JP6663475B2 - Nc工作機械の診断・保守システム - Google Patents
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Description
診断し、この診断結果に応じてNC工作機械を保守することができ、NC工作機械1台ご
とに作業者が付く必要が無い。上位コンピュータ装置は複数のNC工作機械の近傍に設置
されてよい。あるいは上位コンピュータ装置は複数のNC工作機械から離隔して設置され
てもよく、NC工作機械が設置される工場から離れて設置されてもよく、これによりリモ
ート診断システムが実現する。またNC工作機械は複数の工場に分散して設置され、上位
コンピュータ装置は複数の工場と接続されてもよく、これにより統括診断システムが実現
する。通信手段は特に限定されず、例えば1台の上位コンピュータ装置と複数のNC工作
機械を接続するネットワーク手段であったり、あるいは1台の上位コンピュータ装置と1
台のNC工作機械を接続する有線ケーブル、またはWifi(登録商標)等の近距離無線
通信手段であったりする。本発明はNC工作機械の数値制御パラメータを適宜書き換えることから、NC工作機械は数値制御パラメータによって調整され、長期に亘り適正に運転される。
数値制御情報は特に限定されない。本発明の一局面として、モニタリング手段がモニタす
る数値制御情報は、数値制御部からサーボモータへ出力される速度指令と、数値制御部か
らサーボモータへ出力されるトルク指令と、サーボモータに設けられるフィードバック機
器から数値制御部へ出力される速度フィードバックと、フィードバック機器から数値制御
部へ出力される位置フィードバックと、速度指令および速度フィードバックの差分(誤差
)とを含むサーボデータの中から選ばれる。フィードバック機器は位置センサ、速度セン
サ等、特に限定されない。フィードバック機器は例えばサーボモータに附設されて当該サ
ーボモータの回転角度を検出するエンコーダである。
なおウォームホイール28の各周方向箇所R1・・・・Rmの角度位置は、回転テーブル12の各角度位置に対応する。
14 回転テーブル駆動部、 15 主軸支持部、
16 回転テーブル支持部、 17 数値制御部、
18 ツールマガジン、 21 ツールホルダ、 22 ツール、
24,25 ピニオン、 26 ウォーム軸シャフト、 27 ウォームねじ、
28 ウォームホイール、 EC エンコーダ、 NC NC工作機械、
NW ネットワーク手段(通信手段)、 PC 上位コンピュータ装置、
SA サーボアンプ、 SM サーボモータ、 SW スイッチ、
TCMD トルク指令、 VCMD 速度指令、 PCMD 位置指令、
POSF 位置フィードバック、 SPEED 速度フィードバック、
Ta,Tb,Tc 期間。
Claims (12)
- 1または複数のNC工作機械と、1の上位コンピュータ装置と、前記NC工作機械および前記上位コンピュータ装置間でデータを送受信する通信手段とを具備するシステムであって、
前記NC工作機械は、NC工作機械の動力としてのサーボモータと、前記サーボモータを数値制御する数値制御部とを備え、
前記数値制御部は、前記数値制御部および前記サーボモータ間で出入力される数値制御情報をモニタするモニタリング手段と、前記モニタリング手段がモニタするモニタ開始時点からモニタ終了時点までの前記数値制御情報(サーボデータ)を前記通信手段経由で前記上位コンピュータ装置にアップロードするアップロード手段とを有し、
前記上位コンピュータ装置は、
アップロードされる前記モニタ開始時点から前記モニタ終了時点までの前記数値制御情報(サーボデータ)に基づき前記NC工作機械を診断し、この診断結果が許容範囲外かつ使用可能範囲内にある場合に、数値制御パラメータを前記NC工作機械にダウンロードし、前記NC工作機械に記憶された数値制御パラメータを書き換え、
前記診断結果が許容範囲内かつ使用可能範囲内にある場合に、前記数値制御パラメータを書き換えず、
