JP2020199558A - 工作機械およびシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】加工精度の向上と工作機械の冷却の両立を図ることが可能な工作機械およびシステムを提供する。【解決手段】工作機械は、その構成要素を駆動する駆動部および駆動部のアンプの少なくとも一方を冷却するためのファン５０等の第１冷却手段と、駆動部およびアンプの前記少なくとも一方を冷却するためのペルチェ素子６０等の第２冷却手段と、第１冷却手段および第２冷却手段を制御する冷却制御手段と、を備え、第２冷却手段によって生ずる振動が第１冷却手段によって生ずる振動よりも小さく、冷却制御手段が、駆動部およびアンプの前記少なくとも一方の冷却を、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却に切り替える。【選択図】図６

Description

本発明は、工作機械およびシステムに関するものである。
従来、主軸内に冷却液を循環させることによって主軸の冷却を行う工作機械が知られている。例えば、特許文献１を参照されたい。当該工作機械は、主軸の温度を検出する温度センサを備え、温度センサの検出値に基づき冷却液の循環状態を制御している。
特開２０１６−１６５７７０号公報
工作機械でワークに高品位加工を行う場合、冷却装置の振動がワークの加工品質に影響を与える場合がある。工作機械の駆動部の冷却のために、振動が発生しない冷却装置又は冷却手段を用いることも可能である。しかし、このような冷却装置又は冷却手段は冷却能力が低い場合が多く、高品位加工以外の加工時に冷却能力が不足する。また、化学反応を起こすことにより吸熱を行う冷却液は冷却能力も高いが、このような冷却を大量に使用すると製造コストが大幅に上がる。
上記事情に鑑み、加工精度の向上と工作機械の冷却の両立を図ることが可能な工作機械およびシステムが望まれる。
本開示の第１の態様は、工作機械であって、当該工作機械の構成要素を駆動する駆動部および当該駆動部のアンプの少なくとも一方を冷却するための第１冷却手段と、前記駆動部および前記アンプの前記少なくとも一方を冷却するための第２冷却手段と、前記第１冷却手段および前記第２冷却手段を制御する冷却制御手段と、を備え、前記第２冷却手段によって生ずる振動が前記第１冷却手段によって生ずる振動よりも小さく、前記冷却制御手段が、前記駆動部および前記アンプの前記少なくとも一方の冷却を、前記第１冷却手段による冷却から前記第２冷却手段による冷却に切り替える。
本開示の第２の態様は、システムであって、前記工作機械と、前記工作機械の制御装置と通信可能な上位制御システムと、を備え、前記上位制御システムは、前記工作機械の前記制御装置から受信する学習結果を蓄積する。
本発明の一実施形態に係る工作機械の概略斜視図である。 本実施形態の工作機械のＸ−Ｙテーブルの概略斜視図である。 本実施形態の工作機械の概略側面図である。 本実施形態の工作機械の制御装置のブロック図である。 本実施形態の工作機械の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。 本実施形態の工作機械の制御装置の機能ブロック図である。 本実施形態の冷却方法情報を示すテーブルの例である。 本実施形態の冷却方法情報を示すテーブルの他の例である。 本実施形態の変形例を示す工作機械の概略側面図である。 本実施形態の工作機械を有する管理システムのブロック図である。 本実施形態の工作機械を有するシステムのブロック図である。 本実施形態の工作機械を有するシステムのブロック図である。 本実施形態の工作機械を有するシステムのブロック図である。
以下、一実施形態に係る工作機械について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る工作機械は、図１に示されるように、ベース２およびベース２から上方に向かって延びるコラム部３を有する工作機械本体１ａと、コラム部３に上下方向に移動可能に支持された主軸ユニット４と、ワークＷを支持するためのＸ−Ｙテーブル２２と、を備えている。工作機械は図示しない加工室内に配置されている。
