JP2011233001A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス通知が発生しても、工作機械操作者が工作機械を停止することがなく、生産性を高めることができる数値制御装置を提供すること。
【解決手段】ＣＰＵ２は、現在の時間と、現在のアラーム番号と対応付けてＲＡＭ４に記憶された表示時間とを比較する（Ｓ３０）。現在の時間が、表示時間の範囲外の場合、ＣＰＵ２は、表示許可時間帯ではないと判断し（Ｓ３０：ＮＯ）、アラームを表示するステップＳ４０を省略する。
【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械を制御する数値制御装置に関し、特に、工作機械の異常を報知可能な数値制御装置に関する。

従来、工作機械は、異常を検出すると工作機械に備え付けられたディスプレイ等に該異常を示す警報を表示していた。工作機械の異常は、緊急性を要する工具折れエラー、工具クランプエラー、主軸工具クランプエラー等と、緊急性を要しないメンテナンス通知がある。メンテナンス通知は、例えば、グリースの補充時期を知らせるものや、部品の交換時期を知らせるものがある。特許文献１では、工具交換の部品の交換時期を工具交換回数によって工作機械操作者に通知していた。

特開２００６−２６３８９３号公報

特許文献１の装置では、緊急性を要しないメンテナンス通知でも、工作機械操作者に通知してしまい、工作機械を即停止する必要がないのに、工作機械操作者は工作機械を停止してしまうことがあった。メンテナンスは、工作機械の詳細な知識を必要とするため、工作機械操作者では解決するのは困難な場合が多い。それ故、工作機械操作者が工作機械を停止しても、メンテナンス作業者が不在である場合、無駄に加工作業を停止するという問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、メンテナンスエラーが発生しても、工作機械操作者が工作機械を停止することがなく、生産性を高めることができる数値制御装置を提供することである。

この目的を達成するために、請求項１記載の数値制御装置は、工作機械の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段によって検出された異常を表示する表示手段とを備えた数値制御装置において、工作機械の異常がメンテナンス通知であることを前記表示手段に表示する時間を記憶する記憶手段と、前記異常検出手段が検出した異常がメンテナンス通知であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって、前記異常がメンテナンス通知であると判断された場合、前記メンテナンス通知であると判断された現在の時間が前記記憶手段に記憶した時間内であるか否かを判断する時間判断手段と、前記時間判断手段によって前記現在の時間が前記記憶手段に記憶された時間外であると判断された場合、前記表示手段に前記メンテナンス通知を表示することを禁止する禁止手段とを備えている。

請求項１の発明は、異常検出手段によって工作機械の異常を検出し、判断手段によって該異常がメンテナンス通知であると判断した場合、前記現在の時間がメンテナンス通知であることを前記表示手段に表示する時間外であれば表示手段にメンテナンス通知であることを表示しない。表示手段にメンテナンス通知が表示されないため、工作機械操作者は、工作機械を停止することなく作業を継続する。それ故、緊急性を要しないアラームが発生するような状況においても、工作機械を継続して使用することができ、生産性を高めるこ
とができる。

また、請求項２記載の数値制御装置は、前記時間判断手段によって前記現在の時間が前記記憶手段に記憶された時間内であると判断された場合、前記表示手段に前記メンテナンス通知を表示する表示制御手段を備えている。

請求項２の発明は、異常がメンテナンス通知であり、現在の時間が工作機械の異常を修理する作業者の作業可能な時間内であれば表示手段にメンテナンス通知であることを表示する。

また、請求項３記載の数値制御装置は、前記記憶手段に記憶した時間に関係なく前記メンテナンス通知を前記表示手段に表示することを禁止する第２禁止手段を備えている。

請求項３の発明は、第２禁止手段は、工作機械の異常を修理する作業者の作業可能な時間に関係なくメンテナンス通知を表示手段に表示することを禁止して、メンテナンス通知を他の使用方法として利用できる。

また、請求項４記載の数値制御装置の前記メンテナンス通知は、主軸回転数の情報に基づく通知と、工具交換回数に関する情報に基づく通知とを含み、各々の通知に対して前記第２禁止手段を有効又は無効に設定する設定手段を更に備えている。

請求項４の発明は、設定手段によって主軸回転数の情報に基づく通知と、工具交換回数の情報に基づく通知とを含み、該通知を個別に通知をするかしないかを第２禁止手段で設定する。

