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Die Erfindung betrifft eine Informationserlangungseinrichtung zum Erlangen und Aufzeichnen einer Maschineninformation in einer Werkzeugmaschine, die ein Bearbeiten ausführt, während ein Werkzeug oder Werkstück rotiert.
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In einer Werkzeugmaschine, die ein an einer Rotationswelle montiertes Werkzeug oder Werkstück rotiert und das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander bewegt, um eine Bearbeitung auszuführen, verursacht eine Beschädigung des Werkzeugs einen Bearbeitungsfehler, bei dem das Werkstück nicht in einer gewünschten Abmessung und Form bearbeitet werden kann. Zusätzlich wird, wenn ein Achsenvorschub in einem Zustand, in dem von dem Werkstück wegen der Beschädigung des Werkzeugs nichts entfernt werden kann, fortgesetzt wird, das Werkzeug wahrscheinlich mit dem Werkstück kollidieren, und sowohl die Maschine als auch das Werkzeug und das Werkstück beschädigen. Um diese Beschädigungen zu verhindern, gibt es ein typisches Verfahren, in dem eine Last auf einen Hauptspindelmotor, von der erachtet wird, dass sie den Zustand der Bearbeitung am besten repräsentiert, überwacht wird, um Vorschubachsen anzuhalten, oder ein ähnliches Verfahren. Es war das folgende Verfahren zum Überwachen einer Hauptspindellast bekannt. In dem Verfahren wird, wenn eine Bearbeitung aktuell nicht normal ausgeführt werden kann, die Hauptspindellast für eine gewisse Zeitdauer aufgezeichnet, um eine Referenzwellenform zu erzeugen, und die Hauptspindellast wird in regelmäßigen Zeitabständen mit dem Referenzwert verglichen. 1 stellt ein Diagramm zum Darstellen einer Last während eines aktuellen normalen Bearbeitens, die als ein Referenzwert aufgezeichnet wird, und von Schwellwerten für eine Alarmierung, dass in der vertikalen Richtung ein Versatz von dem Schwellwert vorhanden ist, dar. Durch das Ermöglichen einer solchen Schwellwerteinstellung kann eine geeignete Grenze in einem Fall einer großen Lastschwankung, beispielsweise eines Bohrprozesses, eingestellt werden. Jedoch ist es nötig, den Referenzwert in einem zu überwachenden Bearbeitungszeitablauf in einem normalen Prozess im Voraus aufzuzeichnen.
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Das
japanische Patent Nr. 3333637 (nachstehend wird sich darauf als Patentdokument 1 bezogen) war als eine Technik eines automatischen Erlangens des Referenzwerts (des maximalen Lastwerts) bekannt. Patentdokument 1 offenbart die folgende oberer-Grenzwert-Einstelleinrichtung für eine Bearbeitungslast. Die oberer-Grenzwert-Einstelleinrichtung speichert eine Überwachungsintervall-Spezifikationsdatei, die aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungen, die eine Werkzeug-ID und einen oberen Lastgrenzwert enthalten, ausgebildet ist, und speichert den während einer Bearbeitung erfassten maximalen Lastwert zusammen mit der Werkzeug-ID ab. Wenn die Werkzeug-ID und eine Motor-ID eingegeben werden während ein Eingabebildschirm für die Überwachungszeitraum-Spezifikationsdatei angezeigt wird, liest die oberer-Grenzwert-Einstelleinrichtung den Maximalwert eines erfassten Lastwerts des Motors während einer Verwendung des Werkzeugs aus den gespeicherten Daten aus; und zeigt den Maximalwert auf einem Monitor an.
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Eine Maschineninformation, wie etwa eine Last, die die Werkzeugmaschine hat, kann für eine Prozessanalyse verwendet werden. Als eine Technik zum Messen einer Last war, immer wenn eine Schneidoperation ausgeführt wird,
JP-A-2011-118840 (nachstehend wird sich darauf als Patentdokument 2 bezogen) bekannt. Patentdokument 2 offenbart die folgende numerischer-Wert-Steuerungseinheit. Wenn eine Schneidoperation angewiesen wird, entscheidet die numerischer-Wert-Steuerungseinheit, dass ein Servomotor für eine Vorschubachse beginnt, die Vorschubachse zu bewegen. Die numerischer-Wert-Steuerungseinheit misst ein Lastmoment von jedem Motor und zeichnet die gemessenen Daten des Lastmoments in einem Aufzeichnungsspeicher auf.
