DE102013113311A1

DE102013113311A1 - Werkzeugmaschine mit numerischer Steuerung, die eine Funktion zum Ermitteln der Ersetzungszeit für ein Wartungskomponente aufweist

Info

Publication number: DE102013113311A1
Application number: DE102013113311.8A
Authority: DE
Inventors: Zheng TONG
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2014-06-05
Also published as: CN103853101A; CN103853101B; US20140156057A1; US9658611B2; DE102013113311A8; JP2014110015A; JP5746128B2

Abstract

Ein Controller für eine Werkzeugmaschine gibt ein Operationsbefehlssignal an die Werkzeugmaschine aus. Die Werkzeugmaschine sendet ein Signal, das anzeigt, dass die befohlene Operation abgeschlossen ist. Der Controller bestimmt eine Antwortzeit der Operation als Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller ein Operationsbefehlssignal ausgibt, und einem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller ein Signal von der Werkzeugmaschine empfängt. Überschreitet die Antwortzeit der Operation einen voreingestellten Wert, so stellt der numerische Controller fest, dass eine zugehörige Wartungskomponente ersetzt werden muss, und er informiert den Benutzer mit einer Anzeigeeinheit, dass eine Ersetzung nötig ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die von einem numerischen Controller gesteuert wird, der die Funktion aufweist, die Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente festzustellen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die Lebensdauer einer Werkzeugmaschine verlängert sich durch geeignete Wartungsarbeiten und den Ersatz von Komponenten. Ein Controller, der die Werkzeugmaschine steuert, verwaltet die Zeiten für Wartungsarbeiten und die Komponenten-Ersetzungszeiten für diverse Komponenten, die in der Werkzeugmaschine verwendet werden. Beispielsweise werden die Höchstzahl und Höchstdauer der Operationen, die durch Lebensdauerversuche während des Entwurfs der Werkzeugmaschine gewonnen wurden, vorab in einer Speichervorrichtung des Controllers der Werkzeugmaschine als Referenzwerte hinterlegt. Der Controller der Werkzeugmaschine misst die aktuelle Anzahl und Dauer der Operationen einer zu überwachenden Komponente. Erreichen die gemessene Anzahl und Dauer der Operationen die jeweils voreingestellten Referenzwerte, so wird der Benutzer der Werkzeugmaschine informiert, dass die Zeit zum Warten oder Ersetzen der überwachten Komponente gekommen ist.
Bezüglich der Werte der Höchstzahl und Höchstdauer der Operationen zum Feststellen der Lebensdauer der in der Werkzeugmaschine verwendeten Komponenten sind Toleranzbereiche für Werte zulässig, die durch Lebensdauerversuche während des Entwurfs erhalten wurden, wenn man verschiedene Nutzungsumgebungen für die Werkzeugmaschine einbezieht. Setzt man die Werte der Höchstzahl und Höchstdauer der Operationen in dieser Weise fest, so hat das den Vorteil, dass die Lebensdauer der Komponente einfach verwaltet werden kann. Bei den Wartungsbedingungen für die meisten Werkzeugmaschinen wird der Benutzer jedoch vom Controller der Werkzeugmaschine aufgefordert, die Komponenten dann zu warten oder zu ersetzen, wenn die innewohnende Lebensdauer der Komponente noch nicht ausgeschöpft ist. Dies führt zu häufigen Wartungsarbeiten und Komponentenersetzungen, wodurch die Kosten steigen.
Wird dagegen eine Komponente der Werkzeugmaschine unter einer Bedingung und in einer Umgebung verwendet, durch die eine bestimmte Spezifikation verletzt wird, so wird die Wartungsarbeit bzw. die Komponentenersetzung vor dem erwarteten Ende der Lebensdauer der Komponente fällig. Der Controller der Werkzeugmaschine fordert den Benutzer jedoch nicht auf, die Komponente früher zu warten oder zu ersetzen. Dies verhindert, dass die Komponente geeignet gewartet oder ersetzt wird. Damit kann nachteiligerweise die Wartung oder Ersetzung der Komponente verzögert werden, bis die Werkzeugmaschine beschädigt wird, die die Komponente enthält. Dadurch verkürzt sich die Lebensdauer der Werkzeugmaschine.
In der offengelegten japanischen Patentschrift Nr. 5-101245 ist eine Störungsdiagnosevorrichtung offenbart. Die Information über die Ersetzungsvorgeschichte einer Komponente, die eine Störungsdiagnose-Zielvorrichtung bildet, wird zusammen mit der Nummer der Vorrichtung in die Störungsdiagnosevorrichtung eingegeben und gespeichert. Die Komponentenersetzungs-Information wird anhand der Information über die Ersetzungsvorgeschichte und der bereits eingegebenen und gespeicherten Störungsdiagnosedaten geschätzt. Die geschätzte Komponentenersetzungs-Information wird an eine Anzeigevorrichtung ausgegeben und darauf dargestellt.
Die Störungsdiagnosevorrichtung kann dazu beitragen, Korrekturmaßnahmen vorzunehmen, nachdem die Störungsdiagnose-Zielvorrichtung Störungen zeigt. Die Störungsdiagnosevorrichtung diagnostiziert jedoch ein verringertes Ansprechvermögen, das durch Abnutzung der Komponente entsteht, nicht als Störung. Die Störungsdiagnosevorrichtung gibt keine exakte Wartungszeit an, bevor die Störungsdiagnose-Zielvorrichtung Störungen zeigt.
In der offengelegten japanischen Patentschrift Nr. 2011-243118 ist eine Überwachungsdiagnosevorrichtung offenbart, die die Ursache einer Störung erkennt. Die Überwachungsdiagnosevorrichtung unterteilt Erfassungsabschnittsdaten, die in mehreren Erfassungsabschnitten einer Überwachungsdiagnose-Zielvorrichtung gesammelt werden, in mehrere modusgestützte Statuserfassungs-Abschnittsdaten, und zwar abhängig von Statusmodus-Übergangspunkten, die ein Statusmodus-Übergangspunkterfassungs-Verarbeitungsabschnitt erfasst. Die resultierenden modusgestützten Statuserfassungs-Abschnittsdaten werden zudem in mehrere Gruppen klassifiziert. Für jeden Statusmodus und für jede Gruppe werden sämtliche Erfassungsdaten mit früheren statistischen Daten verglichen, damit Störungen an der Vorrichtung erkannt werden können. Für Zustände vor und nach der Störungserfassung werden Modelle für Verbindungen zwischen den Erfassungsabschnittsdaten und zwischen den Gruppen erzeugt, und zwar ausgehend von Korrelationskoeffizienten für die Erfassungsabschnittsdaten für die jeweiligen Statusmodi und die entsprechenden Gruppen. Daraufhin wird die Ursache der Störung anhand des Verbindungsmodells für den Status vor der Erfassung der Störung und des Verbindungsmodells für den Status nach der Erfassung der Störung diagnostiziert.
