JP6725695B2 - 工作機械装置 - Google Patents

Description

本発明は、サイクルタイムの計測を行う工作機械装置に関する。

従来より、ワークに対して穴あけ、旋盤、研磨、検査等の各種作業を行う工作機械装置について提案されている。上記工作機械装置では、機器の劣化や故障を診断する為にサイクルタイム（作業工程を行うのに必要な時間）の計測を行うことが一般的に行われている。

例えば、特開２０１０−１７６３０９号公報は、工作機械装置においてＮＣプログラムが実行されてからワンサイクル停止コードを２回検知するまでの時間を、１加工サイクルの加工時間として計測する技術について開示されている。そして、計測された時間の変化から工作機械装置の劣化やエラーを診断することが可能である。

特開２０１０−１７６３０９号公報（第８−１０頁）

ここで、加工サイクル内で工作機械装置が行う動作には複数の工程（動作ステップ）が含まれている。例えば、扉を開閉する工程、アームを移動する行程、ワークをアームで掴む工程、アームでワークを搬送する工程、アームからワークを離す工程、ワークに対して穴あけする工程、ワークを検査する工程等があり、１加工サイクルにおいてこのような複数の工程を順次実施している。

そして、工作機械装置は上記様々な工程を行う為に多数の部品（例えば、扉、アーム、チャック、モータ等）から構成されており、劣化やエラーは部品毎に生じる。従って、工作機械装置の劣化やエラーを診断する際には、どの部品において劣化やエラーが生じたのかを特定することが重要である。

しかしながら上記特許文献１の技術では、予め決められた１加工サイクルの加工時間を計測することは可能であるが、操作者側で計測する区間を任意に指定することができない。例えば特定の工程を実行するのに要した時間を計測することはできなかった。従って、計測した時間から、工作機械装置が備えるどの部品において劣化や故障が生じたのかを特定することは困難であった。また、部品の交換や修理を行った場合において、実際にその後に機能が改善されたかを確認することも困難であった。

一方で、工作機械装置の改良として特にサイクルタイムの短縮を目的とした改良を行うこともある。このような場合において、操作者側で計測する区間を任意に指定することができないことはサイクルタイムの分析を行う際に問題点となっていた。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、操作者側で任意の区間を指定してサイクルタイムの計測を行うことを可能とし、どの部品において劣化や故障が生じたのかを容易に判断することを可能にするとともに、サイクルタイムの分析についても容易化した工作機械装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明に係る工作機械装置は、予め入力された前記動作プログラムに従って動作を行う工作機械装置であって、前記動作プログラムは複数の動作ステップを含み、動作を開始する前に、実行対象となる前記複数の動作ステップの間の内、操作者の操作によって指定された位置に計測開始点を設定する計測開始点設定手段と、動作を開始する前に、実行対象となる前記複数の動作ステップの間の内、前記計測開始点より後であって操作者の操作によって指定された位置に計測終了点を設定する計測終了点設定手段と、工作機械装置を前記動作プログラムに従って動作させるとともに、前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに要した時間であるトータル時間を計測するトータル時間計測手段と、前記トータル時間計測手段による前記トータル時間の計測と並行して、前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる各動作ステップを実行する時間であるラップ時間を、動作ステップ毎に計測するラップ時間計測手段と、前記トータル時間計測手段により計測されたトータル時間を出力するトータル時間出力手段と、前記ラップ時間計測手段により計測された前記ラップ時間を動作ステップ毎に区分して出力するラップ時間出力手段と、を有し、前記トータル時間計測手段及び前記ラップ時間計測手段は、前記動作プログラムから独立したプログラムにより、前記動作プログラムと並行して前記トータル時間及びラップ時間の計測が実行されることを特徴とする。

前記構成を有する本発明に係る工作機械装置によれば、操作者側で任意の区間を指定してサイクルタイムの計測を行うことが可能となる。その結果、どの部品において劣化や故障が生じたのかを容易に判断することが可能となる。また、部品を交換した後に機能が改善したか否かを容易に判断することが可能である。また、任意の区間のサイクルタイムの計測が可能となることによって、サイクルタイムを短縮する為の分析を行う際にも非常に有効である。

また、操作者側で任意の区間を指定して、区間内に含まれる各動作ステップを実行するサイクルタイムの計測を行うことが可能となる。その結果、どの部品において劣化や故障が生じたのかを容易に判断することが可能となる。また、部品を交換した後に機能が改善したか否かを容易に判断することが可能である。また、任意の区間内に含まれる各動作ステップのサイクルタイムの計測が可能となることによって、サイクルタイムを短縮する為の分析を行う際にも非常に有効である。

図１は、本実施形態に係る工作機械装置の外観正面図である。 図２は、ベースユニットの内部構造を示した図である。 図３は、アームの動作態様の一例を示した図である。 図４は、本実施形態に係る工作機械装置を示したブロック図である。 図５は、本実施形態に係る計測プログラムのフローチャートである。 図６は、計測プログラム設定画面の一例である。 図７は、基準時間設定画面の一例である。 図８は、計測実施画面の一例である。 図９は、出力画面の一例である。 図１０は、出力画面の一例である。 図１１は、本実施形態に係る劣化管理プログラムのフローチャートである。

