JP2014191787A - Machine tool including camera - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To investigate, when a machine tool is stopped due to an alarm, failure, or malfunction, the cause of the stoppage in a quick and accurate way.SOLUTION: A machine tool includes a camera directed to an operator operating an operation panel, recording means for storing images photographed by the camera for a predetermined time period, and an image storage device. The recording means stores, in the image storage device, the images for the predetermined time period before the occurrence of abnormality, and the images by the camera for the predetermined time period during the operation of the operation panel while a machine is stopped and at the time of start-up of the machine. The recording means can store, in the image storage device, the images by the camera for the predetermined time period even when the images by the camera are lost.

Description

この発明は、カメラを備えた工作機械に関するもので、工作機械の運転中に発生するアラームや故障、誤動作などの原因の究明を容易にした工作機械に関するものである。   The present invention relates to a machine tool provided with a camera, and more particularly to a machine tool that facilitates investigation of causes such as alarms, breakdowns, malfunctions, and the like that occur during operation of the machine tool.

多くの工作機械は、加工プログラムに従って自動運転されており、加工するワークの変更や工具の変更などの段取り替え時には、制御器に設定するパラメータを手動又は自動で変更して加工を行っている。   Many machine tools are automatically operated according to a machining program, and at the time of changeover such as change of a workpiece to be machined or change of a tool, machining is performed by manually or automatically changing parameters set in a controller.

機械の段取り替え時に変更するパラメータとしては、刃物台と工具刃先の位置関係を設定する工具補正データ（工具オフセット値）、どのような座標系を用いて原点をどこに設定してワークを加工するかを示すワーク座標系データ、加工プログラム内で使用する演算式の変数値を設定するマクロ変数、工具寿命を判定するためのツールの使用回数を設定するツールカウントデータ、切削時の加工異常を検出するための閾値を設定するロードモニタ設定データなどがある。   The parameters to be changed when changing the machine setup include tool correction data (tool offset value) that sets the positional relationship between the tool post and the tool cutting edge, and what coordinate system is used to set the origin and where the workpiece is machined. Detects workpiece coordinate system data, macro variables that set variable values for equations used in machining programs, tool count data that sets the number of times a tool is used to determine tool life, and machining abnormalities during cutting For example, load monitor setting data for setting a threshold value.

また、加工されるワークが変わったときには、加工用の加工プログラムも変更されるし、場合によっては加工プログラムのステップや呼び出されるマクロプログラムの指定が変更される場合もある。この明細書では、このような加工プログラムの変更を含めてパラメータ等の変更ということにする。なお、複数の刃物台を備えた工作機械では、通常これらのパラメータ等は、刃物台毎に設定される。   When the workpiece to be machined changes, the machining program for machining is also changed, and in some cases, the step of the machining program and the designation of the macro program to be called may be changed. In this specification, parameters and the like are changed including such changes in the machining program. In a machine tool having a plurality of tool rests, these parameters are usually set for each tool rest.

工作機械のパラメータ等を変更すると、工作機械の動作が異なったり、また、故障を回避するための緊急停止の条件などが変化するので、操作の権限を有するオペレータが行う必要がある。そのため工作機械の操作盤には、権限を示すカードを挿入するためのスロットなどが設けられており、そのスロットにキーとなるカードを差し込まなければ操作盤を操作できないなどの安全策が設けられている。しかし、キーが一つだけであると、キーを紛失したりキーを所持している者がいないときに機械の段取り替えが必要になった場合などに不便であるので、複数人がキーを所持しているのが通常である。   When the machine tool parameters and the like are changed, the operation of the machine tool is different, and the emergency stop condition for avoiding the failure is changed. Therefore, it is necessary for the operator to have an operation authority. For this reason, the operation panel of the machine tool is provided with a slot for inserting a card indicating authority, and a safety measure is provided such that the operation panel cannot be operated unless a key card is inserted into the slot. Yes. However, if there is only one key, it is inconvenient if the machine needs to be changed when the key is lost or no one has it. It is normal to do.