Die Überwachungsdiagnosevorrichtung kann wirksam und exakt die komplizierten Ursachen für das Auftreten der Störung analysieren. Die Überwachungsdiagnosevorrichtung zielt jedoch nicht auf ein verringertes Ansprechvermögen, das durch Abnutzung der Komponente entsteht, als Überwachungsdiagnose. Die Überwachungsdiagnosevorrichtung kann daher den Benutzer nicht über die exakte Zeit für Wartungsarbeiten informieren, bevor die Störungsdiagnose-Zielvorrichtung Störungen zeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, in der ein Controller, der die Werkzeugmaschine steuert, einen Befehl für eine bestimmte Operation liefern kann, und in der der Controller nach dem Abschluss der Operation ein Signal empfangen kann, das den Abschluss der Operation repräsentiert, und zwar von einer Erfassungsvorrichtung, die sich inner- oder außerhalb der Werkzeugmaschine befindet, wobei die Werkzeugmaschine von einem numerischen Controller gesteuert wird, der die Funktion hat, eine Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente festzustellen, indem er die zeitlichen Veränderung der Antwortzeit der Operation überwacht, die dem Befehl für die Operation entspricht, und den Benutzer informiert, dass es an der Zeit ist, die Wartungskomponente zu ersetzen, falls die Antwortzeit länger ist als eine voreingestellte Zeitspanne.
Eine Werkzeugmaschine der Erfindung wird von einem numerischen Controller gesteuert, und der numerische Controller besitzt eine Funktion zum Feststellen einer Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente, die in einem beweglichen Abschnitt der Werkzeugmaschine verwendet wird, und gibt an die Werkzeugmaschine einen Operationsbefehl für den beweglichen Abschnitt aus. Die Werkzeugmaschine enthält eine Operationsabschlusssignal-Ausgabeeinheit, die an den numerischen Controller ein Operationsabschlusssignal ausgibt, das anzeigt, dass die Operation des beweglichen Abschnitts aufgrund des Operationsbefehls abgeschlossen ist. Der numerische Controller enthält eine Antwortzeit-Berechnungseinheit, die als Antwortzeit der Operation eine Zeitspanne von einem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller den Operationsbefehl ausgibt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die numerische Controllervorrichtung das Operationsabschlusssignal von der Operationsabschlusssignal-Ausgabeeinheit empfängt, berechnet, eine Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit, die feststellt, dass die Zeit gekommen ist, die Wartungskomponente zu ersetzen, die in dem beweglichen Abschnitt verwendet wird, falls die berechnete Antwortzeit der Operation länger ist als eine voreingestellte Zeit, und eine Anzeigeeinheit, die das Feststellungsergebnis der Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit anzeigt.
Die Operationsabschlusssignal-Ausgabeeinheit kann sich außerhalb der Werkzeugmaschine befinden und nicht in der Werkzeugmaschine.
Der numerische Controller kann zudem einen Zähler enthalten, der die Anzahl der Operationen der Wartungskomponente zählt, die in dem beweglichen Abschnitt der Werkzeugmaschine verwendet wird, oder eine Operationsdauer-Zeitmesseinheit, die die Operationsdauer der Wartungskomponente oder die Operationsdauer der Werkzeugmaschine misst. Beim Darstellen des Feststellergebnisses der Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit kann die Anzeigeeinheit zudem die Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente anzeigen.
Zusätzlich zur Anzahl oder Dauer der Operationen der Komponente, die in dem beweglichen Abschnitt der Werkzeugmaschine verwendet wird, oder der Operationsdauer der Werkzeugmaschine kann die Anzeigeeinheit eine erwartete Anzahl an Operationen oder eine erwartete Operationsdauer darstellen, die noch verstreichen kann, bis ein vorbestimmtes erwartetes Ende der Lebensdauer der Wartungskomponente eintritt.
Wird das Feststellergebnis der Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit auf der Anzeigeeinheit dargestellt, so kann die Anzeigeeinheit eine Verbesserungsinformation bezüglich des Anwendungsverfahrens und der Anwendungsumgebung für die Werkzeugmaschine anzeigen, damit die tatsächliche Lebensdauer einer Komponente abhängig von der Antwortzeit der Operation verlängert werden kann.
Eine Einstellzeit zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente kann in mehrere Niveaus unterteilt werden, so dass während eines jeden Zeitniveaus eine zugehörige Meldung auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.
Die Erfindung kann eine Werkzeugmaschine bereitstellen, in der ein Controller, der die Werkzeugmaschine steuert, einen Befehl für eine bestimmte Operation liefern kann, und in der der Controller nach dem Abschluss der Operation ein Signal empfangen kann, das den Abschluss der Operation repräsentiert, und zwar von einer Erfassungsvorrichtung, die sich inner- oder außerhalb der Werkzeugmaschine befindet, wobei die Werkzeugmaschine von einem numerischen Controller gesteuert wird, der die Funktion hat, eine Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente festzustellen, indem er die zeitliche Veränderung der Antwortzeit der Operation überwacht, die dem Befehl für die entspricht, und den Benutzer informiert, dass es an der Zeit ist, die Wartungskomponente zu ersetzen, falls die Antwortzeit länger ist als eine voreingestellte Zeitspanne.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die genannten Aufgaben und Merkmale der Erfindung und weitere Aufgaben und Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.
Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum Feststellen einer Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente gemäß der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm eines ersten Aspekts einer Prozedur zum Feststellen der Ersetzungszeit der Wartungskomponente, wobei die Prozedur von einem numerischen Controller ausgeführt wird, der in 1 dargestellt ist;
3 ein Flussdiagramm eines zweiten Aspekts der Prozedur zum Feststellen der Ersetzungszeit der Wartungskomponente, wobei die Prozedur von dem numerischen Controller ausgeführt wird, der in 1 dargestellt ist;
4 ein Flussdiagramm eines dritten Aspekts der Prozedur zum Feststellen der Ersetzungszeit der Wartungskomponente, wobei die Prozedur von dem numerischen Controller ausgeführt wird, der in 1 dargestellt ist;
5A und 5B Flussdiagramme eines vierten Aspekts der Prozedur zum Feststellen der Ersetzungszeit der Wartungskomponente, wobei die Prozedur von dem numerischen Controller ausgeführt wird, der in 1 dargestellt ist;
6 ein Flussdiagramm eines Aspekts einer Prozedur zum Informieren eines Benutzers über die Ersetzungszeit der Wartungskomponente und auch der Wartungszeit der Wartungskomponente, wobei die Prozedur von dem numerischen Controller ausgeführt wird, der in 1 dargestellt ist;
7 ein Flussdiagramm des Prozedurablaufs beim Messen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente ab dem Beginn der Benutzung bis zum Ersetzen der Wartungskomponente, wenn die Wartungskomponente ersetzt werden muss;
8 eine Skizze eines ersten Beispiels einer (Informations-)Meldung, die als Ergebnis der Feststellprozedur in 3 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird;
9 eine Skizze eines zweiten Beispiels einer (Informations-)Meldung, die als Ergebnis der Feststellprozedur in 3 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird;
10 eine Skizze eines ersten Beispiels einer (Informations-)Meldung, die als Ergebnis der Feststellprozedur in 4 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird;
11 eine Skizze eines zweiten Beispiels einer (Informations-)Meldung, die als Ergebnis der Feststellprozedur in 4 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird; und
12A, 12B und 12C Skizzen eines Beispiels, in dem eine Einstellzeit zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente in mehrere Niveaus unterteilt werden kann, so dass während eines jeden Zeitniveaus eine zugehörige Meldung auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zunächst wird ein Verfahren zum Feststellen der Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente gemäß der Erfindung beschrieben.
