JP2008234131A - 工作機械における監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】異常動作の原因究明に要する時間を短くし、工作機械とは別個に加工動作のシミュレーションが行える工作機械における監視システムを提供する。
【解決手段】加工動作の制御を行う基になる信号や数値等の加工指令情報１２と実行された加工動作によって得られた信号や数値等の加工実行情報１３とを記憶する情報記憶手段１１と、情報記憶手段１１に記憶された加工指令情報１２に基づいて工作機械１０の加工動作を制御するとともに当該制御によって得られる加工実行情報１３を加工指令情報１２と関連付けて情報記憶手段１１に記憶する加工制御手段１４と、加工指令情報１２と加工実行情報１３に基づいて指令上と実加工上とについて工作機械１０の加工動作を関連付けてシミュレーションにより表示部２２に再生表示する再生表示手段２１とを備える。指令上と実加工上とで加工動作のシミュレーションを再生表示できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械と、当該工作機械の加工動作を監視する監視装置とを備えた工作機械における監視システムに関する。

工作機械の稼働中に異常の状態が表示されても、当該異常に対応する措置を知らない者が作業していた場合等ではＭＴＴＲ（平均復旧（修理）時間）が増加するという問題があった。この問題に対処するため、従来では工作機械の動作に同期させてシミュレート動作させた工作機械の３次元形状モデルを表示して、異常に対応する措置を知らせる技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００６−０８５３２８号公報

しかし、特許文献１で開示された技術を用いても、シミュレート動作させるために記憶する情報は各パーツについて加工動作を開始してからの時間と位置のみである。例えばサーボ軸が動作した事によって衝突して機械異常となる場合、時間と位置の情報だけでは油気圧系ユニットの運転状況が分からないために異常か正常かの判断が困難になる。

また、特許文献１で開示された技術におけるシミュレート動作は、どの加工動作（指令）に対してどの位置になったのかの関連付けを手作業で行う必要があり、工作機械の動作に同期させる必要があった。前者によれば異常動作の原因を究明するのに時間を要し、後者によれば異常に対応する措置を知らせる場合や異常動作の原因を究明する場合等でも工作機械を同期して動作させる必要があった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、異常動作の原因を従来よりも究明し易くかつ短時間で行え、工作機械とは別個に加工動作のシミュレーションが行えるようにした工作機械における監視システムを提供することを目的とする。

（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、工作機械と、当該工作機械と通信可能に接続されており工作機械の加工動作を監視する監視装置とを備えた工作機械における監視システムであって、加工動作の制御を行う基になる信号や数値等の加工指令情報と、実行された加工動作によって得られた信号や数値等の加工実行情報とを記憶する情報記憶手段と、前記情報記憶手段に記憶された加工指令情報に基づいて前記工作機械の加工動作を制御するとともに、当該制御によって得られる加工実行情報を前記加工指令情報と関連付けて前記情報記憶手段に記憶する加工制御手段と、前記情報記憶手段に記憶された加工指令情報および加工実行情報に基づいて、指令上と実加工上とについて前記工作機械の加工動作を関連付けてシミュレーションにより表示部に再生表示する再生表示手段とを有することを要旨とする。

加工指令情報と加工実行情報における信号や数値等は、工作機械の動作状態を把握できる情報であれば任意である。例えばＣＮＣ（Computer Numerical Control）およびＰＬＣ（Programmable Logic Control）が該当し、必要に応じて制御盤の操作にかかる操作情報、後述する検出情報，撮像情報などを含めてもよい。解決手段１によれば、加工指令情報と加工実行情報は関連付けて記憶されているので、再生表示手段によって指令上と実加工上とについて工作機械の加工動作を関連付けてシミュレーションにより表示部に再生表示することができる。この再生表示は、工作機械を作動させて同期させる必要がなく、工作機械とは別個にいつでも行える。関連付けて再生表示する態様としては、例えば並べて表示したり、重ね合わせて表示する。加工指令情報と加工実行情報には少なくともＣＮＣおよびＰＬＣを含むので加工時における工作機械の動作状態が把握でき、加工中のどの時点で異常が発生したのかを容易に特定することができる。また、指令上と実加工上とを関連付けて加工動作のシミュレーションを再生表示すると、実加工上の加工動作が指令上の加工動作と相違している部分があれば、異常動作の原因を究明する際の手掛かりになる。したがって、関連付けを手作業で行う必要がないので、異常動作の原因を究明するのに要する時間が従来よりも短くなる。