図３に示されるように、本実施形態に係る工作機械には、主軸ユニット４の主軸４ａに取付けられるツールＴを自動で交換するためのツールマガジン７が設けられている。ツールマガジン７に収納された複数のツールＴは、択一的に主軸４ａに保持される。
ツールマガジン７には複数のツール保持部９が設けられ、複数のツール保持部９はツールマガジン７の周方向に並んでいる。
主軸ユニット４は、主軸４ａを複数のベアリングＢを介して支持する主軸ヘッド４ｂを備えている。
コラム部３には鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる複数のガイドレール３ａが設けられ、主軸ヘッド４ｂはガイドレール３ａに鉛直方向に移動可能に支持されている。また、コラム部３の上端部にはサーボモータ等のＺ軸モータ３ｂが固定され、Ｚ軸モータ３ｂの出力軸からの出力が減速機３ｃ等を介してボールネジ３ｄに伝達される。ボールネジ３ｄはガイドレール３ａに沿って配置され、ボールネジ３ｄは主軸ヘッド４ｂの背面部に固定されたボールネジナット４ｃに螺合している。このように、主軸ヘッド４ｂは直動機構によって上下方向に移動可能である。
また、主軸４ａおよびツールＴは、主軸４ａの上端部に接続された主軸モータ５ａによって、主軸４ａの中心軸線周りに回転する。
工作機械は、Ｘ−Ｙテーブル２２の水平方向の移動、主軸４ａの鉛直方向の移動等によって、ワークＷとツールＴとを相対移動させながら、回転するツールＴによってワークＷを加工する。
ベース２は、例えば、レベリングボルト、アンカーボルト等を使用して工作機械の使用場所に設置される。Ｘ−Ｙテーブル２２はベース２上に配置され、Ｘ−Ｙテーブル２２の上面には、ワークＷが冶具Ｊ、付加軸ユニットＡＵ等を介して固定される。Ｘ−Ｙテーブル２２およびワークＷは、ベース２に設けられたモータ１３，２３によって、主軸４ａに対して水平方向に移動される。
図２に示されるように、ベース２の上面部には水平方向であるＹ軸方向に延びる複数のガイドレール１１が設けられ、Ｙ方向可動部１２がガイドレール１１に軸方向に移動可能に支持されている。また、ベース２の上面部にはＹ軸モータ１３が固定され、Ｙ軸モータ１３の出力が減速機等を介してボールネジ１４に伝達される。ボールネジ１４はガイドレール１１に沿って配置され、ボールネジ１４はＹ方向可動部１２に固定されたボールネジナットに螺合している。このように、Ｙ軸モータ１３の出力軸の回転によってＹ方向可動部１２がＹ軸方向に移動する直動機構が構成されている。
また、図２に示されるように、Ｙ方向可動部１２の上面部には水平方向であるＸ軸方向に延びる複数のガイドレール２１が設けられ、Ｘ−Ｙテーブル２２がガイドレール２１にＸ軸方向に移動可能に支持されている。また、Ｙ方向可動部１２の上面部にはＸ軸モータ２３が固定され、Ｘ軸モータ２３の出力軸からの出力が減速機等を介してボールネジ２４に伝達される。ボールネジ２４はガイドレール２１に沿って配置され、ボールネジ２４はＸ−Ｙテーブル２２に固定されたボールネジナットに螺合している。このように、Ｘ軸モータ２３の出力軸の回転によってＸ−Ｙテーブル２２がＸ軸方向に移動する直動機構が構成されている。
図１および図３に示されるように、主軸モータ５ａには、その冷却のためのファン５０が取付けられている。主軸モータ５ａにファン５０が内蔵されていてもよい。また、図３に示されるように、主軸モータ５ａの外周面にはペルチェ素子６０の一方の面が接触しており、ペルチェ素子６０の他方の面は金属製のブロック６１に接触している。ブロック６１の外周面には適宜放熱フィンが設けられる。ファン５０は後述の制御装置４０に接続され、制御装置４０によってファン５０が制御される。また、ペルチェ素子６０も制御装置４０に接続され、制御装置４０によって電圧が印加される。
