JP6815884B2 - Battery level alarm device, numerical control device and machine tool system - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリ残量アラーム装置、数値制御装置および工作機械システムに関する。 The present invention relates to a battery level alarm device, a numerical control device and a machine tool system.
通常、FA(ファクトリオートメーション)装置は、SRAMなどのメモリ素子を備えており、このメモリ素子は、FA装置の電源オフ状態ではバックアップ用のバッテリから電力が供給されている。そのため、このバッテリの電圧が低下するに従って、メモリ素子に供給される電圧も低下し、バッテリの電圧がメモリ素子のデータ保持電圧以下に落ちると、メモリ素子の内容が消去されてしまう。 Normally, an FA (factory automation) device includes a memory element such as an SRAM, and the memory element is supplied with power from a backup battery when the power of the FA device is off. Therefore, as the voltage of the battery decreases, the voltage supplied to the memory element also decreases, and when the voltage of the battery drops below the data holding voltage of the memory element, the contents of the memory element are erased.
従来、こうした不都合を回避するため、不揮発性メモリを持つFA装置では、メモリバックアップ用のバッテリの電圧が下がった場合に、それを感知してアラームを発生させるバッテリアラーム検出回路を備えている場合がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to avoid such inconvenience, an FA device having a non-volatile memory may be provided with a battery alarm detection circuit that detects when the voltage of the battery for memory backup drops and generates an alarm. (See, for example, Patent Document 1).
一般に、バッテリの電圧(残量)を推定する主な方法は、(1)電流値と充放電時間との積を積分し、消費した容量を推定する方法と、(2)端子間電圧を時系列にプロットし、プロットしたグラフの傾きから容量を推定する方法とに大別される。 In general, the main methods for estimating the battery voltage (remaining amount) are (1) the method of integrating the product of the current value and the charge / discharge time to estimate the consumed capacity, and (2) the time between terminals. It is roughly divided into a method of plotting in a series and estimating the capacity from the slope of the plotted graph.
しかしながら、工作機械の数値制御装置に関しては、数値制御装置の電源オフ時に、バックアップ用の電流が流れるため、上述した方法でバッテリの電圧を推定することは困難である。したがって、バッテリの寿命を適正に予測してアラームを発生させることができない。 However, with respect to the numerical control device of a machine tool, it is difficult to estimate the battery voltage by the above-mentioned method because a backup current flows when the numerical control device is turned off. Therefore, it is not possible to properly predict the battery life and generate an alarm.
本発明は、このような事情に鑑み、メモリ素子のバックアップ用のバッテリにおいて、その寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能なバッテリ残量アラーム装置、数値制御装置および工作機械システムを提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a battery level alarm device, a numerical control device, and a machine tool system capable of appropriately predicting the life of a backup battery of a memory element and generating an alarm. The purpose is to provide.
本発明に係るバッテリ残量アラーム装置(例えば、後述のバッテリ残量アラーム装置4)は、メモリ素子(例えば、後述のメモリ素子5)のバックアップ用のバッテリ(例えば、後述のバッテリ6)の寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、互いに異なる第1の使用環境温度(例えば、後述の第1の使用環境温度T1)および第2の使用環境温度(例えば、後述の第2の使用環境温度T2)において前記バッテリの端子間電圧(例えば、後述の端子間電圧V1、V2)を測定する電圧測定手段(例えば、後述の電圧測定部43)と、互いに異なる2つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差(例えば、後述の電圧差ΔV)をこれらの使用環境温度の温度差(例えば、後述の温度差ΔT)で除した変化率であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する変化率を変化率閾値(例えば、後述の変化率閾値RT)として設定する閾値設定手段(例えば、後述の閾値設定部44)と、前記第1の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧(例えば、後述の端子間電圧V1)と前記第2の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧(例えば、後述の端子間電圧V2)との電圧差を前記第1の使用環境温度および前記第2の使用環境温度の温度差で除した変化率(例えば、後述の変化率R)が、前記閾値設定手段によって設定された変化率閾値を超えているか否かを判定する判定手段(例えば、後述の判定部45)と、前記変化率が前記変化率閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段(例えば、後述のアラーム発生部46)と、を備えている。
The remaining battery level alarm device (for example, the remaining battery
前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記変化率閾値を設定してもよい。 The threshold value setting means may set the rate of change threshold value based on the temperature characteristics of the battery.
