JP2018040756A - オイルミスト濃度管理装置、オイルミスト管理システム及びオイルミスト管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のエリア単位でオイルミスト濃度の状態を特定して作業環境の改善を促す。【解決手段】オイルミスト管理システム１０は、工作機械１６と、オイルミストの濃度を測定するオイルミスト濃度測定装置１８と、クーラントの流量を検出する流量計２４とを、複数のエリアＡ〜Ｆにそれぞれ備える。データ処理装置２６は、複数のエリアＡ〜Ｆ毎のオイルミスト濃度と、クーラントの流量とに基づき、複数のエリアＡ〜Ｆ単位におけるオイルミストの分布の正常又は異常を判定して、異常のエリアを特定する。そして、オイルミスト管理システム１０は、出力装置２８により異常のエリアをユーザに報知する。【選択図】図１

Description

本発明は、工場内に生じるオイルミストの状態を管理するオイルミスト濃度管理装置、オイルミスト管理システム及びオイルミスト管理方法に関する。

金属加工を行う工作機械（金属加工装置）は、切削加工等においてワークに切削液を吹き付けることで、工具の潤滑性向上、粉塵の発生防止、工具やワークの冷却等を行っている。そのため、工作機械周辺の空気中には、オイルミスト（霧状の切削液）が飛散している。このオイルミストは、装置の駆動制御等に動作不良を及ぼす可能性があることから、可及的に除去することが求められている。

例えば、特許文献１に開示の工作機械では、該工作機械の制御盤内においてオイルミストの濃度を測定し、この測定結果に基づきオイルミストの濃度を調整するように構成されている。

特開２０１６−０６４４８２号公報

ところで、金属加工工場は、通常、複数の工作機械が設置されて、工作機械毎に種々の加工が行われており、工作機械の加工内容に応じて切削液の使用量も異なる。そのため、工作機械から飛散、浮遊したオイルミストにより、工場内には、オイルミスト濃度が高い箇所と低い箇所とが存在している。工場内の作業環境の向上を図るためには、工場内において換気能力が低く、オイルミストの濃度が上昇し易いエリアを認識することが重要となる。

本発明は、上記の実情を鑑みてなされたものであって、複数のエリア単位でオイルミストの分布の状態を良好に特定することにより、工場内の作業環境の改善を促すことが可能なオイルミスト濃度管理装置、オイルミスト管理システム及びオイルミスト管理方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係るオイルミスト濃度管理装置は、複数のエリアにそれぞれ設けられた機械の稼働に関わる状態量をそれぞれ取得する状態量取得部と、前記複数のエリア毎に測定されたオイルミストの濃度をそれぞれ取得する濃度取得部と、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量と、前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度とに基づき、前記複数のエリア単位における前記オイルミストの分布の正常又は異常を特定する特定部と、前記特定部にて特定された前記異常のエリアをユーザに報知する報知処理部と、を備えることを特徴とする。

上記によれば、オイルミスト濃度管理装置は、状態量取得部が取得した機械の状態量と、濃度取得部が取得したオイルミストの濃度とに基づき、複数のエリア単位でオイルミストの分布の状態を良好に特定することができる。すなわち、通常は、機械の稼動に関わる状態量が大きければ、オイルミストが多く飛散するのでオイルミストの濃度が高くなる。しかしながら、状態量が小さくてオイルミストの濃度が高い場合には、そのエリアの換気能力が低いためにオイルミストの濃度が高くなったと推定することができる。従って、オイルミスト濃度管理装置は、オイルミスト濃度が高くなる要因を含めて異常のエリアを良好に認識し、報知処理部によりこの異常のエリアを報知することができる。これによりユーザは工場内の作業環境の改善を図ることが可能となり、例えば、工場の稼動効率向上等を期待することができる。

この場合、前記特定部は、前記機械の稼働に関わる状態量として、前記機械の動作時に使用されるクーラントの流量を用いるとよい。

オイルミスト濃度管理装置は、機械の稼動に関わる状態量としてクーラントの流量を用いることで、クーラントの流量とオイルミストの発生量との間には高い相関性があることから、異常のエリアの特定を一層精度よく行うことができる。

上記構成に加えて、流量計が検出する前記クーラントの流量から、前記機械の動作中における該クーラントの積算量を算出する積算量算出部と、前記積算量と、前記機械の動作中の時間とに基づき、前記機械が使用する前記クーラントの平均流量を算出する平均流量算出部と、を備え、前記特定部は、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量として前記クーラントの平均流量を用いることが好ましい。

機械の加工速度が速ければクーラントの使用が多いので、クーラントの平均流量が高くなり、逆に機械の加工速度が遅ければクーラントの使用が少ないので、クーラントの平均流量が低くなる。つまり、オイルミスト濃度管理装置は、オイルミスト濃度との相関性がより高い平均流量を用いることで、さらに精度よく異常のエリアを特定することができる。

ここで、前記特定部は、前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度に基づき、前記オイルミストの濃度に関わる前記複数のエリア同士での相対的な濃度順位を設定する濃度順位設定部を有するとよい。

