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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtungen.
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Verwandte Technik
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In einer Werkzeugmaschine ist eine Motorantriebsvorrichtung zum Antreiben eines Motors der Werkzeugmaschine vorgesehen. Die Motorantriebsvorrichtung ist an eine Wechselstromversorgung angeschlossen, und ein Versorgungsstrom wird durch einen Stromrichter und einen Wechselrichter eingestellt und anschließend an den Motor angelegt. Da der Motor mit der Antriebsachse der Werkzeugmaschine verbunden ist, ist es erforderlich, die Stromversorgung der Motorantriebsvorrichtung normal zu halten, damit die Werkzeugmaschine normal betrieben wird.
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Tritt bei der Stromversorgung der Motorantriebsvorrichtung jedoch eine Anomalie auf, beispielsweise wenn ein Stromausfall auftritt, verursacht eine unzureichende Versorgungsspannung ein Anhalten des Motors. Eine in Patentschrift 1 offenbarte Werkzeugmaschine überwacht zur Erfassung einer Anomalie in der Stromversorgung die Spannung einer Stromversorgung und führt zum Verhindern einer Beschädigung der Werkzeugmaschine eine Schutzaktion des sofortigen Anhaltens oder Zurückziehens eines Motors entsprechend der Erfassung eines Stromausfalls aus.
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Patentschrift 1: ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2017-28793 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer allgemeinen Technologie wie der Technologie gemäß Patentschrift 1 ist nach der Durchführung der Schutzaktion die Stromversorgung jedoch abgeschaltet, der Strom wird anschließend in den Ausgangszustand zurückversetzt, und daher ist es wahrscheinlich, dass ein Bediener den Grund für die Wiederkehr des Stroms der Werkzeugmaschine nicht herausfinden kann. Wenn der Bediener mehrere Werkzeugmaschinen betreibt, muss der Bediener bei jeder der Werkzeugmaschinen einzeln überprüfen, ob ein Stromausfall auftritt, und dadurch kann das Management kompliziert werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung bereitzustellen, durch die der Zustand einer Werkzeugmaschine leicht gelenkt werden kann.
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- (1) Eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung, die für eine Motorantriebsvorrichtung (beispielsweise eine später beschriebene Motorantriebsvorrichtung 10) einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, wobei die Motorantriebsvorrichtung umfasst: einen Motor (beispielsweise einen später beschriebenen Motor 30); einen Stromrichter (beispielsweise einen später beschriebenen Stromrichter 11) und einen Wechselrichter (beispielsweise einen später beschriebenen Wechselrichter 12), die eine Versorgungsspannung zur Versorgung des Motors mit Strom einstellen; eine Erfassungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Stromausfallerfassungseinheit 15), die zur Erfassung eines Stromausfalls in der Motorantriebsvorrichtung eine Eingangsspannung der Motorantriebsvorrichtung ermittelt; und eine Sendeeinheit (beispielsweise eine später beschriebene Kommunikationseinheit 17), die entsprechend dem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit einen Zeitpunkt des Beginns des Stromausfalls und einen Zeitpunkt des Endes des Stromausfalls sendet, und die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung umfasst: eine Empfangseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Kommunikationseinheit 120), die Informationen zum Zeitpunkt des Beginns des Stromausfalls und zum Zeitpunkt des Endes des Stromausfalls von der Sendeeinheit der in jeder von mehreren Werkzeugmaschinen (beispielsweise später beschriebenen Werkzeugmaschinen 1 bis n) vorgesehenen Motorantriebsvorrichtung empfängt; und eine Speichereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Speichereinheit 130), in der die Informationen gespeichert werden.
- (2) Vorzugsweise sendet die unter (1) beschriebene Sendeeinheit Informationen darüber, ob eine Schutzaktion zum Schutz der Werkzeugmaschine während einer Zeitspanne vom Zeitpunkt des Beginns des Stromausfalls bis zum Zeitpunkt des Endes des Stromausfalls abgeschlossen ist, und die Speichereinheit speichert ferner die Informationen.
- (3) Vorzugsweise sendet die unter (1) oder (2) beschriebene Sendeeinheit ferner Informationen zum Status der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine bei der Erfassung des Stromausfalls an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung, und die Speichereinheit speichert ferner die Informationen.
