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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuerungs-(nachstehend als NC bezeichnet; Engl.: numerical control)Vorrichtung, die ein Mittel enthält zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge, und spezieller zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge von Peripheriegeräten, die eine von der NC-Vorrichtung gesteuerte Werkzeugmaschine bilden.
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Stand der Technik
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Als eine Steuervorrichtung zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge für eine gesamte Maschine, die Peripheriegeräte enthält, wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Mittel enthält zum Bestimmen einer Stromverbrauchsmenge für ein Peripheriegerät, basierend auf dem Produkt einer Energiezuführungszeit und eines Stromverbrauchs (Leistungsaufnahme) der betroffenen Vorrichtung (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
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Als eine Steuervorrichtung zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge für eine gesamte Maschine, die Peripheriegeräte enthält, wurde auf ähnliche Weise eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Mittel enthält zum Erhalten von Stromverbrauchsmengen von Peripheriegeräten durch Verwenden von Information, die in die Steuervorrichtung im Voraus eingegeben wird, um Stromverbräuche aufzusummieren, während die Vorrichtungen angeschaltet sind (siehe zum Beispiel Patentdokument 2).
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Stand-der-Technik-Dokument
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. 2000-206150
- Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung Nr. 2010-115063
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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In dem oben beschriebenen Beispiel der konventionellen Steuervorrichtung tritt ein Problem dadurch auf, dass ein Mittel zum Identifizieren eines Betriebszustands neu bereitgestellt werden muss, da es kein Mittel zum Identifizieren eines Betriebszustands eines Peripheriegeräts gibt.
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Zusätzlich verbleibt in dem letzten Beispiel der oben beschriebenen konventionellen Steuervorrichtung ein Problem, dass ein genauer Stromverbrauch in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Betriebssituation eines Peripheriegeräts nicht berechnet werden kann.
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In der oben beschriebenen, konventionellen Steuervorrichtung gibt es weiterhin ein Problem, dass ein unnötiger Stromverbrauch nicht reduziert werden kann, obwohl ein Stromverbrauch für ein Peripheriegerät berechnet werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um solche Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine NC-Vorrichtung zu realisieren, in der eine Stromverbrauchsmenge für ein Peripheriegerät genau berechnet wird, ohne eine externe Vorrichtung zu installieren.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine NC-Vorrichtung zu realisieren, die den Betrieb eines Peripheriegeräts stoppen kann, wenn ein Peripheriegerät existiert, das Strom verschwenderischer Weise verbraucht.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der Erfindung enthält: ein Speichermittel, das Stromverbräuche von Peripheriegeräten speichert, die eine Werkzeugmaschine bilden; ein Zustandsüberwachungsmittel, das Betriebszustände der Peripheriegeräte identifiziert durch Überwachen von Zustandsänderungen von I/O-Steuersignalen oder Hilfsbefehlen, die die Peripheriegeräte steuern; und ein Stromberechnungsmittel, das Stromverbrauchsmengen für Peripheriegeräte berechnet, basierend auf Signalen von dem Zustandsüberwachungsmittel und den im Speichermittel gespeicherten Stromverbräuche von Peripheriegeräten.
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Zusätzlich enthält eine numerische Steuervorrichtung gemäß der Erfindung eine Funktion, in der das Zustandsüberwachungsmittel beurteilt, ob ein Peripheriegerät gestoppt ist oder nicht, nachdem eine Bearbeitung beendet ist, und eine PLC-Verarbeitungseinheit veranlasst, ein Signal zum Stoppen des Peripheriegeräts auszugeben, wenn das Peripheriegerät nicht gestoppt wird.
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Effekt der Erfindung
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Gemäß dieser Erfindung wird eine Stromverbrauchsmenge berechnet basierend auf einer Zustandsänderung eines I/O-Steuersignals und eines Hilfsbefehls, die wesentlich für eine NC-Vorrichtung sind, so dass eine Stromberechnungsmittel berechnet werden kann, ohne Hinzufügen von Vorrichtungen oder Verdrahtungen, und folglicherweise ohne eine starke vergrößert von Kosten.