（２）解決手段２は、解決手段１に記載した工作機械における監視システムであって、工作機械に備えた第１記憶部と、監視装置に備えた第２記憶部とで情報記憶手段を構成した場合には、加工制御手段は加工実行情報を前記第１記憶部に記憶した後、前記工作機械の使用率が所定値以下になったときに前記第１記憶部に記憶した加工実行情報を前記第２記憶部に転送して記憶することを要旨とする。

現場の工作機械に搭載可能な記憶容量は少なく抑えられ、監視装置のような処理装置に搭載可能な記憶容量はあまり制限されないのが一般的である。解決手段２では、工作機械に第１記憶部を備え、監視装置に第２記憶部を備えたうえで、加工制御手段が加工実行情報を一時的に第１記憶部に記憶した後に第２記憶部に転送して記憶する。ただし、転送は工作機械の使用率が所定値以下になったこと（言い換えれば加工処理の空き時間中）に制限することで、工作機械の稼働を制限することなく、第１記憶部の記憶容量を超える容量の加工実行情報であっても確実に第２記憶部に記憶させることができる。

（３）解決手段３は、解決手段１または２に記載した工作機械における監視システムであって、加工制御手段は、複数の工程からなる加工動作における各工程の加工時間（以下この加工時間を単に「切替時間」と呼ぶ。）および加工指令情報との差分値のうちで一方または双方を加工実行情報として情報記憶手段に記憶することを要旨とする。

ある工程について指令された加工動作が行われる加工時間よりも実際に掛かった時間のほうが多い場合には、当該工程に異常動作の原因が含まれている可能性がある。また、加工指令情報と加工実行情報との差分値が大きくなるほどズレが生じていることになり、異常動作の原因となる可能性がある。解決手段３によれば、切替時間を用いた場合には、記憶する情報量を大幅に少なくするとともに、異常動作の原因が含まれている可能性がある工程を容易に特定することができる。また、差分値を記憶する場合には記憶量は減らないものの、差分値の変化（増減）をみることによって異常動作の原因が究明し易くなる。

（４）解決手段４は、解決手段１から３のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、工作機械の動作環境を検出する検出手段を有し、加工制御手段は、前記検出手段によって検出された検出情報を加工実行情報に含めて情報記憶手段に記憶し、再生表示手段は、前記検出情報に基づいて指令上と実加工上とについて前記工作機械の加工動作を関連付けてシミュレーションにより表示部に再生表示することを要旨とする。
なお検出手段は、例えば温度センサ，気圧センサ，圧力センサ等が該当する。

解決手段４によれば、工作機械における温度・気圧・圧力等のような動作環境が検出手段によって検出されるので、検出された検出情報とともに工作機械の加工動作をシミュレーションにより再生表示する。もし温度・気圧・圧力等の変化（増減）が大きいために生じた異常動作であれば、原因の究明が容易に行える。

（５）解決手段５は、解決手段１から４のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、工作機械または当該工作機械の近傍に設けられ、前記工作機械および加工動作のうちで一方または双方を撮像する撮像装置を有し、加工制御手段は、前記撮像装置で撮像した撮像情報を加工実行情報に含めて情報記憶手段に記憶し、再生表示手段は、加工動作のシミュレーションとともに、加工実行情報に含まれる撮像情報に基づいて表示部に再生表示することを要旨とする。

解決手段５によれば、撮像装置で撮像した撮像情報（画像や映像）とともに工作機械の加工動作をシミュレーションにより再生表示する。もし画像や映像に変化（例えば物体の落下や飛来等）があるために生じた異常動作であれば、原因の究明が容易に行える。

（６）解決手段６は、解決手段１から５のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、加工制御手段は、加工指令情報と加工実行情報との差分値が許容範囲外になると、前記加工実行情報を情報記憶手段に記憶し始めることを要旨とする。
なお許容範囲の設定は任意であるが、例えば一般的な加工で生じる誤差範囲を設定するのが望ましい。

解決手段６によれば、加工指令情報と加工実行情報との差分値が許容範囲外になって初めて加工実行情報が情報記憶手段に記憶されるので、加工実行情報の容量を少なく抑えることができる。したがって、情報記憶手段に要求される記憶容量も少なくなる。

