CN110412940B - 机械状态监视装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械状态监视装置，能够容易地管理机床的状态。机械状态监视装置(100)是针对机床的电动机驱动装置(10)的机械状态监视装置。电动机驱动装置具备电动机(30)、用于调整电源电压来向电动机供给电力的变换器(11)和逆变器(12)、通过获取电动机驱动装置的输入电压来检测电动机驱动装置的停电的停电检测部(15)、以及基于检测部的检测结果来发送停电的开始时刻和结束时刻的通信部(17)。机械状态监视装置(100)具备用于从在多个机床(1～n)中的各个机床设置的电动机驱动装置的通信部(17)接收停电的开始时刻和结束时刻的信息的通信部(120)、以及存储信息的存储部(130)。

Description

机械状态监视装置
技术领域
本发明涉及一种机械状态监视装置。
背景技术
机床中具备用于驱动机床的电动机的电动机驱动装置。电动机驱动装置与交流电源连接，电源电流经由变换器、逆变器调整之后被输入至电动机。电动机与机床的驱动轴连接，因此需要正常地保持电动机驱动装置的电源以使机床正常地运转。
然而，在电动机驱动装置的电源发生了异常的情况、例如发生了停电的情况下，由于电源电压不足而电动机停止。专利文献1中记载的机床为了探测电源的异常而监视电源的电压，根据检测出停电来进行使电动机立即停止或退避的保护动作，由此防止机床损伤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-28793号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1等一般的技术中，在进行了保护动作后关闭电源，之后，按照初始状态的设定来恢复电力，因此有时操作者无法知晓机床恢复电力的理由。另外，在操作者管理多个机床的情况下，有时需要针对每个机床独立地确认是否发生了停电，管理变得复杂。
本发明的目的在于，提供一种能够容易地管理机床的状态的机械状态监视装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明所涉及的机械状态监视装置100是针对机床的电动机驱动装置(例如，后述的电动机驱动装置10)的机械状态监视装置，电动机驱动装置具备：电动机(例如，后述的电动机30)；变换器(例如，后述的变换器11)和逆变器(例如，后述的逆变器12)，该变换器和逆变器用于调整电源电压来向所述电动机供给电力；检测部(例如，后述的停电检测部15)，其通过获取所述电动机驱动装置的输入电压来检测所述电动机驱动装置的停电；以及发送部(例如，后述的通信部17)，其基于所述检测部的检测结果来发送所述停电的开始时刻和结束时刻，所述机械状态监视装置具备：接收部(例如，后述的通信部120)，其从在多个机床(例如，后述的机床1～n)中的各个机床设置的所述电动机驱动装置的发送部接收所述停电的开始时刻和结束时刻的信息；以及存储部(例如，后述的存储部130)，其存储所述信息。
(2)可以是，(1)所记载的所述发送部还发送在从所述停电的开始时刻到结束时刻为止的期间内用于保护所述机床的保护动作是否完成的信息，所述存储部还存储所述信息。
(3)可以是，(1)或者(2)所记载的所述发送部还将检测出所述停电时的所述机床的加工状态的信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还存储所述信息。
(4)可以是，(1)～(3)中的任一项所记载的所述发送部还将所述停电的开始时刻的所述输入电压的波形的信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还记录所述信息。
(5)可以是，(1)～(4)中的任一项所记载的所述发送部在从所述停电的开始时刻到结束时刻为止的期间内，在进行用于保护所述机床的保护动作的情况下，还将所述保护动作的期间内的所述电动机的速度、所述电动机的转矩以及所述变换器的输出电压中的至少一个信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还记录所述信息。
(6)可以是，(1)～(5)中的任一项所记载的所述发送部在所述停电结束且所述机床恢复电力之后，将所述信息再次发送至所述机械状态监视装置。
