JP2018180725A - 暖機運転計画装置及び暖機運転計画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械の暖機運転によるダウンタイムを削減し、生産効率を向上させることを目的とする。【解決手段】工作機械の暖機運転を計画する暖機運転計画装置であって、少なくとも一つの暖機運転プログラムを保存する暖機運転プログラムメモリと、所定の期間のワークの加工計画を入力する加工計画入力部と、工作機械の状況に応じた暖機運転プログラムを選択する暖機運転プログラム選択部と、ワークに応じて暖機運転時間を決定する暖機運転時間決定部と、加工計画に基づき、暖機運転の開始時刻および終了時刻を算出する暖機運転計画部と、を具備し、暖機運転プログラム選択部は、ワークに応じた暖機運転プログラムを、暖機運転プログラムメモリから選択する。【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械の暖機運転計画装置に関する。特に、より効率的な暖機運転を可能とする暖機運転計画装置及び暖機運転計画方法に関する。

従来より、工作機械においては、ワークの加工に先立って、いわゆる暖機運転が実行されている。工作機械は、主軸モータ等の回転駆動手段を動作させることでワークの加工等を行っているが、その際に回転駆動手段そのものや回転駆動手段により動作する各部位から発熱する。そのため、工作機械が冷えた状態からすぐに加工を開始すると、発熱が原因となって、温度が上昇するにつれてシャフト等に熱変位が発生しワークと工具の相対位置にずれが生じ、加工精度が悪化する場合がある。

そこで、このような熱変位による加工精度の悪化に対応するための一般的な手法の一つとして暖機運転が行われる。暖機運転とは、工作機械の電源を投入してから加工作業に取り掛かる際に、すぐに加工作業を行わずに、工作機械の温度が飽和するまで予め空運転を行うことをいう。暖機運転を行い、各部の温度が安定するのを待ってからワークの加工を開始することによって、より安定した加工精度を得ることができる。

従来の暖機運転計画装置１０の構成ブロック図の一例が図８に記載されている。この図に示すように、従来の暖機運転計画装置１０は、暖機運転制御部１２と、Ｉ／Ｏ部１４と、タイマ１６と、暖機運転プログラムメモリ１８と、暖機運転スケジュールメモリ２０と、時間判定制御部２２と、機構駆動制御部２４と、機構部２６と、を備えている。これら各部は、機構部２６を除き、バス２８を介して相互に接続される。
従来の暖機運転計画装置１０は、コンピュータで構成してよく、その各構成、各機能はプログラムと、そのプログラムを実行するＣＰＵと、コンピュータを構成する各ハードウェアと、から実現される。

暖機運転制御部１２は、暖機運転の制御を行う手段であり、Ｉ／Ｏ部１４は外部とのインターフェースを司る手段である。タイマ１６は時間を計測し、暖機運転制御部１２は、タイマ１６を参照することによって、所定の時刻で、暖機運転を開始・終了させることができる。暖機運転プログラムメモリ１８は、１個以上の暖機運転プログラムを格納しており、暖機運転スケジュールメモリ２０は、暖機運転のスケジュールが格納されている。時間判定制御部２２は、タイマ１６と、暖機運転スケジュールメモリ２０内の暖機運転スケジュールとを比較し、暖機運転を開始・終了の時間か否かを判定する。

時間判定制御部２２が、タイマ１６を参照して所定の暖機運転スケジュールの開始（又は終了）の時間であると判断すると、その内容のメッセージを暖機運転制御部１２に伝える。暖機運転制御部１２は、かかるメッセージ（例えば、開始のメッセージ）を受信すると、その暖機運転スケジュールに基づき所定の暖機運転プログラムを暖機運転プログラムメモリ１８から読みだして実行する。この実行の結果、暖機運転制御部１２は、機構駆動制御部２４を制御して、機構部２６を駆動し、暖機運転を開始する。ここでは、暖機運転の開始処理を説明したが、暖機運転の終了処理も同様に実行される。
図８に示す暖機運転計画装置１０は、従来から知られており、所定のスケジュールに基づいて、工作機械に対して所定の暖機運転を実行する。

＜先行特許文献＞
下記特許文献１には、工作機械の主電源を投入する装置、工作機械の主電源を切断する装置、選択可能な基準に従って工作機械の運転機能のスイッチオフ時間を決定する装置からなる工作機械の運転機能制御装置が開示されている。
また、下記特許文献２には、機種計画情報、出図情報、素材入荷情報、外作入荷情報、部品入荷情報を含む外部情報に基づき、長期（加工開始の数か月前から数週間前まで）と短期（加工開始直前から数週間前まで）に分けて加工スケジュールを立案する手法が開示されている。

また、下記特許文献３には、メモリにセットされた暖機運転スケジュールと、内蔵されたタイマの値を比較して一致した場合に所定の信号を出力し、この信号に基づいて、所定の暖機運転プログラムを読みだして実行する技術が開示されている。
また、下記特許文献４には、工作機械の雰囲気温度を取得し、雰囲気温度に適した暖機運転指令をする技術が開示されている。この結果、雰囲気温度に最適な暖機運転を行うことが記載されている。また、雰囲気温度のほか、雰囲気湿度についても言及されている。
また、下記特許文献５には、工作機械の暖機運転動作に従ってモータを駆動し、工作機械の熱変位状態を算出し、目標熱変位状態と比較して一致したときに、暖機運転動作の終了に従ってモータを停止する工作機械の制御装置が開示されている。これによって、暖機運転を短縮できると記載されている。