（７）解決手段７は、解決手段１から６のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、再生表示手段は、対象となる加工動作の加工実行情報と、過去に行われた同一種類の加工動作の加工実行情報とに基づいて統計情報を表示することを要旨とする。

解決手段７によれば、加工実行情報にかかる統計情報を表示することにより、対象となる加工動作が過去に行われた同一種類の加工動作と比較してどれだけの差異（例えば誤差や変位量等）があるのかが明らかになる。これにより、同一種類の加工動作をあと何回行えば異常動作が生じるのかを予測することができ、統計情報が異常動作の原因を究明する際の手掛かりになる。

（８）解決手段８は、解決手段１から７のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、監視装置は工作機械から離れた遠隔地に配置したことを要旨とする。

解決手段８によれば、工作機械と監視装置とが遠隔地に配置された場合でも、指令上と実加工上とおける動作の相違を発見して異常動作の原因を究明できる。

本発明によれば、異常動作の原因を従来よりも究明し易くかつ短時間で行えるだけでなく、工作機械とは別個に加工動作のシミュレーションが行えるようになる。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

まず図１には、本発明の構成例を模式的にブロック図で表す。本発明の監視システムは、通信回線Ｎを通じて接続された工作機械１０と監視装置２０とからなる。通信回線Ｎは任意の回線を適用可能であり、例えばＬＡＮ，専用回線，インターネット等のいずれかが該当する。工作機械１０と監視装置２０との配置関係は任意であって、一の筐体内に一体化してもよく、近隣に配置してもよく、遠隔地に配置してもよい。工作機械１０は、情報記憶手段１１，加工制御手段１４，検出手段１５，撮像装置１６などを有する。監視装置２０は、再生表示手段２１や表示装置２２などを有する。

情報記憶手段１１は、加工動作の制御を行う基になる信号や数値等の加工指令情報１２や、実行された加工動作によって得られた信号や数値等の加工実行情報１３などを記憶する。加工指令情報１２と加工実行情報１３は、例えばＣＮＣおよびＰＬＣ等のように工作機械１０の動作状態を把握できる情報を用いる。情報記憶手段１１には例えばハードディスク装置や光磁気ディスク装置等を用いるが、加工指令情報１２や加工実行情報１３を記憶できれば種類や可搬性は問わない。
なお情報記憶手段１１は、工作機械１０に備えた第１記憶部１１ａと、監視装置２０に備えた第２記憶部１１ｂ（二点鎖線で図示する）とで構成してもよい。この構成では、加工指令情報１２および加工実行情報１３のうちで一方または双方に記憶する。

加工制御手段１４は、情報記憶手段１１に記憶された加工指令情報１２に基づいて工作機械１０の加工動作を制御するとともに、当該制御によって得られる加工実行情報１３を加工指令情報１２と関連付けて情報記憶手段１１に記憶する。検出手段１５は工作機械１０の動作環境（温度，気圧，圧力等）を検出し、例えば温度センサ，気圧センサ，圧力センサ等が該当する。撮像装置１６は工作機械１０または当該工作機械１０の近傍に設けられ、工作機械１０および加工動作のうちで一方または双方を撮像する。

再生表示手段２１は、情報記憶手段１１に記憶された加工指令情報１２および加工実行情報１３に基づいて、工作機械１０の加工動作をシミュレーションにより表示装置２２に再生表示する。具体的な構成は周知であるので省略するが、例えば工作機械１０を複数のパーツ（すなわち工具，チャック，ワーク，制御盤等）に分け、各パーツについて識別データ，形状データ（２次元または３次元），初期位置の座標データ等を含むパーツ情報を記憶する。そして、加工指令情報１２および加工実行情報１３の各々に基づいて対応する識別データに相当するパーツの座標に変換し、形状モデルをシミュレーションで動作表示させる。表示部に相当する表示装置２２は、シミュレーションの再生表示等が行えれば任意の種類を適用できる。この表示装置２２には、例えば液晶表示器やプラズマ表示器等を用いる。例えば単体で構成してもよく、工作機械１０に備わる操作盤や制御盤等に内蔵して構成してもよく、監視装置２０に備わる表示器で構成してもよい。

