JP2018132318A - バッテリ残量アラーム装置、数値制御装置および工作機械システム - Google Patents

Abstract

【課題】メモリ素子のバックアップ用のバッテリにおいて、その寿命を適正に予測してアラームを発生させられるバッテリ残量アラーム装置を提供する。【解決手段】ステップＳ１で、数値制御装置の電源投入時におけるバッテリの使用環境温度Ｔ１および端子間電圧Ｖ１を測定する。ステップＳ２で、数値制御装置の電源切断時におけるバッテリの使用環境温度Ｔ２および端子間電圧Ｖ２を測定する。ステップＳ３で、２つの端子間電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除した変化率Ｒが所定の変化率閾値ＲＴを超えているか否かを判定する。変化率Ｒが変化率閾値ＲＴを超えている場合には、ステップＳ４で、バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させる。さらに、ステップＳ５で、数値制御装置の電源オフ動作を保留する。【選択図】図５

Description

本発明は、バッテリ残量アラーム装置、数値制御装置および工作機械システムに関する。

通常、ＦＡ（ファクトリオートメーション）装置は、ＳＲＡＭなどのメモリ素子を備えており、このメモリ素子は、ＦＡ装置の電源オフ状態ではバックアップ用のバッテリから電力が供給されている。そのため、このバッテリの電圧が低下するに従って、メモリ素子に供給される電圧も低下し、バッテリの電圧がメモリ素子のデータ保持電圧以下に落ちると、メモリ素子の内容が消去されてしまう。

従来、こうした不都合を回避するため、不揮発性メモリを持つＦＡ装置では、メモリバックアップ用のバッテリの電圧が下がった場合に、それを感知してアラームを発生させるバッテリアラーム検出回路を備えている場合がある（例えば、特許文献１参照）。

一般に、バッテリの電圧（残量）を推定する主な方法は、（１）電流値と充放電時間との積を積分し、消費した容量を推定する方法と、（２）端子間電圧を時系列にプロットし、プロットしたグラフの傾きから容量を推定する方法とに大別される。

特開平７−１２０５０８号公報

しかしながら、工作機械の数値制御装置に関しては、数値制御装置の電源オフ時に、バックアップ用の電流が流れるため、上述した方法でバッテリの電圧を推定することは困難である。したがって、バッテリの寿命を適正に予測してアラームを発生させることができない。

本発明は、このような事情に鑑み、メモリ素子のバックアップ用のバッテリにおいて、その寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能なバッテリ残量アラーム装置、数値制御装置および工作機械システムを提供することを目的とする。

本発明に係るバッテリ残量アラーム装置（例えば、後述のバッテリ残量アラーム装置４）は、メモリ素子（例えば、後述のメモリ素子５）のバックアップ用のバッテリ（例えば、後述のバッテリ６）の寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、互いに異なる第１の使用環境温度（例えば、後述の第１の使用環境温度Ｔ１）および第２の使用環境温度（例えば、後述の第２の使用環境温度Ｔ２）において前記バッテリの端子間電圧（例えば、後述の端子間電圧Ｖ１、Ｖ２）を測定する電圧測定手段（例えば、後述の電圧測定部４３）と、互いに異なる２つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差（例えば、後述の電圧差ΔＶ）をこれらの使用環境温度の温度差（例えば、後述の温度差ΔＴ）で除した変化率であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する変化率を変化率閾値（例えば、後述の変化率閾値ＲＴ）として設定する閾値設定手段（例えば、後述の閾値設定部４４）と、前記第１の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧（例えば、後述の端子間電圧Ｖ１）と前記第２の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧（例えば、後述の端子間電圧Ｖ２）との電圧差を前記第１の使用環境温度および前記第２の使用環境温度の温度差で除した変化率（例えば、後述の変化率Ｒ）が、前記閾値設定手段によって設定された変化率閾値を超えているか否かを判定する判定手段（例えば、後述の判定部４５）と、前記変化率が前記変化率閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段（例えば、後述のアラーム発生部４６）と、を備えている。

