JP2011133490A - 機器の移動の検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機器の移動の検出装置を提供する。
【解決手段】 機器の移動の検出に基づき、前記機器の起動を禁止する起動禁止手段１０と、起動禁止手段１０による前記起動の禁止を解除する起動禁止解除手段１０と、パスワードを入力する入力手段５０とを有し、前記起動禁止解除手段が、前記入力手段によって入力されたパスワードと、予め設定されたパスワードとの一致によって、前記起動の禁止を解除するように構成され、前記機器が移動されると、前記起動禁止解除手段によって前記機器の起動禁止を解除するまで、前記起動禁止手段による前記機器の起動禁止を継続するように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、機器の移動の検出装置に関する。

例えば、精密旋盤のような高精度な加工を要求される工作機械等の機器においては、当該工作機械の設置条件や材料供給装置等の周辺機器と工作機械との位置関係がきわめて重要である。すなわち、工作機械を設計，製造したメーカの指定した条件で、工作機械を正確に設置又は周辺機器との位置合わせを行わなければ、メーカが保証する工作機械の性能を十分に発揮することができない場合がある。
したがって、工作機械の転売や工場移転等によって工作機械の移動が行われた場合には、メーカや販売店の技術担当者がユーザのところまで出向いて、予め定められた条件で正確に工作機械を設置しなおし、周辺機器との位置合わせを行うことが望ましい。

しかしながら、ユーザでの機器の使用状況においては、繁忙のあまりメーカに連絡することなく機器設置のレイアウトを変更したり、移転等が行なわれ、ユーザ自らの判断で機器の設置を行なって、十分な確認を行なわずに機器の稼働を再開するということがある。そのため、メーカが保証するカタログデータ通りの十分な性能を発揮できないことがあるばかりか、周辺機器の位置ずれ等によって機器が破損したり、耐久性が損なわれたりして、機器寿命が著しく短くなることがある。
さらに、メーカや販売店のサービス担当者がユーザの工場まで出向いても、既に転売等によって工作機械が移転していたりして所在がわからなくなっていて、十分なアフタサービスを行うことができないといった問題も生じている。

本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、機器の移動の検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の移動の検出装置は、機器の移動の検出に基づき、前記機器の起動を禁止する起動禁止手段と、該起動禁止手段による前記起動の禁止を解除する起動禁止解除手段と、パスワードを入力する入力手段とを有し、前記起動禁止解除手段が、前記入力手段によって入力されたパスワードと、予め設定されたパスワードとの一致によって、前記起動の禁止を解除するように構成され、前記機器が移動されると、前記起動禁止解除手段によって前記機器の起動禁止を解除するまで、前記起動禁止手段による前記機器の起動禁止を継続するように構成されている。

本発明の機器の移動の検出装置によれば、工作機械等の機器が移動されたときに起動を禁止し、オペレータの注意を促すとともに、パスワード等の入力を要求してユーザ側では容易に機器を起動できないようにしているので、メーカが保証する性能を長期にわたって保持することができるほか、移転の後にユーザが自らの判断で稼働を開始することに起因する不慮の故障や性能及び寿命の低下を未然に防止することができる。さらに、転売等されても機器の所在地をメーカや販売店で把握することができ、十分なアフタサービスを保証することもできる。

本発明の検出装置の第一の実施形態にかかるブロック図である。 この実施形態の検出装置を構成する検出装置本体の構成を説明する断面図である。 図２の検出装置本体の作用を説明する図で、（ａ）は履歴記憶部が振動の履歴を記憶している状態を、（ｂ）は振動履歴がリセット手段によってリセットされた状態を示すものである。 本検出装置の制御方法の第一の実施形態にかかるフローチャートである。 本発明の検出装置の作用を説明するフローチャートである。 本発明の検出装置の別の作用を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下の説明では、機器の一例として工作機械を例に挙げて説明するが、本発明は工作機械に限らず、他の精密機器や電子機器、計測機器等にも適用が可能である。
図１は、本発明の機器の移動の検出装置の第一の実施形態にかかり、この検出装置を設けた工作機械の制御装置のブロック図である。
図１に示すように、工作機械の制御装置は、ＣＰＵ１０と、このＣＰＵ１０とバス（ＢＵＳ）８０で接続されたメモリ（Read Only Memory：以下ＲＯＭと記載する）２０，メモリ（Random Access Memory：以下ＲＡＭと記載する）３０，表示部４０，キーボード等の入力部５０、モータやポンプ等の各動作部７０及び制御装置に電源が投入されたことを検出する電源投入検出部９０と、周辺機器とバス８０とを接続するインタフェース６０とを有している。
なお、前記した電源投入検出部９０としては、電源投入時に発生したパルスを検出する公知のものを用いることができる。