前記閾値設定手段は、機械学習によって前記変化率閾値を設定してもよい。 The threshold value setting means may set the rate of change threshold value by machine learning.
前記閾値設定手段は、前記変化率閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記変化率閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更してもよい。 The threshold value setting means sets the change rate threshold value in a plurality of stages, and the alarm generation means sets the urgency of an alarm indicating that the remaining battery level is low according to the magnitude of each stage of the change rate threshold value. You may change it.
また、本発明に係るバッテリ残量アラーム装置(例えば、後述のバッテリ残量アラーム装置4)は、メモリ素子(例えば、後述のメモリ素子5)のバックアップ用のバッテリ(例えば、後述のバッテリ6)の寿命を予測してアラームを発生させるバッテリ残量アラーム装置であって、互いに異なる第1の使用環境温度(例えば、後述の第1の使用環境温度T1)および第2の使用環境温度(例えば、後述の第2の使用環境温度T2)において前記バッテリの端子間電圧(例えば、後述の端子間電圧V1、V2)を測定する電圧測定手段(例えば、後述の電圧測定部43)と、互いに異なる2つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差(例えば、後述の電圧差ΔV)であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する電圧差を電圧閾値(例えば、後述の電圧閾値VT)として設定する閾値設定手段(例えば、後述の閾値設定部44)と、前記第1の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧(例えば、後述の端子間電圧V1)と、前記第2の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧(例えば、後述の端子間電圧V2)との電圧差(例えば、後述の電圧差ΔV)が、前記閾値設定手段によって設定された電圧閾値を超えているか否かを判定する判定手段(例えば、後述の判定部45)と、前記電圧差が前記電圧閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段(例えば、後述のアラーム発生部46)と、を備えている。
Further, the battery remaining amount alarm device (for example, the battery remaining
前記閾値設定手段は、前記バッテリの温度特性に基づいて前記電圧閾値を設定してもよい。 The threshold value setting means may set the voltage threshold value based on the temperature characteristic of the battery.
前記閾値設定手段は、機械学習によって前記電圧閾値を設定してもよい。 The threshold value setting means may set the voltage threshold value by machine learning.
前記閾値設定手段は、前記電圧閾値を複数段階に設定し、前記アラーム発生手段は、前記電圧閾値の各段階における大小に応じて、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更してもよい。 The threshold value setting means sets the voltage threshold value in a plurality of stages, and the alarm generation means changes the urgency of an alarm indicating that the remaining battery level is low according to the magnitude of each stage of the voltage threshold value. You may.
前記バッテリの使用環境温度を測定する温度測定手段(例えば、後述の温度測定部42)を備えていてもよい。
A temperature measuring means (for example, a
前記バッテリは、その使用環境温度によって端子間電圧が変動する温度依存性を有してもよい。 The battery may have a temperature dependence in which the voltage between terminals fluctuates depending on the operating environment temperature.
前記バッテリは、二酸化マンガンリチウム一次電池であってもよい。 The battery may be a lithium manganese dioxide primary battery.
本発明に係る数値制御装置(例えば、後述の数値制御装置3)は、上記バッテリ残量アラーム装置を有する。 The numerical control device according to the present invention (for example, the numerical control device 3 described later) has the battery level alarm device.
本発明に係る工作機械システム(例えば、後述の工作機械システム1)は、上記数値制御装置によって工作機械が制御されるように構成されている。 The machine tool system according to the present invention (for example, the machine tool system 1 described later) is configured so that the machine tool is controlled by the numerical control device.
