DE102017008585B4

DE102017008585B4 - Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung, Ölnebel-Managementsystem und Ölnebel-Mangementverfahren

Info

Publication number: DE102017008585B4
Application number: DE102017008585.4A
Authority: DE
Inventors: Daisuke NAKANISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: CN107807616B; JP6523230B2; US20180073563A1; JP2018040756A; CN107807616A; US10458475B2; DE102017008585A1

Abstract

Ein Ölnebel-Managementsystem (10) umfasst eine Werkzeugmaschine (16), eine Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung (18) zum Messen der Konzentration von Ölnebel und einen Durchflussmesser (24) zum Erfassen der Durchflussmenge von Kühlmenge in jedem einer Vielzahl von Bereichen (A bis F). Eine Datenverarbeitungsvorrichtung (26) ermittelt, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen (A bis F) normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Konzentration des Ölnebels und der Durchflussmenge von Kühlmittel in jedem der Vielzahl von Bereichen (A bis F) und identifiziert einen abnormalen Bereich. Ferner benachrichtigt das Ölnebel-Managementsystem (10) einen Benutzer über den abnormalen Bereich durch eine Ausgabevorrichtung (28).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung, ein Ölnebel-Managementsystem und ein Ölnebel-Managementverfahren zum Managen eines Zustands eines in einer Fabrik erzeugten Ölnebels.
Beschreibung des Stands der Technik:

Werkzeugmaschinen (Metallbearbeitungsmaschinen) zur Metallbearbeitung werden zum Blasen von Schneidflüssigkeit auf Werkstücke in der Bearbeitung (Schneiden) usw. verwendet, um dadurch beispielsweise die Schmierleistung der Werkzeuge zu verbessern, das Erzeugen von Staub zu vermeiden und die Werkzeuge und/oder die Werkstücke zu kühlen. Daher wird Ölnebel (Schneidflüssigkeit in der Form von Nebel) in der Luft um die Werkzeugmaschine verteilt. Da dieser Ölnebel zu Betriebsstörungen beispielsweise in der Antriebssteuerung der Vorrichtung führen kann, ist es wünschenswert, den Ölnebel so weit wie möglich zu beseitigen.
Beispielsweise offenbart das Dokument JP 2016 - 064 482 A (in deutscher Sprache veröffentlicht als Dokument DE 10 2015 115 752 A1 ) eine Werkzeugmaschine, bei der die Konzentration des Ölnebels in einer Steuerkonsole der Werkzeugmaschine gemessen und die Konzentration des Ölnebels auf der Basis des Messergebnisses angepasst wird.
Weiter wird eine Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung durch das Dokument „LubriMist Model IVT Oil Mist Generating System Installation and Operating Manual (2007)“ offenbart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer Metallbearbeitungsfabrik ist normalerweise eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen vorhanden und es werden verschiedene Arten von Bearbeitung von den Werkzeugmaschinen durchgeführt. Die Menge der von der Werkzeugmaschine verwendeten Schneidflüssigkeit kann je nach Art der von der Werkzeugmaschine durchgeführten Bearbeitung variieren. Daher ist durch den von den Werkzeugmaschinen verteilten schwebenden Ölnebel die Ölnebelkonzentration in ein einigen Bereichen hoch und die Ölnebelkonzentration ist in einigen anderen Bereichen in der Fabrik niedrig. Zum Erzielen einer Verbesserung in der Arbeitsumgebung in der Fabrik ist es wesentlich, Bereiche in der Fabrik zu ermitteln, in denen die Lüftungsleistung niedrig ist und die Konzentration des Ölnebels dazu neigt, hoch zu werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorhergehenden Umstände entwickelt und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen einer Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung, eines Ölnebel-Managementsystems und eines Ölnebel-Managementverfahrens, die es ermöglichen, eine Verbesserung in der Arbeitsumgebung in einer Fabrik durch geeignetes Identifizieren des Zustands der Ölnebelverteilung in einer Vielzahl von Bereichen Bereich für Bereich zu erzielen.
Zum Erfüllen der vorhergehenden Aufgabe umfasst eine Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine zum Erfassen einer Zustandsmenge in Bezug auf einen Betriebszustand einer in jedem einer Vielzahl von Bereichen angeordneten Maschine ausgebildete Zustandsmengen-Erfassungseinheit, eine zum Erfassen einer in jedem der Vielzahl von Bereichen gemessenen Konzentration von Ölnebel ausgebildete Konzentrationserfassungseinheit, eine zum Identifizieren, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine in jedem der Vielzahl von Bereichen und der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Identifizierungseinheit, und eine zum Benachrichtigen eines Benutzers über einen abnormalen Bereich, der von der Identifizierungseinheit als abnormal identifiziert wurde, ausgebildete Benachrichtigungsverarbeitungseinheit.
In der vorhergehenden Struktur kann die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung geeigneterweise den Zustand der Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen Bereich für Bereich auf der Basis der von der Zustandsmengen-Erfassungseinheit ermittelten Zustandsmenge der Maschine und der von der Konzentrationserfassungseinheit ermittelten Konzentration des Ölnebels spezifizieren. Das heißt, dass normalerweise, wenn die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine groß ist, da eine große Menge von Ölnebel verteilt wird, die Konzentration des Ölnebels hoch wird. Wenn aber die Zustandsmenge klein ist und die Konzentration des Ölnebels in einem Bereich hoch ist, kann angenommen werden, dass die Konzentration des Ölnebels aufgrund der niedrigen Lüftungsleistung im Bereich angestiegen ist. Somit kann die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung geeigneterweise den abnormalen Bereich zusammen mit Faktoren für die hohe Ölnebelkonzentration erkennen und die Benachrichtigungsverarbeitungseinheit kann den Benutzer über diesen abnormalen Bereich benachrichtigen. Auf diese Weise kann der Benutzer eine Verbesserung in der Arbeitsumgebung in der Fabrik erzielen. Beispielsweise ist eine Verbesserung in der Betriebseffizienz der Fabrik zu erwarten.
In diesem Fall kann als die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine die Identifizierungseinheit die zum Zeitpunkt des Betriebs der Maschine verwendete Durchflussmenge von Kühlmittel verwenden.
Die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung verwendet die Durchflussmenge des Kühlmittels als die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine. Da die Durchflussmenge des Kühlmittels stark mit der Menge des erzeugten Ölnebels korreliert, kann der abnormale Bereich noch genauer identifiziert werden.
Zusätzlich zur vorhergehenden Struktur umfasst vorzugsweise die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung ferner eine zum Berechnen der Gesamtmenge des Kühlmittels während des Betriebs der Maschine auf der Basis der von einem Durchflussmesser ermittelten Durchflussmenge des Kühlmittels ausgebildete Gesamtmengen-Berechnungseinheit und eine zum Berechnen der Durchschnittsdurchflussmenge des von der Maschine verwendeten Kühlmittels auf der Basis der Gesamtmenge und eines Zeitraums, über den die Maschine betrieben wird, ausgebildete Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungseinheit, und die Identifizierungseinheit verwendet die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels als die Zustandsmenge der Maschine in jedem der Vielzahl von Bereichen.
Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Maschine hoch ist, wird, da eine große Menge von Kühlmittel verwendet wird, die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels groß. Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Maschine hingegen niedrig ist, wird, da eine kleine Menge von Kühlmittel verwendet wird, die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels klein. Das heißt, da die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung die Durchschnittsdurchflussmenge verwendet, die stärker mit der Ölnebelkonzentration korreliert, kann der abnormale Bereich genauer identifiziert werden.
Diesbezüglich kann die Identifizierungseinheit eine zum Ermitteln einer relativen Konzentrationsstufe in Bezug auf die Konzentration des Ölnebels aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit umfassen.
Ferner ermittelt die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung die relative Konzentrationsstufe aus der Vielzahl von Bereichen durch die Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit. Somit kann die relative Differenz in der Ölnebelkonzentration Bereich für Bereich erkannt werden. Dadurch kann ein abnormaler Bereich einfach identifiziert werden.