特開２０１１−１５６６５７号公報 特開２００２−９１５３８号公報 特開昭６１−６５７５３号公報 特開２０１５−２２３６３５号公報 特開２０１６−１３６０５号公報

このように、従来、入力した暖機運転の計画に従って、工作機械の暖機運転を実施するシステムが存在する（特許文献３、特許文献４等）。しかし、そのようなシステムにおいては、暖機運転計画の立案及びその計画自体の入力を作業者が自ら行う必要がある。
また、暖機運転の効果は、工作機械の置かれる外部環境にも依存する。例えば、季節（温度、湿度）や、工作機械の前日の稼働状況等に応じて、その工作機械の最適な暖機運転稼働時間は変動するため、上で説明した従来のシステムでは、暖機運転の精度を一定に保つことは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、工作機械の暖機運転によるダウンタイムを削減し、生産効率を向上させることを目的とする。また、工作機械の過剰な暖機運転を抑制し、電力消費の減少を図ることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、工作機械を保有する工場のそれぞれのエッジ（ｅｄｇｅ：個別の作業を実行するための工作機械、ＮＣＵ、駆動装置等からなる、工作ユニットをいう）に最適な暖機運転プログラムを選択し、暖機運転開始時間及び暖機運転稼働時間を決定する。
具体的に言えば、本発明は、下記のような特徴を備えている。
・工場の生産計画から、暖機運転プログラムの選択と暖機運転時間の算出を行い、各エッジの暖機運転計画を立てる。
・各エッジの過去の稼働状況や、ワークの加工精度の測定結果等を、データベースに保存する。
・工場やエッジ周辺の温度や湿度などの環境情報を取り込み、取り込んだ環境情報に基づき、より正確に暖機運転時間を算出してもよい。
このような特徴の下、本発明は下記のような構成を採用する。

（１）本発明に係る暖機運転計画装置（例えば後述の「暖機運転計画装置１００」）は、加工対象であるワークの加工を行う工作機械の暖機運転を計画する暖機運転計画装置であって、少なくとも一つの暖機運転プログラムと、ワーク情報と、前記暖機運転プログラムの予め設定された暖機運転時間と、が関連付けられて記録されている暖機運転プログラムメモリ（例えば後述の「暖機運転プログラムメモリ２０８」）と、前記工作機械におけるワークの加工計画を入力する加工計画入力部（例えば後述の「加工計画入力部２０２」）と、前記加工計画に基づいて、前記暖機運転プログラムメモリに記録された前記暖機運転プログラムを選択する暖機運転プログラム選択部（例えば後述の「暖機運転プログラム選択部２１０」）と、前記暖機運転プログラム選択部により選択された前記暖機運転プログラムに基づいて、暖機運転時間を算出する暖機運転時間決定部（例えば後述の「暖機運転時間決定部２２２」）と、入力された前加工計画及び前記暖機運転時間決定部により決定された暖機運転時間に基づいて、暖機運転の開始時刻および終了時刻を算出し、前記工作機械の暖機運転計画を作成する暖機運転計画部（例えば後述の「暖機運転計画部２１２」）と、前記暖機運転計画を保存する暖機運転スケジュールメモリ（例えば後述の「暖機運転スケジュールメモリ２０４」）とを備える。

（２） （１）に記載の暖機運転計画装置であって、前記工作機械の過去の稼働状況を記録する稼働状況記録メモリ（例えば後述の「稼働状況記録メモリ２１８」）を備え、前記暖機運転時間決定部は、前記稼働状況記録メモリに記録されている、前記工作機械の直近の稼働状況に基づいて、前記暖機運転時間を算出するようにしてもよい。

（３） （１）又は（２）のいずれかに記載の暖機運転計画装置であって、前記工作機械の外部環境状態を取得する外部環境測定部（例えば後述の「外部環境測定部２１６」）と、前記外部環境測定部が取得した前記外部環境状態を記録する外部環境記録メモリ（例えば後述の「外部環境記録メモリ２１６ｂ」）と、を備え、前記暖機運転時間決定部は、前記外部環境記録メモリが記録する前記工作機械の前記外部環境状態に基づいて、前記暖機運転時間を算出するようにしてもよい。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載の暖機運転計画装置であって、前記ワークの加工精度を測定し、その測定結果を保存する加工精度測定部（例えば後述の「加工精度測定部２２０」）と、前記加工精度測定部により測定された前記ワークの前記測定結果に基づいて、前記暖機運転プログラムメモリに記録された前記暖機運転プログラムに関連付けられた前記暖機運転プログラムの暖機運転時間を補正する暖機運転時間補正部（例えば後述の「暖機運転時間補正部２２３」）と、を備えるようにしてもよい。

（５） （１）から（４）のいずれかに記載の暖機運転計画装置であって、前記暖機運転スケジュールメモリに記憶された前記暖機運転計画に従って、前記工作機械の暖機運転を実行する暖機運転実行部（例えば後述の「暖機運転実行部２２４」）を備えるようにしてもよい。