以下、本発明に係る工作機械装置を、具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る工作機械装置１の全体構成について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係る工作機械装置１の外観正面図である。

［工作機械装置の全体構成］
本実施形態に係る工作機械装置１は、図１に示すように、複数（図１では５個）のベースユニット２Ａ〜２Ｅからなるベース３と、ベース３に対して配列された複数（図１では９個）の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉとを備えている。基本的には、一のベースユニットに対して２つの作業機モジュールが配置されるが、一のベースユニットに対して一の作業機モジュールのみ或いは３以上の作業機モジュールを配置する構成としても良い。更に、ベース３と独立して作業機モジュールを配置しても良い。例えば、図１に示す例では、最も左側に配置されたベースユニット２Ａは一の作業機モジュール４Ａが配置され、他のベースユニット２Ｂ〜２Ｅには各２個の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｉが配置されている。尚、以下の説明では、「前後」、「左右」、「上下」を、図１の工作機械装置１の正面側から見た場合における前後、左右、上下として説明する。即ち、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが配列されている方向は左右方向であり、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向と交差する工作機械装置１の奥行き方向が前後方向である。

また、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、１つのラインとなるように左右方向に一列に配列されている。更に、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、等間隔で且つ互いの側壁が近接するように配列されている。なお、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、後述するようにワークに対する作業内容が異なる複数種類のモジュールが存在する。但し、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの外観は、種類に関わらず基本的に同一寸法で同一外観を有している。その結果、本実施形態に係る工作機械装置１は、見た目に統一感のあるものとなっている。

また、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、左右方向の寸法が、前後方向の寸法に対して相当に小さくされている。一方、ベースユニット２Ａ〜２Ｅは上方に載置される作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに対応した寸法を有している。例えばベースユニット２Ａは、左右方向の寸法が１つの作業機モジュールが載置された状態における作業機モジュールの左右方向の寸法とほぼ等しくされており、ベースユニット２Ｂ〜２Ｅは、左右方向の寸法が、２つの作業機モジュールが載置された状態における作業機モジュールの左右方向の寸法とほぼ等しくされている。即ち、ベース３は、左右方向において、９つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが丁度載置される大きさのものとされている。以上のような構成から、本実施形態に係る工作機械装置１は、９つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが配列されているにも拘わらず、配列方向における当該装置全体の長さが比較的短いものとすることができる。

また、ベース３を構成する各ベースユニット２Ａ〜２Ｅは、それぞれ互いに固定されて一のベースを構成している。上述したように基本的にベースユニット２Ａを除くベースユニット２Ｂ〜２Ｅの各々は、２つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉを載置させることが可能となっている。それら４つのベースユニット２Ｂ〜２Ｅは、各々が規格化されており、互いに同じ形状、寸法、構造のものとされている。従って、ベース３を構成するベースユニットの数は適宜増減することが可能であり、それに伴って配列する作業機モジュールの数についても自由に変更することが可能となる。尚、本実施形態では、ベース３を複数のベースユニット２Ａ〜２Ｅから構成しているが、ベース３をベースユニット２Ａ〜２Ｅに分割せずに単体で構成しても良い。

次に、ベースユニット２Ａ〜２Ｅの内部構造について説明する。図２はベースユニット２Ｂの内部構造を示した図である。尚、ベースユニット２Ａ〜２Ｅは載置される作業機モジュールの数が異なるのみで、基本的に同一の構成を有しているので、他のベースユニット２Ａ、２Ｃ〜２Ｅの説明は省略する。

図２に示すように、各ベースユニット２Ｂには、上部に載置される作業機モジュールの数に応じた数のレール１１が設けられている。本実施形態ではベースユニット２Ｂは２つの作業機モジュール４Ｂ、４Ｃが載置されるので、２対のレール１１が、前後方向に並んで設けられている。レール１１は、作業機モジュールの引き出しの際の作業機モジュールが移動する軌道を画定するものとなっている。一方、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃのベースに接する面には、レール１１と対応する車輪が設けられている。そして、レール１１上で車輪を移動させることによって、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃをベースユニット２Ｂに対して容易に前後方向に移動させることが可能となっている。

更に、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃは、ベースユニット２Ｂから離脱可能な位置まで移動させることが可能である。その結果、ベース３上に配列された各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの一部の入れ替えや並べ替えを容易に行うことが可能となる。

また、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの正面側の側壁には、コントローラ５が配置されている。コントローラ５は、情報の表示手段としての液晶ディスプレイや、ユーザの操作を受け付ける操作受付手段としての各種操作ボタンを備えており、工作機械装置１に関する各種操作を受け付けたり、工作機械装置１の現在の作動状況や設定状況等を表示する。また、液晶ディスプレイの前面にはタッチパネルが配置されており、タッチパネルを用いた操作についても可能に構成されている。また、コントローラ５は後述のように工作機械装置１のサイクルタイムの計測を行う場合においても用いられる。図１に示す例ではコントローラ５は一部の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｈのみに配置されているが、全ての作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに配置しても良い。尚、コントローラ５を用いたサイクルタイムの計測に関しては後に詳細に説明する。