Ferner kann die Identifizierungseinheit eine zum Ermitteln einer relativen Zustandsmengenstufe in Bezug auf die Zustandsmenge aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Zustandsmengenstufen-Ermittlungseinheit umfassen.
Ferner ermittelt die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung die relative Durchflussmengenstufe aus der Vielzahl von Bereichen durch die Zustandsmengenstufen-Ermittlungseinheit. Somit kann die relative Differenz in der Zustandsmenge der Maschine Bereich für Bereich erkannt werden. Dadurch kann durch Verwenden der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe in Kombination der abnormale Bereich noch einfacher identifiziert werden.
Ferner umfasst die Identifizierungseinheit vorzugsweise eine zum Vergleichen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe ausgebildete Stufenvergleichseinheit, um dadurch einen Bereich mit einer Übereinstimmung oder einer Nichtübereinstimmung zwischen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe zu extrahieren und zu ermitteln, dass der Bereich mit der Nichtübereinstimmung der abnormale Bereich ist.
Wenn eine Nichtübereinstimmung zwischen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe vorliegt, unterscheidet sich die Lüftungsleistung eines Bereichs mit der Nichtübereinstimmung von der Lüftungsleistung der anderen Bereiche, in denen die Konzentrationsstufe mit der Durchflussmengenstufe übereinstimmt. Somit kann die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung einfach die Differenz in der Lüftungsleistung Bereich für Bereich erkennen.
Wenn ferner ein Bereich vorhanden ist, in dem die Zustandsmengenstufe niedriger als die Konzentrationsstufe, kann die Stufenvergleichseinheit identifizieren, dass die Lüftungsleistung des Bereichs niedrig ist.
Wenn die Zustandsmengenstufe niedriger ist als die Konzentrationsstufe in einem Bereich, obwohl die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine klein ist, ist die Konzentration des Ölnebels im Bereich hoch. Somit kann die Stufenvergleichseinheit einfach und zuverlässig erkennen, dass die Lüftungsleistung niedrig ist.
Vorzugsweise umfasst die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung ferner eine zum Ermitteln, ob die von der Konzentrationserfassungseinheit erfasste Konzentration des Ölnebels höher ist als ein Schwellenwert, der vorab festgelegt wurde, ausgebildete Ermittlungseinheit, und wenn die Ermittlungseinheit ermittelt, dass ein Bereich vorhanden ist, in dem die Konzentration des Ölnebels höher ist als der Schwellenwert, identifiziert die Identifizierungseinheit, dass der Bereich der abnormale Bereich ist.
Die Ermittlungseinheit kann ermitteln, dass die Konzentration des Ölnebels in einem gewissen Umfang erhöht ist, und somit kann der Benutzer die relative Differenz in der Lüftungsleistung Bereich für Bereich noch genauer erkennen.
Ferner umfasst zum Erfüllen der vorhergehenden Aufgabe ein Ölnebel-Managementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine in jedem einer Vielzahl von Bereichen angeordnete Maschine, eine in jedem der Vielzahl von Bereichen angeordnete und zum Erfassen einer Zustandsmenge in Bezug auf einen Betriebszustand der Maschine ausgebildete Erfassungsvorrichtung, eine in jedem der Vielzahl von Bereichen angeordnete und zum Messen der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Konzentrationsmessvorrichtung, eine zum Identifizieren, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine in jedem der Vielzahl von Bereichen und der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung, und eine zum Benachrichtigen eines Benutzers über einen abnormalen Bereich, der von der Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung als abnormal identifiziert wurde, ausgebildete Ausgabevorrichtung.
Ferner wird zum Erfüllen der vorhergehenden Aufgabe ein Ölnebel-Managementverfahren zum Managen des Ölnebels in einer Fabrik mit einer Maschine in jedem einer Vielzahl von Bereichen durch eine Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst einen Zustandsmengen-Erfassungsschritt zum Erfassen einer Zustandsmenge in Bezug auf einen Betriebszustand der in jedem der Vielzahl von Bereichen angeordneten Maschine, einen Messdaten-Erfassungsschritt zum Erfassen der in jedem der Vielzahl von Bereichen gemessenen Konzentration von Ölnebel, einen Datenverarbeitungsschritt zum Identifizieren, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine in jedem der Vielzahl von Bereichen und der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen, und einen Benachrichtigungsschritt zum Benachrichtigen eines Benutzers über einen abnormalen Bereich, der im Datenverarbeitungsschritt als abnormal identifiziert wurde.
In der Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung, im Ölnebel-Managementsystem und im Ölnebel-Managementverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch geeignetes Ermitteln des Zustands der Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen Bereich für Bereich eine Verbesserung in der Arbeitsumgebung in der Fabrik vereinfacht werden.
Die vorhergehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in der eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch illustrative Beispiele dargestellt ist, klarer.
Figurenliste

1 zeigt eine Ansicht zur schematischen Darstellung der Gesamtstruktur eines Ölnebel-Managementsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm bei Betrieb des Ölnebel-Managementsystems in 1.
3A zeigt eine Tabelle zur Darstellung einer Weise zum Ermitteln der Stufen der Ölnebelkonzentration durch eine Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit.
3B zeigt eine Tabelle zur Darstellung einer Weise zum Ermitteln der Stufen der durchschnittlichen Durchflussmenge von Kühlmittel durch eine Durchflussmengenstufen-Ermittlungseinheit.
3C zeigt eine Tabelle zur Darstellung eines Vergleichs zwischen der Konzentrationsstufe und der Durchflussmengenstufe durch eine Stufenvergleichsei n heit.
4 zeigt ein Fließbild zur Darstellung eines Prozessablaufs einer Datenverarbeitungsvorrichtung von 2. 5 zeigt ein Fließbild zur Darstellung einer Datenverarbeitungs-Teilroutine von 4.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung, eines Ölnebel-Managementsystems und eines Ölnebel-Managementverfahrens ausführlich in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 dargestellt wird ein Ölnebel-Managementsystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Metallbearbeitungsfabrik 12 (nachfolgend einfach als die Fabrik 12 bezeichnet) bereitgestellt. Das Ölnebel-Managementsystem 10 wird als ein System zum Überwachen des Zustands von in einem Bearbeitungsraum 14 der Fabrik 12 schwebenden Ölnebels bereitgestellt. Insbesondere erkennt das Ölnebel-Managementsystem 10 den Verteilungszustand des Ölnebels im Bearbeitungsraum 14 Bereich für Bereich und erkennt die Differenz in der Lüftungsleistung zwischen den Bereichen, um die Verbesserung der Arbeitsumgebung zu vereinfachen.
Im Bearbeitungsraum 14 der Fabrik 12 ist beispielsweise eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen (Maschinen) 16 (Metallbearbeitungsvorrichtungen) angeordnet. Jede der Werkzeugmaschinen 16 schneidet Metallmaterial in Werkstücke mit vorgegebenen Formen unter Steuerung einer Steuervorrichtung 16a. Wie zuvor beschrieben wird zum Zeitpunkt des Bearbeitens (Schneidens) die von den Werkzeugmaschinen 16 verwendete Schneidflüssigkeit usw. zu Ölnebel verteilt oder gestreut und der Ölnebel schwebt im Bearbeitungsraum 14. Das Ölnebel-Managementsystem 10 unterteilt den Bearbeitungsraum 14 in eine Vielzahl von (sechs, in 1) Bereichen und überwacht den schwebenden Ölnebel. Nachfolgend sind zum einfacheren Erläutern die Buchstaben A bis F jeweils den sechs Bereichen zugewiesen. Diese Bereiche sind jeweils als der Bereich A, der Bereich B, der Bereich C, ... bezeichnet.
