JP5163252B2 - 加工機械の表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、特に、加工機械の異常情報を表示する加工機械の表示装置に関する。

工作機械やプレス機械などの加工機械には、操作用の操作盤が設けられている（たとえば特許文献１参照）。この種の操作盤には、工具の座標や異常情報であるアラーム情報が表示される表示部が設けられている。加工機械に異常が発生すると、表示部に異常内容を示すメッセージや異常内容の説明等が表示される。また、最近では、表示装置の進歩に伴って、写真等により異常箇所を表示することも行われている。
特許３７１９１６７号公報

従来は、操作盤の表示部に異常情報を表示しているので、異常箇所に行くためには、表示された異常箇所が加工機械のどこであるのかを、図面等を用いて探す必要がある。このため、異常が発生しても、異常箇所に迅速に到達するのが困難であり、異常に対処するメンテナンスを迅速に行いにくい。
本発明の課題は、加工機械に異常が発生したときに迅速に異常箇所に到達できるようにすることにある。

本発明に係る加工機械の表示装置は、加工機械の異常情報を表示する装置であって、装置本体と、異常箇所特定手段と、検知手段と、ガイド情報表示手段と、を備えている。装置本体は、表示部を有し、前記加工機械に自在に移動可能なものである。異常箇所特定手段は、加工機械に異常が発生するとその異常箇所を特定可能な手段である。検知手段は、加工機械に対する装置本体の位置を検知するための手段である。ガイド情報表示手段は、検知手段の検知結果に基づき、特定された異常箇所に作業者を案内するためのガイド情報を表示部に表示する手段である。

この表示装置では、加工機械に異常が発生し、その異常箇所が特定されると、装置本体の加工機械に対する相対位置の検知結果に基づき、加工機械に対して自在に移動可能な装置本体の表示部に異常箇所までのガイド情報が表示される。このため、作業者は、装置本体をたとえば手で持って移動させても、移動に応じた装置本体の位置から異常箇所までのガイド情報を表示可能になり、ガイド情報を見ながら異常箇所に行くことができる。ここでは、加工機械に異常が発生すると、装置本体の位置から異常箇所まで作業者を案内するためのガイド情報が装置本体の表示部に表示される。このため、作業者は、この表示されたガイド情報を見て容易に異常箇所まで行くことができ、加工機械に異常が発生したときに迅速に異常箇所に到達できるようになる。

また、ガイド情報表示手段が、装置本体が異常箇所に近づくにつれてガイド情報を変化させてもよい。この場合、異常箇所に近づくにつれてガイド情報が、たとえば、詳細になったり、表示が拡大したりすることにより、作業者が異常箇所に近づいていることを確実に認識できる。
さらに、装置本体と異常箇所とが所定距離以内に接近すると、ガイド情報に代えて異常に対処するための異常対処情報を表示部に表示する異常対処情報表示手段をさらに備えてもよい。この場合、異常箇所に接近すると、異常対処情報が表示される。このため、マニュアル等を見ることなく、異常に対処するメンテナンスを迅速に行うことができる。

本発明によれば、加工機械に異常が発生すると、装置本体の位置から異常箇所まで作業者を案内するためのガイド情報が装置本体の表示部に表示される。このため、作業者は、この表示されたガイド情報を見て容易に異常箇所まで行くことができ、加工機械に異常が発生したときに迅速に異常箇所に到達できるようになる。

図１及び図２において、本発明の一実施形態を搭載した加工機械システム（加工機械の一例）１は、たとえば、２台のＣＮＣ平行２軸の第１及び第２旋盤１０，１１と、１台のＣＮＣ対向２軸のターニングセンタ１２とを備えている。また、加工機械システム１は、第１及び第２旋盤１０，１１及びターニングセンタ１２に設けられ、ワークＷを搬送する門型のローダ１３，１４，１５と、第１旋盤１０と第２旋盤１１及び第２旋盤１１とターニングセンタ１２との間でワークＷをそれぞれ搬送する搬送コンベア１６，１７と、第１旋盤１０にワークＷを搬入するための搬入コンベア１８と、ターニングセンタ１２からワークＷを搬出するための搬出コンベア１９と、を備えている。さらに、加工機械システム１は、加工機械システム１の異常発生時に異常情報を表示する異常情報表示盤（表示装置の一例）２０を備えている。加工機械システム１は、搬入コンベア１８から供給されたワークＷを２台の旋盤１０，１１及び１台のターニングセンタ１２により切削加工し、加工されたワークＷを搬出コンベア１９から搬出する。