(7)可以是，(1)～(6)中的任一项所记载的所述电动机驱动装置还具备停电对策装置(例如，后述的停电对策装置40)，该停电对策装置具有蓄电单元，所述发送部发送所述蓄电单元的蓄电量的信息，所述存储部还存储所述信息。
(8)可以是，(1)～(7)中的任一项所记载的机械状态监视装置100还具备控制部(例如，后述的控制部110)，该控制部对多个机床进行控制，所述控制部针对所述多个机床中的各个机床的检测部设定所述检测部检测出停电时的电压。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够容易地管理机床的状态的机械状态监视装置。
附图说明
图1是表示包括本发明的第一实施方式所涉及的机械状态监视装置的系统整体的框图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的监视处理的流程图。
图3是表示包括本发明的第二实施方式所涉及的机械状态监视装置的系统整体的框图。
图4是表示本发明的第二实施方式所涉及的监视处理的流程图。
附图标记说明
1～n：机床；10：电动机驱动装置；11：变换器；12：逆变器；13：控制部；14：控制部；15：停电检测部；16：控制器，20：电源；30：电动机；40：停电对策装置；100：机械状态监视装置；110：控制部；120：通信部；130：存储部。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示包括本发明的第一实施方式所涉及的机械状态监视装置的系统整体的框图。机械状态监视装置100是用于监视多个机床1～n的运转状态的装置，与机床1～n可通信地连接。以下，在不区分多个机床1～n的情况下，说明为机床1。此外，这里的机床典型地说是进行各种加工的加工机，但是除此之外也广泛地包括不直接进行加工的搬运机构、移动机构等。
机械状态监视装置100具备控制部110、通信部120以及存储部130。控制部110控制机械状态监视装置100的整体的动作。通信部120接收从多个机床1～n发送出的信息，控制部110将接收到的信息存储至存储部130。控制部110基于存储部130中存储的信息，对机床1进行规定的控制。
机床1具备电动机驱动装置10、电源20以及电动机30。电动机驱动装置10与电源20连接，从电源20输入的交流电压经由变换器11和逆变器12被调整后输入至电动机30。电动机30与未图示的驱动轴连接，电动机30通过对驱动轴进行驱动来控制工具，机床1进行工件的切削、焊接等各种各样的加工。
停电检测部15连接在电源20与变换器11之间，获取从电源20向电动机驱动装置10输入的输入电压。停电检测部15基于输入电压的值来检测电源20的状态，在例如输入电压明显降低的情况下，检测出电源20已经停电(以下称为“停电状态”。)。此外，检测停电状态的电压可以是按机床1～n中的每一个机床而不同的值。
另外，停电检测部15与控制部13、14连接，在停电检测部15中检测出的电压的信息被传送至控制部13、14。传送至控制部13、14的电压的信息在被暂时存储至控制器16的存储部18之后，被通信部17发送至机械状态监视装置100。
变换器11与控制部13连接，逆变器12与控制部14连接。控制部13、14也可以经由控制器16被机械状态监视装置100控制。例如，机械状态监视装置100的控制部110能够针对多个机床1～n中的各个机床的停电检测部15，将在停电检测部15检测出停电状态时的电压一并设定为相同的电压或者各不相同的电压等任意的电压。
变换器11将从电源20供给的交流电压变换为直流电压，并输入至逆变器12。逆变器12将变换器11输出的直流电压变换为用于驱动电动机30的规定的电压和规定的频率的交流电压。由此，电动机30基于任意的电压和频率的交流电压来进行动作。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的监视处理的流程图。当机床1的电源被接通时开始监视处理，当电源被切断时结束监视处理。用于执行监视处理的程序(以下称为“监视处理程序”。)被记录在存储部130中。
关于监视处理，停电检测部15通过获取来自电源20的输入电压来监视电源20的状态，在检测到电源20的异常的情况下，机械状态监视装置100进行以下详细描述的规定的处理。此外，为了便于图示，说明针对机床1的监视处理，但是实际的监视处理是针对机床1～n并行地进行的。
