JP2019169067A - 数値制御装置、管理装置、消費電力管理システム、消費電力制御プログラム及び消費電力管理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態における工作機械管理システム1の全体構成を示す図である。
第1実施形態の工作機械管理システム(以下、「管理システム」ともいう)1は、n台の工作機械10(10a〜10n)、n台の数値制御装置20(20a〜20n)、工作機械管理装置(以下、「管理装置」ともいう)30及びネットワーク40(通信媒体)を備える。なお、符号の末尾に付したnは、自然数である。以下の説明において、工作機械10a〜10nを総称して「工作機械10」ともいう。また、数値制御装置20a〜20nを総称して「数値制御装置20」ともいう。
なお、図1に示す工作機械管理システム1の全体構成は、後述する第2〜第4実施形態に共通する。
数値制御装置20は、工作機械10を制御することにより、工作機械10に所定の機械加工を行わせる装置である。数値制御装置20には、工作機械10の動作を記述した加工プログラムが与えられる。数値制御装置20は、与えられた加工プログラムに基づいて、各軸に対する移動指令、主軸を駆動するモータへの回転指令等を含む動作指令を作成し、この動作指令を工作機械10に送信することにより、工作機械10のモータを制御する。これにより、工作機械10による所定の機械加工が実行される。
プログラム解析部21は、与えられた加工プログラムを解析して、プログラム実行情報を作成する。また、プログラム解析部21は、加工プログラムを先読みして、非切削ブロック(非加工ブロック)又は複数の連続する非切削ブロック群(以下、「非切削ブロック」ともいう)を検出する。また、プログラム解析部21は、非切削ブロックの実行時間を算出する。なお、本明細書等において、「ブロック」とは、プログラムを構成する各指令に基づく動作群をいう。
後述する消費エネルギー情報において、省電力モードへ移行した場合に発生する消費電力の低減分(低減消費エネルギー値W3)は、E1−E2で表される。
なお、図3Aにおいて、消費電力の基準となるW0のラインは、機器を通常運転モードで動作させた場合の消費電力を示しており、消費電力0(ゼロ)のレベルを示すものではない。
一方、プログラム解析部21は、第1消費エネルギー値E1≦第2消費エネルギー値E2となる場合には、機器を省電力モードへ移行しても消費電力を低減できないため、機器動作変動パターンの作成をキャンセルする。
(1)省電力モードへ移行する時刻(時刻t0)
(2)移行期間S1における消費電力の増加分Wm1
(3)移行期間S1の開始時刻t1
(4)移行期間S1の間隔T1
(5)移行期間S2における消費電力の増加分Wm2
(6)移行期間S2の開始時刻t2
(7)移行期間S2の間隔T2
(8)低減消費エネルギー値W3(絶対値)
上記各項目のうち、項目(3)、(4)、(6)及び(7)は、後述する「省電力モードへの移行期間に関する情報」となる。なお、消費エネルギー情報に含まれる情報は、適宜に選択可能であり、上記情報に限らず、他の情報が含まれてもよい。
なお、確定時刻t0は、例えば、タイマー制御プログラムにより管理される。タイマー制御プログラムは、プログラム解析部21が非切削プログラムを先読みして非切削ブロックを検出した際に起動され、タイマーによる計時をスタートさせる。
管理装置30は、各数値制御装置20の動作を制御する装置である。管理装置30は、図1に示すように、各数値制御装置20(20a〜20n)とネットワーク40を介して通信可能に接続されている。なお、管理装置30は、ネットワーク40を介して他の装置、例えば、データベース装置等と接続されていてもよい。
図4は、管理装置30の構成を示すブロック図である。図5Aは、機器を省電力モードへ移行させた場合に他の機器と移行期間が重複しない例を示すタイムチャート図である。図5Bは、機器を省電力モードへ移行させた場合に他の機器と移行期間が重複する例を示すタイムチャート図である。
操作入力部31は、管理システム1の管理者からの操作を受け付ける装置である。操作入力部31は、例えば、管理者による操作指示、動作指示の操作を受け付けると共に、各種の文字情報、数値データ等の入力を受け付ける。操作入力部31は、例えば、キーボード、マウス等により構成される。