前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記変化率閾値を設定してもよい。

前記閾値設定手段は、機械学習によって前記変化率閾値を設定してもよい。

前記閾値設定手段は、前記変化率閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記変化率閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更してもよい。

また、本発明に係るバッテリ残量アラーム装置（例えば、後述のバッテリ残量アラーム装置４）は、メモリ素子（例えば、後述のメモリ素子５）のバックアップ用のバッテリ（例えば、後述のバッテリ６）の寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、互いに異なる第１の使用環境温度（例えば、後述の第１の使用環境温度Ｔ１）および第２の使用環境温度（例えば、後述の第２の使用環境温度Ｔ２）において前記バッテリの端子間電圧（例えば、後述の端子間電圧Ｖ１、Ｖ２）を測定する電圧測定手段（例えば、後述の電圧測定部４３）と、互いに異なる２つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差（例えば、後述の電圧差ΔＶ）であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する電圧差を電圧閾値（例えば、後述の電圧閾値ＶＴ）として設定する閾値設定手段（例えば、後述の閾値設定部４４）と、前記第１の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧（例えば、後述の端子間電圧Ｖ１）と、前記第２の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧（例えば、後述の端子間電圧Ｖ２）との電圧差（例えば、後述の電圧差ΔＶ）が、前記閾値設定手段によって設定された電圧閾値を超えているか否かを判定する判定手段（例えば、後述の判定部４５）と、前記電圧差が前記電圧閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段（例えば、後述のアラーム発生部４６）と、を備えている。

前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記電圧閾値を設定してもよい。

前記閾値設定手段は、機械学習によって前記電圧閾値を設定してもよい。

前記閾値設定手段は、前記電圧閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記電圧閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更してもよい。

前記バッテリの使用環境温度を測定する温度測定手段（例えば、後述の温度測定部４２）を備えていてもよい。

前記バッテリは、その使用環境温度によって端子間電圧が変動する温度依存性を有してもよい。

前記バッテリは、二酸化マンガンリチウム一次電池であってもよい。

本発明に係る数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置３）は、上記バッテリ残量アラーム装置を有する。

本発明に係る工作機械システム（例えば、後述の工作機械システム１）は、上記数値制御装置によって工作機械が制御されるように構成されている。

前記第１の使用環境温度および前記第２の使用環境温度は、いずれか一方が前記数値制御装置の電源投入時の温度であるとともに、他方が前記数値制御装置の電源切断時の温度であってもよい。

前記電圧測定手段は、前記数値制御装置の電源投入時または電源切断時において、前記バッテリから前記メモリ素子に電力が供給されている状態で、前記数値制御装置から前記メモリ素子に電力を供給することにより、前記バッテリの端子間電圧を測定するように構成されていてもよい。

本発明によれば、メモリ素子のバックアップ用のバッテリにおいて、その寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能なバッテリ残量アラーム装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置を示すブロック図である。 二酸化マンガンリチウム一次電池の４０ｍＡ連続放電時の温度特性を示すグラフである。 バッテリの寿命が近づくと端子間電圧の触れ幅が大きくなることを示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。

以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置を示すブロック図である。図３は、二酸化マンガンリチウム一次電池の４０ｍＡ連続放電時の温度特性を示すグラフである。図４は、バッテリの寿命が近づくと電圧の触れ幅が大きくなることを示すグラフである。図５は、本発明の第１実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置の処理を示すフローチャートである。

＜工作機械システム１の構成＞
この第１実施形態に係る工作機械システム１は、図１に示すように、マシニングセンタ等の工作機械２および数値制御装置３を備えている。ここで、工作機械２は、数値制御装置３によって制御されるように、数値制御装置３と有線または無線でデータ通信可能に接続されている。また、数値制御装置３には、工作機械２の動作に必要な各種の数値制御データを格納するためのＳＲＡＭなどのメモリ素子５が組み込まれているとともに、このメモリ素子５のバックアップ用の二酸化マンガンリチウム一次電池がバッテリ６として搭載されている。