工作機械には、工作機械を制御する制御装置４０が設けられている。制御装置４０は、図４に示されるように、ＣＰＵ等のプロセッサ４１と、表示装置４２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する記憶部４３と、操作盤等の入力部４４と、アンテナ、コネクタ等を有する送受信部４５と、を有する。記憶部４３にはシステムプログラム４３ａが格納され、システムプログラム４３ａは制御装置４０の基本機能を担っている。
また、記憶部４３には、加工プログラム４３ｂ、冷却制御プログラム４３ｃ、および冷却方法情報４３ｄが格納されている。制御装置４０は、プロセッサ４１によって加工プログラム４３ｂを読み出し、各モータ３ｂ，５ａ，１３，２３、ツールマガジン７等に制御指令を送信し、これによりツールＴによるワークＷの加工、ツールマガジン７を用いた主軸４ａのツールＴの交換等を行う。つまり、プロセッサ４１、ＲＡＭ、および加工プログラム４３ｂは加工制御手段として機能する。
なお、冷却制御プログラム４３ｃは、加工プログラム４３ｂの一部であってもよい。また、記憶部４３には、ツールマガジン７の複数のツール保持部９の各々に取付けられたツールＴの種類の情報であるツール情報４３ｅが格納されている。
制御装置４０は、プロセッサ４１によって冷却制御プログラム４３ｃを読み出し、ファン５０による冷却とペルチェ素子６０による冷却を切り替える。つまり、プロセッサ４１、ＲＡＭ、および冷却制御プログラム４３ｃは冷却制御手段として機能する。この際の制御装置４０の処理の一例を図５に示されるフローチャートを参照しながら説明する。また、当該工作機械の機能ブロック図の一例を図６に示す。
制御装置４０は、加工プログラム４３ｂに基づき、各モータ３ｂ，５ａ，１３，２３、ツールマガジン７のモータ等の駆動部に制御指令を送る（ステップＳ１−１）。例えば、制御装置４０は、ツールマガジン７に、ツールＴを主軸４ａに装着するための制御指令を送ると共に、主軸４ａにツールマガジン７のツールＡを取付けるための制御指令をＺ軸モータ３ｂに送る。また、当該ツール交換の後、制御装置４０は、主軸モータ５ａに、ワークＷの加工のための回転を開始させる制御指令を送る。また、制御装置４０は、主軸モータ５ａの回転数に関する制御指令も送る。これにより、ツールＡを用いたワークＷの加工が開始される。
続いて、制御装置４０は、冷却制御プログラム４３ｃに基づき、前記制御指令と、記憶部４３に格納されている冷却方法情報４３ｄとに基づき、ファン５０による冷却とペルチェ素子６０を用いた冷却とを切り替える（ステップＳ１−２）。図６の機能ブロック図では、前記制御指令を冷却制御手段が受取り、受取った制御指令に応じてファン５０およびペルチェ素子６０を制御する。制御装置４０は、工作機械によるワークＷの加工が終了するまで、ステップＳ１−１〜Ｓ１−２を繰り返す（ステップＳ１−３）。
冷却方法情報４３ｄは、例えば図７に示されるように、制御指令に含まれるツールＴの種類の情報、主軸４ａの回転数の情報、ツールＴの加工中の移動速度の情報、ツールＴの送り量（削り込み量）の情報等と、冷却手段とを対応させた情報である。図７の例では、ツールＴの加工中の移動速度の情報およびツールＴの送り量の情報から計算される加工負荷スコアが用いられている。制御装置４０は、制御指令に含まれるツールＴの加工中の移動速度の情報およびツールＴの送り量の情報から、加工負荷スコアを計算する。なお、冷却方法情報４３ｄに主軸４ａの回転時間の情報、ワークＷの材質の情報等が含まれており、これら情報に応じた冷却手段が示されていてもよい。
なお、制御装置４０が、冷却制御プログラム４３ｃに基づき、加工プログラム４３ｂにおけるこれから実行される部分の所定時間分を先読みしてもよい。この場合、制御装置４０は、先読みした部分の制御指令に基づく主軸４ａの回転数の情報、加工負荷スコア等に基づき、ファン５０による冷却とペルチェ素子６０を用いた冷却とを切り替える。