（６）本発明に係る暖機運転計画方法（例えば後述の「暖機運転計画方法」）は、ワークの加工を行う工作機械の暖機運転を、コンピュータにより計画する暖機運転計画方法であって、前記コンピュータが、少なくとも一つの暖機運転プログラムと、ワーク情報と、前記暖機運転プログラムの予め設定された暖機運転時間と、を関連付けて記録する暖機運転プログラム記録ステップ（例えば後述の「暖機運転プログラム記録ステップ」）と、前記工作機械におけるワークの加工計画を入力する加工計画入力ステップ（例えば後述の「加工計画入力ステップ」）と、前記加工計画入力ステップにおいて入力された前記加工計画に基づいて、前記暖機運転プログラム記録ステップにおいて記録された前記暖機運転プログラムを選択する暖機運転プログラム選択ステップと、前記暖機運転プログラム選択ステップにおいて選択された前記暖機運転プログラムに基づいて、暖機運転時間を算出する暖機運転時間決定ステップ（例えば後述の「暖機運転時間決定ステップ」）と、前記加工計画入力ステップにおいて入力された前記加工計画及び前記暖機運転時間決定ステップにおいて算出された暖機運転時間に基づいて、暖機運転の開始時刻および終了時刻を算出し、前記工作機械の暖機運転計画を作成する暖機運転計画ステップ（例えば後述の「暖機運転計画ステップ」）と、を備える。

本発明によれば、工作機械の暖機運転によるダウンタイムを削減し、生産効率を向上させることができる。また、工作機械の過剰な暖機運転を抑制し、電力消費の減少を図ることができる。

本発明の実施形態のシステム例を示すシステム構成図である。 本発明の実施形態の暖機運転計画装置の構成ブロック図を示す図である。 本発明の実施例１の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例３の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例４の動作を示すフローチャートである。 従来の暖機運転計画装置の構成ブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
＜システム構成＞
図１には本実施形態に係る暖機運転計画装置を適用したシステムの処理フローの概略を表すシステム構成図が示されている。図１に示すように、暖機運転計画装置１００は、エッジ１、エッジ２、エッジ３の稼働状況を監視しており、過去の稼働状況１０２を記憶している。また、加工の結果として、各ワークの精度計測結果１０４を取り込み、加工ワーク精度測定結果１０６を記憶している。過去の稼働状況１０２と、加工ワーク精度測定結果１０６とは、生産計画部１０８に提供され、生産計画部１０８はこれらの情報に基づき、生産計画１１０を作成する。図１に模式的に示されているように、例えば、エッジ１にワークＡの加工を行わせ、エッジ２にワークＢの加工を行わせ、エッジ３にワークＣの加工を行わせるような生産計画１１０が作成される。

暖機運転計画装置１００は、１個以上の暖機運転プログラム１１２を記憶している。そして、暖機運転計画装置１００は、上記作成された生産計画１１０を参照して、その加工対象であるワークに基づき、対応する暖機運転プログラム１１２ｂを選択する。一方、暖機運転計画装置１００は、過去の稼働状況等から、暖機運転時間１１４を算出する。
暖機運転計画装置１００は、上記生産計画１１０に、暖機運転プログラム１１２を加え、さらに、暖機運転時間を加えて暖機運転計画１１６を求める。そして、求めた暖機運転計画１１８をエッジ１、エッジ２、エッジ３に供給して暖機運転を含む生産計画の作業を実行させる。なお、この各エッジ１、エッジ２、エッジ３の稼働状況は、再び、過去の稼働状況１０２として記憶され、加工したワークの精度は、加工ワーク精度測定結果１０６に記憶されていき、以降、同様の処理が繰り返される。図１では、暖機運転計画装置１００をその処理フロー面から説明したが、具体的な構成は次節以降で説明する。

＜構成＞
本実施形態に係る暖機運転計画装置１００の構成ブロック図が図２に示されている。
図２に示すように、暖機運転計画装置１００は、加工計画入力部２０２と、暖機運転スケジュールメモリ２０４と、暖機運転プログラムメモリ２０８と、暖機運転プログラム選択部２１０と、暖機運転計画部２１２と、暖機運転時間決定部２２２と、機構部２２６と、を備えている。これらの構成は、暖機運転計画装置１００に必須の構成（必須要素）であり、図２においては実線で示されている。
ただし、暖機運転計画装置１００は、図２において破線で示されている、暖機運転計画出力部２００と、運転計画入力部２０６と、外部環境測定部２１６と、稼働状況記録メモリ２１８と、加工精度測定部２２０と、暖機運転時間補正部２２３と、暖機運転実行部２２４と、を備えていてもよい。図２において破線で示されているこれらの構成は、任意の構成（付加的要素）である。
また、本実施形態において特徴的な（従来にない新規な）構成は、暖機運転計画出力部２００と、運転計画入力部２０６と、暖機運転プログラム選択部２１０と、暖機運転計画部２１２と、外部環境測定部２１６と、稼働状況記録メモリ２１８と、暖機運転時間決定部２２２と、暖機運転時間補正部２２３と、暖機運転実行部２２４と、である。

暖機運転計画装置１００には、バス２２８が設けられており、暖機運転計画出力部２００と、加工計画入力部２０２と、暖機運転スケジュールメモリ２０４と、運転計画入力部２０６と、暖機運転プログラム選択部２１０と、暖機運転計画部２１２と、暖機運転時間決定部２２２と、暖機運転実行部２２４と、は当該バス２２８を介して相互に接続されている。

暖機運転計画出力部２００は、本暖機運転計画装置１００が作成した暖機運転計画を外部に出力する手段であり、コンピュータの各種インターフェースで実現してもよい。

加工計画入力部２０２は、所定の期間のワークの加工計画を入力する手段であり、外部で立てられた加工計画を入力する。加工計画には、工作機械ごとに当該工作機械により加工されるワークに関する情報が含まれる。加工計画入力部２０２は、コンピュータの各種インターフェースで実現することができる。