［作業機モジュールの構成］
上述した工作機械装置１は、製造物であるワークに対して、各種のツールによる穴あけ、旋盤、研磨、検査等を行って、最終的な製品を製造するものである。具体的には、ラインに対して配列された各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが、一のワークに対して順次作業を行う。

ここで、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは複数種類あって、種類毎に作業内容が決められている。例えば本実施形態では、工作機械装置１内にワークを投入する搬入モジュール、旋盤を行う旋盤モジュール、ドリルによる孔開けやミーリング加工等を行うドリルモジュール、ワークに対して検査を行う検査モジュール、ワークの仮置きをおこなう仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュールがある。

尚、ベース３に対してどの種類の作業機モジュールを配置するかは、ワークに対する作業内容によって異なる。また、ベース３に対して配置する作業機モジュールの数もワークに対する作業内容によって異なる。また、作業機モジュールの並び順については一部の作業機モジュールを除いて作業内容に応じて製造者側で任意に変更可能である。

例えば作業機モジュールの配置の一例として、図１に示す例では、ベース３の最も左側の作業機モジュール４Ａとしてワークを投入する搬入モジュールが配列され、一方最も右側の作業機モジュール４Ｉとして工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュールが配置される。そして、搬入モジュールと搬出モジュールの間の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｈとして左側から順に、旋盤モジュール、仮置きモジュール、ドリルモジュール、検査モジュールがそれぞれ作業順に所定数配置される。そして、工作機械装置１は、最も左側に配置された搬入モジュールによって投入されたワークが、左側にある各作業機モジュールから順に、各作業機モジュールによる作業が行われ、最終的に搬出モジュールから排出されるようになっている。

また、工作機械装置１は、ワークを作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向に移送するワークの搬送手段、ワークの反転手段、作業位置へのワークの装着手段、作業位置からのワークの離脱手段として、アーム２１を備えている。尚、工作機械装置１が備えるアーム２１の数はベースユニット２Ａ〜２Ｅの数に比例し、基本的に２台の作業機モジュールの配置された２つのベースユニット（即ち４台の作業機モジュール）に対して１のアーム２１を配置する。例えば本実施形態では搬入モジュールの載置されたベースユニット２Ａを除くと４つのベースユニット２Ｂ〜２Ｅからなるので、アーム２１は２本配置されることとなる。

ここで、アーム２１は、ベース３と略同じ高さを有するテーブル２４上に配置されており、ベース３の側面に設けられたレールに沿って、テーブル２４とともに作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向である左右方向に移動可能に構成されている。即ち、アーム２１は、ベース３と作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの外壁とによって形成された作業空間内を、左右方向に移動することが可能とされている。また、アーム２１の先端部にはワークを保持する保持具としてのチャック２５を有している。そして、チャック２５でワークを保持した状態でアーム２１を移動することによって、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉ間でワークを移送することが可能である。

また、アーム２１は図２に示すように多関節型のアームであり、アーム２１の角度を変位可能とする複数の関節部を有する。具体的には、テーブル２４と第１アーム２６との接続部分にある第１関節部２７と、第１アーム２６と第２アーム２８との接続部分にある第２関節部２９と、第２アーム２８とチャック２５との接続部分にある第３関節部３０を備えている。また、各関節部にはアーム２１の角度を変位させる駆動源である駆動軸を有しており、例えば第１関節部２７の駆動軸（以下、第１駆動軸３１という）を駆動させることによって、テーブル２４に対する第１アーム２６の角度を変位させる。また、第２関節部２９の駆動軸（以下、第２駆動軸３２という）を駆動させることによって、第１アーム２６に対する第２アーム２８の角度を変位させる。また、また、第３関節部３０の駆動軸（以下、第３駆動軸３３という）を駆動させることによって、第２アーム２８に対するチャック２５の角度を変位させる。尚、各駆動軸３１〜３３は例えばサーボモータ等からなる。

従って、工作機械装置１は、各駆動軸３１〜３３の角度値を教示することによってアーム２１の姿勢を自由に制御することが可能となっている。例えば図３に示すように、アーム２１を折り畳んだり、伸ばすことによってチャック２５で保持したワーク４０を空間内で自由に移動させることが可能となる。更に、第３駆動軸３３を回転駆動させることによってワーク４０を１８０度反転させることも可能である。また、上下方向をＲＹ軸、前後方向をＲＺ軸とすると、各駆動軸３１〜３３の角度値を教示することによってワーク４０のＲＹ値を維持した状態でＲＺ値を変位させる（即ち、ワーク４０を水平方向に移動させる）ことも可能である。同じく、ワーク４０のＲＺ値を維持した状態でＲＹ値を変位させる（即ち、ワーク４０を鉛直方向に移動させる）ことも可能である。その結果、アーム２１は、そのアーム２１を作業機モジュールの作業位置まで伸ばし、チャック２５によって、作業位置にワークを装着させることや、作業位置からワークを離脱させること等も可能である。

