JP6295000B1 - 稼働状況監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＣ工作機の稼働状況を簡単且つ安価に監視・記録することができる稼働状況監視装置を提供する【解決手段】文字情報取得部３１１は、予め定めた、製造工程の複数の進捗段階をそれぞれ示す複数種類の文字情報Ｐのを、対応する該進捗段階に達したときに外部から取得する。制御信号取得部３１２は、コンピュータが出力又は入力する制御信号Ｃ１−Ｃ４を取得する。制御部３２１は、文字情報Ｐと制御信号Ｃ１−Ｃ４とを受け取り、判定テーブル記憶部３２３から読み出した判定テーブルを用いてＮＣ工作機の稼働状況を判定し、その判定結果を表示部３２４に表示させる。また、制御部３２１は、受け取った文字情報Ｐ及び制御信号Ｃ１−Ｃ４に時刻情報を付加して、データベース３２２に順次格納する。【選択図】図３

Description

この発明は、例えばＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機等、コンピュータで制御する製造装置の稼働状況を監視・記録する稼働状況監視装置に関する。

従来より、ＮＣ工作機として、各種稼働情報を監視・記録する機能を有するものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特許文献１のＮＣ工作機では、例えば５秒間隔で工作機械の状態をチェックし、状態に変化がある場合には、各種稼動情報を記録することにしている。

このようなＮＣ工作機によれば、工作作業の進行状況を把握できると共に、加工条件や加工プログラムの見直し等を行うことができる。

特開平１０−１４３２２０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、そのＮＣ工作機に、稼動状態を検出するための各種検出器等を設けなければならず、このため、ＮＣ工作機が高価になるという欠点がある。

この発明の課題は、ＮＣ工作機等の製造装置の稼働状況を簡単且つ安価に監視・記録することができる稼働状況監視装置を提供することにある。

かかる課題を解決するために、請求項１の発明に係る稼働状況監視装置は、コンピュータが制御する製造装置の稼働状況を監視する稼働状況監視装置であって、製造工程における、予め定めた複数の進捗段階をそれぞれ示す複数種類の文字情報を、対応する該進捗段階に達した時に外部から取得する文字情報取得部と、前記コンピュータが出力又は入力する制御信号を取得する制御信号取得部と、対応する前記文字情報と前記制御信号との組み合わせに基づいて、それぞれの前記進捗段階における前記製造装置の稼働状況を判定するための判定テーブルと、該判定テーブルを用いて該稼働状況を判定する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記文字情報取得部が取得した前記文字情報と、前記制御信号取得部が取得した前記制御信号とを、それぞれ、時刻情報と共に順次保存するデータベースを更に備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記文字情報は、操作者がバーコードリーダを操作して、複数種類のバーコードの何れかを選択的に読み取った情報であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成に加えて、前記複数の文字情報は、前記製造装置による製造物の種別を示す文字情報を更に含むことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、製造工程の進捗段階を示す文字情報及び制御信号の組み合わせから稼働状況を判定できるので、製造装置の稼働状況を簡単且つ安価に記録・判断することができる。

請求項２の発明によれば、文字情報と制御信号とをデータベースに順次保存するので、製造装置の稼働状況を事後的に確認することや、かかる稼働状況を通信回線を介して遠隔から監視することが容易になる。

請求項３の発明によれば、バーコードを用いて簡単な操作で安価に文字情報を取り込むことができる。

請求項４の発明によれば、製造物の種別を容易に知ることができるので、かかる稼働状況のきめ細やかな監視が可能になる。

この発明の実施の形態１に係る稼働状況監視装置を用いた製造システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１に係るＮＣ工作機の要部構成を概略的に示したブロック図である。 実施の形態１に係る稼働状況監視装置の要部構成を概略的に示したブロック図である。 同実施の形態１に係るデータベースに格納するデータを説明するための概念図である。 同実施の形態１に係る判定テーブルを説明するための概念図である。

以下、この発明の実施の形態１について、ＮＣ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）工作を行う製造システム（以下、「ＮＣ工作システム」と記す）に適用した場合を例に採って説明する。なお、この発明は、ＮＣ工作システムに限らず、製造システムであれば、他の製造システムにも適用できる。

図１は、この実施の形態１に係るＮＣ工作システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。

図１に示したように、この実施の形態１に係るＮＣ工作システム１００は、ＤＮＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置１１０と、ＮＣ工作機１２０と、稼働状況監視装置１３０とを含む。

ＤＮＣ装置１１０は、ＬＡＮ(Local Area Network)その他の通信回線等を介して１台または複数台のＮＣ工作機１２０に接続されており（図１では１台のみ示す）、これらのＮＣ工作機１２０にＮＣデータを提供する。