暖機運転スケジュールメモリ２０４は、暖機運転計画部２１２により作成される暖機運転計画を保存する記憶手段である。半導体記憶手段等、種々の記憶手段を利用してよい。

運転計画入力部２０６は、外部から入力される運転計画を取り込む運転計画入力手段である。外部から運転計画を取り込むための各種コンピュータインターフェース等を利用して実現してよい。

暖機運転プログラムメモリ２０８は、少なくとも一つの暖機運転プログラムを保存する記憶手段であり、半導体記憶手段等、種々の記憶手段を利用してよい。また、暖機運転プログラムメモリ２０８は、暖機運転プログラムと、当該暖機運転プログラムに対応付けられるワークの情報と、当該暖機運転プログラムのサイクルタイム（暖機運転プログラムに対して予め設定された暖機運転時間のデフォルト値）と、を関連付けて保存するように構成される。なお、特定の工作機械のサイクルタイムがデフォルト値に比較して有意差がある場合には、当該サイクルタイムを当該工作機械に対応付けて設定するようにしてもよい。
また、サイクルタイムは任意に設定できるが、例えば暖機運転時間の最大値を採用してもよい。

暖機運転プログラム選択部２１０は、工作機械の状況に応じた暖機運転プログラムを選択する手段である。

より具体的には、暖機運転プログラム選択部２１０は、加工計画に含まれる当該工作機械により加工されるワークに関する情報に基づき、加工するワークに対応する暖機運転プログラムを暖機運転プログラムメモリ２０８から選択する。また、暖機運転プログラム選択部２１０は、運転計画入力部２０６において入力された運転計画に基づいて暖機運転プログラムを選択してもよい。

暖機運転計画部２１２は、暖機運転の開始時刻および終了時刻を算出する手段である。暖機運転計画部２１２は、加工計画入力部２０２が入力した加工計画に基づき、暖機運転をいつ開始し、いつ終了するかを決定する。また、暖機運転計画部２１２は、上記加工計画に加えて、暖機運転プログラム選択部２１０が選択した暖機運転プログラムに基づき、暖機運転の開始時刻・終了時刻を決定してもよい。また、暖機運転計画部２１２は、このように開始時刻と終了時刻を決定した暖機運転計画を、暖機運転スケジュールメモリ２０４に記憶させる。

外部環境測定部２１６は、外部環境状態情報を取得する手段である。外部環境状態情報を取得する方法は様々な手法で取得してよく、工作機械に備えられている各種センサを用いて工作機械の周囲の温度、湿度を取得してもよい。その他各種のセンサや計測手段で外部環境状態情報を取得してもよい。また、取得した外部環境状態情報を外部環境記録メモリ２１６ｂに記録してもよい。
稼働状況記録メモリ２１８は、工作機械ごとにこれまでの稼働状況を保存する手段であり、半導体記憶手段や、磁気記録手段等、種々の記憶装置を利用してよい。
加工精度測定部２２０は、工作機械ごとに当該工作機械が加工したワークの加工精度を当該工作機械の加工運転開始時に加工したワークと当該工作機械の加工運転終了時に加工したワークのそれぞれの加工精度を測定し、測定結果を例えば稼働状況記録メモリ２１８に保存する。
より具体的には、加工精度測定部２２０は、加工運転開始時に加工したワークの加工位置と加工運転終了時に加工したワークの加工位置とのズレ量とその方向を算出し、算出結果を例えば稼働状況記録メモリ２１８に保存する。
なお、前述したように、外部環境測定部２１６（外部環境記録メモリ２１６ｂ）、稼働状況記録メモリ２１８、及び加工精度測定部２２０は、暖機運転時間決定パラメータ部２１４を構成する。暖機運転時間決定パラメータ部２１４は、機構部２２６から、工作機械の各種情報を得て、それぞれの情報を取得してもよい。

暖機運転時間決定部２２２は、暖機運転時間を決定する手段である。暖機運転時間決定部２２２は、基本的には加工するワークに基づき暖機運転時間を算出するが、その他種々の情報に基づき暖機運転時間を算出してもよい。
具体的には、暖機運転時間決定部２２２は、加工するワークの情報や、上述した暖機運転時間決定パラメータ部２１４に含まれる種々の情報に基づいて暖機運転時間を算出してもよい。

例えば、暖機運転時間決定部２２２は、暖機運転プログラムメモリ２０８に当該暖機運転プログラムと関連付けて記録されているサイクルタイム（暖機運転プログラムに対して予め設定された暖機運転時間のデフォルト値）を参照して、サイクルタイムを採用してもよい。

また、暖機運転時間決定部２２２は、例えば、前回の（直近の）当該工作機械の稼働時間が長く、また電源切断時間が短いほど、暖機運転時間を（デフォルト値から）短縮するように算出してもよい。どの程度の稼働時間の場合又はどの程度の電源切断時間の場合に、どの程度の短縮時間（短縮率でもよい）とするかは、予め対応テーブルに設定しておいてもよい。またこのような対応テーブルは工作機械の操作者等の経験に基づいて作成しておいてもよい。また、前回（直近の）の工作機械の稼働時間や電源切断時間から、短縮時間（短縮率でもよい）を算出するような対応関数をあらかじめ設定しておいてもよい。また、前回の稼働状況として、工作機械稼働時間と電源切断時間とを挙げたが、いずれか一方だけを考慮してもよく、また他の種類の稼働情報を考慮するようにしてもよい。
前回（直近の）の稼働状況だけでなく、直近以外の過去の稼働状況を考慮して暖機運転の運転時間を算出してもよい。
なお、サイクルタイムを前述のとおり、例えば暖機運転時間の最大値を設定した場合には、前回の（直近の）当該工作機械の稼働時間が短く、また電源切断時間が長い場合には、サイクルタイムをそのまま利用することとなる。