また、テーブル２４の下方にはアーム回転装置４１を有している。アーム回転装置４１は、テーブル２４を水平方向に回転させることで、テーブル２４上にあるアーム２１についても回転させ、アーム２１全体の向きを変位させることが可能である。

［工作機械装置の制御構成］
次に、本実施形態に係る工作機械装置１の制御構成について図４を用いて説明する。図４は本実施形態に係る工作機械装置１を示したブロック図である。

図４に示すように本実施形態に係る工作機械装置１は、工作機械装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットである制御回路部５１と、ユーザの操作を受け付けるとともに情報の表示を行うコントローラ５と、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して接続された上述した作業機モジュール４Ａ〜４Ｉ及びアーム２１とを基本的に有する。尚、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１の数は上述したようにベースユニットの数に応じた数となる。

ここで、コントローラ５は、工作機械装置１の現在の作動状況や設定状況等を表示する液晶ディスプレイ５２と、ユーザの操作を受け付ける操作受付手段として操作部５３とを備える。尚、操作部５３はハードボタンであっても良いし、液晶ディスプレイ５２の前面に配置されたタッチパネルであっても良い。そして、ユーザは液晶ディスプレイ５２の表示内容を確認するとともに操作部５３を操作することによって工作機械装置１に対する各種操作を行う。特に本実施形態では、コントローラ５は後述のように工作機械装置１の動作制御に関する加工制御プログラムを生成する場合においても用いられる。

一方、制御回路部５１は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１、並びにＣＰＵ６１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、ＲＯＭ６３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ６４等の内部記憶装置、及び時間を計測する為のタイマ６５を備えている。

また、フラッシュメモリ６４は、ＣＰＵ６１が行う処理に必要な情報を記憶し、工作機械装置１の加工制御プログラムが格納されている。更に、工作機械装置１の動作を制御する後述の動作プログラムや、工作機械装置１のサイクルタイムの計測を行う後述の計測プログラム（図５）、工作機械装置１を構成する各部品の経年劣化の管理を行う劣化管理プログラム（図１１）等についても記憶されている。尚、特に動作プログラムと計測プログラムは基本的に互いに独立したプログラムであり、後述のように並行して実行される。

ここで、フラッシュメモリ６４に記憶される動作プログラムは、工作機械装置１で実施される加工工程に応じたものである。つまり、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉで実施される一連の加工工程に従った各機器の制御プログラムが格納されている。尚、工作機械装置１が一連の加工工程を複数種類実施可能である場合には、実施可能な一連の加工工程毎に対応する動作プログラムが格納されている。そして、工作機械装置１は、動作プログラムに従った順序で各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉにおいてワークに対する加工を行い、ワークに対する加工を行う。

また、タイマ６５はＣＰＵ６１からの指示に基づいてカウントアップを行い、時間を計測する為の計測手段である。特に本実施形態では、工作機械装置を動作プログラムに従って動作させる際に、予め操作者により設定された計測開始点から計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに要した時間（以下、トータル時間という）と、計測開始点から計測終了点までに含まれる各動作ステップを実行する為の動作ステップ毎の時間（以下、ラップ時間という）をそれぞれ計測する。

そして、制御回路部５１は、フラッシュメモリ６４から動作プログラムを読み出し、読み出した動作プログラムに従って作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１に対して信号を出力することによって工作機械装置１の制御を行う。そして、信号を受け取った作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１は、受け取った信号に従って各駆動源の駆動を行う。また、後述のように動作プログラムと並行してフラッシュメモリ６４から計測プログラムを読み出し、操作者側が予め設定したタイミングで出力される信号とタイマ６５を用いてトータル時間やラップ時間の計測を行う。

また、アーム２１は、第１関節部２７の第１駆動軸３１を回転駆動する為の第１関節モータ６６と、第２関節部２９の第２駆動軸３２を回転駆動する為の第２関節モータ６７と、第３関節部３０の第３駆動軸３３を回転駆動する為の第３関節モータ６８と、アーム回転装置４１を回転駆動させる為の回転駆動モータ６９と、アーム２１を作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向である左右方向に移動する為の搬送駆動モータ７０とを備えている。そして、工作機械装置１は、制御回路部５１から出力された信号に従って、各モータ６６〜７０を駆動することによって、アーム２１を任意の位置で任意の姿勢に制御することが可能となる。

［制御プログラムの実施構成］
続いて、上記構成を有する本実施形態に係る工作機械装置１においてＣＰＵ６１が実行する計測プログラムについて図５に基づき説明する。図５は本実施形態に係る計測プログラムのフローチャートである。ここで、計測プログラムは、コントローラ５において所定の操作を受け付けた場合に実行され、工作機械装置１のサイクルタイムを計測するプログラムである。また、以下の図５にフローチャートで示されるプログラムは、制御回路部５１が備えているフラッシュメモリ６４に記憶されており、ＣＰＵ６１により実行される。

先ず、計測プログラムではステップ（以下、Ｓと略記する）１において、ＣＰＵ６１は、コントローラ５の液晶ディスプレイ５２に、サイクルタイムの計測を行う際の各種設定を行う計測プログラム設定画面７１を表示する。そして、操作部５３（例えば液晶ディスプレイ５２の前面に配置されたタッチパネル）を用いて計測プログラム設定画面７１に対して必要な各種情報を操作者に入力させる。