表示部32は、各種のデータ、メッセージ、画像等を表示可能なディスプレイ装置である。表示部32は、例えば、液晶ディスプレイにより構成される。なお、上述した操作入力部31及び表示部32を、例えば、タッチパネルにより一体に構成してもよい。
制御部34は、数値制御装置20から送信された承認依頼を、記憶部33の所定の記憶領域に保存させる。制御部34は、承認待ち状態の数値制御装置20について、承認/否認を判定する処理を実行し、該当する数値制御装置20に承認又は否認の判定結果を通知する。
まず、数値制御装置20で実行される処理について説明する。図6は、第1実施形態の数値制御装置20で実行される消費電力制御処理を示すフローチャートである。図6に示す消費電力制御処理は、数値制御装置20において、消費電力制御プログラムに従って実行される(後述する第2〜第4実施形態においても同様)。
ステップS102において、プログラム解析部21は、第1消費エネルギー値E1(E1a+E1b)及び第2消費エネルギー値E2を算出する(図3A参照)。
ステップS105において、プログラム実行部22は、消費エネルギー情報を記述した承認依頼を作成し、通信部24を介して管理装置30に送信する。
ステップS109(ステップS107:NO)において、プログラム実行部22は、非切削ブロックの実行期間中における機器の省電力モードへの移行をキャンセルする。ステップS109において、機器の省電力モードへの移行をキャンセルした後、本フローチャートの処理は、終了する。
例えば、数値制御装置20aが承認依頼を管理装置30へ送信した後、承認の判定結果が通知された場合であっても、その後、他の数値制御装置20bが承認依頼を管理装置30へ送信したことにより、数値制御装置20bに承認の判定結果が通知され、数値制御装置20aに否認の判定結果が通知される場合がある。例えば、数値制御装置20bの低減消費エネルギー値W3(絶対値)が、数値制御装置20aの低減消費エネルギー値W3以上となる(省電力の貢献度が大きい)場合である。
ステップS202において、制御部34は、承認待ち状態のすべての数値制御装置20を対象として、前述した判定処理を実行する。この判定処理は、新たな承認依頼を受信するたびに、承認待ち状態のすべての数値制御装置20(新たに承認依頼を受信した数値制御装置20を含む)を対象として行われる。
第2実施形態の管理システム1は、管理装置130における消費電力管理処理が第1実施形態と相違する。第2実施形態の管理システム1において、その他の構成は、第1実施形態と同じである。そのため、第2実施形態では、管理装置130において実行される消費電力管理処理のフローチャートのみを図示し、管理システム1の全体の図示を省略する。また、第2実施形態の説明及び図面において、第1実施形態と同等の部材等には、第1実施形態と同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜に省略する。
第2実施形態の管理装置130は、承認待ち状態の数値制御装置20のうち、判定処理の終了が確定時刻t0を過ぎてしまうと予測される数値制御装置20に否認を送信する点が第1実施形態の管理装置30と相違する。第2実施形態の管理システム1において、数値制御装置20における消費電力制御処理の動作は、第1実施形態(図6)と同じである。
ステップS302において、制御部34は、すべての承認待ち状態の数値制御装置20を対象として、判定処理に要する予測時間を算出する。
ステップS305において、制御部34は、判定処理の結果に基づいて、許容値を超える消費電力の増加があるか否かを判定する。ステップS305において、制御部34により、許容値を超える消費電力の増加があると判定された場合、処理はステップS306へ移行する。一方、制御部34により、許容値を超える消費電力の増加がないと判定された場合、処理はステップS307へ移行する。
第3実施形態の管理システム1は、管理装置230における消費電力管理処理が第1実施形態と相違する。第3実施形態の管理システム1において、その他の構成は、第1実施形態と同じである。そのため、第3実施形態では、管理装置230において実行される消費電力管理処理のフローチャートのみを図示し、管理システム1の全体の図示を省略する。また、第3実施形態の説明及び図面において、第1実施形態と同等の部材等には、第1実施形態と同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜に省略する。
