JP7490149B1 - 消費電力量調整装置、数値制御装置、および消費電力量調整方法 - Google Patents

Abstract

モータを駆動し加工プログラムに沿った加工を行う数値制御工作機械の消費電力量を調整する消費電力量調整装置（３０Ａ）が、前回の加工プログラム実行時の消費電力量である前回消費電力量（Ｔ）と、今回の加工プログラム実行時の消費電力量である今回消費電力量（Ｐ）と、今回の加工プログラム実行時の加工条件であって、今回消費電力量に影響する今回加工条件（Ｗ）とに基づいて、次回の加工プログラム実行時の消費電力量である次回消費電力量が今回消費電力量（Ｐ）より小さくなるように、次回の加工プログラム実行時の加工条件であって、次回消費電力量に影響する次回加工条件を決定するための加工条件変更量（Ｒ）を生成する加工条件情報生成部（３１）を備える。

Description

本開示は、加工プログラムに沿った加工を行う工作機械の消費電力量を削減しながら最適値に近付けていく消費電力量調整装置、数値制御装置、および消費電力量調整方法に関する。

モータを駆動し加工プログラムに沿った加工を行う工作機械のように、同じ部品の加工を繰り返す産業用の工作機械では、部品１つあたりの加工時の消費電力量の削減が求められている。

特許文献１に記載の制御装置は、送り軸駆動用モータの消費電力量と、一定電力にて動作する機器の消費電力量との総和に基づき、送り軸駆動用モータの加速時間および減速時間の少なくとも一方と相対関係を有する目標時定数を決定し、この目標時定数に基づいて送り軸駆動用モータを制御することで、工作機械全体の消費電力量を抑えている。

特開２０１０－２５０６９７号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、一度目標時定数が決定されたとしても、加工を進めていくうちに発生する摩擦や熱によって消費電力量を最小にするための目標時定数を含む種々の加工条件が変わり、その変化に追従できない。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、加工により発生する摩擦や熱によって消費電力量を最小にするための種々の加工条件が変わる場合であっても、消費電力量の削減を簡易な処理で容易に実現することができる消費電力量調整装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、モータを駆動し加工プログラムに沿った加工を行う数値制御工作機械の消費電力量を調整する消費電力量調整装置であって、前回の加工プログラム実行時の消費電力量である前回消費電力量と、今回の加工プログラム実行時の消費電力量である今回消費電力量と、今回の加工プログラム実行時の加工条件であって、今回消費電力量に影響する今回加工条件とに基づいて、次回の加工プログラム実行時の消費電力量である次回消費電力量が今回消費電力量より小さくなるように、次回の加工プログラム実行時の加工条件であって、次回消費電力量に影響する次回加工条件を決定するための加工条件情報を生成する加工条件情報生成部を備える。

本開示にかかる消費電力量調整装置は、加工により発生する摩擦や熱によって消費電力量を最小にするための種々の加工条件が変わる場合であっても、消費電力量の削減を簡易な処理で容易に実現することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる消費電力量調整装置が適用される数値制御工作機械の工作機械装置の構成を示す図 実施の形態１にかかる消費電力量調整装置を備えた数値制御工作システムの構成を示すブロック図 実施の形態１にかかる消費電力量調整装置の構成を示すブロック図 実施の形態１にかかる数値制御工作システムがオーバライド量を調整する処理の処理手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかる数値制御工作システムがオーバライド量を調整する処理を説明するための図 実施の形態２にかかる数値制御工作機械の構成を示すブロック図 実施の形態２にかかる数値制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態３にかかる消費電力量調整装置を備えた数値制御工作システムの構成を示すブロック図 実施の形態３にかかる消費電力量調整装置の構成を示すブロック図 実施の形態４にかかる消費電力量調整装置の構成を示すブロック図 実施の形態４にかかる消費電力量調整装置が備える機械学習装置の構成を示すブロック図 実施の形態４にかかる消費電力量調整装置を実現するハードウェア構成例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる消費電力量調整装置、数値制御装置、および消費電力量調整方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる消費電力量調整装置が適用される数値制御工作機械の工作機械装置の構成を示す図である。なお、以下の説明では、テーブル２２の上面と平行な面内の２つの軸であって互いに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。また、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸をＺ軸とする。

実施の形態１にかかる消費電力量調整装置（後述する消費電力量調整装置３０Ａ）は、工作機械装置５０を備えた数値制御工作機械（後述する数値制御工作機械１００Ａ）に適用される。図１では、工作機械装置５０の概略を模式的に図示している。

工作機械装置５０は、数値制御工作機械１００Ａが備える機械装置であり、同一の加工物（部品）の切削加工を繰り返し実行する。工作機械装置５０は、例えば、３軸のマシニングセンタである。

工作機械装置５０は、Ｘ軸モータ１４Ｘと、Ｙ軸モータ１４Ｙと、Ｚ軸モータ１４Ｚと、主軸モータ１４Ｓと、Ｘ軸部３５Ｘ、Ｙ軸部３５Ｙ、およびＺ軸部３５Ｚと、主軸部３６Ｓとを備えている。Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、およびＺ軸モータ１４Ｚは、サーボモータである。

工作機械装置５０は、工具２０を用いて、工作物２１を切削し所望の形状を実現する。この時、工作機械装置５０は、Ｘ軸方向に延設されてＸ軸方向に移動するＸ軸部３５Ｘと、Ｙ軸方向に延設されてＹ軸方向に移動するＹ軸部３５Ｙとを用いて、テーブル２２に設置された工作物２１をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。また、工作機械装置５０は、Ｚ軸方向に延設されてＺ軸方向に移動するＺ軸部３５Ｚを用いて、工具２０をＺ軸方向に駆動する。これにより、工作機械装置５０は、３次元の運動を創生する。

工作機械装置５０は、Ｚ軸方向が軸方向である主軸部３６Ｓによって工具２０を回転させることで、工具２０に工作物２１に対する相対運動を生じさせ、工作物２１の表面から材料を除去する。この時、工作機械装置５０は、Ｘ軸部３５Ｘ、Ｙ軸部３５Ｙ、およびＺ軸部３５Ｚのそれぞれの軸を、Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、およびＺ軸モータ１４Ｚによって駆動し、主軸部３６Ｓを主軸モータ１４Ｓによって駆動する。

なお、以下の説明では、Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、Ｚ軸モータ１４Ｚ、および主軸モータ１４Ｓを区別する必要がない場合には、Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、Ｚ軸モータ１４Ｚ、および主軸モータ１４Ｓをモータという場合がある。

Ｘ軸部３５Ｘ、Ｙ軸部３５Ｙ、およびＺ軸部３５Ｚは、それぞれ送り軸を有している。送り軸は、ボールねじと呼ばれる機械装置によってＸ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、およびＺ軸モータ１４Ｚの回転運動を軸の直線運動に変換する装置である。

図２は、実施の形態１にかかる消費電力量調整装置を備えた数値制御工作システムの構成を示すブロック図である。数値制御工作システム１Ａは、消費電力量調整装置３０Ａと、数値制御工作機械１００Ａとを備えている。

数値制御工作システム１Ａでは、数値制御工作機械１００Ａが消費電力量調整装置３０Ａに接続されている。また、数値制御工作機械１００Ａは、交流電源である主電源（主電源部）５１に接続されている。

数値制御工作機械１００Ａは、消費電力検出部１９と、メインブレーカ１８と、周辺装置１７Ａ，１７Ｂと、コンバータ装置１６と、直流電源５２と、数値制御装置４０Ａとを備えている。また、数値制御工作機械１００Ａは、Ｘ軸インバータ装置１５Ｘと、Ｙ軸インバータ装置１５Ｙと、Ｚ軸インバータ装置１５Ｚと、主軸インバータ装置１５Ｓと、工作機械装置５０とを備えている。

なお、以下の説明では、Ｘ軸インバータ装置１５Ｘ、Ｙ軸インバータ装置１５Ｙ、Ｚ軸インバータ装置１５Ｚ、および主軸インバータ装置１５Ｓを区別する必要がない場合には、Ｘ軸インバータ装置１５Ｘ、Ｙ軸インバータ装置１５Ｙ、Ｚ軸インバータ装置１５Ｚ、および主軸インバータ装置１５Ｓをインバータ装置という場合がある。

なお、図２では、工作機械装置５０が備える構成要素のうち、Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、Ｚ軸モータ１４Ｚ、および主軸モータ１４Ｓのみを図示しており、Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、Ｚ軸モータ１４Ｚ、および主軸モータ１４Ｓ以外の他の構成要素の図示を省略している。

消費電力検出部１９は、主電源５１とメインブレーカ１８とを接続する接続線上に配置され、数値制御工作機械１００Ａの消費電力量を検出する。すなわち、消費電力検出部１９は、数値制御工作機械１００Ａに電源を入力している主電源５１の消費電力量を検出する。消費電力検出部１９は、検出した消費電力量（今回消費電力量Ｐなど）を消費電力量調整装置３０Ａに送る。

メインブレーカ１８は、周辺装置１７Ａおよびコンバータ装置１６に接続されている。周辺装置１７Ａは、周辺装置１７Ｂおよび直流電源５２に接続されており、直流電源５２は数値制御装置４０Ａに接続されている。数値制御装置４０Ａは、消費電力量調整装置３０Ａに接続されている。