図６は計測プログラム設定画面７１の一例である。図６に示すように計測プログラム設定画面７１には、予め入力された工作機械装置１の動作プログラムが表示される。動作プログラムには、例えばアーム２１の左右方向の移動、アーム２１の姿勢制御、扉の開閉等を指示するコードからなる複数の動作ステップを含んでいる。そして、計測プログラム設定画面７１には、動作プログラムに含まれる各動作ステップ７２が実施される順序に従って上から順に表示される。尚、動作ステップ７２の数が多い場合には、一部のみが表示され、操作者は操作部５３を操作することによって上下方向にスクロール表示させることが可能である。

そして、操作者は計測プログラム設定画面７１において右側に配置された操作パネル７３を操作することによって、計測プログラム設定画面７１に表示された複数の動作ステップ７２の内、操作者が指定した任意の動作ステップ７２に対して“計測開始点”、“計測終了点”をそれぞれ設定することが可能である。但し、“計測終了点”は“計測開始点”よりも後に実施される動作ステップ７２に設定する必要がある。

ここで、“計測開始点”は、工作機械装置１のサイクルタイムを計測する際に計測を開始する地点であり、“計測開始点”に設定された動作ステップ７２が開始されるタイミングから後述のトータル時間の計測が開始される。一方、“計測終了点”は、工作機械装置１のサイクルタイムを計測するのに計測を終了する地点であり、“計測終了点”に設定された動作ステップ７２が終了したタイミングで後述のトータル時間の計測を終了する。即ち、ＣＰＵ６１は計測開始点から計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに要した時間をトータル時間として計測する。

尚、計測プログラム設定画面７１では、“計測開始点”に設定された動作ステップ７２と“計測終了点”に設定された動作ステップ７２とを識別可能に表示する。例えば、図６に示す例では“計測開始点”に設定された動作ステップ７２には三角形のマークが表示され、“計測終了点”に設定された動作ステップ７２には四角形のマークが表示される。

また、操作者は計測プログラム設定画面７１において右側に配置された操作パネル７３を操作することによって、計測開始点から計測終了点までに含まれる動作ステップ７２毎に、ラップ時間の計測対象とするか否かを設定することが可能である。ここで、ラップ時間は、計測開始点から計測終了点までに含まれる各動作ステップを実行する為の時間を、動作ステップ毎に計測したものである。

尚、計測プログラム設定画面７１では、ラップ時間の計測対象に設定された動作ステップ７２とラップ時間の計測対象に設定されていない動作ステップ７２とを識別可能に表示する。例えば、図６に示す例ではラップ時間の計測対象に設定された動作ステップ７２のみに円形のマークが表示される。また、円形のマークの左横には計測開始点に近いものから順に数字が設定されて表示される。この数字は、後述のようにラップ時間の識別番号となる。

また、図６に示す計測プログラム設定画面７１において“計測終了点”、“計測開始点”、“ラップ時間の計測対象となる動作ステップ”を設定した後に画面を切り替えることによって、図７に示す基準時間設定画面７４へと移行することが可能である。ここで、基準時間設定画面７４では、計測開始点から計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに目標とする所要時間（以下、トータル基準時間という）を設定することが可能である。更に、計測開始点から計測終了点までに含まれる各動作ステップを実行するのに目標とする所要時間（以下、ラップ基準時間）を、ラップ時間の計測対象とした動作ステップ毎に設定することが可能である。

尚、基準時間設定画面７４には、トータル基準時間を入力するトータル時間入力欄７５と、ラップ基準時間を入力するラップ時間入力欄７６とがそれぞれ設けられている。また、ラップ時間入力欄７６は計測対象に設定された動作ステップ７２の数だけ設けられ、ラップ時間の識別番号によって区分される。即ち、「ＬＡＰ１」は図６に示す計測プログラム設定画面７１において円形のマークの左横に『１』が付された動作ステップ７２に対応するラップ時間入力欄７６となる。

そして、Ｓ２においてＣＰＵ６１は、上述した計測プログラム設定画面７１及び基準時間設定画面７４において操作者により入力された情報に基づいて、“計測終了点”、“計測開始点”、“ラップ時間の計測対象となる動作ステップ”、“トータル基準時間”、“ラップ基準時間”をそれぞれ設定する。設定された各情報はフラッシュメモリ６４等に格納される。尚、上記各設定については必ずしも操作者が手入力で設定する必要はなく、例えば過去の履歴を読み出して設定しても良いし、予め決められた固定値を設定しても良い。

次に、Ｓ３においてＣＰＵ６１は、工作機械装置１を計測プログラムとは独立した動作プログラムを並行して実施することによって動作させるとともに、動作プログラムから各動作ステップの開始及び終了に伴って送信される信号を受信する。

続いて、Ｓ４においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ３で受信した信号に基づいて計測開始点に設定された動作ステップが開始したか否か判定する。