ＮＣ工作機１２０は、ＤＮＣ装置１１０から受け取ったＮＣデータに基づいて、ＮＣ加工を行う。

稼働状況監視装置１３０は、通信回線等を介して１台または複数台のＮＣ工作機１２０に接続されており、これらのＮＣ工作機１２０から取り込んだ印刷情報Ｐ及び制御信号Ｃ１−Ｃ４を順次保存すると共に、これら文字情報及び制御信号の組み合わせから、そのＮＣ工作機１２０の稼働状況を判定して表示する。

図２は、ＮＣ工作機１２０の要部構成を概略的に示すブロック図である。

図２に示したように、このＮＣ工作機１２０は、ＣＰＵ２０１、駆動部２０２、操作盤２０３、印刷インタフェース２０４等を含む。

ＣＰＵ２０１は、上述のＤＮＣ装置１１０からＮＣデータを受信する。このＣＰＵ２０１は、制御プログラムを保存するメモリ（図示せず）を備える。

そして、このＣＰＵ２０１は、これらＮＣデータ及び制御プログラムを用いて、駆動部２０２内の各種モータ等（図示せず）を制御する。このために、このＣＰＵ２０１は、駆動部２０２に対して、駆動用の制御信号や、一時停止信号等を送る。

また、このＣＰＵ２０１は、操作盤２０３との間で、制御信号の送受信を行う。例えば、操作者が操作盤２０３の起動スイッチ（図示せず）をオンすると、起動信号がＣＰＵ２０１に送られて、ＮＣ工作機１２０が稼働を開始する。また、例えば、操作者が操作盤２０３のオーバーライドダイヤル（図示せず）を操作した場合には、駆動部２０２での切削速度を変更させるための制御信号が、ＣＰＵ２０１へ送られる。一方、例えば、ＣＰＵ２０１でアラーム信号が生成されて操作盤２０３に送られ、この操作盤２０３でアラーム告知（アラーム音の出力やアラーム光の点滅等）が行われる場合もある。なお、各制御信号は、１ビットの信号であっても良いし、複数ビットの信号であっても良い。

この実施の形態１では、ＣＰＵ２０１と駆動部２０２や操作盤２０３との間で送受信された制御信号の一部を、稼働状況監視装置１３０にも送る。図２の例では、信号ケーブル２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄの制御信号が、信号ケーブル２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄを介して、稼働状況監視装置１３０に送られる。なお、図２の例では、４種類の制御信号Ｃ１−Ｃ４を稼働状況監視装置１３０へ送ることとしたが、１〜３種類でも良いし、５種類以上でも良いことは、もちろんである。

信号ケーブル２０５ａ−２０５ｄと信号ケーブル２０６ａ−２０６ｄとの接続には、通常の半田付けやコネクタ等を使用しても良いが、この実施の形態１では、クランプ型交流電流センサ２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄを使用する。クランプ型交流電流センサとは、交流電流センサのクランプ部で信号ケーブル（ここでは信号ケーブル２０５ａ−２０５ｄ）を挟み込んで、これら交流電流センサが検出した信号変化（パルス信号のターンオン及びターンオフ）を出力するセンサである。交流電流センサ２０７ａ−２０７ｄを用いることにより、信号ケーブル２０５ａ−２０５ｄを切断すること無しに（すなわち、ＮＣ工作機１２０を改造すること無しに）、これら信号ケーブル２０５ａ−２０５ｄの制御信号を信号ケーブル２０６ａ−２０６ｄに出力させることができる。クランプ型交流電流センサとしては、例えば特願２０１６−０４０３２１に記載されたものが知られている。

更に、ＣＰＵ２０１は、所望の情報を、印刷情報Ｐとして、印刷インタフェース２０４に送信する機能を有する。公知のように、ＮＣ工作機としては、そのＮＣ工作機内に設けた各種センサ（図２では示さず）の検出値等を、印刷情報として出力する機能（すなわち、制御プログラムに各種センサの検出値等を印刷情報化して出力する命令を含ませておいて、ＣＰＵ２０１にその命令を実行させる機能）を備えたものが知られている。このようなＮＣ工作機では、その印刷機能を用いて、予め定めた文字情報（コメント）をプリンタに印刷させるための印刷情報を、出力させることが可能である。すなわち、所定の文字情報を印刷情報として出力する命令を制御プログラム内に記述しておいて、ＣＰＵ２０１に実行させることができる。この実施の形態１では、このような印刷機能を利用して、加工物の種別や製造工程の進捗段階を示す文字情報を、ＣＰＵ２０１に出力させる。例えば、加工の開始時には、加工対象物の名称を印刷情報として出力させ、その後、「加工開始」、「切削が○○％終了」、「加工の終了まで○○分」、「工具交換作業開始」、「緊急停止処理中」等の文字を出力させることができる。