オイルミスト濃度管理装置は、濃度順位設定部により複数のエリア同士での相対的な濃度順位を設定することで、エリア単位でオイルミスト濃度の相対的な相違を認識することができる。従って、異常のエリアを簡単に特定することが可能となる。

また、前記特定部は、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量に基づき、前記状態量に関わる前記複数のエリア同士での相対的な状態量順位を設定する状態量順位設定部を有するとよい。

オイルミスト濃度管理装置は、状態量順位設定部により複数のエリア同士での相対的な状態量順位を設定することで、エリア単位で機械の状態量の相対的な相違を認識することができる。従って、濃度順位と状態量順位を併用することで、異常のエリアをより一層簡単に特定することが可能となる。

さらに、前記特定部は、前記濃度順位と前記状態量順位とを比較して、相互の順位が一致又は不一致するエリアを抽出し、不一致のエリアを前記異常のエリアと判定する順位比較部を有することが好ましい。

濃度順位と状態量順位が不一致であれば、そのエリアの換気能力が他の一致するエリアと異なることになる。従ってオイルミスト濃度管理装置は、エリア単位で換気能力の相違を簡単に認識することができる。

またさらに、前記順位比較部は、前記濃度順位よりも前記状態量順位が低い場合に、そのエリアの換気能力が低いと特定するとよい。

濃度順位よりも状態量順位が低い場合には、そのエリアの機械の稼動に関わる状態量が低いにもかかわらずオイルミスト濃度が高いことになる。従って、順位比較部は、換気能力が低いことを容易且つ確実に認識することができる。

そして、前記濃度取得部が取得した前記オイルミストの濃度が、予め保有している閾値よりも大きいか否かを判定する判定部を有し、前記特定部は、前記判定部により前記オイルミストの濃度が前記閾値よりも大きいことを検出した場合に、前記異常のエリアを特定する処理を行うことが好ましい。

判定部は、オイルミスト濃度がある程度上昇したことを判定することができ、これによりエリア単位での換気能力の相対的な相違をより精度よく認識させることができる。

また、前記の目的を達成するために、本発明に係るオイルミスト管理システムは、複数のエリアにそれぞれ設けられた機械と、前記複数のエリア毎に設けられ、前記機械の稼動に関わる状態量をそれぞれ検出する検出装置と、前記複数のエリア毎に設けられ、オイルミストの濃度をそれぞれ測定する濃度測定装置と、前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度と、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量とに基づき、前記複数のエリア単位における前記オイルミストの分布の正常又は異常を特定するオイルミスト濃度管理装置と、前記オイルミスト濃度管理装置にて特定された前記異常のエリアをユーザに報知する出力装置と、を備えることを特徴とする。

さらに、前記の目的を達成するために、本発明は、複数のエリア毎に機械がそれぞれ設けられている工場内のオイルミストをオイルミスト濃度管理装置により管理するオイルミスト管理方法であって、前記複数のエリア毎の前記機械の稼動に関わる状態量をそれぞれ取得する状態量取得ステップと、前記複数のエリア毎に測定されたオイルミストの濃度をそれぞれ取得する測定データ取得ステップと、前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度と、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量とに基づき、前記複数のエリア単位における前記オイルミストの分布の正常又は異常を特定するデータ処理ステップと、前記データ処理ステップにて特定された前記異常のエリアをユーザに報知する報知ステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係るオイルミスト濃度管理装置、オイルミスト管理システム及びオイルミスト管理方法によれば、複数のエリア単位でオイルミストの分布の状態を良好に特定することにより、工場内の作業環境の改善を促すことができる。

本発明の一実施形態に係るオイルミスト管理システムの全体構成を概略的に示す説明図である。 図１のオイルミスト管理システムの動作時の機能ブロック図である。 図３Ａは、濃度順位設定部によるオイルミスト濃度の順位付けを説明する説明図であり、図３Ｂは、流量順位設定部によるクーラント平均流量の順位付けを説明する説明図であり、図３Ｃは、順位比較部による濃度順位と流量順位の比較を説明する説明図である。 図２のデータ処理装置の処理フローを示すフローチャートである。 図４のデータ処理サブルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明に係るオイルミスト濃度管理装置、オイルミスト管理システム及びオイルミスト管理方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係るオイルミスト管理システム１０は、図１に示すように、金属加工工場１２（以下、単に工場１２ともいう）に設けられ、工場１２の加工室内１４に浮遊しているオイルミストの状態を監視するシステムとして構成されている。特に、オイルミスト管理システム１０は、加工室内１４におけるオイルミストの分布状態を、複数のエリア単位で把握して、換気能力の相違を認識することで、作業環境の改善を促すことを可能としている。