検出装置は、移動によって工作機械に加えられた振動の検出を行う振動検出部１１０，振動の履歴を記憶する履歴記憶部１２０及び履歴記憶部１２０の記憶内容をリセットするリセット部１３０を有する、工作機械とは別体に設けられた検出装置本体１００と、パスワードを記憶するパスワード記憶手段としてのＲＡＭ３０と、起動の禁止又は起動禁止の解除を判断するＣＰＵ１０と、入力されたパスワードと予め設定されたパスワードとの比較を行うプログラムが格納されたＲＯＭ２０とから概略構成されている。
上記構成の検出装置本体１００は、通信可能な接続手段であるインタフェース６０を介して、バス８０に接続されている。インタフェース６０としては、ＣＰＵ１０と検出装置本体１００との間で種々のデータの授受が可能な公知のＲＳ２３２Ｃ等を用いるとよい。このようなインタフェース６０を用いることで、ＣＰＵ１０は検出装置本体１００が正常にバス８０に接続されているかどうかについて検査を行うことが可能になる。

検出装置本体１００の一例を、図２及び図３を参照しながら説明する。
図２は、検出装置本体の構成を説明する断面図、図３は、図２の検出装置本体の作用を説明する図で、（ａ）は振動の履歴を記憶している状態を、（ｂ）は振動履歴がリセット手段によってリセットされた状態を示すものである。
なお、以下の説明において「上」というときには図２及び図３において図の上方を指すものとし、「下」というときには図２及び図３において図の下方を指すものとする。

［振動検出部］
振動検出部１１０は、有底円筒状の筐体１１１に挿入された振動子としての錘１１２と、筐体１１１の底部に嵌装され、錘１１２を常時一側（図２において上側）に付勢する付勢手段としてのコイルばね１１５と、筐体１１１の側面に取り付けられ、錘１１２と当接して錘１１２の位置決めを行う止めピン１１７と、錘１１２の上端面１１２ｄに対向する位置であって、次に説明する履歴記憶部１２０のレバー１２１と干渉しない位置に設けられた近接スイッチ１１８とを有している。

錘１１２は、筐体１１１の内径よりも僅かに小さい外径を有する円柱状に形成され、上端から下端に向けて貫通孔が形成されている。この貫通孔は、上端から段階的に内径が小さくなる大径孔１１２ａと小径穴１１２ｂとから構成されている。もちろん、錘１１２に形成する前記貫通孔は上端から下端まで同一の内径を有するものであってもよいが、この実施形態では、後述する履歴記憶部１２０のレバー１２１の係合爪１２１ｂと錘１１２との係合状態を、錘１１２の前記貫通孔の内径を部分的に変更することによって調整するようにしている。
錘１１２の下方側は上方側よりも若干小径に形成されていて、上方側と下方側との外径変化部にコイルばね１１５が係合している。これにより、錘１１２はコイルばね１１５によって常時上方に付勢されている。
また、錘１１２の外周面には、均等間隔で複数箇所に円錐形の保持穴１１２ｃが設けられ、この保持穴１１２ｃにボール１１３が挿入されている。ボール１１３及び保持穴１１２ｃの表面は滑らかに仕上げられていて、錘１１２が点接触で筐体１１１の内周面に接するようになっている。これにより、錘１１２と筐体１１１との間に作用する摩擦力を減じて、錘１１２が筐体１１１内部でスムースに進退移動することができるようにしている。
コイルばね１１５は、微小な振動が加えられたときに錘１１２が移動できるものであるのが好ましい。すなわち、振動が加えられていない状態、つまり、錘１１２がコイルばね１１５によって止めピン１１７に当接している初期状態において、錘１１２の重量とコイルばね１１５のばね力とがほぼ釣り合うばね定数を有するものであるのが好ましい。