印刷インタフェース２０４は、ＣＰＵ２０１から入力した印刷情報を、稼働状況監視装置１３０へ出力する。後述するように、この実施の形態１では、かかる印刷情報を、稼働状況監視装置１３０に稼働状態を判定させるための情報として使用する（後述）。

なお、文字情報を稼働状況監視装置１３０へ提供する方法は、ＣＰＵ２０１の印刷機能を用いた方法に限定されない。例えば、ＮＣ工作機１２０の稼働状況等に応じて、操作者がバーコードリーダを操作して複数種類のバーコードの何れかを選択的に読み取ることとし、読み取ったバーコード情報（光学情報）を文字情報に変換して、稼働状況監視装置１３０へ送る方法も可能である。この方法によれば、バーコードを読み取るという簡単な操作のみで文字情報を取り込むことができる。

図３は、稼働状況監視装置１３０の要部構成を概略的に示すブロック図である。

図３に示したように、この稼働状況監視装置１３０は、データ取得部３１０と、データ保存・判定部３２０とを備える。

データ取得部３１０は、文字情報取得部３１１と、制御信号取得部３１２とを備える。

文字情報取得部３１１は、ＮＣ工作機１２０の印刷インタフェース２０４から印刷情報Ｐを取り込む。そして、その印刷情報Ｐから文字情報を取り出して、データ保存・判定部３２０へ出力する。

制御信号取得部３１２は、ＮＣ工作機１２０の信号ケーブル２０６ａ−２０６ｄを介して、制御信号Ｃ１−Ｃ４を、パラレルに逐次取り込む。

最初に制御信号Ｃ１−Ｃ４を取り込んだとき、この制御信号取得部３１２は、これらの制御信号Ｃ１−Ｃ４を内部メモリに一時保存すると共に、データ保存・判定部３２０へ出力する。

その後、制御信号取得部３１２は、制御信号Ｃ１−Ｃ４を新しく取り込むたびに、その制御信号Ｃ１−Ｃ４の値を一時保存された信号値と比較する。そして、両者が一致しない場合に、制御信号取得部３１２は、内部メモリの保存値を新しく取り込んだ制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値に書き換えると共に、データ保存・判定部３２０へ出力する。このような方法によれば、制御信号値が変化した場合にのみ、その制御信号値をデータ保存・判定部３２０へ送ることができ、その結果、データベース３２２（後述）の容量を節約することができる。但し、制御信号値が変化したか否かに拘わらず、所定の時間間隔でデータ保存・判定部３２０へ送ることとしても良い。

データ保存・判定部３２０は、制御部３２１と、データベース３２２と、判定テーブル記憶部３２３と、表示部３２４とを備える。

制御部３２１は、データ取得部３１０の文字情報取得部３１１や制御信号取得部３１２から、文字情報と制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値とを受け取る。そして、受け取った文字情報や制御信号値に時刻情報を付加して、データベース３２２へ保存する。

また、制御部３２１は、入力された文字情報や制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値と、判定テーブルとを用いて、ＮＣ工作機１２０の稼働状況を判定すると共に、その判定結果を表示部３２４へ送る（詳細は後述）。

この判定テーブルは、判定テーブル記憶部３２３に格納されている。判定テーブル記憶部３２３としては、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)やハードディスク等を使用できる。

データベース３２２としては、例えばハードディスク等が使用される。このデータベース３２２は、例えば、インターネット等の通信回線を用いて、遠隔の端末機から文字情報や制御信号値を読み出せるようにしてもよい。

表示部３２４は、制御部３２１から受け取った判定結果を表示する。表示部３２４としては、例えばディスプレイ装置等を利用できる。

以下、この実施の形態１に係るＮＣ工作システム１００の動作を説明する。

まず、上述のように、ＤＮＣ装置１１０からＮＣ工作機１２０へ、ＮＣデータが送られる。ＮＣデータは、従来と同じものでよい。

ＮＣ工作機１２０は、このＮＣデータと制御プログラムを用いて、切削等の工作を行う。上述のように、この制御プログラムには、ＮＣ工作機１２０の管理者等によって、予め、所定の文字情報を印刷情報として出力する命令が追加されている。このため、この制御プログラムを実行すると、所望のタイミングで、所望の文字情報を含む印刷情報Ｐが、印刷インタフェース２０４から稼働状況監視装置１３０へ出力される。