前記第1の使用環境温度および前記第2の使用環境温度は、いずれか一方が前記数値制御装置の電源投入時の温度であるとともに、他方が前記数値制御装置の電源切断時の温度であってもよい。 One of the first operating environment temperature and the second operating environment temperature is the temperature when the power of the numerical control device is turned on, and the other is the temperature when the power of the numerical control device is turned off. May be good.
前記電圧測定手段は、前記数値制御装置の電源投入時または電源切断時において、前記バッテリから前記メモリ素子に電力が供給されている状態で、前記数値制御装置から前記メモリ素子に電力を供給することにより、前記バッテリの端子間電圧を測定するように構成されていてもよい。 The voltage measuring means supplies power to the memory element from the numerical control device while power is being supplied from the battery to the memory element when the power of the numerical control device is turned on or off. May be configured to measure the voltage between the terminals of the battery.
本発明によれば、メモリ素子のバックアップ用のバッテリにおいて、その寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能なバッテリ残量アラーム装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery level alarm device capable of appropriately predicting the life of a backup battery of a memory element and generating an alarm.
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。図2は、本発明の第1実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置を示すブロック図である。図3は、二酸化マンガンリチウム一次電池の40mA連続放電時の温度特性を示すグラフである。図4は、バッテリの寿命が近づくと電圧の触れ幅が大きくなることを示すグラフである。図5は、本発明の第1実施形態に係るバッテリ残量アラーム装置の処理を示すフローチャートである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the entire machine tool system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a battery level alarm device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the temperature characteristics of a lithium manganese dioxide primary battery during continuous discharge of 40 mA. FIG. 4 is a graph showing that the contact width of the voltage increases as the battery life approaches. FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the battery level alarm device according to the first embodiment of the present invention.
<工作機械システム1の構成>
この第1実施形態に係る工作機械システム1は、図1に示すように、マシニングセンタ等の工作機械2および数値制御装置3を備えている。ここで、工作機械2は、数値制御装置3によって制御されるように、数値制御装置3と有線または無線でデータ通信可能に接続されている。また、数値制御装置3には、工作機械2の動作に必要な各種の数値制御データを格納するためのSRAMなどのメモリ素子5が組み込まれているとともに、このメモリ素子5のバックアップ用の二酸化マンガンリチウム一次電池がバッテリ6として搭載されている。
<Configuration of machine tool system 1>
As shown in FIG. 1, the machine tool system 1 according to the first embodiment includes a
さらに、数値制御装置3には、図1に示すように、バッテリ残量アラーム装置4が内蔵されている。このバッテリ残量アラーム装置4は、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6が、その使用環境温度Tによって端子間電圧Vが変動する温度依存性を有することに着目して、バッテリ6の寿命を適正に予測してアラームを発生させるものであり、図2に示すように、主制御部41を有している。主制御部41には、温度測定手段としての温度測定部42、電圧測定手段としての電圧測定部43、閾値設定手段としての閾値設定部44、判定手段としての判定部45、アラーム発生手段としてのアラーム発生部46が接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the numerical control device 3 has a built-in battery
主制御部41は、バッテリ6の寿命を適正に予測してアラームを発生させるように、温度測定部42、電圧測定部43、閾値設定部44、判定部45およびアラーム発生部46を全体的に制御する。
The