次に図２を参照しながら、円筒形状のワークＷを砥石３６で研削する研削装置に適用した工作機械１０の一例を説明する。本例のワークＷは二つの研削部位Ｗａ，Ｗｂを有する。工作機械１０は、図２に表すように制御装置３０，定寸装置３１，ワーク治具３２，回転移動機構３３，砥石台３４，検出手段１５，撮像装置１６などを有する。制御装置３０を除く装置や機構等は、いずれも制御装置３０から伝達される信号に従って作動するようになっている。なお、図１と同一の要素については同一符号を付して説明を省略する。

制御装置３０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有し、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで上述した加工制御手段１４等の機能を実現する。定寸装置３１はワークＷの円筒径（すなわち直径）を計測し、計測データの信号を制御装置３０に伝達する。ワーク治具３２は、研削のためにワークＷを保持したり、次に加工するワークＷとの交換をし、複数の工程からなる研削工程に合わせてワークＷを回転させる等を行う。

回転移動機構３３はエンコーダ３８を有し、砥石３６を回転させたり、研削部位Ｗａ，Ｗｂの各位置に合わせて矢印Ｄ３方向（図面の左右方向）に移動させる等を行う。すなわち研削部位Ｗａの研削を行う場合には実線で表す位置に移動させ、研削部位Ｗｂの研削を行う場合には二点鎖線で表す位置に移動させる。エンコーダ３８は砥石３６の現在位置を検出するための信号を制御装置３０に伝達する。

砥石台３４はエンコーダ３７を有するとともに回転移動機構３３を搭載し、レール３５上を矢印Ｄ１方向（図面の上下方向）に移動させる等を行う。エンコーダ３７は砥石台３４の位置（後述する図３の送り量に相当する。）を検出するための信号を制御装置３０に伝達する。なお、本例における検出手段１５は温度センサおよび気圧センサを用い、撮像装置１６は砥石３６が研削部位Ｗａ，Ｗｂを研削する工程等を撮像可能に配置する。

砥石３６によるワークＷの研削は、ワークＷをワーク治具３２に保持させた後に、研削工程（研削サイクル）に従って砥石３６が研削部位Ｗａ，Ｗｂを研削し、研削を終えたワークＷと次に研削するワークＷとの交換を行う、という手続きを繰り返す。砥石３６は、通常は研削工程に入る直前に回転させ始め、研削工程を終えると停止させる。複数のワークＷを連続して研削する場合には、最初のワークＷを研削する直前に回転させ始め、最後のワークＷを研削し終えてから停止させる場合もある。

研削工程（研削サイクル）の一例について、図３を参照しながら説明する。研削部位Ｗａ，Ｗｂはいずれも同じ研削工程で行うので、本例では研削部位Ｗａを代表して説明する。初めに図２にも表すように砥石３６は退避位置ｄ１にあり、研削部位Ｗａに接近する方向に早送り前進させる（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）。続いて研削する速度で空研を行い（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）、研削部位Ｗａの外径位置ｄ２に達すると粗研を行う（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）。この粗研中に粗研の研削深さ位置ｄ３に達すると、定寸装置３１は信号ＡＳ１を制御装置３０に伝達する。

信号ＡＳ１を受けた制御装置３０は送り量を変え、ドウェル（送りを停止した状態での加工）を行ってから（時刻ｔ４から時刻ｔ５まで）、精研を行う（時刻ｔ５から時刻ｔ６まで）。この粗研中に精研の研削深さ位置ｄ４に達すると、定寸装置３１は信号ＡＳ２を制御装置３０に伝達する。信号ＡＳ２を受けた制御装置３０は再び送り量を変えて微研を行う（時刻ｔ６から時刻ｔ７まで）。この微研中に微研の研削深さ位置ｄ５に達すると、定寸装置３１は信号ＡＳ３を制御装置３０に伝達する。信号ＡＳ３を受けた制御装置３０は、ドウェルによる仕上げ処理を行ってから（時刻ｔ７から時刻ｔ８まで）、砥石３６を退避位置ｄ１に早戻しを行って研削加工を終える（時刻ｔ８から時刻ｔ９まで）。

上述した研削工程によるワークＷの研削を行うにあたって、制御装置３０で実行される加工制御処理の手続き例について図４を参照しながら説明する。なお図４に表す加工制御処理は一のワークＷに対して行われる手続きであるので、複数のワークＷについては対応する数だけ加工制御処理を繰り返し実行すればよい。

