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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, ein Programm, ein Anomalie-Bestimmungssystem und ein Anomalie-Bestimmungsverfahren, die eine Anomalie in einem Temperatursensor einer Werkzeugmaschine bestimmen.
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Verwandte Technik
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In einer Werkzeugmaschine tritt der Maßfehler der Bearbeitung aufgrund von Umgebungstemperaturänderungen und Wärmeentwicklung der Werkzeugmaschine, wie beispielsweise Schnittwärme, auf. Aus diesem Grund wird die Technologie der thermischen Verschiebungskompensation eingesetzt, die den durch die Erwärmung der Werkzeugmaschine entstehenden Bearbeitungsmaßfehler kompensiert. Als Technologie, die beispielsweise die thermische Verschiebung durch die Wärmeentwicklung dieser Werkzeugmaschine kompensiert, gibt es eine Technologie, die den Zustand der Maschine mit einer Vielzahl von Temperatursensoren überwacht und die thermische Verschiebung abschätzt. Dies führt in der Regel zur Installation eines Temperatursensors in der Werkzeugmaschine und zur Schätzung der thermischen Verdrängungsgröße aus der Ausgabe des Temperatursensors. In einer FA-Umgebung (Factory Automation), in der dieser Temperatursensor verwendet wird, treten im Vergleich zu normalen Anwendungen durch Einflüsse wie Schneidflüssigkeit und Späne Anomalien im Temperatursensor auf. Im Falle einer Abweichung des Temperatursensors ist es nicht möglich, eine normale Temperaturausgabe des Temperatursensors zu erhalten. Im Falle der Verwendung der Ausgabe eines fehlerhaften Temperatursensors ist es dann nicht möglich, eine genaue Wärmeverschiebungsgröße zu schätzen, und es besteht die Gefahr, dass die Bearbeitung negativ beeinflusst wird.
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Im Falle einer Anomalie, wie beispielsweise einer Trennung im Temperatursensor, da der Temperatursensor einen falschen Wert ausgibt, ist es möglich, eine Anomalie im Temperatursensor zu bestimmen. Aber, selbst wenn der Temperatursensor aufgrund von Alterungsschäden oder dergleichen einen falschen Wert ausgibt, ist es nicht möglich, eine Anomalie-Erkennung mit dem Temperatursensor oder dem Messgerät allein durchzuführen. In diesem Zusammenhang werden beispielsweise in den zitierten Dokumenten 1 bis 3 Verfahren zur Erkennung von Anomalien bei Temperatursensoren zur thermischen Verschiebungskompensation von Werkzeugmaschinen offenbart. Mit den in den zitierten Dokumenten 1 und 2 beschriebenen Verfahren bestimmt im Falle der Anordnung einer Vielzahl von Temperatursensoren an einer Werkzeugmaschine und der Variation der erfassten Temperaturen der Temperatursensoren, die einen Grenzwert überschreiten, oder im Falle der Überschreitung eines Grenzwerts infolge der Schätzung der Ausgaben anderer Temperatursensoren aus der Ausgabe eines Temperatursensors, als anormal. Darüber hinaus ist mit dem in dem zitierten Dokument 1 beschriebenen Verfahren eine Vielzahl von Temperatursensoren, die die Temperaturen an einer Vielzahl von Stellen messen, an der Werkzeugmaschine angeordnet, und für die Temperatur einer Stelle, die von einem Temperatursensor messbar ist, wird eine geschätzte Temperatur basierend auf den gemessenen Temperaturen der Vielzahl anderer Temperatursensoren berechnet.
- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2008-14941515
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2008-142844
- Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2015-104765
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Allerdings müssen bei den in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschriebenen Verfahren alle eine Vielzahl von Temperatursensoren an der Werkzeugmaschine angeordnet werden. Darüber hinaus wurde zur Erkennung von Anomalien eine Technik in Betracht gezogen, die eine Vielzahl von Temperatursensoren an der gleichen Stelle installiert. Mit dieser Technik steigt jedoch die Anzahl der Temperatursensoren oder Messgeräte und damit die Kosten.
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Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, ein Programm, ein Anomalie-Bestimmungssystem und ein Anomalie-Bestimmungsverfahren bereitzustellen, die Anomalien bei Temperatursensoren einer Werkzeugmaschine einfach ohne Kostenaufwand erkennen können.