請求項１記載の数値制御装置によれば、記憶手段に記憶されたメンテナンス通知を表示する時間の範囲外に異常検出手段が検出した異常がメンテナンス通知である場合、ディスプレイにメンテナンス通知を表示することを禁止するので、工作機械操作者が不要に工作機械を停止させることがなくなる。それ故、数値制御装置は、工作機械の生産性を高めることができる。

また、請求項２記載の数値制御装置によれば、異常検出手段が検出した異常がメンテナンス通知である場合、記憶手段に記憶されたメンテナンス通知を表示する時間の範囲内であれば、該メンテナンス通知を表示手段に表示するので、メンテナンス作業者が工作機械の付近にいるときに異常を通知でき、工作機械を無駄に停止することがない。それ故、数値制御装置は、工作機械の生産性を高めることができる。

また、請求項３記載の数値制御装置によれば、メンテナンス通知の異常を検出しても第２禁止手段によって表示手段に表示することがないので、時間に関係なくメンテナンス通知の表示を禁止することができる。

また、請求項４記載の数値制御装置によれば、使用頻度の高い、主軸と、工具交換に対してメンテナンス通知が可能となり、更に、主軸と工具交換のそれぞれに対して第２禁止手段を設定することが可能なため、工作機械使用者側の多岐の使用用途に対応することができる。

本実施形態の電気的構成を示すブロック図である。 本実施形態のメンテナンス通知の設定をする画面の図面である。 本実施形態の表示するアラームの一覧画面であり、表示時間を設定する画面である。 本実施形態のアラームの表示制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の数値制御装置１を工作機械に具体化した一実施形態を図１〜４を参照して説明する。

まず始めに、工作機械操作者とは、所望の形状にワークを加工するために、工作機械を操作する作業者を示す。メンテナンス作業者は、工作機械の細部を熟知し、部品の交換及び修理可能な作業者を示す。

図１に示すように、数値制御装置１は、ＣＰＵ２と、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４（記憶手段に相当）と、入力インターフェース５及び出力インターフェース６とをバス７で接続してあるマイクロコンピュータである。入力インターフェース５には、キーボード８と、工具折れ検出装置９と、工具クランプセンサ１２とが接続してある。出力インターフェース６には、表示手段としてのディスプレイ１０が電気的に接続されている。メンテナンス作業者は、キーボード８を介して、後述するメンテナンス通知データを入力設定し、該メンテナンス通知データはＲＡＭ４に記憶される。ＲＯＭ３には、工作機械を制御する制御プログラム、本発明の表示制御プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ４には、工作機械の電源を遮断しても記憶したデータが消失しないように補助電池１１が接続されている。

また、ＲＡＭ４には、図３に示すアラーム番号毎に、ＣＰＵ２が異常と判断した場合に１をセットする異常発生フラグの記憶領域を備えている。メンテナンス作業者が部品交換又は部品補充を行った後に特別操作を行うことによって、ＣＰＵ２は、異常発生フラグに０をセットし、ＲＡＭ４に記憶する。ＣＰＵ２は、メンテナンス作業者が特別操作を行うことで、部品交換又は部品補充を行ったメンテナンス種類の現在値を０にする。また、工作機械操作者が工具折れ検出装置９または工具クランプセンサ１２によるエラーを解消し、リセットキー等を押した場合、ＣＰＵ２は、異常発生フラグに０をセットし、ＲＡＭ４に記憶する。

工具折れ検出装置９は、工具が折れているか否かを検出する装置である。工具クランプセンサ１２は、主軸と工具の装着状態を検出するセンサである。

次に、ＲＡＭ４に記憶されているメンテナンス通知データについて説明する。

メンテナンス通知は、図３に示すアラーム番号７９１５に示すように「メンテナンス（＊）」とディスプレイ１０に表示される。「メンテナンス（＊）」の（＊）には、図２に示すＰＷＲ、ＳＰＮ，ＸＡＸＩＳ等のメッセージが表示される。

図２に示すように、メンテナンス通知データは、メンテナンスの種類毎に、メッセージ欄と、現在値欄と、終了値欄と、通知欄とが関連付けられてＲＡＭ４に記憶されている。メッセージ欄は、前述したようにディスプレイ１０に表示する際に用いる文字が記憶されている。

現在値欄には、前記メンテナンス種類に対応する装置が現在までに作動した回数等が記憶されている。具体的には電源オン回数に対しては電源スイッチのオン操作回数が記憶されている。主軸回転数に対しては主軸の現在までの総回転数が記憶されている。Ｘ軸移動距離に対してはＸ軸方向の現在までの総移動距離が記憶されている。工具交換回数に対しては現在までに工具交換を行った回数が記憶されている。