- (4) Vorzugsweise sendet die unter einem der Punkte (1) bis (3) beschriebene Sendeeinheit ferner Informationen zur Schwingungsform der Eingangsspannung zum Zeitpunkt des Beginns des Stromausfalls an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung, und die Speichereinheit zeichnet ferner die Informationen auf.
- (5) Vorzugsweise sendet die unter einem der Punkte (1) bis (4) beschriebene Sendeeinheit ferner mindestens einen Informationsbaustein unter der Drehzahl des Motors, dem Drehmoment des Motors und der Ausgangsspannung des Stromrichters während der Schutzaktion an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung, wenn während einer Zeitspanne vom Zeitpunkt des Beginns des Stromausfalls bis zum Zeitpunkt des Endes des Stromausfalls eine Schutzaktion zum Schutz der Werkzeugmaschine ausgeführt wird, und die Speichereinheit zeichnet ferner die Informationen auf.
- (6) Vorzugsweise sendet die unter einem der Punkte (1) bis (5) beschriebene Sendeeinheit nach dem Ende des Stromausfalls und der anschließenden Wiederkehr des Stroms der Werkzeugmaschine die Informationen erneut an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung.
- (7) Vorzugsweise umfasst die unter einem der Punkte (1) bis (6) beschriebene Motorantriebsvorrichtung ferner eine Anti-Stromausfallvorrichtung (beispielsweise eine später beschriebene Anti-Stromausfallvorrichtung 40), die eine Stromspeichereinrichtung umfasst, die Sendeeinheit sendet Informationen zu der in der Stromspeichereinrichtung gespeicherten Strommenge, und die Speichereinheit speichert ferner die Informationen.
- (8) Vorzugsweise umfasst die unter einem der Punkte (1) bis (7) beschriebene Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 ferner eine Steuereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Steuereinheit 110), die die Werkzeugmaschinen steuert, und die Steuereinheit stellt zur Erfassung des Stromausfalls durch die Erfassungseinheit eine Spannung für die Erfassungseinheit jeder der Werkzeugmaschinen ein.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung bereitzustellen, durch die der Zustand einer Werkzeugmaschine leicht gelenkt werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Gesamtsystem zeigt, das eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst; 2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Überwachungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Gesamtsystem zeigt, das eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst; und
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Überwachungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Gesamtsystem zeigt, das eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung, die die Betriebszustände mehrerer Werkzeugmaschinen 1 bis n überwacht und so mit den Werkzeugmaschinen 1 bis n verbunden ist, dass sie mit ihnen kommunizieren kann. Wenn in der folgenden Besprechung die Werkzeugmaschinen 1 bis n nicht voneinander unterschieden werden, erfolgt eine Beschreibung der Werkzeugmaschine 1. Obwohl die Werkzeugmaschine hier typischerweise eine Maschine bezeichnet, die unterschiedliche Typen von Bearbeitung ausführt, umfasst die Werkzeugmaschine zusätzlich im weiteren Sinne einen Transportmechanismus, einen Bewegungsmechanismus und dergleichen, die keine direkte Bearbeitung ausführen.
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Die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 umfasst eine Steuereinheit 110, eine Kommunikationseinheit 120 und eine Speichereinheit 130. Die Steuereinheit 110 steuert den Gesamtbetrieb der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100. Die Kommunikationseinheit 120 empfängt von den Werkzeugmaschinen 1 bis n gesendete Informationen, und die Steuereinheit 110 speichert die empfangenen Informationen in der Speichereinheit 130. Die Steuereinheit 110 führt entsprechend den in der Speichereinheit 130 gespeicherten Informationen eine vorgegebene Steuerung an der Werkzeugmaschine 1 aus.
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Die Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Motorantriebsvorrichtung 10, eine Stromversorgung 20 und einen Motor 30. Die Motorantriebsvorrichtung 10 ist an die Stromversorgung 20 angeschlossen, und eine von der Stromversorgung 20 angelegte Wechselspannung wird durch einen Stromrichter 11 und einen Wechselrichter 12 eingestellt und anschließend an den Motor 30 angelegt. Der Motor 30 ist mit einer nicht dargestellten Antriebsachse verbunden, und der Motor 30 treibt die Antriebsachse zur Steuerung eines Werkzeugs an, wodurch die Werkzeugmaschine 1 unterschiedliche Typen von Bearbeitung wie Abtragen, Schweißen und dergleichen an einem Werkstück ausführt.