工場１２の加工室内１４には、例えば、制御装置１６ａの制御下に金属材料を切削して所定形状のワークに成形する工作機械１６（金属加工装置）が複数設置されている。既述したように、切削加工時には、工作機械１６が使用する切削液等が飛散してオイルミストになり、加工室内１４を浮遊している。オイルミスト管理システム１０は、この加工室内１４を複数（図１中では６つ）のエリアに分けて、浮遊するオイルミストを監視する。以下、説明の便宜のため、６つのエリアに対してそれぞれ符号Ａ〜Ｆを付し、個別のエリアを述べる場合には、エリアＡ、エリアＢ、エリアＣ、…という。

加工室内１４を複数のエリアＡ〜Ｆに分割する仕方としては、例えば、設置されている工作機械１６毎にエリアを分けることが考えられる。また、加工室内１４が壁や樹脂パネル等で仕切られている場合には、仕切られている範囲を１つのエリアとしてもよい。さらに、加工室内１４が空間的に仕切られていなくても、所定サイズの方形のエリアを仮想的に想定することで、複数のエリアＡ〜Ｆに分割してもよい。

各エリアＡ〜Ｆには、１台以上の工作機械１６と、オイルミスト濃度測定装置１８とがそれぞれ設けられている。この場合、機械の種類は、各エリアＡ〜Ｆで異なっていてもよく、同一のものでもよい。また以下では、各エリアＡ〜Ｆに同じ種類の工作機械１６が設置されている場合について説明するが、機械の種類については限定されず、オイルミストが飛散している環境下で加工作業を行う機械が１台以上あればよく、エリア毎に相互に異なる種類でもよい。

各エリアＡ〜Ｆには、工作機械１６が加工作業時に切削油として使用するクーラント（冷却媒体）を貯留するクーラントタンク２０が設けられている。工作機械１６とクーラントタンク２０とは、配管２２により接続されている。そして配管２２の途中位置には、クーラントの流量（供給量）を検出する流量計２４が設けられている。１つのエリアに複数の工作機械１６が設けられる場合には、１つのクーラントタンク２０により複数の工作機械１６のクーラントをまとめて貯留し、流量計２４も複数の工作機械１６の総流量を検出する構成であるとよい。或いは、複数の工作機械１６毎にクーラントタンク２０や流量計２４を個別に設けて、コンピュータ（不図示）により各流量計２４の検出値をまとめて管理する構成でもよい。

また、工場１２内（例えば、管理室）には、各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６、オイルミスト濃度測定装置１８及び流量計２４との間で、ＬＡＮ等の通信手段を介して情報通信を行うデータ処理装置２６（オイルミスト濃度管理装置）が設けられている。さらに、データ処理装置２６には、工場１２の管理を行うユーザに情報提供を行うための出力装置２８が接続されている。出力装置２８としては、例えば、モニタやスピーカ、エリア毎に設けられた報知灯等があげられる。

各エリアＡ〜Ｆに設けられる工作機械１６は、金属材料を加工するためのものであり、上述した制御装置１６ａと、サーボモータ又はリニアモータ等により工具を駆動させる駆動部１６ｂと、を含む。制御装置１６ａは、内部に記憶している加工プログラムに基づき、工具（駆動部１６ｂ）の動作を制御してワークを所定形状に成形する。

この工作機械１６には、配管２２の一端が接続され、加工作業時には、配管２２の他端に接続されたクーラントタンク２０からクーラントの供給がなされる。そして、工作機械１６は、クーラントを切削液としてワークに吹き付けつつワークの加工作業を行う。なお、クーラントタンク２０、配管２２及び流量計２４は、工作機械１６内に設けられていてもよい。

クーラントタンク２０は、クーラントを充分に貯留可能な容積を有する貯留槽が適用される。またクーラントタンク２０は、工作機械１６の制御装置１６ａによって駆動する図示しないポンプを有し、このポンプにより適量のクーラントを工作機械１６に流動する。

流量計２４は、クーラントタンク２０から工作機械１６に流動するクーラントの流動量を検出する。この流量計２４は、工作機械１６の稼動に関わる状態量として、クーラントの流量（供給量）を検出する検出装置として構成されている。流量計２４の種類は、クーラントの流量を測定可能であれば特に限定されず、電磁式流量計、差圧式流量計、超音波式流量計、コリオリ式流量計等を適用することができる。

また、流量計２４の内部には、検出したクーラントの流量を積算する流量積算部３０（積算量算出部：図２参照）が設けられている。流量積算部３０は、工作機械１６の駆動に伴い動作して、加工作業の駆動開始時から工作機械１６が使用したクーラントの流量を累積し、作業中におけるクーラントの積算量を算出する。そして、流量計２４は、データ処理装置２６の指示に基づき、流量積算部３０が算出した積算量データＤｉをデータ処理装置２６に送信する。なお、流量積算部３０は、データ処理装置２６や工作機械１６の制御装置１６ａに設けられていてもよい。

また、各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度測定装置１８は、このオイルミスト濃度測定装置１８周辺を飛散、浮遊しているオイルミストの濃度を測定し、その測定データＤｍ（オイルミスト濃度）をデータ処理装置２６に送信する。このオイルミスト濃度測定装置１８は、設置対象のエリア内であれば、基本的に何処に配備されてもよいが、より好ましくは、同じエリア内の工作機械１６の近傍位置、又はエリア内で換気能力が低いと想定される箇所に設けられるとよい。