第3実施形態の管理装置230は、判定処理の終了が確定時刻t0を過ぎてしまった数値制御装置20に対して、既に通知した判定結果又は否認を最終決定と判断する点が第1実施形態と相違する。第3実施形態の管理システム1において、数値制御装置20における消費電力制御処理の動作は、第1実施形態(図6)と同じである。
ステップS402において、制御部34は、否認されていない、すべての承認待ち状態の数値制御装置20を対象として、判定処理を実行する。
なお、本実施形態において、数値制御装置20は、確定時刻t0までの間に管理装置30から承認/否認のいずれの判定結果も通知されない場合には、否認されたと判断する。
図9Bに示すステップS410において、制御部34は、承認待ち状態の数値制御装置20のうち、まだ否認の判定結果を通知していないすべての数値制御装置20に承認の判定結果を通知する。ステップS410において、承認の判定結果を通知した後、本フローチャートの処理は、終了する(ステップS401へ戻る)。
第4実施形態の管理システム1は、管理装置330における消費電力管理処理が第1実施形態と相違する。第4実施形態の管理システム1において、その他の構成は、第1実施形態と同じである。そのため、第4実施形態では、管理装置330において実行される消費電力管理処理のフローチャートのみを図示し、管理システム1の全体の図示を省略する。また、第4実施形態の説明及び図面において、第1実施形態と同等の部材等には、第1実施形態と同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜に省略する。
第4実施形態の管理装置330は、判定処理の途中で新たな承認依頼を受信した場合、その判定処理の進捗程度に応じて判定処理をやり直す点が第1実施形態と相違する。第4実施形態の管理システム1において、数値制御装置20における消費電力制御処理の動作は、第1実施形態(図6)と同じである。
ステップS502において、制御部34は、まだ否認していない、すべての承認待ち状態の数値制御装置20を対象として、判定処理を開始する。
第1実施形態では、管理装置30から承認又は否認の判定結果が複数回通知された場合に、最後に通知された承認又は否認の判定結果を、最終的な判定結果として採用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、承認の判定結果が2回通知されたら、以後の否認の判定結果を受け付けない(上書きしない)ようにしてもよい。
Claims (8)
- 通信媒体を介して管理装置と接続される数値制御装置であって、
加工プログラムを先読みして検出した非加工ブロックにおいて、機器を通常運転モードから省電力モードへ移行する際に要する消費エネルギー及び前記機器を前記省電力モードから前記通常運転モードへ移行する際に要する消費エネルギーの合計値である第1消費エネルギー値と、前記非加工ブロックの実行期間中に前記機器を前記省電力モードへ移行した場合に低減される消費エネルギーである第2消費エネルギー値とを算出し、
前記第1消費エネルギー値が前記第2消費エネルギー値未満の場合、前記機器を前記省電力モードへ移行させ、前記機器を前記省電力モードで動作させた後、前記機器を前記通常運転モードへ復帰させる機器動作変動パターンを作成するプログラム解析部と、
前記加工プログラムに従って、前記機器の動作を制御するプログラム実行部と、
前記機器動作変動パターンに従って、前記機器を前記省電力モードへ移行させ、前記機器を前記省電力モードで動作させた後、前記機器を前記通常運転モードへ復帰させる機器動作変動パターン実行部と、を備え、
前記プログラム実行部は、
前記第1消費エネルギー値が前記第2消費エネルギー値未満の場合、前記非加工ブロックの実行期間中に前記省電力モードへ移行した場合に予測される消費エネルギー情報を記述した承認依頼を前記管理装置に送信し、前記管理装置から承認された場合、前記機器動作変動パターン実行部を動作させる、