コンバータ装置１６は、Ｘ軸インバータ装置１５Ｘ、Ｙ軸インバータ装置１５Ｙ、Ｚ軸インバータ装置１５Ｚ、および主軸インバータ装置１５Ｓに接続されている。インバータ装置は、それぞれモータに接続されており、モータを駆動する。すなわち、Ｘ軸インバータ装置１５Ｘは、Ｘ軸モータ１４Ｘに接続されており、Ｘ軸モータ１４Ｘを駆動する。Ｙ軸インバータ装置１５Ｙは、Ｙ軸モータ１４Ｙに接続されており、Ｙ軸モータ１４Ｙを駆動する。Ｚ軸インバータ装置１５Ｚは、Ｚ軸モータ１４Ｚに接続されており、Ｚ軸モータ１４Ｚを駆動する。主軸インバータ装置１５Ｓは、主軸モータ１４Ｓに接続されており、主軸モータ１４Ｓを駆動する。

主電源５１からの交流電源は、メインブレーカ１８から入力され、コンバータ装置１６、周辺装置１７Ａ、周辺装置１７Ｂ、および直流電源５２へ送られる。

直流電源５２は、交流電源から数値制御装置４０Ａの駆動に必要な直流電源を生成する。コンバータ装置１６は、インバータ装置に供給する直流電源を交流電源から生成する。

数値制御工作機械１００Ａでは、数値制御装置４０Ａが、加工プログラムを繰り返し実行することで加工が行われる。加工プログラムは、ＥＩＡ（Electronic Industries Alliance）コードなどの言語で記述され、例えば、各送り軸の指令位置とその時の指令速度、主軸の回転数などが順番に記述されている。

数値制御装置４０Ａは、加工プログラムを解析し、工作機械装置５０に接続されるモータに対する位置指令値を生成する。数値制御装置４０Ａは、生成した位置指令値をインバータ装置に送信する。なお、図２では、数値制御装置４０Ａとインバータ装置との接続線の図示を省略している。

インバータ装置は、コンバータ装置１６が生成した直流電源からモータに流す交流電流を生成する。インバータ装置は、モータが位置指令に追従するようにモータに流す交流電流を制御する。インバータ装置による交流電流の制御方法には、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）制御などがあるが、交流電流の制御方法には、何れの制御方法が用いられてもよい。モータは、インバータ装置によって供給された交流電流に応じたトルクを発生させ、これにより、モータに接続された工作機械装置５０が駆動される。

周辺装置１７Ａ，１７Ｂは、主電源５１からの交流電源を用いて、図２では図示を省略している被駆動機器を駆動する。周辺装置１７Ａ，１７Ｂで駆動される被駆動機器の例は、工作機械装置５０に冷却液を循環するチラー、冷却液を循環するポンプなどである。周辺装置１７Ａ，１７Ｂで駆動される被駆動機器は、一例であり、配電盤を冷却するためのファン、工作機械装置５０に付属するセンサ類など、加工に必要な軸の運動を生成するモータ以外の電力を消費する全ての機器が含まれる。

実施の形態１の数値制御装置４０Ａは、消費電力量に影響する加工条件で加工を制御する。数値制御装置４０Ａが用いる加工条件の要素としては、例えば、加工時の特定要素のオーバライド量、加速度時定数、送り速度、主軸回転数、ＰＷＭ（パルス幅変調）キャリア周波数の５つの要素が挙げられる。実施の形態１の数値制御装置４０Ａは、今回の加工に用いる加工条件（以下、今回加工条件Ｗという）で加工を制御するとともに、今回加工条件Ｗを消費電力量調整装置３０Ａに出力する。今回加工条件Ｗは、今回の加工における消費電力量である今回消費電力量Ｐに影響する今回の加工条件である。また、後述する次回加工条件は、次回の加工における消費電力量である次回消費電力量に影響する次回の加工条件である。

また、数値制御装置４０Ａは、加工が完了すると、消費電力量調整装置３０Ａから加工条件変更量Ｒを受け付ける。加工条件変更量Ｒは、今回加工条件Ｗに対する次回の加工に用いる加工条件（次回加工条件）への変更量である。実施の形態１では、次回の加工に用いる加工条件の情報（加工条件情報）が、加工条件変更量Ｒである。

数値制御装置４０Ａは、加工条件変更量Ｒに基づいて、今回加工条件Ｗを変更する。数値制御装置４０Ａは、加工条件変更量Ｒに基づいて変更した今回加工条件Ｗを、次回の加工に用いる次回加工条件に設定する。

消費電力量調整装置３０Ａは、数値制御工作機械１００Ａが今回加工条件Ｗで加工した際に検出した消費電力量である今回消費電力量Ｐに基づいて、加工条件変更量Ｒを算出し、加工条件変更量Ｒを数値制御装置４０Ａに出力する。

図３は、実施の形態１にかかる消費電力量調整装置の構成を示すブロック図である。消費電力量調整装置３０Ａは、１つの加工物（工作物２１）の加工が実行される毎に数値制御工作機械１００Ａから今回の加工にかかった今回消費電力量Ｐと今回加工条件Ｗとを取得する。消費電力量調整装置３０Ａは、今回消費電力量Ｐとして、メインブレーカ１８に供給される電力量を消費電力検出部１９から取得する。

消費電力検出部１９は、今回消費電力量Ｐを、例えばメインブレーカ１８に加わる電圧とメインブレーカ１８に流れる電流とをクランプメータによって測定し算出する。ただし、クランプメータは一例であり、消費電力検出部１９は、消費電力量を測定できれば何れの測定手段を用いてもよい。

消費電力量調整装置３０Ａは、加工条件情報生成部３１と、加工条件記録部３２とを有している。加工条件情報生成部３１は、消費電力検出部１９から今回消費電力量Ｐを受け付け、数値制御装置４０Ａから今回加工条件Ｗを受け付ける。また、加工条件記録部３２は、消費電力検出部１９から今回消費電力量Ｐを受け付け、数値制御装置４０Ａから今回加工条件Ｗを受け付ける。

今回消費電力量Ｐは、次回の加工条件である次回加工条件を設定するための加工条件変更量Ｒが決定されるまでは、今回の消費電力量として記録されるが、加工条件変更量Ｒが決定された後は、前回の消費電力量（以下、前回消費電力量Ｔという）として記録される。

また、今回加工条件Ｗは、次回加工条件を設定するための加工条件変更量Ｒが決定されるまでは、今回の加工条件として記録されるが、加工条件変更量Ｒが決定された後は、前回加工条件として記録される。

前回の加工プログラム実行時の前回消費電力量Ｔは、前回の加工プログラム実行時の前回加工条件に対応付けされて、加工条件記録部３２に記録される。また、今回の加工プログラム実行時の今回消費電力量Ｐは、今回の加工プログラム実行時の今回加工条件Ｗに対応付けされて、加工条件記録部３２に記録される。加工条件記録部３２は、対応付けされた各回の消費電力量と加工条件とを記録しておく。加工条件記録部３２に記録された各回の消費電力量および加工条件は、消費電力量と加工条件との対応関係を機械学習する際に用いることが可能である。

加工条件情報生成部３１は、加工条件記録部３２に記録されている前回消費電力量Ｔと、今回取得した今回消費電力量Ｐと、今回取得した今回加工条件Ｗとに基づいて、次回の加工で使用する次回加工条件に対応する加工条件変更量Ｒを加工条件情報として生成する。加工条件変更量Ｒは、今回加工条件Ｗと次回加工条件との差分である。加工条件情報生成部３１は、今回加工条件Ｗに対する加工条件変更量Ｒを算出し、数値制御装置４０Ａに送る。

今回加工条件Ｗおよび次回加工条件には、例えば、加工時の特定要素のオーバライド量、加速度時定数、送り速度、主軸回転数、ＰＷＭ（パルス幅変調）キャリア周波数の少なくとも１つが含まれている。すなわち、加工条件変更量Ｒには、加速度時定数、送り速度、主軸回転数、ＰＷＭ（パルス幅変調）キャリア周波数などの少なくとも１つの変更量が含まれている。ここでは、今回加工条件Ｗおよび次回加工条件が、加工時のオーバライド量であり、オーバライド量を調整する例について説明を行う。

オーバライド量とは、数値制御装置４０Ａによって指令されるパラメータである。数値制御装置４０Ａは、加工プログラムに記述された送り軸への指令速度をオーバライド量で記述された比率で変更する。数値制御装置４０Ａは、例えば、加工プログラムに記述された送り軸への指令送り速度が１０００ｍｍ／ｍｉｎの時にオーバライド量が１２０％に設定されると、送り軸が１２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で駆動するように指令を変更する。

オーバライド量が大きくなると指令速度が速くなり、加工に要する時間が短くなるので、一定の消費電力で動作する装置の消費電力量は減少する。一方、オーバライド量が大きくなるとモータは短時間で速く加減速する必要があるので、モータに流れる電流が増加し、モータの消費電力量は増加する。そのため、設定されるオーバライド量によって数値制御工作機械１００Ａ全体としての消費電力量が増加するか減少するかは変わってくる。また、数値制御工作機械１００Ａに付属する周辺装置１７Ａ，１７Ｂの種類および特性によってもオーバライド量の最適値は異なってくる。実施の形態１では、オーバライド量の最適値は、消費電力量が最適値（最小値）となる値である。

実施の形態１の消費電力量調整装置３０Ａは、消費電力量の調整処理を実行する。実施の形態１における消費電力量の調整処理は、消費電力量を削減しながら消費電力量を最適値に近付けていく処理である。消費電力量調整装置３０Ａは、次回の加工プログラム実行時の消費電力量が今回消費電力量Ｐより小さくなるよう加工条件変更量Ｒを算出する。具体的には、加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔよりも大きい場合に、特定要素のオーバライド量を増やすための加工条件変更量Ｒを算出する。加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔ以下の場合に、特定要素のオーバライド量を減らすための加工条件変更量Ｒを算出する。