まず加工指令情報１２に基づいて研削工程の加工動作を制御し〔ステップＳ１０〕、この制御中における加工実行情報１３を得る〔ステップＳ１１〕。加工指令情報１２はＣＮＣ，ＰＬＣ等が該当し、例えば位置指令や工具交換指令等が含まれる。加工実行情報１３はＣＮＣ，ＰＬＣ等が該当し、必要に応じて砥石３６の位置情報（すなわちエンコーダ３７，３８によって得られる位置フィードバック値），制御盤の操作にかかる操作情報（画像を含む），油気圧系ユニット等にかかる動作の有無や作動量等のような稼働情報，検出手段１５の検出情報，撮像装置１６で撮像した撮像情報等を適宜に含めてよい。加工実行情報１３の代わりに、必要に応じて加工指令情報１２と加工実行情報１３との差分値を求めてもよい〔ステップＳ１２〕。

そして、加工実行情報１３や差分値等を加工指令情報１２と関連付けて情報記憶手段１１に記憶する〔ステップＳ１３〕。この関連付けは、指令上と実加工上とで加工動作のシミュレーションを同期させたり、非同期でも関連性が明確であれば任意である。例えば表形式で記憶したり、リンクやポインタを用いて関連付ける等が該当する。

加工指令情報１２と加工実行情報１３とを関連付けて情報記憶手段１１に記憶する例について、図５を参照しながら説明する。なお図５は表形式で記憶した例であって、本来の加工指令情報１２と加工実行情報１３はそれぞれＣＮＣ，ＰＬＣ等であるが、簡単のためにワークＷに対して移動させる砥石３６の移動量のみを表している。

図５の各行を参照すると、工程ごとに加工指令情報１２，加工実行情報１３，切替時間，動作環境（温度と気圧）が記憶されている。例えば１番目の粗研では、加工指令情報１２が「１００．００００mm」の移動に対して、加工実行情報１３が「１００．００００mm」の移動、切替時間がなく（参考のために括弧内には砥石３６の早送り前進を始めてからの経過時間を表す。）、温度が「２０．０℃」および気圧が「１０１０．８ｈＰａ」である。同様に３番目の粗研では、加工指令情報１２が「１５０．００００mm」の移動に対して、加工実行情報１３が「１４９．９９８７mm」の移動、切替時間が「２５秒」、温度が「２０．１℃」および気圧が「１００１．３ｈＰａ」である。このように情報記憶手段１１には、加工指令情報１２に対応して得られた各種の情報が記憶されている。

図４に戻って、上述したステップＳ１１〜Ｓ１３は定寸装置３１から信号（ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３等）を受けるまで繰り返す（ステップＳ１４でＮＯ）。当該信号を受けると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、切替時間を得て情報記憶手段１１に記憶する〔ステップＳ１５〕。そして、単位時間当たりの使用率が所定値以下になったときにのみ（ステップＳ１６でＹＥＳ）、第１記憶部１１ａに記憶した加工実行情報１３等を第２記憶部１１ｂに転送する〔ステップＳ１７〕。上述したステップＳ１１〜Ｓ１７は、一のワークＷについて研削工程の全てを終えるまで繰り返す〔ステップＳ１８〕。

図５のように情報記憶手段１１に記憶された情報に基づいて、監視装置２０は再生表示手段２１が工作機械１０における研削工程の加工動作をシミュレーションにより表示装置２２に再生表示する。通常は情報記憶手段１１を監視装置２０に設けるが、情報記憶手段１１が工作機械１０に設ける場合は再生表示手段２１が通信回線Ｎを介してアクセスを行いながら再生表示を行う。再生表示は、例えば図２に表すワーク治具３２，ワークＷ，回転移動機構３３，砥石３６等のパーツを予め記憶しておく。そして、図５の表した情報に基づいて対応する識別データに相当するパーツの座標に変換し、各パーツの形状モデルをシミュレーションで動作表示する。こうしてシミュレーションで動作表示する一例を図６に示す。

図６に示す表示例はシミュレーションにおける途中の画面例であって、具体的には図５の３行目における粗研工程である。表示装置２２には、加工指令情報１２に基づいてシミュレーションの動作表示を行う表示窓２２ａと、加工実行情報１３に基づいてシミュレーションの動作表示を行う表示窓２２ｂとを同期して表示するとともに、当該動作時における加工指令情報１２および加工実行情報１３の各データ（画面上部）や気温，気圧（画面下部）を表示している。なお、指令上と実加工上とについて加工動作の一工程ごと（あるい複数工程ごと）に交互に再生表示する等のように、指令上と実加工上の関連性が明確であれば非同期で再生表示してもよい。さらには、同期の再生表示と非同期の再生表示を混在させてもよい。また、図示しないが撮像装置１６による撮像情報もシミュレーションの動作表示と同時に別個の表示窓で表示するのが望ましい。