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Eine Anomalie-Bestimmungsvorrichtung (z.B. die später beschriebene „Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100“) nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die die Anomalie eines Temperatursensors (z.B. des später beschriebenen „Temperatursensors 200“) in einer Werkzeugmaschine (z.B. der später beschriebenen „Werkzeugmaschine 1“) bestimmt, umfasst: eine Temperaturmuster-Speichereinheit (z.B. die später beschriebene „Temperatur-Speichereinheit 130“), die ein normales Muster speichert, das eine Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit für eine Bearbeitungsklassifizierung der Werkzeugmaschine anzeigt; eine Temperaturdaten-Erfassungseinheit (z.B. die später beschriebene „Temperaturdaten-Erfassungseinheit 110“), die Temperaturdaten erfasst, die von dem der Werkzeugmaschine zur Verfügung gestellten Temperatursensor ausgegeben werden; eine Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit (z.B. die später beschriebene „Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit 120 “), die eine Bearbeitungsklassifizierung der Werkzeugmaschine bestimmt; eine Vergleichsdaten-Erfassungseinheit (z.B. die später beschriebene „Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140“), die das normale Muster relativ zu einer von der Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit bestimmte Bearbeitungsklassifizierung aus dem Temperaturmuster-Speichereinheit extrahiert; eine Vergleichseinheit (z.B. die später beschriebene „Vergleichseinheit 150“), die das von der Vergleichsdaten-Erfassungseinheit extrahierte normale Muster mit einem erfassten Muster vergleicht, das eine Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit gemäß den von der Temperaturdaten-Erfassungseinheit erfassten Temperaturdaten anzeigt; und eine Anomalie-Bestimmungseinheit (z.B. die später beschriebene „Anomalie-Bestimmungseinheit 160“), die die Anomalie eines Temperatursensors basierend auf einem Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit bestimmt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Vergleichseinheit in der Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, wie im ersten Aspekt beschrieben, mindestens einen beliebigen absoluten Wert der Temperatur zu jeder Zeit, die relative Änderungsmenge der Temperatur seit einer Bearbeitungsstartzeit und eine Änderungsrate der Temperatur pro Zeit vergleichen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, wie sie im ersten oder zweiten Aspekt beschrieben ist, ferner eine Muster-Aktualisierungseinheit (z.B. die später beschriebene „Muster-Aktualisierungseinheit 180“) umfassen, die bewirkt, dass das erfasste Muster als normales Muster in der Temperaturmuster-Speichereinheit gespeichert wird, wenn der Temperatursensor über die Anomalie-Bestimmungseinheit nicht als anormal bestimmt wird.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, wie im ersten oder zweiten Aspekt beschrieben, ferner eine Muster-Aktualisierungseinheit umfassen, die bewirkt, dass das erfasste Muster in der Temperaturmuster-Speichereinheit der Bearbeitungsklassifizierung als normales Muster zugeordnet wird, falls die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit nicht in der Lage ist, das normale Muster relativ zu der durch die Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit bestimmte Bearbeitungsklassifizierung zu extrahieren.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, wie in einem der ersten bis vierten Aspekte beschrieben, die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung der Werkzeugmaschine bereitgestellt werden und ferner Folgendes beinhalten: eine Benachrichtigungseinheit (z.B. die später beschriebene „Benachrichtigungseinheit 170“), die eine Anomalie benachrichtigt, wenn sie als anormaler Temperatursensor über die Anomalie-Bestimmungseinheit bestimmt wird; und eine Bearbeitungs-Steuereinheit, die den Bearbeitungsvorgang der Werkzeugmaschine steuert, basierend auf einer Mitteilung durch die Benachrichtigungseinheit.
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Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Programm sein, mit dem ein Computer als Anomalie-Bestimmungsvorrichtung fungiert, wie in einem der ersten bis fünften Aspekte beschrieben.
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Ein Anomalie-Bestimmungssystem gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, wie in dem fünften Aspekt beschrieben, in dem die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung mit einer Vielzahl von anderen Werkzeugmaschinen kommunizierbar verbunden sein kann, und die Temperaturmuster-Speichereinheit das normale Muster für eine Bearbeitungsklassifizierung jeder der Vielzahl von anderen Werkzeugmaschinen speichern kann.
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Ein Anomalie-Bestimmungssystem (z.B. das später beschriebene „Anomalie-Bestimmungssystem 1000“) gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung (z.B. die später beschriebene „Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100-2“) wie in einem der ersten bis vierten Aspekte beschrieben, wobei die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung ein Server sein kann, der mit einer Vielzahl der Werkzeugmaschinen verbunden ist, und die Temperaturmuster-Speichereinheit das normale Muster für eine Bearbeitungsklassifizierung jeder der Vielzahl von Werkzeugmaschinen speichern kann.