このように、消費電力量調整装置３０Ａは、１指令（１回の加工）毎に加工条件（加工条件変更量Ｒ）の更新を実行している。このため、複数回の加工が行われる場合、加工を進めていくうちに発生する摩擦や熱によって消費電力量を最小にするための加工条件が変化する。このような場合であっても、消費電力量調整装置３０Ａは、１回の加工毎に加工条件を更新しているので、消費電力量を最小にするための加工条件の変化に追従することができる。なお、消費電力量調整装置３０Ａは、１指令毎の加工条件の更新に限らず、複数指令（複数回の加工）毎に加工条件を更新してもよい。例えば、消費電力量調整装置３０Ａは、ｎ（ｎは２以上の自然数）回の加工毎に加工条件を更新してもよい。

なお、加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐと前回消費電力量Ｔとが同じである場合には、オーバライド量を変更させない加工条件変更量Ｒを算出してもよい。消費電力量調整装置３０Ａは、算出した加工条件変更量Ｒを、数値制御装置４０Ａに送る。

図４は、実施の形態１にかかる数値制御工作システムがオーバライド量を調整する処理の処理手順を示すフローチャートである。数値制御工作機械１００Ａの数値制御装置４０Ａは、加工プログラムに基づいて、オーバライド量を設定する（ステップＳ１０）。

数値制御装置４０Ａは、加工プログラムおよびオーバライド量を用いたプログラム運転を実施する（ステップＳ２０）。数値制御装置４０Ａへは、オーバライド量の初期値として、例えば１００％が設定される。

数値制御装置４０Ａは、オーバライド量を用いて、送り軸などへの指令値を生成し、加工制御を実行する。数値制御装置４０Ａは、加工制御に用いる今回加工条件Ｗを消費電力量調整装置３０Ａに送る。今回加工条件Ｗは、加工条件情報生成部３１および加工条件記録部３２に送られる。加工条件記録部３２は、数値制御装置４０Ａから送られてきた今回加工条件Ｗを記録しておく。

数値制御工作機械１００Ａの消費電力検出部１９は、今回加工条件Ｗで加工した際の今回消費電力量Ｐを求める（ステップＳ３０）。すなわち、消費電力検出部１９は、オーバライド量に対応する今回消費電力量Ｐを算出する。消費電力検出部１９は、算出した今回消費電力量Ｐを消費電力量調整装置３０Ａに送る。この今回消費電力量Ｐは、加工条件情報生成部３１および加工条件記録部３２に送られる。なお、今回加工条件Ｗと今回消費電力量Ｐとは、何れが先に数値制御装置４０Ａに送られてもよい。

加工条件記録部３２は、消費電力検出部１９から送られてきた今回消費電力量Ｐを記録しておく。加工条件記録部３２が記録する今回消費電力量Ｐは、次回の加工の際に、前回の加工の消費電力量である前回消費電力量Ｔとして、加工条件情報生成部３１に読み出される。

数値制御工作機械１００Ａでは、ドライブユニット、コンバータユニット等で電圧値および電流値の検出が行われている。このため、加工条件情報生成部３１は、消費電力検出部１９から送られてきた今回消費電力量Ｐに基づいて、モータ単体、ドライブユニット単体、コンバータユニット単体、周辺装置１７Ａ，１７Ｂ、数値制御工作機械１００Ａの全体の各状態についての消費電力量を算出することができる。なお、数値制御工作機械１００Ａでは、各部の消費電力量を測定できればどのような測定手段が用いられてもよい。

加工条件情報生成部３１は、消費電力検出部１９から送られてきた今回消費電力量Ｐと、加工条件記録部３２から読み出した前回消費電力量Ｔとを比較する。すなわち、加工条件情報生成部３１は、前回の加工プログラム運転時の前回消費電力量Ｔと、今回の加工プログラム運転時の今回消費電力量Ｐとを比較する。

加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔより大きいか否かを判定する。今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔより大きい場合（ステップＳ４０、Ｙｅｓ）、加工条件情報生成部３１は、オーバライド量を上げる加工条件変更量Ｒを生成する（ステップＳ５０）。そして、加工条件情報生成部３１は、この加工条件変更量Ｒを数値制御装置４０Ａに送る。

一方、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔ以下である場合（ステップＳ４０、Ｎｏ）、加工条件情報生成部３１は、オーバライド量を下げる加工条件変更量Ｒを生成する（ステップＳ６０）。そして、加工条件情報生成部３１は、この加工条件変更量Ｒを数値制御装置４０Ａに送る。

なお、加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐと前回消費電力量Ｔとが同じである場合には、オーバライド量を変更させない加工条件変更量Ｒを決定してもよい。この場合、加工条件情報生成部３１は、この加工条件変更量Ｒを数値制御装置４０Ａに送らなくてもよい。

数値制御装置４０Ａは、加工条件情報生成部３１から受け付けた加工条件変更量Ｒで現在のオーバライド量を変更し、新たなオーバライド量に決定する（ステップＳ７０）。数値制御装置４０Ａは、新たなオーバライド量を用いて、次回の加工を実行する。

１回目の加工では、比較対象となる前回消費電力量Ｔが加工条件記録部３２に記録されていない。このため、加工条件情報生成部３１は、加工条件の種類毎に予め設定された変更量（例えば、－５％）を加工条件変更量Ｒに決定し生成する。これにより、数値制御装置４０Ａは、初期値のオーバライド量（１００％）を、加工条件の種類毎に予め設定されたパラメータ固定値である変更量（例えば、－５％）で変更して、新たなオーバライド量（９５％）とする。

なお、加工条件情報生成部３１は、１回目の加工の際は、加工条件変更量Ｒを「０」に決定してもよい。この場合、初期値のオーバライド量（１００％）で加工が実行されることとなる。

加工条件情報生成部３１は、１回目の加工では、初期値のオーバライド量、または予め設定されたパラメータ固定値で変更された初期値のオーバライド量を、今回加工条件Ｗとして加工条件記録部３２に記録させる。また、加工条件情報生成部３１は、１回目の加工に適用されたオーバライド量で加工された場合の今回消費電力量Ｐを、今回加工条件Ｗに対応付けして加工条件記録部３２に記録する。すなわち、加工条件情報生成部３１は、１回目の加工では、ステップＳ１０で設定されたオーバライド量と、ステップＳ３０で求めた今回消費電力量Ｐとを加工条件記録部３２に記録する。

また、数値制御装置４０Ａは、２回目以降の加工では、前回のステップＳ７０で設定した新たなオーバライド量を、今回のオーバライド量に設定する。そして、加工条件情報生成部３１は、今回設定されたオーバライド量（前回のステップＳ７０で決定した新たなオーバライド量）と、ステップＳ３０で求めた今回消費電力量Ｐとを加工条件記録部３２に記録する。

このように、加工条件情報生成部３１は、決定した新たなオーバライド量と、このオーバライド量で加工が実行された場合の消費電力量とを対応付けして加工条件記録部３２に記録する。

数値制御工作システム１Ａは、ステップＳ７０において新たなオーバライド量を設定すると、ステップＳ２０の処理に戻り、ステップＳ２０～Ｓ７０の処理を繰り返す。すなわち、数値制御工作システム１Ａは、加工プログラム運転時に測定した消費電力量に基づいて、オーバライド量の変更を繰り返し、消費電力量が最小となるオーバライド量を決定する。このように、数値制御工作システム１Ａは、加工プログラム運転時に測定した消費電力量に基づいて、オーバライド量の変更を繰り返すので、消費電力量を減少させながらオーバライド量といった加工条件を最適値に近付けていくことが可能となる。すなわち、数値制御工作システム１Ａは、オーバライド量の変更を繰り返すことで、消費電力量の最小点に追従させることができる。

なお、加工条件情報生成部３１は、１回目の加工では、初期値のオーバライド量を加工条件の種類毎に予め設定されたパラメータ固定値で変更することで加工条件変更量Ｒを決定したが、加工条件情報生成部３１は、２回目以降の加工では、何れの方法によって加工条件変更量Ｒを決定してもよい。

加工条件情報生成部３１は、２回目以降の加工でも１回目の加工と同様に、初期値のオーバライド量を加工条件の種類毎に予め設定されたパラメータ固定値で変更することで加工条件変更量Ｒを決定してもよい。すなわち、加工条件情報生成部３１は、加工条件の種類毎に予め設定された一定値ずつ加工条件変更量Ｒを変更してもよい。

また、加工条件情報生成部３１は、前回のオーバライド量に対して、加工条件の種類毎に予め設定された特定の比率（係数）を今回加工条件Ｗに乗じた値を加工条件変更量Ｒに決定してもよい。

また、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔと、前回から今回の消費電力量の変動量（以下、電力変動量という場合がある）との比率に基づいて加工条件変更量Ｒを決定してもよい。この場合、加工条件情報生成部３１は、例えば、前回消費電力量Ｔと電力変動量との比率を、今回加工条件Ｗに乗じることで加工条件変更量Ｒを決定する。

また、加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐと電力変動量との比率に基づいて加工条件変更量Ｒを決定してもよい。この場合、加工条件情報生成部３１は、例えば、今回消費電力量Ｐと電力変動量との比率を、今回加工条件Ｗに乗じることで加工条件変更量Ｒを決定する。