さらに、数値制御装置３には、図１に示すように、バッテリ残量アラーム装置４が内蔵されている。このバッテリ残量アラーム装置４は、メモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６が、その使用環境温度Ｔによって端子間電圧Ｖが変動する温度依存性を有することに着目して、バッテリ６の寿命を適正に予測してアラームを発生させるものであり、図２に示すように、主制御部４１を有している。主制御部４１には、温度測定手段としての温度測定部４２、電圧測定手段としての電圧測定部４３、閾値設定手段としての閾値設定部４４、判定手段としての判定部４５、アラーム発生手段としてのアラーム発生部４６が接続されている。

主制御部４１は、バッテリ６の寿命を適正に予測してアラームを発生させるように、温度測定部４２、電圧測定部４３、閾値設定部４４、判定部４５およびアラーム発生部４６を全体的に制御する。

温度測定部４２は、主制御部４１からの指令に基づき、図示しない温度センサにより、数値制御装置３の電源投入時にバッテリ６の使用環境温度Ｔを第１の使用環境温度Ｔ１として測定するとともに、数値制御装置３の電源切断時にバッテリ６の使用環境温度Ｔを第２の使用環境温度Ｔ２として測定する。

電圧測定部４３は、主制御部４１からの指令に基づき、図示しない電圧計により、数値制御装置３の電源投入時に、第１の使用環境温度Ｔ１におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１を測定するとともに、数値制御装置３の電源切断時に、第２の使用環境温度Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ２を測定する。

閾値設定部４４は、主制御部４１からの指令に基づき、バッテリ６の温度特性に基づいて、互いに異なる２つの使用環境温度Ｔにおけるバッテリ６の端子間電圧Ｖの電圧差ΔＶをこれらの使用環境温度Ｔの温度差ΔＴで除した変化率Ｒ（＝ΔＶ／ΔＴ）であってバッテリ６の残量が少ないときに対応する変化率Ｒを変化率閾値ＲＴとして設定する。

例えば、二酸化マンガンリチウム一次電池の４０ｍＡ連続放電時には、図３に示すように、複数（具体的には、−２０℃、−１０℃、０℃、２０℃、６０℃）の使用環境温度Ｔのそれぞれにおいて、バッテリ６の端子間電圧Ｖが放電容量の増大に伴って低下する。ここで、使用環境温度Ｔが２０℃である場合と６０℃である場合とで、バッテリ６の端子間電圧Ｖの電圧差ΔＶ（図３中の３本の矢印）に注目すると、バッテリ６の放電容量が増大するほど（つまり、バッテリ６の残量が少なくなるほど）電圧差ΔＶが拡大する傾向にある。すなわち、バッテリ６の通常時（バッテリ６の残量が少なくない場合）には、図４に一点鎖線で示すように、使用環境温度Ｔ（図４のグラフの横軸）が一定の温度だけ変化したときのバッテリ６の端子間電圧Ｖ（図４のグラフの縦軸）の変化は比較的小さいのに対して、バッテリ６の寿命が近いとき（バッテリ６の残量が少ない場合）には、図４に実線で示すように、使用環境温度Ｔが一定の温度だけ変化したときのバッテリ６の端子間電圧Ｖの変化は比較的大きい。そこで、この相違を数値で定量化すべく、電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除した変化率Ｒ（＝ΔＶ／ΔＴ）を導入し、バッテリ６の残量の大小を判定するときの基準として変化率閾値ＲＴを採用するものである。

判定部４５は、主制御部４１からの指令に基づき、第１および第２の使用環境温度Ｔ１、Ｔ２から両者の温度差ΔＴを算出するとともに、これらの第１および第２の使用環境温度Ｔ１、Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１、Ｖ２から両者の電圧差ΔＶを算出し、電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除して変化率Ｒ（＝ΔＶ／ΔＴ）を算出した後、この変化率Ｒが、閾値設定部４４によって設定された変化率閾値ＲＴを超えているか否かを判定する。