また、工作機械は、新しいワークのテスト加工を行うとき、あるいは機械動作や加工プログラムの確認等の際には手動運転される。このときは、オペレータが操作盤のハンドルやキーを操作したり、必要な設定値をキー入力したりしながらテスト加工や加工プログラムの確認を行う。   Further, the machine tool is manually operated when performing a test machining of a new workpiece, or when confirming a machine operation or a machining program. At this time, the operator performs test machining and confirmation of the machining program while operating the handle and keys of the operation panel and inputting the necessary set values.

これらの自動運転や手動運転の際にアラームで機械が停止することがある。特に手動運転のときにアラームが発生することが多い。このアラームの発生は、たとえば衝突防止装置が働いたとか、刃物台などの移動体が許容されている移動領域を超えたとか、主軸モータや工具モータに過大な電流が流れたとかなどの機械の異常を警告するもので、重大な事故の発生を防止するものである。   During these automatic and manual operations, the machine may stop due to an alarm. In particular, alarms often occur during manual operation. For example, this alarm may occur when a collision prevention device has been activated, a moving object such as a tool post has exceeded the allowable movement range, or an excessive current has flowed through the spindle motor or tool motor. It warns of abnormalities and prevents the occurrence of serious accidents.

工作機械を制御しているコンピュータは、設定されているパラメータ等の値やアラームが発生する前の機械の動作履歴などを記憶しているので、アラームが発生したときには、設定されているパラメータの値や動作履歴を解析し、更にオペレータにいつどのような設定や操作を行ったかを聞くことによってアラームの原因の究明を行っている。   The computer that controls the machine tool stores the values of the set parameters, etc., and the operation history of the machine before the alarm is generated, so when the alarm occurs, the value of the set parameter The cause of the alarm is investigated by analyzing the operation history and by asking the operator when and what settings and operations have been performed.

一方、機械の動作の記録やメンテナンスのために工作機械にカメラを設置して機械稼働部の動画を撮影して記憶することが行われている。このようなカメラを備えた工作機械では、記憶されている画像をアラーム発生の原因究明に用いることもできる。   On the other hand, a camera is installed on a machine tool for recording and maintaining the operation of the machine, and a moving image of the machine operating part is taken and stored. In a machine tool equipped with such a camera, the stored image can be used to investigate the cause of the occurrence of an alarm.

工作機械にアラームが発生したとき、その工作機械を制御ないし管理しているコンピュータに記憶されている動作履歴、キー操作履歴などの履歴データ、アラームが発生したときのパラメータ等の設定値及びオペレータの記憶により原因を推定するが、原因を特定することが困難な場合も往々にして生ずる。たとえばオペレータが無意識に誤設定や誤操作を行ったとか、あるいは本来のオペレータでない者が設定や操作を行ったときなどにアラームの原因究明が困難になることが往々にして起こる。   When an alarm occurs in a machine tool, history data such as operation history and key operation history stored in the computer that controls or manages the machine tool, setting values such as parameters when an alarm occurs, and operator's Although the cause is estimated based on the memory, it often happens that it is difficult to identify the cause. For example, it is often difficult to investigate the cause of an alarm when an operator unintentionally makes an incorrect setting or operation, or when a person who is not the original operator makes a setting or operation.

この発明は、工作機械がアラームで停止したときや故障したときの原因究明をより速やかに、かつ正確に行うことができるようにするための技術手段を得ることを課題としてなされたものである。   An object of the present invention is to obtain a technical means for enabling a cause investigation when a machine tool is stopped by an alarm or when it breaks down more quickly and accurately.

この発明の工作機械は、操作盤２１と、機械の予め定めた運転履歴及び操作履歴を記憶する履歴記憶手段２２とを備えた工作機械において、操作盤２１を操作する操作者側に向けたカメラ４と、当該カメラの所定時間の画像を記憶させる記録手段３１とを備え、記録手段３１は、異常発生時に、当該時から遡る所定時間のカメラ４の画像を履歴記憶手段２２又はこれと別に設けた画像記憶装置３２に記憶させることを特徴とする、工作機械である。   The machine tool according to the present invention is a machine tool provided with an operation panel 21 and a history storage means 22 for storing a predetermined operation history and operation history of the machine, and is a camera directed to an operator who operates the operation panel 21. 4 and a recording means 31 for storing an image of the camera for a predetermined time. When the abnormality occurs, the recording means 31 provides an image of the camera 4 for a predetermined time retroactive to the history storage means 22 or separately from this. The machine tool is stored in the image storage device 32.