Als ein Verfahren zum Unterteilen des Bearbeitungsraums 14 in die Vielzahl von Bereichen A bis F wird der Bearbeitungsraum 14 beispielsweise in Bereiche für jede der Werkzeugmaschinen 16 unterteilt. Alternativ kann, wenn der Bearbeitungsraum 14 durch Wände, Kunstharztafeln o. Ä. in Räume unterteilt ist, jeder der unterteilten Räume als ein Bereich betrachtet werden. Alternativ kann, selbst wenn der Bearbeitungsraum 14 räumlich nicht unterteilt ist, der Bearbeitungsraum 14 virtuell in die Bereiche A bis F unterteilt sein, die rechteckige (oder quadratische) Bereiche mit einer vorgegebenen Größe sind.
Jeder der Bereiche A bis F ist mit einer oder mehreren Werkzeugmaschinen 16 und einer Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 ausgestattet. In diesem Fall können verschiedene Arten von Werkzeugmaschinen 16 in den Bereichen A bis F angeordnet sein. Alternativ kann die gleiche Art von Werkzeugmaschinen 16 in den Bereichen A bis F angeordnet sein. In der folgenden Beschreibung ist der gleiche Typ von Werkzeugmaschinen 16 in den Bereichen A bis F angeordnet. Die Arten der Werkzeugmaschinen 16 sind aber nicht beschränkt, solange eine oder mehrere Werkzeugmaschinen vorhanden sind, die einen Bearbeitungsvorgang in der Umgebung durchführen, in welcher der Ölnebel verteilt ist.
Jeder der Bereiche A bis F ist mit einem Kühlmitteltank 20 zum Speichern von als Schneidöl während des Bearbeitungsvorgangs der Werkzeugmaschinen 16 verwendetem Kühlmittel (Kühlmedium) ausgestattet. Die Werkzeugmaschine 16 und der Kühlmitteltank 20 sind durch ein Rohr 22 verbunden. Ein Durchflussmesser 24 zum Erfassen der Durchflussmenge (Zufuhrmenge) des Kühlmittels ist an einer Zwischenposition des Rohrs 22 angeordnet. Wenn eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen 16 in einem Bereich angeordnet ist, muss das Kühlmittel für die Vielzahl von Werkzeugmaschinen 16 zusammen in einem Kühlmitteltank 20 gespeichert werden und der Durchflussmesser 24 muss zum Erfassen der Gesamtdurchflussmenge des Kühlmittels für die Vielzahl von Werkzeugmaschinen 16 ausgebildet sein. Alternativ können der Kühlmitteltank 20 und der Durchflussmesser 24 für jede der Vielzahl von Werkzeugmaschinen 16 vorhanden sein und es können Erfassungswerte der jeweiligen Durchflussmesser 24 zusammen von einem Computer (nicht dargestellt) verwaltet werden.
Ferner ist in der Fabrik 12 (beispielsweise im Managementraum) eine Datenverarbeitungsvorrichtung 26 (Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung) vorhanden. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 führt eine Informationskommunikation durch Kommunikationsmittel wie ein LAN zwischen der Werkzeugmaschine 16, der Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 und dem Durchflussmesser 24 in jedem der Bereiche A bis F durch. Ferner ist die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 mit einer Ausgabevorrichtung 28 verbunden. Die Ausgabevorrichtung 28 liefert Informationen für einen Benutzer, der die Fabrik 12 verwaltet. Beispiele für die Ausgabevorrichtung 28 umfassen einen Monitor und/oder einen Lautsprecher und ein in jedem der Bereiche angeordnetes Benachrichtigungslicht.
Die in jedem der Bereiche A bis F angeordnete Werkzeugmaschine 16 wird zum Bearbeiten von Metallmaterial verwendet und umfasst die zuvor beschriebene Steuervorrichtung 16a und eine Antriebseinheit 16b zum Antreiben eines Werkzeugs mit einem Servomotor oder einem Linearmotor. Die Steuervorrichtung 16a steuert den Betrieb eines Werkzeugs (Antriebseinheit 16b) auf der Basis eines intern gespeicherten Bearbeitungsprogramms und formt ein Werkzeug zu einer vorgegebenen Form.
Ein Ende des Rohrs 22 ist mit der Werkzeugmaschine 16 verbunden und das andere Ende des Rohrs 22 ist mit dem Kühlmitteltank 20 verbunden. Zum Zeitpunkt des Bearbeitungsvorgangs wird das Kühlmittel vom Kühlmitteltank 20 zur Werkzeugmaschine 16 über das Rohr 22 zugeführt. Die Werkzeugmaschine 16 führt einen Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück durch, während das Kühlmittel als die Schneidflüssigkeit auf das Werkstück geblasen wird. Der Kühlmitteltank 20, das Rohr 22 und der Durchflussmesser 24 können in der Werkzeugmaschine 16 angeordnet sein.
Ein Speicherbad wird als der Kühlmitteltank 20 verwendet. Das Speicherbad weist ein ausreichendes Volumen zum Speichern des Kühlmittels auf. Ferner weist der Kühlmitteltank 20 eine von der Steuervorrichtung 16a der Werkzeugmaschine 16 angetriebene Pumpe (nicht dargestellt) auf. Durch Verwenden der Pumpe kann eine richtige Menge von Kühlmittel der Werkzeugmaschine 16 zugeführt werden.
Der Durchflussmesser 24 erfasst die Menge von vom Kühlmitteltank 20 zur Werkzeugmaschine 16 fließender Flüssigkeit. Dieser Durchflussmesser 24 ist eine zum Erfassen der Durchflussmenge (Zufuhrmenge) des Kühlmittels als eine Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Werkzeugmaschine 16 ausgebildete Erfassungsvorrichtung. Der Typ des Durchflussmessers 24 ist nicht spezifisch beschränkt, solange der Durchflussmesser 24 die Durchflussmenge des Kühlmittels messen kann. Als Durchflussmesser 24 können ein elektromagnetischer Durchflussmesser, ein Durchflussmesser in Differenzdruckausführung, ein Ultraschall-Durchflussmesser, ein Coriolis-Durchflussmesser usw. verwendet werden.
Ferner ist eine Durchflussmengen-Integriereinheit 30 (Einheit zum Berechnen der integrierten Menge: siehe 2) zum Integrieren der Durchflussmenge des erfassten Kühlmittels im Durchflussmesser 24 angeordnet. Die Durchflussmengen-Integriereinheit 30 wird betrieben, wenn die Werkzeugmaschine 16 angetrieben wird. Bei Beginn des Bearbeitungsbetriebs wird die Durchflussmenge (Menge) des von der Werkzeugmaschine 16 während des Betriebs gebrauchte Kühlmittels integriert, um die integrierte Menge des Kühlmittels während des Betriebs zu berechnen. Anschließend sendet auf der Basis eines Befehls von der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 der Durchflussmesser 24 die von der Durchflussmengen-Integriereinheit 30 berechneten integrierten Mengendaten Di an die Datenverarbeitungsvorrichtung 26. Die Durchflussmengen-Integriereinheit 30 kann auf der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 und der Steuervorrichtung 16a der Werkzeugmaschine 16 angeordnet sein.
Ferner misst die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 in jedem der Bereiche A bis F die Konzentration des verteilten und um diese Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 schwebenden Ölnebels und sendet die Messdaten Dm (Ölnebelkonzentration) an die Datenverarbeitungsvorrichtung 26. Die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 kann im Wesentlichen an einer beliebigen Position im Bereich zur Installation der Werkzeugmaschine 16 angeordnet sein. Vorzugsweise sollte aber die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 an einer Position angrenzend an die Werkzeugmaschine 16 im gleichen Bereich oder an einer Position, in dem die Lüftungsleistung erwartungsgemäß niedrig ist, angeordnet sein.