終了値欄には、メンテナンスが必要な回数等を記憶している。具体的には電源オン回数に対しては電源オン回路の交換または点検が必要となる回数が記憶されている。主軸回転数に対しては主軸関係の部品、例えば、ベアリング、グリース等の交換または点検が必要となる主軸の総回転数が記憶されている。Ｘ軸移動距離に対してはＸ軸移動機構の部品、例えば、ベアリング、グリース、ボールねじ等の交換または点検が必要となる総移動距離が記憶されている。工具交換回数に対しては工具交換機構の部品、例えば、ベアリング、グリース、カム機構、バネ等の交換または点検が必要となる回数が記憶されている。

通知欄には、メンテナンス通知をディスプレイに表示するか否かを記憶している。

図２に示す「電源オン回数」は、終了値が３００となっており、現在、電源オン回数が１０回であることを示している。電源オン回数は、現在値が終了値の３００を超えると電源オン回路を交換または点検する必要があることを示している。本実施形態では、電源オン回数が３００を超えてもメンテナンス通知をしないように設定している。これは、工作機械使用者側が、終了値に依存してメンテナンス通知をすることを望まず、電源オン回路に異常を検出するセンサを取付け、該センサの出力に基づいてメンテナンス通知の表示を望む場合に対応している。

「主軸回転数」は、終了値が１０００００回転となっており、現在、１２３４５６回転であることを示している。本実施形態では、現在値が終了値の１０００００回転を超えた場合、主軸関係の部品を交換または点検する必要があるために、メンテナンス通知するに設定をしている。

「Ｘ軸移動距離」は、終了値が５００００００ｍｍとなっており、現在、３９７７ｍｍであることを示している。本実施形態では、現在値が終了値の５００００００ｍｍを超えた場合、Ｘ軸移動機構の部品を交換または点検する必要があるために、メンテナンス通知するに設定をしている。

「工具交換回数」は、終了値が１０００００回となっており、現在、５２回であることを示している。本実施形態では、工具交換回数の現在値が終了値の１０００００回を超えた場合、工具交換機構の部品を交換または点検する必要があるために、メンテナンス通知するに設定をしている。

各終了値およびメンテナンス通知をするかしないかは、工作機械使用者がキーボード８を用いて設定することができる。キーボード８は、各々のメンテナンス通知に対してディスプレイ１０に表示するか否かを設定する設定手段に相当する。各現在値は、ＣＰＵ２が図示しない加工制御プログラムにおいて、主軸、工具交換装置、Ｘ軸移動機構、Ｙ軸移動機構、Ｚ軸移動機構等を駆動する際、駆動量に対応する値を加算するようになっている。また、ＣＰＵ２は、現在値を加算した際、現在値と終了値とを比較し、現在値が終了値を越える場合、異常発生フラグに１をセットする。

次に図３を用いて、数値制御装置１が表示するアラームについて説明する。

図３の２１００は、アラーム番号を示し（以降、アラーム２１００のように称す）、その内容は「工具折れエラー」であることを示している。「工具折れエラー」は、工具折れ検出装置９が工具折れを検出した場合に、表示される。

アラーム２１０１は、「工具寿命終わり」を示しており、不図示の工具管理データに基づいて、工具使用時間が寿命時間に到達した場合に表示される。アラーム２１２０は、「
工具ミスクランプエラー」を示しており、工具クランプセンサ１２によって主軸に工具が正確に装着されていないことを検出した場合に表示される。

前述した各アラームは、緊急に対応をする必要があるため、図３の表示時間の欄に、入力できないように設定してある。

アラーム７９１５は、図２に示したメンテナンス通知を示し、ＣＰＵ２が計数する値に基づいて表示される。また、表示時間欄には、８：００−１８：００が設定されており、メンテナンス通知を表示する時間が８：００−１８：００の間であることが示されている。前記時間は、工作機械操作者がキーボード８によって入力でき、入力された時間は、アラーム番号と対応付けされて、ＲＡＭ４に記憶される。

次に、図４を用いて数値制御装置１の表示制御プログラムの流れについて説明する。図４のフローチャートは、図３に示す表示アラーム一覧のアラーム番号２１００から降順に、ディスプレイ１０にアラームを表示する必要がある場合、ディスプレイ１０にアラームを表示するように制御するものである。尚、図４のフローチャートは、所定の周期毎に実行されるものである。