第１及び第２旋盤１０，１１は、第１及び第２旋盤本体２１，２２と、第１及び第２旋盤本体２１，２２及びローダ１３，１４を各別に操作するための第１及び第２操作盤２３，２４と、第１及び第２操作盤２３，２４の操作及びその加工プログラムや制御プログラムに応じて第１及び第２旋盤本体２１，２２及びローダ１３，１４を各別に制御する第１及び第２制御盤２５，２６と、を有している。ターニングセンタ１２は、加工機本体２７と、加工機本体２７及びローダ１５を操作するための第３操作盤２８と、第３操作盤２８の操作及びその加工プログラムや制御プログラムに応じて加工機本体２７及びローダ１５を制御する第３制御盤２９と、を有している。なお、搬入コンベア１８は、第１操作盤２３により操作され、第１制御盤２５により制御される。搬送コンベア１６，１７は第２操作盤２４により操作され、第２制御盤２６により制御される。搬出コンベア１９は、第３操作盤２８により操作され、第３制御盤２９により制御される。

第１及び第２旋盤本体２１，２２は、図示しないタレットに保持された工具により主軸に保持されたワークＷを回転させながら主に旋削加工する。加工機本体２７は、図示しないタレットに保持された工具を回転させながら、交差する２軸で移動するチャックに保持されたワークＷを主にフライス加工する。第１及び第２旋盤本体２１，２２並びに加工機本体２７は、第１〜第３操作盤２３，２４，２８の下方に配置された盤取付部２１ａ，２２ａ，２７ａと、作業者の安全を確保するために加工部を覆う開閉する安全カバー２１ｂ，２２ｂ，２７ｂと、を有している。盤取付部２１ａ，２２ａ，２７ａは、異常情報処理盤２０を保持可能である。

図１及び図２に示すように、第１〜第３操作盤２３，２４，２８は、第１及び第２旋盤本体２１，２２並びに加工機本体２７の前面に縦軸回り９０度程度旋回可能に配置されている。第１〜第３操作盤２３，２４，２８は、図４に示すように、第１及び第２旋盤本体２１，２２並びに加工機本体２７を各別に数値制御するための操作キー部３０，３３，３３６と、工具やワークＷの座標等を表示する表示部３１，３４，３７と、異常情報表示盤２０と無線通信を行うための無線通信部３２，３５，３８と、を有している。第１〜第３操作盤２３，２４，２８は、操作対象の機械の異常発生時に第１〜第３制御盤２５，２６，２９から送られた異常情報を異常発生部位に応じた表示部３１，３４，３７に表示する。また、無線通信部３２，３５，３８を介して異常情報表示盤２０に異常情報を無線で送信する。

無線通信部３２，３５，３８は、たとえば、Wi-Fi，Bluetooth（登録商標），ZigBee（登録商標）等の通信相手を互いに識別可能な比較的小電力の無線通信規格に依拠した電波で異常情報表示盤２０と無線通信可能である。なお、無線通信規格は前述したものに限定されるものではなく、特定小電力規格等の種々の無線通信規格を適用可能である。
第１〜第３制御盤２５，２６，２９は、第１及び第２旋盤本体２１，２２並びに加工機本体２７の背面に設けられている。前述したように、第１制御盤２５は、たとえば、搬入コンベア１８と、第１旋盤本体２１と、ローダ１３と、を制御する。第２制御盤２６は、第２旋盤本体２２と、搬送コンベア１６，１７と、ローダ１４を制御する。第３制御盤２９は、加工機本体２７と、ローダ１５と、搬出コンベア１９と、を制御する。第１〜第３制御盤２５，２６，２９は、制御対象の機械の各所に配置されたセンサ類からの信号により制御対象の機械に異常が発生したときにその異常情報を生成する。第１〜第３制御盤２５，２６，２９が生成する異常情報には、異常箇所や異常の内容等の情報が含まれる。この異常情報は第１〜第３操作盤２３，２４，２８に送られ、そこで表示される。