３行目の粗研工程では、加工指令情報１２が「１５０．００００mm」の移動に対して、加工実行情報１３が「１４９．９９８７mm」の移動となっているためにズレがある。このズレはシミュレーションの動作表示と同期して表示することにより、表示窓２２ａに表示された砥石３６の先端位置と、表示窓２２ｂに表示された砥石３６の先端位置とが図面上下方向に異なって表れる（破線でズレを示す）。こうしたズレが分かると、異常動作の原因を究明する際の手掛かりになる。

上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
（１）情報記憶手段１１には、加工指令情報１２と加工実行情報１３は少なくともＣＮＣおよびＰＬＣを含み、かつ関連付けて記憶する構成としたので（図５を参照）、再生表示手段２１が工作機械１０の加工動作をシミュレーションする場合も指令上と実加工上とを関連付けて表示装置２２に再生表示できる（図６を参照）。この再生表示は、例えば油気圧系ユニットの運転状況が分かるので、砥石３６がワークＷの端を踏んだかが分かり、これを原因としてサーボ軸が動作して衝突に至ったという異常動作を容易に見付け出すことができる。また、再生表示を行うにあたって工作機械１０を作動させて同期させる必要もなく、工作機械１０とは別個にいつでも行える。指令上と実加工上とで加工動作のシミュレーションを関連付けて再生表示が行えるので、実加工上の加工動作が指令上の加工動作と相違している部分があれば、異常動作の原因を究明する際の手掛かりになる。したがって、関連付けを手作業で行う必要がないので、異常動作の原因を究明するのに要する時間を従来よりも短くなる。

（２）情報の転送は工作機械１０の使用率が所定値以下になったとき（すなわち加工処理の空き時間中）に制限したので（図４のステップＳ１６，Ｓ１７を参照）、工作機械１０の稼働を制限することなく、第１記憶部１１ａの記憶容量を超える容量の加工実行情報１３であっても確実に第２記憶部１１ｂに記憶させることができる。つまり工作機械１０に搭載可能な記憶容量は少なく抑えられるという実状に即して情報転送が行える。

（３）加工実行情報１３として切替時間（すなわち複数の工程からなる加工動作における各工程の加工時間）を情報記憶手段１１に記憶したので（図５を参照）、加工動作のシミュレーション再生表示とともに切替時間を表示できる（図６を参照）。これにより、異常動作の原因が含まれている可能性がある工程を容易に特定することができる。すなわち切替時間が長くなるほど、砥石３６（工具）切れ味が悪くなっていることを意味する。もし指定時間内に加工しようとすればワークＷに押し付けぎみとなり、クランプしている治具に何らかの悪影響（例えばワーク治具３２のガタつき）が発生する。したがって、切替時間を管理することにより、砥石３６（工具）を交換すべきタイミングを容易に決定することができる。なお、実加工の情報を無くして切替時間のみを情報記憶手段１１に記憶する構成とすれば、情報記憶手段１１に記憶する情報量を大幅に少なくすることができる。

（４）工作機械１０における温度・気圧のような動作環境を検出手段１５で検出したので（図５を参照）、検出した検出情報とともに工作機械１０の加工動作をシミュレーションにより再生表示できる（図６を参照）。もし温度・気圧の変化（増減）が大きいために生じた異常動作であれば、原因の究明が容易に行える。本例では、検出手段１５として温度センサおよび気圧センサを用いたが、他のセンサ（例えば圧力センサ，磁力センサ，変位センサ，湿度センサ等）を用いてもよい。

（５）工作機械１０自体や近傍に撮像装置１６を備え、撮像した撮像情報を加工実行情報１３に含めて情報記憶手段１１に記憶すれば、シミュレーションによる再生表示だけでは分からない具体的な状況（例えば物体の落下や飛来等）が明らかになる場合もある。画像や映像に現れた変化に伴って異常動作が生じたならば、原因の究明が容易に行える。

（６）工作機械１０と監視装置２０とを遠隔地に配置した場合でも、指令上と実加工上ととおける動作の相違を発見して異常動作の原因を究明できる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