また、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔと今回消費電力量Ｐとの比率に基づいて加工条件変更量Ｒを決定してもよい。この場合、加工条件情報生成部３１は、例えば、前回消費電力量Ｔと今回消費電力量Ｐとの比率を、今回加工条件Ｗに乗じることで加工条件変更量Ｒを決定する。

また、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔから算出したモータのエネルギー損失の和から、今回消費電力量Ｐから算出したモータのエネルギー損失の和への増加率に応じて、加工条件変更量Ｒを決定してもよい。

例えば、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔから算出したモータのエネルギー損失の和から、今回消費電力量Ｐから算出したモータのエネルギー損失の和への増加率（増減量の比率）を、今回加工条件Ｗに乗じることで加工条件変更量Ｒを決定する。

また、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔから算出したドライブユニットのエネルギー損失の和から、今回消費電力量Ｐから算出したドライブユニットのエネルギー損失の和への増加率に応じて、加工条件変更量Ｒを決定してもよい。

例えば、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔから算出したドライブユニットのエネルギー損失の和から、今回消費電力量Ｐから算出したドライブユニットのエネルギー損失の和への増加率を、今回加工条件Ｗに乗じることで加工条件変更量Ｒを決定する。

また、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔと今回消費電力量Ｐとの差である電力変動量が第１の閾値以下の場合、オーバライド量などの加工条件の変更を行わないようにしてもよい。また、加工条件情報生成部３１は、前回消費電力量Ｔから算出したモータまたはドライブユニットのエネルギー損失と、今回消費電力量Ｐから算出したモータまたはドライブユニットのエネルギー損失との差であるエネルギー損失変動量が第２の閾値以下の場合、オーバライド量などの加工条件の変更を行わないようにしてもよい。これにより、数値制御工作システム１Ａは、加工条件の最適値近傍で加工条件の値が振動的な挙動となる現象を回避できるとともに、長期間に渡って加工を繰り返すうちに最適条件が変化した場合には、調整を再開できる。

図５は、実施の形態１にかかる数値制御工作システムがオーバライド量を調整する処理を説明するための図である。図５に示すグラフの横軸はオーバライド量であり、縦軸は消費電力量である。図５では、ｍ（ｍは自然数）回目の加工での消費電力量を、消費電力量Ｕ_mとして図示している。同様に、（ｍ＋１）回目～（ｍ＋４）回目の加工での消費電力量を、消費電力量Ｕ_m+1～Ｕ_m+4として図示している。また、消費電力の最適値である最小値を、電力最小値Ｖ１として図示している。

数値制御工作システム１Ａの消費電力量調整装置３０Ａは、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔ以下であるか否かを判定する。すなわち、消費電力量調整装置３０Ａは、（ｍ＋１）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+1が、ｍ回目の加工での消費電力量Ｕ_m以下であるか否かを判定する。消費電力量調整装置３０Ａは、（ｍ＋１）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+1が、ｍ回目の加工での消費電力量Ｕ_m以下である場合、オーバライド量を下げる。

同様に、消費電力量調整装置３０Ａは、（ｍ＋２）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+2が、（ｍ＋１）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+1以下である場合、オーバライド量を下げる。さらに、消費電力量調整装置３０Ａは、（ｍ＋３）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+3が、（ｍ＋２）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+2以下である場合、オーバライド量を下げる。

一方、消費電力量調整装置３０Ａは、（ｍ＋４）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+4が、（ｍ＋３）回目の加工での消費電力量Ｕ_m+3よりも大きい場合、オーバライド量を上げる。

このように、消費電力量調整装置３０Ａは、消費電力量が減少するようにオーバライド量を調整する。消費電力量調整装置３０Ａは、オーバライド量の調整を繰り返すことで、消費電力量を最適値である電力最小値Ｖ１に近付けていく。これにより、消費電力量調整装置３０Ａは、消費電力量を調整する。

なお、加工条件情報生成部３１は、調整対象とする加工条件を、工作物２１または工作機械装置５０に応じて１つだけ選択して調整してもよいし、複数の加工条件を同時に調整してもよい。

また、加工条件情報生成部３１は、特定の１つの加工条件の調整が完了したら、次の特定の１つの加工条件を調整するというように、加工条件を１つずつ順番に調整してもよい。例えば、加工条件情報生成部３１は、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）種類の加工条件を最適する場合、１種類目の加工条件から順番にＮ種類目の加工条件まで調整すると、再度１種類目～Ｎ種類目まで加工条件を調整してもよい。すなわち、加工条件情報生成部３１は、１種類目～Ｎ種類目まで加工条件を調整するという処理を複数回繰り返してもよい。

このように、実施の形態１の数値制御工作システム１Ａは、加工プログラムに基づいて設定したオーバライド量に対する消費電力量を算出する。そして、数値制御工作システム１Ａは、オーバライド量を特定割合だけ変更し、変更後のオーバライド量を用いて加工プログラム運転した際の消費電力量を算出する。数値制御工作システム１Ａは、算出した今回消費電力量Ｐと、前回の加工プログラムに基づいて設定したオーバライド量に対する前回消費電力量Ｔとを比較する。数値制御工作システム１Ａは、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔよりも大きい場合にはオーバライド量を上げ、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔ以下の場合にはオーバライド量を下げる。これにより、数値制御工作システム１Ａは、消費電力量を削減しながらオーバライド量を最適値に近付けていくことが可能となる。

数値制御工作システム１Ａは、消費電力量を調整するために、正確に同定することが困難な送り軸駆動用モータの単位時間あたりの消費電力の係数、および一定電力にて動作する周辺機器の単位時間あたりの消費電力の係数を事前に同定する必要がない。また、数値制御工作システム１Ａは、正確に算出することが困難な、加工条件を変更した場合のサイクルタイムを算出する必要がなく、加工時間の予想値から消費電力量を計算する必要がない。すなわち、数値制御工作システム１Ａは、算出処理が困難な単位時間あたりの消費電力の係数およびサイクルタイムを算出することなく、消費電力量を削減できる加工条件を決定できる。したがって、数値制御工作システム１Ａは、消費電力量の削減を簡易な処理で容易に実現することができる。

ところで、工作機械装置５０は、加工に関与するモータとして、主軸部３６Ｓを回転させる主軸モータ１４Ｓ、工作物２１および主軸部３６Ｓを駆動するサーボモータ（Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、およびＺ軸モータ１４Ｚ）、工具交換装置などの周辺軸を駆動するモータ（図示せず）など種々のモータを有している。

そして、オーバライド量の変更では、サーボモータの回転数は変更されるが、主軸モータ１４Ｓおよび周辺軸モータの速度は変更されない。また、主軸部３６Ｓのオーバライド量の変更では主軸モータ１４Ｓの回転数が変更されるなど、加工条件を変更する場合の変更量と、対応するモータとが異なる。すなわち、サーボモータ、周辺軸モータ、および主軸モータ１４Ｓで、それぞれパラメータが分かれているので、オーバライド量の変更が全てのモータに影響を与えるわけではない。

例えば、消費電力量調整装置３０Ａは、今回の変更対象がオーバライド量のみである場合、工作機械装置５０に属するサーボモータの今回消費電力量Ｐ（Ｗ）のみを取得して調整を行えばよい。この場合、消費電力量調整装置３０Ａは、モータ速度Ｎ（rev/s）から角速度ω（rad/s）＝２π×Ｎを取得し、Ｔｑ（モータトルク）＝Ｊｍ（モータイナーシャ）×ｄω／ｄｔ（角速度の微分）を取得し、サーボモータの今回消費電力量Ｐ（Ｗ）を、サーボモータの今回消費電力量Ｐ（Ｗ）＝Ｔｑ（モータトルク）×ω（角速度）によって算出する。

また、エネルギーを消費する装置はモータ、ドライブユニットなど様々である。消費電力量調整装置３０Ａは、例えば、制御盤の発熱を抑制したい場合は制御盤内に取り付けられたドライブユニットの消費電力量の和を用いて調整を行えばよい。また、消費電力量調整装置３０Ａは、モータの発熱量を抑制したい場合はモータの消費電力量の和を用いればモータの発熱を調整可能となる。また消費電力量調整装置３０Ａは、通常は、消費電力の代わりに無効電力または皮相電力を用いてもよい。

前述したように、加工条件情報生成部３１は、例えば、モータまたはドライブユニットのエネルギー損失の和の前回から今回の増減率を今回加工条件Ｗに乗じることで加工条件変更量Ｒを決定する。

実施の形態１にかかる消費電力量調整装置３０Ａは、数値制御工作機械１００Ａとネットワークで接続されるコンピュータのソフトウェアとして実装される。なお、消費電力量調整装置３０Ａは、数値制御工作機械１００Ａの近傍に設置されるＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータであってもよいし、数値制御工作機械１００Ａが設置された工場内にネットワーク接続されたサーバであってもよいし、遠隔地に設置されたクラウド内に実装されてもよい。また、消費電力量調整装置３０Ａは、無線ネットワークを介して数値制御工作機械１００Ａと接続されるタブレットＰＣやスマートフォンのソフトウェアであってもよい。

このように実施の形態１によれば、消費電力量調整装置３０Ａが、前回消費電力量Ｔと、今回消費電力量Ｐと、今回加工条件Ｗとに基づいて、次回の消費電力量が今回消費電力量Ｐ以下になるように、次回の加工条件を決定しているので、消費電力量の削減を簡易な処理で容易に実現することができる。

実施の形態２．
つぎに、図６および図７を用いて実施の形態２について説明する。実施の形態２では、各モータおよびコンバータ装置１６の電流値および電圧値が数値制御装置に送られ、数値制御装置が、各モータおよびコンバータ装置１６の電流値および電圧値に基づいて、消費電力の調整を実行する。