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Ein Anomalie-Bestimmungsverfahren gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung für einen Temperatursensor (zum Beispiel den später beschriebenen „Temperatursensor 200“) in einer Werkzeugmaschine (zum Beispiel die später beschriebene „Werkzeugmaschine 1“) beinhaltet: Bestimmen, ob ein Temperatursensor über einen Computer (z.B. die später beschriebene „Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100“) anormal ist, der mit einer Temperaturmuster-Speichereinheit (z.B. die später beschriebene „Temperaturmuster-Speichereinheit 130“) bereitgestellt ist, die ein normales Muster speichert, das eine Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit für eine Bearbeitungsklassifizierung der Werkzeugmaschine anzeigt, Vergleichen eines erfassten Musters, das eine Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit anzeigt, gemäß den vom Temperatursensor ausgegebenen Temperaturdaten, die der Werkzeugmaschine zur Verfügung gestellt werden, relativ zu einer äquivalente Bearbeitungsklassifizierung und des in der Temperaturmuster-Speichereinheit gespeicherten normalen Musters.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Anomalie-Bestimmungsvorrichtung, ein Programm, ein Anomalie-Bestimmungssystem und ein Anomalie-Bestimmungsverfahren bereitzustellen, die einfach die Anomalie eines Temperatursensors in einer Werkzeugmaschine erkennen können, ohne Kosten zu verursachen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Grundkonfiguration einer Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
- 2 ist ein Blockdiagramm der Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform;
- 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Temperaturmuster-Speichereinheit der Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
- 4 ist eine Ansicht, die den Zusammenhang zwischen einer Bearbeitungsstartzeit und der Temperatur gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Bestimmung einer Anomalie durch eine Anomalie-Bestimmungsvorrichtung der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt; und
- 6 ist ein schematisches Diagramm, das die Grundkonfiguration eines Anomalie-Bestimmungssystems gemäß einer modifizierten Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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(Ausführungsform)
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Als Erstes wird eine Zusammenfassung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf ein System zum Bestimmen einer Anomalie in einem Temperatursensor durch Vergleichen eines erfassten Musters gemäß den Temperaturdaten von Temperatursensoren, die an Werkzeugmaschinen bereitgestellt werden, die Bearbeitungsprozesse durchführen, und eines normalen Musters, das die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit in einer zuvor gespeicherten Bearbeitungsklassifizierung anzeigt. Dabei zeigt das erfasste Muster die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit aus den erfassten Temperaturdaten.
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Als nächstes wird die Konfiguration einer Werkzeugmaschine 1 erläutert, die die vorliegende Ausführungsform ist, indem auf die 1 bis 3 verwiesen wird: Die in 1 gezeigte Werkzeugmaschine 1 ist eine Maschine, die eine vorbestimmte Bearbeitung, wie beispielsweise das Schneiden an einem Werkstück, wie beispielsweise einem Bauteil, durchführt, basierend auf Betriebsbefehlen, die von einer numerischen Steuervorrichtung ausgegeben werden (nicht dargestellt). In diesem Beispiel wird die Werkzeugmaschine 1 mit drei translatorischen Achsen (X-, Y-, Z-Achse) erklärt, die als Antriebswellen orthogonal zueinander stehen; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Ein Temperatursensor 200 ist an der Werkzeugmaschine 1 montiert. Hier wird eine Konfiguration, bei der jeder der Werkzeugmaschinen 1 ein Temperatursensor 200 bereitgestellt wird, als Beispiel in 1 beschrieben; es gibt jedoch keine Beschränkung auf die Anzahl der Temperatursensoren 200, die der Werkzeugmaschine 1 bereitstellt werden kann. Der Temperatursensor 200 erfasst die Temperatur der Werkzeugmaschine 1. Der Temperatursensor 200 tendiert dazu, den Einfluss der Wärmeentwicklung abhängig von der Montageposition der Werkzeugmaschine 1 aufzunehmen oder kaum aufzunehmen. Zum Beispiel tendiert der Temperatursensor 200, der am Motor und an einer Stelle in seiner Nähe montiert ist, dazu, den Einfluss der Wärmeentwicklung aufzunehmen. Andererseits nimmt der Temperatursensor 200, der an einer ausreichend vom Motor oder einer Anschlussposition davon entfernten Position montiert ist, kaum den Einfluss der Wärmeentwicklung auf. Darüber hinaus wird der Temperatursensor 200, der an einer Position montiert ist, die ausreichend weit vom Motor oder einer Anschlussposition davon entfernt ist und nicht den Einfluss von Schneidflüssigkeit aufnimmt, kaum den Einfluss von Erwärmung und Abkühlung aufnehmen.