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Zusätzlich zu der oben beschriebenen Prozessüberwachung und der Maschinendiagnose kann eine Maschineninformation über die Werkzeugmaschine beispielsweise durch ein Vergleichen einer langanhaltenden Veränderung während einer Bearbeitungsoperation bei einem Nicht-Schneiden für die Maschinendiagnose wirkungsvoll sein. Als eine Technik, die, um eine Last zu überwachen, bestimmt, ob eine Werkzeugmaschine in einer Schneidoperation ist, oder nicht, war das
japanische Patent Nr. 4087374 (nachstehend wird sich darauf als Patentdokument 3 bezogen) bekannt. In Patentdokument 3 wird eine Satznummer eines Satzes, dessen Lastmoment nicht überwacht wird, eingegeben. Wenn ein Befehl eines ausgeführten Satzes als eine Positionieranweisung bestimmt wird, sie aber nicht mit der gespeicherten Satznummer übereinstimmt, wird während einer Positionieroperation ein Lastmoment auf einen Vorschubmotors überwacht. Dementsprechend wird eine Operation während eines Schneidens oder einer ähnlichen Operation identifiziert und ein Verschleiß oder ein ähnlicher Defekt in einem beweglichen Abschnitt (einer Vorschubachse) einer Maschine wird überwacht.
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In einer Prozessüberwachung, die eine Last verwendet, kann, selbst wenn die Bearbeitung normal ausgeführt wird, die Last aufgrund einer Herstellungsschwankung eines Materials und einer Materialform des Werkstücks und eines Werkzeugs, und einer unzureichenden Durchflussmenge eines Schneidfluids in der Praxis möglicherweise variieren. Zusätzlich dazu ändert sich aufgrund einer durch eine Programmänderung oder einer Änderung einer durch einer unrichtigen Betätigung eines Override-Schalters verursachten Änderung einer Achsengeschwindigkeit möglicherweise die Last und überschreitet einen Schwellwert. Daher ist es in einem Fall eines Überschreitens des Schwellwerts notwendig, die Informationsbestandteile aufzuzeichnen und einen Grund für das Überschreiten des Schwellwerts zu analysieren. Jedoch ermöglicht es die in Patentdokument 1 offenbarte Technik, nur die Werkzeug-ID und die Motor-ID als überwachte Ziele vorherzubestimmen und diese Informationsteile und die Last aufzuzeichnen, und daher kann diese Technik den Grund nicht im Detail analysieren. Ein Analysieren nur mit Zeitreihendaten nahe dem Zeitpunkt, bei dem die Last den Schwellwert überschreitet, kann unzureichend sein. In diesem Fall ist es notwendig, die Analyse auf eine Bearbeitung durch ein Werkzeug, das ein anderes als das Überwachungsziel ist, zurückgehend auszuführen (einen Schrupp-Schritt oder ähnlichen Schritt).
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Darüber hinaus ist es auch notwendig, Zeitreihendaten, in denen Prozesse unterteilt sind, mit einer normalen Bearbeitung zu vergleichen. In dem Fall, in dem sich ein Werkzeugschaft umkehrt, wie in einem Bohrzyklus, werden, in der in Patentdokument 2 offenbarten Technik, Daten bei einer Umkehrposition unterteilt und werden aufgezeichnet. Jedoch. kann beispielsweise auch in dem Fall, in dem sich der Werkzeugschaft in einer Bogenbewegung bewegt während ein Schneiden in der gleichen Richtung ausgeführt wird, gewünscht werden, dass Daten unterteilt werden.
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Indessen ist es notwendig, dass in der Praxis Referenzdaten durch einen statischen Prozess erlangt werden. Um die Referenzdaten zu erlangen, ist es in Anbetracht von komplizierten Einstellungen erforderlich, einen Prozess eher auf einem PC oder einer ähnlichen Einrichtung als auf einer Steuerungsvorrichtung auszuführen. Dementsprechend ist es zweckmäßig, dass die erforderliche Information in geeigneter Weise aufgezeichnet wird und der Prozess später ausgeführt wird.
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Um eine langandauernde Veränderung der erlangten Maschineninformation zu vergleichen, wenn eine identische Operation ausgeführt wird, ist es in der Maschinendiagnose auch notwendig, Daten zu extrahieren. Daher müssen eine Position, eine Geschwindigkeit, ein bestücktes Werkstückgewicht und ein Werkzeuggewicht erkannt werden. In der in Patentdokument 3 offenbarten Technik wird das Lastmoment in einem Intervall, das durch die Satznummer eines Bearbeitungsprogramms spezifiziert wird, gemessen. Jedoch verursacht ein Sammeln von Daten von vielen Maschinen einen Zeitraum ohne Programmanweisungen und um eine Fehlerursache, die plötzlich aufgetreten ist, zu suchen, ist es nötig, Daten zu erlangen. Dementsprechend zeichnet die in Patentdokument 3 offenbarte Technik, in der das Lastdrehmoment in dem Programm überwacht wird, möglicherweise nicht auf.
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Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Informationserlangungseinrichtung einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, die eine für eine detaillierte Prozessdiagnose und Maschinendiagnose erforderliche Information am besten erlangen kann.