そして、計測開始点に設定された動作ステップが開始したと判定された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、Ｓ５へと移行する。それに対して、計測開始点に設定された動作ステップが開始していないと判定された場合（Ｓ４：ＮＯ）には、Ｓ６へと移行する。

Ｓ５においてＣＰＵ６１は、タイマ６５によるトータル時間計測の為のカウントアップを開始し、トータル時間の計測を開始する。その後、Ｓ３へと戻る。

一方、Ｓ６においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ３で受信した信号に基づいてラップ時間の計測対象に設定された動作ステップが開始したか否か判定する。

そして、ラップ時間の計測対象に設定された動作ステップが開始したと判定された場合（Ｓ６：ＹＥＳ）には、Ｓ７へと移行する。それに対して、ラップ時間の計測対象に設定された動作ステップが開始していないと判定された場合（Ｓ６：ＮＯ）には、Ｓ８へと移行する。

Ｓ７においてＣＰＵ６１は、タイマ６５によるラップ時間計測の為のカウントアップを開始し、これから実施される動作ステップのラップ時間の計測を開始する。その後、Ｓ３へと戻る。

一方、Ｓ８においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ３で受信した信号に基づいてラップ時間の計測対象に設定された動作ステップが終了したか否か判定する。

そして、ラップ時間の計測対象に設定された動作ステップが終了したと判定された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、Ｓ９へと移行する。それに対して、ラップ時間の計測対象に設定された動作ステップが終了していないと判定された場合（Ｓ８：ＮＯ）には、Ｓ１０へと移行する。

Ｓ９においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ７で開始したタイマ６５によるラップ時間のカウントアップを終了する。計測されたラップ時間は、ラップ時間の識別番号と対応付けてフラッシュメモリ６４に格納される。例えば、図６に示す計測プログラム設定画面７１において円形のマークの左横に『１』が付された動作ステップのラップ時間については、「ＬＡＰ１」として格納される。同じく計測プログラム設定画面７１において円形のマークの左横に『２』が付された動作ステップのラップ時間については、「ＬＡＰ２」として格納される。その後、Ｓ３へと戻る。

また、Ｓ１０においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ３で受信した信号に基づいて計測終了点に設定された動作ステップが終了したか否か判定する。

そして、計測終了点に設定された動作ステップが終了したと判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、Ｓ１１へと移行する。それに対して、計測終了点に設定された動作ステップが終了していないと判定された場合（Ｓ１０：ＮＯ）には、トータル時間の計測を継続し、Ｓ３へと戻る。

Ｓ１１においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ５で開始したタイマ６５によるトータル時間のカウントアップを終了する。計測されたトータル時間はフラッシュメモリ６４に格納される。

前記Ｓ３〜Ｓ１１の処理を行った結果、予め操作者により設定された計測開始点から計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに要した時間が“トータル時間”として計測される。また、計測開始点から計測終了点までに含まれる各動作ステップの内、計測対象に設定された動作ステップを実行する為の時間が“ラップ時間”として動作ステップ毎に計測される。そして、計測された各時間は計測履歴としてフラッシュメモリ６４に順次格納される。

尚、前記Ｓ５でトータル時間の計測が開始された後には、コントローラ５の液晶ディスプレイ５２に図８に示すような計測実施画面８１が表示される。計測実施画面８１では、時間表示ウィンドウ８２が設けられ、時間表示ウィンドウ８２に対して現時点でのトータル時間や現在までに測定されたラップ時間が夫々表示される。

また、操作者は時間表示ウィンドウ８２に配置された詳細表示ボタン８３を操作することによって、“トータル時間”や“ラップ時間”の詳細を出力することも可能である。ここで、図９及び図１０はコントローラ５の液晶ディスプレイ５２に表示される“トータル時間”や“ラップ時間”の詳細の出力画面９１を示した図である。

図９及び図１０に示す出力画面９１を表示するに際してＣＰＵ６１は、先ず過去に実施された計測プログラムによって測定された“トータル時間”及び“ラップ時間”の履歴をフラッシュメモリ６４等から読み出す。尚、読み出し対象となる履歴は例えば直近（今回の測定を含めて）５回分とする。但し、読み出し対象とする履歴は５回よりも少なく或いは多くすることも可能である。また、前記Ｓ２で設定された“トータル基準時間”及び“ラップ基準時間”についてもそれぞれフラッシュメモリ６４等から読み出す。

そして、図９に示すように出力画面９１において、トータル基準時間９２、トータル時間９３、ラップ基準時間９４、ラップ時間９５をそれぞれマトリックス状に表示する。尚、トータル時間９３及びラップ時間９５に関しては新しい測定結果程、左に表示される。また、ラップ基準時間９４やラップ時間９５に関してはラップ時間の識別番号毎に区分して、番号が若い方から順に上から表示する。

