JP3630825B2

JP3630825B2 - Operating status history display device

Info

Publication number: JP3630825B2
Application number: JP3278296A
Authority: JP
Inventors: 肇櫻庭
Original assignee: 株式会社森精機ハイテック
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JPH09201743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等の機械の稼働状態を表すパラメータの長期的な経時変化、経年変化を表示する稼働状態履歴表示装置に関するものであり、特に、機械の稼働開始時から現在までの稼働状態の履歴を１画面で表示することのできる稼働状態履歴表示装置である。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤、マシニングセンタ等の工作機械は、テーブル、主軸頭等の移動部材の移動精度、位置決め精度等に極めて高精度を要求される。これは、工作機械が出荷され稼働を開始した時点だけでなく、工作機械の長期的な経時変化、経年変化を考慮に入れて稼働中は常に高水準の精度を保つ必要がある。そこで、ユーザーは工作機械の稼働状態の経年変化を常に把握していることが望ましいが、従来、工作機械にはそのような機械の稼働状態の履歴を表示する機能は付属していなかった。ユーザーが工作機械の稼働状態の履歴を知るためには、ユーザーが自ら工作機械の稼働状態を表すパラメータを記録しておかなければならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来は機械の稼働状態の履歴を知るためにはユーザーが自ら稼働状態を記録しなければならず、機械の経年変化等の把握が困難であった。また、そのようなユーザーの作業を数値制御装置の機能として組み込むことが考えられるが、機械の稼働開始からのデータを全て記憶しておき、それを表示するためには、数値制御装置の記憶手段として莫大な量の記憶容量を必要とし、数値制御装置のコストが上昇してしまう。また、数値制御装置に用いる通常の表示手段の解像度では、１画面で全てのデータを表示することができず、画面をスクロールさせる等の必要が生じ、稼働開始時から現在までの稼働状態の履歴の把握がしにくくなる。
【０００４】
そこで、本発明は、稼働状態の履歴データを記憶する記憶手段の記憶容量が小さくて済み、稼働開始時から現在までの稼働状態の履歴を１画面で表示することのできる稼働状態履歴表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の稼働状態履歴表示装置は、機械の稼働状態を表すパラメータの経時変化を表示する表示装置であって、表示手段の画面の解像度に応じ１画面で表示できる数であって、時間軸上に等間隔に分布するＮ個の点での前記パラメータに関するデータを記憶する記憶手段と、前記Ｎ個のデータに最新のデータが加わりＮ＋１個のデータとなった場合に、そのＮ＋１個のデータを算術処理してＮ個のデータに減数する演算手段と、前記Ｎ個のデータを表示する表示手段とを有し、機械の稼働開始時から現在までの稼働状態の履歴を前記Ｎ個のデータにより１画面で表示することのできるものである。
【０００６】
また、上記稼働状態履歴表示装置において、前記機械は工作機械であり、前記パラメータは機体の温度の１日の間の最大値とすることができる。
【０００７】
また、上記稼働状態履歴表示装置において、前記演算手段は、前記最新のデータが加わった時点で時間軸を縮小し、最新のデータが加わる前と同じ時間軸の表示幅とし、前記Ｎ＋１個のデータを補間処理によりＮ個のデータに減数するものであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に本発明の稼働状態履歴表示装置を組み込んだ工作機械として、縦型マシニングセンタ全体の構成を示す。ベッド１の上にはテーブル２が載置されており、テーブル２上に固定した工作物を主軸４に取り付けた加工工具により所望の形状に加工する。主軸４が回転自在に軸支された主軸頭３とテーブル２とは、主軸軸線方向を含む互いに直交する３方向に相対的に移動可能である。工作機械には、図示しない数値制御装置が設置されており工作機械を制御している。数値制御装置の入出力装置として操作盤５が設けられている。作業者は、操作盤５のフィルムキーボード等の入力手段７によりデータやプログラムを数値制御装置に入力し、数値制御装置からの情報を表示手段６に表示することにより知ることができる。
【０００９】
工作機械の加工精度には、工作機械を構成する各部材の熱変形が大きな影響を与える。特に加工精度に影響の大きい送りネジ等の温度は温度センサによって検出され、その温度情報が数値制御装置に入力されている。工作機械の機体の温度情報は、工作機械の稼働状態の長期的な推移を知る上でも重要な情報となる。そこで、数値制御装置は温度センサにより得られる数値に基づいた温度の１日における最大値である最大温度を記録する。最大温度とは、毎日の電源オンから電源オフまでの温度の最大値のことである。
【００１０】
作業者は、操作盤５から指示することにより、工作機械が納入されて稼働を開始した日から現在までの最大温度の変化を１画面上で一覧することができる。図２が最大温度の履歴を表示した表示手段６の画面を示す図である。ＣＲＴ等の表示手段６の画面上には、稼働開始日から現在までの最大温度の履歴が棒グラフにより示されており、作業者が最大温度の推移を一目で把握することができる。棒グラフのデータ数は表示手段６の画面の解像度を考慮して６１個とされている。表示６１は工作機械が稼働を開始した日付を表し、表示６２は現在の日付を表している。
【００１１】
数値制御装置は６１個の最大温度のデータを記憶するＲＡＭ等の記憶手段を有している。工作機械の稼働日数が６１日までは、それぞれの日の最大温度のデータが数値制御装置の記憶手段に記憶されるとともに、それらのデータがそのまま棒グラフとして表示手段６に表示される。稼働日数が６２日以上の場合には、６２番目のデータが数値制御装置に入力されるが、数値制御装置は、この６２個のデータに算術処理を施して６１個のデータに減数し、そのデータを記憶手段に記憶する。そして表示手段６にも減数した６１個のデータを棒グラフとして表示する。この減数処理は、時間軸に関して直線性を保つような処理とする。このような履歴データの表示を行うことにより、作業者は工作機械の稼働期間がどんなに長くとも、１画面で稼働開始時から現在までの工作機械の稼働状態の推移を把握することができる。
【００１２】
図３は、データの減数処理を説明するための図である。表示手段６に表示される６１個のデータの値を左からＤ（０，Ｋ），Ｄ（１，Ｋ），Ｄ（２，Ｋ），…，Ｄ（６０，Ｋ）とする。ここでＫは、稼働開始からＫ日目のデータ（稼働開始日を０日目とする）であることを表す。ただし、Ｋ≧６１である。Ｋ日目のデータは、（Ｋ−１）日目のデータＤ（０，Ｋ−１），Ｄ（１，Ｋ−１），…，Ｄ（６０，Ｋ−１）とＫ日目の最大温度のデータから求めることができる。棒グラフ間の距離をｘとすると、棒グラフ全体の表示幅は６０ｘとなる。Ｋ日目のデータを表示幅６０ｘに収めるには、（Ｋ−１）日目の全データを時間軸方向に（Ｋ−１）／Ｋに縮小して、最後にＫ日目の最大温度データを付け加えればよい。そうすると、左からＪ番目のデータＤ（Ｊ，Ｋ）の値は、次のように計算できる。
【００１３】
【数１】