Eine Werkzeugmaschine der Erfindung wird von einem Controller gesteuert. Der Controller liefert einen Befehl für eine bestimmte Operation. Nach dem Abschluss der Operation empfängt der Controller ein Signal, das die Beendigung der Operation darstellt, von einer Erfassungsvorrichtung, die sich innerhalb oder außerhalb der Werkzeugmaschine befindet. Der Controller überwacht die zeitliche Veränderung der Antwortzeit der Operation, die zu dem Befehl für die Operation gehört, und er informiert den Benutzer, dass die Zeit gekommen ist, eine Wartungskomponente zu ersetzen, falls die Antwortzeit länger ist als eine voreingestellte Zeitspanne.
Der Controller der Werkzeugmaschine berechnet eine Differenz zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Controller das bestimmte Operationsbefehlssignal in die Werkzeugmaschine eingibt, und einem Zeitpunkt, zu dem die Erfassungsvorrichtung, die sich innerhalb oder außerhalb der Werkzeugmaschine befindet, ein Rückführsignal, das den Abschluss der Operation darstellt, in den Controller der Werkzeugmaschine eingibt. Diese zeitliche Differenz wird als ”Antwortzeit der Operation” bezeichnet.
Die ”Antwortzeit der Operation” ist der Wert einer Zeitspanne, die für die Signalverarbeitung in der Werkzeugmaschine benötigt wird, zuzüglich der tatsächlichen Operationszeit einer mechanischen Komponente der Werkzeugmaschine. In diesem Fall ist die für die Signalverarbeitung benötigte Zeitspanne ungefähr konstant. Dagegen nimmt die tatsächliche Operationszeit der mechanischen Komponente der Werkzeugmaschine allmählich zu, und zwar ausgehend von einem Wert im Anfangszustand, wenn die mechanische Komponente abgenutzt wird. Beispielsweise nimmt für einen Luftzylinder, der in Werkzeugmaschinen häufig als Stellglied für einfache Operationen verwendet wird, die Antwortzeit ausgehend von dem Wert im Anfangszustand allmählich zu, wenn die Dichtungskomponente (O-Ring usw.) des Luftzylinders verschleißt.
Die Beobachtung einer Veränderung in der ”Antwortzeit der Operation” erlaubt ein Erkennen des abnehmenden Ansprechvermögens der mechanischen Komponente der Werkzeugmaschine, ein Erkennen des Verschleißzustands der mechanischen Komponente und die Angabe einer exakten Zeit für das Ersetzen der Komponente oder für Wartungsarbeiten abhängig vom Feststellergebnis des Verschleißzustands.
Dabei bezieht sich eine ”erwartete Lebensdauer” auf eine Lebensdauer, die durch die ”Anzahl und Dauer der Operationen” definiert ist, die eine Überwachungszielkomponente ausführt, bis die Überwachungszielkomponente das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Die ”Anzahl und Dauer der Operationen” wird durch Lebensdauerversuche ermittelt, die beim mechanischen Entwurf an der Überwachungszielkomponente vorgenommen werden. Dagegen bezieht sich die ”tatsächliche Lebensdauer” auf eine Lebensdauer, die durch die ”Antwortzeit der Operation” einer mechanischen Komponente definiert ist, die gemessen wird, wenn die mechanische Komponente das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Die ”Antwortzeit der Operation” wird durch Lebensdauerversuche ermittelt, die am Mechanismus (mechanische Komponente) während des mechanischen Entwurfs vorgenommen werden.
Die ”erwartete Lebensdauer” wird vorab im Controller der Werkzeugmaschine gespeichert. Wird die Werkzeugmaschine betrieben und erreicht die ”Anzahl und Dauer der Operationen” die im Controller abgelegten Werte, so wird festgestellt, dass die mechanische Komponente das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat. Ein Verfahren, bei dem das Eintreten des ”erwarteten Lebensdauerendes” abhängig von der ”Anzahl und Dauer der Operationen” bestimmt wird, kann jedoch das Anwendungsverfahren und die Anwendungsumgebung nicht einbeziehen. Damit ist die ermittelte Lebensdauer unabhängig von der Anwendungsumgebung oder den Bedingungen der Werkzeugmaschine konstant.
Die ”Antwortzeit der Operation” ist ebenfalls im Controller der Werkzeugmaschine gespeichert. Wird die Werkzeugmaschine über eine lange Zeit betrieben und nimmt das Ansprechvermögen des Mechanismus (mechanische Komponente) allmählich ab, so dass die Antwortzeit der Operation zunimmt und die Antwortzeit der Operation die im Controller der Werkzeugmaschine gespeicherte Antwortzeit der Operation erreicht, so wird festgestellt, dass das Ende der Lebensdauer des Mechanismus (mechanische Komponente) gekommen ist. Die Feststellung des Eintretens des ”tatsächlichen Endes der Lebensdauer” abhängig von der ”Antwortzeit der Operation” wird von der Anwendungsumgebung oder den Bedingungen der mechanischen Komponente beeinflusst. Bei einer geeigneten Anwendungsumgebung und einer geeigneten Anwendungsbedingung der mechanischen Komponente ist die festgestellte ”tatsächliche Lebensdauer” länger als die ”erwartete Lebensdauer”. Im Gegensatz dazu ist bei einer ungeeigneten Anwendungsumgebung und einer ungeeigneten Anwendungsbedingung der mechanischen Komponente die festgestellte ”tatsächliche Lebensdauer” kürzer als die ”erwartete Lebensdauer”. Damit kann man abhängig von der Anwendungsumgebung und den Verfahren der Werkzeugmaschine eine genauere Lebensdauer angeben.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum Feststellen einer Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente gemäß der Erfindung.
Ein numerischer Controller 10 steuert einen Maschinenhauptkörper 70 einer Werkzeugmaschine oder einer Industriemaschine. Ein Prozessor (CPU) 11 steuert den numerischen Controller 10 insgesamt. Die CPU 11 liest ein im ROM 12 gespeichertes Systemprogramm über den Bus 20 und steuert den numerischen Controller 10 insgesamt gemäß dem Systemprogramm.
Im ROM 12 sind verschiedene Systemprogramme abgelegt, beispielsweise ein Programm zum Arbeiten in einem Editiermodus, der zum Erzeugen und Editieren eines Bearbeitungsprogramms benötigt wird, und ein Programm zum Verarbeiten in einem Reproduktionsmodus für den automatischen Betrieb. Im ROM 12 ist auch ein Programm zum Erkennen von Störungen gespeichert, und zwar im numerischen Controller 10 oder im Maschinenhauptkörper 70 etwa einer Werkzeugmaschine oder einer Industriemaschine, die von dem numerischen Controller 10 gesteuert wird, und ein Transferprogramm, das beim Erkennen einer Störung automatisch entsprechende Daten im SRAM 13 speichert und Daten aus dem SRAM 13 überträgt. Die Werkzeugmaschine und die Industriemaschine werden im Weiteren gemeinsam als ”Werkzeugmaschine” bezeichnet.
Das SRAM 13 wird von einer Batterie gepuffert (in den Zeichnungen nicht dargestellt), damit es als nicht flüchtiger Speicher arbeitet, in dem in einem Datenbereich temporäre Berechnungsdaten und diverse Daten gespeichert werden, die eine Bedienperson über eine LCD/MDI-Einheit 21 eingibt. Zudem ist im SRAM 13 beispielsweise ein Bearbeitungsprogramm gespeichert, das über eine Schnittstelle 14 geladen wird, und ein Bearbeitungsprogramm, das über die LCD/MDI-Einheit 21 eingegeben wird. Die LCD/MDI-Einheit 21 enthält eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und eine manuelle Eingabevorrichtung, beispielsweise eine Tastatur.