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Um die oben-beschriebene Aufgabe zu lösen, wird eine Informationserlangungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt. Die Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine erlangt eine Information über eine Werkzeugmaschine. Die Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine enthält eine Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit, eine Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit und eine Ausgabeeinheit. Die Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit ist konfiguriert, eine Maschineninformation zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in einer Zeitreihe aufzuzeichnen. Die Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit ist konfiguriert, zumindest eines aufzuzeichnen von: einem Änderungsinhalt und einem Zeitpunkt, bei denen eine beliebige Schrittinformation bezüglich eines Prozessschritts, einer Werkzeuginformation, einer Steuerungspanelinformation bezüglich eines Steuerungspanels der Werkzeugmaschine, einer Werkstückinformation oder einer Bedienerinformation geändert wird; oder einer Anweisung und einem Zeitpunkt, bei dem die Anweisung bezüglich eines Starts oder Endes einer Ausführung einer Maschinensteuerung herausgegeben wird. Die Ausgabeeinheit ist konfiguriert, in der Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit aufgezeichnete Zeitreihendaten der Maschineninformation zusammen mit in der Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Ereignisdaten auszugeben.
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In der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der in dem ersten Aspekt der Erfindung enthalten ist, enthält die Ausgabeeinheit eine Maschineninformation-Kürzungseinheit. Die Maschineninformation-Kürzungseinheit ist konfiguriert, die in der Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Zeitreihendaten mit der in der Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Zeit übereinstimmen zu lassen, um die Zeitreihendaten extrahieren.
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In der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der in dem zweiten Aspekt der Erfindung enthalten ist, enthält die Ausgabeeinheit einen Monitor. Der Monitor ist konfiguriert, einen Veränderungsaspekt der durch die Maschineninformation-Kürzungseinheit extrahierten Zeitreihendaten und die Ereignisdaten entsprechend der Zeit anzuzeigen.
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In der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung, der in dem dritten Aspekt der Erfindung enthalten ist, wird eine Dringlichkeit der Ereignisdaten in der Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit voreingestellt. Die Ausgabeeinheit ist konfiguriert, dass, wenn Anzeigepositionen der Ereignisdaten die voreingestellte Anzahl überschreiten, nur die Ereignisdaten mit einer hohen Dringlichkeit auf dem Monitor dargestellt werden.
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In der Informationserlangungseinheit für die Werkzeugmaschine gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung, der in einem von dem ersten bis vierten Aspekt der Erfindung enthalten ist, ist die Maschineninformation zumindest eine von einer Last auf eine Rotationswelle, einer Last auf eine Vorschubachse, einer Position der Vorschubachse, einer Schwingung während eines Bearbeitens, einer Durchflussmenge eines Schneidfluids und einem Zählerwert eines Programmausführungssatzes.
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In der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung, der in einem von dem ersten bis fünften Aspekt der Erfindung enthalten ist, ist die Schrittinformation zumindest eines von einem Abarbeitungsschritt für ein interaktives Systemprogramm, einem Programmnamen und einer Satznummer. Die Werkzeuginformation ist zumindest eines von einer Werkzeugnummer, einem Werkzeuglängenkorrekturwert und einem Werkzeugdurchmesserkorrekturwert. Die Steuerungspanelinformation ist ein Wert eines Override-Schalters. Die Werkstückinformation ist ein Werkstückursprung oder eine Seriennummer des Werkstücks.
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In der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung, der in einem von dem ersten bis sechsten Aspekt der Erfindung enthalten ist, ist die Maschinensteuerung zumindest eines von einem Start und einem Ende einer Programmausführung, einem Start und einem Ende einer Prozessüberwachungsausführung, einem Start und einem Ende einer Achsenoperation für eine Maschinendiagnose, einem Start und einem Ende eines fester-Zyklus-Betriebs und einem Start und einem Ende eines Ausstoßens eines Schneidfluids.
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Die Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erlangt die jeweiligen Zeitreihendaten und die Ereignisdaten der Maschineninformation separat. Daher wird sichergestellt, dass die Zeitreihendaten der Last oder eine ähnliche Information erlangt werden, die es ermöglichen, beispielsweise einen Zeitpunkt, bis zu dem sich das Programm, das Werkzeug, eine Schaltoperation eines Steuerungspanels, das Werkstück und eine Bedienerinformation nicht geändert haben, und einen Zeitpunkt, bis zu dem eine Maschinensteuerung ausgeführt wurde, herauszufinden. Dementsprechend werden die Zeitreihendaten mit einer eindeutigen Zeitdauer für eine Abwicklung gemäß einem Prozessabschnitt über einen langen Zeitraum erlangt. Hinsichtlich darauf, kann die für eine detaillierte Prozessdiagnose und Maschinendiagnose erforderliche Maschineninformation am besten erlangt werden.