本発明の一実施形態に係る表示装置である異常情報表示盤２０は、図３に示すように、作業者が手で持ち運び可能な質量及び大きさであり、内部に設けられた図示しない二次電池等の充電可能な電源により動作する。異常情報表示盤２０は、通常は、図１に示すように、第１及び第２旋盤本体２１，２２並びに加工機本体２７に設けられた盤取付部２１ａ，２２ａ，２７ａのいずれかに着脱自在に保持可能である。また、異常情報表示盤２０は、盤取付部２１ａ，２２ａ，２７ａに配置すると充電されるように構成されている。充電方式は接触式でもよいし非接触式でもよい。

異常情報表示盤２０は、図４に示すように、表示部４０を有し、加工機械システム１に対して自在に移動可能な盤本体（装置本体の一例）４１と、第１〜第３制御盤２５，２６，２９で制御される機械に異常が発生するとその異常箇所を特定可能な異常箇所特定手段４２と、盤本体４１の加工機械システム１に対する相対位置を検知するための検知手段４３と、検知手段４３の検知結果に基づき、特定された異常箇所に作業者を案内するためのガイド情報ＧＩを表示部４０に表示するガイド情報表示手段４４と、を備えている。また、異常情報表示盤２０は、盤本体４１と異常箇所とが所定距離（たとえば、１ｍ〜３ｍの範囲）以内に接近すると、ガイド情報ＧＩに代えて異常に対処するための異常対処情報ＴＭを表示部４０に表示する異常対処情報表示手段４５を備えている。

また、異常情報表示盤２０は、図３及び図４に示すように、表示部４０の一側（図３右側）に配置され、加工機械システム１全体を非常時に停止するための非常停止ボタン４６と、表示部４０の表示をオンオフするためのオンオフボタン４７と、をさらに備えている。
盤本体４１は、内部に空間を有する、たとえば箱状に形成されている。盤本体４１の内部には、図４に示すように、マイクロコンピュータからなる盤制御部４８が設けられている。盤制御部４８は、表示部４０を表示制御するとともに、非常停止ボタン４６、オンオフボタン４７、及び表示部４０に表示される後述すリセットボタン５８の操作に応じた操作信号を生成して第１〜第３操作盤２３，２４，２８に送信する。

また、盤制御部４８は、第１〜第３操作盤２３，２４，２８のいずれかから受信した異常情報により異常箇所の位置を特定する異常箇所特定手段４２として機能し、異常情報に基づきガイド情報ＧＩを表示部４０に表示することによりガイド情報表示手段４４として機能する。さらに、異常発生時に盤本体４１が異常箇所にたとえば２ｍ以内に接近すると、ガイド情報ＧＩに代えて異常対処情報ＴＭを表示することにより異常対処情報表示手段４５として機能する。
盤制御部４８には、非常停止ボタン４６と、オンオフボタン４７と、検知手段４３の一例である位置センサ４９と、が接続されている。また、盤制御部４８には、表示部４０と、無線通信部５０と、記憶部５１と、が接続されている。

位置センサ４９は、加工機械システム１が設置された工場建家内に設置された、たとえば３つの電波発信器５２ａ，５２ｂ，５２ｃから発信された電波を受信し、受信した電波の方向から異常情報表示盤２０の位置を三次元的に検出可能である。加工機械システム１の特定の位置（たとえば、第２制御盤２６の位置）及び特定の位置と異常箇所との相対的な位置関係は予め記憶部５１に格納されている。このため、位置センサ４９の出力により、特定の位置と盤本体４１との相対位置を検知することにより、盤本体４１と異常箇所との相対位置を検出可能になる。

表示部４０は、液晶式のタッチパネル画面を有している。表示部４０には、異常が発生し、異常情報を受信すると、検知手段４３の検知結果に基づいて、加工機械システム１の平面的なレイアウトＬＩと、レイアウトＬＩ上の盤本体４１の位置ＰＩと、異常箇所の位置ＴＩとを含むガイド情報ＧＩが画像表示される。図３では、一例として盤本体４１の位置ＰＩが長方形で、異常箇所の位置ＴＩが円形で示しており、便宜上、位置ＰＩと位置ＴＩとを異なる傾きでハッチングしている。なお、表示部がカラーディスプレイの場合、位置ＰＩと位置ＴＩとを色分けして表示してもよい。