ただし、１≦Ｊ≦５９である。また、
Ｄ（０，Ｋ）＝Ｄ（０，Ｋ−１）
Ｄ（６０，Ｋ）＝Ｋ日目の最大温度データ
とすればよい。数１のＤ（Ｊ，Ｋ）の値は、（Ｋ−１）日目の時間軸を縮小して位置のずれたデータＤ（Ｊ，Ｋ−１），Ｄ（Ｊ＋１，Ｋ−１）の位置とＤ（Ｊ，Ｋ）の位置との距離にしたがって、Ｄ（Ｊ，Ｋ−１）とＤ（Ｊ＋１，Ｋ−１）の値を直線補間することにより導出される。このような減数および補間処理により、時間軸は直線性を保ち、履歴データの全体形状の位置ずれもない。なお、グラフに要求される精度によっては、このような精密な補間処理を行う必要はなく、単純に両側のデータの値の平均値としたり、両側のデータの内で距離の近い方のデータとする等の適宜の近似的処理を採用してもよい。
【００１４】
最新日の最大温度データが数値制御装置に入力される度に、このようなデータの減数処理を行うことにより、数値制御装置に必要とされる履歴データのための記憶手段の記憶容量は常にデータ６１個分で十分である。何年分もの履歴データを表示するためにも、その期間中の毎日のデータを記憶しておく必要はなく、１画面に表示するための６１個のデータだけを記憶しておけばよい。このため、数値制御装置に履歴表示機能を付加するのに必要な履歴データの記憶手段の記憶容量が少なくて済み、数値制御装置のコストの上昇が抑えられる。
【００１５】
なお、この実施の形態では、時間軸上に等間隔に分布するデータの個数Ｎを６１個としたが、この数は表示手段の画面の解像度に応じて適宜決定すればよく、１画面で表示できる個数とするのがよい。また、機械の稼働状態を表すパラメータとして機体の温度を例に挙げたが、この他にも振動、騒音のセンサ出力や主軸モータ、各制御軸モータの負荷電流等をパラメータとしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００１７】
稼働状態の履歴データを記憶する記憶手段の記憶容量が小さくて済み、稼働状態履歴表示装置のコストを低下させることができる。
【００１８】
機械の稼働開始時から現在までの稼働状態の履歴を１画面で表示することができ、機械の稼働状態の推移が容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の稼働状態履歴表示装置を組み込んだ縦型マシニングセンタの全体図である。
【図２】図２は、表示手段６の画面を表す図である。
【図３】図３は、データの減数処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ベッド
２…テーブル
３…主軸頭
４…主軸
５…操作盤
６…表示手段
７…入力手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a long-term change over time of a parameter representing an operating state of a machine such as a machine tool, and an operating state history display device for displaying a secular change, and in particular, an operating state from the start of operation of a machine to the present It is the operating state history display device which can display the history of 1 on one screen.
[0002]
[Prior art]
Machine tools such as lathes and machining centers are required to have extremely high accuracy in moving accuracy and positioning accuracy of moving members such as tables and spindle heads. This is necessary not only at the time when the machine tool is shipped and started operation, but also at a high level of accuracy during operation, taking into account the long-term aging and aging of the machine tool. Therefore, it is desirable that the user always keeps track of the secular change of the operating state of the machine tool, but conventionally, the function of displaying the operating state history of such a machine has not been attached to the machine tool. In order for the user to know the history of the operating state of the machine tool, the user had to record a parameter representing the operating state of the machine tool himself.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, conventionally, in order to know the history of the operating state of the machine, the user had to record the operating state himself, and it was difficult to grasp the secular change of the machine. In addition, it is conceivable to incorporate such a user's work as a function of the numerical controller, but in order to store all the data from the start of operation of the machine and display it, the storage means of the numerical controller As a result, a huge amount of storage capacity is required, and the cost of the numerical control device increases. Also, with the resolution of the normal display means used for the numerical control device, it is not possible to display all data on one screen, and it becomes necessary to scroll the screen, etc., and the history of the operating state from the start of operation to the present It becomes difficult to grasp.
[0004]
Accordingly, the present invention provides an operating state history display device that can display the operating state history from the start of the operation to the present on a single screen, with a small storage capacity for storing the operating state history data. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an operating state history display device according to the present invention is a display device that displays changes over time in parameters representing the operating state of a machine, and can display on one screen according to the resolution of the screen of the display means. A storage means for storing data relating to the parameter at N points distributed at equal intervals on the time axis, and N + 1 data by adding the latest data to the N data And an arithmetic means for arithmetically processing the N + 1 data to reduce the data to N data, and a display means for displaying the N data. A history can be displayed on one screen by the N pieces of data.
[0006]
In the operating state history display device, the machine may be a machine tool, and the parameter may be a maximum value of the temperature of the machine body for one day.
[0007]
