JP6660976B2 - 工作機械監視装置 - Google Patents
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Description
工作機械の状態に関する工作機械情報を取得する工作機械監視部と、
前記工作機械情報に基づいて、事前動作を定め、
前記工作機械に対して前記事前動作の指示を送る事前動作指示部と、
を備える。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示す場合があるが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態では前述の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。
始めに、図1を参照しながら、本発明の1つの実施形態に係る工作機械監視装置及びこの工作機械監視装置を含むシステムの説明を行う。図1は、本発明の1つの実施形態に係る工作機械監視装置を含むシステムの構成を示すブロック図である。
本実施形態では、工作機械監視装置10が、工作機械20a〜20dとは個別の装置として存在するが、これに限られるものではなく、工作機械監視装置10が何れかの工作機械の制御装置の中に含まれる場合もあり得るし、工場管理装置30の中に含まれる場合もあり得る。
工作機械監視部12が取得する工作機械情報については、工作機械20a〜20dが稼働しているかまたは休止しているかの情報が含まれ、休止と判定された工作機械については、その休止時間の情報が含まれる。稼働中の工作機械については、稼働終了予測時刻も含まれる。更に、工作機械情報には、工作機械20a〜20dに備えられている各センサの測定結果が含まれる。
一方、事前動作指示部14が定める事前動作には、工作機械20a〜20dの暖気運転や、少なくとも1つのセンサによる工作機械の測定が含まれる。
以上のように、本実施形態では、工作機械が稼働していない“空き時間”に補正ができるようにしたもので、工作機の稼働状況をモニタすることにより、工作機械の休止時間が長く続く場合には、工作機械の計測を行ったり、暖機のために稼働部を動かすことができるので、補正計測や暖機運転が工作機械の稼働時間を圧迫することを防ぐことができる。なお、稼働部とは、主軸、テーブル等の並進移動または回転移動する部材を意味する。
以上のように、工作機械情報にセンサの測定結果が含まれるので、稼働させる工作機械の状況に応じた適確な事前動作を実行できる。
以上のように、本実施形態では、準備作業に関する情報をオペレータに報知することができるので、速やかに、測定用のセンサ、基準球、治具等を設置して、速やかに計測を開始できる。
工作機械監視装置10は、工場管理装置30から、加工予定のワークに関するワーク情報を取得するワーク監視部16を備える。ワーク情報は、工作機械20a〜20dが加工を行う予定のワークの情報である。具体的には、ワークの情報には、ワークの加工に関する情報、ワークの前工程に関する情報、及び工作機械への到着推定時刻の少なくとも1つが含まれている。
更に、ワークの加工に関する情報には、ワークの加工内容が含まれる。ワークの加工内容に合わせて、受け入れ可能な工作機械を選択することができる。更に、選択された工作機械において、測定すべき稼働部を定めて、速やかに事前準備を開始することができる。
以上のように、ワーク情報に、ワークの加工に関する情報、ワークの前工程の情報、及びワークの到着推定時刻少なくとも1つが含まれるので、適切な事前動作を的確に効率的に行うことができる。
次に、図3を参照しながら、上記の実施形態に係る工作機械監視装置10で行われる工作機械監視処理の一例について説明する。図3は、工作機械監視装置が行う工作機械監視処理の制御フローの一例を示すフローチャートである。
次に、上記の休止時間、温度、測定結果等の履歴データを読み出す(ステップS16)。そして、ワーク情報及び読み出した履歴データを参照して、キャリブレーションが必要か否か判断する(ステップS18)。この判断で、もし、キャリブレーションは不要である(NO)と判別したときには、キャリブレーションのための制御処理は行わずに、ステップS24へ進む。
次に、ワーク情報と休止時間及び温度の履歴データとを参照して、暖気運転が必要か否か判断する(ステップS24)。なお、休止時間及び温度の履歴データの代わりに、取得した最新の工作機械情報に含まれる工作機械の稼働部の温度測定値に基づいて判断することもできる。
事前動作として行われる工作機械の測定について、図4から図6を参照しながら、テーブルの回転軸の回転中心の位置の測定を例にとって説明する。図4から図6A、Bには、稼働部が移動する向き(6自由度)が図示されている。何れの場合も、Z軸周りのC軸方向に回転するテーブル50の上に測定のための基準球60を設置して測定した場合を示す。
始めに、図4を参照しながら、接触型の測定プローブを用いて、テーブルの回転軸の回転中心の位置を測定する測定例1を説明する。図4は、接触型の測定プローブ70を用いて、テーブル50の回転軸の回転中心の位置を測定する一例を模式的に示す斜視図である。