また、図７に示すように、異常発生時に盤本体４１が異常箇所に所定距離まで近づいて異常対処情報ＴＭが表示されると、異常情報を取り消すためのリセットボタン５８が矩形に表示される。さらに、異常対処情報ＴＭの表示時に表示が表示画面に入りきらない場合に次の表示や前の表示を表示させるための前後の表示ボタン５９，６０が三角形で表示されるとともに、異常箇所の詳細情報ＤＩが表示される。
無線通信部５０は、第１から第３操作盤２３，２４，２８の無線通信部３２，３５，３８と前述した無線通信規格で無線通信可能である。

記憶部５１は、たとえばフラッシュメモリ等の不揮発メモリで構成されており、加工機械システム１のレイアウトＬＩのデータ、加工機械システム１の特定の位置のデータ、異常箇所毎の位置ＴＩのデータが格納されている。また、リセットボタン５８や表示ボタン５９，６０の表示データも記憶部５１内に格納されている。さらに、加工機械システム１の周囲の歩行可能な通路のデータや異常箇所毎の異常対処情報ＴＭが格納されている。
図３に示す異常情報表示盤２０は、第３操作盤２８内で異常が発生した状態の表示画面を示しており、盤本体４１の位置ＰＩと異常箇所の位置ＴＩとレイアウトＬＩとが表示され、さらに、位置ＰＩから位置ＴＩに行くための最短の歩行可能な通路である経路ＲＴが表示されている。

次に、盤制御部４８の制御動作について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
盤制御部４８に電源が投入されると、図５のステップＳ１で初期設定がなされる。ステップＳ２では、異常フラグがオンしているか否かを判断する。異常フラグは、異常情報を受信するとオンし、リセット信号を送信されるとオフする。異常フラグがオンしていない場合はステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、加工機械システム１の異常によりいずれかの操作盤２３，２４，２８から送信される異常情報を受信したか否かを判断する。

異常情報を受信すると、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、異常フラグをオンするとともに、異常情報に含まれる異常箇所に基づいて異常箇所の位置ＴＩを記憶部５１から読み出して異常箇所を特定し、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、そのときの盤本体４１の位置ＰＩのデータを示す位置センサ４９からの出力を取り込む。ステップＳ６では、盤本体４１の位置が異常箇所と２ｍ以内の位置にあるか否かを判断する。盤本体４１が異常箇所から２ｍを超えて離れている場合はステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、図３に示したようなガイド情報ＧＩを表示部４０に表示し、ステップＳ８に移行する。なお、ステップＳ７のガイド情報ＧＩの表示画面では、前述したように、盤本体４１の位置ＰＩと異常箇所の位置ＴＩとレイアウトＬＩとが表示され、さらに、位置ＰＩから位置ＴＩに行くための最短の歩行可能な通路の経路ＲＴが矢印で表示されている。すなわち、図３では、図２の符号Ａに示す第１操作盤２３の前に作業者が異常情報表示盤２０を持っている状態のガイド情報の表示画面を示している。

ガイド情報ＧＩが表示されると、作業者は、盤本体４１を持ってメンテナンスの作業者が経路ＲＴに沿って移動するだけで、異常箇所に迅速に到達できる。なお、図６に示すように、盤本体４１の位置ＰＩが異常箇所の位置ＴＩに近づくにつれてガイド情報ＧＩが拡大表示されるように表示が変化する。また、経路ＲＴの方向が変化する手前では、その旨を示す文字が表示される。たとえば、図２に符号Ａで示した位置から作業者が符号Ｂで示す位置に盤本体４１を持って移動すると、図６に示すような拡大されたガイド情報ＧＩが表示されるとともに、方向が変化する手前で「この先で機械に沿って左折してください」という文字が表示され、ガイド情報がさらに詳細になる。