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Weiterhin wird gemäß dieser Erfindung ein Peripheriegerät zwangsweise gestoppt, sogar in dem Fall, dass ein Peripheriegerät nicht abgeschaltet wird, nachdem eine Bearbeitung beendet ist, so dass eine unnötige Stromverbrauchsmenge reduziert werden kann.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer NC-Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
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2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Parametereinstellung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
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4 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines Zustandsüberwachungsabschnitts gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
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Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
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Ausführungsform 1
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Nachstehend wird Ausführungsform 1 der Erfindung unter Verwendung von 1 bis 4 erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer NC-Vorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt. Die NC-Vorrichtung, die den Betrieb einer Werkzeugmaschine (nicht in der Figur gezeigt) und von Peripheriegeräten 114 in Übereinstimmung mit dem Inhalt eines einzugebenden Bearbeitungsprogramms 102 steuert, ist ausgestattet mit einer Speichereinheit 101, einer Analysiereinheit 104, einer PLC-(programmierbare Logiksteuerung)Verarbeitungseinheit 106, einer Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109, einer I/F-(Schnittstellen-)Einheit 112 und einer Anzeigeeinheit 115. Die Hardware-Konfiguration der NC-Vorrichtung 100 ist die gleiche wie eine allgemeine NC-Vorrichtung, die mit einer CPU, einem Speicher und dergleichen ausgestattet ist. Die Analysiereinheit 104, die Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 und dergleichen umfassen Software.
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Die Speichereinheit 101 speichert ein Bearbeitungsprogramm 102, in 3 gezeigte Parameter 103, etc.. In den in 3 gezeigten Parametern 103, entsprechend einem M-Code (Hilfsbefehl) zum Steuern eines Peripheriegeräts (Mittel, Spantransportband, Licht, etc.), für das eine Strommenge zu berechnen ist, werden eine Parameteranzahl, ein Stromverbrauch, eine einem I/O(Eingabe/Ausgabe)Steuersignal entsprechende Vorrichtungsnummer, eine Zeit von dem Ende einer Bearbeitung bis zum Abschalten, eine Strommenge für das Ende der Bearbeitung bis zum Abschalten, eine Gruppennummer und eine Bedeutung eines M-Codes eingestellt durch ein Eingabemittel, das nicht in den Figuren gezeigt ist. Zusätzlich enthält die Analysiereinheit 104 zum Analysieren und Ausführen des Bearbeitungsprogramms 102 einen Bearbeitungsprogramm-Analysierabschnitt 105, der das in der Speichereinheit 101 gespeicherte Bearbeitungsprogramm lädt, analysiert und ausführt, und eine PLC-Verarbeitungseinheit 106 über einen Ausführungszustand des Bearbeitungsprogramms informiert in Übereinstimmung mit einer Analyse und einem Ausführungsergebnis (in dem Fall, dass das Analyseergebnis des Bearbeitungsprogramms ein Hilfsbefehl ist, wird die PLC-Verarbeitungseinheit 106 veranlasst, den Hilfsbefehl auszuführen).
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Die PLC-Verarbeitungseinheit 106 weist eine Funktion auf zum Verarbeiten eines Sequenzprogramms, das den Maschinenbetrieb und die Peripheriegeräte 114 steuert, und steuert die Peripheriegeräte 114 durch An- und Abschalten des I/O-Steuersignals (ein Eingangssignal 107 und ein Ausgangssignal 108) basierend auf der Meldung des Ausführungszustands des Bearbeitungsprogramms (Hilfsbefehlmeldung) von dem Bearbeitungsprogramm-Analysierabschnitt 105. Ein PLC I/F-Abschnitt 113 der I/F-Einheit 114 weist eine Funktion auf zum Austauschen von Signalen mit der PLC-Verarbeitungseinheit 106 und den Peripheriegeräten 114, und gibt von der PLC-Verarbeitungseinheit 106 ausgegebene I/O-Steuersignale an die Peripheriegeräte 114 ein, und gibt umgekehrt die Betriebszustandssignale der Peripheriegeräte 114 an die PLC-Verarbeitungseinheit 106 ein.