この種のオイルミスト濃度測定装置１８としては、例えば、オイルミストが含まれた空気を吸引して、該吸引したオイルミストを帯電させてピエゾ素子に吸着させ、その際の周波数変化に基づき濃度を数値化する原理を採るものを適用することができる。或いは、図示しないフィルタを有し、フィルタの重量変化を捉えることで、オイルミストの濃度を数値化するものや、オイルミストが含まれた空気を吸引して、光学系内で吸引したオイルミストにレーザを照射して散乱する光に基づき濃度を数値化するもの等を適用してもよい。

データ処理装置２６は、複数のエリアＡ〜Ｆ毎のオイルミスト濃度と、複数のエリアＡ〜Ｆ毎の工作機械１６の稼働に関わる状態量とに基づき、複数のエリアＡ〜Ｆ単位の相対的なオイルミストの状態を認識する。本実施形態において、工作機械１６の稼働に関わる状態量は、クーラントの流量である。

例えば、データ処理装置２６は、図示しないプロセッサ及び入出力インターフェースと、メモリ３２（図２参照）とにより構成されるコンピュータが適用される。データ処理装置２６は、工場１２全体の管理を行う管理コンピュータやサーバ、加工室内１４の複数の工作機械１６の状態を監視する制御コンピュータ等を利用してもよい。またデータ処理装置２６には、入力装置（不図示）が接続されており、ユーザが必要に応じて操作を行い、出力装置２８を介してデータ処理装置２６の処理内容や保存データを提供可能としている。

そして、データ処理装置２６は、メモリ３２に記憶された図示しない制御プログラムをプロセッサが実施することで、工場１２内のオイルミストの状態を監視するソフトウェア機能部を構築する。具体的には、図２に示すように、オイルミスト濃度取得部３４、判定部３６、流量取得部３８（状態量取得部）、時間取得部４０、作業時間算出部４１、平均流量算出部４２、比較特定部４４（特定部）及び報知処理部４６が形成される。

オイルミスト濃度取得部３４は、各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度測定装置１８からオイルミストの測定データＤｍをそれぞれ受信する。そして、各エリアＡ〜Ｆとオイルミスト濃度が紐付けられるようにデータベース化してメモリ３２のオイルミスト濃度記憶領域３２ａに記憶する。例えば、オイルミスト濃度取得部３４は、オイルミスト濃度測定装置１８に所定のタイミングで指令することで測定データＤｍを取得する。この際、オイルミスト濃度が高い場合に短いサンプリング期間で取得し、オイルミスト濃度が低い場合に長いサンプリング期間で取得する等、タイミングを変動することにより、処理の効率化を図ってもよい。また、オイルミスト濃度取得部３４は、オイルミスト濃度測定装置１８から自動的に測定データＤｍを取得してもよい。

判定部３６は、メモリ３２に記憶された各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度について個別に判定を行う。具体的には判定部３６は、測定データＤｍの取得に基づき、メモリ３２の閾値記憶領域３２ｂに記憶されているオイルミスト濃度を判定するための閾値Ｔｈと、オイルミスト濃度記憶領域３２ａに記憶されているオイルミスト濃度とを読み出して比較する。閾値Ｔｈは、オイルミスト濃度を許容し得る上限値を加工室内１４全体で平均化した数値として予め設定される。例えば、閾値Ｔｈとして２．０［ｍｇ／ｍ³］が設定される。また閾値Ｔｈは、各エリアＡ〜Ｆの環境に応じてエリア毎に個別に設定されていてもよい。

そして、判定部３６は、比較によりあるエリアのオイルミスト濃度が閾値Ｔｈよりも大きくなったことを判定すると、各エリアＡ〜Ｆのオイルミストの状態を認識する認識制御を行うようにデータ処理装置２６を動作させる。閾値Ｔｈ以下で認識制御を行わないのは、オイルミスト濃度が低い段階では、オイルミストが工作機械１６に影響を及ぼすことが少なく、またエリア単位での換気能力の相違を精度良く識別することも難しいからである。認識制御の実施において、判定部３６は、各エリアＡ〜Ｆの流量計２４に対し、クーラントの積算量データＤｉをデータ処理装置２６に送信するように指示する。

流量取得部３８は、上述した判定部３６の指示に基づき流量計２４が出力したクーラントの積算量データＤｉを受信して、メモリ３２の積算量記憶領域３２ｃに記憶する。なお、流量取得部３８は、判定部３６の処理によらず、流量計２４の積算量データＤｉを定期的に取得し更新していてもよい。

時間取得部４０は、各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６が加工作業を開始した際に、工作機械１６から開始時刻をそれぞれ受信し、メモリ３２の時間記憶領域３２ｄに記憶する。また、時間取得部４０は、判定部３６が認識制御の実施を判定した際の判定時刻を受信して、メモリ３２の時間記憶領域３２ｄに記憶する。