Die Schnittstelle 14 gehört zu einem externen Gerät, das mit dem numerischen Controller 10 verbunden werden kann, und ist an die externe Vorrichtung 23 angeschlossen, beispielsweise eine Ein/Ausgabe-Vorrichtung oder eine externe Speichervorrichtung. Die Ein/Ausgabe-Vorrichtung, die externe Speichervorrichtung oder eine ähnliche Vorrichtung laden das Bearbeitungsprogramm usw. über die Schnittstelle 14 in den numerischen Controller 10. Das im numerischen Controller 10 editierte Bearbeitungsprogramm kann über die Schnittstelle 14 an die Ein/Ausgabe-Vorrichtung, die externe Speichervorrichtung oder eine ähnliche Vorrichtung ausgegeben werden.
Ein programmierbarer Maschinencontroller 15 (PMC) kontrolliert Hilfsvorrichtungen auf der Werkzeugmaschineseite, beispielsweise ein Stellglied für den Werkzeugersatz, mit Hilfe eines Folgeprogramms im numerischen Controller 10. Gemäß einer vom Bearbeitungsprogramm spezifizierten M-Funktion, S-Funktion und T-Funktion konvertiert der PMC 15 die Funktionen mit Hilfe eines Folgeprogramms in Signale, die für die Hilfsvorrichtungsseite benötigt werden. Eine Eingabe-Ausgabe-Einheit 16 gibt die Signale an die Hilfsvorrichtungsseite aus. Die Ausgabesignale betätigen die Hilfsvorrichtungen, beispielsweise verschiedene Stellglieder.
Bildsignale, die die aktuellen Positionen der Achsen, Alarme, Parameter, Bilddaten usw. darstellen, werden an die LCD/MDI-Einheit 21 geliefert und auf einer Anzeige einer Flüssigkristallvorrichtung in der LCD/MDI-Einheit 21 dargestellt.
Eine Schnittstelle 18 empfängt Daten von der Tastatur der LCD/MDI-Einheit 21 und liefert die Daten an die CPU 11. Tritt eine Störung im numerischen Controller 10 oder der vom numerischen Controller 10 gesteuerten Maschine auf, so werden ein Alarmtyp und die Ursache des Alarms zusammen mit zusätzlicher Information, die unten beschrieben wird, auf einem Anzeigebildschirm der LCD/MDI-Einheit 21 angezeigt, damit der Benutzer über die Störung im numerischen Controller 10 usw. informiert wird. Der Anzeigebildschirm dient als Informationsvorrichtung zum Liefern von Information darüber, dass die Ersetzungszeit für die Wartungskomponente gekommen ist. Die Anzeigebeispiele in 9 bis 12 werden auf dem Anzeigebildschirm ausgegeben.
Eine Schnittstelle 19 ist mit einem manuellen Impulsgenerator 22 verbunden und empfängt Impulse vom manuellen Impulsgenerator 22. Der manuelle Impulsgenerator 22 ist auf der Steuertafel des Maschinenhauptkörpers 70 angebracht und wird dazu verwendet, bewegliche Teile der Werkzeugmaschine präzise zu positionieren, indem man die jeweiligen Achsen mit verteilten Impulsen steuert, die von Hand eingegeben werden.
Achsensteuerschaltungen 30 bis 50 erhalten Bewegungsbefehle für die entsprechenden Achsen von der CPU 11 und geben die Befehle für die jeweiligen Achsen an Servoverstärker 31 bis 51 aus. Nach dem Erhalt der Befehle steuern die Servoverstärker 31 bis 51 die Servomotoren 32 bis 52 der einzelnen Achsen der Werkzeugmaschine an. Die Servomotoren 32 bis 52 werden dazu verwendet, sich geradlinig bewegende Achsen für die Tischbewegung anzutreiben, d. h. die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse.
In die Servomotoren 32 bis 52 für die jeweiligen Achsen sind Positions/Geschwindigkeits-Detektoren (in den Zeichnungen nicht dargestellt) eingebaut. Die Positionsdaten von den Detektoren werden auf die Achsensteuerschaltungen 30 bis 50 zurückgeführt. Die Differenzen zwischen den Positionsrückführdaten und den Befehlswerten der jeweiligen Achsen werden zum Erzeugen von Geschwindigkeitsdaten verwendet. In 1 ist die Beschreibung der Positionsrückführsignale weggelassen.
Eine Wellensteuerschaltung 60 empfängt einen Wellendrehbefehl, der von der CPU 11 an die Werkzeugmaschine übertragen wird, und gibt einen Wellendrehzahlbefehl an einen Wellenverstärker 61 aus. Nach dem Empfang dieses Wellendrehzahlbefehls dreht der Wellenverstärker 61 einen Wellenmotor 62 mit einer Schneidedrehzahl, die von der Werkzeugmaschine spezifiziert ist. Ein Positionsdetektor ist über ein Zahnrad, einen Riemen oder ein ähnliches Teil mit dem Wellenmotor 62 verbunden und gibt synchron zur Drehung der Welle Rückführimpulse aus. Die CPU 11 liest die Rückführimpulse über einen Bus 20. In 1 ist die Beschreibung der Anordnung bezüglich der Rückführimpulse weggelassen. Der Bus 20 ist mit einer Eingabe-Ausgabe-Einheit 17 verbunden, die Signale an einen Signalübertragungskanal sendet bzw. von dort empfängt. An die andere Seite der Eingabe-Ausgabe-Einheit 17 sind ein Netzwerk und eine Telefonleitung angeschlossen.
Anhand der Flussdiagramme werden nun einzelne Aspekte einer Verarbeitung zum Feststellen der Ersetzungszeit der Wartungskomponente beschrieben, wobei die Verarbeitung vom numerischen Controller in 1 vorgenommen wird.
Anhand des Flussdiagramms in 2 wird ein erster Aspekt der Verarbeitung zum Feststellen der Ersetzungszeit der Wartungskomponente beschrieben, wobei die Verarbeitung vom numerischen Controller in 1 vorgenommen wird.
Die nachstehende Beschreibung folgt den Schritten im Flussdiagramm. Eine Antwortzeit der Operation, die es erlaubt, die Notwendigkeit für den Komponentenersatz festzustellen (d. h. Daten, die die tatsächliche Lebensdauer angeben) werden vorab im numerischen Controller 10 eingestellt.
[Schritt SA01] Der numerische Controller 10 der Werkzeugmaschine gibt ein Operationsbefehlssignal an die Werkzeugmaschine (Maschinenhauptkörper 70) aus. In einem besonderen Beispiel gibt der numerische Controller 10 an die Werkzeugmaschine ein Signal zum Betreiben des Luftzylinders aus, der sich in der Werkzeugmaschine befindet.
[Schritt SA02] Die Werkzeugmaschine sendet ein Rückführsignal, das anzeigt, dass die im Schritt SA01 spezifizierte Operation abgeschlossen ist, an den numerischen Controller 10. Der numerische Controller 10 empfängt das Rückführsignal. Das Rückführsignal ist nicht auf ein Rückführsignal von der Erfassungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine eingeschränkt. Es kann sich auch um ein Rückführsignal von einer Erfassungsvorrichtung handeln, die sich außerhalb der Werkzeugmaschine befindet und erfasst, dass die Werkzeugmaschine gemäß dem Operationsbefehlssignal vom numerischen Controller 10 zu arbeiten begonnen hat und dass die Werkzeugmaschine die Operation abgeschlossen hat.