まず始めに、ＣＰＵ２は、カウンタ値に２１００（図３の工具折れエラーを示す番号）をセットする（Ｓ５）。

ＣＰＵ２は、カウンタ値が示すアラーム番号のアラームに異常が発生しているか否かを判断する（Ｓ１０）。異常がある場合、アラーム番号が示す異常発生フラグが１となっているため、ＣＰＵ２は、該フラグを参照して異常があるか否かを判断する。ＣＰＵ２は、異常が発生していると判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、その異常がメンテナンス通知か否かを判断する（Ｓ２０）。メンテナンス通知の場合、アラーム番号は、７９１５であるため、ＣＰＵ２は、アラーム番号によって該異常がメンテナンス通知か否かを判断する。

異常がメンテナンス通知である場合、ＣＰＵ２は、ＲＡＭ４に記憶されたメンテナンス通知データを番号が１番から順に何れが異常となっているかを現在値と終了値とに基づいて検索する。検索した結果、該当するメンテナンスの種類の通知欄に記憶された情報に基づいて、ＣＰＵ２は、該メンテナンスの通知をディスプレイ１０に表示禁止か否かを判断する（Ｓ２５）。ＣＰＵ２は、表示禁止と判断した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、処理を後述するＳ５０に移行する。

Ｓ２５において、表示禁止ではないと判断した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、現在の時間がメンテナンス通知を表示する時間（表示許可時間帯）か否かを判断する（Ｓ３０）。ＣＰＵ２は、Ｓ２０で異常と判断したメンテナンス通知と対応付けてＲＡＭ４に記憶された表示時間を参照し、現在の時間が該表示時間内である表示許可時間帯か否かを判断する。

現在の時間が表示許可時間帯である場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、メンテナンス通知内容をディスプレイ１０に表示する（Ｓ４０）。その後、ＣＰＵ２は、前述した表示処理を実施したアラーム番号が最後であるか否かを判断する（Ｓ５０）。ＲＡＭ４には、最後のアラーム番号が記憶されており、ＣＰＵ２は、該最後のアラーム番号と現在のアラーム番号とを比較することで、現在表示処理を実施しているアラーム番号が最後か否かを判断する。

現在アラーム番号が最後の番号である場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は処理を終了する。Ｓ５０において、現在のアラーム番号が最後ではない場合（Ｓ５０：ＮＯ）、ＣＰ
Ｕ２は、次のアラーム番号について表示処理を実施するために、カウンタ値を更新し（Ｓ６０）、処理をＳ１０に移行する。

Ｓ１０において、異常発生フラグが１ではない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、処理をＳ５０に移行する。

Ｓ２０において、現在のアラーム番号がメンテナンス通知ではない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、処理をＳ４０に移行し、現在のアラーム番号のアラームをディスプレイ１０に表示する（Ｓ４０）。例えば、アラーム番号が２１００の場合、ＣＰＵ２は、ディスプレイ１０に「工具折れエラー」という文字を表示する。

Ｓ３０において、現在の時間が表示許可時間帯ではない場合（Ｓ３０：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、処理をＳ５０に移行する。

次に、本発明の具体的な例を用いてメンテナンス通知の表示処理について図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。具体的な例として、２０時に図４のフローチャートの制御が実施された場合について説明する。

図４のフローチャートにおいて、カウンタ値が７９１５であり、該カウンタ値の異常フラグに１が記憶されている場合（Ｓ１０：ＹＥＳ、Ｓ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、現在の時間（２０時）と、現在のアラーム番号と対応付けてＲＡＭ４に記憶された表示時間（図３では、８時〜１８時）とを比較する（Ｓ３０）。現在の時間（２０時）は、前記表示時間外であるため、ＣＰＵ２は、表示許可時間帯ではないと判断し（Ｓ３０：ＮＯ）、アラームを表示するステップＳ４０を省略して次の処理（Ｓ５０）に移行する。それ故、ディスプレイ１０には、何等アラームを表示することはない。工作機械操作者は、ディスプレイ１０にアラームの表示がされていないので、工作機械を停止することはない。

仮に、９時に図４のフローチャートの制御が実施された場合、Ｓ３０において、現在の時間（９時）と比較することになり、８時〜１８時の表示時間内となるため、ＣＰＵ２は、表示許可時間帯であると判断し（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ４０において、ディスプレイ１０にメンテナンス（ＳＰＮ）と表示する。ＳＰＮと表示するのは、図３において、主軸回転数の現在値が終了値を越えているためである。ここで、工具交換回数も現在値が終了値を越えていた場合、メンテナンス（ＳＰＮ、ＡＴＣ）とディスプイレイ１０に表示される。