前記診断結果が前記許容範囲外かつ前記使用可能範囲外にある場合に警告を出力する、NC工作機械の診断・保守システム。 - 前記モニタリング手段がモニタする前記数値制御情報は、前記数値制御部から前記サーボモータへ出力される速度指令と、前記数値制御部から前記サーボモータへ出力されるトルク指令と、前記サーボモータに設けられるフィードバック機器から前記数値制御部へ出力される速度フィードバックと、前記フィードバック機器から前記数値制御部へ出力される位置フィードバックと、前記速度指令および前記速度フィードバックの差分(誤差)とを含むサーボデータの中から選ばれる、請求項1に記載のNC工作機械の診断・保守システム。
- 前記診断・保守手段は、前記サーボモータで駆動される駆動歯車と前記駆動歯車に噛合する従動歯車の噛合箇所におけるバックラッシ量を算出して該バックラッシ量が前記許容範囲内であるか否か、および前記使用可能範囲内であるか否かを診断し、算出した前記バックラッシ量が前記許容範囲外かつ前記使用可能範囲内にある場合に、前記バックラッシ量に基づいてバックラッシ補正値の前記数値制御パラメータを書き換える、請求項2に記載のNC工作機械の診断・保守システム。
- 前記診断・保守手段は、まず前記サーボモータを正方向に駆動させ、次に前記サーボモータを逆方向に駆動させるモニタ管理プログラムを実行し、逆方向回転の前記バックラッシ量を算出する、請求項3に記載のNC工作機械の診断・保守システム。
- 前記診断・保守手段は、前記トルク指令を解析し、前記トルク指令の変化により従動歯車が動き始めたことを判断して前記バックラッシ量を算出する、請求項4に記載のNC工作機械の診断・保守システム。
- 前記従動歯車は、前記駆動歯車よりも大径であって当該駆動歯車の1回転毎に所定のピッチで回転し、
前記モニタ管理プログラムは、前記ピッチに対応する前記従動歯車の複数箇所で、前記正方向および前記逆方向に前記サーボモータを駆動し、
前記診断・保守手段は、前記複数箇所におけるバックラッシ量をそれぞれ算出し、これら複数のバックラッシ量に基づき、前記NC工作機械を診断・保守して、前記従動歯車のピッチエラーを補正する、請求項5に記載のNC工作機械の診断・保守システム。 - 前記診断・保守手段は、
モニタされる前記トルク指令を平準化し、
平準化された前記トルク指令が複数回連続して増加あるいは減少する時点を判断し、前記サーボモータを前記逆方向に駆動させ始める開始時点から前記判断した時点までの時間に、プログラム指令された一定速度を乗じてバックラッシ量を算出する、請求項5または6に記載のNC工作機械の診断・保守システム。 - 前記モニタ管理プログラムは、前記サーボモータを前記正方向に駆動させた後、前記逆方向に駆動させる前に、前記速度指令を0にするドウェルを実行し、
前記診断・保守手段は、
所定値をトルクリミット値として予め記憶しておき、
モニタされる前記トルク指令が、前記ドウェルの後に前記トルクリミット値を超える時点を検出し、前記時点に基づきバックラッシ量を算出する、請求項5または6に記載のNC工作機械の診断・保守システム。 - 前記モニタリング手段は前記NC工作機械の使用初期における前記トルク指令である初期トルク指令をモニタし、
前記アップロード手段は前記初期トルク指令を前記上位コンピュータ装置にアップロードし、
前記診断・保守手段は、前記初期トルク指令と、前記使用初期から数箇月使用後の前記トルク指令とを相対比較してバックラッシ量の増分を算出する、請求項5または6に記載のNC工作機械の診断・保守システム。 - 前記駆動歯車および前記従動歯車はウォームねじおよびウォームホイールであり、
前記ウォームホイールは回転テーブルに同軸に設けられ、
前記ウォームねじは前記サーボモータの駆動力を前記回転テーブルに伝達する、請求項3〜9のいずれかに記載のNC工作機械の診断・保守システム。 - 前記上位コンピュータ装置は、前記診断・保守手段による前記NC工作機械の診断・保守の実行前に、前記NC工作機械を慣らし運転して前記NC工作機械の機械系の状態が一定になるよう整える、請求項1〜10のいずれかに記載のNC工作機械の診断・保守システム。
- 前記上位コンピュータ装置は、前記診断・保守手段による前記NC工作機械の診断・保守結果を、電子メールおよび/またはインターネットで外部に通知する、請求項1〜11のいずれかに記載のNC工作機械の診断・保守システム。
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