測定例1では、接触型の測定プローブ70を主軸40に取り付けて測定する。基準球60が固定されたテーブル50をC軸方向に回転させて、平面における角度で、0度、120度、240度の角度でテーブル50を止めて、測定プローブ70を基準球60の面に接触させて三次元の位置を検出する。これにより基準球60の中心を求めることができ、これからテーブル50の回転軸の真の回転中心からのオフセット量を求めることができる。このオフセット量を補正することにより、キャリブレーションを行うことができる。
更に、テーブル50の回転にともなって、主軸40とテーブル50との間で相対変位が生じないように、主軸40も動かすTCP制御を行うことにより、所謂R−testを実施することもできる。
次に、図5を参照しながら、画像プローブを用いて、テーブルの回転軸の回転中心の位置を測定する測定例2を説明する。図5は、画像プローブを用いて、テーブルの回転軸の回転中心の位置を測定する一例を模式的に示す斜視図である。
測定例2では、画像プローブ80を主軸40に取り付けて測定する。画像プローブ80は、基準球60が固定されたテーブル50をC軸方向に回転させて、平面における角度で、0度、120度、240度の角度でテーブル50を止めて、画像プローブ80で二次元画像を取得する。取得した3枚の画像の解析により、テーブル50の回転軸の真の回転中心からのオフセット量を求めることができる。このオフセット量を補正することにより、キャリブレーションを行うことができる。
次に、図6A及び図6Bを参照しながら、光学切断プローブを用いて、テーブルの回転軸の回転中心の位置を測定する測定例3を説明する。図6Aは、光学切断プローブを用いて、テーブルの回転軸の回転中心の位置を測定する一例を模式的に示す斜視図である。図6Bは、光学切断プローブにより取得された球状の点群を模式的に示す図である。
10 工作機械監視装置
12 工作機械監視部
14 事前動作指示部
16 ワーク監視部
18 ディスプレイ
20a〜20d 工作機械
22a〜22d ディスプレイ
30 工場管理装置
40 主軸
50 テーブル
60 基準球
70 接触型の測定プローブ
80 画像プローブ
90 光学切断プローブ
P1〜P3 点群
Claims (9)
- 工作機械の状態に関する工作機械情報を取得する工作機械監視部と、
前記工作機械情報に基づいて、事前動作を定め、
前記工作機械に対して前記事前動作の指示を送る事前動作指示部と、
を備え、
前記事前動作に、前記工作機械のキャリブレーションが含まれ、
前記工作機械情報に、工作機械の稼働/休止判定、休止と判定された工作機械の休止時間が含まれ、
前記事前動作が前記休止時間に応じて定められ、実施されることを特徴とする工作機械監視装置。
- 前記事前動作に、前記工作機械の暖気運転が含まれ、
前記キャリブレーションが実施された後に前記暖気運転が実施されることを特徴とする請求項1に記載の工作機械監視装置。
- 前記事前動作に、少なくとも1つのセンサによる前記工作機械の測定が含まれることを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械監視装置。
- 前記事前動作に、前記工作機械の測定を実行するための準備作業が含まれることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の工作機械監視装置。
- 前記事前動作指示部が、前記工作機械の測定を実行するための前記準備作業に関する情報を報知する制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の工作機械監視装置。
- 前記工作機械情報に、工作機械に備えられているセンサの測定結果が含まれることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の工作機械監視装置。
- 前記工作機械により加工予定のワークに関するワーク情報を取得するワーク監視部をさらに備え、
前記ワーク情報に、ワークの加工に関する情報、ワークの前工程に関する情報、及び前記工作機械への到着推定時刻の少なくとも1つが含まれることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の工作機械監視装置。
- 前記事前動作に、少なくとも1つのセンサによる工作機械の測定が含まれ、更に前記工作機械情報、前記ワーク情報、前記工作機械の測定結果が関連付けられて記憶されることを特徴とする請求項7に記載の工作機械監視装置。
- 前記事前動作に、少なくとも1つのセンサによる工作機械の測定が含まれ、更に前記工作機械の測定に、前記工作機械の回転軸の回転中心の位置の測定が含まれることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の工作機械監視装置。
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