In the operating state history display device, the calculation means reduces the time axis when the latest data is added, sets the display width of the same time axis as before the latest data is added, and the N + 1 data Is preferably reduced to N data by interpolation processing.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a vertical machining center as a machine tool incorporating the operating state history display device of the present invention. A table 2 is placed on the bed 1, and a workpiece fixed on the table 2 is processed into a desired shape by a processing tool attached to the spindle 4. The spindle head 3 and the table 2 on which the spindle 4 is rotatably supported are relatively movable in three directions orthogonal to each other including the spindle axis direction. The machine tool is provided with a numerical control device (not shown) to control the machine tool. An operation panel 5 is provided as an input / output device of the numerical controller. The operator can know by inputting data or a program to the numerical control device through the input means 7 such as a film keyboard of the operation panel 5 and displaying information from the numerical control device on the display means 6.
[0009]
Thermal deformation of each member constituting the machine tool greatly affects the machining accuracy of the machine tool. In particular, the temperature of a feed screw or the like that has a great influence on machining accuracy is detected by a temperature sensor, and the temperature information is input to the numerical controller. The temperature information of the machine tool body is important information for knowing the long-term transition of the operating state of the machine tool. Therefore, the numerical control device records the maximum temperature, which is the maximum value in one day, based on the numerical value obtained by the temperature sensor. The maximum temperature is the maximum temperature from the daily power on to the power off.
[0010]
By giving an instruction from the operation panel 5, the operator can list changes in the maximum temperature from the date when the machine tool is delivered and started operation on one screen. FIG. 2 is a diagram showing a screen of the display means 6 displaying the history of the maximum temperature. On the screen of the display means 6 such as CRT, the history of the maximum temperature from the operation start date to the present is shown by a bar graph, and the operator can grasp the transition of the maximum temperature at a glance. The number of data of the bar graph is 61 in consideration of the screen resolution of the display means 6. A display 61 represents the date when the machine tool started operation, and a display 62 represents the current date.
[0011]
The numerical controller has storage means such as a RAM for storing 61 pieces of maximum temperature data. Up to 61 working days of the machine tool, the maximum temperature data of each day is stored in the storage means of the numerical controller, and the data is displayed as it is on the display means 6 as a bar graph. When the number of working days is 62 days or more, the 62nd data is input to the numerical control device, but the numerical control device performs arithmetic processing on the 62 data and reduces it to 61 data. Data is stored in the storage means. Then, the reduced 61 data is also displayed on the display means 6 as a bar graph. This reduction process is a process that maintains linearity with respect to the time axis. By displaying such history data, the operator can grasp the transition of the operating state of the machine tool from the start of operation to the present on one screen, no matter how long the operation period of the machine tool is.
[0012]
FIG. 3 is a diagram for explaining data reduction processing. The values of 61 data displayed on the display means 6 are D (0, K), D (1, K), D (2, K),..., D (60, K) from the left. Here, K represents data on the Kth day from the operation start (the operation start date is the 0th day). However, K ≧ 61. The data of the Kth day are the data D (0, K-1), D (1, K-1), ..., D (60, K-1) of the (K-1) day and the maximum of the Kth day. It can be obtained from temperature data. If the distance between the bar graphs is x, the display width of the entire bar graph is 60x. To fit the data on the K day within the display width 60x, all the data on the (K-1) day is reduced to (K-1) / K in the time axis direction, and finally the maximum temperature data on the K day. Should be added. Then, the value of the J-th data D (J, K) from the left can be calculated as follows.
[0013]
[Expression 1]