在步骤S11中，停电检测部15获取来自电源20的输入电压。在步骤S12中，停电检测部15判定所获取的电压是否小于规定值。在此，本实施方式中的规定值是指无法使电动机驱动装置10工作那样的低电压，例如是停电状态的电压。在步骤S12中输入电压是规定值以上时，重复步骤S11的处理。当在步骤S12中判定为输入电压小于规定值、即处于停电状态时，处理进入步骤S13。
在步骤S13中，电动机驱动装置10从控制器16的通信部17向机械状态监视装置100发送输入电压及其波形、检测到停电状态的时刻、以及检测到停电状态时的加工状态的全部或者至少任一个信息。机械状态监视装置100在通信部120中接收这些信息，接收到的信息被存储在存储部130。信息是与多个机床1～n中的每一个机床对应地独立记录的。此外，加工状态是例如工具相对于工件的位置信息、表示加工的阶段的信息。
在步骤S14中，判定输入电压是否为规定值以上。在小于规定值时，处理返回至步骤S13，进行发送接收的处理。当在步骤S14中判定为输入电压是规定值以上时，处理进入步骤S15。
在步骤S15中，电动机驱动装置10从控制器16的通信部17向机械状态监视装置100发送与在步骤S13中发送接收的信息相同的信息、以及从停电状态恢复电力的时刻的信息。机械状态监视装置100在通信部120中接收这些信息，所接收到的信息被存储在存储部130。信息是与多个机床1～n中的每一个机床对应地独立存储的。
这样，在步骤S15中，在停电结束且机床1恢复电力之后，将在步骤S13中发送接收的信息再次发送至机械状态监视装置100。在该情况下，信息在被获取到的时间点暂时记录到存储部18，在步骤S14中判定为机床已经恢复运转之后，通信部17将该存储部的信息发送至机械状态监视装置100。
在步骤S16中，判定是否满足结束条件。在机床1的电源被切断的情况下，判定为满足结束条件，监视处理结束。另一方面，在机床1的电源没有被切断的情况下，处理返回到步骤S11，继续进行监视处理。
参照图3和图4来说明第二实施方式所涉及的机械状态监视装置及其监视处理。与第一实施方式的不同之处在于，电动机驱动装置10中设置停电对策装置40，另外，在监视处理中追加保护动作。此外，对与第一实施方式相同的结构以及相同的处理标注相同的附图标记。
图3是表示第二实施方式所涉及的机械状态监视装置100的整体的框图。在图3中，停电对策装置40与电动机驱动装置10连接，该停电对策装置40具有未图示的作为蓄电单元的电容器。停电对策装置40当从停电检测部15接收到表示停电状态的信号时，开始对电动机驱动装置10供给电力。控制部13、14当从停电检测部15接收到表示停电状态的信号时，利用从停电对策装置40供给的电力，来进行保护动作。保护动作例如是指以下等驱动控制：使电动机静止，以防止随着停电时的电压的急剧变化而工具误动作、工具本身和工件损伤。
图4是表示第二实施方式所涉及的监视处理的流程图。步骤S11～S13的处理与第一实施方式相同，因此省略说明。
在步骤S21中，在停电检测部15检测到停电时，控制部13、14执行保护动作。例如，保护动作包括使机床的工具的动作停止、使工具从工件退避。当停电检测部15检测到停电时，向控制部13、14发送表示停电状态的信号，控制部13、14借助变换器11、逆变器12控制电动机30，使得电动机30停止或者使驱动轴向使工具从工件退避的方向动作。
在步骤S22中，停电检测部15获取输入电压，在步骤S14中，判定电压是否为规定值以上。在电压小于规定值时，机床1依然处于停电状态，因此返回到步骤S13，继续进行信息的发送接收以及步骤S21中的保护动作。当在步骤S14中判定为电压是规定值以上时，判定为机床1已经恢复运转，处理进入步骤S15。在步骤S15中，与第一实施方式同样地在电动机驱动装置10与机械状态监视装置100之间进行信息的发送接收。
在第二实施方式中，除了在第一实施方式中发送的信息以外，还向机械状态监视装置100发送表示保护动作是否完成的信号、以及设置于停电对策装置的电容器的蓄电量。另外，在从停电的开始时刻到结束时刻为止的期间内，还向机械状态监视装置100发送在进行用于保护机床1的保护动作的期间内的电动机30的速度、电动机30的转矩以及变换器11的输出电压的全部或者至少一个信息。
在步骤S15的处理结束时，在步骤S16中，与第一实施方式同样地判定出结束条件，然后监视处理结束。