[Schritt SA03] Der numerische Controller 10 ermittelt die Antwortzeit der Operation aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Operationsbefehlssignal im Schritt SA01 an die Werkzeugmaschine ausgegeben hat, und dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Rückführsignal im Schritt SA02 empfängt.
[Schritt SA04] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die im Schritt SA03 ermittelte Antwortzeit der Operation kürzer ist als die voreingestellte Antwortzeit der Operation. Dies erlaubt es, zu entscheiden, ob die Komponente ersetzt werden muss (tatsächliches Ende der Lebensdauer). Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SA05 über. Ist das Feststellungsergebnis negativ (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SA06 über.
Die Ersetzungszeit für die Wartungskomponente kann so eingestellt werden, dass sie an mehreren Zeitpunkten festgestellt wird, so dass an jedem eingestellten Zeitpunkt die Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10 eine Meldung anzeigt, die es dem Benutzer ermöglicht, die Ersetzungszeit für die Wartungskomponente zur Kenntnis zu nehmen.
[Schritt SA05] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen. Daraufhin beendet der numerische Controller die Verarbeitung. Dieser Schritt kann auch ausgelassen werden.
[Schritt SA06] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen. Daraufhin beendet der numerische Controller die Verarbeitung.
Anhand des Flussdiagramms in 3 wird der zweite Aspekt der Verarbeitung zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente beschrieben. Die Verarbeitung wird von dem numerischen Controller in 1 vorgenommen.
Die nachstehende Beschreibung folgt den Schritten im Flussdiagramm. Eine Antwortzeit der Operation, die es erlaubt, die Notwendigkeit für den Komponentenersatz festzustellen (d. h. Daten, die die tatsächliche Lebensdauer angeben) wird vorab im numerischen Controller 10 eingestellt.
[Schritt SB01] Der numerische Controller 10 der Werkzeugmaschine gibt ein Operationsbefehlssignal an die Werkzeugmaschine (Maschinenhauptkörper 70) aus. In einem besonderen Beispiel gibt der numerische Controller 10 an die Werkzeugmaschine ein Signal zum Betreiben des Luftzylinders aus, der sich in der Werkzeugmaschine befindet.
[Schritt SB02] Die Werkzeugmaschine sendet ein Rückführsignal, das anzeigt, dass die im Schritt SB01 spezifizierte Operation abgeschlossen ist, an den numerischen Controller 10. Der numerische Controller 10 empfängt das Rückführsignal. Das Rückführsignal ist nicht auf ein Rückführsignal von der Erfassungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine eingeschränkt. Es kann sich auch um ein Rückführsignal von einer Erfassungsvorrichtung handeln, die sich außerhalb der Werkzeugmaschine befindet und erfasst, dass die Werkzeugmaschine gemäß dem Operationsbefehlssignal vom numerischen Controller 10 zu arbeiten begonnen hat und dass die Werkzeugmaschine die Operation abgeschlossen hat.
[Schritt SB03] Der numerische Controller 10 ermittelt die Antwortzeit der Operation aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Operationsbefehlssignal im Schritt SB01 an die Werkzeugmaschine ausgegeben hat, und dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Rückführsignal im Schritt SB02 empfängt.
[Schritt SB04] Der numerische Controller 10 führt eine Verarbeitung aus, die anhand von 7 beschrieben wird und dem Laden von zumindest der aktuellen Anzahl oder der Dauer der Operationen der Wartungskomponente dient, die in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 gespeichert sind.
[Schritt SB05] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die im Schritt SB03 ermittelte Antwortzeit der Operation kürzer ist als die voreingestellte Antwortzeit der Operation.
Dies erlaubt es, zu entscheiden, ob die Komponente ersetzt werden muss (tatsächliches Ende der Lebensdauer). Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SB06 über. Ist das Feststellungsergebnis negativ (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SB07 über.
[Schritt SB06] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und er beendet die Verarbeitung daraufhin. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Daraufhin beendet der numerische Controller die Verarbeitung.
[Schritt SB07] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und er beendet die Verarbeitung daraufhin. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Daraufhin beendet der numerische Controller die Verarbeitung.
Anhand des Flussdiagramms in 4 wird der dritte Aspekt der Verarbeitung zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente beschrieben. Die Verarbeitung wird von dem numerischen Controller in 1 vorgenommen.
Die nachstehende Beschreibung folgt den Schritten im Flussdiagramm. Eine Antwortzeit der Operation, die es erlaubt, die Notwendigkeit für den Komponentenersatz festzustellen (d. h. Daten, die die tatsächliche Lebensdauer angeben) wird vorab im numerischen Controller 10 eingestellt.
[Schritt SC01] Der numerische Controller 10 der Werkzeugmaschine gibt ein Operationsbefehlssignal an die Werkzeugmaschine (Maschinenhauptkörper 70) aus. In einem besonderen Beispiel gibt der numerische Controller 10 an die Werkzeugmaschine ein Signal zum Betreiben des Luftzylinders aus, der sich in der Werkzeugmaschine befindet.
[Schritt SC02] Die Werkzeugmaschine sendet ein Rückführsignal, das anzeigt, dass die im Schritt SC01 spezifizierte Operation abgeschlossen ist, an den numerischen Controller 10. Der numerische Controller 10 empfängt das Rückführsignal. Das Rückführsignal ist nicht auf ein Rückführsignal von der Erfassungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine eingeschränkt. Es kann sich auch um ein Rückführsignal von einer Erfassungsvorrichtung handeln, die sich außerhalb der Werkzeugmaschine befindet und erfasst, dass die Werkzeugmaschine gemäß dem Operationsbefehlssignal vom numerischen Controller 10 zu arbeiten begonnen hat und dass die Werkzeugmaschine die Operation abgeschlossen hat.
[Schritt SC03] Der numerische Controller 10 ermittelt die Antwortzeit der Operation aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Operationsbefehlssignal im Schritt SC01 an die Werkzeugmaschine ausgegeben hat, und dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Rückführsignal im Schritt SC02 empfängt.
[Schritt SC04] Der numerische Controller 10 führt eine Verarbeitung aus, die anhand von 7 beschrieben wird und dem Laden von zumindest der aktuellen Anzahl oder der Dauer der Operationen der Wartungskomponente dient, die in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 gespeichert sind.
[Schritt SC05] Der numerische Controller 10 lädt zumindest die aktuelle Anzahl oder die Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören und vorab in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 gespeichert sind.
[Schritt SC06] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die im Schritt SC03 ermittelte Antwortzeit der Operation kürzer ist als die voreingestellte Antwortzeit der Operation. Dies erlaubt es, zu entscheiden, ob die Komponente ersetzt werden muss (tatsächliches Ende der Lebensdauer). Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SC07 über. Ist das Feststellungsergebnis negativ (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SC08 über.
[Schritt SC07] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer zudem über zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung.
[Schritt SC08] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer zudem über zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung.
Ist im Schritt SC08 die tatsächliche Lebensdauer länger als die erwartete Lebensdauer, so gibt es keine verbleibende Operationsdauer, und die ”verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen” wird in eine über die ”erwartete Lebensdauer hinausgehende Anzahl oder Dauer der Operationen” umgewandelt.
Anhand der Flussdiagramme in 5A und 5B wird der vierte Aspekt der Verarbeitung zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente beschrieben. Die Verarbeitung wird von dem numerischen Controller in 1 vorgenommen.