図６は、実施の形態２にかかる数値制御工作機械の構成を示すブロック図である。図６の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１の数値制御工作機械１００Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態２の数値制御工作機械１００Ｂは、数値制御工作機械１００Ａと比較して、数値制御装置４０Ａの代わりに数値制御装置４０Ｂを備えている。すなわち、数値制御工作機械１００Ｂは、数値制御工作機械１００Ａと同様の構成を有しているが、数値制御装置４０Ａを有しておらず、数値制御装置４０Ｂを有している。

また、数値制御工作機械１００Ｂは、電流電圧検出部２４，２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓを有している。電流電圧検出部２４は、メインブレーカ１８とコンバータ装置１６とを接続する接続線上に配置され、コンバータ装置１６に入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２４は、検出した電流値および電圧値を数値制御装置４０Ｂに送る。

電流電圧検出部２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓは、インバータ装置とモータとを接続する接続線上に配置され、インバータ装置からモータに入力される電流値および電圧値を検出する。具体的には、電流電圧検出部２３Ｘは、Ｘ軸インバータ装置１５ＸとＸ軸モータ１４Ｘとを接続する接続線上に配置され、Ｘ軸インバータ装置１５ＸからＸ軸モータ１４Ｘに入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２３Ｙは、Ｙ軸インバータ装置１５ＹとＹ軸モータ１４Ｙとを接続する接続線上に配置され、Ｙ軸インバータ装置１５ＹからＹ軸モータ１４Ｙに入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２３Ｚは、Ｚ軸インバータ装置１５ＺとＺ軸モータ１４Ｚとを接続する接続線上に配置され、Ｚ軸インバータ装置１５ＺからＺ軸モータ１４Ｚに入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２３Ｓは、主軸インバータ装置１５Ｓと主軸モータ１４Ｓとを接続する接続線上に配置され、主軸インバータ装置１５Ｓから主軸モータ１４Ｓに入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓは、検出した電流値および電圧値を数値制御装置４０Ｂに送る。

数値制御装置４０Ｂは、数値制御装置４０Ａの機能と、消費電力量調整装置３０Ａの機能とを有している。数値制御工作機械１００Ｂは、主電源５１に接続されているが、消費電力量調整装置３０Ａには接続されていない。すなわち、実施の形態２の数値制御工作システム１Ｂは、消費電力量調整装置３０Ａを有していない。

図７は、実施の形態２にかかる数値制御装置の構成を示すブロック図である。数値制御装置４０Ｂは、加工条件情報生成部４１と、加工条件記録部４２と、消費電力量算出部４３と、加工プログラム実行部４４と、加工プログラム解析部４５とを有している。

加工条件情報生成部４１は、加工条件情報生成部３１と同様の機能を有している。加工条件記録部４２は、加工条件記録部３２と同様の機能を有している。消費電力量算出部４３は、加工条件情報生成部４１および加工条件記録部４２に接続されている。加工条件情報生成部４１は、加工条件記録部４２および加工プログラム実行部４４に接続されている。加工プログラム実行部４４は、加工プログラム解析部４５に接続されている。

加工プログラム解析部４５は、数値制御装置４０Ｂの外部に配置されている加工プログラム格納部４６に接続されており、加工プログラム格納部４６から加工プログラムを読み出す。なお、加工プログラム格納部４６は、数値制御装置４０Ｂの内部に配置されていてもよい。

消費電力量算出部４３は、電流電圧検出部２４，２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓから電流値および電圧値を受け付ける。消費電力量算出部４３は、受け付けた電流値および電圧値から今回消費電力量Ｐを算出する。

具体的には、消費電力量算出部４３は、電流電圧検出部２４から受け付けた電流値および電圧値からコンバータ装置１６での消費電力量を算出する。また、消費電力量算出部４３は、電流電圧検出部２３Ｘから受け付けた電流値および電圧値からＸ軸モータ１４Ｘでの消費電力量を算出し、電流電圧検出部２３Ｙから受け付けた電流値および電圧値からＹ軸モータ１４Ｙでの消費電力量を算出する。また、消費電力量算出部４３は、電流電圧検出部２３Ｚから受け付けた電流値および電圧値からＺ軸モータ１４Ｚでの消費電力量を算出し、電流電圧検出部２３Ｓから受け付けた電流値および電圧値から主軸モータ１４Ｓでの消費電力量を算出する。

このように、消費電力量算出部４３は、モータおよびコンバータ装置１６の電流値および電圧値の測定値から今回消費電力量Ｐを計算する。インバータ装置およびコンバータ装置１６では、モータ電流を指令通りに制御するために入出力される電流値および電圧値をインバータ装置およびコンバータ装置１６に実装されたセンサを用いて監視し、フィードバック制御を行っている。すなわち、インバータ装置は、入力される電流値および電圧値を、センサを用いて監視し、フィードバック制御を行っている。また、コンバータ装置１６は、出力する電流値および電圧値を、センサを用いて監視し、フィードバック制御を行っている。これらのフィードバック制御に用いられる電流値、電圧値などの情報は、数値制御装置４０Ｂに送信され、数値制御装置４０Ｂが、加工プログラム実行時の今回消費電力量Ｐの計算に用いる。

なお、今回消費電力量Ｐは、インバータ装置およびコンバータ装置１６の内部のマイクロコンピュータを用いて計算されてもよい。また、インバータ装置およびコンバータ装置１６の内部のセンサの代わりにクランプメータなどの測定器の情報が直接数値制御装置４０Ｂに送信され、数値制御装置４０Ｂが今回消費電力量Ｐを算出してもよい。

消費電力量算出部４３は、装置毎に算出した各今回消費電力量Ｐを加工条件記録部４２に送る。すなわち、消費電力量算出部４３は、コンバータ装置１６の今回消費電力量Ｐと、Ｘ軸モータ１４Ｘの今回消費電力量Ｐと、Ｙ軸モータ１４Ｙの今回消費電力量Ｐと、Ｚ軸モータ１４Ｚの今回消費電力量Ｐと、主軸モータ１４Ｓの今回消費電力量Ｐとを加工条件情報生成部４１および加工条件記録部４２に送る。

加工条件記録部４２は、今回の加工プログラム実行時の今回消費電力量Ｐと、今回消費電力量Ｐに対応する今回加工条件Ｗとを装置毎に記録する。すなわち、加工条件記録部４２は、各回の消費電力量と加工条件とを装置毎に記録する。加工条件記録部４２が次回の消費電力量および加工条件を新たに記録すると、記録済みであった、今回消費電力量Ｐおよび今回加工条件Ｗは、前回消費電力量Ｔおよび前回加工条件となる。

加工条件情報生成部４１は、前回消費電力量Ｔと今回消費電力量Ｐとを装置毎に比較し、比較結果に基づいて、次回の加工プログラム実行時の次回加工条件Ｖを装置毎に生成する。すなわち、加工条件情報生成部４１は、次回の加工プログラム実行時の消費電力量（次回消費電力量）が、今回の加工プログラム実行時の今回消費電力量Ｐよりも下がるように次回加工条件Ｖを決定する。実施の形態２では、次回の加工に用いる加工条件情報が、次回加工条件Ｖである。

実施の形態２では、加工条件情報生成部４１が、消費電力量にかかわる加工条件として、例えば、ＰＷＭキャリア周波数を調整することで、消費電力量を調整する。ＰＷＭキャリア周波数は、下げれば下げるほど消費電力量が下がるというわけではなく、消費電力量を最小値にすることができるＰＷＭキャリア周波数が存在する。消費電力量を最適値とするためのＰＷＭキャリア周波数は、加工条件により異なる。

加工条件情報生成部４１は、決定した次回加工条件Ｖを加工プログラム実行部４４および加工条件記録部４２に送る。加工条件記録部４２は、次回加工条件Ｖを記録しておく。

加工プログラム解析部４５は、加工プログラム格納部４６から加工プログラムを読み出して、加工プログラムを解析する。加工プログラム解析部４５は、解析結果を加工プログラム実行部４４に送る。

加工プログラム解析部４５が解析した結果得られる解析結果は、例えば、加減速時の消費電力量、加工プログラムを特定期間実行した場合の消費電力量、加工プログラムを１サイクル実行した場合の消費電力量などである。

加工プログラム実行部４４は、加工条件情報生成部４１から送られてくる次回加工条件Ｖ、および加工プログラム解析部４５から送られてくる解析結果を用いて加工プログラムを実行する。加工プログラム実行部４４は、例えば、加減速時の消費電力量をもとに、装置毎に次回加工条件Ｖにおける位置指令を算出する。すなわち、加工プログラム実行部４４は、加工プログラムを実行することで、各装置への指令Ｃを出力する。指令Ｃには、各送り軸の位置指令と主軸への回転指令とが含まれている。具体的には、指令Ｃには、Ｘ軸位置指令と、Ｙ軸位置指令と、Ｚ軸位置指令と、主軸回転指令とが含まれている。

なお、消費電力量の調整を実行する処理部（加工条件情報生成部４１、加工条件記録部４２、および消費電力量算出部４３）は、数値制御装置４０Ｂ内部のＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行されるソフトウェアとして実装されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアとして実装されてもよい。

このように、実施の形態２では、各モータおよびコンバータ装置１６の電流値および電圧値が数値制御装置４０Ｂに入力され、数値制御装置４０Ｂが、消費電力量の調整を実行する。これにより、数値制御装置４０Ｂは、消費電力量調整装置３０Ａを用いることなく、消費電力量の削減を簡易な処理で容易に実現することが可能となる。

