがわかる。無線瑞未Ｂ、Ｃ、
Ｄのいずれへ転送しても通信回数は同一であるので、無
線端末Ａはパケットの転送先を任意で選択する。ここで
はＢを選択したものとする。

【００６４】無線端末Ｂは自らの管理する無線端末Ａ、
Ｃ、Ｅの構成情報（同図ｂ下段）より着信先の無線端末
Ｊを探し出す。無線端末Ｊは、無線端末Ａからは通信回
数４の場所、無線端末Ｃからは通信回数３の場所、そし
て、無線端末Ｅからは通信回数２の場所に位置している
ことがわかる。従って、無線端末Ｊを着信先とするパケ
ットは無線端末Ｅに転送するのが最もネットワークの利
用効率が良いとの判断により、無線端末Ｂはこのパケッ
トを無線端末Ｅに転送する。

【００６５】同様に、無線端末Ｅは自らの管理する無線
端末Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｇの構成情報（同図ｃ下段）より着信
先の無線端末Ｊを探し出す。無線端末Ｊは、無線端末Ｂ
からは通信回数３の場所、無線端末Ｃからは通信回数３
の場所、無線端末Ｆからは通信回数２の場所、そして、
無線端末Ｇからは通信回数１の場所に位置しているの
で、無線端末Ｅは無線端末Ｊを着信先とするパケットを
無線端末Ｇに転送する。

【００６６】無線端末Ｇは無線端末Ｊを着信先とするパ
ケットを受信すると、自らの管理する構成情報（同図
ｄ）から、無線端末Ｊは直接通信可能な無線端末である
ことを認識し、このパケットを直接無線端末Ｊへ送信す
る。

【００６７】以上述べた手順により、無線端末Ａから発
信した通信パケットは無線端末Ｊへ着信する。図１０は
この通信パケットを転送した通信経路を示す。ところ
で、このようにパケットを何段も中継する場合、その途
中で障害物等の原因で引き起こされる通信障害により一
時的に通信路が途絶し、パケットが着信先まで転送され
ない場合がある。このような場合に対処するために、各
直接通信路の間でパケットの転送が正常に行なわれたと
きに、パケットを受信した方の無線端末は、パケットを
送信した無線端末に対してパケットを受信した旨の返答
を返信するようにする。以下、この場合の具体例を説明
する。

【００６８】図９を使用して説明した無線端末Ａから無
線端末Ｊへの通信パケットの転送の途中、無線端末Ｅ、
Ｇ間で通信障害が発生した場合を考える。図１１は各無
線端末Ｅ、Ｆ、Ｉがそれぞれ管理するシステムの構成情
報を示している。

【００６９】図９ａより、無線端末Ｅは無線端末Ｊを着
信先とするパケットを無線端末Ｇへ転送する。ところ
が、ここで通信障害が発生し、無線端末Ｅは無線端末Ｇ
からのパケット受信の返答が確認できなかったとする。
無線端末Ｅは無線端末Ｇへの直接通信路に通信障害が発
生したと判断し、他の通信経路を探し始める。同図ａ下
段より、無線端末Ｅは、無線端末Ｊを着信先とするパケ
ットを転送するのに無線端末Ｇの次に効率の良い無線端
末Ｆに対して通信パケットを転送する。以下、無線端末
Ｆが自らの管理する同図ｂ下段の構成情報から無線端末
Ｉを選択してこの通信パケットを転送し、無線端末Ｉが
この通信パケットを無線端末Ｊへ直接転送する手順は前
述したものと同様である。図１２はここで述べたパケッ
ト転送の経路を示し、×印を付した通信路で通信障害が
発生したことを示している。

【００７０】以上により、本第２の実施の形態によれ
ば、無線通信により各工作機械から生産管理用ホストコ
ンピュータへ状態情報が送信されるので、第１の実施の
形態の効果に加え、更に、例えば、電力量の平準化を行
うために、工作機械のレイアウト変更を行う必要が生じ
た場合に、従来のように信号線を配線し直す必要がな
い。図１３は、レイアウト変更後の一例を示す無線ネッ
トワークシステムを示す図である。同図に示されるよう
に、工作機械２１、２３、２４、２５、２６、２７のレ
イアウト変更に伴い、信号線を配線し直す必要はない。

【００７１】また、各工作機械と生産管理用ホストコン
ピュータとの間の空間に無線を遮断するような遮蔽物が
存在したとしても、隣接する工作機械が中継して情報を
送信するので、通信が遮断されることはない。

