JP5717802B2 - 機械の制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、工作機械がワークを加工する間、工作機械の数値制御装置から周辺装置のロボットに対して休止指令を通知し、休止指令を出されたロボットが休止することでロボットの電力消費を抑制する技術が開示されている。
特許文献3には、複数台の射出成形機をネットワークに接続し、射出成形スケジューリング処理において、他機の射出工程スケジュールに基づいて、許容最大電力に収まるように自機の射出工程スケジュールを決定することによって、最大消費電力を低減させる技術が開示されている。
特許文献2に開示されている技術は、消費電力の低減のために、工作機械の速度を制御しているため、加工時間が延びて生産性が低下したり、送り速度や主軸の回転数が変わることにより加工条件が変化してしまうおそれがある。
特許文献3に開示されている技術は、消費電力の低減のために、射出成形機の工程スケジュールを制御しているため、スケジュール順によっては、加工時間が延びて生産性が低下してしまうおそれがある。
また、周辺装置毎に加工プログラム中に作業開始可能範囲を設定し、その作業開始可能範囲内でのみ、周辺装置の作業を行うことができるため、周辺装置の作業開始時期が無制限に遅れてしまうといったことがなくなる。また、作業開始の順番等を加工プログラム中で決定することが可能となるため、周辺装置の作業の順番の混乱を防ぐこともできる。
すなわち、請求項2に係る発明では、作業中の周辺装置と作業開始指令を行う周辺装置の消費電力の合計が上限値に達する場合に、作業開始指令を行う周辺装置の作業開始指令のタイミングを後方にずらして決定することによって、他の周辺装置が作業中で、新規に周辺装置への作業開始指令をして、消費電力の合計が上限値に達してしまう場合には、新規な作業開始指令の作業開始タイミングを後方にずらすことによって、消費電力の合計が上限値を超えないようにする。これにより、施設の最大消費電力を低減させることができ、作業開始タイミングを制御するのが周辺装置であるために、施設の生産性を低下させることもない。
すなわち、請求項3に係る発明では、周辺装置の消費電力を判定するのに、作業中の周辺装置の数によって判定している。これにより、それぞれの周辺装置の消費電力を算出する必要がなくなり、より簡単な方法で周辺装置の消費電力の合計が上限値を超えないようにすることが可能となる。
すなわち、請求項4に係る発明では、作業開始タイミング決定手段が、作業中の周辺装置の数を計数して、数が上限値に達している場合に、周辺装置への新たな作業開始指令を抑止するようにしているため、周辺装置の作業が一定数以上重なることを抑止して、周辺装置の消費電力の合計が上限値を超えないようにすることが可能となる。
本実施形態では、各工作機械はネットワークに接続されており、これによって各工作機械が周辺装置の作業状況を把握し、周辺装置の作業開始タイミングを決定するように構成されている。工作機械の代わりに、射出成形機、放電加工機、プレス加工機などの産業機械などを用いることもできる。また、各工作機械はネットワークインタフェースを備えた数値制御装置を保有しており、各周辺装置はネットワークインタフェースを備えた数値制御装置もしくはプログラマブルコントローラ(PLC)といった制御装置を保有している。なお、相互通信手段としてはネットワークに限ったものではなく、入出力信号を使用したものでもよい。
各工作機械の加工プログラム中には、工作機械に対する加工指令に加えて周辺装置の作業開始指令が記載されている。例えば周辺装置がロボットである場合、通常、周辺装置の作業開始指令は工作機械の加工終了前と加工終了直後に記載され、それぞれ待機位置への移動動作とワーク交換動作に対応している。工作機械が作業開始指令を行うことで、周辺装置は直ちに指令を行った工作機械に対して作業を開始する。
図1は、本実施形態の機械の制御装置と周辺装置との関係を示すブロック図である。10は工作機械の制御装置であり、その内部に作業開始タイミング決定手段14と、作業状況受信手段16を備えている。また、工作機械の制御装置10内には加工プログラム12が格納されており、この加工プログラム12において、工作機械に対する加工指令と、周辺装置に対する作業開始指令を行っている。また、制御装置10には、あらかじめ各周辺装置の消費電力を周辺装置ごとにテーブルとして記憶しておく。
工作機械の制御装置10の外部には、周辺装置1(20)及び周辺装置2(30)が備えられており、ネットワークによって工作機械の制御装置10と接続されている。各周辺装置には、それぞれ内部に作業状況送信手段(22,32)を有しており、各周辺装置の作業状況として、作業中か待機中かのいずれかの作業状況を工作機械の制御装置10に送信している。