実施の形態３．
つぎに、図８を用いて実施の形態３について説明する。実施の形態３の消費電力量調整装置は、メインブレーカ１８の消費電力量を監視するとともに、各モータ、コンバータ装置１６、および周辺装置１７Ａ，１７Ｂの電流値および電圧値に基づいて消費電力量を算出する。実施の形態３の消費電力量調整装置は、複数種類の電力測定結果（消費電力）に基づいて、消費電力の調整を実行する。

図８は、実施の形態３にかかる消費電力量調整装置を備えた数値制御工作システムの構成を示すブロック図である。図８の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１の数値制御工作機械１００Ａまたは図６に示す実施の形態２の数値制御工作機械１００Ｂと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

数値制御工作システム１Ｃは、消費電力量調整装置３０Ｃと、数値制御工作機械１００Ｃとを備えている。数値制御工作機械１００Ｃは、数値制御工作機械１００Ａが備える構成要素と、電流電圧検出部２４，２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓ，２５，２６とを有している。

電流電圧検出部２５は、周辺装置１７Ａと周辺装置１７Ｂとを接続する接続線上に配置され、周辺装置１７Ｂに入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２５は、検出した電流値および電圧値を消費電力量調整装置３０Ｃに送る。

電流電圧検出部２６は、メインブレーカ１８と周辺装置１７Ａとを接続する接続線上に配置され、周辺装置１７Ａに入力される電流値および電圧値を検出する。電流電圧検出部２６は、検出した電流値および電圧値を消費電力量調整装置３０Ｃに送る。

また、実施の形態１と同様に、消費電力検出部１９は、数値制御工作機械１００Ｃの消費電力量を検出し、検出した消費電力量を消費電力量調整装置３０Ｃに送る。また、電流電圧検出部２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓは、実施の形態２と同様に、インバータ装置からモータに入力される電流値および電圧値を検出し、検出した電流値および電圧値を消費電力量調整装置３０Ｃに送る。

このように、数値制御工作システム１Ｃでは、メインブレーカ１８の消費電力量を監視し、各モータおよびコンバータ装置１６の電流値および電圧値と、周辺装置１７Ａ，１７Ｂの電流値および電圧値とが消費電力量調整装置３０Ｃに入力される。消費電力量調整装置３０Ｃは、メインブレーカ１８の消費電力と、各モータおよびコンバータ装置１６の電流値および電圧値と、周辺装置１７Ａ，１７Ｂの電流値および電圧値とに基づいて、消費電力量を調整する。

図９は、実施の形態３にかかる消費電力量調整装置の構成を示すブロック図である。消費電力量調整装置３０Ｃは、消費電力量調整装置３０Ａが備える構成要素と、消費電力量算出部３３とを備えている。すなわち、消費電力量調整装置３０Ｃは、加工条件情報生成部３１と、加工条件記録部３２と、消費電力量算出部３３とを備えている。

消費電力量算出部３３は、数値制御装置４０Ｂが備える消費電力量算出部４３と同様の機能を有している。消費電力量算出部３３は、加工条件情報生成部３１および加工条件記録部３２に接続されている。

消費電力量算出部３３は、消費電力量算出部４３と同様に、電流電圧検出部２４，２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓ，２５，２６から電流値および電圧値を受け付ける。消費電力量算出部３３は、受け付けた電流値および電圧値から消費電力量を算出する。

具体的には、消費電力量算出部３３は、電流電圧検出部２４から受け付けた電流値および電圧値からコンバータ装置１６での消費電力量を算出する。また、消費電力量算出部３３は、電流電圧検出部２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓから受け付けた電流値および電圧値からＸ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、Ｚ軸モータ１４Ｚ、および主軸モータ１４Ｓでの消費電力量を算出する。

また、消費電力量算出部３３は、電流電圧検出部２５から受け付けた電流値および電圧値から周辺装置１７Ｂでの消費電力量を算出する。また、消費電力量算出部３３は、電流電圧検出部２６から受け付けた電流値および電圧値から周辺装置１７Ａでの消費電力量を算出する。

消費電力量算出部３３は、算出した消費電力量を加工条件情報生成部３１および加工条件記録部３２に送る。加工条件情報生成部３１および加工条件記録部３２は、消費電力量算出部３３から、コンバータ装置１６、Ｘ軸モータ１４Ｘ、Ｙ軸モータ１４Ｙ、Ｚ軸モータ１４Ｚ、主軸モータ１４Ｓ、および周辺装置１７Ａ，１７Ｂの消費電力量を受け付ける。

また、加工条件情報生成部３１および加工条件記録部３２は、消費電力量調整装置３０Ａと同様に、消費電力検出部１９から今回消費電力量Ｐを受け付け、数値制御装置４０Ａから今回加工条件Ｗを受け付ける。加工条件情報生成部３１は、今回消費電力量Ｐ、前回消費電力量Ｔ、および今回加工条件Ｗに基づいて、加工条件変更量Ｒを算出し数値制御装置４０Ａに出力する。実施の形態３では、次回の加工に用いる加工条件情報が、加工条件変更量Ｒである。

なお、消費電力量は、インバータ装置、コンバータ装置１６、および周辺装置１７Ａ，１７Ｂの内部のマイクロコンピュータを用いて計算されてもよい。また、インバータ装置、コンバータ装置１６、および周辺装置１７Ａ，１７Ｂの内部のセンサの代わりにクランプメータなどの測定器の情報が消費電力量調整装置３０Ｃに送信され、消費電力量調整装置３０Ｃが消費電力量を算出してもよい。

消費電力量算出部３３は、加工プログラム実行開始時から加工プログラム実行終了時までの、以下の消費電力量（ｐ１）～（ｐ５）の少なくとも１つを、数値制御工作機械１００Ｃの消費電力量として算出する。
（ｐ１）数値制御工作機械１００Ｃで駆動される１つ以上のモータの消費電力量の和
（ｐ２）モータのサーボ制御を行う１つ以上のインバータ装置の消費電力量の和
（ｐ３）インバータ装置に電力を供給する１つ以上のコンバータ装置の消費電力量の和
（ｐ４）１つ以上の周辺装置の消費電力量の和
（ｐ５）数値制御工作機械１００Ｃに電源を入力している主電源５１の消費電力量

実施の形態３の加工条件情報生成部３１は、消費電力量算出部３３が取得した複数の電力測定結果（消費電力量）を使用する場合、数値制御工作機械１００Ｃが備える複数の要素に対して消費電力量を調整してもよい。加工条件情報生成部３１は、例えば、数値制御工作機械１００Ｃが駆動する軸毎に消費電力量を調整してもよい。また、加工条件情報生成部３１は、数値制御工作機械１００Ｃが駆動する軸毎に消費電力量を調整する方法と、使用条件に応じて周辺装置１７Ａ，１７Ｂを制御する方法とを組み合わせて消費電力量を調整してもよい。

数値制御工作機械１００Ｃが駆動する軸毎に消費電力量を調整する場合、加工条件情報生成部３１は、数値制御工作機械１００Ｃが駆動する軸毎に、加工時のモータのオーバライド量、加速度時定数、送り速度、主軸回転数、およびＰＷＭキャリア周波数の少なくとも１つを調整することで、各軸の消費電力量を調整する。

なお、数値制御装置４０Ａが、消費電力量調整装置３０Ｃの機能を有していてもよい。この場合、数値制御装置４０Ａは、実施の形態２で説明した数値制御装置４０Ｂと同様の機能を有する。

このように実施の形態３の数値制御工作システム１Ｃは、複数の電力測定結果に基づいて、数値制御工作機械１００Ｃが備える複数の要素を調整するので、複数の要素に対して種々の調整を容易かつ詳細に行うことができる。したがって、数値制御工作システム１Ｃは、短時間で消費電力量を調整できる。

実施の形態４．
つぎに、図１０および図１１を用いて実施の形態４について説明する。実施の形態４では、消費電力量調整装置が、加工条件情報生成部として機械学習装置を備えており、機械学習装置が、消費電力量を調整するための加工条件を学習する。なお、実施の形態４では、機械学習装置が数値制御工作システム１Ｃに適用される場合について説明するが、機械学習装置は数値制御工作システム１Ａ，１Ｂに適用されてもよい。

図１０は、実施の形態４にかかる消費電力量調整装置の構成を示すブロック図である。図１０の各構成要素のうち図９に示す実施の形態３の消費電力量調整装置３０Ｃと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態４の消費電力量調整装置３０Ｄは、消費電力量算出部４３と、加工条件記録部４２と、加工条件情報生成部である機械学習装置６０とを備えている。消費電力量算出部４３は、電流電圧検出部２４，２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２３Ｓなどから送られてくる電流値および電圧値に基づいて算出した今回消費電力量Ｐを加工条件記録部４２に記録させる。また、加工条件記録部４２は、今回加工条件Ｗと今回消費電力量Ｐとを対応付けして記録する。加工条件記録部４２が、新たな今回消費電力量Ｐを記録すると、記録済みの今回消費電力量Ｐは、前回消費電力量Ｔとなる。

機械学習装置６０は、今回加工条件Ｗと、今回消費電力量Ｐと、前回消費電力量Ｔ（図１０では図示せず）とを加工条件記録部４２から読み出す。また、機械学習装置６０へは、加工条件の付加情報である付加加工条件が入力される。