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Der Temperatursensor 200 ist ein Thermistor oder dergleichen und gibt ein Temperatur-Detektionssignal aus. Die Werkzeugmaschine 1 digitalisiert das Temperatur-Detektionssignal durch ein bekanntes Verfahren und erhält Temperaturdaten, die die Temperatur durch einen Zahlenwert darstellen.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die Werkzeugmaschine 1 eine Anomalien-Bestimmungsvorrichtung 100. Die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 erfasst Temperaturdaten aus dem Temperatur-Detektionssignal des Temperatursensors 200 und vergleicht ein erfasstes Muster, das die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit aus den erfassten Temperaturdaten anzeigt, mit einem in einer Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeicherten normalen Muster, das die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit der Bearbeitungsklassifizierung einer bestimmten Werkzeugmaschine anzeigt. Anschließend bestimmt die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 eine Anomalie des Temperatursensors 200 gemäß den Ergebnissen des Vergleichs. Die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 umfasst eine Temperaturdaten-Erfassungseinheit 110, eine Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit 120, eine Temperaturmuster-Speichereinheit 130, eine Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140, eine Vergleichseinheit 150, eine Anomalie-Bestimmungseinheit 160, eine Benachrichtigungseinheit 170 und eine Muster-Aktualisierungseinheit 180.
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Die Temperaturdaten-Erfassungseinheit 110 erfasst Temperaturdaten basierend auf dem Temperatur-Detektionssignal, das vom Temperatursensor 200 gesendet wird, der der Werkzeugmaschine 1 bereitgestellt ist. Die Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit 120 bestimmt die Bearbeitungsklassifizierung nach einem vorgegebenen, im Voraus festgelegten Kriterium. Das vorgegebene Kriterium basiert beispielsweise auf der Programmnummer eines ausgeführten Programms, Betriebszustandsdaten, die sich auf einen Betriebszustand, eine Bearbeitungszeit oder dergleichen beziehen, oder einer Kombination davon; dies sind jedoch nur Beispiele und sollen nicht darauf beschränkt sein. Dabei sind die Betriebszustandsdaten beispielsweise ein internes Führungssignal einer numerischen Steuereinrichtung (nicht dargestellt), das zu vorgegebenen Abtastzeiten (z.B. 1 msec) in zeitlicher Abfolge erfasst wird, vom Motor der Werkzeugmaschine 1 erfasste Steuerdaten der Vorschubachse (nicht dargestellt), Spindelsteuerdaten bezogen auf die Spindel, etc.
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Die Temperaturmuster-Speichereinheit 130 speichert die zuzuordnende Bearbeitungsklassifizierung, die Ablaufzeit und die Temperaturdaten, wie in 3 dargestellt. Dabei kann die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 das normale Muster, das die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit anzeigt, aus den Ablaufzeit- und Temperaturdaten der in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeicherten Bearbeitungsklassifizierung als Grafik ausdrücken. So zeigt beispielsweise 4 ein normales Muster basierend auf Ablaufzeit- und Temperaturdaten einer Bearbeitungsklassifizierung, die in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 als Graph Gmaster gespeichert ist. Die Temperaturmuster-Speichereinheit 130 kann dieses normale Muster weiterhin speichern, um es mit der Bearbeitungsklassifizierung, der Ablaufzeit und den Temperaturdaten zu verknüpfen.
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Die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 erfasst das normale Muster relativ zu der Bearbeitungsklassifizierung, die durch die Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit 120 bestimmt wird. Genauer gesagt, kann die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 das normale Muster erfassen, indem sie für jede Verfallszeit Temperaturdaten aus der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 extrahiert. Dabei kann die Bearbeitungsklassifizierung des zu erfassenden normalen Musters einen gleichwertigen Umfang umfassen wie die Bearbeitungsklassifizierung der Werkzeugmaschine 1 mit erfassten Temperaturdaten. Die Bearbeitungsklassifizierung, die gleichwertig ist, wird basierend auf einer vorgegebenen Referenz, die im Voraus festgelegt wurde, bestimmt. Der Benutzer kann die vorgegebene Referenz beliebig vorab einstellen. Es ist zu beachten, dass es für den Fall, dass das normale Muster selbst in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeichert wird, ausreichend ist, wenn die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 das gespeicherte normale Muster extrahiert. Im Folgenden wird, sofern nicht anders angegeben, eine Bearbeitungsklassifizierung, die dem vorgegebenen Referenzsatz im Voraus entspricht, als gleichwertige Bearbeitungsklassifizierung bezeichnet.
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Die Vergleichseinheit 150 vergleicht das von der Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 erfasste normale Muster mit dem erfassten Muster, das die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit aus den von der Temperaturdaten-Erfassungseinheit 110 erfassten Temperaturdaten anzeigt. Das erfasste Muster kann auch als Grafik ausgedrückt werden, ähnlich wie das normale Muster. So zeigt beispielsweise die Grafik Gb von 4 das erfasste Muster. Die Vergleichseinheit 150 kann den absoluten Wert der Temperatur zu jeder Zeit oder die relative Änderungsmenge der Temperatur seit der Startzeit der Bearbeitung vergleichen. Darüber hinaus kann die Vergleichseinheit 150 die Änderungsrate der Temperatur pro Zeiteinheit vergleichen.