また、図９に示す第１の出力画面９１と図１０に示す第２の出力画面９１は適宜切り替えて表示することが可能である。図１０に示す第２の出力画面９１は特にトータル時間９３及びラップ時間９５をトータル基準時間９２及びラップ基準時間９４との差分で表示する。また、図１０に示す第２の出力画面９１では、ＣＰＵ６１はトータル時間９３とトータル基準時間９２とを比較し、トータル基準時間９２より長いトータル時間９３に関しては、表示色を変更して警告する。また、ＣＰＵ６１はラップ時間９５とラップ基準時間９４についても識別番号毎に比較し、ラップ基準時間９４より長いラップ時間９５に関しては、表示色を変更して警告する。

尚、図９や図１０に示す出力画面９１は、計測中に加えて計測が終了した後においても継続してコントローラ５の液晶ディスプレイ５２に表示しても良い。

また、本実施形態では上記計測プログラムは、工作機械装置１の動作を制御する動作プログラムと別の領域で計測を行うので、計測プログラムの実施がサイクルタイムに影響を与えることが無い。例えば、動作プログラム内にトータル時間やラップ時間を計測する為のステップを含む構成とすると、該ステップの処理によってサイクルタイムが伸びる虞があるが、本実施形態ではそのような問題は生じない。また、動作プログラムに手を加えることなくサイクルタイムを計測できるメリットもある。

続いて、本実施形態に係る工作機械装置１においてＣＰＵ６１が実行する劣化管理プログラムについて図１１に基づき説明する。図１１は本実施形態に係る劣化管理プログラムのフローチャートである。ここで、劣化管理プログラムは、コントローラ５において所定の操作を受け付けた場合に実行され、工作機械装置１を構成する各部品の経年劣化の管理を行うプログラムである。また、以下の図１１にフローチャートで示されるプログラムは、制御回路部５１が備えているフラッシュメモリ６４に記憶されており、ＣＰＵ６１により実行される。

先ず、劣化管理プログラムではＳ２１において、ＣＰＵ６１は、操作者の操作に基づいてコードを入力する。前記Ｓ２１で入力されるコードは、工作機械装置１の動作プログラムにおいて実行される動作ステップを特定するコードである。

次に、Ｓ２２においてＣＰＵ６１は、工作機械装置１において現在設定されている（実施対象にされている）動作プログラム内に、前記Ｓ１で入力されたコードに対応する動作ステップが存在するか否か判定する。

そして、前記Ｓ１で入力されたコードに対応する動作ステップが存在すると判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）には、Ｓ２３へと移行する。それに対して、前記Ｓ１で入力されたコードに対応する動作ステップが存在しないと判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、当該劣化管理プログラムを終了する。

Ｓ２３においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ１で入力されたコードに対応する動作ステップを実行する時間を計測したラップ時間を取得する。尚、ラップ時間は前述した計測プログラム（図５）において計測される。また、取得されるのは直近に計測されたラップ時間とする。

その後、Ｓ２４においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ２３で取得したラップ時間と、該ラップ時間に対応するラップ基準時間とを比較し、差分が閾値以上であるか否か判定する。尚、ラップ基準時間はフラッシュメモリ６４から読み出される。また、前記Ｓ２４の判定基準となる閾値は予め操作者側で設定可能としても良いし、固定値（例えば１００ｍｓｅｃ）としても良い。また、差分は時間ではなく割合（％）によって設定することも可能である。

そして、ラップ時間とラップ基準時間との差分が閾値以上であると判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）には、Ｓ２５へと移行する。それに対して、ラップ時間とラップ基準時間との差分が閾値未満であると判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、部品の劣化は無いと推定して当該劣化管理プログラムを終了する。尚、ラップ時間の方が短い場合には差分が閾値以上であってもＮＯと判定しても良い。また、Ｓ２４の判定結果の履歴はフラッシュメモリ６４に記憶される。

その後、Ｓ２５においてＣＰＵ６１は、フラッシュメモリ６４に記憶された前記Ｓ２４の判定結果の履歴を読み出し、前記Ｓ２４でＹＥＳと判定された判定結果が、所定回数以上継続したか否かを判定する。尚、前記Ｓ２５の判定基準となる回数は予め操作者側で設定可能としても良いし、固定値（例えば３回）としても良い。

そして、前記Ｓ２４でＹＥＳと判定された判定結果が所定回数以上継続したと判定された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）には、Ｓ２６へと移行する。それに対して、前記Ｓ２４でＹＥＳと判定された判定結果が所定回数以上継続していないと判定された場合（Ｓ２５：ＮＯ）には、部品の劣化は無いと推定して当該劣化管理プログラムを終了する。

Ｓ２６においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ２１で入力されたコードに対応する部品が劣化していることを警告する警告を出力する。操作者は、出力された警告を参照することによって、部品が劣化したことを早急に把握することが可能であり、部品の交換や修理を適切なタイミングで行うことが可能となる。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る工作機械装置１では、予め入力された動作プログラムに従って動作を行う工作機械装置１において、複数の動作ステップの間の内、操作者の操作によって指定された位置に計測開始点と計測終了点を設定し、工作機械装置１を動作プログラムに従って動作させるとともに、計測開始点から計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに要した時間であるトータル時間を計測し、出力するので、操作者側で任意の区間を指定してサイクルタイムの計測を行うことが可能となる。その結果、どの部品において劣化や故障が生じたのかを容易に判断することが可能となる。また、部品を交換した後に機能が改善したか否かを容易に判断することが可能である。また、任意の区間のサイクルタイムの計測が可能となることによって、サイクルタイムを短縮する為の分析を行う際にも非常に有効である。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態では、工作機械装置１を複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉからなる工作機械としているが、特に工作機械装置１の構成については限定されるものではなく、複数のモジュールに区分されている必要はない。