前記８時〜１８時は、メンテナンス等の作業ができるメンテナンス作業者が工作機械の傍にいる時間帯である。工作機械操作者は、ディスプレイ１０の表示を見て、工作機械を停止し、メンテナンス作業者に依頼して、工作機械の修理等を即実施することができる。

尚、Ｓ１０の処理を実行するＣＰＵ２は、異常検出手段に相当する。Ｓ２０の処理を実行するＣＰＵ２は、判断手段に相当する。Ｓ３０の処理を実行するＣＰＵ２は、時間判断手段に相当する。Ｓ３０でＮＯ，Ｓ５０の処理を実行するＣＰＵ２は、第１禁止手段に相当する。Ｓ２５の処理を実行するＣＰＵ２は、第２禁止手段に相当する。Ｓ３０でＹＥＳ，Ｓ４０の処理を実行するＣＰＵ２は、表示制御手段に相当する。

以上説明したように、本発明の数値制御装置１によれば、異常発生フラグが１になっており、異常発生フラグが１になっているアラーム番号がメンテナンス通知の場合、現在の時間がＲＡＭ４に記憶したメンテナンス通知を表示する時間の範囲外であればディスプレイ１０にメンテナンス通知であることを表示しない。ディスプレイ１０にメンテナンス通知が表示されないため、工作機械操作者は、工作機械を停止することなく作業を継続する
。それ故、緊急性を要しないアラーム（メンテナンス通知）が発生するような状況においても、工作機械を継続して使用することができ、生産性を高めることができる。

一方、異常発生フラグが１になっているアラーム番号がメンテナンス通知の場合、現在の時間がＲＡＭ４に記憶したメンテナンス通知を表示する時間の範囲内であればディスプレイ１０にメンテナンス通知であることを表示する。数値制御装置１は、メンテナンス作業者が工作機械の付近にいるときに異常を通知でき、工作機械操作者は、メンテナンス作業者に即通知できるため、工作機械の部品交換または補充をするための停止時間を短縮できる。それ故、数値制御装置１は、工作機械の生産性を高めることができる。

また、数値制御装置１は、メンテナンス通知の異常を検出しても、該メンテナンス通知を表示しない（Ｓ２５）ため、時間に関係なくメンテナンス通知の表示を禁止することができる。この場合、例えば工作機械操作者がセンサを取付け、該センサの信号に基づいてメンテナンス通知の表示を行うことができる。

更に、メンテナンス通知は、主軸回転数の情報に基づく通知と、工具交換回数の情報に基づく通知とを個々に、通知をするかしないかを工作機械操作者はキーボード８で設定することができ、様々な使用用途に対応することができる。

尚、本実施形態では、判断手段によってメンテナンス通知と判断したアラーム番号は７９１５であった。本発明はこれに限らず、その他のアラーム番号をメンテナンス通知として予め設定しておいてもよい。

１ 数値制御装置
２ ＣＰＵ
３ ＲＯＭ
４ ＲＡＭ
８ キーボード
１０ ディスプレイ

Claims (4)

1. 工作機械の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段によって検出された異常を表示する表示手段とを備えた数値制御装置において、
   工作機械の異常がメンテナンス通知であることを前記表示手段に表示する時間を記憶する記憶手段と、
   前記異常検出手段が検出した異常がメンテナンス通知であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって、前記異常がメンテナンス通知であると判断された場合、前記メンテナンス通知であると判断された現在の時間が前記記憶手段に記憶した時間内であるか否かを判断する時間判断手段と、
   前記時間判断手段によって前記現在の時間が前記記憶手段に記憶された時間外であると判断された場合、前記表示手段に前記メンテナンス通知を表示することを禁止する第１禁止手段と
   を備えたことを特徴とする数値制御装置。
2. 前記時間判断手段によって前記現在の時間が前記記憶手段に記憶された時間内であると判断された場合、前記表示手段に前記メンテナンス通知を表示する表示制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記記憶手段に記憶した時間に関係なく前記メンテナンス通知を前記表示手段に表示することを禁止する第２禁止手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
4. 前記メンテナンス通知は、主軸回転数の情報に基づく通知と、工具交換回数の情報に基づく通知とを含み、各々の通知に対して前記第２禁止手段を有効又は無効に設定する設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。

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