Die nachstehende Beschreibung folgt den Schritten in den Flussdiagrammen. Eine Antwortzeit der Operation, die es erlaubt, die Notwendigkeit für den Komponentenersatz festzustellen (d. h. Daten, die die tatsächliche Lebensdauer angeben) wird vorab im numerischen Controller 10 eingestellt.
[Schritt SD01] Der numerische Controller 10 der Werkzeugmaschine gibt ein Operationsbefehlssignal an die Werkzeugmaschine (Maschinenhauptkörper 70) aus. In einem besonderen Beispiel gibt der numerische Controller 10 an die Werkzeugmaschine ein Signal zum Betreiben des Luftzylinders aus, der sich in der Werkzeugmaschine befindet.
[Schritt SD02] Die Werkzeugmaschine sendet ein Rückführsignal, das anzeigt, dass die im Schritt SD01 spezifizierte Operation abgeschlossen ist, an den numerischen Controller 10. Der numerische Controller 10 empfängt das Rückführsignal. Das Rückführsignal ist nicht auf ein Rückführsignal von der Erfassungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine eingeschränkt. Es kann sich auch um ein Rückführsignal von einer Erfassungsvorrichtung handeln, die sich außerhalb der Werkzeugmaschine befindet und erfasst, dass die Werkzeugmaschine gemäß dem Operationsbefehlssignal vom numerischen Controller 10 zu arbeiten begonnen hat und dass die Werkzeugmaschine die Operation abgeschlossen hat.
[Schritt SD03] Der numerische Controller 10 ermittelt die Antwortzeit der Operation aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Operationsbefehlssignal im Schritt SD01 an die Werkzeugmaschine ausgegeben hat, und dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Rückführsignal im Schritt SD02 empfängt.
[Schritt SD04] Der numerische Controller 10 führt eine Verarbeitung aus, die anhand von 7 beschrieben wird und dem Laden von zumindest der aktuellen Anzahl oder der Dauer der Operationen der Wartungskomponente dient, die in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 gespeichert sind.
[Schritt SD05] Der numerische Controller 10 lädt zumindest die Anzahl oder die Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören und vorab in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 gespeichert sind.
[Schritt SD06] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die im Schritt SD03 ermittelte Antwortzeit der Operation kürzer ist als die voreingestellte Antwortzeit der Operation. Dies erlaubt es, zu entscheiden, ob die Komponente ersetzt werden muss (tatsächliche Lebensdauer). Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SD07 über. Ist das Feststellungsergebnis nicht zutreffend (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SD08 über.
[Schritt SD07] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer zudem über zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nicht nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung.
[Schritt SD08] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen, die im Schritt SD04 geladen wurde, kleiner oder kürzer ist als die Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören. Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SD09 über. Ist das Feststellungsergebnis negativ (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SD10 über.
[Schritt SD09] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer zudem über zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören, und über Verbesserungsinformation bezüglich des Anwendungsverfahrens und der Anwendungsumgebung für die Werkzeugmaschine (einen Abschnitt, der Operationen gemäß den Operationsbefehlen vom numerischen Controller 10 ausführt). Diese Information erlaubt es, die tatsächliche Lebensdauer zu verlängern. Der numerische Controller 10 beendet damit die Verarbeitung. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen, und die Verbesserungsinformation bezüglich des Anwendungsverfahrens und der Anwendungsumgebung für die Werkzeugmaschine (den Abschnitt, der Operationen gemäß den Operationsbefehlen vom numerischen Controller 10 ausführt). Diese Information erlaubt es, die tatsächliche Lebensdauer (die Anzahl und Dauer der Operationen) zu verlängern. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung. Die Verbesserungsinformation bezüglich des Anwendungsverfahrens und der Anwendungsumgebung wird vorab zusammen mit jeder Wartungskomponente in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 hinterlegt.
[Schritt SD10] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und über zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer zudem über zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die zu der erwarteten Lebensdauer gehören. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen, und zumindest die aktuelle Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente, und zumindest die verbleibende Anzahl oder Dauer der Operationen. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung.
Anhand des Flussdiagramms in 6 wird ein Aspekt einer Verarbeitung beschrieben, die den Benutzer über die Ersetzungszeit und Wartungszeit für die Wartungskomponente unterrichtet. Die Verarbeitung wird von dem numerischen Controller in 1 vorgenommen.
Die nachstehende Beschreibung folgt den Schritten in dem Flussdiagramm. Der Ausdruck ”Wartung der Wartungskomponente” bedeutet beispielsweise das Reinigen der Wartungskomponente oder das Ersetzen eines Teils der Wartungskomponente. Eine Antwortzeit der Operation, die es erlaubt, die Notwendigkeit für den Komponentenersatz festzustellen (d. h. Daten, die die tatsächliche Lebensdauer angeben) werden zudem vorab im numerischen Controller 10 eingestellt.
[Schritt SE01] Der numerische Controller 10 der Werkzeugmaschine gibt ein Operationsbefehlssignal an die Werkzeugmaschine (Maschinenhauptkörper 70) aus. In einem besonderen Beispiel gibt der numerische Controller 10 an die Werkzeugmaschine ein Signal zum Betreiben des Luftzylinders aus, der sich in der Werkzeugmaschine befindet.
[Schritt SE02] Die Werkzeugmaschine sendet ein Rückführsignal, das anzeigt, dass die im Schritt SE01 spezifizierte Operation abgeschlossen ist, an den numerischen Controller 10. Der numerische Controller 10 empfängt das Rückführsignal. Das Rückführsignal ist nicht auf ein Rückführsignal von der Erfassungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine eingeschränkt. Es kann sich auch um ein Rückführsignal von einer Erfassungsvorrichtung handeln, die sich außerhalb der Werkzeugmaschine befindet und erfasst, dass die Werkzeugmaschine gemäß dem Operationsbefehlssignal vom numerischen Controller 10 zu arbeiten begonnen hat und dass die Werkzeugmaschine die Operation abgeschlossen hat.
[Schritt SE03] Der numerische Controller 10 ermittelt die Antwortzeit der Operation aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Operationsbefehlssignal im Schritt SE01 an die Werkzeugmaschine ausgegeben hat, und dem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller 10 das Rückführsignal im Schritt SE02 empfängt.
[Schritt SE04] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die im Schritt SE03 ermittelte Antwortzeit der Operation kürzer ist als die voreingestellte Antwortzeit der Operation. Dies erlaubt es, zu entscheiden, ob die Komponente ersetzt werden muss (tatsächliches Ende der Lebensdauer). Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SE05 über. Ist das Feststellungsergebnis negativ (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SE06 über.
[Schritt SE05] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die im Schritt SE03 ermittelte Antwortzeit der Operation kürzer ist als die voreingestellte Antwortzeit der Operation. Dies erlaubt es, zu entscheiden, ob die Komponente gewartet werden muss. Ist das Feststellungsergebnis zutreffend (JA), so beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung. Ist das Feststellungsergebnis negativ (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SE07 über.
[Schritt SE06] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Komponente zu ersetzen. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung.
[Schritt SE07] Der numerische Controller 10 informiert den Benutzer darüber, dass es nötig ist, die Komponente zu warten. Beispielsweise zeigt der numerische Controller 10 auf der Anzeigevorrichtung im numerischen Controller 10 an, dass es nötig ist, die Werkzeugmaschine (Wartungskomponente) zu warten. Daraufhin beendet der numerische Controller 10 die Verarbeitung.