また、本実施形態では、“計測開始点”と“計測終了点”をそれぞれ１点ずつ設定しているが、それぞれ複数点設定することも可能である。その場合には、複数区間のトータル時間を継続可能である。

また、定期的に交換が必要な部品（例えば、チャックの爪、クーラント液）に関しては予め交換時期（使用時間）を登録することも可能である。そして、該当する部品の稼働時間を計測し、交換時期に到達した時点で警告を表示するようにしても良い。更に、交換までにあとどの程度の時間が残っているかについても表示するようにしても良い。その結果、部品の効率的な交換が可能であり、工作機械装置１の異常停止の発生についても防止できる。

１：工作機械装置 ２Ａ〜２Ｅ：ベースユニット ３：ベース ４Ａ〜４Ｉ：作業機モジュール ５：コントローラ ２１：アーム ２５：チャック ２６：第１アーム ２７：第１関節部 ２８：第２アーム ２９：第２関節部 ３０：第３関節部 ３１：第１駆動軸 ３２：第２駆動軸 ３３：第３駆動軸 ４０：ワーク ５１：制御回路部 ５２：液晶ディスプレイ ５３：操作部 ６１：ＣＰＵ
６４：フラッシュメモリ ７１：計測プログラム設定画面 ７４：基準時間設定画面 ８１：計測実施画面 ９１：出力画面

Claims (7)

1. 予め入力された動作プログラムに従って動作を行う工作機械装置であって、
   前記動作プログラムは複数の動作ステップを含み、
   動作を開始する前に、実行対象となる前記複数の動作ステップの間の内、操作者の操作によって指定された位置に計測開始点を設定する計測開始点設定手段と、
   動作を開始する前に、実行対象となる前記複数の動作ステップの間の内、前記計測開始点より後であって操作者の操作によって指定された位置に計測終了点を設定する計測終了点設定手段と、
   工作機械装置を前記動作プログラムに従って動作させるとともに、前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに要した時間であるトータル時間を計測するトータル時間計測手段と、
   前記トータル時間計測手段による前記トータル時間の計測と並行して、前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる各動作ステップを実行する時間であるラップ時間を、動作ステップ毎に計測するラップ時間計測手段と、
   前記トータル時間計測手段により計測されたトータル時間を出力するトータル時間出力手段と、
   前記ラップ時間計測手段により計測された前記ラップ時間を動作ステップ毎に区分して出力するラップ時間出力手段と、を有し、
   前記トータル時間計測手段及び前記ラップ時間計測手段は、前記動作プログラムから独立したプログラムにより、前記動作プログラムと並行して前記トータル時間及びラップ時間の計測が実行されることを特徴とする工作機械装置。
2. 前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる一連の動作ステップを実行するのに目標とする所要時間をトータル基準時間として設定するトータル基準時間設定手段と、
   前記トータル時間計測手段により計測された前記トータル時間を前記トータル基準時間と比較するトータル時間比較手段と、
   前記トータル時間が前記トータル基準時間よりも長かった場合に警告するトータル時間警告手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の工作機械装置。
3. 前記トータル時間計測手段により計測された前記トータル時間の履歴を記憶するトータル履歴記憶手段を有し、
   前記トータル時間出力手段は、過去に前記トータル時間計測手段により計測された所定回数分の前記トータル時間の履歴を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械装置。
4. 前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる各動作ステップを実行するのに目標とする所要時間であるラップ基準時間を、動作ステップ毎に設定するラップ基準時間設定手段と、
   前記ラップ時間計測手段により計測された前記ラップ時間を対応する前記ラップ基準時間と比較するラップ時間比較手段と、
   前記ラップ時間が前記ラップ基準時間よりも長かった場合に警告するラップ時間警告手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工作機械装置。
5. 前記ラップ時間計測手段により計測された前記ラップ時間の履歴を記憶するラップ履歴記憶手段を有し、
   前記ラップ時間出力手段は、過去に前記ラップ時間計測手段により計測された所定回数分の前記ラップ時間の履歴を出力することを特徴とする請求項４に記載の工作機械装置。
6. 前記ラップ時間出力手段は、
   動作ステップ毎に前記ラップ基準時間と所定回数分の前記ラップ時間の履歴を時系列順に並べて画面上に表示するとともに、
   前記ラップ時間の履歴として、前記ラップ基準時間と前記ラップ時間の差分を表示することを特徴とする請求項５に記載の工作機械装置。
7. 前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる動作ステップ毎に、ラップ時間の計測対象とするか否かを設定する対象設定手段を有し、
   前記ラップ時間計測手段は、前記計測開始点から前記計測終了点までに含まれる動作ステップの内、計測対象に設定された動作ステップのラップ時間を計測することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の工作機械装置。

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