作業時間算出部４１は、メモリ３２に記憶されている判定時刻と開始時刻とを読み出して、判定時刻から開始時刻を差し引くことで各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６毎の作業時間を算出し、メモリ３２の時間記憶領域３２ｄに記憶する。本実施形態において、作業時間は分単位で算出している。

平均流量算出部４２は、判定部３６による認識制御の実施判定に基づき、各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６が使用したクーラントの単位時間当たり（分単位）の平均流量を、エリア毎に算出する。具体的には、メモリ３２に記憶されているクーラントの積算量を、時間取得部４０が算出した作業時間で除算することにより、クーラントの平均流量を得る。このクーラント平均流量は、複数のエリアＡ〜Ｆ毎に算出される。なお、１のエリアに複数の工作機械１６が設けられている場合には、そのエリアで使用されたクーラント平均流量となる。平均流量算出部４２は、算出した各エリアＡ〜Ｆの平均流量と、各エリアＡ〜Ｆとが紐付けられるようにデータベース化してメモリ３２の平均流量記憶領域３２ｅに記憶する。

比較特定部４４は、メモリ３２に記憶された各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度とクーラント平均流量とを読み出して、各エリアＡ〜Ｆ同士の相対的な換気能力の相違を特定する機能部である。以下、この特定原理について説明する。

通常、工作機械１６は、稼働量（稼動に関わる状態量）が大きいと切削液を多く使用するので、その周辺に飛散するオイルミストも多くなる。逆に、稼働量が小さいと切削液を少なく使用するので、その周辺に飛散するオイルミストも少なくなる。しかしながら、加工室内１４は、空調システム、工作機械１６やオイルミスト除去装置の位置、仕切り等の影響により、その換気能力が左右される。そのため、加工室内１４には、既述したようにオイルミスト濃度が高くなり易い箇所が存在する。また、加工室内１４の換気能力は、荷物等を一時的に置くだけでも変動する可能性があるので、工場１２の稼働中はできるだけ監視を継続することが望まれる。

ここで、仮に工作機械１６の稼働量が小さいにもかかわらず、オイルミストが多く飛散している（つまりオイルミスト濃度が高い）エリアがある場合には、そのエリアの換気能力が低いと見なすことができる。逆に、工作機械１６の稼働量が大きいにもかかわらず、オイルミストが少なく飛散している場合は、そのエリアの換気能力が高いと言える。そのため、オイルミスト管理システム１０は、オイルミスト濃度と、工作機械１６の稼働量とに基づき、換気能力の低いエリアを特定する。

本実施形態において工作機械１６の稼働量は、オイルミスト濃度との相関性が高いクーラントの平均流量によって得ている。つまり、稼働量が大きい場合には、ワークの加工速度が速く、切削液が多く使用されるため、クーラント平均流量が多くなる。逆に、稼働量が小さい場合には、ワークの加工速度が遅く、切削液が少なく使用されるため、クーラント平均流量が少なくなる。

従って、オイルミスト管理システム１０は、オイルミスト濃度の高さとクーラント平均流量の多さとの一致、又は不一致をエリア単位で見ることで、オイルミストの分布状態を認識することができる。そのため比較特定部４４の内部には、認識制御時に、濃度順位設定部５０、流量順位設定部５２（状態量順位設定部）及び順位比較部５４が設けられる。

濃度順位設定部５０は、メモリ３２に記憶されている各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度のデータベースを読み出して、オイルミスト濃度の順位づけエリア単位で行う。例えば、図３Ａに示すように、エリアＡの濃度データが３．０［ｍｇ／ｍ³］であり、エリアＢの濃度データが２．５［ｍｇ／ｍ³］であり、エリアＣの濃度データが２．０［ｍｇ／ｍ³］であり、エリアＤの濃度データが１．５［ｍｇ／ｍ³］であり、エリアＥの濃度データが１．０［ｍｇ／ｍ³］であり、エリアＦの濃度データが０．５［ｍｇ／ｍ³］であるとする。この場合、濃度順位設定部５０は、エリアＡ〜Ｆの順に１〜６の順位を付与する。

一方、流量順位設定部５２は、メモリ３２に記憶されている各エリアＡ〜Ｆのクーラント平均流量のデータベースを読み出して、クーラント平均流量の順位付けをエリア単位で行う。例えば、図３Ｂに示すように、エリアＡの平均流量データが１０［Ｌ／ｍｉｎ］であり、エリアＢの平均流量データが３０［Ｌ／ｍｉｎ］であり、エリアＣの平均流量データが５［Ｌ／ｍｉｎ］であり、エリアＤの平均流量データが２０［Ｌ／ｍｉｎ］であり、エリアＥの平均流量データが３［Ｌ／ｍｉｎ］であり、エリアＦの平均流量データが１［Ｌ／ｍｉｎ］であるとする。この場合、流量順位設定部５２は、最も平均流量が高いエリアＢを１位とし、次に高いエリアＤを２位とし、次に高いエリアＡを３位とし、次に高いエリアＣを４位とし、次に高いエリアＥを５位とし、次に高いエリアＦを６位とする。