Gemäß diesem Aspekt (der im Flussdiagramm in 6 dargestellten Verarbeitung) kann der numerische Controller 10 das Verhältnis zwischen der im Schritt SE03 berechneten Antwortzeit der Operation und der voreingestellten Antwortzeit der Operation feststellen. Dadurch kann man erkennen, ob die Komponente ersetzt werden muss, oder ob die voreingestellte Antwortzeit der Operation die Feststellung erlaubt, dass die Komponente gewartet werden muss. Hat das Verhältnis einen voreingestellten Wert, so kann der numerische Controller 10 den Benutzer informieren, dass die Ersetzungszeit der Wartungskomponente gekommen ist bzw. dass die Wartungszeit der Wartungskomponente gekommen ist. Verändert sich die Antwortzeit der Operation nicht linear, so kann der numerische Controller 10 ein vorbestimmtes Verhältnis anhand einer Kurve ermitteln. Dieser Aspekt (der im Flussdiagramm in 6 dargestellten Verarbeitung) ist sehr gut für das Implementieren in regelmäßigen Zeitintervallen geeignet. Wird die im Flussdiagramm in 6 dargestellte Verarbeitung in regelmäßigen Zeitintervallen ausgeführt, so kann man Situationen handhaben, in denen anstelle der Wartungsarbeit ein Ersetzen der Wartungskomponente nötig ist, und zwar durch eine progressive Verschlechterung der Wartungskomponente während jedes regelmäßigen Zeitintervalls.
7 zeigt ein Flussdiagramm des Prozedurablaufs beim Messen der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente ab dem Beginn der Benutzung bis zum Ersetzen der Wartungskomponente, wenn die Wartungskomponente ersetzt werden muss. Die Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente ist vorab auf Anfangswerte eingestellt.
[Schritt SF01] Der numerische Controller 10 stellt fest, ob die Wartungskomponente ersetzt worden ist. Ist die Wartungskomponente ersetzt worden (JA), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SF02 über. Ist die Wartungskomponente noch nicht ersetzt worden (NEIN), so geht der numerische Controller 10 zum Schritt SF03 über.
[Schritt SF02] Der numerische Controller 10 initialisiert die Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente und geht daraufhin zum Schritt SF04 über.
[Schritt SF03] Der numerische Controller 10 liest die aktuelle Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 hinterlegt sind.
[Schritt SF04] Der numerische Controller 10 misst die Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente. Die Anzahl der Operationen wird mit Hilfe einer Zählerfunktion des numerischen Controllers 10 gezählt. Die Dauer der Operationen wird mit Hilfe einer Zeitgeberfunktion des numerischen Controllers 10 gemessen.
[Schritt SF05] Der numerische Controller 10 speichert die Werte der Anzahl und Dauer der Operationen der Wartungskomponente, die im Schritt SF04 erfasst wurden, in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10. Daraufhin kehrt der numerische Controller 10 zum Schritt SF01 zurück. Die gespeicherten Werte der Anzahl und Dauer der Operationen werden von der Verarbeitung im Schritt SB04 im Flussdiagramm in 3, der Verarbeitung im Schritt SC04 im Flussdiagramm in 4 und der Verarbeitung im Schritt SD04 im Flussdiagramm in 5A geladen.
Beispiele für Meldungen, die auf dem Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10 dargestellt werden, werden nun anhand von 8 bis 12 beschrieben.
8 zeigt ein Beispiel einer Meldung, die durch den Informationsvorgang im Schritt SB06 im Flussdiagramm in 3 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird. 9 zeigt ein Beispiel einer Meldung, die durch den Informationsvorgang im Schritt SB07 im Flussdiagramm in 3 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird. 10 zeigt ein Beispiel einer Meldung, die durch den Informationsvorgang im Schritt SC07 im Flussdiagramm in 4 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird. 11 zeigt ein Beispiel einer Meldung, die durch den Informationsvorgang im Schritt SC08 im Flussdiagramm in 4 auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird.
12A, 12B und 12C zeigen ein Beispiel, in dem eine Einstellzeit zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente in mehrere Niveaus unterteilt wird, so dass während eines jeden Zeitniveaus eine zugehörige Meldung auf der Anzeigeeinheit des numerischen Controllers 10 angezeigt wird. 12A entspricht einem ersten Niveau, 12B entspricht einem zweiten Niveau und 12C entspricht einem dritten Niveau. Damit kann eine Bedienperson der Werkzeugmaschine während eines jeden Zeitniveaus, das durch die Unterteilung entsteht, die Ersetzungszeit für die Wartungskomponente schrittweise feststellen.
Es wird nun ein besonderes Beispiel für die Anwendung der Erfindung beschrieben.
Eine automatische Tür einer Werkzeugmaschine wird von einem Luftzylinder betätigt. Der Luftzylinder und die Schiene für die automatische Tür sind Komponenten, die abhängig davon verschleißen, wie oft der Luftzylinder und die Schiene verwendet werden. Ein möglicher Verschleiß dieser Komponenten verlängert die Zeitspanne, die zum Öffnen und Schließen der Tür erforderlich ist und beeinträchtigt damit die Zykluszeit der Werkzeugmaschine.
Die automatische Tür wird in der folgenden Weise geöffnet und geschlossen.

1) Der Controller der Werkzeugmaschine gibt ein Operationssignal an den Luftzylinder aus, der die Tür bewegt.
2) Der Luftzylinder, der die Tür bewegt, beginnt zu arbeiten, damit die Tür bewegt wird.
3) Das Öffnen oder Schließen der Tür wird vorgenommen.
4) Die Erfassungsvorrichtung (beispielsweise ein Berührschalter), die feststellt, dass die Tür geöffnet oder geschlossen ist, stellt fest, dass die Operation zum Öffnen oder Schließen der Tür beendet ist. Ein von der Erfassungsvorrichtung ausgegebenes Erfassungssignal wird als Rückführsignal über die Werkzeugmaschine an den Controller der Werkzeugmaschine ausgegeben.

Die Lebensdauer der automatischen Tür wird üblicherweise abhängig von der Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge der automatischen Tür und der Dauer der Operationen der Werkzeugmaschine ermittelt. Bei dieser Vorgehensweise wird die Anwendungsumgebung der Werkzeugmaschine nicht einbezogen. Es kann daher sein, dass die Lebensdauer der Komponenten, die für die automatische Tür verwendet werden, nicht exakt bestimmt werden. Ändert sich beispielsweise in einer Umgebung, in der die Werkzeugmaschine aufgestellt ist, die Temperatur sehr rasch, und ist der Schneideölnebel in der Umgebung dicht, so weist der Luftzylinder der automatischen Tür eine schlechte Luftdichtheit auf, und die Schiene zeigt einen erhöhten Gleitwiederstand. Dadurch arbeitet die automatische Tür mit einer verringerten Geschwindigkeit. Wird die Zykluszeit definiert als die Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, zu dem der Controller der Werkzeugmaschine ein Operationsbefehlssignal ausgibt, und bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Rückführsignal, das anzeigt, dass die Operation abgeschlossen ist, in den Controller der Werkzeugmaschine eingegeben wird, so nimmt die Zykluszeit durch den Verschleiß des Luftzylinders und der Schiene zu.