また、暖機運転時間決定部２２２は、外部環境測定部２１６が測定した外部環境状態又は外部環境測定部２１６が外部環境状態を外部環境記録メモリ２１６ｂから取得した外部環境状態に基づいて暖機運転時間を決定してもよい。
より具体的には、暖機運転時間決定部２２２は、工作機械の周辺の外気温や、クーラント温度等の外部環境状態に基づいて、暖機運転プログラムの運転時間を算出する。外部環境状態情報としては、気温や湿度、気圧等さまざまな環境情報を含んでよく、また、上記クーラント温度の他、オイル温度、モータ温度等種々の情報を含めてもよい。
暖機運転時間決定部２２２は、暖機運転プログラムメモリ２０８に当該暖機運転プログラムと関連付けて記録されているサイクルタイムを参照して算出する。例えば、外気温やクーラント温度が高ければ、暖機運転時間をサイクルタイムから短縮するように算出してもよい。どの程度の外気温の場合又はどの程度のクーラント温度の場合に、どの程度の短縮時間（短縮率でもよい）とするかは、予め対応テーブルに設定しておいてもよい。またこのような対応テーブルは工作機械の操作者等の経験に基づいて作成しておいてもよい。また、外気温やクーラント温度等から、短縮時間（短縮率でもよい）を算出するような対応関数をあらかじめ設定しておいてもよい。
また、外気温やクーラント温度が所定の値よりも低い場合には、暖機運転時間をサイクルタイムよりも長くするようにしてもよい。

暖機運転時間補正部２２３は、加工精度測定部２２０により工作機械ごとに測定された、当該工作機械の加工運転開始時に加工したワークと当該工作機械の加工運転終了時に加工したワークのそれぞれの加工精度の測定結果に基づいて、暖機運転プログラムメモリ２０８に記録された暖機運転プログラムに関連付けられた当該暖機運転プログラムのサイクルタイムを補正する。
暖機運転時間補正部２２３は、稼働状況記録メモリ２１８に保存されている、加工運転開始時に加工したワークの加工位置と加工運転終了時に加工したワークの加工位置とのズレ量とその方向に基づいて、当該工作機械ごとに当該暖機運転プログラムに対応付けられたサイクルタイム（暖機運転プログラムに対して予め設定された暖機運転時間のデフォルト値）を補正する。この場合、少なくとも補正後のサイクルタイムは当該工作機械に対応付けて記録する。その際、暖気運転時間決定部２２２は、補正後のサイクルタイムを採用するようにしてもよい。
より具体的には、暖機運転時間補正部２２３は、加工運転開始時に加工したワークの加工位置と加工運転終了時に加工したワークの加工位置とのズレが、工作機械が膨張する方向に発生している場合、暖機運転時間が不足していると判断し、工作機械ごとに当該暖機運転プログラムに対応付けられたサイクルタイムを長く設定する。
逆に、暖機運転時間補正部２２３は、加工運転開始時に加工したワークの加工位置と加工運転終了時に加工したワークの加工位置とのズレが、工作機械が収縮する方向に発生している場合、暖機運転時間が過剰であると判断し、工作機械ごとに当該暖機運転プログラムに対応付けられたサイクルタイムを短く設定する。
また、暖機運転時間補正部２２３は、ズレ量の大小に応じて、サイクルタイムの補正量を算出する。
これにより、デフォルト値と比較して有意差のある暖機運転時間を設定する工作機械をきめ細かく管理することが可能となる。

暖機運転実行部２２４は、暖機運転計画部２１２により作成された暖機運転計画に基づいて、工作機械を制御して暖機運転を実行させる。具体的には、暖機運転実行部２２４は、暖機運転スケジュールメモリ２０４に記憶された暖機運転計画に従って、暖機運転を開始する。

機構部２２６は、工作機械の稼働状況や、工作機械の環境（各種温度）等を取得し、それらを暖機運転時間決定パラメータ部２１４に送出する。これによって、暖機運転時間決定パラメータ部２１４において種々の情報を取得し、記憶することができる。

＜実施例１（暖機運転時間算出その１）＞
以下、本実施例１に係る暖機運転計画装置１００の標準的な動作を、フローチャートに基づき説明する。図３には、実施例１に係る暖機運転計画装置１００の動作を表すフローチャートが示されている。
まず、ステップＳ３−１において、まず、暖機運転計画装置１００は、利用する暖機運転プログラムを、暖機運転プログラムメモリ２０８に保存する。保存する暖機運転プログラムは、少なくとも１個以上であれば、何個でもよい。
ステップＳ３−２において、加工計画入力部２０２は、加工計画を入力する。
ステップＳ３−３において、暖機運転プログラム選択部２１０は、入力された加工計画に含まれるワーク情報を得る。
ステップＳ３−４において、暖機運転プログラム選択部２１０は、ステップＳ３−３で得たワーク情報に基づき、エッジ（工作機械）毎の暖機運転プログラムを選択する。
ステップＳ３−５において、暖機運転計画部２１２は、入力された加工計画および選択された暖機運転プログラムを基に、暖機運転開始時間および暖機運転終了時間を算出し、暖機運転計画を立案する。ステップＳ３−５におけるこの動作は、詳細には下記のようになる。