温度測定部42は、主制御部41からの指令に基づき、図示しない温度センサにより、数値制御装置3の電源投入時にバッテリ6の使用環境温度Tを第1の使用環境温度T1として測定するとともに、数値制御装置3の電源切断時にバッテリ6の使用環境温度Tを第2の使用環境温度T2として測定する。
Based on a command from the
電圧測定部43は、主制御部41からの指令に基づき、図示しない電圧計により、数値制御装置3の電源投入時に、第1の使用環境温度T1におけるバッテリ6の端子間電圧V1を測定するとともに、数値制御装置3の電源切断時に、第2の使用環境温度T2におけるバッテリ6の端子間電圧V2を測定する。
Based on the command from the
閾値設定部44は、主制御部41からの指令に基づき、バッテリ6の温度特性に基づいて、互いに異なる2つの使用環境温度Tにおけるバッテリ6の端子間電圧Vの電圧差ΔVをこれらの使用環境温度Tの温度差ΔTで除した変化率R(=ΔV/ΔT)であってバッテリ6の残量が少ないときに対応する変化率Rを変化率閾値RTとして設定する。
Based on the command from the
例えば、二酸化マンガンリチウム一次電池の40mA連続放電時には、図3に示すように、複数(具体的には、−20℃、−10℃、0℃、20℃、60℃)の使用環境温度Tのそれぞれにおいて、バッテリ6の端子間電圧Vが放電容量の増大に伴って低下する。ここで、使用環境温度Tが20℃である場合と60℃である場合とで、バッテリ6の端子間電圧Vの電圧差ΔV(図3中の3本の矢印)に注目すると、バッテリ6の放電容量が増大するほど(つまり、バッテリ6の残量が少なくなるほど)電圧差ΔVが拡大する傾向にある。すなわち、バッテリ6の通常時(バッテリ6の残量が少なくない場合)には、図4に一点鎖線で示すように、使用環境温度T(図4のグラフの横軸)が一定の温度だけ変化したときのバッテリ6の端子間電圧V(図4のグラフの縦軸)の変化は比較的小さいのに対して、バッテリ6の寿命が近いとき(バッテリ6の残量が少ない場合)には、図4に実線で示すように、使用環境温度Tが一定の温度だけ変化したときのバッテリ6の端子間電圧Vの変化は比較的大きい。そこで、この相違を数値で定量化すべく、電圧差ΔVを温度差ΔTで除した変化率R(=ΔV/ΔT)を導入し、バッテリ6の残量の大小を判定するときの基準として変化率閾値RTを採用するものである。 For example, when a lithium manganese dioxide primary battery is continuously discharged at 40 mA, as shown in FIG. 3, a plurality of (specifically, −20 ° C., −10 ° C., 0 ° C., 20 ° C., 60 ° C.) operating environment temperatures T In each case, the voltage V between the terminals of the battery 6 decreases as the discharge capacity increases. Here, paying attention to the voltage difference ΔV (three arrows in FIG. 3) of the voltage V between the terminals of the battery 6 between the case where the operating environment temperature T is 20 ° C. and the case where the operating environment temperature T is 60 ° C., the battery 6 The voltage difference ΔV tends to increase as the discharge capacity increases (that is, as the remaining amount of the battery 6 decreases). That is, in the normal state of the battery 6 (when the remaining amount of the battery 6 is not low), the operating environment temperature T (horizontal axis of the graph of FIG. 4) changes by a constant temperature as shown by a single point chain line in FIG. The change in the voltage V between the terminals of the battery 6 (vertical axis in the graph of FIG. 4) is relatively small, whereas when the battery 6 is near the end of its life (when the remaining battery 6 is low), the change is relatively small. As shown by the solid line in FIG. 4, the change in the voltage V between the terminals of the battery 6 when the operating environment temperature T changes by a certain temperature is relatively large. Therefore, in order to quantify this difference numerically, a rate of change R (= ΔV / ΔT) obtained by dividing the voltage difference ΔV by the temperature difference ΔT is introduced, and the rate of change is used as a reference for determining the magnitude of the remaining amount of the battery 6. The threshold RT is adopted.