ステップＳ８では、非常停止ボタン４６を操作されたか否かを判断する。操作されていない場合は、ステップＳ９に移行し、オンオフボタン４７が操作されたか否かを判断する。操作されていないときは、ステップＳ２に戻る。
異常フラグがオンしているときは、ステップＳ３及び４をスキップし、ステップＳ２からステップＳ５に移行し、位置データを取り込む。異常情報を受信していないときは、ステップＳ３からステップＳ８に移行する。
盤本体４１が異常箇所から２ｍ以内に接近するとステップＳ６からステップＳ１０移行する。たとえば、作業者がガイド情報ＧＩに表示された経路を通って図２に符号Ｃで示した位置まで移動し、異常箇所に接近すると、ステップＳ１０では、ガイド情報ＧＩに代えて図７に示す異常対処情報ＴＭを表示部４０に表示し、ステップＳ１１に移行する。

異常対処情報ＴＭの表示画面では、図７に示すように、表示画面のたとえば、左側に異常に対処するための異常対処情報ＴＭが表示される。異常対処情報ＴＭでは、異常の内容だけでなく、その異常に対応する方法なども記載されている。従来は、異常の内容は表示されるが、異常に対する対処方法までは表示されていない。このため、マニュアルなどを持ち出して異常に対処する必要がある。しかし、本実施形態では、異常の対処方法についても詳しく説明されている。たとえば、図７では、異常の内容として、主にターニングセンタ１２を制御する第３制御盤２９のサーキットプロテクタがオフしている警告が表示されるとともに、その下に、原因として考えられる要素が、複数項目（たとえば、４項目）記載されている。作業者のその項目の原因を一つずつ確認することより、異常に対処することができる。また、異常の対処したあと、異常情報（アラーム）をリセットするためにリセットボタンを押すように促す記載が表示される。

さらに画面の右側には、リセットボタン５８が表示され、その下には、異常対処情報ＴＭの記載を次に進めたり前に戻したりする前後の表示ボタン５９，６０が表示され、その下に第３制御盤２９内のサーキットプロテクタの位置を判別可能な画像ＣＩがたとえば写真又はグラフィックで表示される。そして、サーキットプロテクタの位置がたとえばハイライト（図７では便宜上ハッチングで示している）表示される。
これにより、作業者は、異常に対処するメンテナンスを行う際に異常の場所を的確に認識できるとともに、異常の原因を迅速に確認できる。このため、異常に対するメンテナンスを迅速に行える。しかも通常は、操作盤に配置されているリセットボタンが盤本体４１に表示されるので、異常対処後に迅速に正常状態に復旧できる。

ステップＳ１０では、リセットボタン５８が押されてリセットされたか否かを判断する。作業者は、異常に対するメンテナンスが終わるとアラームをリセット、すなわち異常情報を削除するためにリセットボタン５８を押す。リセットボタン５８が押されておらずリセットなされていない場合はステップＳ８に移行する。リセットされた場合はステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、リセット信号を第１から第３操作盤２３，２４，２８に送信するとともに異常フラグをオフし、ステップＳ８に移行する。

図８では、ターニングセンタ１２の加工機本体２７の安全カバー２７ｂが開いている異常情報が発生した例を示している。この場合、作業者は第１操作盤２３の前に立っている。そして、盤取付部２１ａに保持された異常情報表示盤２０を手持ちすると、図８に示すようなガイド情報ＧＩが表示される。そして異常箇所に近づくと、図９に示すようにガイド情報ＧＩが拡大され、異常箇所に近づくと、異常対処情報ＴＭ及びリセットボタン５８が表示される。この場合、異常対処情報ＴＭが短いので前後の表示ボタンは表示されない。また、画面の右下には、安全カバーが開いている状態の画像が表示される。
非常停止ボタン４６が押圧されたと判断すると、ステップＳ８からステップＳ１３に移行し、無線通信部５０を介して全非常停止信号を無線通信部３２，３５，３８に送信する。これにより、加工機械システム１の全ての動作が停止する。

オンオフボタン４６が押圧されたと判断すると、ステップＳ９からステップＳ１４に移行し、表示部４０がオンしているときはオフし、オフしているときはオンする。これらの処理が終わると、ステップＳ２に戻る。
ここでは、加工機械システム１に異常が発生すると、盤本体４１の位置から異常箇所まで作業者を案内するためのガイド情報ＧＩが装置本体の表示部に表示される。このため、作業者は、この表示されたガイド情報ＧＩを見て容易に異常箇所まで行くことができ、加工機械に異常が発生したときに迅速に異常箇所に到達できるようになる。