［履歴記憶部］
履歴記憶部１２０は、筐体１１１を横断して取り付けられた軸１２２と、この軸１２２に回動自在に取り付けられた移動部材としてのレバー１２１と、このレバー１２１を常時一側（図２の例では、軸１２２を中心に図中反時計回り方向側）に付勢するばね１２５とを有している。
軸１２２のほぼ中央位置には、二つのブッシュ１２５，１２５が止めねじ１２４によって離間して取り付けられている。そして、このブッシュ１２５，１２５の間にレバー１２１が取り付けられている。

レバー１２１は、錘１１２の大径孔１１２ａの内周面と係合する係合爪１２１ｂと、止めピン１１７が挿通できる凹部１２１ａと、係合爪１２１ｂを形成した部分の反対側から後述するリセット部１３０まで延びる係合部１２１ｃとを有している。
係合爪１２１ｂは、初期状態において、第一の係合部である錘１１２の大径孔１１２ａの内周面と長さｌで係合している。したがって、錘１１２が長さｌを越えて下方に移動すると、係合爪１２１ｂと錘１１２との係合が外れ、ばね１２５の付勢力によってレバー１２１が反時計回り方向に回動する。レバー１２１の反時計回り方向の回動は、凹部１２１ａの内側側面が止めピン１１７に当接することで制限される。このとき、係合爪１２１ｂは第二の係合部である錘１１２の上端面１１２ｄに位置しているので、係合爪１２１ｂが錘１１２の上端面１１２ｄに当接することで、錘１１２の初期状態への復帰が規制される。これにより、一回の振動の有無が、振動履歴として記憶されることになる。

［リセット部］
リセット部１３０は、筐体１１１の上に取り付けられた筐体１３１と、この筐体１３１の内部に設けられたロータリソレノイド１３２と、このロータリソレノイド１３２の回転軸に取り付けられた回動子１３３とを有している。ロータリソレノイド１３２のコイルに電源を供給するリード線１３４は、筐体１３１に形成された孔から外部に導出されている。ロータリソレノイド１３２は、例えば、３０°程度の範囲内で回転軸を回転させる公知のものを用いることができる。また、前記回転軸の回転角は、異なる回転角を有する他のロータリソレノイド１３２に交換したり、回転軸の回転角の設定を変更したりすることによって、任意の角度に設定することが可能である。

回動子１３３は、Ｌ字状に折り曲げられた係合凸部１３３ａを先端に有している。そして、ロータリソレノイド１３２の駆動による係合凸部１３３ａの回転移動の経路上に、レバー１２１の係合部１２１ｃが位置している。したがって、ロータリソレノイド１３２を駆動させて係合凸部１３３ａを回転させることで、係合凸部１３３ａと係合部１２１ｃとを係合させ、レバー１２１を時計回り方向に回転させることが可能である。これにより、履歴記憶部１２０の係合爪１２１ｂを大径孔１１２ａ内に位置させて、振動履歴の記憶状態をリセットすることができる。

上記構成の検出装置本体１００は、振動を確実に検出することができるように、最適な取付方向で工作機械に取り付けられるのが好ましい。そのために、工作機械に加えられることのある振動及び振動の方向を予め考慮して、当該振動の方向と錘１１２の移動方向とが同じになるように取り付けるとよい。例えば、工作機械の移動にともない発生する縦振動（上下方向の振動）を検出するには、錘１１２の移動方向を上下に向けて取り付けるとよい。複合的な振動が加えられる可能性がある場合には、取付方向を異ならせて、複数の検出装置本体１００を設けるとよい。例えば、ＸＹＺの直交三軸方向に差し向けて、三つの検出装置本体１００を取り付けてもよい。

次に、上記の検出装置本体１００の作用を、図２及び図３を参照しながら説明する。
初期状態では、図２に示すように、レバー１２１の係合爪１２１ｂが大径孔１１２ａ内に位置していて、大径孔１１２ａの内周面と係合している。
工作機械の移動による一定以上の大きさの振動が加えられると、錘１１２が係合爪１２１ｂとの係合長さｌを越えて図中下方に移動する。これにより、係合爪１２１と錘１１２の大径孔１１２ａの内周面との係合が外れる。レバー１２１は、ばね１２５の作用によって、反時計回り方向に回動する。このとき、図３（ａ）に示すように、レバー１２１が錘１１２の上端面１１２ｄに位置しているので、錘１１２の前記初期状態への復帰が制限されることになる。すなわち、これによって、振動の有無が振動履歴として機械的に記憶されるわけである。