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Eine Stromausfallerfassungseinheit 15 ist zwischen die Stromversorgung 20 und den Stromrichter 11 geschaltet und ruft von der Stromversorgung 20 eine Eingangsspannung der Motorantriebsvorrichtung 10 ab. Die Stromausfallerfassungseinheit 15 erfasst den Zustand der Stromversorgung 20 anhand des Werts der Eingangsspannung; und wenn die Eingangsspannung erheblich sinkt, erfasst die Stromausfallerfassungseinheit 15 beispielsweise, dass hinsichtlich der Stromversorgung 20 ein (nachstehend als „Stromausfallzustand“ bezeichneter) Stromausfall vorliegt. Die Spannung zur Erfassung des Stromausfallzustands kann bei jeder der Werkzeugmaschinen 1 bis n unterschiedlich sein.
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Die Stromausfallerfassungseinheit 15 ist an Steuereinheiten 13 und 14 angeschlossen, und die Informationen zu der von der Stromausfallerfassungseinheit 15 erfassten Spannung werden an die Steuereinheiten 13 und 14 gesendet. Die an die Steuereinheiten 13 und 14 gesendeten Informationen zur Spannung werden vorübergehend in der Speichereinheit 18 einer Steuerung 16 gespeichert und anschließend von einer Kommunikationseinheit 17 an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gesendet.
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Der Stromrichter 11 ist an die Steuereinheit 13 angeschlossen, und der Wechselrichter 12 ist an die Steuereinheit 14 angeschlossen. Die Steuereinheiten 13 und 14 können von der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 über die Steuerung 16 gesteuert werden. Die Steuereinheit 110 der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 kann die Spannung zur Erfassung des Stromausfallzustands durch die Stromausfallerfassungseinheit 15 beispielsweise für die Stromausfallerfassungseinheit 15 jeder der Werkzeugmaschinen 1 bis n kollektiv auf eine beliebige Spannung wie die gleiche Spannung oder eine individuell unterschiedliche Spannung einstellen.
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Der Stromrichter 11 wandelt die von der Stromversorgung 20 angelegte Wechselspannung in eine Gleichspannung um und legt diese an den Wechselrichter 12 an. Der Wechselrichter 12 wandelt die von dem Stromrichter 11 angelegte Gleichspannung in eine Wechselspannung mit einer vorgegebenen Spannung und einer vorgegebenen Frequenz zum Antreiben des Motors 30 um. Auf diese Weise wird der Motor 30 entsprechend der Wechselspannung mit einer beliebigen Spannung und einer beliebigen Frequenz betrieben.
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2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Überwachungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Überwachungsprozess wird eingeleitet, wenn die Stromversorgung der Werkzeugmaschine 1 eingeschaltet wird, und beendet, wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird. Ein (nachstehend als „Überwachungsverarbeitungsprogramm“ bezeichnetes) Programm zum Ausführen des Überwachungsprozesses ist in der Speichereinheit 130 aufgezeichnet.
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Wenn bei dem Überwachungsprozess die Stromausfallerfassungseinheit 15 zur Überwachung des Zustands der Stromversorgung 20 die Eingangsspannung von der Stromversorgung 20 abruft und eine Anomalie bei der Stromversorgung 20 erfasst, führt die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 eine vorgegebene Verarbeitung aus, die nachstehend im Einzelnen beschrieben wird. Obwohl zur Vereinfachung der Darstellung der Überwachungsprozess für die Werkzeugmaschine 1 beschrieben wird, wird der tatsächliche Überwachungsprozess parallel an den Werkzeugmaschinen 1 bis n ausgeführt.