上述实施方式所涉及的机械状态监视装置100实现以下效果。
在发生了停电之后机床1停止的情况下，操作者能够一并对机床1～n独立地管理加工状态，该加工状态表示由于停电而机床1～n中的哪个机床何时停止、发生了停电之后的保护动作是否完成、或者在停电时加工进行到了哪个工序。由此，由于清楚各机床中的加工在哪个工序中被中断，因此操作者能够掌握在恢复电力时从哪个工序再次开始进行加工即可。
另外，操作者能够根据在存储部130中所记录的发生了停电的时间、频度的历史记录，来掌握设置有机床1的工厂、其地域的电源情况。并且，能够基于通过在停电后和恢复电力后两次进行发送接收信息所得到的信息的接收历史记录，来区分从停电后继续运转到恢复电力为止的机床1和没有从停电后继续运转到恢复电力为止的机床n。换言之，即使在极短的时间的停电、所谓瞬停时，也能够容易地判别能够继续运转的机床1和无法继续运转的机床n。更详细地说，在停电后中断了发送接收的机床n是在恢复电力前停止而无法继续运转的机床，从停电后到恢复电力后为止没有中断过发送接收的机床1是能够继续运转的机床。这样，能够掌握在停电时机床1～n中哪个机床频繁地停止。
并且，保护动作是在机床1停电后利用基于停电对策装置40的电容器的蓄电的电力来进行的，因此在电容器的蓄电量不足的情况下，保护动作有时未完成。因而，能够通过监视保护动作中的电动机30的速度、电动机30的转矩、变换器11的输出电压，来基于停电对策装置40的蓄电量判断是否能够完成停电后的保护动作。此时，通过还监视电压波形，能够预测停电后的电压的降低，从而更准确地判断停电后的运转时间。另外，由于配合地进行监视蓄电量等，因此还能够采取增加电容器的电容等措施，以更长地维持停电后的机床1的运转时间。
此外，在上述实施方式中，停电状态是基于输入电压来检测的，但是并非必须限定于电压，只要是代替电压的电信号，可以基于任意值来进行检测。作为代替输入电压的值的一例，例如列举电流值。另外，在停电后的保护动作未完成的情况下，机械状态监视装置100可以向用户通知有可能工件、工具已经损伤。通知的方式可以是显示于未图示的监视器、或警告音。
在上述实施方式中，将监视处理程序说明为机械状态监视装置100具备的程序，但是并不限定于此。即、可以设为以下结构：在能够经由网络进行通信的其它装置(数据库服务器等)中具备这些数据库的一部分或者全部，机械状态监视装置100经由网络适当地访问数据库。
在上述实施方式中，设为使用电容器作为蓄电单元，但是并不限定于此。作为蓄电单元，例如也能够使用双电层电容器、锂离子电容器等电容器、或者锂离子电池、蓄电池等。
以上所说明的实施方式的机械状态监视装置100的功能的全部或者一部分能够通过硬件、软件或者它们的组合来实现。在此，通过软件实现意味着通过处理器读入程序并执行该程序来实现。在利用硬件构成的情况下，能够利用例如ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)、门阵列、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、CPLD(Complex Programmable Logic Device：复杂可编程逻辑器件)等集成电路(IC)来构成机械状态监视装置100的功能的一部分或者全部。
在利用软件构成机械状态监视装置100的功能的全部或者一部分的情况下，在由存储有记述了机械状态监视装置100的动作的全部或者一部分的程序的硬盘、ROM等存储部、存储运算所需的数据的DRAM、CPU、以及连接各部的总线构成的计算机中，能够将运算所需的信息存储于DRAM并利用CPU使该程序运行来实现。
这些程序是使用各种各样的类型的计算机可读介质(computer readablemedium)来保存的，并能够提供给计算机。计算机可读介质包括各种各样的类型的有形的记录介质(tangible storage medium)。计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如，软盘、磁盘、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CD-R、CD-R/W、DVD-ROM(Digital Versatile Disk：数字多功能光盘)、DVD-R、DVD-R/W、半导体存储器(例如，掩膜ROM、PROM(Programmable ROM：可编程ROM)、EPROM(ErasablePROM：可擦除PROM)、快闪存储器、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器))。