（１）上記ステップＳ３−４において選択した暖機運転プログラムを基に、サイクルタイム（暖機運転時間）を参照する。暖機運転プログラムのサイクルタイム（暖機運転時間）は、前述のとおり、デフォルト値が設定されていてよい。
（２）次に、入力された加工計画に含まれる各エッジの加工運転開始時刻に基づいて、各エッジの暖機運転終了時刻を決定する。
（３）そして、決定した暖機運転の終了時刻および暖機運転プログラムの暖機運転時間から、暖機運転開始時刻を算出する。
暖機運転計画部２１２は、このようにして立案した暖機運転計画（暖機運転スケジュール）を暖機運転スケジュールメモリ２０４へ保存する。
以上のようにして、暖機運転計画が作成され、その後、暖機運転実行部２２４が、暖機運転を工作機械に実行させる。

＜実施例２（暖機運転時間算出その２）＞
以下、本実施例２に係る暖機運転計画装置１００の暖機運転時間の算出動作の一例を、フローチャートに基づき説明する。図５には、実施例２に係る暖機運転計画装置１００の動作を表すフローチャートが示されている。本実施例２は、過去の稼働状況から暖機運転プログラムの運転時間を決定する場合の動作の一例を示す。
ステップＳ５−１において、暖機運転計画装置１００は、利用する前記暖機運転プログラムを暖機運転プログラムメモリ２０８に保存する。
ステップＳ５−２において、暖機運転計画装置１００は、各エッジにおける過去の稼働状況（例えば、前回の可動時間、前回の電源切断時間等）を、各エッジから受信する。例えば、暖機運転計画装置１００は、機構部２２６からエッジ毎の（過去の）稼働状況を受信し、稼働状況記録メモリ２１８に記録してもよい。また、過去の稼働状況には、前回の（直近の）稼働状況を含めてもよい。また、直近よりも過去の稼働状況を含めてもよい。
ステップＳ５−３において、加工計画入力部２０２は、加工計画を入力する。
ステップＳ５−４において、暖機運転プログラム選択部２１０は、入力された加工計画に記載されたワーク情報を得る。
ステップＳ５−５において、暖機運転プログラム選択部２１０は、ステップＳ４−３で得たワーク情報に基づき、エッジ毎の暖機運転プログラムを選択する。
ステップＳ５−６において、暖機運転計画部２１２は、入力された加工計画および選択された暖機運転プログラムを基に、暖機運転開始時刻および暖機運転終了時刻を算出し、暖機運転計画を立案する。ステップＳ５−６におけるこの動作は、詳細には下記のようになる。

（１）前回の（直近の）稼働状況を考慮して、ステップＳ５−５において選択した暖機運転プログラムの運転時間を基に、暖機運転時間を算出する。この算出は、暖機運転時間決定部２２２が実行してもよい。前述したように、例えば、前回の（直近の）稼働時間が長く、また電源切断時間が長いほど、暖機運転時間を（サイクルタイムから）短縮してよい。
（２）次に、入力された加工計画を基に、暖機運転の終了時間を決定する
（３）そして、決定した暖機運転の終了時刻および暖機運転プログラムの暖機運転時間から、暖機運転開始時刻を算出する。
暖機運転計画部２１２は、このようにして立案した暖機運転計画（暖機運転スケジュール）を暖機運転スケジュールメモリ２０４へ保存する。
以上のようにして、暖機運転計画が作成され、その後、暖機運転実行部２２４が、暖機運転を工作機械に実行させる。

＜実施例３（暖機運転時間算出その３）＞
以下、本実施例３に係る暖機運転計画装置１００の暖機運転時間の算出動作の一例を、フローチャートに基づき説明する。図６には、実施例３に係る暖機運転計画装置１００の動作を表すフローチャートが示されている。本実施例３は、外部環境を使用して暖機運転プログラムの運転時間を決定する場合の動作の一例を示す。
ステップＳ６−１において、暖機運転計画装置１００は、利用する前記暖機運転プログラムを暖機運転プログラムメモリ２０８に保存する。
ステップＳ６−２において、暖機運転時間決定部２２２は、前述したように外気温や、クーラント温度等の外部環境状態情報に基づいて、暖機運転プログラムの運転時間を算出する。
ステップＳ６−３において、加工計画入力部２０２は、加工計画を入力する。
ステップＳ６−４において、暖機運転プログラム選択部２１０は、入力した加工計画に記載されたワーク情報その他の情報を得る。
ステップＳ６−５において、暖機運転プログラム選択部２１０は、ステップＳ４−３で得たワーク情報その他の情報に基づき、エッジ毎の暖機運転プログラムを選択する。
ステップＳ６−６において、暖機運転計画部２１２は、入力された加工計画および選択された暖機運転プログラムを基に、暖機運転開始時間および暖機運転終了時間を算出し、暖機運転計画を立案する。ステップＳ６−６におけるこの動作は、詳細には下記のようになる。