数値制御装置。 - 前記プログラム実行部は、前記管理装置から承認された場合、予め設定された時刻まで待機した後、前記機器動作変動パターン実行部を動作させる、請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記プログラム実行部で作成される前記承認依頼には、前記消費エネルギー情報として、前記省電力モードへ移行する時刻、前記省電力モードへ移行した場合に発生する消費エネルギーの低減分、前記省電力モードへ移行する際に発生する消費電力の増加分が含まれる、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通信媒体を介して接続される管理装置であって、
前記数値制御装置から送信される、非加工ブロックの実行期間中に機器を省電力モードへ移行した場合に予測される消費エネルギー情報を記述した承認依頼を参照して、前記数値制御装置が前記機器を通常運転モードから前記省電力モードへ移行させることを承認するか否かを判断し、承認する場合は、承認の判定結果を前記数値制御装置に通知する制御部を備える管理装置。 - 前記制御部は、複数の前記数値制御装置から受信した前記承認依頼を参照して、省電力モードへ移行することで節約できる消費エネルギーが最も少ない前記数値制御装置に否認の判定結果を通知する、請求項4に記載の管理装置。
- 複数の数値制御装置と管理装置とからなる省電力管理システムであって、
前記数値制御装置は、機器を通常運転モードから省電力モードへ移行させる際、非加工ブロックの実行期間中に前記省電力モードへ移行した場合に予測される消費エネルギー情報を記述した承認依頼を前記管理装置に送信し、
前記管理装置は、前記数値制御装置から受信した前記承認依頼に記述される前記消費エネルギー情報を参照して、前記数値制御装置が前記機器を前記通常運転モードから前記省電力モードへ移行させることを承認するか否かを判定し、承認する場合は、承認の判定結果を前記数値制御装置に通知し、
前記数値制御装置は、前記管理装置で承認された場合、前記機器を前記省電力モードへ移行させ、前記機器を前記省電力モードで動作させた後、前記機器を前記通常運転モードへ復帰させる機器動作変動パターンを実行する省電力管理システム。 - 通信媒体を介して管理装置と接続される数値制御装置が備えるコンピュータにおいて実行される消費電力制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
加工プログラムを先読みして検出した非加工ブロックにおいて、機器を通常運転モードから省電力モードへ移行する際に要する消費エネルギー及び前記機器を前記省電力モードから前記通常運転モードへ移行する際に要する消費エネルギーの合計値である第1消費エネルギー値と、前記非加工ブロックの実行期間中に前記機器を前記省電力モードへ移行した場合に低減される消費エネルギーである第2消費エネルギー値とを算出し、前記第1消費エネルギー値が前記第2消費エネルギー値未満の場合、前記機器を前記省電力モードへ移行させ、前記機器を前記省電力モードで動作させた後、前記機器を前記通常運転モードへ復帰させる機器動作変動パターンを作成するプログラム解析部と、
前記加工プログラムに従って、前記機器の動作を制御するプログラム実行部と、
前記機器動作変動パターンに従って、前記機器を前記省電力モードへ移行させ、前記機器を前記省電力モードで動作させた後、前記機器を前記通常運転モードへ復帰させる機器動作変動パターン実行部として機能させると共に、
前記プログラム実行部としての機能において、
前記第1消費エネルギー値が前記第2消費エネルギー値未満の場合、前記非加工ブロックの実行期間中に前記省電力モードへ移行した場合に予測される消費エネルギー情報を記述した承認依頼を前記管理装置に通知し、前記管理装置で承認された場合、前記機器動作変動パターン実行部を動作させる、
消費電力制御プログラム。 - 複数の数値制御装置と通信媒体を介して接続される管理装置が備えるコンピュータにおいて実行される消費電力管理プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記数値制御装置から送信される、非加工ブロックの実行期間中に機器を省電力モードへ移行した場合に予測される消費エネルギー情報を記述した承認依頼を参照して、前記数値制御装置が前記機器を通常運転モードから前記省電力モードへ移行させることを承認するか否かを判定し、承認する場合は、承認の判定結果を前記数値制御装置に通知する制御部として機能させる、
消費電力管理プログラム。
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