また、このとき、近接スイッチ１１８がＯＮ（又はＯＦＦ）の状態になり、この状態が例えば数秒間続くことで、ＣＰＵ１０は、振動の履歴があると判断することができる。
なお、工作機械に加えられる振動が微弱なものであり、錘１１２の移動量（振幅）も小さいような場合には、近接スイッチ１１８が短時間でＯＮ・ＯＦＦを繰り返すことになる。そのため、一定時間以下の近接スイッチ１１８のＯＮ（又はＯＦＦ）出力を無視することで、誤動作を防止することができる。
正規のパスワードを入力する等によって起動が可能になると、ロータリソレノイド１３２に駆動電流が流れ、係合凸部１３３ａを図３（ｂ）中矢印で示す方向に回転させる。これにより、係合部１２１ｃを介してレバー１２１が軸１２２を中心に時計回り方向に回転して、係合爪１２１ｂと錘１１２の上端面１１２ｄとの係合が解除され、コイルばね１１５の付勢力によって錘１１２が初期状態に復帰し、履歴記憶部１２０による振動履歴の記憶内容がリセットされる。

［制御方法の説明］
次に、図４〜図６のフローチャートを参照しながら、本検出装置の制御方法を上記構成の移動の検出装置の作用とともに説明する。
図４のフローチャートは、電源遮断時に振動が加えられたときのみ、起動を禁止するものである。
電源投入とともに、ＣＰＵ１０は、まず、システム構成が正常かどうかを、インタフェース６０を介して検査する。検出装置本体１００が正常にインタフェース６０に接続されていれば、正常と判断する（ステップＳ１０）。検出装置本体１００が不法に取り外されるなどして正常にインタフェース６０に接続されていなければ、異常と判断して（ステップＳ１０）、自動運転の起動を禁止し、その旨を表示部４０に表示する（ステップＳ１１）。
この状態を解除するには、電源を遮断状態にして検出装置本体１００をインタフェース６０に正常に接続し、再び電源を投入して正規のパスワードを入力するとよい。

ＣＰＵ１０は、次に、電源投入検出部９０で検出された電源投入パルスの有無から、電源が遮断状態から投入されたのか、電源が既に投入されている状態なのかを判断する（ステップＳ１２）。すなわち、電源投入検出部９０が電源投入パルスを検出していれば、電源が遮断状態から投入されたと判断して、履歴記憶部１２０に振動履歴が記憶されているかどうかを判断する（ステップＳ１３）。
振動履歴が履歴記憶部１２０に記憶されていない場合には、起動スイッチをＯＮすることにより、自動運転の起動を可能にする（ステップＳ１９）。

振動履歴が履歴記憶部１２０に記憶されている場合には、自動運転の起動を禁止するとともに、その旨を表示部４０に表示する（ステップＳ１４）。そして、表示部４０にパスワードの入力画面を表示させ、オペレータにパスワードの入力を促す（ステップＳ１５）。
ＣＰＵ１０は、入力されたパスワードと予めＲＡＭ３０に設定されたパスワードとが一致するかどうかを判断し（ステップＳ１６）、一致するのであれば、自動運転の起動禁止を解除するとともに警告メッセージの表示を解除する（ステップＳ１７）。さらに、履歴記憶部１２０をリセットする（ステップＳ１８）。
これにより、起動スイッチのＯＮ操作を条件に、工作機械の起動が可能になる（ステップＳ１９）。
ステップＳ１２で電源投入パルスなしと判断した場合、すなわち、既に電源が投入されていると判断したときは、振動検出部１１０が振動を検出（ステップＳ２１）しても工作機械の起動が停止しないようにするとともに、履歴記憶部１２０をただちにリセットして、電源遮断時に振動が加えられたときに振動履歴を記憶することができるようにしておく（ステップＳ２２）。

図５のフローチャートは、本検出装置の制御方法の第二の実施形態にかかり、電源遮断時に振動が加えられたときに起動を禁止するとともに、電源投入後に振動が加えられたときに運転を停止させ、振動が加えられたことをオペレータに報知して注意を促すようにしたものである。
ステップＳ１０〜Ｓ１２及びステップＳ１２で電源投入パルス有りと判断した場合のステップＳ１３〜Ｓ１９の処理の手順については、先の第一の実施形態と同じであるので、ここでは詳しい説明は省略する。