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Die Anomalie-Bestimmungseinheit 160, bei der die Differenz mindestens der Referenzwert als Ergebnis des Vergleichs durch die Vergleichseinheit 150 ist, bestimmt, dass der Temperatursensor 200 anormal ist. Die Benachrichtigungseinheit 170 meldet beispielsweise, wenn er über die Anomalie-Bestimmungseinheit 160 als anormal bestimmt wird, die Anomalie des Temperatursensors 200 auf einem Display (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine 1.
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Die Muster-Aktualisierungseinheit 180 bewirkt, dass das erfasste Muster als normales Muster in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeichert wird, falls es nicht möglich ist, ein normales Muster relativ zu der ermittelten Bearbeitungsklassifizierung in der Verarbeitung durch die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 zu erfassen. Darüber hinaus bewirkt die Muster-Aktualisierungseinheit 180, dass das erfasste Muster als normales Muster in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeichert wird, falls es durch die Anomalie-Bestimmungseinheit 160 nicht als abnormal bestimmt wird.
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Die Funktionsblöcke der Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 wurden oben erläutert. Als nächstes wird das Realisierungsverfahren dieser Funktionsblöcke erklärt. Um diese Funktionsblöcke zu realisieren, umfasst die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 eine arithmetische Verarbeitungseinheit wie beispielsweise eine CPU (Central Processing Unit). Darüber hinaus umfasst die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 eine Hilfsspeichervorrichtung wie eine Festplatte, die verschiedene Programme zur Steuerung einschließlich des Anomalie-Bestimmungsprogramms speichert, und eine Hauptspeichervorrichtung wie RAM (Random Access Memory) zum Speichern von Daten, die vorübergehend erforderlich sind, wenn die arithmetische Verarbeitungseinheit ein Programm ausführt.
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Dann liest die arithmetische Verarbeitungseinheit in der Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 eine Anwendung oder ein Betriebssystem aus dem Hilfsspeicher aus und führt eine arithmetische Verarbeitung basierend auf dieser Anwendung oder diesem Betriebssystem durch, während sie die Leseanwendung oder das Betriebssystem in der Hauptspeichervorrichtung ausbaut. Darüber hinaus steuert die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 basierend auf dem Betriebsergebnis verschiedene damit ausgestattete Hardware. Die Funktionsblöcke der vorliegenden Ausführungsform werden somit realisiert. Mit anderen Worten kann die vorliegende Ausführungsform durch die Zusammenarbeit von Hard- und Software realisiert werden.
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Als nächstes wird die Verarbeitung der Bestimmung der Anomalie der Temperatursensoren 200 erläutert. 5 ist ein Flussdiagramm, das die Anomalie-Bestimmungsverarbeitung durch die Abnormitäts-Bestimmungsvorrichtung 100 der Werkzeugmaschine 1 darstellt. In Schritt S (im Folgenden wird Schritt S einfach als S bezeichnet) 10 in 5 erfasst die Temperaturdaten-Erfassungseinheit 110 der Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 Temperaturdaten basierend auf dem vom Temperatursensor 200 ausgegebenen Temperatur-Detektionssignal. Dabei erfasst die Temperaturdaten-Erfassungseinheit 110 kontinuierlich Temperatur-Detektionssignale, die von den Temperatursensoren 200 zu einer geeigneten Zeitsteuerung gesendet werden.
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In S11 bestimmt die Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit 120 die Bearbeitungsklassifizierung der Werkzeugmaschine 1. Die Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit 120 kann die Bearbeitungsklassifizierung nach einem vorgegebenen, im Voraus festgelegten Kriterium bestimmen. In S12 referenziert die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 die Temperaturmuster-Speichereinheit 130 und erfasst das normale Muster der Bearbeitungsklassifizierung, das der bestimmten Bearbeitungsklassifizierung entspricht. Dabei ist das von der Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 erfasste normale Muster nicht auf eins beschränkt. Im Falle, dass eine Vielzahl von normalen Mustern relativ zu einer Bearbeitungsklassifizierung gespeichert wird, erfasst die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 eine Vielzahl von normalen Mustern.