（１）外部環境に基づき、ステップＳ６−５において選択した暖機運転プログラムの暖機運転時間を算出（設定）する。例えば、外気温やクーラント温度が所定の閾値より高い場合は、暖機運転時間を（サイクルタイムから）短縮してよい。一方、外気温やクーラント温度が所定の閾値より低い場合は、暖機運転時間を（サイクルタイムから）長く設定してよい。
（２）次に、入力された加工計画を基に、暖機運転の終了時刻を決定する
（３）そして、決定した暖機運転の終了時刻および暖機運転プログラムの暖機運転時間から、暖機運転開始時刻を算出する。暖機運転計画部２１２は、このようにして立案した暖機運転計画（暖機運転スケジュール）を暖機運転スケジュールメモリ２０４へ保存する。
以上のようにして、暖機運転計画が作成され、その後、暖機運転実行部２２４が、暖機運転を工作機械に実行させる。

＜実施例４（暖機運転時間の補正）＞
以下、本実施例４に係る暖機運転計画装置１００の暖機運転時間の補正動作の例を説明する。
本実施形態に係る暖機運転計画装置１００は、加工運転開始時と加工運転終了時におけるワークの加工位置を比較し、その結果から暖機運転時間を補正する。暖機運転時間の補正動作のフローチャートが図７に示されている。
ステップＳ７−１において、エッジの加工運転開始時と加工運転終了時それぞれにおけるワークの加工位置を測定する。この測定・算出は、例えば加工精度測定部２２０が実行する。加工精度測定部２２０は、測定したワークの加工位置を内部の記憶手段に記憶してもよい。

ステップＳ７−２において、ステップＳ７−１において測定したエッジの加工運転開始時におけるワークの加工位置と、エッジの加工運転終了時におけるワークの加工位置と、から、加工位置のずれ量と方向とを算出する。この算出動作は、加工精度測定部２２０が実行する。
ステップＳ７−３において、エッジの加工運転開始時と加工運転終了時におけるワークの加工位置を比較し、加工運転終了時に機械が膨張する方向にズレが発生している場合は、ステップＳ７−４に移行する。一方、エッジの加工運転終了時に機械が膨張する方向にズレが発生していない場合（収縮する方向にずれが発生している場合）は、ステップＳ７−５に移行する。このステップＳ７−３におけるズレの膨張又は縮小の判断は、暖機運転時間決定部２２２が実行する。
ステップＳ７−４においては、機械が膨張する方向にずれているので、暖機運転が不足していると判断される。したがって、暖機運転時間がより長くなるように補正を行う。この補正作業は、暖機運転時間補正部２２３が実行してよい。この補正は、例えば、ワーク情報と暖機運転プログラム、サイクルプログラム（当該暖機運転プログラムの暖機運転時間）との対応テーブルの値を補正することによって実行される。すなわち、暖機運転直後に加工されたワークの熱変位量と業務終了直前に加工されたワークの熱変位量との偏差に基づいて、上記対応テーブルを補正するものである。より具体的には、少なくとも補正後のサイクルタイムを当該工作機械に対応付けて記録することが好ましい。
ステップＳ７−５においては、機械が膨張するのではなく縮小する方向にずれているので、過剰に暖機運転を行っていると判断される。したがって、暖機運転時間がより短くなるように補正を行う。この補正作業も、暖機運転時間補正部２２３が実行する。補正の具体的動作は、上記ステップＳ７−４と同様である。
なお、当該補正作業を暖気運転計画作成前に実施することで、暖気運転計画作成時に、暖気運転時間決定部２２２は、補正後のサイクルタイムを採用することができる。

＜実施例５（暖機運転プログラムメモリ）＞
これまで説明してきたように、暖機運転プログラムメモリ２０８は、少なくとも一つの暖機運転プログラムを保存する。この保存の際、暖機運転プログラムは、加工するワークに応じて、送り軸の動作範囲、送り軸の送り速度、主軸の回転数、主軸の回転時間、主軸の回転方向および各軸が動作するタイミングを変更して暖機運転プログラムメモリ２０８へ保存してもよい。
暖機運転プログラムメモリ２０８には、暖機運転プログラムを、使用するワークと関連付けて保存してもよい。

＜実施例６（暖機運転プログラム選択部）＞
これまで説明してきたように、暖機運転プログラム選択部２１０は、暖機運転プログラムを選択する。
（ａ）例えば、暖機運転プログラム選択部２１０は、生産計画内のワーク情報と、ワークと関連付けて保存する暖機運転プログラムから選択してよい。この場合、生産計画は、加工計画と呼ばれてもよく、加工計画入力部２０２が入力してよい。この場合、ワークに依存せずに汎用的に使用できる暖機運転プログラムを、汎用の暖機運転プログラムとして暖機運転プログラムメモリ２０８に保存することができる。
また、生産計画（加工計画）から加工するワークの種類を取得し、取得したワークと関連付けられた暖機運転プログラムを選択することもできる。
但し、暖機運転プログラムメモリ２０８内に、生産計画（加工計画）から取得したワークに関連付けられた暖機運転プログラムが存在しない場合、この汎用の暖機運転プログラムを選択することもできる。

（ｂ）例えば、暖機運転プログラム選択部２１０は、生産計画で、暖機運転プログラムを指定してよい。そのような場合、生産計画は、特に運転計画と呼ばれてよく、運転計画入力部２０６が入力してよい。この場合、生産計画（運転計画）に基づき、使用する暖機運転プログラムを読み込んで（選択して）よい。また、指定された暖機運転プログラムが存在する場合は、そのプログラムを選択することができる。一方、指定された暖機運転プログラムが存在しない場合は、汎用の暖機運転プログラムを選択してよい。

