JP6613275B2 - データ収集装置、データ転送装置、データ収集システム、データ収集プログラム及びデータ転送プログラム - Google Patents
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Description
制御装置がこのような処理を行うことにより、データ収集装置によるデータ収集が実現される。
前記複数のデータ転送装置それぞれから、前記データ転送装置と組にされた産業機械(例えば後述の工作機械10)の状態に関するデータである状態データを収集するデータ収集部(例えば後述のデータ収集部31)と、第1の基準に基づいた前記複数のデータ転送装置に対する指示により、前記複数のデータ転送装置から前記データ収集部への前記状態データの送信を制御する通信制御部(例えば後述の通信制御部32)と、を備え、前記通信制御部は、前記複数のデータ転送装置の何れかから前記データ転送装置の一時記憶部の使用状況に基づいた第1の信号を受信した場合に、前記第1の基準とは異なる第2の基準で前記制御を行うデータ収集装置として前記コンピュータを機能させる。
<実施形態全体の構成>
図1に、本実施形態であるデータ収集システム1全体の構成を示す。図1に示すように本実施形態は、n台の工作機械10(図中の工作機械10a〜工作機械10nに相当。)、n台の数値制御装置20(図中の数値制御装置20a〜数値制御装置20nに相当。)、データ収集装置30、及びネットワーク40を備える。ここで、nは任意の自然数である。
データ収集システム1では、複数の工作機械10それぞれに、数値制御装置20を対応付ける。そして、数値制御装置20が自身に対応する工作機械10の状態データを取得し、一時記憶装置(バッファ)に記憶する。そして、数値制御装置20は、一時記憶装置に記憶した状態データをデータ収集装置30に対して送信する。
そこで、データ収集システム1では、一時記憶装置の空き容量が少なくなった時点で、数値制御装置20がデータ収集装置30に対して警告信号を送信する。
以上がデータ収集システム1における処理の概略である。
工作機械10は、切削加工等の所定の加工を行う装置である。
工作機械10は、駆動部(例えばモータ)や、モータに取り付けられた主軸や送り軸や、これら各軸に対応する治具や工具等を備える。そして、工作機械10は、加工プログラムに基づいて数値制御を行う数値制御装置20から出力される動作指令に基づいてモータを駆動させることにより所定の加工を行う。工作機械10による加工の内容に特に限定はなく、切削加工以外にも、例えば研削加工、研磨加工、圧延加工、或いは鍛造加工といった他の加工であってもよい。なお、これらの加工を行うための、数値制御装置20による工作機械10の制御方法については、当業者にとってよく知られているので詳細な説明を省略する。
次に、図2を参照して、数値制御装置20の備える機能ブロックについて説明をする。
図2に示すように数値制御装置20は、データ取得部21、一時記憶部22、データ転送部23、及び監視部24を備える。
例えば工作機械10の駆動軸に加わる振動は、短時間で大きく変動するので、駆動軸の振動については比較的短いサンプリング周期で測定するようにするとよい。これに対して、例えば工作機械10の周囲の温度は、短時間で大きくは変動しないので、比較的長いサンプリング周期で測定するようにするとよい。
データ収集装置30からの加工開始指示に伴う状態データの送信と、警告信号の詳細については、<状態データの送信制御>として後述する。
次に、図3を参照して、データ収集装置30の備える機能ブロックについて説明をする。
図3に示すようにデータ収集装置30は、データ収集部31と通信制御部32を備える。
データ収集部31は、数値制御装置20のデータ転送部23が送信した状態データを受信する部分である。データ収集部31が収集した状態データは、例えば図示を省略したデータベースに蓄積され、ユーザにより利用される。ユーザは、例えば状態データを解析して、工作機械10の経年変化により生じる部品の劣化や、故障の兆候等を発見するために利用することができる。
これらの指示を適切なタイミングで送信するために、データ収集装置30は、各工作機械10の稼動スケジュールを管理している。そして、通信制御部32は、稼動スケジュールに基づいて、加工を行う工作機械10を特定する。そして、特定した工作機械10に対応する数値制御装置20に対して加工開始指示と状態データの送信指示を送信する。なお、状態データの送信指示が加工開始指示に含まれていてもよい。
また、通信制御部32は、数値制御装置20の監視部24から警告信号を受信した場合に、数値制御装置20のデータ転送部23に対して、送信周期を変更する旨の指示である周期変更指示を送信する。
この周期変更指示については、<状態データの送信制御>として後述する。
これらの機能ブロックを実現するために、数値制御装置20及びデータ収集装置30のそれぞれは、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置を備える。また、数値制御装置20及びデータ収集装置30のそれぞれ数値制御装置20及びデータ収集装置30のそれぞれは、各種の制御用プログラムを格納したHDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのRAM(Random Access Memory)といった主記憶装置を備える。
次に、本実施形態における状態データの送信制御について詳細に説明をする。