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Mit der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ermöglicht die Verwendung der Maschineninformation-Kürzungseinheit, zusätzlich zu den oben beschriebenen Effekten, ein Kürzen von spezifischen Zeitreihendaten von der aufgezeichneten Maschineninformation. Dementsprechend werden beispielsweise Referenzdaten für eine Prozessüberwachung und viele Daten mit großem Volumen, die bei hohen Abtastraten für eine detaillierte Analyse aufgezeichnet wurden, gekürzt, um das Volumen zu verringern, und dabei eine Vereinfachung der Abwicklung zu ermöglichen. Folglich ist ein Kürzen eines erforderlichen Intervalls für eine Analyse möglich, und daher verbessert sich die Analyseeffizienz. Dementsprechend wird ein ständiges Aufzeichnen eines Zeitreihen-Kurvenverlaufs, das ein Aufzeichnen eines bei einem Werkzeug und einer Operation unerwarteten Bearbeitungsfehlers ermöglicht, sichergestellt und somit die Analyse des Bearbeitungsfehlers sichergestellt.
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Mit der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird, zusätzlich zu den oben beschriebenen Aspekten, der Veränderungsaspekt der Maschineninformation in Zeitreihen zusammen mit den Ereignisdaten angezeigt. Daher kann, wenn beispielsweise die gekürzten Zeitreihendaten der Hauptspindellast während einer Programmausführung angezeigt werden, die gesamte Bearbeitung von einer höheren Perspektive überprüft werden, was zu der Prozessdiagnose führt.
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Mit der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung können, zusätzlich zu den oben beschriebenen Aspekten, wenn eine Zeitdauer von angezeigten Zeitreihendaten lang ist und es daher viele Ereignisse sind, speziell wichtige Ereignisse vorzugsweise dargestellt werden, so dass die Zeitreihendaten einfach von einer höheren Perspektive überprüft werden können.
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Mit der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kann, zusätzlich zu den oben beschriebenen Effekten, der Bearbeitungszustand und der Maschinenzustand durch Aufzeichnen der Zeitreihendaten der Last der Achse und der Bearbeitungsschwingung bestimmt werden. Obwohl der Programmname identisch ist, kann, wenn das Programm geändert wird und der Pfad geändert wird, durch das Aufzeichnen der Zeitreihendaten der Vorschubachse bestätigt werden, ob die Pfade identisch sind, oder nicht. Durch das Aufzeichnen der Zeitreihendaten der Durchflussmenge des Schneidfluids kann ein Fehler in einer Schneidfluidpumpe und ein Verstopfen eines Filters bestimmt werden. Darüber hinaus kann durch das Aufzeichnen der Zeitreihendaten eines Zählerwerts eines Programmausführungssatzes eine ausgeführte Programmzeile gefunden werden.
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Mit der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung kann, zusätzlich zu den oben beschriebenen Effekten, durch Aufzeichnung des Prozessschritts für das interaktive Systemprogramm ein Prozessschritt für ein durch ein interaktives Systemprogrammieren erzeugtes Programm identifiziert werden. Zusätzlich können der Programmname und die Satznummer als Programminformation aufgezeichnet werden. Beispielsweise kann das verwendete Programm durch Hinzufügen einer Versionsinformation zu dem Programmnamen identifiziert werden. Ferner kann der Ausführungssatz mit der Satznummer identifiziert werden. Durch Aufzeichnen der Werkzeugnummer und des Werkzeuglängenkorrekturwerts und des Werkzeugdurchmesserkorrekturwerts als die Werkzeuginformation kann unter Verwendung eines aufgrund von Werkzeugverschleiß korrigierten Korrekturwerts ein Werkzeugzustand erfasst werden. Als die Werkstückinformation können der Werkstückursprung und die Seriennummer des Werkstücks aufgezeichnet werden, und somit ein Erfassen der Achsenposition in einem Werkstückkoordinatensystem von dem Ursprung des Werkstücks und die Achsenposition in einer Zeitreihe, die die aufgezeichnete Maschineninformation ist, zu ermöglichen. Die Abmessungen und ein Rauhigkeitsmesswert des Werkstücks können in Zeitreihen oder einer ähnlichen Information, die die Maschineninformation ist, unter Verwendung der Seriennummer mit der Hauptspindellast verbunden werden.
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Mit der Informationserlangungseinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung können, zusätzlich zu den oben beschriebenen Effekten, der Start und das Ende einer Programmausführung und der Programmname aufgezeichnet werden, und dabei ein Name eines derzeitig ausgeführten Programms und die Ausführungszeit bestimmt werden. Wenn der Zeitpunkt des Start und des Endes der Prozessüberwachungsausführung aufgezeichnet werden kann, wird beispielsweise eine Referenzwellenform während eines normalen Bearbeitens mit der Hauptspindellast erzeugt, und die Hauptspindellast wird für eine Prozessüberwachung in regelmäßigen Zeitabständen mit dem Referenzwert verglichen, und die Zeitreihendaten der Hauptspindellast in dem Prozessüberwachungsintervall kann mit dem Referenzwert verglichen werden. Die während des Betriebs der Maschinendiagnose aufgezeichneten Daten und der Ausstoß des Schneidfluids werden verwendet, um die Normalität in einer solchen Weise zu überprüfen, dass der Maximalwert der Zeitreihendaten der Vorschubachsenlast während des Betriebs der Maschinendiagnose mit dem Schwellwert überprüft wird, und die Zeitreihendaten der Durchflussmenge des Schneidfluids während des Ausstoßens des Schneidfluids mit dem Schwellwert verglichen werden. Die während eines fester-Zyklus-Betriebs aufgezeichneten Daten werden verwendet, um durch Überprüfen der als die Maschineninformation aufgezeichneten Zeitreihendaten der Position der Achse zu bestimmen, ob eine Bewegung wie erwartet ausgeführt wird.