＜効果＞
これまで説明してきたように、本実施形態によれば、暖機運転によるダウンタイムを削減し、生産をより効率化することができる。また、過剰な暖機運転を抑制し、消費電力の低減を図ることができる。

＜変形例＞
上述した実施例１、２、３では、暖機運転プログラムの運転時間を種々の手法で決定する動作について説明したが、実施例１、２、３の処理を適宜組み合わせて実行してもよい。また、上記実施例４における暖機運転時間の補正を適宜行えば、より実態に合致した暖機運転プログラムの運転時間を設定することができる。

上記の暖機運転計画装置１００に含まれる各構成部は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の暖機運転計画装置１００に含まれる各構成部のそれぞれの協働により行われる暖機運転計画方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。

１０、１００ 暖機運転計画装置
１２ 暖機運転制御部
１４ Ｉ／Ｏ部
１６ タイマ
１８ 暖機運転プログラムメモリ
２０ 暖機運転スケジュールメモリ
２２ 時間判定制御部
２４ 機構駆動制御部
２６ 機構部
２８、２２８ バス
１０２ 過去の稼働状況
１０４ 精度計測結果
１０６ 加工ワーク精度測定結果
１０８ 生産計画部
１１０ 生産計画
１１２、１１２ｂ 暖機運転プログラム
１１４ 暖機運転時間
１１６ 暖機運転計画
２００ 暖機運転計画出力部
２０２ 加工計画入力部
２０４ 暖機運転スケジュールメモリ
２０６ 運転計画入力部
２０８ 運転計画プログラムメモリ
２１０ 暖機運転プログラム選択部
２１２ 暖機運転計画部
２１４ 暖機運転時間決定パラメータ部
２１６ 外部環境測定部
２１６ｂ 外部環境記録メモリ
２１８ 稼働状況記録メモリ
２２０ 加工精度測定部
２２２ 暖機運転時間決定部
２２３ 暖機運転時間補正部
２２４ 暖機運転実行部
２２６ 機構部
２２８ バス

Claims (6)

1. 加工対象であるワークの加工を行う工作機械の暖機運転を計画する暖機運転計画装置であって、
   少なくとも一つの暖機運転プログラムと、ワーク情報と、前記暖機運転プログラムの予め設定された暖機運転時間と、が関連付けられて記録されている暖機運転プログラムメモリと、
   前記工作機械におけるワークの加工計画を入力する加工計画入力部と、
   前記加工計画に基づいて、前記暖機運転プログラムメモリに記録された前記暖機運転プログラムを選択する暖機運転プログラム選択部と、
   前記暖機運転プログラム選択部により選択された前記暖機運転プログラムに基づいて、暖機運転時間を算出する暖機運転時間決定部と、
   入力された前記加工計画及び前記暖機運転時間決定部により決定された暖機運転時間に基づいて、暖機運転の開始時刻および終了時刻を算出し、前記工作機械の暖機運転計画を作成する暖機運転計画部と、
   前記暖機運転計画を保存する暖機運転スケジュールメモリと、
   を備える前記工作機械の暖機運転計画装置。
2. 前記工作機械の過去の稼働状況を記録する稼働状況記録メモリを備え、
   前記暖機運転時間決定部は、前記稼働状況記録メモリに記録されている、前記工作機械の直近の稼働状況に基づいて、前記暖機運転時間を算出する請求項１に記載の暖機運転計画装置。
3. 前記工作機械の外部環境状態を取得する外部環境測定部と、
   前記外部環境測定部が取得した前記外部環境状態を記録する外部環境記録メモリと、
   を備え、
   前記暖機運転時間決定部は、前記外部環境記録メモリが記録する前記工作機械の前記外部環境状態に基づいて、前記暖機運転時間を算出する請求項１又は請求項２に記載の暖機運転計画装置。
4. 前記ワークの加工精度を測定し、その測定結果を保存する加工精度測定部と、
   前記加工精度測定部により測定された前記ワークの前記測定結果に基づいて、前記暖機運転プログラムメモリに記録された前記暖機運転プログラムに関連付けられた前記暖機運転プログラムの暖機運転時間を補正する運転時間補正部と、を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の暖機運転計画装置。
5. 前記暖機運転スケジュールメモリに記憶された前記暖機運転計画に従って、前記工作機械の暖機運転を実行する暖機運転実行部を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の暖機運転計画装置。
6. ワークの加工を行う工作機械の暖機運転を、コンピュータにより計画する暖機運転計画方法であって、
   前記コンピュータが、
   少なくとも一つの暖機運転プログラムと、ワーク情報と、前記暖機運転プログラムの予め設定された暖機運転時間と、を関連付けて記録する暖機運転プログラム記録ステップと、
   前記工作機械におけるワークの加工計画を入力する加工計画入力ステップと、
   前記加工計画入力ステップにおいて入力された前記加工計画に基づいて、前記暖機運転プログラム記録ステップにおいて記録された前記暖機運転プログラムを選択する暖機運転プログラム選択ステップと、
   前記暖機運転プログラム選択ステップにおいて選択された前記暖機運転プログラムに基づいて、暖機運転時間を算出する暖機運転時間決定ステップと、
   前記加工計画入力ステップにおいて入力された前記加工計画及び前記暖機運転
   時間決定ステップにおいて算出された暖機運転時間に基づいて、暖機運転の開始時刻および終了時刻を算出し、前記工作機械の暖機運転計画を作成する暖機運転計画ステップと、
   を備える前記工作機械の暖機運転計画方法。

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