（１）上述した実施の形態では、加工指令情報１２に対応して実行された加工動作によって得られた情報（すなわち加工実行情報１３）とともに、切替時間や温度・気圧を情報記憶手段１１に記憶する構成とした（図５を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、加工指令情報１２と加工実行情報１３との差分値や、切替のタイミング、加工開始時からの経過時間等を情報記憶手段１１に記憶する構成としてもよい（図７を参照）。
図７に表す記憶内容の一例では、左から順番に加工指令情報１２，差分値，切替，動作環境の順番に関連付けている。切替の欄に表す「ＡＳ１」「ＡＳ２」「ＡＳ３」は、いずれも定寸装置３１から伝達された信号に含まれるデータ内容の一例である。このデータによって、どの切替がどのタイミングで行われたのかが明確になる。

図７に表した記憶内容に基づいて、工作機械１０における加工動作をシミュレーションにより表示装置２２に再生表示すると図８のようになる。図８は図６に代わる表示例であって、具体的には図７の３行目における粗研工程である。本例の表示装置２２には、加工動作のシミュレーションを再生表示する表示窓２２ｃと、差分値以外の情報を表示する表示窓２２ｄとを同期して表示する。なお、非同期で再生表示する点と、撮像装置１６による撮像情報を別個の表示窓で表示する点は、上述した実施の形態と同様である。

表示窓２２ｃには、加工指令情報１２に基づく加工動作のシミュレーション（本例では二点鎖線で図示）と、差分値に基づく加工動作のシミュレーション（本例では実線で図示）とを重ね合わせて表示する。単純に重ね合わせると一方側の加工動作しか見えないことが多いので、他方側の加工動作を他の形態（例えば透明や半透明、線図のみ等）で再生表示するのが望ましい。重ね合わせて表示する際にワークＷや砥石３６等の位置や方向にズレがあると、表示窓２２ｃにもそのままズレとして表示される。本例では砥石３６の先端位置が二点鎖線と実線でズレがあり、表示上のズレが方向や位置等によって異常動作の原因を究明する際の手掛かりになる。

また表示窓２２ｄには、温度（実線で図示）と気圧（一点鎖線で図示）の変化がグラフで表示され、切替のタイミング（縦実線で図示）が表示され、加工開始からの経過時間（破線で図示）が表示されている。表示窓２２ｃに表示される加工動作のシミュレーションとともに、温度・気圧の変化や切替のタイミングを観察できる。グラフで表示することにより、加工中における動作環境の変動（特に急激な変化）を一目で把握することができる。したがって、従来よりは異常動作の原因を究明しやすくなる。

（２）上述した実施の形態では、工作機械１０として、ワークＷを砥石３６で研削加工を行う研削装置に適用した（図２を参照）。この形態に代えて、他の工作機械に適用してもよい。当該他の工作機械としては、加工対象となるワークに接触させて行う加工（例えば切削加工、旋盤・平削盤のバイト加工等）や、放電加工、レーザ加工等についての各工作機械が該当する。いずれの工作機械にせよ、指令上と実加工上とで加工動作のシミュレーションを関連付けて再生表示が行えるので、実加工上の加工動作が指令上の加工動作と相違している部分があれば、異常動作の原因を究明する際の手掛かりになる。したがって、関連付けを手作業で行う必要がないので、異常動作の原因を究明するのに要する時間を従来よりも短くなる。

（３）上述した実施の形態では、工作機械１０における単位時間当たりの使用率が所定値以下になったときにのみ、第１記憶部１１ａに記憶した加工実行情報等を第２記憶部１１ｂに転送する構成とした（図４のステップＳ１６，Ｓ１７を参照）。この構成に代えて、第１記憶部１１ａの記憶上限に達しない限りにおいては、一のワークＷごとに加工動作を全て終えた後や、複数の工程からなる加工動作について一または二以上の工程を終えるごとに、第１記憶部１１ａに記憶した加工実行情報等を第２記憶部１１ｂに転送する構成としてもよい。この構成であっても、工作機械１０の稼働（加工処理）を制限することなく、加工実行情報１３を確実に第２記憶部１１ｂに記憶させることができる。