ステップＳ１９で起動スイッチをＯＮにして起動した後は、ステップＳ２３で振動を検出するまで待機する。ステップＳ２３において振動を検出すると、自動運転を停止するとともに振動が加えられたことを警告メッセージとして表示部４０に表示する（ステップＳ２４）。オペレータは、工作機械の各部について位置ずれ等が発生していなかを点検し、起動スイッチをＯＮすることで工作機械を再起動させることが可能である（ステップＳ２５）。もちろん、メーカの技術担当者を呼んで、各部に異常がないかどうかを点検するようにしてもよい。この後の起動スイッチのＯＮにより、履歴記憶部１２０がリセットされ（ステップＳ２６）、自動運転停止と警告メッセージの表示が解除される（ステップＳ２７）。
以後、スタートに戻ってこのフローによる判断及び処理が繰り返されるが、電源が既に投入されていれば、ステップＳ１２からステップＳ２３へジャンプして、振動を検出するまで待機する。

本検出装置の制御方法では、電源投入後においても振動を検出したときに起動を禁止するようにすることが可能である。
図６のフローチャートは、制御方法の第三の実施形態にかかり、電源遮断時及び投入時の双方で、振動が加えられたときに自動運転の起動を禁止するようにしたものである。
この実施形態においても、ステップＳ１０〜Ｓ１２及びステップＳ１２で電源投入パルス有りと判断した場合のステップＳ１３〜Ｓ１９の処理の手順については、先の第一の実施形態と同じであるので、ここでは詳しい説明は省略する。

ステップＳ１２で電源投入パルスなしと判断した場合、すなわち、既に電源が投入されていると判断した場合に振動を検出すると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ１０は自動運転を停止させ（ステップＳ２８）、自動運転の起動を禁止するとともにその旨を表示部４０に表示する（ステップＳ１４）。そして、パスワードの入力を促し、パスワードが入力されたときに（ステップＳ１５）、入力されたパスワードと予めＲＡＭ３０に記憶されたパスワードとを比較し（ステップＳ１６）、両者が一致すれば自動運転の禁止を解除する（ステップＳ１７）とともに履歴記憶部１２０をリセットして（ステップＳ１８）、起動を可能にする（ステップＳ１９）。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、工作機械とは別体に設けられた検出装置本体１００に振動検出部１１０，履歴記憶部１２０及びリセット部１３０を設けるものとして説明したが、これらの全部又は一部を工作機械と一体に設けてもよい。また、パスワード記憶部であるＲＡＭ３０やパスワードの入力を行う入力手段や、入力されたパスワードと予め設定されたパスワードとの比較判断を行う起動禁止解除手段を検出装置本体１００に設けてもよい。

また、上記の説明では、工作機械のＮＣに設けられたＣＰＵ１０が起動の禁止と禁止解除を判断するようにしているが、検出装置本体１００に起動禁止手段と起動禁止解除手段とを設けてもよい。
さらに、本発明に用いることのできる振動検出部１１０、履歴記憶部１２０、リセット部１３０は上記した構成のものには限定されない。他の構成のものを用いることができる。また、履歴記憶部としては上記のような機械式のものに限らず、錘の振動によってコイルに発生した電流を、電荷としてコンデンサに蓄える電気式のものを用いてもよい。この場合は、可能な限り長期間前記電荷をコンデンサに蓄えることができるように、バックアップ電源を設けるのが好ましい。

１０ ＣＰＵ
２０ ＲＯＭ
３０ ＲＡＭ
４０ 表示部
５０ 入力部
６０ インタフェース
７０ 動作部
８０ バス
９０ 電源投入検出部
１００ 検出装置本体
１１０ 振動検出部
１２０ 履歴記憶部
１３０ リセット部

Claims (1)

1. 機器の移動の検出に基づき、前記機器の起動を禁止する起動禁止手段と、
   該起動禁止手段による前記起動の禁止を解除する起動禁止解除手段と、
   パスワードを入力する入力手段とを有し、
   前記起動禁止解除手段が、前記入力手段によって入力されたパスワードと、予め設定されたパスワードとの一致によって、前記起動の禁止を解除するように構成され、
   前記機器が移動されると、前記起動禁止解除手段によって前記機器の起動禁止を解除するまで、前記起動禁止手段による前記機器の起動禁止を継続すること、
   を特徴とする機器の移動の検出装置。

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