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1 ist eine erklärende Ansicht, die ein Einstellbeispiel von Schwellwerten, die von einer Referenzwellenform versetzt sind, darstellt.
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2 ist ein Block-Konfigurationsdiagramm, das eine Werkzeugmaschine darstellt.
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3A und 3B sind Informationsbeispiele von aufgezeichneten Werkzeugmaschinen, 3A zeigt Zeitreihendaten zu irgendeinem vorgegebenen Zeitpunkt, und 3B zeigt Ereignisdaten.
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4 ist eine erklärende Ansicht eines auf einem Monitor angezeigten Wellenformanzeigefensters.
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Das Folgende beschreibt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung basierend auf den Zeichnungen.
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2 ist ein Block-Konfigurationsdiagramm, das eine beispielhafte Werkzeugmaschine darstellt. Die Werkzeugmaschine enthält ein Hauptspindelgehäuse 1, das eine Hauptspindel 2 als eine Rotationswelle enthält. Die Hauptspindel 2 ist ausgebildet, durch einen Hauptspindelmotor rotiert zu werden. An einem entfernten Ende der Hauptspindel 2 ist ein Werkzeug 3, wie etwa ein Bohrer oder ein Schaftfräser montiert. Die Werkzeugmaschine enthält einen Tisch 5, auf dem ein Werkstück 6 gesichert ist, auf einem Bett 4. Ein Vorschubachsenmechanismus bewegt das Werkzeug 3 und den Tisch 5 in einer X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Richtung, die rechtwinklig zueinander sind, relativ zueinander, um das Werkstück 6 zu bearbeiten.
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Ein NC-System 10 steuert die Werkzeugmaschine. Das NC-System 10 betreibt eine Maschine, um das Werkstück 6 zu bearbeiten, basierend auf einem Programm, und funktioniert auch als eine Informationserlangungseinrichtung der Erfindung.
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Ein Bediener gibt ein Programm, eine Werkstückinformation und eine Werkzeuginformation in das NC-System 10 ein. Eine Programmübersetzungseinheit 15 führt einen Ausführungsprozess aus, um das Programm, die Werkstückinformation und die Werkzeuginformation in eine Hauptspindelrotationsanweisung, eine Vorschubachsenoperationsanweisung und eine Werkzeugwechselanweisung zu übersetzen und überträgt die jeweiligen Anweisungen auf die Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14. Die Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14 steuert die Hauptspindel 2, den Vorschubachsenmechanismus, einen Werkzeugwechsler (nicht dargestellt), oder eine ähnliche Einrichtung basierend auf den jeweiligen Anweisungen. Um das an die Hauptspindel 2 montierte Werkzeug 3 zu überprüfen, enthält die Werkzeugmaschine einen Leser 7. Der Leser 7 liest eine Werkzeug-ID in einem in dem Werkzeug 3 eingebetteten IC-Chip aus. Die Werkzeuginformation, die von dem Leser 7 ausgelesen wird, wird durch eine ID-Verarbeitungseinheit 11 erkannt und zur Bestätigung eines korrekten Wechsels zu der Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14 übertragen. Die Werkzeuginformation enthält eine Werkzeugnummer, eine Werkzeuglänge, einen Werkzeugdurchmesser und ihre jeweiligen Korrekturwerte. Eine Betätigungsverarbeitungseinheit 12 überträgt Anweisungen in Verbindung mit einer Betätigung eines Startknopfs und einer Betätigung eines Hauptspindel/Vorschubachsen-Override-Schalters durch den Bediener zu der Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14. Die Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14 steuert die Werkzeugmaschine mit dem Programm und diesen Anweisungen.
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Eine Maschineninformation-Erlangungseinheit 13 enthält eine Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit 13A und eine Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B. Die Zeitreihen-Information-Aufzeichnungseinheit 13A erlangt, zu jedem von einem beliebigen vorgegebenen Zeitpunkt, eine Maschineninformation, wie etwa eine Hauptspindellast, Lasten von den jeweiligen Vorschubachsen, Anweisungswerte der Hauptspindel und der Vorschubachsen, oder eine ähnliche Information von der Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14. Die Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B erlangt, zusammen mit dem Änderungszeitpunkt, eine Ereignisinformation, wie etwa einen Programmnamen, eine Werkzeugnummer und einen Override-Wert durch die Betätigung des Bedieners, oder eine ähnliche Information von der Maschinenbetrieb-Anweisungseinheit 14 zu einem Zeitpunkt einer Änderung. Die Zeitreihendaten und die Ereignisdaten, die durch die Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit 13A und Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B erlangt werden, werden in einer Speichereinheit 16 aufgezeichnet. Jedoch werden für ein Speichern eines langen Zeitraums oder eines ähnlichen Falls, die Zeitreihendaten und die Ereignisdaten zu einem externen Speicher 20 übertragen und aufgezeichnet.