判定部45は、主制御部41からの指令に基づき、第1および第2の使用環境温度T1、T2から両者の温度差ΔTを算出するとともに、これらの第1および第2の使用環境温度T1、T2におけるバッテリ6の端子間電圧V1、V2から両者の電圧差ΔVを算出し、電圧差ΔVを温度差ΔTで除して変化率R(=ΔV/ΔT)を算出した後、この変化率Rが、閾値設定部44によって設定された変化率閾値RTを超えているか否かを判定する。
The
アラーム発生部46は、変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えていると判定部45によって判定された場合に、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームを発生させる。このアラームは、ランプの点灯、メッセージの表示など種々の手法を採用することができる。
When the
<バッテリ残量アラーム装置4の処理フロー>
次に、バッテリ残量アラーム装置4の処理フローについて、図5を参照しながら説明する。図5は、バッテリ残量アラーム装置4の処理を示すフローチャートである。なお、この処理に先立ち、閾値設定部44は、所定の変化率閾値RTを予め設定しておく。また、この処理は主制御部41からの指令に基づいて実行される。
<Processing flow of battery
Next, the processing flow of the battery
まず、ステップS1においては、オペレータが数値制御装置3の電源投入ボタン(図示せず)を押したとき、温度測定部42は、第1の使用環境温度T1を測定するとともに、電圧測定部43は、この第1の使用環境温度T1におけるバッテリ6の端子間電圧V1を測定する。
First, in step S1, when the operator presses the power-on button (not shown) of the numerical control device 3, the
このとき、数値制御装置3は、電源投入ボタンが押された直後にバッテリ6の電源オフ動作を実行するのではなく、電源投入ボタンが押されてから所定の第1遅延時間(例えば、1〜5秒)だけ経過した時点でバッテリ6の電源オフ動作を実行するとともに、電源投入ボタンが押された直後に数値制御装置3の電源オン動作を実行する。こうすることにより、この第1遅延時間中は、数値制御装置3のみならずバッテリ6も電源オンの状態になるので、バッテリ6からメモリ素子5に電力が供給されている状態で、数値制御装置3からの給電により、第1の使用環境温度T1におけるバッテリ6の端子間電圧V1を測定することができる。その結果、電圧測定部43は、数値制御装置3の電源投入時に、第1の使用環境温度T1におけるバッテリ6の端子間電圧V1を正確に検出することが可能となる。
At this time, the numerical control device 3 does not execute the power-off operation of the battery 6 immediately after the power-on button is pressed, but a predetermined first delay time (for example, 1 to 1) after the power-on button is pressed. When only 5 seconds have passed, the power-off operation of the battery 6 is executed, and the power-on operation of the numerical control device 3 is executed immediately after the power-on button is pressed. By doing so, during this first delay time, not only the numerical control device 3 but also the battery 6 is turned on, so that the numerical control device is in a state where power is supplied from the battery 6 to the
次いで、ステップS2においては、オペレータが数値制御装置3の電源切断ボタン(図示せず)を押したとき、温度測定部42は、第2の使用環境温度T2を測定するとともに、電圧測定部43は、この第2の使用環境温度T2におけるバッテリ6の端子間電圧V2を測定する。
Next, in step S2, when the operator presses the power off button (not shown) of the numerical control device 3, the
このとき、数値制御装置3は、電源切断ボタンが押された直後に数値制御装置3の電源オフ動作を実行するのではなく、電源切断ボタンが押されてから所定の第2遅延時間(例えば、1〜5秒)だけ経過した時点で数値制御装置3の電源オフ動作を実行するとともに、この第2遅延時間に等しい時間だけ数値制御装置3の電源オン動作を継続する。こうすることにより、この第2遅延時間中は、バッテリ6のみならず数値制御装置3も電源オンの状態になるので、バッテリ6からメモリ素子5に電力が供給されている状態で、数値制御装置3からの給電により、第2の使用環境温度T2におけるバッテリ6の端子間電圧V2を測定することができる。その結果、電圧測定部43は、数値制御装置3の電源切断時に、第2の使用環境温度T2におけるバッテリ6の端子間電圧V2を正確に検出することが可能となる。
At this time, the numerical control device 3 does not execute the power-off operation of the numerical control device 3 immediately after the power-off button is pressed, but a predetermined second delay time (for example, for example) after the power-off button is pressed. The power-off operation of the numerical control device 3 is executed when only 1 to 5 seconds have elapsed, and the power-on operation of the numerical control device 3 is continued for a time equal to this second delay time. By doing so, during this second delay time, not only the battery 6 but also the numerical control device 3 is turned on, so that the numerical control device is in a state where power is being supplied from the battery 6 to the