アラーム発生部４６は、変化率Ｒが所定の変化率閾値ＲＴを超えていると判定部４５によって判定された場合に、バッテリ６の残量が少ない旨のアラームを発生させる。このアラームは、ランプの点灯、メッセージの表示など種々の手法を採用することができる。

＜バッテリ残量アラーム装置４の処理フロー＞
次に、バッテリ残量アラーム装置４の処理フローについて、図５を参照しながら説明する。図５は、バッテリ残量アラーム装置４の処理を示すフローチャートである。なお、この処理に先立ち、閾値設定部４４は、所定の変化率閾値ＲＴを予め設定しておく。また、この処理は主制御部４１からの指令に基づいて実行される。

まず、ステップＳ１においては、オペレータが数値制御装置３の電源投入ボタン（図示せず）を押したとき、温度測定部４２は、第１の使用環境温度Ｔ１を測定するとともに、電圧測定部４３は、この第１の使用環境温度Ｔ１におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１を測定する。

このとき、数値制御装置３は、電源投入ボタンが押された直後にバッテリ６の電源オフ動作を実行するのではなく、電源投入ボタンが押されてから所定の第１遅延時間（例えば、１〜５秒）だけ経過した時点でバッテリ６の電源オフ動作を実行するとともに、電源投入ボタンが押された直後に数値制御装置３の電源オン動作を実行する。こうすることにより、この第１遅延時間中は、数値制御装置３のみならずバッテリ６も電源オンの状態になるので、バッテリ６からメモリ素子５に電力が供給されている状態で、数値制御装置３からの給電により、第１の使用環境温度Ｔ１におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１を測定することができる。その結果、電圧測定部４３は、数値制御装置３の電源投入時に、第１の使用環境温度Ｔ１におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１を正確に検出することが可能となる。

次いで、ステップＳ２においては、オペレータが数値制御装置３の電源切断ボタン（図示せず）を押したとき、温度測定部４２は、第２の使用環境温度Ｔ２を測定するとともに、電圧測定部４３は、この第２の使用環境温度Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ２を測定する。

このとき、数値制御装置３は、電源切断ボタンが押された直後に数値制御装置３の電源オフ動作を実行するのではなく、電源切断ボタンが押されてから所定の第２遅延時間（例えば、１〜５秒）だけ経過した時点で数値制御装置３の電源オフ動作を実行するとともに、この第２遅延時間に等しい時間だけ数値制御装置３の電源オン動作を継続する。こうすることにより、この第２遅延時間中は、バッテリ６のみならず数値制御装置３も電源オンの状態になるので、バッテリ６からメモリ素子５に電力が供給されている状態で、数値制御装置３からの給電により、第２の使用環境温度Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ２を測定することができる。その結果、電圧測定部４３は、数値制御装置３の電源切断時に、第２の使用環境温度Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ２を正確に検出することが可能となる。

ステップＳ３において、判定部４５は、上述した第２遅延時間中（すなわち、数値制御装置３が電源オンのとき）に、第１および第２の使用環境温度Ｔ１、Ｔ２から両者の温度差ΔＴを算出するとともに、これらの第１および第２の使用環境温度Ｔ１、Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１、Ｖ２から両者の電圧差ΔＶを算出し、電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除して変化率Ｒ（＝ΔＶ／ΔＴ）を算出した後、この変化率Ｒが、閾値設定部４４によって設定された変化率閾値ＲＴを超えているか否かを判定する。

その結果、この変化率Ｒが所定の変化率閾値ＲＴを超えていないと判定された場合（Ｒ≦ＲＴ）には、まだバッテリ６の残量が少なくなっていないと考えられるので、このバッテリ残量アラーム装置４の処理フローを終了し、上述した第２遅延時間が経過した時点で数値制御装置３の電源オフ動作を実行する。