好ましくは、記録手段３１は、異常発生時に加えて、機械停止時における操作盤の操作時及びその後の機械の起動時に、当該時の所定時間のカメラ４の画像を履歴記憶手段２２又は画像記憶装置３２に記憶させる。   Preferably, the recording unit 31 stores the image of the camera 4 for a predetermined time at the time of operation of the operation panel when the machine is stopped and the subsequent activation of the machine in addition to when the abnormality occurs, the history storage unit 22 or the image storage device. 32.

また、記録手段３１は、カメラ４の画像が消失したときに、当該消失時から遡る所定時間のカメラ４の画像を履歴記憶手段２２又は画像記憶装置３２に記憶させることができる。   In addition, when the image of the camera 4 disappears, the recording unit 31 can store the image of the camera 4 for a predetermined time that goes back from the disappearance in the history storage unit 22 or the image storage device 32.

この発明では、工作機械１の操作盤２１又はその付近にカメラ４を取り付けて、制御パラメータ等の設定変更時、機械起動時及び異常（アラーム等）発生時に、発生時から一定時間遡って録画・録音を残すことにより、異常発生の原因究明を容易にした工作機械を提供している。記録された動画や音声と、ＮＣ装置２や制御コンピュータ３に記憶されている機械動作や操作盤の操作履歴を基に、異常発生の原因が分かるようになる。   In the present invention, the camera 4 is attached to the operation panel 21 of the machine tool 1 or in the vicinity thereof, and when the setting of control parameters, etc. is changed, when the machine is started, or when an abnormality (alarm etc.) occurs, recording / We provide machine tools that make it easier to investigate the cause of abnormalities by leaving recordings. The cause of the abnormality can be understood based on the recorded moving image and sound, the machine operation stored in the NC device 2 and the control computer 3, and the operation history of the operation panel.

カメラ４は、操作盤前を常に録画や録音をしており、制御パラメータ等の変更時、機械起動時、及び異常発生時には、その時から遡った時間を記録データとして別保存する。このときパラメータ等の設定値も一緒に記録する。このデータは消去できないようにプロテクトする。   The camera 4 always records and records in front of the operation panel, and when the control parameter is changed, when the machine is started, and when an abnormality occurs, the time traced back from that time is stored separately as recorded data. At this time, setting values such as parameters are also recorded. This data is protected so that it cannot be erased.

悪意のある者がカメラ４のレンズを塞いで操作することを避けるために、カメラ４の画像が無くなったときもアラームとし、そのときの画像や音声を記憶する。   In order to prevent a malicious person from closing the lens of the camera 4 and operating it, an alarm is also given when the image of the camera 4 disappears, and the image and sound at that time are stored.

異常発生時の状況を動画や音声で確認できるので、故障などの原因調査が早くかつ正確にできるようになる。記録された画像や音声と制御パラメータ等の設定値等のデータにより異常発生までの流れを調査でき、誰の何時のどのような操作が異常発生に結びついたかをトレースできる。これにより、作業分析調査や作業改善に活用でき、工作機械の異常や故障発生を未然に防止できる。   Since the situation at the time of abnormality can be confirmed with video and voice, the cause of the failure can be investigated quickly and accurately. It is possible to investigate the flow up to the occurrence of an abnormality based on the recorded image and sound and data such as setting values such as control parameters, and it is possible to trace who and what operation led to the occurrence of the abnormality. Thereby, it can utilize for work analysis investigation and work improvement, and it can prevent abnormalities and failures of machine tools.

この発明の実施例を示すブロック図Block diagram showing an embodiment of the present invention

次にこの発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図に示した工作機械１は旋盤で、ワークの加工領域の手前に設けられたドア１１の手前側側方に操作盤２１が設けられており、この操作盤２１の上に録音機能付きのカメラ４が操作盤２１の前方、すなわち操作盤２１を操作するオペレータとその周囲を撮影することができるようにして設けられている。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The machine tool 1 shown in the figure is a lathe, and an operation panel 21 is provided on the side of the front side of a door 11 provided in front of a workpiece machining area. A camera with a recording function is provided on the operation panel 21. 4 is provided so that the operator can operate the operator panel 21 and its surroundings in front of the operator panel 21, that is, the operator.