Gemäß einem möglichen Prinzip der Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 dieses Typs wird den Ölnebel enthaltende Luft dieser zugeführt und der zugeführte Ölnebel wird elektrisiert, so dass der Nebel von einem piezoelektrischen Element angezogen wird. Auf der Basis der resultierenden Frequenzänderung des piezoelektrischen Elements zu diesem Zeitpunkt wird die Konzentration zu einen numerischen Wert verarbeitet. Alternativ kann gemäß einem anderen möglichen Prinzip der Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 ein Filter (nicht dargestellt) vorhanden sein und es wird die Gewichtsänderung des Filters gemessen, um die Konzentration des Ölnebels zu einen numerischen Wert zu verarbeiten. In einem weiteren Beispiel wird den Ölnebel enthaltende Luft zugeführt und der zugeführte Ölnebel wird mit einem Laser im optischen System bestrahlt, so dass der Laser gestreut wird. Auf der Basis des gestreuten Lichts wird die Konzentration zu einen numerischen Wert verarbeitet.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 erkennt den relativen Zustand des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen A bis F auf der Basis der Ölnebelkonzentration in jedem der Vielzahl von Bereichen A bis F und eine Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Werkzeugmaschine 16 in jedem der Vielzahl von Bereichen A bis F. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Werkzeugmaschine 16 die Durchflussmenge des Kühlmittels.
Beispielsweise wird als Datenverarbeitungsvorrichtung 26 ein Computer bestehend aus einem Prozessor, einer Ein-/Ausgabeschnittstelle (nicht dargestellt) und einem Speicher 32 (siehe 2) verwendet. Alternativ können ein Verwaltungscomputer und/oder ein Server, der die gesamte Fabrik 12 verwaltet, oder ein Steuerungscomputer usw., der den Zustand der Vielzahl von Werkzeugmaschinen 16 im Bearbeitungsraum 14 überwacht, als Datenverarbeitungsvorrichtung 26 verwendet werden. Ferner ist eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) mit der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 verbunden. Der Benutzer bedient die Eingabevorrichtung nach Bedarf und kann Details von Prozessen durch die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 und gespeicherte Daten durch die Ausgabevorrichtung 28 bereitstellen.
Ferner führt die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 eine Softwarefunktionseinheit, die den Zustand des Ölnebels in der Fabrik 12 überwacht, durch den Prozessor aus, der ein im Speicher 32 gespeichertes Steuerprogramm (nicht dargestellt) ausführt. Insbesondere führt wie in 2 dargestellt die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 eine Ölnebelkonzentrations-Erfassungseinheit 34, eine Ermittlungseinheit 36, eine Durchflussmengen-Erfassungseinheit 38 (Zustandsmengen-Erfassungseinheit), eine Zeiterfassungseinheit 40, eine Arbeitszeitraum-Berechnungseinheit 41, eine Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungseinheit 42, eine Vergleichsidentifizierungseinheit 44 (Identifizierungseinheit) und eine Benachrichtigungsverarbeitungseinheit 46 aus.
Die Ölnebelkonzentrations-Erfassungseinheit 34 empfängt Messdaten Dm des Ölnebels von der Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 in jedem der Bereiche A bis F. Eine Datenbank wird so erzeugt, dass die Bereiche A bis F mit den Ölnebelkonzentrationen verknüpft sind, und in einem Ölnebelkonzentrations-Speicherbereich 32a des Speichers 32 gespeichert. Beispielsweise erfasst die Ölnebelkonzentrations-Erfassungseinheit 34 die Messdaten Dm durch Bereitstellen eines Befehls für die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 in einem vorgegebenen Zeitraum. Zum Verbessern der Effizienz der Verarbeitung kann der Zeitraum geändert werden, beispielsweise durch Erfassen der Ölnebelkonzentration in einem kurzen Abtastzeitraum, wenn die Ölnebelkonzentration hoch ist, und Erfassen der Ölnebelkonzentration in einem langen Abtastzeitraum, wenn die Ölnebelkonzentration niedrig ist. Ferner kann die Ölnebelkonzentrations-Erfassungseinheit 34 automatisch Messdaten Dm von der Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 erhalten.
Die Ermittlungseinheit 36 ermittelt die im Speicher 32 gespeicherte Ölnebelkonzentration von jedem der Bereiche A bis F. Insbesondere liest die Ermittlungseinheit 36 auf der Basis der Erfassung der Messdaten Dm einen in einem Schwellenwert-Speicherbereich 32b des Speichers 32 gespeicherten Schwellenwert Th zum Ermitteln der Ölnebelkonzentration und die im Ölnebelkonzentrations-Speicherbereich 32a gespeicherte Ölnebelkonzentration und vergleicht anschließend den Schwellenwert Th mit der Ölnebelkonzentration. Der Schwellenwert Th wird vorab als ein gemittelter numerischer Wert der oberen Grenze der zulässigen Ölnebelkonzentration im gesamten Bearbeitungsraum 14 bestimmt. Beispielsweise werden 2,0 [mg/m³] als Schwellenwert Th bestimmt. Ferner kann der Schwellenwert Th für jeden der Bereiche entsprechend der Umgebung von jedem der Bereiche A bis F bestimmt werden.
Wenn die Ermittlungseinheit 36 ermittelt, dass die Ölnebelkonzentration in einem bestimmten Bereich höher ist als der Schwellenwert Th, setzt die Ermittlungseinheit 36 die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 in Betrieb, um eine Erkennungssteuerung zum Erkennen des Zustands des Ölnebels in jedem der Bereiche A bis F umzusetzen. Wenn die Ölnebelkonzentration dem Schwellenwert Th entspricht oder darunter liegt, wird keine Erkennungssteuerung umgesetzt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, wenn die Ölnebelkonzentration niedrig ist, der Ölnebel nicht wesentlich die Werkzeugmaschine 16 beeinflusst und es schwierig ist, den Unterschied der Lüftungsleistung Bereich für Bereich genau zu erkennen. Zum Zeitpunkt der Umsetzung der Erkennungssteuerung weist die Ermittlungseinheit 36 den Durchflussmesser 24 von jedem der Bereiche A bis F an, die integrierten Mengendaten Di des Kühlmittels an die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 zu senden.
Die Durchflussmengen-Erfassungseinheit 38 speichert die vom Durchflussmesser 24 ausgegebenen integrierten Mengendaten Di des Kühlmittels auf der Basis der Anweisung der zuvor beschriebenen Ermittlungseinheit 36 und speichert die integrierten Mengendaten Di in einem Speicherbereich für die integrierte Menge 32c des Speichers 32. Die Durchflussmengen-Erfassungseinheit 38 kann regelmäßig die integrierten Mengendaten Di des Durchflussmesser 24 unabhängig von der Verarbeitung durch die Ermittlungseinheit 36 erfassen und aktualisieren.
Wenn die Werkzeugmaschinen 16 in den Bereichen A bis F mit dem Bearbeitungsbetrieb beginnen, empfängt die Zeiterfassungseinheit 40 die Startzeit von jeder der Werkzeugmaschinen 16 und speichert die Startzeit in einem Zeitspeicherbereich 32d des Speichers 32. Ferner empfängt die Zeiterfassungseinheit 40 die Ermittlungszeit, wenn die Umsetzung der Erkennungssteuerung von der Ermittlungseinheit 36 ermittelt ist, und speichert die Ermittlungszeit im Zeitspeicherbereich 32d des Speichers 32.
Die Arbeitszeitraum-Berechnungseinheit 41 liest die im Speicher 32 gespeicherte Ermittlungszeit und Startzeit und zieht die Startzeit von der Ermittlungszeit ab, um dadurch den Arbeitszeitraum für jede der Werkzeugzeugmaschinen 16 der Bereiche A bis F zu berechnen, und speichert den Arbeitszeitraum im Zeitspeicherbereich 32d des Speichers 32. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Arbeitszeitraum in Minuten berechnet.