上述したように、数値制御装置20のデータ転送部23はデータ収集装置30からの加工開始指示と状態データの送信指示に基づいて状態データの送信を行う。また、データ転送部23はデータ収集装置30からの加工開始指示に基づいた加工処理が終了したことを契機として状態データの送信を終了する。
次に、図4のフローチャートを参照して数値制御装置20が行う加工処理時の動作について説明をする。加工処理は、上述したように、データ収集装置30から加工開始指示と状態データの送信指示を受信したことを契機として開始される。
工作機械10における加工が終了した場合は、ステップS19においてYesと判定され、処理はステップS20に進む。一方で、通信制御部32からデータ送信の終了指示を受信していない場合には、ステップS19においてNoと判定され、処理はステップS11に戻る。そして、数値制御装置20は、上述した処理を繰り返す。
ステップS20において、データ転送部23は、工作機械10の予めスケジュールされた加工処理が終了した旨の通知をデータ収集装置30の通信制御部32に対して送信する。これにより、通信制御部32は、工作機械10の予めスケジュールされた加工処理が終了したこと及びこれに伴うデータ転送部23の状態データの送信が終了したことを把握できる。そして、数値制御装置20は、加工処理を終了する。
数値制御装置20は、上述のようにして、データ収集装置30に対して状態データを送信する。
次に、図5のフローチャートを参照してデータ収集装置30の動作について説明をする。
データ収集部31は、数値制御装置20から加工終了通知を受信した場合には、データ収集処理を終了する。一方で、データ収集部31は数値制御装置20から加工終了通知を受信していない場合には、処理はステップS21に戻る。そして、データ収集装置30は、上述した処理を繰り返す。
データ収集装置30は、上述のようにして、数値制御装置20から状態データを収集する。
従って、本実施形態によれば、より確実に状態データを収集することが可能となる。
なお、上記の各実施形態に含まれる各装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の各実施形態に含まれる各装置が協働することにより行なわれるデータ収集方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
上述した実施形態では、一時記憶部22の空き容量が少なくなった場合に、監視部24が警告信号を通信制御部32に対して送信していた。そして、通信制御部32が、送信周期の変更指示により、警告信号の送信元の数値制御装置20に優先的に状態データを送信させるようにしていた。
これにより、一時記憶部22の空き容量が多くなった場合には、各数値制御装置20から均等に状態データを収集することが可能となる。
上述した実施形態では、通信制御部32が、警告信号を受信したか否かに応じて優先的に状態データを送信させるか否かを判定していた。この判定を更に段階的に行うようにしてもよい。例えば、一時記憶部22の空き容量について第1の閾値と、第1の閾値よりも小さな値の第2の閾値を設ける。そして、監視部24が、一時記憶部22の空き容量が、第1の閾値以下となった場合には第1の警告信号を送信し、第2の閾値以下となった場合には第2の警告信号を送信するようにする。すなわち、空き容量の少なさの度合いに応じて異なる警告信号を送信するようにする。
これにより、空き容量の少なさの度合いに応じた、適切な優先度とすることが可能となる。
上述した実施形態では、送信周期の変更により、状態データの送信についての優先度を変化させていた。このように、時分割により優先度を変化させるのではなく、帯域制限により優先度を変化させるようにするとよい。例えば、警告信号の送信元の数値制御装置20以外の数値制御装置20に対しては、単位時間あたりの送信可能データ量を制限するようにするとよい。
これにより、例えば各数値制御装置20間での時刻同期が正確に行なえず、時分割が困難な場合であっても、状態データの送信についての優先度を変化させることができる。
上述した実施形態において、工作機械10と数値制御装置20は、一対一に対応付けられていたが、一対多に対応づけてもよい。例えば、1つの数値制御装置20が複数の工作機械10から状態データを取得して転送するようにしてもよい。また、データ収集装置30は、1つの場所(例えば1つの工場)に設置されている数値制御装置20から状態データを収集するようにしてもよいが、複数の場所(例えば複数の工場)に設置されている数値制御装置20から状態データを収集するようにしてもよい。
上述した実施形態では、データ収集装置30が、数値制御装置20に対して加工開始指示と状態データの送信指示を送信していた。そして、数値制御装置20は、この加工開始指示と状態データの送信指示を受信したことを契機として、工作機械10に加工処理を開始させると共に、状態データの送信を行っていた。
これに対して、数値制御装置20がユーザの操作に基づいて工作機械10に加工処理を開始させることや、予め決定されたスケジュールに基づいて工作機械10に加工処理を開始させることを契機として、データ収集装置30に対して状態データの送信を行うようにしてもよい。つまり、データ収集装置30の指示の有無に関わらず、数値制御装置20が状態データの送信を行うようにしてもよい。この場合に、数値制御装置20が状態データの送信を行うに先立って、データ収集装置30に対して加工開始メッセージを送信するようにしてもよい。そして、加工開始メッセージを受信したデータ収集装置30から、状態データの送信を許可する旨の応答が有った場合に、数値制御装置20が状態データの送信を開始するようにしてもよい。