However, 1 ≦ J ≦ 59. Also,
D (0, K) = D (0, K-1)
D (60, K) = maximum temperature data on the Kth day may be used. The value of D (J, K) in Equation 1 is the value of the data D (J, K-1), D (J + 1, K-1) shifted in position by reducing the time axis of the (K-1) day. According to the distance between the position and the position of D (J, K), the values of D (J, K−1) and D (J + 1, K−1) are derived by linear interpolation. By such subtraction and interpolation processing, the time axis is kept linear and there is no position shift of the entire shape of the history data. Note that depending on the accuracy required for the graph, it is not necessary to perform such precise interpolation processing, it is simply the average value of the data on both sides, or the data with the shorter distance between the data on both sides. Appropriate approximate processing, such as, may be employed.
[0014]
When the maximum temperature data of the latest day is input to the numerical control device, the data storage processing capacity for the history data required for the numerical control device is always data by performing such data reduction processing. 61 pieces are enough. In order to display the history data for many years, it is not necessary to store the daily data during the period, and only 61 data to be displayed on one screen need be stored. Therefore, the storage capacity of the history data storage means required for adding the history display function to the numerical control device is small, and the increase in the cost of the numerical control device can be suppressed.
[0015]
In this embodiment, the number N of data distributed at equal intervals on the time axis is 61. However, this number may be determined as appropriate according to the resolution of the screen of the display means and displayed on one screen. The number should be as many as possible. Further, although the temperature of the machine body is taken as an example of a parameter representing the operating state of the machine, other parameters such as vibration and noise sensor output, main shaft motor, and load current of each control shaft motor may be used as parameters.
[0016]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0017]
The storage capacity of the storage means for storing the operating state history data is small, and the cost of the operating state history display device can be reduced.
[0018]
The history of the operating state from the start of the operation of the machine to the present can be displayed on one screen, and the transition of the operating state of the machine can be easily grasped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a vertical machining center incorporating an operating state history display device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a screen of display means 6;
FIG. 3 is a diagram for explaining data reduction processing;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bed 2 ... Table 3 ... Spindle head 4 ... Spindle 5 ... Operation panel 6 ... Display means 7 ... Input means

Claims

A display device that displays changes over time in parameters representing the operating state of a machine,
Storage means for storing data relating to the parameters at N points distributed at equal intervals on the time axis, the number of which can be displayed on one screen according to the screen resolution of the display means (6);
Arithmetic means for arithmetically processing the N + 1 data and reducing it to N data when the latest data is added to the N data to become N + 1 data;
Display means (6) for displaying the N pieces of data,
An operation state history display device capable of displaying a history of operation states from the start of operation of the machine to the present on one screen with the N pieces of data.

The operating state history display device according to claim 1,
The machine is a machine tool;
The operating state history display device in which the parameter is the maximum value of the temperature of the aircraft during one day.

The operating state history display device according to claim 1,
The calculation means reduces the time axis when the latest data is added, sets the display width of the same time axis as before the latest data is added, and reduces the N + 1 data to N data by interpolation processing. An operating state history display device to be used.