Für jeden der Bereiche A bis F berechnet die Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungseinheit 42 die Durchschnittsdurchflussmenge pro Zeiteinheit (pro Minute) des von den Werkzeugmaschinen 16 der Bereiche A bis F verbrauchten Kühlmittels auf der Basis der Ermittlung zur Umsetzung der Erkennungssteuerung durch die Ermittlungseinheit 36. Insbesondere wird die im Speicher 32 gespeicherte integrierte Menge des Kühlmittels durch den von der Zeiterfassungseinheit 40 berechneten Arbeitszeitraum geteilt, um dadurch die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels zu erhalten. Die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels wird für jede der Vielzahl von Bereichen A bis F berechnet. Wenn eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen 16 in einem Bereich angeordnet ist, wird die Durchschnittsdurchflussmenge von im Bereich verbrauchtem Kühlmittel berechnet. Die Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungseinheit 42 verknüpft die berechnete Durchschnittsdurchflussmenge in jedem der Bereiche A bis F mit jedem der Bereiche A bis F, um eine Datenbank zu erzeugen, und speichert die Datenbank in einem Durchschnittsdurchflussmengen-Speicherbereich 32e des Speichers 32.
Die Vergleichsidentifizierungseinheit 44 ist eine zum Lesen der im Speicher 32 gespeicherten Ölnebelkonzentration und Kühlmittel-Durchschnittsdurchflussmenge von jedem der Bereiche A bis F und Identifizierten des Unterschieds in der relativen Lüftungsleistung zwischen den Bereichen A bis F ausgebildete Funktionseinheit. Nachfolgend ist das Prinzip dieses Identifikationsprozesses beschrieben.
Normalerweise wird, je größer die Betriebsmenge (Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Werkzeugmaschine 16) wird, die Menge von von der Werkzeugmaschine 16 verbrauchter Schneidflüssigkeit größer. Somit nimmt ebenfalls die Menge von um die Werkzeugmaschine 16 verteiltem Ölnebel zu. Wenn hingegen die Betriebsmenge klein ist, da die Menge der von der Werkzeugmaschine 16 verbrauchten Schneidflüssigkeit klein wird, nimmt die Menge von um die Werkzeugmaschine 16 verteiltem Ölnebel ebenfalls ab. Die Lüftungsleistung im Bearbeitungsraum 14 wird aber durch eine Klimaanlage, die Anordnung (Positionen) der Werkzeugmaschinen 16 und eine Ölnebel-Entfernungsvorrichtung, Trennwände usw. beeinflusst. Daher neigt die Ölnebelkonzentration dazu, an einigen Positionen im Bearbeitungsraum 14 hoch zu werden wie zuvor beschrieben. Ferner kann sich die Lüftungsleistung im Bearbeitungsraum 14 einfach durch vorübergehendes Abstellen von Gepäck usw. darin ändern. Daher ist es wünschenswert, die Überwachung so weit wie möglich fortzusetzen, während die Fabrik 12 in Betrieb ist.
Diesbezüglich kann unter der Annahme, dass ein Bereich vorhanden ist, in dem eine große Menge von Ölnebel verteilt ist (das heißt die Konzentration des Ölnebels hoch ist), selbst wenn die Betriebsmenge der Werkzeugmaschine 16 klein ist, die Lüftungsleistung des Bereichs als niedrig betrachtet werden. Hingegen kann unter der Annahme, dass ein Bereich vorhanden ist, in dem eine kleine Menge von Ölnebel verteilt ist, selbst wenn die Betriebsmenge der Werkzeugmaschine 16 groß ist, die Lüftungsleistung des Bereichs als hoch betrachtet werden. Somit identifiziert auf der Basis der Ölnebelkonzentration und der Betriebsmenge der Werkzeugmaschine 16 das Ölnebel-Managementsystem 10 einen Bereich mit niedriger Lüftungsleistung.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Betriebsmenge der Werkzeugmaschine 16 durch die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels ermittelt, die mit der Ölnebelkonzentration stark korreliert. Das heißt, wenn die Betriebsmenge groß ist, ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Bearbeitung des Werkstücks hoch und es wird eine große Menge der Schneidflüssigkeit verbraucht. Somit wird die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels groß. Wenn hingegen die Betriebsmenge klein ist, ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Bearbeitung des Werkstücks niedrig und es wird eine kleine Menge der Schneidflüssigkeit verbraucht. Somit wird die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels klein.
Vor diesem Hintergrund prüft das Ölnebel-Managementsystem 10 Bereich für Bereich, ob der Wert der Ölnebelkonzentration mit dem Wert der Durchschnittsdurchflussmenge übereinstimmt. Auf diese Weise kann das Ölnebel-Managementsystem 10 den Zustand der Ölnebelverteilung erkennen. Daher sind zum Zeitpunkt der Umsetzung der Erkennungssteuerung eine Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit 50, eine Durchflussmengenstufen-Ermittlungseinheit 52 (Zustandsmengenstufen-Ermittlungseinheit) und Stufenvergleichseinheit 54 in der Vergleichsidentifizierungseinheit 44 angeordnet.
Die Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit 50 liest die im Speicher 32 gespeicherte Datenbank der Ölnebelkonzentration von jedem der Bereiche A bis F und ermittelt die Rangordnung der Ölnebelkonzentrationen der Bereiche. Beispielsweise wird wie in 3A dargestellt angenommen, dass die Konzentrationsdaten des Bereichs A 3,0 [mg/m³] betragen, die Konzentrationsdaten des Bereichs B 2,5 [mg/m³] betragen, die Konzentrationsdaten des Bereichs C 2,0 [mg/m³] betragen, die Konzentrationsdaten des Bereichs D 1,5 [mg/m³] betragen, die Konzentrationsdaten des Bereichs E 1,0 [mg/m³] betragen und die Konzentrationsdaten des Bereichs F 0,5 [mg/m³] betragen. In diesem Fall liefert die Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit 50 Stufe 1 bis 6 in der Reihenfolge von A bis F.
Die Durchflussmengenstufen-Ermittlungseinheit 52 liest die im Speicher 32 gespeicherte Datenbank der Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels der Bereiche A bis F und ermittelt die Stufenordnung der Kühlmittel-Durchschnittsdurchdurchflussmengen der Bereiche. Beispielsweise wird wie in 3B dargestellt angenommen, dass die Durchschnittsdurchflussmengen-Daten im Bereich A 10 [L/min] betragen, die Durchschnittsdurchflussmengen-Daten im Bereich B 30 [L/min] betragen, die Durchschnittsdurchflussmengen-Daten im Bereich C 5 [L/min] betragen, die Durchschnittsdurchflussmengen-Daten im Bereich D 20 [L/min] betragen, die Durchschnittsdurchflussmengen-Daten im Bereich E 3 [L/min] betragen und die Durchschnittsdurchflussmengen-Daten im Bereich F 1 [L/min] betragen. In diesem Fall ermittelt die Durchflussmengenstufen-Ermittlungseinheit 52, dass der Bereich B mit der größten Durchschnittsdurchflussmenge die erste Stufe einnimmt, der Bereich D mit der zweitgrößten Durchschnittsdurchflussmenge die zweite Stufe einnimmt, der Bereich A mit der drittgrößten Durchschnittsdurchflussmenge die dritte Stufe einnimmt, der Bereich C mit der viertgrößten Durchschnittsdurchflussmenge die vierte Stufe einnimmt, der Bereich E mit der fünftgrößten Durchschnittsdurchflussmenge die fünfte Stufe einnimmt und der Bereich F mit der sechstgrößten Durchschnittsdurchflussmenge die sechste Stufe einnimmt.
Wie in 3C dargestellt vergleicht die Stufenvergleichseinheit 54 die durch die Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit 50 ermittelten Stufen der Ölnebelkonzentration der Bereiche A bis F mit den durch die Durchflussmengenstufen-Ermittlungseinheit 52 ermittelten Stufen der Durchschnittsdurchflussmenge der Bereiche A bis F, um dadurch den Bereich / die Bereiche mit der niedrigen Lüftungsleistung zu identifizieren. Anschließend wird die Stufe der Ölnebelkonzentration in jedem der Bereiche A bis F als Konzentrationsstufe bezeichnet und die Stufe der Kühlmittel-Durchschnittsdurchflussmenge in jedem der Bereiche A bis F wird als Durchflussmengenstufe (Zustandsmengenstufe) bezeichnet.