上述した実施形態では、数値制御装置20の監視部24が、一時記憶部22の空き容量が少なくなった場合に、警告信号を通信制御部32に対して送信していた。この監視部24を省略した構成としてもよい。
この場合、データ転送部23は、状態データに、一時記憶部22の空き容量を示す値や、空き容量の増加率又は減少率を示す値を含ませる。そして、通信制御部32が、これらの値に基づいて、優先的に状態データを送信させるか否かを判定するようにする。例えば、一時記憶部22の空き容量を示す値が低い数値制御装置20に、優先的に状態データを送信させるようにする。これにより、各数値制御装置20に監視部24を設ける必要がなくなる。
また、データ転送部23が、更にこれらの値に基づいて段階的に優先度を変更するようにしてもよい。例えば、最も空き容量が少ない数値制御装置20について送信周期を最も短くし、次に空き容量が少ない数値制御装置20について送信周期を次に短くし、他の数値制御装置20に対しては、これら2つの数値制御装置よりも送信周期を長くするようにしてもよい。これにより、各数値制御装置20の空き容量に応じて優先度を決定することができる。
上述した実施形態では、一時記憶部22の空き容量が少なくなった場合に、監視部24が警告信号を通信制御部32に対して送信していた。そして、通信制御部32が、送信周期の変更指示により、警告信号の送信元の数値制御装置20に優先的に状態データを送信させるようにしていた。
これに加えて、状態データが適切に送信できており、一時記憶部22の空き容量が多く確保できている状態の場合に、監視部24が空き容量に余裕がある旨の信号を通信制御部32に対して送信するようにしてもよい。そして、通信制御部32が、送信周期の変更指示により、空き容量に余裕がある旨の信号の送信元の数値制御装置20以外の数値制御装置20に優先的に状態データを送信させるようにしてもよい。
これにより、一時記憶部22の空き容量に余裕がある数値制御装置20以外の数値制御装置20から優先的に状態データを収集することが可能となる。
10 工作機械
20 数値制御装置
21 データ取得部
22 一時記憶部
23 データ転送部
24 監視部
30 データ収集装置
31 データ収集部
32 通信制御部
40 ネットワーク
Claims (8)
- 複数のデータ転送装置と通信可能に接続されたデータ収集装置であって、
前記複数のデータ転送装置それぞれから、前記データ転送装置と組にされた産業機械の状態に関するデータである状態データを収集するデータ収集部と、
第1の基準又は前記第1の基準とは異なる第2の基準に基づいた前記複数のデータ転送装置に対する指示により、前記複数のデータ転送装置から前記データ収集部への前記状態データの送信を制御する通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、
前記複数のデータ転送装置の何れかから前記データ転送装置の一時記憶部の記憶容量の空きが少ないことを示す第1の信号を受信していない場合に、前記第1の基準に基づいた前記制御として、前記複数のデータ転送装置のそれぞれから均等の送信周期で前記状態データを送信させる制御を行い、
前記複数のデータ転送装置の何れかから前記第1の信号を受信した場合に、前記第2の基準に基づいた制御として、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期を、他のデータ送信装置の送信周期よりも短く変更することにより、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期と、他のデータ送信装置の送信周期とが相対的に異なるように送信周期を変更して前記状態データを送信させる制御を行うデータ収集装置。 - 前記通信制御部は、
前記複数のデータ転送装置に対して重複しないように送信周期を割り当てて、順番に前記状態データを送信させることにより前記制御を行う請求項1に記載のデータ収集装置。 - 前記第1の信号には、前記データ転送装置の一時記憶部の使用状況の度合いを示す情報が含まれており、
前記通信制御部は、前記第1の信号が示す前記データ転送装置の一時記憶部の空き容量の少なさの度合いに基づいて前記第2の基準に基づいた前記制御における変更後の送信周期を決定する請求項1又は2に記載のデータ収集装置。 - 前記通信制御部は、
前記第1の信号の送信元のデータ転送装置から第2の信号を受信した場合に、前記第1の基準で前記制御を行う請求項1から請求項3までの何れか1項に記載のデータ収集装置。 - データ収集装置と通信可能に接続されたデータ転送装置であって、
当該データ転送装置と組にされた産業機械の状態に関するデータである状態データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記状態データを一時的に記憶する一時記憶部と、
前記データ収集装置からの指示に基づいて、前記データ収集装置に対して前記一時記憶部が記憶する前記状態データを送信するデータ転送部と、
前記一時記憶部の使用状況を監視し、監視結果に基づいて前記一時記憶部の記憶容量の空きが少ないことを示す第1の信号を前記データ収集装置に対して送信する監視部と、
を備え、
前記データ収集装置は、当該データ転送装置以外の他のデータ転送装置からも前記状態データを収集しており、