旋盤１はＮＣ旋盤で、そのＮＣ装置２に当該機械に内蔵した又は当該機械を含む機械群を管理しているコンピュータ３が接続されている。ＮＣ装置２の操作盤２１は、パラメータの設定画面などを表示するディスプレイ２３を備えており、起動ボタンや刃物台の移動ボタンなどの手動操作用のボタンやハンドルの他にパラメータの値を入力するためのキーボードを備えている。   The lathe 1 is an NC lathe, and the NC device 2 is connected to a computer 3 that is built in the machine or manages a machine group including the machine. The operation panel 21 of the NC device 2 includes a display 23 for displaying a parameter setting screen and the like, and inputs parameter values in addition to manual operation buttons and handles such as a start button and a tool post movement button. Has a keyboard for.

カメラ４は、操作盤２１の電源投入時に継続して撮影及び録音を行うように設定されており、その画像及び音声データは、コンピュータ３の一時記憶領域に連続的に送られている。コンピュータの一時記憶領域は、カメラ４から送られてきた一定時間の画像及び音声を記憶できる記憶容量を備えており、新しい画像及び音声が記録される毎にその量に対応する量の古い画像及び音声が一時記憶領域から消去されてゆく。   The camera 4 is set to continuously shoot and record when the operation panel 21 is turned on, and the image and sound data are continuously sent to the temporary storage area of the computer 3. The temporary storage area of the computer has a storage capacity capable of storing images and sounds sent from the camera 4 for a fixed time, and each time a new image and sound is recorded, an amount of old images and The sound is erased from the temporary storage area.

コンピュータ３は、この一時記憶領域と同容量の複数の画像記憶装置３２を備えている。コンピュータ３は、操作盤２１がパラメータ設定モードで特定のパラメータ等が変更されたとき、自動運転モードで機械が起動されたとき、及び手動運転モードで機械を動作させる操作が行われたときに一時記憶領域に記憶されている画像と音声、及びその時点からの一定時間の間、カメラ４から一時記憶領域に送られて来る画像と音声をその転送動作を起動させた機械動作ないし操作盤の操作及びその発生時刻と共に記憶させる。   The computer 3 includes a plurality of image storage devices 32 having the same capacity as the temporary storage area. The computer 3 temporarily changes when a specific parameter or the like is changed in the parameter setting mode of the operation panel 21, when the machine is started in the automatic operation mode, or when an operation for operating the machine in the manual operation mode is performed. The image and sound stored in the storage area, and the machine operation or operation of the operation panel that starts the transfer operation of the image and sound sent from the camera 4 to the temporary storage area for a certain period of time from that time And the time of occurrence thereof.

自動運転中はＮＣ装置２は、機械動作に関連するパラメータ等の設定値を記憶しており、ＮＣ装置２又はコンピュータ３は、その動作履歴を記憶している。また、手動運転時には、ＮＣ装置又はコンピュータはその操作履歴を記憶している。従って、画像記憶装置３２に画像と共に記憶された時間を参照して、そのときのパラメータ等の設定値や機械動作や操作盤の操作の履歴を知ることができる。   During automatic operation, the NC device 2 stores setting values such as parameters related to machine operation, and the NC device 2 or the computer 3 stores the operation history. In manual operation, the NC device or the computer stores the operation history. Accordingly, by referring to the time stored together with the image in the image storage device 32, it is possible to know the setting values such as parameters and the history of machine operation and operation of the operation panel at that time.

画像転送時にこれらのパラメータ等や動作履歴の内の必要なものを画像記憶装置に転送して記憶しておくこともできる。たとえば、機械停止時に操作盤の操作によるパラメータの変更、加工プログラムの編集などが行われたときは、その前後の画像と共に、変更前後の設定データ、プログラム編集内容等を記憶する。機械の起動時には、起動前の画像と起動データを記憶する。また、アラーム発生時には、アラーム発生前の画像と共に、機械状態（Ｉ／Ｏの状態、機械内部のシリンダの位置や電磁弁の位置など）を記憶する。アラーム発生時のこれらのデータの記憶は手動運転のときに特に必要である。   At the time of image transfer, these parameters and necessary operation history can be transferred to the image storage device and stored. For example, when the parameter is changed by operating the operation panel or the machining program is edited when the machine is stopped, the setting data before and after the change, the contents of the program edit, etc. are stored together with the images before and after that. When the machine is started, an image and start data before starting are stored. Further, when an alarm is generated, the machine state (I / O state, cylinder position in the machine, electromagnetic valve position, etc.) is stored together with the image before the alarm is generated. Storage of these data at the time of alarm occurrence is particularly necessary during manual operation.