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Von den aufgezeichneten Daten werden ausgewählte Ereignisdaten in Verbindung mit einer Eingabeanweisung eines durch den Bediener extrahierten Ereignisses durch eine Ereignisinformation-Extraktionseinheit 17 extrahiert. Eine Maschineninformation-Kürzungseinheit 18 kürzt Zeitreihendaten entsprechend einer Zeit, zu der das extrahierte Ereignis aufgetreten ist. Das NC-System 10 ist standardmäßig mit einem Monitor 19 ausgerüstet, um das Programm, eine derzeitige Position der Maschine, oder eine ähnliche Information darzustellen. Der Monitor 19 stellt die gekürzten Zeitreihendaten in der Maschineninformation zu einem beliebigen vorgegebenen Zeitpunkt eines extrahierten Ereignisses dar.
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Das Folgende beschreibt das durch die Maschineninformation-Kürzungseinheit 18 durchgeführte Kürzen der Maschineninformation.
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Zunächst enthält die Maschineninformation, die durch die Maschineninformation-Erlangungseinheit 13 erlangt wird, die Zeitreihendaten und die Ereignisdaten. Die Zeitreihendaten hängen, wie in 3A gezeigt, mit der durch die Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit 13A erlangten Maschineninformation zu jedem von einem beliebigen vorgegebenen Zeitpunkt zusammen. Die Ereignisdaten hängen, wie in 3B gezeigt, mit dem Zeitpunkt zusammen, zu dem ein Ereignis, wie etwa ein Werkzeugwechsel und ein Start oder ein Ende einer Prozessüberwachung, aufgetreten ist, und mit ihren Ereignisinhalten, die durch die Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B erhalten werden.
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Beispielsweise wird der Fall angenommen, dass die Ereignisinformation-Extraktionseinheit 17 angewiesen wird, die Zeitreihendaten von 3A in einem Zeitraum, während dem ein Werkzeug mit einer Werkzeugnummer Nr. 5 montiert ist, zu extrahieren. Dann werden die Zeitreihendaten in 3A von dem Zeitpunkt der Werkzeugnummer Nr. 5 bis zu dem Zeitpunkt der nächsten Werkzeugnummer Nr. 1 in 3B gekürzt.
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Ein Wellenform-Anzeigefenster in 4 zeigt ein Beispiel, in dem die Maschineninformation-Kürzungseinheit 18 die Zeitreihendaten der Hauptspindellast, die zu jedem von einem beliebigen vorgegebenen Zeitpunkt durch eine TEST.MIN-Ausführungsperiode erlangt werden, kürzt. TEST.MIN ist ein durch die Ereignisinformation-Extraktionseinheit 17 ausgewählter Programmname, und der Monitor 19 zeigt die Zeitreihendaten zusammen mit den Ereignisdaten an. Hier wird die Werkzeugnummer zusammen mit der Last der Hauptspindel 2 angezeigt, so dass ein verwendetes Werkzeug erfasst werden kann. Durch Anzeigen von Ereignissen eines Ein- und Ausschaltens von einem Ausstoßen eines Schneidfluids kann überprüft werden, ob der Ausstoß des Schneidfluids gestartet wird, bevor die Hauptspindellast ansteigt, wodurch das Ausführen des Schneidens beeinträchtigt werden kann, und ob das Ausstoßen an dem Ende des Bearbeitens angehalten wird.
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An die Ereignisinformation-Extraktionseinheit 17 werden bevorzugt-anzuzeigende Ereignisdaten vorgegeben und die maximale Anzahl von Anzeigepositionen von Ereignisdaten wird im Voraus angegeben, so dass die Hauptereignisdaten, wie etwa die Werkzeugnummer, in dem Fall, in dem beispielsweise das Wellenform-Anzeigefenster verkleinert wird, bevorzugt angezeigt werden können. In der obigen Weise wird das in 4 gezeigte Wellenform-Anzeigefenster selbst bei dem kleinen Fenster betrachterfreundlich beibehalten.