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In S13 beurteilt die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140, ob es möglich ist, ein normales Muster zu erfassen oder nicht. Werden in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 Daten entsprechend der Zielbearbeitungsklassifizierung gespeichert, kann die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 ein normales Muster erfassen. Andererseits dürfen in einer Phase, in der die Erfassung von Temperaturdaten von dieser Werkzeugmaschine 1 selten durchgeführt wird, die der Zielbearbeitungsklassifizierung entsprechenden Daten nicht in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeichert werden. In diesem Fall kann die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 kein normales Muster erfassen. Im Falle, dass ein normales Muster (S13: JA) erfasst werden kann, schaltet die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 die Verarbeitung auf S14 um. Andererseits, wenn es nicht möglich ist, ein normales Muster zu erfassen (S13: NO), schaltet die Vergleichsdaten-Erfassungseinheit 140 die Verarbeitung auf S17 um.
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In S14 führt die Vergleichseinheit 150 eine Mustervergleichsverarbeitung durch, bei der das erfasste Muster, das die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit anzeigt, gemäß den von der Verarbeitung von S10 erfassten Temperaturdaten und dem von der Verarbeitung von S12 erfassten normalen Muster verglichen wird. Dabei kann die Vergleichseinheit 150 einen Vergleich zwischen dem erfassten Muster und dem normalen Muster gemäß den Beträgen der Temperaturen durchführen. Darüber hinaus kann die Vergleichseinheit 150 einen Vergleich durch die absolute Änderung der Temperatur seit dem Zeitpunkt des Bearbeitungsbeginns mit der Temperatur während des Bearbeitungsbeginns als 0 durchführen. Des Weiteren kann die Vergleichseinheit 150 den Vergleich zwischen dem erfassten Muster und dem normalen Muster durch die Änderung der Temperatur pro Zeit durchführen.
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In S15 beurteilt die Anomalie-Bestimmungseinheit 160, ob das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem erfassten Muster und dem normalen Muster anormal ist oder nicht. Hier wird ein konkretes Beispiel anhand von 4 erläutert. 4 zeigt ein erfasstes Muster und ein normales Muster durch die Beträge der Temperaturen einer bestimmten Bearbeitungsklasse. Hier ist der Graph Gmaster das normale Muster, und die Graphen Ga~Gc sind erfasste Muster. In diesem Fall, wenn das erfasste Muster Graph Gb ist, ist der Unterschied zum Graph Gmaster gering. Aus diesem Grund beurteilt die Anomalie-Bestimmungseinheit 160, dass das Ergebnis des Vergleichs nicht anormal ist. Andererseits, wenn das erfasste Muster Graph Ga oder Graph Gc ist, ist der Unterschied zum Graph Gmaster groß. Aus diesem Grund beurteilt die Anomalie-Bestimmungseinheit 160 das Ergebnis des Vergleichs als anormal. Die Anomalie-Bestimmungseinheit 160 kann eine Beurteilung durchführen, ob das Ergebnis des Vergleichs anormal ist oder nicht, beispielsweise danach, ob die Differenz mindestens ein Referenzwert ist oder nicht. Wenn das Vergleichsergebnis anormal ist (S15: JA), schaltet die Anomalie-Bestimmungseinheit 160 die Verarbeitung auf S16 um. Andererseits, wenn das Ergebnis des Vergleichs nicht abnormal ist (S15: NO), schaltet die Anomalie-Bestimmungseinheit 160 die Verarbeitung auf S17 um.
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In S16 gibt die Benachrichtigungseinheit 170 eine Benachrichtigung darüber aus, dass der Temperatursensor 200 nicht normal ist. Die Benachrichtigungseinheit 170 kann beispielsweise die Angelegenheit der Anomalie des Temperatursensors 200 auf einem Display (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine 1 ausgeben. Danach beendet die Steuereinheit (nicht dargestellt), die die Werkzeugmaschine 1 integriert steuert, die vorliegende Bearbeitung. In S17 bewirkt die Muster-Aktualisierungseinheit 180, dass die Daten des erfassten Musters, die die Temperaturänderung relativ zu der Bearbeitungszeit gemäß den durch die Verarbeitung von S10 erfassten Temperaturdaten anzeigen, in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 wie ein normales Muster gespeichert werden. Anschließend beendet die Steuereinheit der Werkzeugmaschine 1 die aktuelle Bearbeitung.
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Dadurch ist es möglich, Anomalien eines Temperatursensors 200, der der Werkzeugmaschine 1 bereitgestellt wird, ohne Kostenaufwand leicht zu erkennen, indem das erfasste Muster basierend auf der Ausgabe des Temperatursensors 200 und dem normalen Muster einer Bearbeitungsklassifikation, die dem erfassten Muster entspricht, verglichen wird.
