JP2018041140A - 数値制御装置、制御システム、制御方法及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
ボトルネックを考慮した技術として、工程を最適化した生産計画を作成する方法が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
加工速度を落とす単純な方法として、オーバライドの変更等が数値制御装置の機能として用意されているが、加工品面及びビビリの発生等を考慮した場合、品質を維持するために工作機械毎に個別の調整が必要となることが一般的である。工場が1台又は数台といった少ない工作機械のみで構成される場合においては、作業員が全体の流れを見て都度調整できる場合もあるが、数十台又はそれ以上の工作機械が必要となる工場も存在する。このような場合には、作業員が個別の工作機械のパラメータ及び加工プログラムを都度調整する方法、又は予め作ったバックアップを反映させる方法では、どちらも台数が多く時間が掛かるため、明らかに余剰な生産能力のある工作機械のみを調整するに留まっていた。
図1は、制御システム100の全体構成を示す模式図である。
制御システム100は、複数の数値制御装置(CNC)1を含む端末群10と、管理サーバ2とを含んで構成され、端末群10と管理サーバ2とは、LAN(Local Area Network)又はインターネット等のネットワーク3を介して通信可能に構成されている。
数値制御装置1は、端末群10の一種別であり、工作機械それぞれに設けられ、設定されたパラメータ及びプログラムに従って、工作機械に備えらえたサーボモータ等を制御する。
管理サーバ2は、端末群10を管理する情報処理装置である。端末群10の各端末は、管理サーバ2を介して他の端末と各種データの送受信、又は管理サーバ2による処理結果を取得できる。本実施形態においては、管理サーバ2は、端末群10の各端末から各工程のサイクルタイムを収集し、ボトルネックの情報を各端末(数値制御装置1)へ通知する。
数値制御装置1において、CPU11は、数値制御装置1の全体を制御するプロセッサである。CPU11は、ROM12に格納されたシステムプログラムを、バス20を介して読み出し、このシステムプログラムに従って数値制御装置1の全体を制御する。
RAM13には、一時的な計算データ、表示データ、及び表示器/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データが格納される。また、一般にRAMへのアクセスはROMへのアクセスよりも高速であることから、CPU11は、ROM12に格納されたシステムプログラムを予めRAM13上に展開しておき、RAM13からシステムプログラムを読み込んで実行してもよい。
不揮発性メモリ14は、磁気記憶装置、フラッシュメモリ、MRAM、FRAM(登録商標)、EEPROM、又はバッテリでバックアップされるSRAM若しくはDRAM等であり、数値制御装置1の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。不揮発性メモリ14には、インタフェース15、表示器/MDIユニット70又は通信部27を介して入力された加工プログラム等が記憶される。
各種加工プログラムは、インタフェース15、表示器/MDIユニット70又は通信部27を介して入力され、不揮発性メモリ14に格納される。
インタフェース15は、数値制御装置1と外部機器72とを接続する。外部機器72からは、加工プログラム及び各種パラメータ等が数値制御装置1に読み込まれる。また、数値制御装置1内で編集された加工プログラムは、外部機器72を介して外部記憶手段に記憶させることができる。インタフェース15の具体例としては、RS232C、USB、SATA、PCカードスロット、CFカードスロット、SDカードスロット、イーサネット(登録商標)、Wi−Fi等が挙げられる。インタフェース15は、表示器/MDIユニット70上に存在してもよい。外部機器72の例としては、コンピュータ、USBメモリ、CFast、CFカード、SDカード等が挙げられる。
操作盤71は、PMC16に接続される。操作盤71は、手動パルス発生器等を備えていてもよい。
表示器/MDIユニット70は、ディスプレイ(表示部)、及びキーボード若しくはタッチパネル等の操作部を備えた手動データ入力装置である。インタフェース18は表示用の画面データを表示器/MDIユニット70のディスプレイに送るほか、表示器/MDIユニット70の操作部からの指令及びデータを受けてCPU11に渡す。
サーボアンプ40〜44は、この指令を受けて、各軸のサーボモータ50〜54を駆動する。各軸のサーボモータ50〜54は、位置及び速度の検出器を内蔵し、位置及び速度フィードバック信号を軸制御回路30〜34にフィードバックして、位置及び速度のフィードバック制御を行う。
スピンドルモータ62には、歯車又はベルト等でパルスエンコーダ63が結合され、パルスエンコーダ63が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、この帰還パルスは、バス20を経由してCPU11によって読み取られる。
CPU11は、受信部111と、選択部112と、送信部113と、計画部114とを備える。
これらの各機能部は、ROM12に格納されたシステムプログラムをCPU11が実行することにより実現される。
なお、受信部111は、作業者により第2のサイクルタイムの入力を受け付けてもよい。
このとき、所定の時間帯として、例えば電気料金がより安い時間帯が選択され、省電力化が図られる。