本実施形態では、図７に示される第１冷却手段はファン５０であり、第２冷却手段はペルチェ素子６０である。第１冷却手段による冷却がファン５０とペルチェ素子６０とを用いた冷却であってもよい。すなわち、状況に応じて複数の冷却手段を同時に使用しても良いものとする。
ステップＳ１−２において、制御指令に含まれるツールＴの種類の情報がＡであり、主軸４ａの回転数が高く、加工負荷スコアが低い場合は、制御装置４０はファン５０によって主軸モータ５ａの冷却を行う。
例えば、種類ＡのツールＴは粗削り用であり、種類ＢのツールＴは仕上げ用である。仕上げ時に可能な限り工作機械の振動を取り除きたい場合がある。図７に示される冷却方法情報４３ｄは、このような要求に対応したものとなっている。つまり、次の制御指令に含まれるツールＴの種類の情報がＢである場合、主軸４ａの回転数が高く加工負荷スコアも高い時を除き、制御装置４０は、ファン５０による冷却からペルチェ素子６０を用いた冷却に切り替える。ペルチェ素子６０によって生ずる振動はファン５０によって生ずる振動よりも小さい。このため、ペルチェ素子６０による冷却は、仕上げ時の加工精度の向上に寄与する。
なお、図７に示される冷却方法情報４３ｄの代わりに、図８に示される冷却方法情報４３ｄが用いられてもよい。図８に示される冷却方法情報４３ｄを用いると、ステップＳ１−２において、制御装置４０は、制御指令に含まれるツールＴの種類がＡである場合はファン５０による冷却を行い、制御指令に含まれるツールＴの種類がＢである場合はペルチェ素子６０による冷却を行う。
なお、他のモータ３ｂ，１３，２３にファン５０およびペルチェ素子６０が設けられていてもよい。この場合でも、制御装置４０は、制御指令に含まれるモータ３ｂ，１３，２３の回転数の情報等に基づき、ファン５０による冷却からペルチェ素子６０による冷却に切り替えることができる。また、ファン５０およびペルチェ素子６０が、工作機械の他の駆動部を冷却するものであってもよい。
また、主軸モータ５ａのアンプを冷却するためにファン５０およびペルチェ素子６０が設けられていてもよい。この場合でも、制御装置４０は、図７、図８等の冷却方法情報を用いて、ファン５０による冷却からペルチェ素子６０による冷却に切り替えることができる。
本実施形態では、工作機械の構成要素である主軸４ａを駆動する主軸モータ５ａ等の駆動部および当該駆動部のアンプの少なくとも一方を冷却するための第１冷却手段と、駆動部およびアンプの前記少なくとも一方を冷却するための第２冷却手段とを備えている。第２冷却手段によって生ずる振動は第１冷却手段によって生ずる振動よりも小さい。ここで言う振動の大きさ、例えば、振動の振幅の大きさ、加速度の値の大きさ等である。また、制御装置４０は、駆動部およびアンプの前記少なくとも一方の冷却を、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却に切り替える。
例えば、ツールＴによる加工が粗加工である場合は、ファン５０等の振動の大きい第１冷却手段による冷却が行われ、ツールＴによる加工が高精度加工、鏡面加工等の高品位加工である場合は、ペルチェ素子６０等の振動の小さい第２冷却手段による冷却が行われる。当該構成は、加工の精度向上と主軸４ａ等の適切な冷却の両立を図るために有利である。
このため、例えば、第１冷却手段による冷却がファン５０およびペルチェ素子６０による冷却であり、第２冷却手段による冷却がペルチェ素子６０による冷却であってもよい。この場合でも、第２冷却手段の方が第１冷却手段よりも振動が小さい。第１冷却手段による冷却がファン５０および後述の他の冷却手段による冷却であり、第２冷却手段による冷却が当該他の冷却手段による冷却であってもよい。他の冷却手段による冷却も、複数の冷却装置又は冷却機器を用いた冷却であり得る。
また、本実施形態では、制御装置４０は、加工プログラム４３ｂに基づき主軸モータ５ａ等の駆動部を制御する。また、制御装置４０が加工プログラム４３ｂに基づき前記駆動部に出力する制御指令に応じて、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却に切り替える。