Insbesondere identifiziert die Stufenvergleichseinheit 54 einen Bereich, in dem die Durchflussmengenstufe niedriger ist als die Konzentrationsstufe (das heißt einen Bereich, in dem Konzentrationsstufe < Durchflussmengenstufe in den numerischen Werten der Stufen). Im dargestellten Beispiel werden wie durch Sternchen (*) angezeigt die Bereiche A und C identifiziert. Das heißt der Bereich, in dem die Durchflussmengenstufe niedriger ist als die Konzentrationsstufe, ist ein Bereich, in dem eine große Menge von Ölnebel vorhanden ist, obwohl die Betriebsmenge der Werkzeugmaschine 16 klein ist. Somit kann angenommen werden, dass der Bereich ein abnormaler Bereich mit niedriger Lüftungsleistung ist. Ferner wird angenommen, dass ein Bereich, in dem die Durchflussmengenstufe gleich der Konzentrationsstufe ist (Konzentrationsstufe = Durchflussmengenstufe), ein Bereich mit normalem Verhältnis zwischen der Betriebsmenge der Werkzeugmaschine 16 und der Ölnebelkonzentration ist. Bei Identifizieren des Bereichs / der Bereiche mit der niedrigen Lüftungsleistung durch den zuvor beschriebenen Vergleich sendet die Stufenvergleichseinheit 54 das Identifikationsergebnis an die Benachrichtigungsverarbeitungseinheit 46.
Die Stufenvergleichseinheit 54 kann einen Bereich identifizieren, in dem die Konzentrationsstufe zum Zeitpunkt des Vergleichs höher ist als die Durchflussmengenstufe (Konzentrationsstufe > Durchflussmengenstufe), und den Bereich mit hoher Lüftungsleistung als einen abnormalen Bereich erkennen. Somit kann das Ölnebel-Managementsystem 10 den Benutzer des Bereichs mit der hohen Lüftungsleistung benachrichtigen und den Benutzer auffordern, eine geeignete Aktion durchzuführen (beispielsweise Verbesserung der Klimaanlage), um dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Ölnebelkonzentration im gesamten Bearbeitungsraum 14 zu erzielen.
Wenn die Benachrichtigungsverarbeitungseinheit 46 von der Vergleichsidentifizierungseinheit 44 Informationen empfängt, dass ein Bereich mit niedriger Lüftungsleistung identifiziert wurde, gibt die Benachrichtigungsverarbeitungseinheit 46 eine Benachrichtigung, dass der Bereich eine niedrige Lüftungsleistung aufweist, durch die Ausgabevorrichtung 28 aus. Beispielsweise erzeugt die Benachrichtigungsverarbeitungseinheit 46 eine Abnormalitätsauftritt-Bildinformation zur Anzeige an einem Monitor der Ausgabevorrichtung 28. Diese Abnormalitätsauftritt-Bildinformation umfasst eine Karte und eine Vielzahl von Bereichen im Bearbeitungsraum 14. Beispielsweise erhält durch Anzeigen des Bereichs / der Bereiche mit niedriger Lüftungsleistung aus der Vielzahl von Bereichen in Warnfarben oder auf eine blinkende Weise der Benutzer, der den Monitor überwacht, eine Warnung, um die Aufmerksamkeit des Benutzers auf sich zu lenken. Ferner kann die Ausgabevorrichtung 28 einen Alarm in Bezug auf den Bereich mit der niedrigen Lüftungsleistung durch einen Lautsprecher oder eine Benachrichtigungsleuchte ausgeben.
Das Ölnebel-Managementsystem 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist im Wesentlichen den Aufbau wie zuvor beschrieben auf. Nachfolgend sind die Wirkungen und Vorteile des Ölnebel-Managementsystems 10 beschrieben.
Zum Zeitpunkt des Betriebs der Fabrik 12 wird der Betrieb der Werkzeugmaschine 16, der Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 und des Durchflussmessers 24 vom Benutzer Bereich für Bereich gestartet. Daher wird die Werkzeugmaschine 16 in einen Zustand versetzt, in der mit der Bearbeitung begonnen werden kann, und die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 wird in einen Zustand versetzt, in dem die Ölnebelkonzentration um die Vorrichtung herum gemessen werden kann. Der Durchflussmesser 24 wird in einen Zustand versetzt, in dem das Durchflussvolumen des von der Werkzeugmaschine 16 verbrauchten Kühlmittels integriert werden kann. Ferner setzt das Ölnebel-Managementsystem 10 die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 in Betrieb, um die Steuerung zum Erkennen des Zustands des im Bearbeitungsraum 14 schwebenden Ölnebels umzusetzen.
Wie in 4 dargestellt empfängt die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 Informationen zum Startsignal und zum Startzeitpunkt nach Starten des Betriebs von der Werkzeugmaschine 16 des Bereichs, in dem der Bearbeitungsbetrieb gestartet wurde (Schritt S1). Als ein Ergebnis erkennt die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 den Betrieb der Werkzeugmaschine 16 in jedem der vorab durch Unterteilen des Bearbeitungsraums 14 definierten Bereiche A bis F und die Zeiterfassungseinheit 40 speichert die empfangene Startzeit im Speicher 32.
Danach gibt die Ölnebelkonzentrations-Erfassungseinheit 34 einen Sendebefehl für die Messdaten Dm zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt an die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 in jedem der Bereiche A bis F aus (Schritt S2). Auf der Basis dieses Befehls misst die Ölnebelkonzentrations-Messvorrichtung 18 die Ölnebelkonzentration und gibt die Messdaten Dm aus. Somit empfängt die Ölnebelkonzentrations-Erfassungseinheit 34 die Messdaten Dm (Schritt S3: Messdaten-Erfassungsschritt) und speichert die Messdaten Dm im Speicher 32 als Ölnebelkonzentration.
Die Ermittlungseinheit 36 der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 vergleicht die empfangene Ölnebelkonzentration mit einem Schwellenwert Th, der vorab gespeichert wurde, und ermittelt, ob die Ölnebelkonzentration größer ist als der Schwellenwert Th oder nicht (Schritt S4). Wenn die Ölnebelkonzentration dem Schwellenwert Th entspricht oder diesen unterschreitet, kehrt die Routine zu Schritt S2 zurück. Wenn Ölnebelkonzentration höher als der Schwellenwert Th ist, fährt die Steuerung mit Schritt S5 fort, in dem die Erkennungssteuerung zum Erkennen des Zustands des Ölnebels von jedem der Bereiche A bis F durchgeführt wird.
In Schritt S5 gibt die Ermittlungseinheit 36 einen Sendebefehl der integrierten Mengendaten Di des Kühlmittels an den Durchflussmesser 24 von jedem der Bereiche A bis F aus. Der Durchflussmesser 24 von jedem der Bereiche A bis F erfasst die Durchflussmenge des Kühlmittels während des Betriebs der Werkzeugmaschine 16 und die Durchflussmengen-Integriereinheit 30 berechnet die Integrationsdaten des Kühlmittels. Daher empfängt die Durchflussmengen-Erfassungseinheit 38 der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 die integrierten Mengendaten Di des Kühlmittels vom Durchflussmesser 24 von jedem der Bereiche A bis F (Schritt S6: Zustandsmengen-Erfassungsschritt).
Ferner empfängt die Zeiterfassungseinheit 40 die Ermittlungszeit von der Ermittlungseinheit 36 und speichert die Ermittlungszeit im Speicher 32 (Schritt S7). Anschließend setzt die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 eine Datenverarbeitungs-Unterroutine zum Erkennen des Zustands des Ölnebels in jedem der Bereiche A bis F um (Schritt S8: Datenverarbeitungsschritt).