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In Schritt S11 ruft die Stromausfallerfassungseinheit 15 die Eingangsspannung von der Stromversorgung 20 ab. In Schritt S12 bestimmt die Stromausfallerfassungseinheit 15, ob die abgerufene Spannung geringer als ein vorgegebener Wert ist. Hierbei bezeichnet der vorgegebene Wert bei der vorliegenden Ausführungsform eine niedrige Spannung, die einen Betrieb der Motorantriebsvorrichtung 10 verhindert, beispielsweise eine Spannung in dem Stromausfallzustand. Wenn in Schritt S12 die Eingangsspannung dem vorgegebenen Wert entspricht oder höher ist, wird die Verarbeitung gemäß Schritt S11 wiederholt. Wenn in Schritt S12 bestimmt wird, dass die Eingangsspannung geringer als der vorgegebene Wert ist, d.h. dass der Stromausfallzustand vorliegt, wird der Prozess mit Schritt S13 fortgesetzt.
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In Schritt S13 sendet die Motorantriebsvorrichtung 10 sämtliche oder zumindest einen der Informationsbausteine unter der Eingangsspannung und ihrer Schwingungsform, dem Zeitpunkt der Erfassung des Stromausfallzustands und dem Status der Bearbeitung bei der Erfassung des Stromausfallzustands über die Kommunikationseinheit 17 der Steuerung 16 an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100. Die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 empfängt die Informationen über die Kommunikationseinheit 120, und die empfangenen Informationen werden in der Speichereinheit 130 gespeichert. Die Informationen werden jeder der Werkzeugmaschinen 1 bis n zugeordnet, um einzeln aufgezeichnet zu werden. Der Status der Bearbeitung betrifft beispielsweise die Informationen zur Position des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück oder Informationen, die den Schritt der Bearbeitung aufzeigen.
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In Schritt S14 wird bestimmt, ob die Eingangsspannung dem vorgegebenen Wert entspricht oder höher ist. Wenn die Eingangsspannung geringer als der vorgegebene Wert ist, wird der Prozess auf Schritt S13 zurückgesetzt, und die Sende-/Empfangsverarbeitung wird ausgeführt. Wird in Schritt S14 bestimmt, dass die Eingangsspannung dem vorgegebenen Wert entspricht oder höher ist, wird der Prozess mit Schritt S15 fortgesetzt.
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In Schritt S15 sendet die Motorantriebsvorrichtung 10 die gleichen Informationen wie die in Schritt S13 gesendeten und empfangenen Informationen und den Zeitpunkt der Wiederkehr des Stroms aus dem Stromausfallzustand über die Kommunikationseinheit 17 der Steuerung 16 an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100. Die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 empfängt die Informationen über die Kommunikationseinheit 120, und die empfangenen Informationen werden in der Speichereinheit 130 gespeichert. Die Informationen werden jeder der Werkzeugmaschinen 1 bis n zugeordnet, um einzeln gespeichert zu werden.
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Wie vorstehend beschrieben, werden in Schritt S15 die in Schritt S13 gesendeten und empfangenen Informationen nach dem Ende des Stromausfalls und der Wiederkehr des Stroms der Werkzeugmaschine 1 erneut an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gesendet. In diesem Fall werden die Informationen beim Abruf der Informationen vorübergehend in der Speichereinheit 18 aufgezeichnet, und nachdem in Schritt S14 bestimmt wird, dass die Werkzeugmaschine wiederhergestellt ist, sendet die Kommunikationseinheit 17 die Informationen in der Speichereinheit an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100.