また、ガイド情報表示手段４４が、盤本体４１が異常箇所に近づくにつれてガイド情報ＧＩを変化させているので、異常箇所に近づくにつれてガイド情報ＧＩが、たとえば、詳細になったり、表示が拡大したりすることにより、作業者が異常箇所に近づいていることを確実に認識できる。
さらに、盤本体４１と異常箇所とが所定距離（たとえば２ｍ）以内に接近すると、ガイド情報ＧＩに代えて異常に対処するための異常対処情報ＴＭを表示部４０に表示する異常対処情報表示手段４５をさらに備えているので、異常箇所に接近すると、異常対処情報ＴＭが表示される。このため、マニュアル等を見ることなく、異常に対処するメンテナンスを迅速に行うことができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）前記実施形態では、加工機械として第１及び第２旋盤１０，１１とターニングセンタ１２とを有する複数の機械を有する加工機械システムを例示し、その表示装置としての異常情報表示盤２０を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、加工機械としては、単体の機械であってもよいし、複数の機械を組み合わせた加工機械システムでもよい。また加工機械としては、その他にプレス機械等のワークＷを加工するものであればどのようなものでもよい。また、それらの加工機械には、それらに付属するワークＷや工具の搬送のためのコンベアやローダ等の付属装置も含まれる。

（ｂ）前記実施形態では、３箇所から発せられる電波を検知する位置センサを用いて検知手段を構成したが、本発明の検知手段はこれに限定されない。たとえば、音波や赤外線などを利用したものであってもよい。
（ｃ）前記実施形態で開示したガイド情報及び異常対処情報は一例であり、本発明は、これらの開示に限定されない。

本発明は、加工機械の異常を表示する表示装置で作業者を異常箇所に迅速に案内できるため、加工機械のメンテナンスの分野において有用である。

本発明の一実施形態が採用された加工機械システムの正面図。 その加工機械システムの平面図。 本発明の一実施形態による表示装置である異常情報表示盤の正面図。 その制御系の構成を示すブロック図。 盤制御部の制御フローチャート。 異常情報表示盤の拡大されたガイド情報の表示画面の一例を示す図。 異常情報表示盤の異常対処情報の表示画面の一例を示す図。 異常情報表示盤のガイド情報の表示画面の一例を示す図。 異常情報表示盤の拡大されたガイド情報の表示画面の一例を示す図。 異常情報表示盤の異常対処情報の表示画面の一例を示す図。

符号の説明

１ 加工機械システム（加工機械の一例）
２０ 異常情報表示盤
４０ 表示部
４１ 盤本体（装置本体の一例）
４２ 異常箇所特定手段
４３ 検知手段
４４ ガイド情報表示手段
４５ 異常対処情報表示手段
ＧＩ ガイド情報
ＴＭ 異常対処情報
ＬＩ レイアウト
ＰＩ 盤本体の位置
ＴＩ 異常箇所の位置

Claims (4)

1. 加工機械の異常情報を表示する加工機械の表示装置であって、
   表示部を有し、前記加工機械に自在に移動可能な装置本体と、
   前記加工機械に異常が発生するとその異常箇所を特定可能な異常箇所特定手段と、
   前記加工機械に対する前記装置本体の位置を検知するための検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づき、特定された前記異常箇所に作業者を案内するためのガイド情報を前記表示部に表示するガイド情報表示手段と、
   を備えた加工機械の表示装置。
2. 前記ガイド情報表示手段は、前記装置本体が前記異常箇所に近づくにつれて前記ガイド情報を変化させる、請求項１に記載の加工機械の表示装置。
3. 前記ガイド情報は、前記加工機械のレイアウトと、前記レイアウト上の前記装置本体の位置と、前記レイアウト上の前記異常箇所とを含む、請求項１又は２に記載の加工機械の表示装置。
4. 前記装置本体と前記異常箇所とが所定距離以内に接近すると、前記ガイド情報に代えて異常に対処するための異常対処情報を前記表示部に表示する異常対処情報表示手段をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の加工機械の表示装置。
   

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