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Somit enthält das NC-System 10 der Werkzeugmaschine mit dieser Konfiguration die Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit 13A, die die Maschineninformation in vorbestimmten Zeiteinteilungen in Zeitreihen erlangt, die Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B, die die Ereignisinformation aufzeichnet, und eine Ausgabeeinheit (die Maschineninformation-Kürzungseinheit 18 und den Monitor 19), die die aufgezeichneten Zeitreihendaten und Ereignisdaten zusammen ausgibt. Daher wird sichergestellt, dass die Zeitreihendaten der Last oder einer ähnlichen Information erlangt werden, was es ermöglicht, beispielsweise einen Zeitpunkt zu finden, bis zu dem sich das Programm, das Werkzeug, eine Schalterbetätigung eines Steuerungspanels, das Werkstück und eine Bedienerinformation nicht geändert haben, und einen Zeitpunkt, bis zu dem eine Maschinensteuerung ausgeführt wurde. Dementsprechend werden die Zeitreihendaten als eine Bearbeitungssequenz mit einer eindeutigen Zeitdauer für ein Abarbeiten über einen langen Zeitraum erlangt. In Anbetracht dessen kann die für eine detaillierte Prozessdiagnose und Maschinendiagnose erforderliche Maschineninformation am besten erlangt werden.
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Im Speziellen enthält die Ausgabeeinheit die Maschineninformation-Kürzungseinheit 18, die die in der Zeitreiheninformation-Aufzeichnungseinheit 13A aufgezeichneten Zeitreihendaten mit der in der Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B aufgezeichneten Zeit übereinstimmend erzeugt, um die Zeitreihendaten zu extrahieren. Daher wird ein spezieller Teil von Zeitreihendaten von der aufgezeichneten Maschineninformation gekürzt. Dementsprechend werden beispielsweise Referenzdaten für eine Prozessüberwachung und Daten, die bei hohen Sammlungsraten für eine detaillierte Analyse aufgezeichnet werden, gekürzt, um das Volumen zu verringern, und dabei eine Vereinfachung eines Handlings zu ermöglichen. Da Daten in einem erforderlichen Zeitraum für eine Analyse gekürzt werden, verbessert sich die Analyseeffizienz. Dementsprechend ist ein durchgängiges Aufzeichnen einer Zeitreihen-Wellenform sichergestellt, was ein Aufzeichnen eines Bearbeitungsfehlers, der bei einem Werkzeug oder einer Operation unerwartet ist, ermöglicht, und somit die Analyse des Bearbeitungsfehlers ermöglicht.
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Der Monitor 19 zeigt den Änderungsaspekt der durch die Maschineninformation-Kürzungseinheit 18 extrahierten Zeitreihendaten und der Ereignisdaten entsprechend dem Zeitpunkt an. Daher wird beispielsweise, wenn die gekürzten Zeitreihendaten der Hauptspindellast während einer Programmausführung angezeigt werden, die gesamte Bearbeitung von einer höheren Perspektive überwacht, was zu der Prozessdiagnose führt.
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Darüber hinaus wird die Prioritätenfolge der Ereignisdaten in der Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B voreingestellt. Wenn die Anzahl der Anzeigepositionen der Ereignisdaten eine voreingestellte Anzahl überschreitet, zeigt die Ereignisinformation-Aufzeichnungseinheit 13B nur die Ereignisdaten mit einer hohen Priorität auf dem Monitor 19 an. Dementsprechend werden im Speziellen vorzugsweise wichtige Ereignisdaten angezeigt, so dass die Zeitreihendaten von einer höheren Perspektive einfach überwacht werden können, wenn eine Zeitdauer von angezeigten Zeitreihendaten lang ist, und daher es viele Ereignisdaten gibt.
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Als die Maschineninformation sind, zusätzlich zu der Last der Rotationswelle, der Last der Vorschubachse und einer Position der Vorschubachse (ein Anweisungswert), eine Schwingung während einer Bearbeitung, die Durchflussmenge des Schneidfluids, ein Zählerwert eines Programmausführungssatzes oder eine ähnliche Information möglich. Zumindest eine von ihnen kann in einer Zeitreihe erlangt werden. Unter ihnen kann, durch Aufzeichnen der Zeitreihendaten der Last der Achse und der Schwingung bei der Bearbeitung, der Prozesszustand und der Maschinenzustand bestimmt werden. Obwohl der Programmname identisch ist, kann durch das Aufzeichnen der Zeitreihendaten der Vorschubachse bestätigt werden, dass die Pfade identisch sind, oder nicht, unerheblich, ob das Programm geändert wurde und der Pfad geändert wurde. Durch das Aufzeichnen der Zeitreihendaten der Schneidfluiddurchflussmenge kann eine Störung in einer Schneidfluidpumpe und ein Verstopfen eines Filters bestimmt werden. Darüber hinaus kann durch das Aufzeichnen von Zeitreihendaten eines Zählerwerts eines Programmausführungssatzes eine ausgeführte Programmzeile erfasst werden.
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Unter den Ereignisinformationen kann eine Schrittinformation zumindest eines von einem Bearbeitungsschritt für ein interaktives Systemprogramm, dem Programmnamen und der Satznummer sein. Die Werkzeuginformation kann zumindest eines von der Werkzeugnummer, des Werkzeuglängenkorrekturwerts und eines Werkzeugdurchmesserkorrekturwerts sein. Die Werkstückinformation kann ein Werkstückursprung oder die Seriennummer des Werkstücks sein. Aus ihnen kann durch Aufzeichnen des Prozessschritts für das interaktive Systemprogramm ein Prozessschritt für ein Programm, das durch interaktives Systemprogrammieren erzeugt wurde, identifiziert werden. Zusätzlich kann der Programmname und die Satznummer als eine Programminformation aufgezeichnet werden. Beispielsweise kann das verwendete Programm durch Hinzufügen einer Versionsinformation zu dem Programmnamen identifiziert werden.