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In Schritt S16 wird bestimmt, ob Beendigungsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Stromversorgung der Werkzeugmaschine 1 abgeschaltet ist, wird bestimmt, dass die Beendigungsbedingungen erfüllt sind und damit der Überwachungsprozess abgeschlossen ist. Wenn andererseits die Stromversorgung der Werkzeugmaschine 1 nicht abgeschaltet ist, wird der Prozess auf Schritt S11 zurückgesetzt, und der Überwachungsprozess wird fortgesetzt.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 werden eine Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und der entsprechende Überwachungsprozess beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der ersten Ausführungsform, dass eine Anti-Stromausfallvorrichtung 40 in der Motorantriebsvorrichtung 10 vorgesehen ist und dass eine Schutzaktion zu dem Überwachungsprozess hinzukommt. Die Konfigurationen und Verarbeitungen, die mit denen gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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3 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Gemäß 3 ist die Anti-Stromausfallvorrichtung 40 an die Motorantriebsvorrichtung 10 angeschlossen und umfasst einen nicht dargestellten Kondensator als Stromspeichereinrichtung. Wenn die Anti-Stromausfallvorrichtung 40 von einer Stromausfallerfassungseinheit 15 ein Signal empfängt, das den Stromausfallzustand anzeigt, beginnt die Anti-Stromausfallvorrichtung 40, Strom an die Motorantriebsvorrichtung 10 anzulegen. Wenn die Steuereinheiten 13 und 14 das Signal, das den Stromausfallzustand anzeigt, von der Stromausfallerfassungseinheit 15 empfangen, nutzen die Steuereinheiten 13 und 14 den von der Anti-Stromausfallvorrichtung 40 angelegten Strom zum Ausführen der Schutzaktion. Die Schutzaktion bezeichnet beispielsweise eine Antriebssteuerung, bei der ein Motor zum Verhindern einer Fehlfunktion angehalten wird, bei der ein Werkzeug aufgrund einer raschen Änderung der Spannung zum Zeitpunkt des Stromausfalls fehlerhaft betätigt wird und bei der daher das Werkzeug selbst und ein Werkstück beschädigt werden.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Überwachungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Verarbeitung in den Schritten S11 bis S13 stimmt mit der gemäß der ersten Ausführungsform überein, und daher wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
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Wenn die Stromausfallerfassungseinheit 15 in Schritt S21 einen Stromausfall erfasst, führen die Steuereinheiten 13 und 14 die Schutzaktion aus. Die Schutzaktion umfasst beispielsweise das Anhalten des Betriebs des Werkzeugs der Werkzeugmaschine und das Zurückziehen des Werkzeugs von dem Werkstück. Wenn die Stromausfallerfassungseinheit 15 den Stromausfall erfasst, sendet die Stromausfallerfassungseinheit 15 das Signal, das den Stromausfallzustand anzeigt, an die Steuereinheiten 13 und 14, und die Steuereinheiten 13 und 14 steuern den Motor 30 über einen Stromrichter 11 und einen Wechselrichter 12 so, dass der Motor 30 angehalten oder eine Antriebsachse in eine Richtung bewegt wird, in der das Werkzeug von dem Werkstück zurückgezogen wird.
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In Schritt S22 ruft die Stromausfallerfassungseinheit 15 die Eingangsspannung ab, und in Schritt S14 wird bestimmt, ob die Spannung dem vorgegebenen Wert entspricht oder höher ist. Wenn die Spannung geringer als der vorgegebene Wert ist, weil sich die Werkzeugmaschine 1 noch in dem Stromausfallzustand befindet, wird der Prozess auf Schritt S13 zurückgesetzt, und das Senden und Empfangen der Informationen und die Schutzaktion in Schritt S21 werden fortgesetzt. Wenn in Schritt S14 bestimmt wird, dass die Spannung dem vorgegebenen Wert entspricht oder höher ist, wird bestimmt, dass die Werkzeugmaschine 1 wiederhergestellt ist, und daher wird der Prozess mit Schritt S15 fortgesetzt. In Schritt S15 werden wie bei der ersten Ausführungsform die Informationen zwischen der Motorantriebsvorrichtung 10 und der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gesendet und empfangenen.
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Bei der zweiten Ausführungsform werden ferner zusätzlich zu den bei der ersten Ausführungsform gesendeten Informationen ein Signal, das angibt, ob die Schutzaktion abgeschlossen ist, und die in dem in der Anti-Stromausfallvorrichtung vorgesehenen Kondensator gespeicherte Menge an Elektrizität an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gesendet. In einer Zeitspanne vom Zeitpunkt des Beginns des Stromausfalls bis zum Zeitpunkt des Endes des Stromausfalls werden ferner sämtliche oder mindestens ein Informationsbaustein unter der Drehzahl des Motors 30, dem Drehmoment des Motors 30 und der Ausgangsspannung des Stromrichters 11 während der Ausführung der Schutzaktion zum Schutz der Werkzeugmaschine 1 an die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gesendet.
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Wenn die Verarbeitung in Schritt S15 abgeschlossen ist, werden in Schritt S16 wie bei der ersten Ausführungsform die Beendigungsbedingungen bestimmt, und der Überwachungsprozess wird anschließend beendet.