前記第1の信号は、前記データ収集装置が、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期を、他のデータ装置の送信周期よりも短く変更することにより、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期と、他のデータ送信装置の送信周期とが相対的に異なるように送信周期を変更して前記状態データを送信させる制御を行うために送信するデータ転送装置。 - 複数のデータ転送装置とデータ収集装置とが通信可能に接続されたデータ収集システムであって、
前記データ転送装置が、
当該データ転送装置と組にされた産業機械の状態に関するデータである状態データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記状態データを一時的に記憶する一時記憶部と、
前記データ収集装置からの指示に基づいて、前記データ収集装置に対して前記一時記憶部が記憶する前記状態データを送信するデータ転送部と、
前記一時記憶部の使用状況を監視し、監視結果に基づいて前記一時記憶部の記憶容量の空きが少ないことを示す第1の信号を前記データ収集装置に対して送信する監視部と、を備え、
前記データ収集装置が、
前記複数のデータ転送装置それぞれから、前記状態データを収集するデータ収集部と、
第1の基準又は前記第1の基準とは異なる第2の基準に基づいた前記複数のデータ転送装置に対する指示により、前記複数のデータ転送装置から前記データ収集部への前記状態データの送信を制御する通信制御部と、を備え、
前記通信制御部は、
前記複数のデータ転送装置の何れかから前記第1の信号を受信していない場合に、前記第1の基準に基づいた前記制御として、前記複数のデータ転送装置のそれぞれから均等の送信周期で前記状態データを送信させる制御を行い、
前記複数のデータ転送装置の何れかから前記第1の信号を受信した場合に、前記第2の基準に基づいた制御として、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期を、他のデータ送信装置の送信周期よりも短く変更することにより、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期と、他のデータ送信装置の送信周期とが相対的に異なるように送信周期を変更して前記状態データを送信させる制御を行うデータ収集システム。 - 複数のデータ転送装置と通信可能に接続されたコンピュータをデータ収集装置として機能させるデータ収集プログラムであって、
前記複数のデータ転送装置それぞれから、前記データ転送装置と組にされた産業機械の状態に関するデータである状態データを収集するデータ収集部と、
第1の基準又は前記第1の基準とは異なる第2の基準に基づいた前記複数のデータ転送装置に対する指示により、前記複数のデータ転送装置から前記データ収集部への前記状態データの送信を制御する通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、
前記複数のデータ転送装置の何れかから前記データ転送装置の一時記憶部の記憶容量の空きが少ないことを示す第1の信号を受信していない場合に、前記第1の基準に基づいた前記制御として、前記複数のデータ転送装置のそれぞれから均等の送信周期で前記状態データを送信させる制御を行い、
前記複数のデータ転送装置の何れかから前記第1の信号を受信した場合に、前記第2の基準に基づいた制御として、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期を、他のデータ送信装置の送信周期よりも短く変更することにより、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期と、他のデータ送信装置の送信周期とが相対的に異なるように送信周期を変更して前記状態データを送信させる制御を行うデータ収集装置として前記コンピュータを機能させるデータ収集プログラム。 - データ収集装置と通信可能に接続されたコンピュータをデータ転送装置として機能させるデータ転送プログラムであって、
当該データ転送装置と組にされた産業機械の状態に関するデータである状態データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記状態データを一時的に記憶する一時記憶部と、
前記データ収集装置からの指示に基づいて、前記データ収集装置に対して前記一時記憶部が記憶する前記状態データを送信するデータ転送部と、
前記一時記憶部の使用状況を監視し、監視結果に基づいて前記一時記憶部の記憶容量の空きが少ないことを示す第1の信号を前記データ収集装置に対して送信する監視部と、
を備え、
前記データ収集装置は、当該データ転送装置以外の他のデータ転送装置からも前記状態データを収集しており、
前記第1の信号は、前記データ収集装置が、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期を、他のデータ装置の送信周期よりも短く変更することにより、前記第1の信号の送信元のデータ転送装置の送信周期と、他のデータ送信装置の送信周期とが相対的に異なるように送信周期を変更して前記状態データを送信させる制御を行うために送信するデータ転送装置として前記コンピュータを機能させるデータ転送プログラム。
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