異常が発生して機械が停止し、その原因の究明が必要になったときに、必要に応じて画像記憶装置３２に記憶された画像及び音声を参照し、更にパラメータ等の設定操作や操作盤の手動操作が行われたときのパラメータ等の変更内容や手動動作の指令値及びタイミングを確認することによって、従来困難であった多くの異常原因究明の作業がより円滑にかつ正確に行うことができるようになる。   When an abnormality occurs and the machine stops and it is necessary to investigate the cause, the image and sound stored in the image storage device 32 are referred to as necessary, and parameter setting operation and operation panel By checking the changes in parameters, etc., and the manual operation command value and timing when manual operation is performed, many trouble-finding operations that were difficult in the past can be performed more smoothly and accurately. become able to.

上記実施例では、カメラ４の画像を所定時間記憶する画像記憶装置３２を従来の工作機械にも設けられている機械の運転履歴や操作履歴を記憶する履歴記憶手段２２と別に設けているが、既存の履歴記憶手段２２の記憶容量が十分であれば、画像記憶装置３２を設けることなく、履歴記憶手段２２に画像記憶領域を設定してカメラ４の画像や音声を記憶することができる。また音声は、カメラ４と別に設置たマイクで取得することも勿論可能である。   In the above embodiment, the image storage device 32 for storing the image of the camera 4 for a predetermined time is provided separately from the history storage means 22 for storing the operation history and operation history of the machine provided in the conventional machine tool. If the storage capacity of the existing history storage means 22 is sufficient, an image storage area can be set in the history storage means 22 without storing the image storage device 32, and the image and sound of the camera 4 can be stored. It is of course possible to acquire the sound with a microphone installed separately from the camera 4.

１ 工作機械
２ ＮＣ装置
３ 制御コンピュータ
４ カメラ
21 操作盤
22 履歴記憶手段
31 記録手段
32 画像記憶手段 1 Machine tool 2 NC device 3 Control computer 4 Camera
21 Control panel
22 History storage means
31 Recording means
32 Image storage means

Claims (3)

操作盤と、機械の予め定めた運転履歴及び操作履歴を記憶する履歴記憶手段とを備えた工作機械において、前記操作盤を操作する操作者側に向けたカメラと、当該カメラの所定時間の画像を記憶させる記録手段とを備え、当該記録手段は、アラーム発生時に、当該時から遡る所定時間の前記カメラの画像を前記履歴記憶手段又はこれと別に設けた画像記憶装置に記憶させることを特徴とする、工作機械。   In a machine tool comprising an operation panel and a history storage means for storing a predetermined operation history and operation history of the machine, a camera directed to the operator operating the operation panel, and an image of the camera for a predetermined time Recording means for storing the information, and when the alarm occurs, the recording means stores the image of the camera for a predetermined time retroactive from the time in the history storage means or an image storage device provided separately from the history storage means. A machine tool. 前記記録手段が、機械停止時における操作盤の操作時及びその後の機械の起動時に、当該時の所定時間の前記カメラの画像を前記履歴記憶手段又は前記画像記憶装置に記憶させる、請求項１記載の工作機械。   The said recording means stores the image of the said camera for the predetermined time at the time of the said time memory | storage means or the said image memory | storage device at the time of operation of the operation panel at the time of a machine stop, and subsequent machine starting. Machine tools. 前記記録手段が、前記カメラの画像が消失したときに、当該消失時から遡る所定時間の当該カメラの画像を前記履歴記憶手段又は前記画像記憶装置に記憶させる、請求項１記載の工作機械。   2. The machine tool according to claim 1, wherein when the image of the camera disappears, the recording unit stores the image of the camera for a predetermined time back from the time of disappearance in the history storage unit or the image storage device.
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