このように、加工プログラム４３ｂの制御指令に基づいて、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却への切り替えが行われる。当該構成は、冷却手段を切り替えるための設定の手間の低減に繋がる。
また、本実施形態では、記憶部４３には、複数種類のツールＴにそれぞれ対応する冷却方法情報４３ｄが格納されており、冷却方法情報４３ｄは、加工に用いる複数種類のツールＴの各々について、第１冷却手段と第２冷却手段の何れを使用すべきか示すものである。そして、制御装置４０は、複数種類のツールＴのうち使用されているツールＴの情報と、冷却方法情報４３ｄとを用いて、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却への切り替えを行う。
例えば、種類ＡのツールＴは粗加工用であり、種類ＢのツールＴが高精度加工用、鏡面加工用等である場合、冷却方法情報４３ｄは、種類ＢのツールＴについて、第１冷却手段と第２冷却手段の何れを使用すべきか示すものである。冷却方法情報４３ｄが、種類ＢのツールＴについて、回転数等の他の条件ごとに、第１冷却手段と第２冷却手段の何れを使用すべきか示すものであってもよい。このため、現場においてユーザが細かな設定を行うことなく、加工精度の向上と主軸４ａ等の適切な冷却の両立を図ることが可能となる。
また、本実施形態では、制御装置４０が主軸モータ５ａに制御指令を送ることによって、主軸４ａの回転数が制御される。また、制御装置４０は、主軸４ａの回転数に応じて、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却に切り替える。このため、ユーザが細かな設定を行うことなく、加工精度の向上と主軸４ａ等の適切な冷却の両立を図ることが可能となる。
なお、加工プログラム４３ｂに、ワークＷの加工品質に関する情報が入っている場合もある。また、制御装置４０が、加工プログラム４３ｂの制御指令に基づき、高精度加工、鏡面加工等の高品位加工を行っていると判断する場合もある。この場合、判断結果が加工品質に関する情報となる。
制御装置４０は、加工品質に関する情報に応じて、第１冷却手段による冷却から第２冷却手段による冷却への切り替えを行ってもよい。この場合でも、ユーザが細かな設定を行うことなく、加工精度の向上と主軸４ａ等の適切な冷却の両立を図ることが可能となる。
なお、上記実施形態では、第２冷却手段がペルチェ素子６０であるものを示したが、図９に示されるように第２冷却手段が液体冷却装置７０であってもよい。例えば、液体冷却装置７０は、主軸モータ５ａの内部を通過する冷却通路７１と、冷却通路７１に接続された管７２と、管７２を介して冷却通路７１に冷却液を供給する液供給装置７３と、を有する。この場合、例えば種類ＢのツールＴが主軸４ａに取付けられると、冷却手段がファン５０から液体冷却装置７０に切り替えられる。この場合、液体冷却装置７０によって生ずる振動はファン５０によって生ずる振動よりも小さい。
また、図９において、液体冷却装置７０が冷凍サイクルを構成するものであってもよい。この場合、液供給装置７３は冷媒を圧縮するコンプレッサーとなり、冷却通路７１は冷媒の気化により周囲の熱を吸収する吸熱器として機能する。この場合、コンプレッサーと冷却通路７１との間に、凝縮器、放熱器等が設けられる。また、管７２には、必要に応じて、膨張弁、他の放熱器等が設けられる。この場合も、この場合、液体冷却装置７０によって生ずる振動はファン５０によって生ずる振動よりも小さい。
液供給装置７３が冷却通路７１に供給する液体は液体窒素であってもよい。この場合、冷却通路７１に供給する液体の量を低減できるので、液体冷却装置７０によって生ずる振動がより小さくなる。また、液体冷却装置７０が冷却通路７１に供給する液体が、冷却通路７１内で化学反応を起こすことにより吸熱を行う液体であってもよい。液供給装置７３が２種類の液体を冷却通路７１に供給し、２種類の液体が冷却通路７１内で化学反応を起こしてもよい。