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Der Zustandsüberwachungsabschnitt 110 in der Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 weist eine Funktion auf zum Überwachen von I/O-Steuersignalen der PLC-Verarbeitungseinheit 106, die in den Parametern 103 eingestellt sind, und berechnet die Betriebszeit, wenn Peripheriegeräte 114 laufen, und weist auch eine Funktion auf zum Stoppen der Peripheriegeräte 114 durch die PLC-Verarbeitungseinheit 106, wenn sie laufen, nachdem eine Bearbeitung beendet ist. Ein Strommengen-Berechnungsabschnitt 114 in der Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 weist eine Funktion auf zum Berechnen von Stromverbräuchen der Peripheriegeräte 114 basierend auf der in dem Zustandsüberwachungsabschnitt 110 berechneten Betriebszeit und einem in den Parametern 103 eingestellten Verbrauchsstrom (Verbrauchsleistung) (W), und führt auch eine Verarbeitung aus zum Aufsummieren der berechneten Stromverbräuche für jede in den Parametern 3 eingestellte Gruppe. Die Anzeigeeinheit 115 weist eine Funktion auf zum Anzeigen der von der Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 erhaltenen Stromverbräuche, und zeigt die Stromverbrauchsmenge der gesamten Maschine und die Stromverbrauchsmenge für jede Gruppe an.
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Als Nächstes wird ein Betrieb einer NC-Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1 in der Erfindung erläutert. Der Bearbeitungsprogramm-Analysierabschnitt 105 lädt das Bearbeitungsprogramm 102 aus der Speichereinheit 101 und analysiert es. Wenn zum Beispiel das in 2 gezeigte Bearbeitungsprogramm analysiert wird, wird die PLC-Verarbeitungseinheit 106 als Erstes über die Tatsache informiert, dass M100 ausgegeben wird, was ein Hilfsbefehl ist (Entladebefehl eines Schneidefluids (Kühlschmierstoff), das für eine Bearbeitung nötig ist. Die PLC-Verarbeitungseinheit 106 verarbeitet ein Sequenzprogramm zum Steuern des Maschinenbetriebs und der Peripheriegeräte 114, und wenn M100 in dem Programm-Analysierabschnitt 105 analysiert wird, gibt die PLC-Verarbeitungseinheit 106 ein I/O-Steuersignal aus zum Ausgeben eines Schneidefluids an den PLC-I/F-Abschnitt 113. Der PLC-I/F-Abschnitt 113 weist eine Funktion auf zum Austauschen von Signalen mit der PLC-Verarbeitungseinheit 106 und den Peripheriegeräten 114. Der PLC-I/F-Abschnitt 113 benachrichtigt ein Peripheriegerät 114 über ein I/O-Steuersignal von der PLC-Verarbeitungseinheit 106. Folglich wird ein Schneidefluid in dem Peripheriegerät 114 ausgegeben. Wenn weiterhin eine Ausgabe des Schneidefluids in dem Peripheriegerät 114 gestartet wird, benachrichtigt das Peripheriegerät 114 den PLC-I/F-Abschnitt 113 über den Zustand, dass das Schneidefluid ausgegeben wird, als ein Signal.
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Nach dem Empfang eines Betriebszustandssignals der Peripheriegeräts 114 von dem PLC-I/F-Abschnitt 113 benachrichtigt die PLC-Verarbeitungseinheit 106 den Bearbeitungsprogramm-Analysierabschnitt 105 über die Tatsache, dass die Ausgabe des Schneidefluids gestartet wird. Eine Interpolationsverarbeitungseinheit (nicht gezeigt), die die Tatsache von dem Bearbeitungsprogramm-Analysierabschnitt 105 empfängt, führt (interpoliert) den nächsten Blockprozess (G01 X100. Y100. F100;) aus, und dann wird das Ergebnis durch eine Glättungseinheit und eine Ausgabeeinheit ausgegeben, die bekannt sind und nicht gezeigt sind, an eine Servosteuereinheit, so dass ein Servomotor angetrieben wird und eine Bearbeitung gestartet wird.
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Der Zustandsüberwachungsabschnitt 110 in der Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 wird wie in 4 gezeigt betrieben. Der Zustandsüberwachungsabschnitt 110 in Schritt 1 überwacht I/O-Steuersignale der PLC-Verarbeitungseinheit 106, und wenn der Zustand in einem I/O-Steuersignal geändert wird (z. B. wenn Y0A0 angeschaltet wird), fährt der Prozess zu Schritt 2 fort, und ob die Vorrichtung entsprechend dem geänderter I/O-Steuersignal in den Parametern 103 eingestellt ist oder nicht, wird beurteilt, und wenn die Vorrichtung nicht eingestellt ist, wird der Prozess beendet. Wenn die Vorrichtung eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt 3 fort, und ein Zählen der Betriebszeit des Peripheriegeräts 114 entsprechend der I/O-Steuervorrichtung wird gestartet, und der Prozess fährt zu Schritt 4 fort.