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Durch die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die folgenden Ergebnisse erzielt. Wenn die Werkzeugmaschine 1 nach dem Auftreten eines Stromausfalls angehalten wird, kann der Bediener den Status der Bearbeitung individuell und kollektiv verwalten, der für die Werkzeugmaschinen 1 bis n angibt, welche der Werkzeugmaschinen 1 bis n aufgrund des Stromausfalls angehalten wurde, wenn die Werkzeugmaschine angehalten wird, und ob die Schutzaktion nach dem Auftreten des Stromausfalls abgeschlossen ist oder bis zu welchem Schritt die Bearbeitung zum Zeitpunkt des Stromausfalls fortgeschritten war. Auf diese Weise erfährt der Bediener, bei welchem Schritt die Bearbeitung durch jede der Werkzeugmaschinen unterbrochen wurde, und dadurch kann der Bediener erkennen, ab welchem Schritt die Bearbeitung wieder aufgenommen wird, wenn der Strom wiederkehrt.
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Der Bediener kann ebenso die Fertigungsanlage, in der die Werkzeugmaschine 1 installiert ist, und anhand des in der Speichereinheit 130 aufgezeichneten Verlaufs des Zeitraums des Auftretens des Stromausfalls und der Häufigkeit des Auftretens von Stromausfällen die Stromsituation in dem Umfeld erkennen. Darüber hinaus ist es anhand des Verlaufs des Empfangs der Informationen, der sich aus dem zweimaligen Senden und Empfangen der Informationen, d.h. nach dem Stromausfall und nach der Wiederkehr des Stroms, ergibt, möglich, zwischen der Werkzeugmaschine 1, die nach dem Stromausfall bis zur Wiederkehr des Stroms durchgehend betrieben wird, und der Werkzeugmaschine n zu unterscheiden, die nicht durchgehend betrieben wird. Anders ausgedrückt ist es selbst bei einem sehr kurzzeitigen Stromausfall, d.h. einer sogenannten kurzzeitigen Netzunterbrechung, möglich, leicht zwischen der Werkzeugmaschine 1, die durchgehend betrieben werden kann, und der Werkzeugmaschine n zu unterscheiden, die nicht durchgehend betrieben werden kann. Genauer ist die Werkzeugmaschine n, bei der das Senden und Empfangen nach dem Stromausfall unterbrochen wird, eine Werkzeugmaschine, die vor der Wiederkehr des Stroms angehalten wird, wodurch sie nicht durchgehend betrieben werden kann, und die Werkzeugmaschine 1, bei der das Senden und Empfangen nach dem Stromausfall bis nach der Wiederkehr des Stroms nicht unterbrochen wird, ist eine Werkzeugmaschine, die durchgehend betrieben werden kann. Wie vorstehend beschrieben ist es möglich, zu erkennen, welche der Werkzeugmaschinen 1 bis n ist häufig angehalten wird.
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Da nach dem Stromausfall mittels des auf die Stromspeicherung durch den Kondensator der Anti-Stromausfallvorrichtung 40 gestützten Stroms die Schutzaktion an der Werkzeugmaschine 1 ausgeführt wird, ist es darüber hinaus wahrscheinlich, dass die Schutzaktion nicht abgeschlossen wird, wenn die in dem Kondensator gespeicherte Menge an Elektrizität unzureichend ist. Daher ist es durch die Überwachung der Drehzahl des Motors 30, des Drehmoments des Motors 30 und der Ausgangsspannung des Stromrichters 11 während der Durchführung der Schutzaktion möglich, zu bestimmen, ob die Schutzaktion nach dem Stromausfall mit der in der Anti-Stromausfallvorrichtung 40 gespeicherten Menge an Elektrizität abgeschlossen werden kann. Hier wird auch die Schwingungsform der Spannung überwacht, und dadurch wird eine Abnahme der Spannung nach dem Stromausfall prognostiziert, wodurch die Betriebsdauer nach dem Stromausfall genauer bestimmt werden kann. Die Menge der gespeicherten Elektrizität und dergleichen werden ebenfalls überwacht, und daher ist es zur Verlängerung der Betriebsdauer der Werkzeugmaschine 1 nach dem Stromausfall möglich, Maßnahmen wie eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators zu ergreifen.