付加加工条件は、学習の精度を高めるために追加される加工条件である。付加加工条件の例は、工作物２１の形状、工作物２１の材質、工具径、工具材質、工具形状、刃数、１刃あたりの送り量、工具２０の回転速度、工作機械装置５０の機械構造の情報、工具摩擦の情報、工具使用時間である。工作機械装置５０の機械構造の情報は、工作機械装置５０の構成を特徴づける情報である。

機械学習装置６０は、付加加工条件を受け付ける場合、付加加工条件を今回加工条件Ｗに含める。この場合、各回の加工条件には、付加加工条件が含まれることとなる。なお、機械学習装置６０へは、付加加工条件が入力されなくてもよい。

機械学習装置６０が受け付ける、今回加工条件Ｗ、今回消費電力量Ｐ、および前回消費電力量Ｔが訓練データセットである。機械学習装置６０は、訓練データセットに従って、消費電力と加工条件との関係を学習し、次回加工条件Ｖを出力する。実施の形態４では、次回の加工に用いる加工条件情報が、次回加工条件Ｖである。

機械学習装置６０は、今回消費電力量Ｐよりも消費電力量が小さくなる次回加工条件Ｖを算出して出力する。機械学習装置６０は、次回加工条件Ｖを、数値制御工作機械１００Ｃおよび加工条件記録部４２に出力する。

これにより、数値制御工作機械１００Ｃは、次回加工条件Ｖを用いて次回の加工を実行する。加工条件記録部４２は、機械学習装置６０から出力される次回加工条件Ｖを記録する。次回加工条件Ｖを用いて加工が実行されると、加工条件記録部４２が記録していた次回加工条件Ｖが、今回加工条件Ｗとなる。また、次回加工条件Ｖを用いて加工された際の消費電力量が、今回消費電力量Ｐとなる。

前述したように、機械学習装置６０が、付加加工条件を用いて次回加工条件Ｖを算出する場合、付加加工条件は今回加工条件Ｗに入れられる。すなわち、今回加工条件Ｗの条件項目に付加加工条件が含められる。機械学習装置６０が、付加加工条件を含んだ今回加工条件Ｗを用いて次回加工条件Ｖを算出する場合、次回加工条件Ｖには、今回加工条件Ｗに含まれる条件項目と付加加工条件に含まれる条件項目とが含まれることとなる。一方、機械学習装置６０が、付加加工条件を含まない今回加工条件Ｗを用いて次回加工条件Ｖを算出する場合、次回加工条件Ｖには、付加加工条件に含まれる条件項目が含まれないこととなる。

図１１は、実施の形態４にかかる消費電力量調整装置が備える機械学習装置の構成を示すブロック図である。機械学習装置６０は、学習部６１と状態観測部６４とを有している。状態観測部６４は、今回消費電力量Ｐと、前回消費電力量Ｔと、今回加工条件Ｗとを含む訓練データセットを、状態変数として観測する。状態観測部６４は、状態変数に基づいて作成される訓練データセットを学習部６１に送る。

学習部６１は、状態変数に基づいて作成される訓練データセットに従って、消費電力と加工条件との関係を学習する。学習部６１は、何れの学習アルゴリズムを用いてもよい。ここでは、学習アルゴリズムに、強化学習（Reinforcement Learning）を適用した場合について説明する。

強化学習は、ある環境内における行動主体であるエージェントが、状態変数で示される現在の状態を観測し、観測結果に基づいて取るべき行動を決定するというものである。エージェントは、行動を選択することで環境から報酬を得て、一連の行動を通じて報酬が最も多く得られるような方策を学習する。強化学習の代表的な手法として、Ｑ学習（Q-Learning）およびＴＤ学習（TD-Learning）などが知られている。例えば、Ｑ学習の場合、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）の一般的な更新式である行動価値テーブルは、次の式（１）で表される。行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）は、環境「ｓ」のもとで行動「ａ」を選択する行動の価値である行動価値Ｑを表す。

式（１）において、「ｓ _t 」は、時刻「ｔ」における環境を表す。「ａ_t」は、時刻「ｔ」における行動を表す。行動「ａ_t」によって、環境は「ｓ_t+1」に変わる。「ｒ_t+1」は、その環境の変化によってもらえる報酬を表す。「γ」は、割引率を表す。「α」は、学習係数を表す。Ｑ学習を適用した場合、今回加工条件Ｗが行動「ａ_ｔ」となる。

上記の式（１）により表される更新式は、時刻「ｔ＋１」における最良の行動「ａ」の行動価値が、時刻「ｔ」において実行された行動「ａ」の行動価値Ｑよりも大きければ、行動価値Ｑを大きくし、逆の場合は、行動価値Ｑを小さくする。換言すれば、時刻「ｔ」における行動「ａ」の行動価値Ｑを、時刻「ｔ＋１」における最良の行動価値に近づけるように、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）を更新する。それにより、ある環境における最良の行動価値が、それ以前の環境における行動価値に順次伝播する。

学習部６１は、関数更新部６２および報酬計算部６３を具備している。報酬計算部６３は、状態変数に基づいて報酬を計算する。関数更新部６２は、報酬計算部６３によって算出される報酬に従って、加工条件（次回加工条件Ｖ）を決定するための関数を更新する。

具体的には、報酬計算部６３は、今回消費電力量Ｐおよび前回消費電力量Ｔに基づいて、報酬「ｒ」を計算する。例えば、加工条件を前回加工条件から今回加工条件Ｗに変更した結果、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔ以下となった場合、報酬計算部６３は、報酬「ｒ」を増大させる。報酬計算部６３は、例えば、報酬の値である「１」を与えることによって報酬「ｒ」を増大させる。なお、報酬の値は「１」に限られない。

また、加工条件を前回加工条件から今回加工条件Ｗに変更した結果、今回消費電力量Ｐが前回消費電力量Ｔよりも大きくなった場合、報酬計算部６３は、報酬「ｒ」を低減させる。報酬計算部６３は、例えば、報酬の値である「－１」を与えることによって報酬「ｒ」を低減させる。なお、報酬の値は「－１」に限られない。

また、加工条件を前回加工条件から今回加工条件Ｗに変更した結果、今回消費電力量Ｐと前回消費電力量Ｔとが同じになった場合、報酬計算部６３は、報酬「ｒ」を変化させない。報酬計算部６３は、例えば、報酬の値である「０」を与えることによって報酬「ｒ」を変化させない。なお、報酬の値は「０」に限られない。

学習部６１は、今回加工条件Ｗから、次回の消費電力量が今回消費電力量Ｐよりも低減することができると予測される次回加工条件Ｖを取得する。

関数更新部６２は、報酬計算部６３によって計算される報酬に従って、次回加工条件Ｖを決定するための判定モデルである関数を更新する。関数の更新は、訓練データセットに従って、例えば行動価値テーブルを更新することによって行うことができる。行動価値テーブルは、任意の行動と、その行動価値とを関連付けてテーブルの形式で記憶したデータセットである。例えばＱ学習の場合、上記の式により表される行動価値関数Ｑ（ｓ_t，ａ_t）を、次回加工条件Ｖを決定するための関数として用いる。

ここまで、学習部６１が用いる学習アルゴリズムに強化学習を適用する場合について説明したが、学習アルゴリズムには、強化学習以外の学習が適用されても良い。学習部６１は、強化学習以外の公知の学習アルゴリズム、例えば、深層学習（Deep Learning）、ニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、帰納論理プログラミングまたはサポートベクターマシンといった学習アルゴリズムを用いて機械学習を実行しても良い。

学習部６１は、数値制御工作機械１００Ｃの全ての軸の情報を含めた訓練データセットを構築して、次回加工条件Ｖを決定するための判定モデルを学習してもよく、数値制御工作機械１００Ｃの軸ごとに訓練データセットを構築して、次回加工条件Ｖを決定するための軸ごとの判定モデルを学習してもよい。

学習部６１は、消費電力量調整装置３０Ｄに内蔵されるものに限られない。学習部６１は、消費電力量調整装置３０Ｄの外部の装置により実現されてもよい。この場合、学習部６１として機能する装置は、ネットワークを介して消費電力量調整装置３０Ｄに接続可能な装置であってもよい。学習部６１として機能する装置は、クラウドサーバ上に存在する装置であってもよい。

機械学習装置６０が数値制御工作システム１Ａに適用される場合、訓練データセットには、今回加工条件Ｗの代わりに、今回の加工に適用された加工条件変更量Ｒが含まれる。また、機械学習装置６０は、次回加工条件Ｖの代わりに次回の加工に適用される加工条件変更量Ｒを算出して出力する。すなわち、機械学習装置６０は、今回の加工に適用された加工条件変更量Ｒと、今回消費電力量Ｐと、前回消費電力量Ｔとに基づいて、加工条件と消費電力との関係を学習し、次回の加工に適用される加工条件変更量Ｒを算出して出力する。また、機械学習装置６０が数値制御工作システム１Ｂに適用される場合、数値制御装置４０Ｂには、加工条件情報生成部４１の代わりに機械学習装置６０が配置される。

ここで、消費電力量調整装置３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄおよび数値制御装置４０Ｂのハードウェア構成について説明する。なお、消費電力量調整装置３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄおよび数値制御装置４０Ｂは、同様のハードウェア構成を有しているので、ここでは消費電力量調整装置３０Ｄのハードウェア構成について説明する。

図１２は、実施の形態４にかかる消費電力量調整装置を実現するハードウェア構成例を示す図である。消費電力量調整装置３０Ｄは、入力装置３００、プロセッサ１００、メモリ２００、および出力装置４００により実現することができる。プロセッサ１００の例は、ＣＰＵ（中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）またはシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）である。メモリ２００の例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）である。