作業開始タイミング決定手段14では、作業状況受信手段16から送信される各周辺装置の作業状況に応じて、各周辺装置(20,30)に対してタイミングを決定して作業開始指令を送信する。
・(ステップSA1)工作機械の制御装置内の作業開始タイミング決定手段において、加工プログラムから周辺装置の作業開始指令を読み込む。
・(ステップSA2)各周辺装置の作業状況を読み込む。
・(ステップSA4)工作機械の加工を継続し、ステップSA2に戻り、いずれかの周辺装置の作業が終了して、周辺装置の消費電力の合計が上限値を下回るのを待つ。
・(ステップSA5)作業開始指令を行う周辺装置に対して作業開始指令を送信し、周辺装置の作業を実行する。
・(ステップSB1)当該周辺装置の作業状況を確認する。
・(ステップSB2)作業状況が作業中かどうかを判定する。作業状況が作業中の場合(YES)は、ステップSB3に進み、作業状況が作業中ではなく待機中の場合(NO)は、ステップSB4に進む。
・(ステップSB3)作業状況の送信データとして「作業中」をセットし、ステップSB5に進む。
・(ステップSB4)作業状況の送信データとして「待機中」をセットし、ステップSB5に進む。
・(ステップSB5)作業状況の送信データを工作機械の制御装置に送信し、ステップSB1に戻る。
図3に示された方法では、各周辺装置は常時作業状況を確認して、工作機械の制御装置に送信を行っているが、工作機械の制御装置から周辺装置の作業状況確認リクエストがあったときのみ作業状況を確認して工作機械の制御装置に作業状況を送信するようにすることもできる。
本実施形態においては、周辺装置の最大電力の監視をするために、施設の最大消費電力や設置されている周辺装置と工作機械の台数などに基づいて同時に動作させる周辺装置の最大台数を設定しておき、同時に動作する周辺装置の台数が最大台数以下になるように、周辺装置の作業開始指令タイミングを設定している。図6は、本実施形態における作業開始タイミングの調整処理の流れを示すフローチャートであり、以下、ステップ毎に説明する。
・(ステップSC1)工作機械の制御装置内の作業開始タイミング決定手段において、加工プログラムから周辺装置の作業開始指令を読み込む。
・(ステップSC2)各周辺装置の作業状況を読み込む。
・(ステップSC4)工作機械の加工を継続し、ステップSC2に戻り、いずれかの周辺装置の作業が終了するのを待つ。
・(ステップSC5)作業開始指令を行う周辺装置に対して作業開始指令を送信し、周辺装置の作業を実行する。
第1及び第2実施形態においては、最大消費電力や同時に動作させる周辺装置の台数を監視して、周辺装置の作業開始タイミングの制御を行っていたが、無制限に作業開始指令を遅らせることを可能とすると、例えば周辺装置がワーク交換を行うロボットであれば、ワーク交換が行われる前に次の加工が指令されてしまい、加工済みのワークの加工を始めてしまうおそれがある。このため、本実施形態では、加工プログラムにおいて周辺装置の遅らせる作業開始タイミングに制限を設けるようにする。
12 加工プログラム
14 作業開始タイミング決定手段
16 作業状況受信手段
20 周辺装置1
22 作業状況送信手段
30 周辺装置2
32 作業状況送信手段
Claims (4)
- 複数の周辺装置に対して相互通信と加工プログラムによる指令を行う機械の制御装置において、
前記周辺装置の作業状況情報を受信する作業状況受信手段と、
前記周辺装置の作業開始タイミングを決定する作業開始タイミング決定手段と、を備え、
前記作業タイミング決定手段は、前記作業状況受信手段で受信した前記周辺装置の作業状況情報に基づいて、周辺装置毎に加工プログラム中に作業開始可能範囲を設定し、該作業開始可能範囲内で周辺装置の消費電力の合計が上限値に達しないように前記周辺装置の作業開始タイミングを決定することを特徴とする機械の制御装置。 - 前記作業開始タイミング決定手段は、作業中の周辺装置と作業開始指令を行う周辺装置の消費電力の合計が上限値に達する場合に、前記作業開始指令を行う周辺装置の作業開始指令のタイミングを後方にずらして決定することを特徴とする請求項1に記載の機械の制御装置。
- 前記作業開始タイミング決定手段は、作業中の周辺装置の数によって、周辺装置の消費電力を判定することを特徴とする請求項2に記載の機械の制御装置。
- 前記作業開始タイミング決定手段は、
前記作業状況受信手段で受信した作業状況の情報に基づいて作業中の周辺装置の数を計数する計数手段と、
計数手段で計数した作業中の周辺装置の数が上限値以内の場合は作業開始指令を許可し、上限値に達している場合は、周辺装置への新たな作業開始指令を抑止する手段を有することを特徴とする請求項2に記載の機械の制御装置。
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