Wie in 5 dargestellt berechnet in der Datenverarbeitungs-Unterroutine die Arbeitszeitraum-Berechnungseinheit 41 zunächst den Arbeitszeitraum der Werkzeugmaschine 16 von jedem der Bereiche A bis F auf der Basis der Startzeit und der Ermittlungszeit der Werkzeugmaschine 16 (Schritt S11). Danach berechnet die Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungseinheit 42 die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels von jedem der Bereiche A bis F auf der Basis der in Schritt S6 erfassten integrierten Mengendaten Di des Kühlmittels und des von der Zeiterfassungseinheit 40 in Schritt S7 berechneten Arbeitszeitraums (Schritt S12).
Anschließend ermittelt die Durchflussstufen-Ermittlungseinheit 52 der Vergleichsidentifizierungseinheit 44 Stufen der Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels der Bereiche A bis F auf der Basis der berechneten Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels (Schritt S13: siehe auch 3B).
Ferner ermittelt die Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit 50 der Vergleichsidentifizierungseinheit 44 Stufen der Ölnebelkonzentration von jedem der Bereiche A bis F auf der Basis der im Speicher 32 gespeicherten Ölnebelkonzentration (Schritt S14: siehe auch 3A). Die Schritte S11 bis S13 können gleichzeitig mit Schritt S14 durchgeführt werden.
Anschließend vergleicht die Stufenvergleichseinheit 54 der Vergleichsidentifizierungseinheit 44 die Konzentrationsstufe und die Durchflussmengenstufe von jedem der Bereiche A bis F und ermittelt, ob ein Bereich, in dem die Konzentrationsstufe kleiner ist als die Durchflussmengenstufe, vorhanden ist oder nicht (Schritt S15). Wenn ein Bereich vorhanden ist, in dem die Konzentrationsstufe kleiner ist als die Durchflussmengenstufe, fährt die Routine mit Schritt S16 fort. Wenn kein Bereich vorhanden ist, in dem die Konzentrationsstufe kleiner ist als die Durchflussmengenstufe, entspricht die Ölnebelkonzentration der Betriebsmenge (Kühlmittel-Durchschnittsdurchflussmenge) der Werkzeugmaschine 16 in jedem der Bereiche A bis F. Daher wird erkannt, dass kein Problem in der Lüftungsleistung in jedem der Bereiche A bis F besteht, und die Datenverarbeitungs-Unterroutine wird beendet.
In Schritt S16 extrahiert die Stufenvergleichseinheit 54 alle Bereiche, in denen die Konzentrationsstufe kleiner ist als die Durchflussmengenstufe (siehe auch 3C). Anschließend erzeugt die Benachrichtigungsverarbeitungseinheit 46 Benachrichtigungsinhalt (eine Abnormalitätsauftritt-Bildinformation) in Bezug auf den extrahierten Bereich und meldet die Information durch Ausgabe eines Alarms durch die Ausgabevorrichtung 28 (zeigt die Abnormalitätsauftritt-Bildinformation am Monitor an) (Schritt S17: Benachrichtigungsschritt). Auf diese Weise kann der Benutzer den Bereich mit der niedrigen Lüftungsleistung erkennen. Durch Durchführen einer Aktion zum Senken der Ölnebelkonzentration kann eine Verbesserung in der Arbeitsumgebung erzielt werden.
Wenn die Datenverarbeitungs-Unterroutine beendet ist, kehrt die Routine zur in 4 dargestellten Hauptroutine zurück und der Prozessablauf der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 ist beendet. Wenn die Werkzeugmaschinen 16 in den Bereichen A bis F den Bearbeitungsbetrieb fortsetzen, sollte die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 den vorhergehenden Prozessablauf wiederholen.
Wie zuvor beschrieben kann im Ölnebel-Managementsystem 10 und Ölnebel-Managementverfahren auf der Basis der Zustandsmenge (Kühlmittel-Durchschnittsdurchflussmenge) in Bezug auf die Ölnebelkonzentration und den Betriebszustand der Maschine (beispielsweise der Werkzeugmaschine) der Zustand der Ölnebelkonzentration in der Vielzahl von Bereichen Bereich für Bereich entsprechend spezifiziert werden. Das heißt wenn die Kühlmittel-Durchschnittsdurchflussmenge klein ist und die Ölnebelkonzentration hoch ist, kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 annehmen, dass die Ölnebelkonzentration aufgrund der niedrigen Lüftungsleistung des Bereichs hoch ist. Daher kann, da der Benutzer über den abnormalen Bereich durch die Ausgabevorrichtung 28 benachrichtigt wird, der Benutzer den abnormalen Bereich erkennen und es kann eine Verbesserung in der Arbeitsumgebung im Bearbeitungsraum 14 erzielt werden. Beispielsweise ist eine Verbesserung in der Betriebseffizienz der Fabrik 12 zu erwarten.
In diesem Fall kann, da die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine die Durchflussmenge des Kühlmittels ist, das Ölnebel-Managementsystem 10 die Zustandsmenge einfach durch den Durchflussmesser 24 erfassen. Ferner kann, wenn die Maschine die Werkzeugmaschine 16 ist, da die Durchflussmenge des Kühlmittels stark mit der Menge des erzeugten Ölnebels korreliert, der abnormale Bereich noch genauer identifiziert werden. Ferner kann, da die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 die Durchschnittsdurchflussmenge verwendet, die stärker mit der Ölnebelkonzentration korreliert, der abnormale Bereich genauer identifiziert werden.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 ermittelt die relativen Konzentrationsstufen aus der Vielzahl von Bereichen durch die Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit 50. Auf diese Weise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 den relativen Unterschied der Ölnebelkonzentration Bereich für Bereich erkennen. Ferner kann, da die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 die relativen Durchflussmengenstufen aus der Vielzahl von Bereichen durch die Durchflussmengenstufen-Ermittlungseinheit 52 ermittelt, der relative Unterschied in der durchschnittlichen Durchflussmenge des von der Werkzeugmaschine 16 verbrauchten Kühlmittels Bereich für Bereich erkannt werden. Somit kann durch Verwenden der Konzentrationsstufe und Durchflussmengenstufe in Kombination der abnormale Bereich noch einfacher identifiziert werden. Wenn bei einem Vergleich zwischen der Konzentrationsstufe und der Durchflussmengenstufe ermittelt wird, dass diese Stufen nicht übereinstimmen, unterscheidet sich die Lüftungsleistung des Bereichs mit der Nichtübereinstimmung von der Lüftungsleistung des anderen Bereichs, in dem die Konzentrationsstufe mit der Durchflussmengenstufe übereinstimmt. Somit kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 einfach die Differenz in der Lüftungsleistung Bereich für Bereich erkennen. Ferner ist, wenn die Durchflussmengenstufe niedriger als die Konzentrationsstufe, selbst wenn die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels im Bereich klein ist, die Ölnebelkonzentration hoch. Somit kann einfach und zuverlässig erkannt werden, dass die Lüftungsleistung im Bereich niedrig ist.
Das Ölnebel-Managementsystem und das Ölnebel-Managementverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt und es können verschiedene Anwendungen und Modifikationen erfolgen. Beispielsweise ist in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Zustandsmenge (Betriebsmenge) in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine, obwohl die Durchflussmenge des Kühlmittels verwendet wird, die Betriebsmenge der Maschine nicht auf die Durchflussmenge des Kühlmittels beschränkt. Alternativ kann als Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine der Stromverbrauch während des Betriebs der Werkzeugmaschine verwendet werden. Ferner kann alternativ als Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine durch Bezugnahme auf ein Bearbeitungsprogramm der Werkzeugmaschine die Bewegungsmenge des Werkzeugs oder die Verarbeitungslast des Programms extrahiert und verwendet werden.
Ferner kann beispielsweise die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 ausgebildet sein, die Ölnebelkonzentration nicht durch die Ermittlungseinheit 36 zu ermitteln. In diesem Fall kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 die zuvor beschriebene Erkennungssteuerung zum Zeitpunkt nach Ablauf eines bestimmten Zeitraums seit Beginn des Betriebs des Werks 12 umsetzen. Alternativ kann die Erkennungssteuerung regelmäßig umgesetzt werden. Alternativ kann die Ermittlungseinheit 36 nicht nur die Erkennungssteuerung zum Zeitpunkt umsetzen, wenn die Ölnebelkonzentration in einem Bereich einen Schwellenwert überschreitet, sondern ebenfalls die Erkennungssteuerung zum Zeitpunkt umsetzen, wenn die Ölnebelkonzentration in einer vorgegebenen Zahl von Bereichen (beispielsweise drei Bereichen) den Schwellenwert überschreitet.