順位比較部５４は、図３Ｃに示すように、濃度順位設定部５０により設定された各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度の順位と、流量順位設定部５２により設定された各エリアＡ〜Ｆのクーラント平均流量の順位とを比較して、換気能力が低いエリアを特定する。以下、各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度の順位を濃度順位といい、エリアＡ〜Ｆのクーラント平均流量の順位を流量順位（状態量順位）という。

具体的には、順位比較部５４は、濃度順位よりも流量順位が低いエリア（つまり、順位数値で濃度順位＜流量順位のエリア）を識別する。図示例では、＊で示すように、エリアＡとエリアＣが特定される。すなわち、濃度順位よりも流量順位が低いエリアとは、工作機械１６の稼働量が小さいにも関わらず、オイルミストが多く存在しているエリアと言える。そのため、そのエリアの換気能力が低い異常のエリアと推定することができる。また、濃度順位＝流量順位のエリアは、工作機械１６の稼働量とオイルミスト濃度の関係が正常と推定することができる。順位比較部５４は、以上の比較によって換気能力が低いエリアを特定すると、報知処理部４６にその特定結果を送信する。

なお、順位比較部５４は、比較時に、濃度順位＞流量順位のエリアを識別して、換気能力が高いエリアを異常のエリアと認識してもよい。オイルミスト管理システム１０は、このように換気能力が高いエリアをユーザに通知して、ユーザに適宜の措置（例えば、空調システムの改善）を促すことで、加工室内１４全体のオイルミスト濃度の均一化を目指すことができる。

報知処理部４６は、比較特定部４４から換気能力が低いエリアが特定された情報を受信すると、そのエリアに関して換気能力が低い旨を、出力装置２８を介して報知させる。例えば、報知処理部４６は、出力装置２８のモニタに表示するための異常発生画像情報を生成する。この異常発生画像情報は、加工室内１４の地図及び複数のエリアを含み、複数のエリアのうち換気能力が低いエリアを注意色や点滅等させることで、モニタを確認したユーザに注意喚起を行う。また、出力装置２８は、スピーカや報知灯により、換気能力が低いエリアについてアラームを出力してもよい。

本実施形態に係るオイルミスト管理システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下その作用効果について説明する。

工場１２の稼働において、ユーザにより工作機械１６、オイルミスト濃度測定装置１８及び流量計２４がエリア単位で起動される。これにより、適宜の工作機械１６により加工を開始可能な状態となり、オイルミスト濃度測定装置１８は、該装置周辺のオイルミスト濃度を測定可能な状態となり、流量計２４は、工作機械１６が使用するクーラントの流量を積算可能な状態となる。また、オイルミスト管理システム１０は、データ処理装置２６を動作させて、加工室内１４で浮遊しているオイルミストの状態を認識する制御を実施する。

図４に示すように、データ処理装置２６は、動作の開始後に、加工作業を開始したエリアの工作機械１６から開始信号と開始時刻の情報を受信する（ステップＳ１）。これによりデータ処理装置２６は、予め分割した各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６の動作を認識し、また時間取得部４０は、受信した開始時刻をメモリ３２に記憶させる。

次に、オイルミスト濃度取得部３４は、各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度測定装置１８に対し、測定データＤｍの送信指令を所定タイミング毎に出力する（ステップＳ２）。オイルミスト濃度測定装置１８は、この指令に基づきオイルミスト濃度を測定し、測定データＤｍを出力する。これによりオイルミスト濃度取得部３４が測定データＤｍを受信し（ステップＳ３：測定データ取得ステップ）、オイルミスト濃度としてメモリ３２に記憶する。

データ処理装置２６の判定部３６は、受信したオイルミスト濃度と、予め保有している閾値Ｔｈとを比較して、オイルミスト濃度が閾値Ｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、オイルミスト濃度が閾値Ｔｈ以下の場合には、ステップＳ２に戻り、オイルミスト濃度が閾値Ｔｈよりも大きい場合には、各エリアＡ〜Ｆのオイルミストの状態を認識する認識制御を実施するため、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、判定部３６は、クーラントの積算量データＤｉの送信指令を各エリアＡ〜Ｆの流量計２４に出力する。ここで、各エリアＡ〜Ｆの流量計２４は、工作機械１６の動作中に、クーラントの流量を検出し流量積算部３０にてクーラントの積算データを算出している。このため、データ処理装置２６の流量取得部３８は、各エリアＡ〜Ｆの流量計２４からクーラントの積算量データＤｉを受信する（ステップＳ６：状態量取得ステップ）。

また、時間取得部４０は、判定部３６からの判定時刻を受けてメモリ３２に判定時刻を記憶する（ステップＳ７）。その後、データ処理装置２６は、各エリアＡ〜Ｆのオイルミストの状態を認識するデータ処理サブルーチンを実施する（ステップＳ８：データ処理ステップ）。