管理サーバ2は、収集部201と、通知部202とを備える。
この処理は、定期的に繰り返し実行される。
ステップS1において、受信部111は、管理サーバ2から、ボトルネックとなっている工程の第2のサイクルタイム(A)を受信する。
ステップS8において、計画部114は、加工を中断し、所定の時間帯となるまで待機状態とする。
ステップS9において、送信部113は、現在選択されている加工プログラム及びパラメータに対応する第1のサイクルタイム(B)を管理サーバ2へ送信する。
この例では、数値制御装置1aによる加工工程において、サイクルタイム4分で部品Aを生産し、数値制御装置1bによる加工工程において、サイクルタイム30分で部品Aを加工し部品Bを生産している。また、数値制御装置1cによる加工工程において、サイクルタイム17分で部品Cを生産している。そして、端末10aが設けられた組み立て工程において、サイクルタイム10分で部品Bと部品Cとを組み立てて完成品を生産している。
数値制御装置1aでは、サイクルタイムが30分以内の最適なプログラムが選択され、サイクルタイムが18分に変更される。また、数値制御装置1cでも、サイクルタイムが30分以内の最適なプログラムが選択され、サイクルタイムが25分に変更される。
なお、組み立て工程のサイクルタイムは変更されていないが、端末10aに通知されたボトルネックの情報に基づいて、例えば、作業者のスケジュール調整が行われてもよい。
また、設備増強、又は生産している製品の変化等によってボトルネックとなる工作機械又は工程が変わった場合においても、数値制御装置1は、新しいボトルネックに応じて、個別の工作機械のサイクルタイムを調整できる。
なお、時間帯をシフトするためのサイクルタイムの差分に関する閾値は、ユーザが設定してよい。例えば、閾値は、ボトルネックとなっているサイクルタイムの一定割合として設定されてもよい。
2 管理サーバ
3 ネットワーク
10 端末群
11 CPU
12 ROM(記憶部)
201 収集部
202 通知部
100 制御システム
111 受信部
112 選択部
113 送信部
114 計画部
Claims (6)
- 複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせを、加工に要する第1のサイクルタイムと共に記憶する記憶部と、
ボトルネックとなっている工程の第2のサイクルタイムを受信する受信部と、
前記複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせのうち、前記第2のサイクルタイムを超えない範囲で前記第1のサイクルタイムが長くなる組み合わせを選択する選択部と、を備える数値制御装置。 - 前記選択部により選択された前記第1のサイクルタイムを外部へ送信する送信部を備える請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記ボトルネックとなっている工程が自身より下流にあり、かつ、前記第2のサイクルタイムと前記選択部により選択された前記第1のサイクルタイムとの差が閾値を超える場合、加工時刻を所定の時間帯へ移動させる計画部を備える請求項1又は請求項2に記載の数値制御装置。
- 複数の数値制御装置と管理サーバとを備え、
前記数値制御装置は、
複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせを、加工に要する第1のサイクルタイムと共に記憶する記憶部と、
ボトルネックとなっている工作機械の第2のサイクルタイムを受信する受信部と、
前記複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせのうち、前記第2のサイクルタイムを超えない範囲で前記第1のサイクルタイムが長くなる組み合わせを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記第1のサイクルタイムを外部へ送信する送信部と、を備え、
前記管理サーバは、
前記数値制御装置から前記第1のサイクルタイムを収集する収集部と、
前記収集部により収集された前記第1のサイクルタイムを含む全工程のサイクルタイムのうち、最大値を前記第2のサイクルタイムとして、前記数値制御装置へ通知する通知部と、を備える制御システム。 - 複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせを、加工に要する第1のサイクルタイムと共に記憶する数値制御装置が、
ボトルネックとなっている工程の第2のサイクルタイムを受信する受信ステップと、
前記複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせのうち、前記第2のサイクルタイムを超えない範囲で前記第1のサイクルタイムが長くなる組み合わせを選択する選択ステップと、を実行する制御方法。 - 複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせを、加工に要する第1のサイクルタイムと共に記憶する数値制御装置に、
ボトルネックとなっている工程の第2のサイクルタイムを受信する受信ステップと、
前記複数の加工プログラム及びパラメータの組み合わせのうち、前記第2のサイクルタイムを超えない範囲で前記第1のサイクルタイムが長くなる組み合わせを選択する選択ステップと、を実行させるための制御プログラム。
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