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In Schritt 4 wird überwacht, ob es eine Zustandsänderung der I/O-Steuersignale gibt oder nicht, und wenn es keine Änderung des Zustands der I/O-Steuersignale gibt, fährt der Prozess zu Schritt 6 fort, und ob es einen Programmbeendigungsbefehl (z. B. M02-Befehl) gibt oder nicht, wird überwacht. Wenn es keinen Programmbeendigungsbefehl gibt, bewegt sich der Prozess zurück zu Schritt 4, und es wird überwacht, ob es eine Zustandsänderung des I/O-Steuersignals gibt oder nicht. Wenn es eine Zustandsänderung des I/O-Steuersignals in Schritt 4 gibt, wird zum Beispiel der M101-Befehl(Ausgabebeendigung-(Kühlmittel-Aus)-Befehl), der in 2 gezeigt ist, ausgeführt, der Prozess fährt zu Schritt 5 fort und ein Zählen der Betriebszeit wird gestoppt, und der Strommengen-Berechnungsabschnitt 111 wird über die gezählte Betriebszustand benachrichtigt. Wenn es einen Programmbeendigungsbefehl (z. B. M02-Befehl) in Schritt 6 gibt, schreitet der Prozess zu Schritt 7 fort. Der Fall, dass der Prozess zu Schritt 7 fortführt, tritt auf, wenn ein Programmbeendigungsbefehl (z. B. M02-Befehl) ausgegeben wird, obwohl ein M101-Befehl nicht geschrieben wird, da M101-(Kühlmittel-Aus-Befehl)Befehl während der Programmierung vergessen wurde.
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In Schritt 7 wird eine vorbestimmte Zeit von dem Ende einer Bearbeitung (Lesen eines Programmbeendigungsbefehls) bis zum Abschalten aus den Parametern 103 gelesen, und es wird beurteilt, ob die Zeit abgelaufen ist oder nicht. Wenn die Zeit abläuft, fährt der Prozess zu Schritt 8 fort. In Schritt 8 wird die PLC-Verarbeitungseinheit 106 über eine Anfrage informiert zum Ausgeben eines AUS-Signals als das I/O-Steuersignal, und der Prozess fährt zu Schritt 5 fort. Der Zustandsüberwachungsabschnitt 110 funktioniert wie oben beschrieben. Die PLC-Verarbeitungseinheit 106, die über die Anfrage von dem Zustandsüberwachungsabschnitt 110 zum Ausgeben eines AUS-Signals als das I/O-Steuersignal informiert wurde, gibt ein I/O-Steuersignal durch die I/F-Einheit 112 aus zum Stoppen eines Peripheriegeräts 114. In dem in 2 gezeigten Bearbeitungsprogramm, sogar wenn ein M101-(Kühlmittel an)Befehl gegeben wird, jedoch ein M102-(Kühlmitte aus)Befehl nicht gegeben wird (wurde vergessen zu schreiben) und das Kühlmittel ausgegeben wird, nachdem die Bearbeitung beendet ist, wird die Ausgabe des Kühlmittels beendet, nachdem die vorbestimmt Zeit abläuft.
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Der Strommengen-Berechnungsabschnitt 111, der über die gezählte Betriebszeit von dem Zustandsüberwachungsabschnitt 110 informiert wird, liest weiterhin aus den Parametern 103 den Stromverbrauch (W) entsprechend der Vorrichtung (I/O-Steuersignal), für die die Betriebszeit gemeldet wird, und erhält eine Stromverbrauchsmenge für jedes Peripheriegerät durch Berechnen des Stromverbrauchs (W) x die Betriebszeit, und speichert dann das Ergebnis in der Speichereinheit 101. Durch Bezugnahme auf die in den Parametern 103 gespeicherte Gruppennummer summiert es die Stromverbrauchsmengen für die gleiche Gruppe. Durch Korrelieren der berechneten Stromverbrauchsmenge für jedes Peripheriegerät mit der Sequenz-Nummer des Bearbeitungsprogramms kann zusätzlich der Stromverbrauchs-Berechnungsabschnitt 111 auch anzeigen, wie Stromverbrauchsmenge für jedes Peripheriegerät sich ändert, wenn das Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird. Die Anzeigeeinheit 115 weist eine Funktion auf zum Anzeigen der von der Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 erhaltenen Stromverbrauchsmenge. Zum Beispiel kann die Stromverbrauchsmenge für die gesamte Maschine oder auf einer Gruppenbasis angezeigt werden.