また、上述のように、信号ケーブル２０６ａ−２０６ｄを介して、制御信号Ｃ１−Ｃ４が、稼働状況監視装置１３０へ出力される。

稼働状況監視装置１３０は、これらの印刷情報Ｐ及び制御信号Ｃ１−Ｃ４を入力する。そして、上述のようにして、データ取得部３１０の文字情報取得部３１１及び制御信号取得部３１２が、印刷情報Ｐから抜き出した文字情報と、制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値とを、データ保存・判定部３２０の制御部３２１へ送る。

その後、この制御部３２１が、これら印刷情報Ｐ及び制御信号Ｃ１−Ｃ４を、データベース３２２に格納する。

図４は、データベースに格納するデータを示す概念図である。図４に示したように、データベース３２２へは、文字情報や、制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値が、格納日時を表す時刻情報と共に、順次格納される。

上述のように、制御信号Ｃ１−Ｃ４は、それぞれ、１ビット又は複数ビットの信号である。図４の例では、制御信号Ｃ１−Ｃ４の合計ビット数を８ビットとした。

続いて、制御部３２１は、これら文字情報Ｐと、制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値と、判定テーブルとを用いて、ＮＣ工作機１２０の稼働状況を判定する。

図５は、判定テーブルの一例を示す概念図である。

例えば、制御信号Ｃ１−Ｃ４のうち一時停止やアラームを示す制御信号がオフしており（すなわち一時停止中でもアラーム発動状態でも無いことを示しており）、文字情報も正常動作を示している（例えば「加工開始」や「切削が○○％終了」等）場合、制御部３２１は、「正常稼働中」との判定結果を得る。

また、例えば、制御信号Ｃ１−Ｃ４のうちアラームを示す制御信号がオンしており（アラーム発動状態であることを示しており）、文字情報が「緊急停止処理中」である場合、制御部３２１は、「異常発生中」との判定結果を得る。

制御部３２１は、この判定結果を、表示部３２４に表示させる。このとき、この判定結果と同時に、制御信号Ｃ１−Ｃ４の信号値や文字情報を、表示部３２４に表示させることにしてもよい。この表示部３２４としては、例えばディスプレイ装置等を使用できる。

以上説明したように、この実施の形態１によれば、文字情報及び制御信号の組み合わせから稼働状況を判定できるので、ＮＣ工作機１２０の稼働状況を簡単且つ安価に記録・判断することができる。

また、この実施の形態１によれば、文字情報と制御信号とをデータベースに順次保存するので、ＮＣ工作機１２０の稼働状況を事後的に確認することや、かかる稼働状況を通信回線を介して遠隔から監視することが容易になる。

更に、この実施の形態１によれば、予め制御プログラムに組み込んだ文字情報を、ＮＣ工作機１２０の印刷機能を利用して出力させることとしたので、稼働情報の判定に使用する文字情報を自動的に取り込むことができ、従って、操作者の負担が少なく、システムの運用が簡単となる。

加えて、この実施の形態１によれば、加工物の種別や製造工程の進捗段階を容易に知ることができるので、かかる稼働状況のきめ細やかな監視が可能になる。

１００ ＮＣ工作システム
１１０ ＤＮＣ装置
１２０ ＮＣ工作機
１３０ 稼働状況監視装置
２０２ 駆動部
２０３ 操作盤
２０４ 印刷インタフェース
２０５ａ−２０５ｄ，２０６ａ−２０６ｄ 信号ケーブル
２０７ａ−２０７ｄ クランプ型交流電流センサ
３１０ データ取得部
３１１ 文字情報取得部
３１２ 制御信号取得部
３２０ データ保存・判定部
３２１ 制御部
３２２ データベース
３２３ 判定テーブル記憶部
３２４ 表示部

Claims (4)

1. コンピュータが制御する製造装置の稼働状況を監視する稼働状況監視装置であって、
   製造工程における、予め定めた複数の進捗段階をそれぞれ示す複数種類の文字情報を、対応する該進捗段階に達したときに外部から取得する文字情報取得部と、
   前記コンピュータが出力又は入力する制御信号を取得する制御信号取得部と、
   対応する前記文字情報と前記制御信号との組み合わせに基づいて、それぞれの前記進捗段階における前記製造装置の稼働状況を判定するための判定テーブルと、
   該判定テーブルを用いて該稼働状況を判定する制御部と、
   を備えることを特徴とする稼働状況監視装置。
2. 前記文字情報取得部が取得した前記文字情報と、前記制御信号取得部が取得した前記制御信号とを、それぞれ、時刻情報と共に順次保存するデータベースを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の稼働状況監視装置。
3. 前記文字情報は、操作者がバーコードリーダを操作して、複数種類のバーコードの何れかを選択的に読み取った情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の稼働状況監視装置。
4. 前記複数の文字情報は、前記製造装置による製造物の種別を示す文字情報を更に含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の稼働状況監視装置。

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