一方、この変化率Ｒが所定の変化率閾値ＲＴを超えていると判定された場合（Ｒ＞ＲＴ）には、ステップＳ４において、アラーム発生部４６は、バッテリ６の残量が少ない旨のアラームを発生させる。さらに、ステップＳ５において、主制御部４１は、上述した第２遅延時間が経過した後も、数値制御装置３の電源オフ動作を保留する。これにより、数値制御装置３からメモリ素子５への給電が継続されるので、バッテリ６の残量がメモリ素子５のデータ保持電圧以下に落ちてメモリ素子５の内容が消去されてしまう不都合を回避することができる。ここで、バッテリ残量アラーム装置４の処理フローを終了する。

このように、バッテリ残量アラーム装置４は、メモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６において、互いに異なる使用環境温度Ｔ１、Ｔ２におけるバッテリ６の端子間電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除した変化率Ｒに基づいて、バッテリ６の残量を推定する。そのため、メモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６の寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能となる。

しかも、この変化率Ｒは電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除した値であるため、季節（外気温）などの外的要因によって使用環境温度Ｔ１、Ｔ２が変動して、それらの温度差ΔＴが増減しても、メモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６の寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能となる。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。

この第２実施形態に係る工作機械システム１は、同じ二酸化マンガンリチウム一次電池であっても個々のバッテリ６ごとに温度特性がやや異なり、必ずしも４０ｍＡ連続放電時の温度特性（図３参照）を示すとは限らないことに鑑み、バッテリ残量アラーム装置４の処理フローを実行しつつ、機械学習（教師なし学習）のクラスタリングによってバッテリ６の温度特性を学習して変化率閾値ＲＴを設定する点を除き、上述した第１実施形態と同じ構成を有している。

すなわち、第２実施形態に係る工作機械システム１は、図６に示すように、上述した第１実施形態の構成に加えて、数値制御装置３に機械学習装置７が有線、無線または接続部を介して直接データ通信可能に接続されている。この機械学習装置７は、解析部７１および閾値演算部７２を備えている。機械学習装置７の解析部７１は、所定の期間（例えば、１年間）にわたって、上述した第１実施形態で説明したバッテリ残量アラーム装置４の処理フロー（図５参照）を実行するたびに、バッテリ６の電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除した変化率Ｒを数値制御装置３から入力データとして取得して蓄積する。この蓄積期間が長期間にわたると、これら多数の入力データには、バッテリ６の通常時（残量が十分あるとき）のデータとバッテリ６の残量が少ないときのデータとが混在することになると考えられる。そこで、機械学習装置７の解析部７１は、階層型クラスタリングその他のクラスタリングにより、これら多数の入力データをバッテリ６の通常時のデータとバッテリ６の残量が少ないときのデータとの２つのクラスタに分割する。そして、機械学習装置７の閾値演算部７２は、バッテリ６の残量が少ないときの複数のデータ（バッテリ６の変化率Ｒ）から、その代表値（例えば、平均値、中央値など）を演算し、これを出力データとして数値制御装置３に送出する。これを受けて、バッテリ残量アラーム装置４では、閾値設定部４４が、この出力データに基づいて変化率閾値ＲＴを設定した後、主制御部４１が、この変化率閾値ＲＴを用いて、上述した第１実施形態と同じ処理フローを実行するように制御する。

このように、この第２実施形態に係る工作機械システム１では、閾値設定部４４が変化率閾値ＲＴを設定するときに、機械学習のクラスタリングを利用しているので、上述した第１実施形態と同じ作用効果を奏することに加えて、バッテリ６がそのメーカごとに温度特性が異なっても、或いは、同じメーカ製のバッテリ６に個体差があっても、バッテリ６の電圧低下を適正に検出して適時にアラームを発生させることができる。

なお、こうして機械学習のクラスタリングによって設定された変化率閾値ＲＴは、この数値制御装置３に限らず、他の数値制御装置（図示せず）でも利用可能な共有資産とすることができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

［変形例１］
上述した第１実施形態および第２実施形態では、閾値設定部４４が所定の変化率閾値ＲＴを設定するとともに、判定部４５が、メモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６において、電圧差ΔＶを温度差ΔＴで除した変化率Ｒが所定の変化率閾値ＲＴを超えているか否かを判定し、この変化率Ｒが所定の変化率閾値ＲＴを超えていると判定された場合に、アラーム発生部４６が、バッテリ６の残量が少ない旨のアラームを発生させるとともに、主制御部４１が数値制御装置３の電源オフ動作を保留した。