（４）上述した実施の形態では、加工指令情報１２および加工実行情報１３（差分値）の各情報をワークＷに対して移動させる砥石３６の移動量のみを表した（図５，図７を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、動き得る部材（例えば砥石３６について図２に表す矢印Ｄ３方向の移動量や回転速度、ワークＷについて回転速度等）の全部または一部について、各部材ごとに識別データとともに記憶する構成としてもよい。加工中に動き得る様々の部材について情報を記憶しておくことにより、どの部材が原因となって異常動作が生じたのかを究明することが容易になる。

本発明の構成例を模式的に表すブロック図である。 研削装置に適用した工作機械の構成例を模式的に表す図である。 研削工程（研削サイクル）の一例を説明する図である。 加工制御処理の手続き例を表すフローチャートである。 情報記憶手段に記憶する例を説明する図である。 シミュレーションの動作表示例を表す図である。 情報記憶手段に記憶する例を説明する図である。 シミュレーションの動作表示例を表す図である。

符号の説明

１０ 工作機械
１１ 情報記憶手段
１１ａ 第１記憶部
１１ｂ 第２記憶部
１２ 加工指令情報
１３ 加工実行情報
１４ 加工制御手段
１５ 検出手段
１６ 撮像装置
２０ 監視装置
２１ 再生表示手段
２２ 表示装置
３０ 制御装置
３１ 定寸装置（計測手段）
３２ ワーク治具
３３ 回転移動機構
３４ 砥石台
３５ レール
３６ 砥石
３７，３８ エンコーダ
Ｎ 通信回線
Ｗ ワーク
Ｗａ，Ｗｂ 研削部位
ｄ１ 退避位置
ｄ２ 外径位置
ｄ３，ｄ４，ｄ５ 研削深さ位置

Claims (8)

1. 工作機械と、当該工作機械と通信可能に接続されており工作機械の加工動作を監視する監視装置とを備えた工作機械における監視システムであって、
   加工動作の制御を行う基になる信号や数値等の加工指令情報と、実行された加工動作によって得られた信号や数値等の加工実行情報とを記憶する情報記憶手段と、
   前記情報記憶手段に記憶された加工指令情報に基づいて前記工作機械の加工動作を制御するとともに、当該制御によって得られる加工実行情報を前記加工指令情報と関連付けて前記情報記憶手段に記憶する加工制御手段と、
   前記情報記憶手段に記憶された加工指令情報および加工実行情報に基づいて、指令上と実加工上とについて前記工作機械の加工動作を関連付けてシミュレーションにより表示部に再生表示する再生表示手段とを有する工作機械における監視システム。
2. 請求項１に記載した工作機械における監視システムであって、
   工作機械に備えた第１記憶部と、監視装置に備えた第２記憶部とで情報記憶手段を構成した場合には、加工制御手段は加工実行情報を前記第１記憶部に記憶した後、前記工作機械の使用率が所定値以下になったときに前記第１記憶部に記憶した加工実行情報を前記第２記憶部に転送して記憶する工作機械における監視システム。
3. 請求項１または２に記載した工作機械における監視システムであって、
   加工制御手段は、複数の工程からなる加工動作における各工程の加工時間および加工指令情報との差分値のうちで一方または双方を加工実行情報として情報記憶手段に記憶する工作機械における監視システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、
   工作機械の動作環境を検出する検出手段を有し、
   加工制御手段は、前記検出手段によって検出された検出情報を加工実行情報に含めて情報記憶手段に記憶し、
   再生表示手段は、前記検出情報に基づいて指令上と実加工上とについて前記工作機械の加工動作を関連付けてシミュレーションにより表示部に再生表示する工作機械における監視システム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、
   工作機械または当該工作機械の近傍に設けられ、前記工作機械および加工動作のうちで一方または双方を撮像する撮像装置を有し、
   加工制御手段は、前記撮像装置で撮像した撮像情報を加工実行情報に含めて情報記憶手段に記憶し、
   再生表示手段は、加工動作のシミュレーションとともに、加工実行情報に含まれる撮像情報に基づいて表示部に再生表示する工作機械における監視システム。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、
   加工制御手段は、加工指令情報と加工実行情報との差分値が許容範囲外になると、前記加工実行情報を情報記憶手段に記憶し始める工作機械における監視システム。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、
   再生表示手段は、対象となる加工動作の加工実行情報と、過去に行われた同一種類の加工動作の加工実行情報とに基づいて統計情報を表示する監視システム。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載した工作機械における監視システムであって、
   監視装置は工作機械から離れた遠隔地に配置した監視システム。

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