図５に示すように、データ処理サブルーチンでは、まず作業時間算出部４１が、工作機械１６の開始時刻と判定時刻に基づき、各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６の作業時間を算出する（ステップＳ１１）。次に、平均流量算出部４２が、ステップＳ６で取得したクーラントの積算量データＤｉと、ステップＳ７で時間取得部４０が算出した作業時間とに基づき、各エリアＡ〜Ｆのクーラント平均流量を算出する（ステップＳ１２）。

そして、比較特定部４４の流量順位設定部５２が、算出されたクーラント平均流量に基づき、各エリアＡ〜Ｆのクーラント平均流量の順位付けを行う（ステップＳ１３：図３Ｂも参照）。

また、比較特定部４４の濃度順位設定部５０は、メモリ３２に記憶されているオイルミスト濃度に基づき、各エリアＡ〜Ｆのオイルミスト濃度の順位付けを行う（ステップＳ１４：図３Ａも参照）。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１３と、ステップＳ１４とは並行的に実施してもよい。

その後、比較特定部４４の順位比較部５４は、各エリアＡ〜Ｆの濃度順位と流量順位とを比較して、濃度順位＜流量順位のエリアがあるか否かを判定する（ステップＳ１５）。そして、濃度順位＜流量順位のエリアがある場合には、ステップＳ１６に進む。一方、エリアがない場合には、エリア毎のオイルミスト濃度と工作機械１６の稼働量（クーラント平均流量）が一致しており、各エリアＡ〜Ｆの換気能力に問題がないと認識して、データ処理サブルーチンを終了する。

ステップＳ１６において、順位比較部５４は、濃度順位＜流量順位のエリアを全て抽出する（図３Ｃも参照）。その後、報知処理部４６によって、抽出したエリアに関する報知内容（異常発生画像情報）を生成して、出力装置２８によるアラームの報知（異常発生画像情報のモニタへの表示）を行う（ステップＳ１７：報知ステップ）。これによりユーザは、換気能力が低いエリアを認識することができ、オイルミスト濃度を低下させる措置を行うことで、作業環境の改善を図ることが可能となる。

データ処理サブルーチンが終了すると、図４に示すメインルーチンに戻り、データ処理装置２６の処理フローを終了する。またデータ処理装置２６は、各エリアＡ〜Ｆの工作機械１６が加工作業を継続している場合に、再び上記の処理フローを繰り返すとよい。

以上のように、オイルミスト管理システム１０及びオイルミスト管理方法では、オイルミスト濃度と機械の稼動に関わる状態量（クーラント平均流量）とに基づき、複数のエリア単位でオイルミスト濃度の状態を良好に特定することができる。すなわち、データ処理装置２６は、クーラント平均流量が小さくて、オイルミスト濃度が高い場合に、そのエリアの換気能力が低いためにオイルミスト濃度が高くなったと推定することができる。従って、ユーザは、出力装置２８から異常のエリアを報知されることで、異常のエリアを認識して、加工室内１４の作業環境の改善を図ることができ、例えば、工場１２の稼動効率向上等を期待することができる。

この場合、オイルミスト管理システム１０は、機械の稼動に関わる状態量がクーラントの流量であることで、流量計２４により簡単に状態量を検出することができる。また、工作機械１６の場合、クーラントの流量とオイルミストの発生量との間には、高い相関性があることから、異常のエリアの特定を一層精度よく行うことができる。また、データ処理装置２６は、オイルミスト濃度との相関性がより高い平均流量を用いることで、さらに精度よく異常のエリアを特定することができる。

ここで、データ処理装置２６は、濃度順位設定部５０により複数のエリア同士での相対的な濃度順位を設定することで、エリア単位でオイルミスト濃度の相対的な相違を認識することができる。またデータ処理装置２６は、流量順位設定部５２により複数のエリア同士での相対的な流量順位を設定することで、エリア単位で工作機械１６のクーラント平均流量の相対的な相違を認識することができる。従って、濃度順位と流量順位を併用することで、異常のエリアをより一層簡単に特定することが可能となる。この際、濃度順位と流量順位を比較して順位が不一致であれば、そのエリアの換気能力が、他の一致するエリアと異なることになる。よってデータ処理装置２６は、エリア単位で換気能力の相違を簡単に認識することができる。さらに、濃度順位よりも流量順位が低い場合には、そのエリアのクーラント平均流量が低いにもかかわらずオイルミスト濃度が高いことになり、換気能力が低いことを容易且つ確実に認識することができる。

なお、本発明に係るオイルミスト管理システム及びオイルミスト管理方法は、上記の実施形態に限定されず、種々の応用例や変形例をとり得る。例えば、本実施形態では、機械の稼働に関わる状態量（稼働量）としてクーラントの流量を利用しているが、機械の稼働量はこれに限定されるものではない。他にも、機械の稼働に関わる状態量としては、工作機械の稼働時に使用される消費電力を用いてもよい。さらに他にも、機械の稼働に関わる状態量として、工作機械の加工プログラムを参照して、工具の動作量やプログラムの処理負荷を抽出して利用してもよい。