【００７２】よって、工作機械のレイアウト変更が容易
になると共に、工程設計の自由度が増し、生産ライン管
理者の負担を軽減することが可能になる。尚、第１の実
施の形態における信号線及び第２の実施の形態における
無線通信では、その他に、生産情報、上下関係の工作機
械の信号、生産ライン情報、生産管理情報（生産ライン
の状態、トラブル情報）等、工作機械の管理に必要な各
種情報等の授受も行われ、必要に応じて、各工作機械の
制御プログラム等もホストコンピュータよりダウンロー
ドされる。

【００７３】また、本第１及び第２の実施の形態では、
生産管理用ホストコンピュータと各工作機械とは有線通
信又は無線通信にて示したが、これに限らず、有線及び
無線の混在による通信形態でも良い。

【００７４】さらに、各工作機械と生産管理用ホストコ
ンピュータとの通信は、どのような方法により行われて
もよく、例えば、各工作機械が自発的に所定の時間毎
に、生産管理用ホストコンピュータに情報を送信するよ
うにするか、又は、生産管理用ホストコンピュータが各
工作機械に対してポーリングを行い情報を取得するよう
にしてもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
工作機械は、自己の消費電力、消費電力量、稼働状況情
報及び故障情報を含む状態情報等を生産管理用ホストコ
ンピュータへ送信することが可能になり、生産管理用ホ
ストコンピュータは、これらの情報を記録し監視するこ
とで、各工作機械の電力管理や工程設計を容易に行うこ
とが可能になり、生産ライン管理者の負担を軽減するこ
とができる。

【００７６】また、各工作機械と生産管理用ホストコン
ピュータとの間で無線通信を行うことにより、各工作機
械のレイアウト変更等を行う場合には、信号線を配線し
直す必要はなくなり、生産ライン管理者の負担を更に軽
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】工作機械と管理用ホストコンピュータを含むネ
ットワークシステムの概略図である。

【図２】工作機械の一例を示す概略構成図である。

【図３】生産管理用ホストコンピュータの概略構成図で
ある。

【図４】生産管理用プログラムの表示画面の一例であ
り、（ａ）は、工作機械２０〜２７の稼働状況を示すタ
イムチャートであり、（ｂ）は、工作機械２０〜２３の
総電力量を示すグラフである。

【図５】工作機械と生産管理用ホストコンピュータを含
む無線ネットワークシステムの概略図である。

【図６】無線機を含む工作機械の一例を示す概略構成図
である。

【図７】無線機を含む生産管理用ホストコンピュータの
概略構成図である。

【図８】無線ネットワークシステムを説明するための概
略図である。

【図９】各無線端末Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｇがそれぞれ管理する
システム構成情報を示す図であり、ａはＡの構成情報で
あり、ｂはＢの構成情報であり、ｃはＥの構成情報であ
り、ｄはＧの構成情報である。

【図１０】無線端末Ａから無線端末Ｊへ通信パケットを
転送した通信経路を示す図である。

【図１１】各無線端末Ｅ、Ｆ、Ｉがそれぞれ管理するシ
ステムの構成情報を示す図であり、ａはＥの構成情報で
あり、ｂはＦの構成情報であり、ｃはＩの構成情報であ
る。

【図１２】×印を付した通信路で通信障害が発生した時
のパケット転送経路を示す図である。

【図１３】各工作機械のレイアウト変更後の一例を示す
無線ネットワークシステムを示す図である。

【図１４】生産ラインの一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１、２ 生産ライン ３〜１０ 工作機械 １１ 信号線 １２ 電力線 １３ 信号線 １４ 電力線 ２０〜２７ 工作機械 ２８ 生産管理用ホストコンピュータ ２９〜３１ 信号線 ３２、３３ 電力線 ４０ 工作機械 ４１〜４３ 電力線 ４４ 電力演算部 ４５ 時計部 ４６ 電力データの時系列化部 ４７ 電力量計算部 ４８ データ通信制御部 ４９ 工作機械制御部 ５０ モータａ ５１ モータｂ ５２ モータｃ ６０ ＣＰＵ ６１ ＲＯＭ ６２ ＲＡＭ ６３ 表示部 ６４ 入力装置 ６５ ハードディスク ６６ 外部記憶装置 ６７ データ通信制御部 ６８ プリンタ ７０ １日の時間 ７５ 工作機械の無線機 ７６ 生産管理用ホストコンピュータの無線機 ８０ 工作機械のフレキシブル無線部 ８１ 工作機械のＲＦモジュレータ ８２ 工作機械のアンテナ ８５ 生産管理用ホストコンピュータのフレキシブル
無線部 ８６ 生産管理用ホストコンピュータのＲＦモジュレ
ータ ８７ 生産管理用ホストコンピュータのアンテナ Ａ〜Ｊ 無線端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 康雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 畠内 孝明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C042 RH01 RH05 RJ07 RJ15 5H269 AB01 BB07 BB12 CC13 KK03 NN07 QD06 QE34