Durch das Überwachen der Zykluszeit kann die Werkzeugmaschine der Erfindung genauer feststellen, dass die Komponente der automatischen Tür verschlissen ist, und anzeigen, dass eine Wartungsarbeit nötig ist. Während des Entwurfs der automatischen Tür wird eine erwartete Lebensdauer einer zu überwachenden Wartungskomponente im Controller der Werkzeugmaschine gespeichert. Die erwartete Lebensdauer entspricht der Anzahl und Dauer der Operationen, die in Lebensdauerexperimenten gemessen wird, wenn die Wartungskomponente das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Nach der Auslieferung wird beim Betrieb der Werkzeugmaschine die Wartungskomponente abhängig von einem Operationsbefehl aus dem Controller betrieben. Die Anzahl und Dauer der Operationen wird vom Controller der Werkzeugmaschine gemessen. Der numerische Controller 10 weist eine Zählfunktion und eine Zeitgeberfunktion auf.
Die Dauer der Operationen wird mit einem Zeitgeber im Controller gemessen. Die Dauer der Operationen kann die Dauer der Operationen einer jeden Wartungskomponente oder die Dauer der Operationen der Werkzeugmaschine sein. Die Anzahl der Operationen wird mit dem Zähler im Controller der Werkzeugmaschine gezählt, und zwar mit Hilfe der Anzahl der Signale eines Schalters, der erfasst, ob die Tür geöffnet oder geschlossen ist.
Ist die Anzahl oder Dauer der Operationen, die man misst, wenn die Komponente der Werkzeugmaschine das tatsächliche Ende ihrer Lebensdauer erreicht, kleiner oder kürzer als die erwartete Lebensdauer (Anzahl oder Dauer der Operationen), die durch die Lebensdauerexperimente erhalten wird, so zeigt der numerische Controller 10 der Werkzeugmaschine dem Benutzer Verbesserungsinformation über die Anzeigevorrichtung oder eine ähnliche Vorrichtung an, und zwar abhängig von den Qualitätskontrolldaten über Defekte, die vorab in der Speichervorrichtung des numerischen Controllers 10 hinterlegt sind. Im Fall des Einsickerns von Schneideöl zeigt der numerische Controller 10 dem Benutzer die Notwendigkeit, eine Abdeckung der Werkzeugmaschine auf ihre Dichtwirkung zu prüfen. Im Fall des Schienenverschleißes zeigt der numerische Controller dem Benutzer die Notwendigkeit, die Schmierung zu verbessern, beispielsweise ein Verfahren, mit dem der Schiene Fett zugeführt wird.
Um die nachteiligen Auswirkungen einer erhöhten Zykluszeit zu vermeiden, die durch einen Verschleiß der Wartungskomponente bewirkt wird, obwohl die Wartungskomponente das Ende ihrer Lebensdauer noch nicht erreicht hat, kann der Benutzer eine Grenze für den Abfall des Ansprechvermögens einstellen. Wird dieser Grenzwert überschritten, so kann der numerische Controller dem Benutzer die Notwendigkeit für Wartungsarbeiten oder den Ersatz der Komponente anzeigen. In dem beschriebenen Beispiel der automatischen Tür beträgt die anfängliche Zykluszeit eine Sekunde. Die Zykluszeit, die man misst, wenn die Wartungskomponente das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, beträgt 12 Sekunden. Um die nachteilige Auswirkung der zunehmenden Zykluszeit auszuschalten, kann der Benutzer eine Untergrenze des Ansprechvermögens auf 5 Sekunden einstellen, damit die Komponente unabhängig von der tatsächlichen Lebensdauer der Komponente gewartet wird.
Die Erfindung wird häufig zum Verwalten der Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente eingesetzt, die in einem beweglichen Abschnitt verwendet wird, der mit einer bestimmten konstanten Betätigungskraft betätigt wird, siehe oben. Die Erfindung ermöglicht jedoch auch das Verwalten der Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente, die in einem beweglichen Abschnitt verwendet wird, der mit schwankenden Betätigungskräften betätigt wird. In diesem Fall gibt der numerische Controller 10 beispielsweise ein Operationsbefehlssignal zum Betätigen mit einer bestimmten konstanten Betätigungskraft für den Maschinenhauptkörper 70 aus. Dies ermöglicht es, die Antwortzeit unter der konstanten Bedingung zu messen, wodurch die Erfindung auf die Werkzeugmaschine angewendet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5-101245 [0005]
JP 2011-243118 [0007]

Claims

Werkzeugmaschine, die von einem numerischen Controller gesteuert wird, wobei: der numerische Controller eine Funktion zum Feststellen einer Ersetzungszeit für eine Wartungskomponente besitzt, die in einem beweglichen Abschnitt der Werkzeugmaschine verwendet wird, und der Controller an die Werkzeugmaschine einen Operationsbefehl für den beweglichen Abschnitt ausgibt; und die Werkzeugmaschine eine Operationsabschlusssignal-Ausgabeeinheit enthält, die an den numerischen Controller ein Operationsabschlusssignal ausgibt, das anzeigt, dass die Operation des beweglichen Abschnitts aufgrund des Operationsbefehls abgeschlossen ist, wobei der numerische Controller umfasst: eine Antwortzeit-Berechnungseinheit, die als Antwortzeit der Operation eine Zeitspanne von einem Zeitpunkt, zu dem der numerische Controller den Operationsbefehl ausgibt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die numerische Controllervorrichtung das Operationsabschlusssignal von der Operationsabschlusssignal-Ausgabeeinheit empfängt, berechnet, eine Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit, die feststellt, dass die Zeit gekommen ist, die Wartungskomponente zu ersetzen, die in dem beweglichen Abschnitt verwendet wird, falls die berechnete Antwortzeit der Operation länger ist als eine voreingestellte Zeit, und eine Anzeigeeinheit, die das Feststellungsergebnis der Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit anzeigt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei sich die Operationsabschlusssignal-Ausgabeeinheit außerhalb der Werkzeugmaschine befindet und nicht in der Werkzeugmaschine.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der numerische Controller zudem einen Zähler enthält, der die Anzahl der Operationen der Wartungskomponente zählt, die in dem beweglichen Abschnitt der Werkzeugmaschine verwendet wird, oder eine Operationsdauer-Zeitmesseinheit, die die Operationsdauer der Wartungskomponente oder die Operationsdauer der Werkzeugmaschine misst, und die Anzeigeeinheit beim Darstellen des Feststellergebnisses der Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit zudem die Anzahl oder Dauer der Operationen der Wartungskomponente anzeigt.
Werkzeugmaschine, umfassend die Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststellfunktion nach Anspruch 3, wobei zusätzlich zur Anzahl oder Dauer der Operationen der Komponente, die in dem beweglichen Abschnitt der Werkzeugmaschine verwendet wird, oder der Operationsdauer der Werkzeugmaschine die Anzeigeeinheit eine erwartete Anzahl an Operationen oder eine erwartete Operationsdauer darstellt, die noch verstreichen kann, bis ein vorbestimmtes erwartetes Ende der Lebensdauer der Wartungskomponente eintritt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei, wenn das Feststellergebnis der Wartungskomponenten-Ersetzungszeit-Feststelleinheit auf der Anzeigeeinheit dargestellt wird, die Anzeigeeinheit eine Verbesserungsinformation bezüglich des Anwendungsverfahrens und der Anwendungsumgebung für die Werkzeugmaschine anzeigt, damit die tatsächliche Lebensdauer einer Komponente abhängig von der Antwortzeit der Operation verlängert werden kann.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei eine Einstellzeit zum Feststellen der Ersetzungszeit für die Wartungskomponente in mehrere Niveaus unterteilt wird, so dass während eines jeden Zeitniveaus eine zugehörige Meldung auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.