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Zusätzlich kann der Ausführungssatz mit der Satznummer identifiziert werden. Durch Aufzeichnen der Werkzeugnummer, des Werkzeuglängenkorrekturwerts und des Werkzeugdurchmesserkorrekturwerts als die Werkzeuginformation, kann unter Verwendung eines Korrekturwerts, der aufgrund von Werkzeugverschleiß korrigiert wurde, ein Werkzeugzustand erfasst werden. Als die Werkstückinformation kann der Werkstückursprung und die Seriennummer des Werkstücks aufgezeichnet werden, und somit kann die Achsenposition in einem Werkstückkoordinatensystem ausgehend von dem Ursprung des Werkstücks und die Achsenposition in Zeitreihen, was in der aufgezeichneten Maschineninformation ist, erfasst werden. Die Abmessungen und Messwerte einer Rauigkeit des Werkstücks können mit der Hauptspindellast in Zeitreihen oder einer ähnlichen Information, die die Maschineninformation ist, unter Verwendung der Seriennummer verbunden werden.
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Darüber hinaus kann, unter den Ereignisinformationen, die Maschinensteuerung zumindest eines von einem Start und einem Ende einer Programmausführung, einem Start und einem Ende einer Prozessüberwachungsausführung, einem Start und einem Ende einer Achsenoperation für eine Maschinendiagnose, einem Start und einem Ende eines fester-Zyklus-Betriebs und einem Start und einem Ende eines Ausstoßens des Schneidfluids sein. Dementsprechend können der Start und das Ende einer Programmausführung und der Programmname aufgezeichnet werden und dabei ein Bestimmen eines Namens eines derzeit ausgeführten Programms und der Ausführungszeit sichergestellt werden. Wenn die Zeitdauer von dem Start bis zu dem Ende der Prozessüberwachungsausführung aufgezeichnet werden kann, wird beispielsweise eine Referenzwellenform der Hauptspindellast während einer normalen Bearbeitung erzeugt, und die Hauptspindellast wird für eine Prozessüberwachung in regelmäßigen Zeitintervallen mit dem Referenzwert verglichen, und die Zeitreihendaten der Hauptspindellast in dem Prozessüberwachungsintervall können mit dem Referenzwert verglichen werden. Die während des Betriebs der Maschinendiagnose und des Ausstoßens des Schneidfluids aufgezeichneten Daten werden verwendet, um die Normalität in einer solchen Weise zu überprüfen, dass der Maximalwert der Zeitreihendaten der Vorschubachsenlast während des Betriebs der Maschinendiagnose mit dem Schwellwert verglichen wird, und die Zeitreihendaten der Durchflussmenge des Schneidfluids während des Ausstoßens des Schneidfluids mit dem Schwellwert verglichen werden. Die während dem fester-Zyklus-Betrieb aufgezeichneten Daten werden verwendet, um durch Überprüfen der Zeitreihendaten der als die Maschineninformation aufgezeichneten Position der Achse zu bestimmen, ob eine Bewegung wie erwartet ausgeführt wurde.
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Während die Daten in der oben beschriebenen Konfiguration unter Verwendung der Ereignisdaten gekürzt wurden, können die Daten nach einem Kürzen zusätzlich zwischen jeglichen vorgegebenen Zeitpunkten der Daten gekürzt werden, um die Daten einzuschränken. Eine Konfiguration einer Anzeige für den Monitor kann auch in geeigneter Weise geändert werden.
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Während der Monitor in dem NC-System in der oben beschriebenen Konfiguration beispielsweise die gekürzten Zeitreihendaten anzeigt, kann ein PC extern gespeicherte Zeitreihendaten über ein Netzwerk kürzen und die Zeitreihendaten auf dem Monitor des PC darstellen.
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Darüber hinaus kann ein an der Werkzeugmaschine montiertes Mikrofon oder einen Strom des Hauptspindel-/Vorschubachsenmotors für eine zu einem beliebigen vorgegebenen Zeitpunkt aufgezeichnete Information verwendet werden. Die beliebige vorgegebene Aufzeichnungszeit kann auch in Abständen in einem gewissen Zeitintervall sein.
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Es wird ausdrücklich festgestellt, dass beabsichtigt ist, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale separat und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbart sind. Es wird ausdrücklich festgestellt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung, insbesondere als Grenzen von Wertebereichen, jeden möglichen Zwischenwert oder jede Zwischeneinheit offenbaren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3333637 [0003]
- JP 2011-118840 A [0004]
- JP 4087374 [0005]