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ通信を行う通信手段と、 自己の消費電力を測定する測定手段を有し、 該通信手段は、該測定手段により測定された消費電力を
   外部へ送信することを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 更に、前記測定手段により測定された消
   費電力に基づき消費電力量を演算する電力量演算手段を
   有し、 前記通信手段は、前記測定手段により測定された消費電
   力及び該電力量演算手段により演算された消費電力量を
   外部へ送信することを特徴とする請求項１記載の工作機
   械。
3. 【請求項３】 更に、自己の稼働状況情報及び故障情報
   を含む状態情報を検出する検出手段を有し、 前記通信手段は、前記測定手段により測定された消費電
   力、前記電力量演算手段により演算された消費電力量、
   及び該検出手段により検出された状態情報を外部へ送信
   することを特徴とする請求項２記載の工作機械。
4. 【請求項４】 前記通信手段は、無線データ通信を行う
   ことを特徴とする請求項１〜３のいづれか１つに記載の
   工作機械。
5. 【請求項５】 前記通信手段は、他の工作機械から送信
   された情報を中継する中継手段を有することを特徴とす
   る請求項４記載の工作機械。
6. 【請求項６】 ホストコンピュータと該ホストコンピュ
   ータとデータ通信を行う複数の工作機械とを有するネッ
   トワークシステムであって、 前記工作機械は、 自己の消費電力を測定する測定手段と、 該測定手段により測定された消費電力を前記ホストコン
   ピュータへ通知する通知手段を有し、 前記ホストコンピュータは、 前記工作機械から通知された消費電力を記録し監視する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
7. 【請求項７】 前記工作機械は、更に、前記測定手段に
   より測定された消費電力に基づき消費電力量を演算する
   電力量演算手段を有し、 前記通知手段は、前記測定手段により測定された消費電
   力と該電力量演算手段により演算された消費電力量を前
   記ホストコンピュータへ通知し、 前記ホストコンピュータは、前記工作機械から通知され
   た消費電力及び消費電力量を記録し監視することを特徴
   とする請求項６記載のネットワークシステム。
8. 【請求項８】 前記工作機械は、更に、自己の稼働状況
   情報と故障情報を含む状態情報を検出する検出手段を有
   し、 前記通知手段は、前記測定手段により測定された消費電
   力と前記電力量演算手段により演算された消費電力量と
   該検出手段により検出された状態情報を前記ホストコン
   ピュータへ通知し、 前記ホストコンピュータは、前記工作機械から通知され
   た消費電力、消費電力量、及び状態情報を記録し監視す
   ることを特徴とする請求項７記載のネットワークシステ
   ム。
9. 【請求項９】 前記ホストコンピュータと前記工作機械
   は無線によりデータ通信を行い、前記工作機械はいづれ
   も、直接又は他の１以上の工作機械を介することで、前
   記ホストコンピュータと通信可能であることを特徴とす
   る請求項６〜８のいづれか１つに記載のネットワークシ
   ステム。
10. 【請求項１０】 前記ホストコンピュータは、前記工作
    機械から通知された情報に基づき、消費電力の時間的変
    動を平準化させるように工程設計を行うことを特徴とす
    る請求項６〜９のいづれか１つに記載のネットワークシ
    ステム。
11. 【請求項１１】 生産ライン上に複数配置されるコンピ
    ュータ管理の工作機械において、 前記工作機械の管理に必要な各種情報を無線で送受信す
    る無線通信手段を備えたことを特徴とする工作機械。
12. 【請求項１２】 生産ライン上に複数配置される工作機
    械と、該複数の工作機械を管理するコンピュータとを有
    するネットワークシステムにおいて、 前記複数の工作機械及び前記コンピュータのそれぞれに
    無線通信手段を設け、前記工作機械の管理に必要な各種
    情報を無線で送受信可能にしたことを特徴とするネット
    ワークシステム。