また、液供給装置７３の代わりに粉状のドライアイスを供給するドライアイス供給装置が管７２に取付けられてもよい。この場合、粉状のドライアイスが冷却通路７１に供給される。
また、第２冷却手段がヒートシンクであってもよい。ヒートシンクとして、例えば図１、図３に示されるような金属製のブロック６１がペルチェ素子６０を介さずに主軸モータ５ａに接触していてもよい。ブロック６１内に管が設けられ、管内に冷媒が封入されていてもよい。この場合、管における主軸モータ５ａ側で冷媒が蒸発し、管における主軸モータ５ａから離れた位置で冷媒が凝縮する。ヒートシンクによって生ずる振動はファン５０によって生ずる振動よりも小さい。
ヒートシンクとしてのブロック６１又はペルチェ素子６０が第２冷却手段として用いられる時、第１冷却手段としてファン５０の代わりに液体冷却装置７０が用いられてもよい。この場合、ヒートシンク又はペルチェ素子６０によって生ずる振動は、液体冷却装置７０によって生ずる振動よりも小さい。
なお、工作機械がマイコン、パーソナルコンピュータ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のコンピュータを備えており、第１冷却手段又は第２冷却手段が当該コンピュータによって制御されてもよい。
また、複数の工作機械の第１冷却手段および第２冷却手段が、１台の制御装置４０又は前記コンピュータによって制御されてもよい。
上記各実施形態において、制御装置４０が学習機能を持っていてもよい。例えば、図１３に示されるように、学習プログラム（学習部）４３ｆを持っていてもよい。学習プログラム４３ｆは記憶部４３等に格納されている。
制御装置４０は、学習用情報を用いて、冷却方法情報４３ｄの最適化を行う。例えば、学習用情報は、工作機械に設けられた振動測定装置により測定される工作機械の振動、又は、工作機械の各モータ３ｂ，１３，２３等の駆動電流に基づき推定される工作機械の振動である。制御装置４０は、学習用情報と、第１冷却手段および第２冷却手段の稼働状態との関係に関する学習を行う。
学習用情報が、ワークＷの加工後の品質（加工品質）であってもよい。加工品質は、ユーザによる目視の結果を制御装置４０等に入力することによって得られる。所定のカメラにより得られる画像に基づき、制御装置４０がワークＷの加工品質を判断してもよい。学習用情報が、駆動部の温度に関する情報であってもよい。当該温度に関する情報は、駆動電流に基づき推定される各モータ３ｂ，５ａ，１３，２３の温度であってもよい。制御装置４０は、１つ又は複数の学習用情報と、第１冷却手段および第２冷却手段の稼働状態との関係に関する学習を行ってもよい。
学習の成果として、制御装置４０は、例えば図７の冷却方法情報４３ｄの主軸の回転数および加工負荷スコアをより多くの段階に分け、各段階について冷却手段を設定する。学習の成果である冷却方法情報４３ｄを用いることによって、駆動部の適切な冷却と加工品質の向上の両立がより高いレベルで実現される。
図１０に示されるように、複数の制御装置４０が上位制御システム１００に接続されていてもよい。また、図１１に示されるように、加工プログラム４３ｂを作るためのシミュレーションプログラムが格納されたコンピュータ８が、同様に上位制御システム１００に接続されていてもよい。
上位制御システム１００は、例えば、複数の制御装置４０および複数のコンピュータ８等と有線で接続されたコンピュータ、複数の制御装置４０又は複数のコンピュータ８と同じ敷地内に配置されたコンピュータ等である。上位制御システム１００はフォグコンピュータと称される時もある。上位制御システム１００は、生産管理システム、出荷管理システム、工作機械用管理システム、部門管理システム等であり得る。
複数の上位制御システム１００が他の上位制御システム２００等に接続されていてもよい。上位制御システム２００は、例えば、複数の上位制御システム１００と有線又は無線で接続されたクラウドサーバである。複数の制御装置４０又は複数のコンピュータ８と上位制御システム１００，２００とによって例えば管理システムが形成される。