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Durch den Vergleich zwischen dem erfassten Muster und dem normalen Muster gemäß den Beträgen der Temperatur kann beispielsweise festgestellt werden, dass es anormal ist, wenn die Differenz der Beträge mindestens der Referenzwert ist. Darüber hinaus ist es durch den Vergleich zwischen dem erfassten Muster und dem normalen Muster gemäß der absoluten Temperaturänderungsmenge seit Beginn der Bearbeitung möglich, als anormal zu bestimmen, ob die Differenz der absoluten Änderungsmenge mindestens der Referenzwert ist. Darüber hinaus ist es durch den Vergleich zwischen dem erfassten Muster und dem normalen Muster gemäß der Änderungsrate der Temperatur pro Zeit möglich, als anormal zu diskriminieren, wenn die Differenz der Änderungsrate mindestens der Referenzwert ist.
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Die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 kann viele normale Muster akkumulieren, da das erfasste Muster in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 als normales Muster gespeichert ist, wenn festgestellt wird, dass es im Vergleich dazu nicht abnormal ist. Die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100 bewirkt, dass das erfasste Muster in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 als normales Muster gespeichert wird, wenn ein normales Muster relativ zu einer Bearbeitungsklassifizierung nicht in der Temperaturmuster-Speichereinheit 130 gespeichert wird. Aus diesem Grund ist es möglich, ein normales Muster zu akkumulieren, das beim nächsten Vergleich das Vergleichsziel sein kann.
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Die Programme, einschließlich des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Anomalie-Bestimmungsprogramms, können auf verschiedenen Arten von nichtflüchtigen, computerlesbaren Medien gespeichert und an einen Computer bereitgestellt werden. Nichtflüchtige, computerlesbare Medien umfassen verschiedene Arten von materiellen Speichermedien. Beispiele für nichtflüchtige computerlesbare Medien sind magnetische Medien (z.B. flexible Platten, Magnetband, Festplattenlaufwerk), magneto-optische Aufzeichnungsmedien (z.B. magneto-optische Platte), CD-ROM (Read Only Memory), CD-R, CD-R/W und Halbleiterspeicher (z.B. Masken-ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), Flash-ROM, RAM (Random Access Memory)). Darüber hinaus kann das Programm einem Computer über verschiedene Arten von vorübergehend computerlesbaren Medien zur Verfügung gestellt werden. Beispiele für transitorisch computerlesbare Medien sind elektrische Signale, optische Signale und elektromagnetische Wellen. Vorübergehend computerlesbare Medien können einem Computer Programme über drahtgebundene Kommunikationswege wie elektrische Leitungen und Glasfasern oder einen drahtlosen Kommunikationsweg bereitstellen.
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Darüber hinaus ist die vorgenannte Ausführungsform eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; sie soll jedoch nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung auf die vorgenannte Ausführungsform beschränken, und die Realisierung ist in einer Form möglich, die durch verschiedene Änderungen in einem Umfang erreicht wird, der nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abweicht.
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(Modifiziertes Beispiel 1)
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In der vorgenannten Ausführungsform wurde exemplarisch eine Konfiguration erklärt, die im Falle der Bestimmung, dass der Temperatursensor 200 abnormal ist, meldet; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Sie kann so konfiguriert werden, dass die Bearbeitungssteuerung der Werkzeugmaschine 1 den Bearbeitungsvorgang basierend auf der Benachrichtigung der Benachrichtigungseinheit 170 steuert. Insbesondere kann die Bearbeitungssteuerung der Werkzeugmaschine 1 den Bearbeitungsvorgang stoppen. Wenn auf diese Weise konfiguriert, erfolgt dies ohne Schätzung des thermischen absoluten Verschiebungswerts über die Ausgabe eines fehlerhaften Temperatursensors 200 und es kann eine Bearbeitung verhindert werden, die vorher einen schlechten Einfluss ausübt.