另外，这些程序可以经由网络下载到用户的计算机中，由此进行发布。

Claims (9)

1.一种机械状态监视装置，其是针对机床的电动机驱动装置的机械状态监视装置，其特征在于，
所述电动机驱动装置具备：
电动机；
变换器和逆变器，该变换器和逆变器用于调整电源电压来向所述电动机供给电力；
检测部，其通过获取所述电动机驱动装置的输入电压来检测所述电动机驱动装置的停电；
发送部，其基于所述检测部的检测结果来发送所述停电的开始时刻和结束时刻；以及
停电对策装置，其具有蓄电单元，
所述机械状态监视装置具备：
接收部，其从在多个机床中的各个机床设置的所述电动机驱动装置的发送部接收所述停电的开始时刻和结束时刻的信息；以及
存储部，其存储所述停电的开始时刻和结束时刻的信息，
所述发送部发送所述蓄电单元的蓄电量的信息，
其中，在从所述停电的开始时刻到结束时刻为止的期间内，在进行用于保护所述机床的保护动作的情况下，所述发送部还将所述保护动作的期间内的所述电动机的速度、所述电动机的转矩以及所述变换器的输出电压中的至少一个信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还记录所述至少一个信息，
所述机械状态监视装置基于所述蓄电量的信息和所述至少一个信息来判断停电后的保护动作是否完成。
2.根据权利要求1所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部还将检测出所述停电时的所述机床的加工状态的信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还存储所述加工状态的信息。
3.根据权利要求1所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部还将所述停电的开始时刻的所述输入电压的波形的信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还记录所述波形的信息。
4.根据权利要求2所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部还将所述停电的开始时刻的所述输入电压的波形的信息发送至所述机械状态监视装置，所述存储部还记录所述波形的信息。
5.根据权利要求1所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部在所述停电结束且所述机床恢复电力之后，将所述停电的开始时刻和结束时刻的信息、所述蓄电量的信息以及所述至少一个信息再次发送至所述机械状态监视装置。
6.根据权利要求2所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部在所述停电结束且所述机床恢复电力之后，将所述停电的开始时刻和结束时刻的信息、所述蓄电量的信息、所述至少一个信息以及所述加工状态的信息再次发送至所述机械状态监视装置。
7.根据权利要求3所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部在所述停电结束且所述机床恢复电力之后，将所述停电的开始时刻和结束时刻的信息、所述蓄电量的信息、所述至少一个信息以及所述波形的信息再次发送至所述机械状态监视装置。
8.根据权利要求4所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述发送部在所述停电结束且所述机床恢复电力之后，将所述停电的开始时刻和结束时刻的信息、所述蓄电量的信息、所述至少一个信息、所述加工状态的信息以及所述波形的信息再次发送至所述机械状态监视装置。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的机械状态监视装置，其特征在于，
所述机械状态监视装置还具备控制部，该控制部对多个机床进行控制，
所述控制部针对所述多个机床中的各个机床的检测部设定所述检测部检测出停电时的电压。
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