Ferner kann, wenn die Ölnebelkonzentration in einem bestimmten Bereich sehr viel höher ist als die Ölnebelkonzentrationen der anderen Bereiche, die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 eine Warnung (eine Benachrichtigung eines Alarmierungswerts, der höher ist als das Erwecken der Aufmerksamkeit des Benutzers) durch die Ausgabevorrichtung 28 ausgeben.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt. Selbstverständlich können verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise muss das Ölnebel-Managementsystem 10 nicht notwendigerweise auf die Fabrik 12 angewendet werden. Das Ölnebel-Managementsystem 10 kann auf verschiedene Umgebungen angewendet werden, in denen Ölnebel erzeugt wird.

Claims

Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) umfassend: eine zum Erfassen einer Zustandsmenge in Bezug auf einen Betriebszustand einer in jedem einer Vielzahl von Bereichen angeordneten Maschine (16) ausgebildete Zustandsmengen-Erfassungseinheit (38); eine zum Erfassen einer in jedem der Vielzahl von Bereichen gemessenen Konzentration von Ölnebel ausgebildete Konzentrationserfassungseinheit (34); eine zum Identifizieren, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen und der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Identifizierungseinheit (44); und eine zum Benachrichtigen eines Benutzers über einen abnormalen Bereich, der von der Identifizierungseinheit (44) als abnormal identifiziert wurde, ausgebildete Benachrichtigungsverarbeitungseinheit (46), wobei die Identifizierungseinheit (44) eine zum Zeitpunkt des Betriebs der Maschine (16) verwendete Durchflussmenge von Kühlmittel als die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine (16) verwendet, die Identifizierungseinheit (44) mit einer zum Ermitteln einer relativen Konzentrationsstufe in Bezug auf die Konzentration des Ölnebels aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildeten Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit (50), einer zum Ermitteln einer relativen Zustandsmengenstufe in Bezug auf die Zustandsmenge aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildeten Zustandsmengenstufen- Ermittlungseinheit (52), einer zum Vergleichen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe ausgebildeten Stufenvergleichseinheit (54), um dadurch einen Bereich mit einer Übereinstimmung oder einer Nichtübereinstimmung zwischen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe zu extrahieren und zu ermitteln, dass der Bereich mit der Nichtübereinstimmung der abnormale Bereich ist.
Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine zum Berechnen der Gesamtmenge des Kühlmittels während des Betriebs der Maschine (16) auf der Basis der von einem Durchflussmesser (24) ermittelten Durchflussmenge des Kühlmittels ausgebildete Gesamtmengen-Berechnungseinheit (30); und eine zum Berechnen einer Durchschnittsdurchflussmenge des von der Maschine (16) verwendeten Kühlmittels auf der Basis der Gesamtmenge und eines Zeitraums, in dem die Maschine (16) in Betrieb ist, ausgebildete Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungseinheit (42), wobei die Identifizierungseinheit (44) die Durchschnittsdurchflussmenge des Kühlmittels als die Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen verwendet.
Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn ein Bereich vorhanden ist, in dem die Zustandsmengenstufe niedriger ist als die Konzentrationsstufe, die Stufenvergleichseinheit (54) identifiziert, dass die Lüftungsleistung des Bereichs niedrig ist.
Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine zum Ermitteln, ob die von der Konzentrationserfassungseinheit (34) erfasste Konzentration des Ölnebels höher ist als ein Schwellenwert, der vorab festgelegt wurde, ausgebildete Ermittlungseinheit (36), wobei, wenn die Ermittlungseinheit (36) ermittelt, dass ein Bereich vorhanden ist, in dem die Konzentration des Ölnebels höher ist als der Schwellenwert, die Identifizierungseinheit (44) identifiziert, dass der Bereich der abnormale Bereich ist.
Ölnebel-Managementsystem (10) umfassend: eine in jedem einer Vielzahl von Bereichen angeordnete Maschine (16); eine in jedem der Vielzahl von Bereichen angeordnete Erfassungsvorrichtung (24), wobei die Erfassungsvorrichtung (24) zum Erfassen einer Zustandsmenge in Bezug auf einen Betriebszustand der Maschine (16) ausgebildet ist; eine in jedem der Vielzahl von Bereichen angeordnete Konzentrationsmessvorrichtung (18), wobei die Konzentrationsmessvorrichtung (18) zum Messen der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildet ist; eine zum Identifizieren, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen und der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildete Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26); und eine zum Benachrichtigen eines Benutzers über einen abnormalen Bereich, der von der Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) als abnormal identifiziert wurde, ausgebildete Ausgabevorrichtung (28), wobei die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) eine zum Zeitpunkt des Betriebs der Maschine (16) verwendete Durchflussmenge von Kühlmittel als die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine (16) verwendet, die Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26) mit einer zum Ermitteln einer relativen Konzentrationsstufe in Bezug auf die Konzentration des Ölnebels aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildeten Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit (50), einer zum Ermitteln einer relativen Zustandsmengenstufe in Bezug auf die Zustandsmenge aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildeten Zustandsmengenstufe (52), einer zum Vergleichen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufen- Ermittlungseinheit ausgebildeten Stufenvergleichseinheit (54), um dadurch einen Bereich mit einer Übereinstimmung oder einer Nichtübereinstimmung zwischen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe zu extrahieren und zu ermitteln, dass der Bereich mit der Nichtübereinstimmung der abnormale Bereich ist.
Ölnebel-Managementverfahren zum Managen des Ölnebels in einer Fabrik (12) mit einer Maschine (16) in jedem einer Vielzahl von Bereichen durch eine Ölnebelkonzentrations-Managementvorrichtung (26), wobei das Verfahren umfasst: einen Zustandsmengen-Erfassungsschritt zum Erfassen einer Zustandsmenge in Bezug auf einen Betriebszustand der in jedem der Vielzahl von Bereichen angeordneten Maschine (16); einen Messdaten-Erfassungsschritt zum Erfassen der in jedem der Vielzahl von Bereichen gemessenen Konzentration von Ölnebel; einen Datenverarbeitungsschritt zum Identifizieren, ob die Verteilung des Ölnebels in der Vielzahl von Bereichen normal oder abnormal ist, Bereich für Bereich auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen und der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen; und einen Benachrichtigungsschritt zum Benachrichtigen eines Benutzers über einen abnormalen Bereich, der im Datenverarbeitungsschritt als abnormal identifiziert wurde, wobei eine zum Zeitpunkt des Betriebs der Maschine (16) verwendete Durchflussmenge von Kühlmittel als die Zustandsmenge in Bezug auf den Betriebszustand der Maschine (16) verwendet wird, der Datenverarbeitungsschritt mit einer zum Ermitteln einer relativen Konzentrationsstufe in Bezug auf die Konzentration des Ölnebels aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Konzentration des Ölnebels in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildeten Konzentrationsstufen-Ermittlungseinheit (50), einer zum Ermitteln einer relativen Zustandsmengenstufe in Bezug auf die Zustandsmenge aus der Vielzahl von Bereichen auf der Basis der Zustandsmenge der Maschine (16) in jedem der Vielzahl von Bereichen ausgebildeten Zustandsmengenstufen- Ermittlungseinheit (52), einer zum Vergleichen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe ausgebildeten Stufenvergleichseinheit (54), um dadurch einen Bereich mit einer Übereinstimmung oder einer Nichtübereinstimmung zwischen der Konzentrationsstufe und der Zustandsmengenstufe zu extrahieren und zu ermitteln, dass der Bereich mit der Nichtübereinstimmung der abnormale Bereich ist.