ステップS3において、判定部45は、上述した第2遅延時間中(すなわち、数値制御装置3が電源オンのとき)に、第1および第2の使用環境温度T1、T2から両者の温度差ΔTを算出するとともに、これらの第1および第2の使用環境温度T1、T2におけるバッテリ6の端子間電圧V1、V2から両者の電圧差ΔVを算出し、電圧差ΔVを温度差ΔTで除して変化率R(=ΔV/ΔT)を算出した後、この変化率Rが、閾値設定部44によって設定された変化率閾値RTを超えているか否かを判定する。
In step S3, the
その結果、この変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えていないと判定された場合(R≦RT)には、まだバッテリ6の残量が少なくなっていないと考えられるので、このバッテリ残量アラーム装置4の処理フローを終了し、上述した第2遅延時間が経過した時点で数値制御装置3の電源オフ動作を実行する。
As a result, when it is determined that the rate of change R does not exceed the predetermined rate of change threshold RT (R ≦ RT), it is considered that the remaining amount of the battery 6 is not low yet, so that the remaining battery level is The processing flow of the
一方、この変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えていると判定された場合(R>RT)には、ステップS4において、アラーム発生部46は、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームを発生させる。さらに、ステップS5において、主制御部41は、上述した第2遅延時間が経過した後も、数値制御装置3の電源オフ動作を保留する。これにより、数値制御装置3からメモリ素子5への給電が継続されるので、バッテリ6の残量がメモリ素子5のデータ保持電圧以下に落ちてメモリ素子5の内容が消去されてしまう不都合を回避することができる。ここで、バッテリ残量アラーム装置4の処理フローを終了する。
On the other hand, when it is determined that the rate of change R exceeds the predetermined rate of change threshold RT (R> RT), in step S4, the
このように、バッテリ残量アラーム装置4は、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6において、互いに異なる使用環境温度T1、T2におけるバッテリ6の端子間電圧V1、V2の電圧差ΔVを温度差ΔTで除した変化率Rに基づいて、バッテリ6の残量を推定する。そのため、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6の寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能となる。
As described above, the battery remaining
しかも、この変化率Rは電圧差ΔVを温度差ΔTで除した値であるため、季節(外気温)などの外的要因によって使用環境温度T1、T2が変動して、それらの温度差ΔTが増減しても、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6の寿命を適正に予測してアラームを発生させることが可能となる。
Moreover, since this rate of change R is a value obtained by dividing the voltage difference ΔV by the temperature difference ΔT, the operating environment temperatures T1 and T2 fluctuate due to external factors such as the season (outside air temperature), and the temperature difference ΔT thereof becomes. Even if the temperature is increased or decreased, it is possible to appropriately predict the life of the backup battery 6 of the
[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態に係る工作機械システム全体を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing the entire machine tool system according to the second embodiment of the present invention.
この第2実施形態に係る工作機械システム1は、同じ二酸化マンガンリチウム一次電池であっても個々のバッテリ6ごとに温度特性がやや異なり、必ずしも40mA連続放電時の温度特性(図3参照)を示すとは限らないことに鑑み、バッテリ残量アラーム装置4の処理フローを実行しつつ、機械学習(教師なし学習)のクラスタリングによってバッテリ6の温度特性を学習して変化率閾値RTを設定する点を除き、上述した第1実施形態と同じ構成を有している。