上位制御システム１００および上位制御システム２００は、それぞれ、プロセッサ等を有する制御部と、表示装置と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する記憶部と、キーボード、タッチパネル、操作盤等である入力装置等を備えている。
このようなシステムは、例えば図１１に示されるように、エッジコンピュータである複数のコンピュータ８、複数の上位制御システム１００、および単一又は複数の上位制御システム２００を含んでいてもよい。図１１のシステムにおいて、コンピュータ８および制御装置４０は、エッジコンピュータであり得る。コンピュータ８および制御装置４０の一部が上位制御システム１００であってもよい。図１１のシステムは、有線又は無線のネットワークを備えている。
制御装置４０が、前記学習機能を有する他のエッジコンピュータ、上位制御システム１００、又は上位制御システム２００に前記学習用情報を送信してもよい。例えば図１２に示される構成で当該送信が行われる。この場合、学習機能を有する他のエッジコンピュータ、上位制御システム１００、又は上位制御システム２００は、受信した学習用情報を用いて学習を行い、各エッジコンピュータにおいて、冷却方法情報４３ｄの最適化を行う。
また、学習機能を有する他のエッジコンピュータ、上位制御システム１００、又は上位制御システム２００は、受信した学習用情報を用いて、複数の制御装置４０がそれぞれ制御する工作機械の共通の冷却方法情報４３ｄを求めることが可能である。つまり、前記複数の工作機械が共通の冷却方法情報４３ｄを有することになる。当該システムによれば、多様なデータ集合を用いて、学習の速度、信頼性等を向上することができる。
また、前記学習機能を有するエッジコンピュータおよび上位制御システム１００の複数が、前記学習機能を有する他のエッジコンピュータ、上位制御システム１００、又は上位制御システム２００に前記学習用情報、学習において作成された学習モデル、および学習結果の少なくとも一つを送信してもよい。例えば図１３に示される構成で当該送信が行われる。学習機能を有する他のエッジコンピュータ、上位制御システム１００、又は上位制御システム２００は、受信した情報に基づく知識の最適化や効率化の処理を行うことで、新たに最適化又は効率化された学習モデル又は学習結果を生成する。生成された学習モデル又は学習結果は工作機械の制御装置４０に配布される。学習結果が配布される場合、配布先の制御装置４０は学習機能を持っていなくてもよい。
複数の制御装置４０の間で前記学習用情報、学習モデル、および学習結果を共有することが可能である。例えば図１３に示される構成で当該共有が行われる。これは、機械学習の効率の向上に繋がる。また、互いにネットワークで接続された複数の制御装置４０のうちの一部の制御装置４０に学習機能を実装し、一部の制御装置４０の学習結果を他の制御装置４０による工作機械の制御に用いることも可能である。これは、機械学習に要するコストの低減に繋がる。
上記実施形態に即した例を以下説明する。
例えば、前述のように、制御装置４０は、ツールＴを用いた加工に用いられる冷却方法情報４３ｄの学習を行う。また、上位制御システム１００，２００は、制御装置４０から学習結果と、当該学習に関する加工プログラム４３ｂを受信し、受信した学習結果を加工プログラム４３ｂと関連付けて蓄積する。
上位制御システム１００，２００は、蓄積された学習結果を用いて学習を行い、当該学習の結果を制御装置４０に送信する。
また、上位制御システム１００，２００は、受信した学習結果、又は、当該学習結果を用いて上位制御システム１００，２００において行われた学習の結果を、学習機能を持たない制御装置４０に送信する。
２ ベース
３ コラム部
３ａ ガイドレール
３ｂ Ｚ軸モータ
４ 主軸ユニット
４ａ 主軸
５ａ 主軸モータ
７ ツールマガジン
