JP2018132318A - バッテリ残量アラーム装置、数値制御装置および工作機械システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。図2は、本発明の第1実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置を示すブロック図である。図3は、二酸化マンガンリチウム一次電池の40mA連続放電時の温度特性を示すグラフである。図4は、バッテリの寿命が近づくと電圧の触れ幅が大きくなることを示すグラフである。図5は、本発明の第1実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置の処理を示すフローチャートである。
この第1実施形態に係る工作機械システム1は、図1に示すように、マシニングセンタ等の工作機械2および数値制御装置3を備えている。ここで、工作機械2は、数値制御装置3によって制御されるように、数値制御装置3と有線または無線でデータ通信可能に接続されている。また、数値制御装置3には、工作機械2の動作に必要な各種の数値制御データを格納するためのSRAMなどのメモリ素子5が組み込まれているとともに、このメモリ素子5のバックアップ用の二酸化マンガンリチウム一次電池がバッテリ6として搭載されている。
次に、バッテリ残量アラーム装置4の処理フローについて、図5を参照しながら説明する。図5は、バッテリ残量アラーム装置4の処理を示すフローチャートである。なお、この処理に先立ち、閾値設定部44は、所定の変化率閾値RTを予め設定しておく。また、この処理は主制御部41からの指令に基づいて実行される。
図6は、本発明の第2実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
上述した第1実施形態および第2実施形態では、閾値設定部44が所定の変化率閾値RTを設定するとともに、判定部45が、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6において、電圧差ΔVを温度差ΔTで除した変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えているか否かを判定し、この変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えていると判定された場合に、アラーム発生部46が、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームを発生させるとともに、主制御部41が数値制御装置3の電源オフ動作を保留した。
上述した第1実施形態および第2実施形態では、数値制御装置3において、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6が二酸化マンガンリチウム一次電池である場合について説明した。しかし、二酸化マンガンリチウム一次電池と同様に、使用環境温度Tによって端子間電圧Vが変動する温度依存性を有する電池であれば、この電池がメモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6として搭載された数値制御装置3にも、本発明を同様に適用することができる。
上述した第1実施形態および第2実施形態では、バッテリ残量アラーム装置4において、閾値設定部44が変化率閾値RTを1つだけ設定する場合について説明した。しかし、閾値設定部44が変化率閾値RTを複数段階に設定し、アラーム発生部46が、変化率閾値RTの各段階における大小に応じて、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更するようにしてもよい。
上述した第1実施形態および第2実施形態では、バッテリ残量アラーム装置4が数値制御装置3に内蔵されている場合について説明した。しかし、バッテリ残量アラーム装置4は、必ずしも数値制御装置3に内蔵する必要はなく、例えば、数値制御装置3の外部に設置して有線、無線または接続部を介して直接データ通信可能に接続するようにしても構わない。
上述した第1実施形態および第2実施形態では、第1の使用環境温度T1を数値制御装置3の電源投入時の温度にするとともに、第2の使用環境温度T2を数値制御装置3の電源切断時の温度にする場合について説明した。しかし、逆に、第1の使用環境温度T1を数値制御装置3の電源切断時の温度にするとともに、第2の使用環境温度T2を数値制御装置3の電源投入時の温度にしてもよい。
上述した第2実施形態では、数値制御装置3の外部に機械学習装置7が設置されている場合について説明したが、この機械学習装置7を数値制御装置3に内蔵してもよい。
上述した第2実施形態では、機械学習のクラスタリングによって変化率閾値RTを設定する場合について説明したが、クラスタリング以外の機械学習の手法(例えば、主成分分析、ベクトル量子化、自己組織化マップなど)を用いても構わない。
2……工作機械
3……数値制御装置
4……バッテリ残量アラーム装置
5……メモリ素子
6……バッテリ
41……主制御部
42……温度測定部(温度測定手段)
43……電圧測定部(電圧測定手段)
44……閾値設定部(閾値設定手段)
45……判定部(判定手段)
46……アラーム発生部(アラーム発生手段)
R……変化率
RT……変化率閾値
T……使用環境温度
T1……第1の使用環境温度
T2……第2の使用環境温度
V1、V2……端子間電圧
VT……電圧閾値
ΔT……温度差
ΔV……電圧差
Claims (15)
- メモリ素子のバックアップ用のバッテリの寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、
互いに異なる第1の使用環境温度および第2の使用環境温度において前記バッテリの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
互いに異なる2つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差をこれらの使用環境温度の温度差で除した変化率であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する変化率を変化率閾値として設定する閾値設定手段と、
前記第1の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧と前記第2の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧との電圧差を前記第1の使用環境温度および前記第2の使用環境温度の温度差で除した変化率が、前記閾値設定手段によって設定された変化率閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記変化率が前記変化率閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段と、
を備えているバッテリ残量アラーム装置。 - 前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記変化率閾値を設定する請求項1に記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記閾値設定手段は、機械学習によって前記変化率閾値を設定する請求項1に記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記閾値設定手段は、前記変化率閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記変化率閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更する請求項1から請求項3までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
- メモリ素子のバックアップ用のバッテリの寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、
互いに異なる第1の使用環境温度および第2の使用環境温度において前記バッテリの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
互いに異なる2つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する電圧差を電圧閾値として設定する閾値設定手段と、
前記第1の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧と、前記第2の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧との電圧差が、前記閾値設定手段によって設定された電圧閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記電圧差が前記電圧閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段と、
を備えているバッテリ残量アラーム装置。 - 前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記電圧閾値を設定する請求項5に記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記閾値設定手段は、機械学習によって前記電圧閾値を設定する請求項5に記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記閾値設定手段は、前記電圧閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記電圧閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更する請求項5から請求項7までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記バッテリの使用環境温度を測定する温度測定手段を備えている請求項1から請求項8までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記バッテリは、その使用環境温度によって端子間電圧が変動する温度依存性を有する請求項1から請求項9までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 前記バッテリは、二酸化マンガンリチウム一次電池である請求項1から請求項10までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
- 請求項1から請求項11までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置を有する数値制御装置。
- 請求項12に記載の数値制御装置によって工作機械が制御されるように構成されている工作機械システム。
- 前記第1の使用環境温度および前記第2の使用環境温度は、いずれか一方が前記数値制御装置の電源投入時の温度であるとともに、他方が前記数値制御装置の電源切断時の温度である請求項13に記載の工作機械システム。
- 前記電圧測定手段は、前記数値制御装置の電源投入時または電源切断時において、前記バッテリから前記メモリ素子に電力が供給されている状態で、前記数値制御装置から前記メモリ素子に電力を供給することにより、前記バッテリの端子間電圧を測定するように構成されている請求項14に記載の工作機械システム。
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