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Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Stromausfallzustand anhand der Eingangsspannung erfasst wird, muss er nicht immer anhand der Spannung erfasst werden und kann anhand jedes Werts erfasst werden, solange der Wert ein elektrisches Signal ist, das als Ersatz für sie dient. Als Beispiel des Ersatzwerts für die Eingangsspannung kann ein Stromwert genannt werden. Wenn die Schutzaktion nach dem Stromausfall nicht abgeschlossen wird, kann die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 einen Benutzer hinsichtlich der Möglichkeit benachrichtigen, dass das Werkstück oder das Werkzeug beschädigt wurden. Eine Benachrichtigung kann eine Anzeige auf einem nicht dargestellten Monitor oder ein Warngeräusch bedeuten.
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Obwohl in der Beschreibung der vorstehend besprochenen Ausführungsformen das Überwachungsverarbeitungsprogramm in der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 enthalten ist, besteht keine Beschränkung auf diese Konfiguration. Anders ausgedrückt kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Datenbank vollständig oder teilweise in einer anderen Vorrichtung (wie einem Datenbankserver) enthalten ist, die über ein Netzwerk kommunizieren kann, und bei der die Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 den Erfordernissen entsprechend über das Netzwerk auf die Datenbank zugreift.
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Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Kondensator als Stromspeichereinrichtung verwendet wird, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Als Stromspeichereinrichtung kann beispielsweise ein Kondensator wie ein elektrischer Doppelschichtkondensator oder ein Lithiumionenkondensator, eine Lithiumionenbatterie, eine Batterie oder dergleichen verwendet werden.
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Die Funktionen der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können vollständig oder teilweise durch Hardware, Software oder eine Kombination dieser realisiert werden. Hier bedeutet eine Realisierung durch Software, dass ein Prozessor zur Umsetzung der Realisierung Programme liest und ausführt. Wenn die Funktionen der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 vollständig oder teilweise durch Hardware umgesetzt werden, können sie mittels einer integrierten Schaltung (IC) wie einer ASIC (einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung), einer Gatteranordnung, einer FPGA (einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung) oder einer CPLD (einer komplexen programmierbaren Logikvorrichtung) umgesetzt werden.
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Wenn die Funktionen der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 vollständig oder teilweise durch Software umgesetzt werden, werden in einem Computer, der von einer Speichereinheit wie einer Festplatte oder einem ROM, auf der bzw. in dem Programme gespeichert sind, die die Arbeitsabläufe der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 vollständig oder teilweise beschreiben, einem DRAM, in dem für Berechnungen erforderliche Daten gespeichert werden, einer CPU und einem Bus gebildet wird, der die einzelnen Einheiten verbindet, für Berechnungen erforderliche Informationen in dem DRAM gespeichert, und die Programme werden in der CPU ausgeführt, wodurch die Funktionen der Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung 100 ganz oder teilweise realisiert werden können.
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Diese Programme werden auf unterschiedlichen Typen von computerlesbaren Medien gespeichert und können einem Computer zugänglich gemacht werden. Die computerlesbaren Medien umfassen unterschiedliche Typen konkreter Speichermedien. Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen magnetische Aufzeichnungsmedien (beispielsweise eine Diskette, ein Magnetband und ein Festplattenlaufwerk), magneto-optische Aufzeichnungsmedien (beispielsweise eine magneto-optische Platte), eine CD-ROM (einen Festspeicher), eine CD-R, eine CD-R/W, ein DVD-ROM (eine DVD), eine DVD-R, eine DVD-R/W, Halbleiterspeicher (beispielsweise ein Mask-ROM, ein PROM (ein programmierbares ROM), ein EPROM (ein überschreibbares PROM), einen Flash-Speicher und ein RAM (einen Direktzugriffsspeicher)). Diese Programme können zum Vertrieb über ein Netzwerk auf den Computer des Benutzers heruntergeladen werden.
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Bezugszeichenliste
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1 bis n: Werkzeugmaschine, 10: Motorantriebsvorrichtung, 11: Stromrichter, 12: Wechselrichter, 13: Steuereinheit, 14: Steuereinheit, 15: Stromausfallerfassungseinheit, 16: Steuerung, 20: Stromversorgung, 30: Motor, 40: Anti-Stromausfallvorrichtung, 100: Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung, 110: Steuereinheit, 120: Kommunikationseinheit, 130: Speichereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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