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(Modifiziertes Beispiel 2)
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In der vorgenannten Ausführungsform wurde die Verarbeitung durch eine Werkzeugmaschine 1 erklärt, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn beispielsweise die Einheitentypen der Vielzahl von Werkzeugmaschinen gleichwertig sind und gleichwertige Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, ist es möglich, Anomalien durch die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung (Server) zu bestimmen, die mit der Vielzahl von Werkzeugmaschinen verbunden ist. Dabei werden Einheitentypen, die gleichwertig sind, auf der Grundlage eines vorgegebenen Referenzsatzes im Voraus beurteilt. Hier gibt der Einheitentyp beispielsweise die Modellnummer, die Version, die Optionen etc. der Werkzeugmaschine an. Beispielsweise beziehen sich äquivalente Einheitentypen auf den gleichen Einheitentyp und können leichte Versionsunterschiede wie Unterschiede in den Optionen aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass dies ein Beispiel ist und sich nicht darauf beschränkt. Der Benutzer kann die vorgegebene Referenz beliebig vorab einstellen. Darüber hinaus werden Bearbeitungsvorgänge, die gleichwertig sind, auf der Grundlage des vorher festgelegten Referenzwertes beurteilt. Als gleichwertige Bearbeitungsvorgänge umfasst sie beispielsweise gleichwertige Bearbeitungsprogramme und kann in der Lage sein, gleichwertige Bearbeitungen gleichzeitig über die gleichwertigen Bearbeitungsprogramme durchzuführen. Hier können beispielsweise gleichwertige Bearbeitungsprogramme, abgesehen davon, dass die Bearbeitungsprogramme identisch sind, Bearbeitungsprogramme umfassen, die Versionsunterschiede im Programm aufweisen und im Wesentlichen die gleiche Bearbeitung aufweisen. 6 bezieht sich auf das Anomalie-Bestimmungssystem 1000, in dem eine Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100-2 (Server), die über ein Kommunikationsnetzwerk N mit einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen 4 verbunden ist, eine Anomalie für die Temperatursensoren der Vielzahl von Werkzeugmaschinen 4 (4a, 4b,... 4n) bestimmt. Dabei ist das Kommunikationsnetz N beispielsweise ein LAN (Local Area Network), das innerhalb einer Fabrik, eines Internets, eines öffentlichen Telefonnetzes etc. oder einer Kombination aus diesen aufgebaut wird. Das spezifische Kommunikationsverfahren des Kommunikationsnetzwerks N und ob es sich um eine drahtgebundene Verbindung oder eine drahtlose Verbindung etc. handelt, sind nicht besonders eingeschränkt. Darüber hinaus zeigen die an jeder Werkzeugmaschine 4 montierten Temperatursensoren 200 (200a-1, 200a-2, 200b-1,..., 200n-2), wenn die Abzweignummer (-1 oder -2) gleich ist, an, dass sie die gleiche Montageposition ausweisen. Dann kann die Anomalie-Bestimmungsvorrichtung 100-2 die Anomalie des Temperatursensors 200 der Werkzeugmaschine 4 unter Verwendung eines normalen Musters des Temperatursensors 200 einer anderen Werkzeugmaschine 4 mit der gleichen Montageposition des Temperatursensors 200 dieser Werkzeugmaschine 4 bestimmen. Somit ist es möglich, das normale Muster mit einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen 4 durch das Anomalie-Bestimmungssystem 1000 zu teilen.
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(Modifiziertes Beispiel 3)
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Zusätzlich kann eine weitere mindestens eine Werkzeugmaschine mit der Werkzeugmaschine 1 der vorgenannten Ausführungsform kommunizierbar verbunden sein, und die Anomalie des Temperatursensors kann durch das Empfangen von Temperaturdaten bestimmt werden, die mit der Bearbeitungsklassifizierung und dem Zeitablauf der anderen Werkzeugmaschinen verbunden sind. In diesem Fall, wenn die Montageposition des Temperatursensors der anderen mindestens einen Werkzeugmaschine gleich der Montageposition des Temperatursensors 200 der Werkzeugmaschine 1 ist, ist es möglich, für das erfasste Muster der anderen Werkzeugmaschine das normale Muster der Werkzeugmaschine 1 zu verwenden, was vorteilhaft ist. Darüber hinaus ist es im Falle der Montageposition von Temperatursensoren, des Einheitentyps und des Bearbeitungsvorgangs anderer Werkzeugmaschinen, die sich von der Werkzeugmaschine 1 unterscheiden, möglich, das normale Muster des Temperaturmuster-Speichers durch eine Werkzeugmaschine mit der gleichen Montageposition, dem gleichen Einheitentyp und dem gleichen Bearbeitungsvorgang zu verwenden, was vorteilhaft ist, solange die Montageposition, der Einheitentyp und der Bearbeitungsvorgang weiter gespeichert werden, um in der Temperaturmuster-Speichereinheit zugeordnet zu sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 4, 4a, 4b,.... 4n
- Werkzeugmaschine
- 100, 100-2
- Anomalie-Bestimmungsvorrichtung
- 110
- Temperaturdaten-Erfassungseinheit
- 120
- Bearbeitungsklassifizierungs-Bestimmungseinheit
- 130
- Temperaturmuster-Speichereinheit
- 140
- Vergleichsdaten-Erfassungseinheit
- 150
- Vergleichseinheit
- 160
- Anomalie-Bestimmungseinheit
- 170
- Kommunikationseinheit
- 180
- Muster-Aktualisierungseinheit
- 200, 200a-1, 200a-2, 200b-1,... , 200n-2
- Temperatursensor
- 1000
- Anomalie-Bestimmungssystem