消費電力量調整装置３０Ｄは、プロセッサ１００が、メモリ２００で記憶されている消費電力量調整装置３０Ｄの動作を実行するための、コンピュータで実行可能な処理プログラムを読み出して実行することにより実現される。消費電力量調整装置３０Ｄの動作を実行するための処理プログラムは、消費電力量調整装置３０Ｄの手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

消費電力量調整装置３０Ｄで実行される処理プログラムは、消費電力量算出部４３および機械学習装置６０を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。

消費電力量調整装置３０Ｄで実行される処理プログラムには、消費電力量を算出する算出プログラム、次回の加工条件を学習する学習プログラムなどが含まれている。

入力装置３００は、前回消費電力量Ｔ、今回消費電力量Ｐ、今回加工条件Ｗなどを受け付けてプロセッサ１００に送る。メモリ２００は、加工条件、消費電力量、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）、算出プログラム、学習プログラムなどを記憶する。メモリ２００は、例えば、消費電力として前回消費電力量Ｔ、今回消費電力量Ｐなどを記憶し、加工条件として今回加工条件Ｗなどを記憶する。また、メモリ２００は、最新の行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）を記憶する。

算出プログラム、学習プログラム、加工条件、消費電力量、および行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）は、プロセッサ１００によってメモリ２００から読み出される。また、メモリ２００は、プロセッサ１００が各種処理を実行する際の一時メモリに使用される。

出力装置４００が実行する処理は、消費電力量調整装置３０Ｄが次回加工条件Ｖを出力する処理に対応している。

算出プログラムおよび学習プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されてもよい。また、算出プログラムおよび学習プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由で消費電力量調整装置３０Ｄに提供されてもよい。なお、消費電力量調整装置３０Ｄの機能について、一部を専用回路などの専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように実施の形態４によれば、消費電力量調整装置３０Ｄは、消費電力と加工条件との対応関係を学習することによって、様々な因子が消費電力に影響する状況においても最適な加工条件を決定できる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１Ａ～１Ｃ 数値制御工作システム、１４Ｓ 主軸モータ、１４Ｘ Ｘ軸モータ、１４Ｙ Ｙ軸モータ、１４Ｚ Ｚ軸モータ、１５Ｓ 主軸インバータ装置、１５Ｘ Ｘ軸インバータ装置、１５Ｙ Ｙ軸インバータ装置、１５Ｚ Ｚ軸インバータ装置、１６ コンバータ装置、１７Ａ，１７Ｂ 周辺装置、１８ メインブレーカ、１９ 消費電力検出部、２０ 工具、２１ 工作物、２２ テーブル、２３Ｓ，２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ，２４～２６ 電流電圧検出部、３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ 消費電力量調整装置、３１，４１ 加工条件情報生成部、３２，４２ 加工条件記録部、３３，４３ 消費電力量算出部、３５Ｘ Ｘ軸部、３５Ｙ Ｙ軸部、３５Ｚ Ｚ軸部、３６Ｓ 主軸部、４０Ａ，４０Ｂ 数値制御装置、４４ 加工プログラム実行部、４５ 加工プログラム解析部、４６ 加工プログラム格納部、５０ 工作機械装置、５１ 主電源、５２ 直流電源、６０ 機械学習装置、６１ 学習部、６２ 関数更新部、６３ 報酬計算部、６４ 状態観測部、１００ プロセッサ、１００Ａ～１００Ｃ 数値制御工作機械、２００ メモリ、３００ 入力装置、４００ 出力装置。

Claims (14)

1. モータを駆動し加工プログラムに沿った加工を行う数値制御工作機械の消費電力量を調整する消費電力量調整装置であって、
   前回の加工プログラム実行時の消費電力量である前回消費電力量と、今回の前記加工プログラム実行時の消費電力量である今回消費電力量と、今回の前記加工プログラム実行時の加工条件であって、前記今回消費電力量に影響する今回加工条件とに基づいて、次回の前記加工プログラム実行時の消費電力量である次回消費電力量が前記今回消費電力量より小さくなるように、次回の前記加工プログラム実行時の加工条件であって、前記次回消費電力量に影響する次回加工条件を決定するための加工条件情報を生成する加工条件情報生成部を備える、
   ことを特徴とする消費電力量調整装置。
2. 前記加工条件情報は、前記今回加工条件に対する、前記次回加工条件への変更量である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の消費電力量調整装置。
3. 前記加工条件情報生成部は、前記前回消費電力量と前記今回消費電力量とを比較し、比較結果に基づいて、前記次回加工条件への変更量を決定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の消費電力量調整装置。
4. 前記変更量は、特定のオーバライド量の変更量であり、
   前記加工条件情報生成部は、前記今回消費電力量が前記前回消費電力量よりも大きい場合に、前記特定のオーバライド量を上げた前記変更量を決定し、前記今回消費電力量が前記前回消費電力量よりも小さい場合に、前記特定のオーバライド量を下げた前記変更量を決定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の消費電力量調整装置。
5. 前記加工条件情報は、次回の前記加工プログラム実行時の加工条件である前記次回加工条件である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の消費電力量調整装置。
6. 前記加工条件情報には、前記数値制御工作機械が駆動する軸毎に、加工時のモータのオーバライド量、加速度時定数、送り速度、主軸回転数、およびパルス幅変調キャリア周波数の情報の少なくとも１つが含まれている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の消費電力量調整装置。
7. 前記前回消費電力量および前記今回消費電力量は、前記加工プログラムの実行開始時から実行終了時までの、前記数値制御工作機械で駆動されるモータの消費電力量の和、前記モータのサーボ制御を行うインバータ装置の消費電力量の和、前記インバータ装置に電力を供給するコンバータ装置の消費電力量の和、前記数値制御工作機械が有する周辺装置の消費電力量の和、および前記数値制御工作機械に電源を入力している主電源部の消費電力量の少なくとも１つである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の消費電力量調整装置。
8. 前記変更量は、前記加工条件の種類毎に予め設定された変更量、前記加工条件の種類毎に予め設定された特定の係数を前記今回加工条件に乗じて計算された変更量、または前記前回消費電力量から前記今回消費電力量への増減量の比率を前記今回加工条件に乗じて計算された変更量である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の消費電力量調整装置。
9. 前記変更量は、前記前回消費電力量から算出したモータのエネルギー損失の和から前記今回消費電力量から算出したモータのエネルギー損失の和への増減量、または前記前回消費電力量から算出したドライブユニットのエネルギー損失の和から前記今回消費電力量から算出したドライブユニットのエネルギー損失の和への増減量に応じて計算された変更量である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の消費電力量調整装置。
10. 前記変更量は、前記モータのエネルギー損失の和の増減量の比率を前記今回加工条件に乗じて計算された変更量、または前記ドライブユニットのエネルギー損失の和の増減量の比率を前記今回加工条件に乗じて計算された変更量である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の消費電力量調整装置。
11. 前記加工条件情報生成部は、前記加工条件情報を学習する機械学習装置であり、
    前記機械学習装置は、
    前記前回消費電力量と、前記今回消費電力量と、前記今回加工条件とを状態変数として観測する状態観測部と、
    前記状態変数に基づいて作成されるデータセットに従って、前記加工条件情報を学習する学習部と、
    を有する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の消費電力量調整装置。
12. 前記加工条件情報生成部は、前記前回消費電力量と前記今回消費電力量との差である電力変動量が第１の閾値以下の場合、または前記前回消費電力量から算出したエネルギー損失と前記今回消費電力量から算出したエネルギー損失との差であるエネルギー損失変動量が第２の閾値以下の場合、前記加工条件情報の変更を行わない、
    ことを特徴とする請求項１から１１の何れか１つに記載の消費電力量調整装置。
13. モータを駆動し加工プログラムに沿った加工を行う数値制御工作機械の消費電力量を調整する数値制御装置であって、
    前記数値制御工作機械の消費電力量を算出する消費電力量算出部と、
    前回の加工プログラム実行時の消費電力量である前回消費電力量と、今回の前記加工プログラム実行時の消費電力量である今回消費電力量と、今回の前記加工プログラム実行時の加工条件であって、前記今回消費電力量に影響する今回加工条件とに基づいて、次回の前記加工プログラム実行時の消費電力量である次回消費電力量が前記今回消費電力量より小さくなるように、次回の前記加工プログラム実行時の加工条件であって、前記次回消費電力量に影響する次回加工条件を決定するための加工条件情報を生成する加工条件情報生成部と、
    前記加工プログラムを繰り返し実行するとともに、前記加工プログラムを実行する際には前記加工条件情報生成部が決定した前記加工条件情報を用いる加工プログラム実行部と、
    を備える、
    ことを特徴とする数値制御装置。
14. モータを駆動し加工プログラムに沿った加工を行う数値制御工作機械の消費電力量を調整する消費電力量調整方法であって、
    前記消費電力量を調整する消費電力量調整装置が、前回の加工プログラム実行時の消費電力量である前回消費電力量と、今回の前記加工プログラム実行時の消費電力量である今回消費電力量と、今回の前記加工プログラム実行時の加工条件であって、前記今回消費電力量に影響する今回加工条件とに基づいて、次回の前記加工プログラム実行時の消費電力量である次回消費電力量が前記今回消費電力量より小さくなるように、次回の前記加工プログラム実行時の加工条件であって、前記次回消費電力量に影響する次回加工条件を決定するための加工条件情報を生成する加工条件情報生成ステップを含む、
    ことを特徴とする消費電力量調整方法。

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