しかし、第１の使用環境温度Ｔ１および第２の使用環境温度Ｔ２に実質的な変動がないとみなせる場合には、変化率Ｒに代えて、第１の使用環境温度Ｔ１において電圧測定部４３が測定したバッテリ６の端子間電圧Ｖ１と、第２の使用環境温度Ｔ２において電圧測定部４３が測定したバッテリ６の端子間電圧Ｖ２との電圧差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を用いるとともに、変化率閾値ＲＴに代えて、所定の電圧閾値ＶＴを用いることもできる。すなわち、閾値設定部４４が、互いに異なる２つの使用環境温度Ｔにおけるバッテリ６の端子間電圧Ｖの電圧差ΔＶであってバッテリ６の残量が少ないときに対応する電圧差ΔＶを電圧閾値ＶＴとして設定するとともに、判定部４５が、第１の使用環境温度Ｔ１において電圧測定部４３が測定したバッテリ６の端子間電圧Ｖ１と、第２の使用環境温度Ｔ２において電圧測定部４３が測定したバッテリ６の端子間電圧Ｖ２との電圧差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を算出し、この電圧差ΔＶが、閾値設定部４４によって設定された電圧閾値ＶＴを超えているか否かを判定し、この電圧差ΔＶが所定の電圧閾値ＶＴを超えると、アラーム発生部４６が、バッテリ６の残量が少ない旨のアラームを発生させるとともに、主制御部４１が数値制御装置３の電源オフ動作を保留するようにしてもよい。

［変形例２］
上述した第１実施形態および第２実施形態では、数値制御装置３において、メモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６が二酸化マンガンリチウム一次電池である場合について説明した。しかし、二酸化マンガンリチウム一次電池と同様に、使用環境温度Ｔによって端子間電圧Ｖが変動する温度依存性を有する電池であれば、この電池がメモリ素子５のバックアップ用のバッテリ６として搭載された数値制御装置３にも、本発明を同様に適用することができる。

［変形例３］
上述した第１実施形態および第２実施形態では、バッテリ残量アラーム装置４において、閾値設定部４４が変化率閾値ＲＴを１つだけ設定する場合について説明した。しかし、閾値設定部４４が変化率閾値ＲＴを複数段階に設定し、アラーム発生部４６が、変化率閾値ＲＴの各段階における大小に応じて、バッテリ６の残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更するようにしてもよい。

また、上述した変形例１では、バッテリ残量アラーム装置４において、閾値設定部４４が電圧閾値ＶＴを１つだけ設定する場合について説明した。しかし、閾値設定部４４が電圧閾値ＶＴを複数段階に設定し、アラーム発生部４６が、電圧閾値ＶＴの各段階における大小に応じて、バッテリ６の残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更するようにしてもよい。

これらの場合には、アラームの緊急度に対応してオペレータが適切な処置を講じることができるので、工作機械システム１の工程管理や保守・点検などの作業に役立てることが可能となる。

［変形例４］
上述した第１実施形態および第２実施形態では、バッテリ残量アラーム装置４が数値制御装置３に内蔵されている場合について説明した。しかし、バッテリ残量アラーム装置４は、必ずしも数値制御装置３に内蔵する必要はなく、例えば、数値制御装置３の外部に設置して有線、無線または接続部を介して直接データ通信可能に接続するようにしても構わない。

［変形例５］
上述した第１実施形態および第２実施形態では、第１の使用環境温度Ｔ１を数値制御装置３の電源投入時の温度にするとともに、第２の使用環境温度Ｔ２を数値制御装置３の電源切断時の温度にする場合について説明した。しかし、逆に、第１の使用環境温度Ｔ１を数値制御装置３の電源切断時の温度にするとともに、第２の使用環境温度Ｔ２を数値制御装置３の電源投入時の温度にしてもよい。