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Überwachen der Zustandsänderung des I/O-Steuersignals, das wesentlich für eine NC-Vorrichtung ist, kann wie oben beschrieben gemäß der ersten Ausführungsform eine Stromverbrauchsmenge für ein Peripheriegerät in Übereinstimmung mit einer Bearbeitungssituation erhalten werden. Weil die Änderung des I/O-Steuersignals überwacht wird, ist in Ausführungsform 1 die Messung der Stromverbrauchsmenge möglich für ein Peripheriegerät, das aktiviert wird durch einen Knopf auf einer Steuerkonsole der Maschine oder dergleichen, verschieden von einem Bearbeitungsprogramm. Weil eine Funktion zum zwangsweisen Abschalten eines Peripheriegeräts, das für eine bestimmte Periode, nachdem die Ausführung des Bearbeitungsprogramms beendet ist, bereitgestellt wird, kann zusätzlich das Peripheriegerät zwangsweise gestoppt werden in zum Beispiel einer Situation, in der eine Ausführung des Maschinenprogramms gestoppt wird, ein Peripheriegerät nicht abgeschaltet wird, nachdem die Zeit von dem Ende der Bearbeitung bis zu dem Abschalten überstiegen wird, oder nachdem die Stromverbrauchsmenge von dem Ende der Bearbeitung bis zum Abschalten überstiegen wird, die beide in den Parametern eingestellt sind. Unter Verwendung eines I/O-Steuersignals, das wesentlich für eine NC-Vorrichtung ist, kann gemäß einer NC-Vorrichtung nach Ausführungsform 1 eine Stromverbrauchsmenge für ein Peripheriegerät genau berechnet werden in Übereinstimmung mit einer Betriebssituation, und auch eine unnötige Stromverbrauchsmenge kann reduziert werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 überwacht der Zustandsüberwachungsabschnitt 110 in der Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit 109 das I/O-Steuersignal (Überwachen der Vorrichtungszustandsänderung entsprechend dem I/O-Steuersignal) der PLC-Verarbeitungseinheit 106, so dass eine Stromverbrauchsmenge eines Peripheriegeräts gemessen werden kann, das aktiviert wird durch einen Knopf auf einer Betriebsplatine einer Maschine oder dergleichen. Es ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt, sondern durch Überwachen der Änderung eines M-Codes, kann das Zählen der Betriebszeit des Peripheriegeräts gestartet und gestoppt werden. In Schritt 7 der 4 in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 wird die Zeit ausgelesen von dem Ende der Bearbeitung bis zum Abschalten, die in den Parametern 103 eingestellt ist, und die Beurteilung wird durchgeführt, ob die Zeit abgelaufen ist oder nicht. Es kann jedoch auch auf solch eine Weise konfiguriert sein, dass die Strommenge von dem Ende der Bearbeitung bis zu Abschalten, die in den Parametern 103 eingestellt ist, ausgelesen wird, und die PLC-Verarbeitungseinheit 106 über die Anfrage informiert wird zum Ausgeben von AUS als ein I/O-Steuersignal basierend auf der Beurteilung, ob die Strommenge überstiegen wird oder nicht. Obwohl die Erläuterung auf einem Fall basiert, in dem sowohl die Zeit von dem Ende einer Bearbeitung bis zum Abschalten als auch die Strommenge von dem Ende der Bearbeitung bis zum Abschalten in den Parametern 103 eingestellt ist, muss nicht gesagt werden, dass die ursprüngliche Aufgabe gelöst wird durch Einstellen eines von Beiden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ist geeignet zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge für ein Peripheriegerät.
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Erläuterung von Bezugszeichen
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- 100: Numerische Steuervorrichtung, 101: Speichereinheit, 102: Bearbeitungsprogramm, 103: Parameter, 104: Analysiereinheit, 105: Bearbeitungsprogramm-Analysierabschnitt, 106: Eingangssignal, 108: Ausgangssignal, 109: Stromverbrauchsmengen-Verarbeitungseinheit, 110: Zustandsüberwachungseinheit, 111: Strommengen-Berechnungsabschnitt, 112: I/F-Einheit, 113: PLC-I/F-Abschnitt, 114: Peripheriegerät, 115: Anzeigeeinheit.