また例えば、データ処理装置２６は、判定部３６によりオイルミスト濃度の判定を行わない構成であってもよい。この場合、データ処理装置２６は、工場１２が稼働してある程度の時間が経過したタイミングで、上記の認識制御を行うとよい。また認識制御を定期的に実施する構成でもよい。或いは、判定部３６は、１つのエリアのオイルミスト濃度が閾値を越えたタイミングで認識制御を実施するだけでなく、所定のエリア数（例えば、３つのエリア）のオイルミスト濃度が閾値を越えたタイミングで認識制御を実施してもよい。

また、データ処理装置２６は、あるエリアのオイルミスト濃度が他のエリアのオイルミスト濃度よりも極端に高い場合には、出力装置２８により警告（注意喚起よりも高い警戒レベルを報知）してもよい。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。例えば、オイルミスト管理システム１０は、工場１２への適用に限定されず、オイルミストが発生する様々な環境に適用してよい。

１０…オイルミスト管理システム １２…金属加工工場
１４…加工室内 １６…工作機械
１８…オイルミスト濃度測定装置 ２０…クーラントタンク
２２…配管 ２４…流量計
２６…データ処理装置（オイルミスト濃度管理装置）
２８…出力装置 ３０…流量積算部
３２…メモリ ３４…オイルミスト濃度取得部
３６…判定部 ４０…時間取得部
４２…平均流量算出部 ４４…比較特定部
４６…報知処理部 ５０…濃度順位設定部
５２…流量順位設定部 ５４…順位比較部
Ｔｈ…閾値

Claims (10)

1. 複数のエリアにそれぞれ設けられた機械の稼働に関わる状態量をそれぞれ取得する状態量取得部と、
   前記複数のエリア毎に測定されたオイルミストの濃度をそれぞれ取得する濃度取得部と、
   前記複数のエリア毎の前記機械の状態量と、前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度とに基づき、前記複数のエリア単位における前記オイルミストの分布の正常又は異常を特定する特定部と、
   前記特定部にて特定された前記異常のエリアをユーザに報知する報知処理部と、を備える
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
2. 請求項１記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   前記特定部は、前記機械の稼働に関わる状態量として、前記機械の動作時に使用されるクーラントの流量を用いる
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
3. 請求項２記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   流量計が検出する前記クーラントの流量から、前記機械の動作中における該クーラントの積算量を算出する積算量算出部と、
   前記積算量と、前記機械の動作中の時間とに基づき、前記機械が使用する前記クーラントの平均流量を算出する平均流量算出部と、を備え、
   前記特定部は、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量として前記クーラントの平均流量を用いる
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   前記特定部は、前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度に基づき、前記オイルミストの濃度に関わる前記複数のエリア同士での相対的な濃度順位を設定する濃度順位設定部を有する
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
5. 請求項４記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   前記特定部は、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量に基づき、前記状態量に関わる前記複数のエリア同士での相対的な状態量順位を設定する状態量順位設定部を有する
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
6. 請求項５記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   前記特定部は、前記濃度順位と前記状態量順位とを比較して、相互の順位が一致又は不一致するエリアを抽出し、不一致のエリアを前記異常のエリアと判定する順位比較部を有する
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
7. 請求項６記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   前記順位比較部は、前記濃度順位よりも前記状態量順位が低い場合に、そのエリアの換気能力が低いと特定する
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のオイルミスト濃度管理装置において、
   前記濃度取得部が取得した前記オイルミストの濃度が、予め保有している閾値よりも大きいか否かを判定する判定部を有し、
   前記特定部は、前記判定部により前記オイルミストの濃度が前記閾値よりも大きいことを検出した場合に、前記異常のエリアを特定する処理を行う
   ことを特徴とするオイルミスト濃度管理装置。
9. 複数のエリアにそれぞれ設けられた機械と、
   前記複数のエリア毎に設けられ、前記機械の稼動に関わる状態量をそれぞれ検出する検出装置と、
   前記複数のエリア毎に設けられ、オイルミストの濃度をそれぞれ測定する濃度測定装置と、
   前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度と、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量とに基づき、前記複数のエリア単位における前記オイルミストの分布の正常又は異常を特定するオイルミスト濃度管理装置と、
   前記オイルミスト濃度管理装置にて特定された前記異常のエリアをユーザに報知する出力装置と、を備える
   ことを特徴とするオイルミスト管理システム。
10. 複数のエリア毎に機械がそれぞれ設けられている工場内のオイルミストをオイルミスト濃度管理装置により管理するオイルミスト管理方法であって、
    前記複数のエリア毎の前記機械の稼動に関わる状態量をそれぞれ取得する状態量取得ステップと、
    前記複数のエリア毎に測定されたオイルミストの濃度をそれぞれ取得する測定データ取得ステップと、
    前記複数のエリア毎の前記オイルミストの濃度と、前記複数のエリア毎の前記機械の状態量とに基づき、前記複数のエリア単位における前記オイルミストの分布の正常又は異常を特定するデータ処理ステップと、
    前記データ処理ステップにて特定された前記異常のエリアをユーザに報知する報知ステップと、を有する
    ことを特徴とするオイルミスト管理方法。

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