１１ ガイドレール
１２ Ｙ方向可動部
１３ Ｙ軸モータ
１４ ボールネジ
２１ ガイドレール
２２ Ｘ−Ｙテーブル
２３ Ｘ軸モータ
２４ ボールネジ
４０ 制御装置
４３ 記憶部
４３ａ システムプログラム
４３ｂ 加工プログラム
４３ｃ 冷却制御プログラム
４３ｄ 冷却方法情報
４３ｅ ツール情報
５０ ファン
６０ ペルチェ素子
６１ ブロック
７０ 液体冷却装置
７１ 冷却通路
７２ 管
７３ 液供給装置
Ｔ ツール
Ｂ ベアリング
Ｊ 冶具
Ｗ ワーク

Claims (10)

  1. 工作機械であって、
    当該工作機械の構成要素を駆動する駆動部および当該駆動部のアンプの少なくとも一方を冷却するための第１冷却手段と、
    前記駆動部および前記アンプの前記少なくとも一方を冷却するための第２冷却手段と、
    前記第１冷却手段および前記第２冷却手段を制御する冷却制御手段と、を備え、
    前記第２冷却手段によって生ずる振動が前記第１冷却手段によって生ずる振動よりも小さく、
    前記冷却制御手段が、前記駆動部および前記アンプの前記少なくとも一方の冷却を、前記第１冷却手段による冷却から前記第２冷却手段による冷却に切り替える、工作機械。
  2. 加工プログラムに基づき前記駆動部を制御する加工制御手段を備え、
    前記冷却制御手段が、前記加工制御手段が前記加工プログラムに基づき前記駆動部に出力する制御指令に応じて、前記第１冷却手段による前記冷却から前記第２冷却手段による前記冷却に切り替える、請求項１に記載の工作機械。
  3. 冷却方法情報を格納している記憶部を備え、
    前記冷却方法情報が、加工に用いる複数種類のツールの各々について、前記第１冷却手段と前記第２冷却手段の何れを使用すべきか示すものであり、
    前記冷却制御手段が、前記複数種類のツールのうち使用されているツールの情報と、前記冷却方法情報とを用いて、前記第１冷却手段による前記冷却から前記第２冷却手段による前記冷却への切り替えを行う、請求項１に記載の工作機械。
  4. 加工に用いるツールが取付けられる主軸と、
    前記駆動部を制御する加工制御手段と、を備え、
    前記冷却制御手段が、前記加工制御手段による前記主軸の回転数の制御に応じて、前記第１冷却手段による前記冷却から前記第２冷却手段による前記冷却に切り替える、請求項１に記載の工作機械。
  5. 加工プログラムに基づき前記駆動部を制御する加工制御手段を備え、
    前記冷却制御手段が、前記加工制御手段から受信する加工品質に関する情報に応じて、前記第１冷却手段による前記冷却から前記第２冷却手段による前記冷却への切り替えを行う、請求項１に記載の工作機械。
  6. 前記第１冷却手段による前記冷却と、前記第２冷却手段による前記冷却を、前記工作機械の制御装置とは別のコンピュータで制御する、請求項１〜５の何れかに記載の工作機械。
  7. 前記冷却の切り替えを最適化する学習機能を備える、請求項１〜６の何れかに記載の工作機械。
  8. システムであって、
    請求項１〜７の何れかに記載の工作機械と、
    前記工作機械の制御装置と通信可能な上位制御システムと、を備え、
    前記上位制御システムは、前記工作機械の前記制御装置から受信する学習結果を蓄積する、システム。
  9. 前記上位制御システムは、前記学習結果を用いて前記上位制御システムにおいて行われた学習の結果を、前記工作機械の前記制御装置に送信するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
  10. 前記上位制御システムは、前記学習結果、又は、前記学習結果を用いて前記上位制御システムにおいて行われた学習の結果を、学習機能を持たない工作機械に送信するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
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