［変形例６］
上述した第２実施形態では、数値制御装置３の外部に機械学習装置７が設置されている場合について説明したが、この機械学習装置７を数値制御装置３に内蔵してもよい。

［変形例７］
上述した第２実施形態では、機械学習のクラスタリングによって変化率閾値ＲＴを設定する場合について説明したが、クラスタリング以外の機械学習の手法（例えば、主成分分析、ベクトル量子化、自己組織化マップなど）を用いても構わない。

１……工作機械システム
２……工作機械
３……数値制御装置
４……バッテリ残量アラーム装置
５……メモリ素子
６……バッテリ
４１……主制御部
４２……温度測定部（温度測定手段）
４３……電圧測定部（電圧測定手段）
４４……閾値設定部（閾値設定手段）
４５……判定部（判定手段）
４６……アラーム発生部（アラーム発生手段）
Ｒ……変化率
ＲＴ……変化率閾値
Ｔ……使用環境温度
Ｔ１……第１の使用環境温度
Ｔ２……第２の使用環境温度
Ｖ１、Ｖ２……端子間電圧
ＶＴ……電圧閾値
ΔＴ……温度差
ΔＶ……電圧差

Claims (15)

1. メモリ素子のバックアップ用のバッテリの寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、
   互いに異なる第１の使用環境温度および第２の使用環境温度において前記バッテリの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
   互いに異なる２つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差をこれらの使用環境温度の温度差で除した変化率であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する変化率を変化率閾値として設定する閾値設定手段と、
   前記第１の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧と前記第２の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧との電圧差を前記第１の使用環境温度および前記第２の使用環境温度の温度差で除した変化率が、前記閾値設定手段によって設定された変化率閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
   前記変化率が前記変化率閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段と、
   を備えているバッテリ残量アラーム装置。
2. 前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記変化率閾値を設定する請求項１に記載のバッテリ残量アラーム装置。
3. 前記閾値設定手段は、機械学習によって前記変化率閾値を設定する請求項１に記載のバッテリ残量アラーム装置。
4. 前記閾値設定手段は、前記変化率閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記変化率閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更する請求項１から請求項３までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
5. メモリ素子のバックアップ用のバッテリの寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、
   互いに異なる第１の使用環境温度および第２の使用環境温度において前記バッテリの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
   互いに異なる２つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する電圧差を電圧閾値として設定する閾値設定手段と、
   前記第１の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧と、前記第２の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧との電圧差が、前記閾値設定手段によって設定された電圧閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
   前記電圧差が前記電圧閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段と、
   を備えているバッテリ残量アラーム装置。
6. 前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記電圧閾値を設定する請求項５に記載のバッテリ残量アラーム装置。
7. 前記閾値設定手段は、機械学習によって前記電圧閾値を設定する請求項５に記載のバッテリ残量アラーム装置。
8. 前記閾値設定手段は、前記電圧閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記電圧閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更する請求項５から請求項７までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
9. 前記バッテリの使用環境温度を測定する温度測定手段を備えている請求項１から請求項８までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
10. 前記バッテリは、その使用環境温度によって端子間電圧が変動する温度依存性を有する請求項１から請求項９までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
11. 前記バッテリは、二酸化マンガンリチウム一次電池である請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のバッテリ残量アラーム装置を有する数値制御装置。
13. 請求項１２に記載の数値制御装置によって工作機械が制御されるように構成されている工作機械システム。
14. 前記第１の使用環境温度および前記第２の使用環境温度は、いずれか一方が前記数値制御装置の電源投入時の温度であるとともに、他方が前記数値制御装置の電源切断時の温度である請求項１３に記載の工作機械システム。
15. 前記電圧測定手段は、前記数値制御装置の電源投入時または電源切断時において、前記バッテリから前記メモリ素子に電力が供給されている状態で、前記数値制御装置から前記メモリ素子に電力を供給することにより、前記バッテリの端子間電圧を測定するように構成されている請求項１４に記載の工作機械システム。

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