The machine learning system 1 according to the second embodiment has slightly different temperature characteristics for each battery 6 even if it is the same lithium manganese dioxide primary battery, and does not necessarily show the temperature characteristics at the time of continuous discharge of 40 mA (see FIG. 3). Considering that this is not always the case, the point that the temperature characteristic of the battery 6 is learned by the clustering of machine learning (unsupervised learning) and the change rate threshold RT is set while executing the processing flow of the battery remaining
すなわち、第2実施形態に係る工作機械システム1は、図6に示すように、上述した第1実施形態の構成に加えて、数値制御装置3に機械学習装置7が有線、無線または接続部を介して直接データ通信可能に接続されている。この機械学習装置7は、解析部71および閾値演算部72を備えている。機械学習装置7の解析部71は、所定の期間(例えば、1年間)にわたって、上述した第1実施形態で説明したバッテリ残量アラーム装置4の処理フロー(図5参照)を実行するたびに、バッテリ6の電圧差ΔVを温度差ΔTで除した変化率Rを数値制御装置3から入力データとして取得して蓄積する。この蓄積期間が長期間にわたると、これら多数の入力データには、バッテリ6の通常時(残量が十分あるとき)のデータとバッテリ6の残量が少ないときのデータとが混在することになると考えられる。そこで、機械学習装置7の解析部71は、階層型クラスタリングその他のクラスタリングにより、これら多数の入力データをバッテリ6の通常時のデータとバッテリ6の残量が少ないときのデータとの2つのクラスタに分割する。そして、機械学習装置7の閾値演算部72は、バッテリ6の残量が少ないときの複数のデータ(バッテリ6の変化率R)から、その代表値(例えば、平均値、中央値など)を演算し、これを出力データとして数値制御装置3に送出する。これを受けて、バッテリ残量アラーム装置4では、閾値設定部44が、この出力データに基づいて変化率閾値RTを設定した後、主制御部41が、この変化率閾値RTを用いて、上述した第1実施形態と同じ処理フローを実行するように制御する。
That is, in the machine tool system 1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the configuration of the first embodiment described above, the
このように、この第2実施形態に係る工作機械システム1では、閾値設定部44が変化率閾値RTを設定するときに、機械学習のクラスタリングを利用しているので、上述した第1実施形態と同じ作用効果を奏することに加えて、バッテリ6がそのメーカごとに温度特性が異なっても、或いは、同じメーカ製のバッテリ6に個体差があっても、バッテリ6の電圧低下を適正に検出して適時にアラームを発生させることができる。
As described above, in the machine tool system 1 according to the second embodiment, when the threshold
なお、こうして機械学習のクラスタリングによって設定された変化率閾値RTは、この数値制御装置3に限らず、他の数値制御装置(図示せず)でも利用可能な共有資産とすることができる。 The rate of change threshold RT thus set by machine learning clustering can be a shared asset that can be used not only by this numerical control device 3 but also by other numerical control devices (not shown).
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
[Other Embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Further, the effects described in the present embodiment merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the present embodiment.
[変形例1]
上述した第1実施形態および第2実施形態では、閾値設定部44が所定の変化率閾値RTを設定するとともに、判定部45が、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6において、電圧差ΔVを温度差ΔTで除した変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えているか否かを判定し、この変化率Rが所定の変化率閾値RTを超えていると判定された場合に、アラーム発生部46が、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームを発生させるとともに、主制御部41が数値制御装置3の電源オフ動作を保留した。
[Modification 1]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the threshold
しかし、第1の使用環境温度T1および第2の使用環境温度T2に実質的な変動がないとみなせる場合には、変化率Rに代えて、第1の使用環境温度T1において電圧測定部43が測定したバッテリ6の端子間電圧V1と、第2の使用環境温度T2において電圧測定部43が測定したバッテリ6の端子間電圧V2との電圧差ΔV(=V1−V2)を用いるとともに、変化率閾値RTに代えて、所定の電圧閾値VTを用いることもできる。すなわち、閾値設定部44が、互いに異なる2つの使用環境温度Tにおけるバッテリ6の端子間電圧Vの電圧差ΔVであってバッテリ6の残量が少ないときに対応する電圧差ΔVを電圧閾値VTとして設定するとともに、判定部45が、第1の使用環境温度T1において電圧測定部43が測定したバッテリ6の端子間電圧V1と、第2の使用環境温度T2において電圧測定部43が測定したバッテリ6の端子間電圧V2との電圧差ΔV(=V1−V2)を算出し、この電圧差ΔVが、閾値設定部44によって設定された電圧閾値VTを超えているか否かを判定し、この電圧差ΔVが所定の電圧閾値VTを超えると、アラーム発生部46が、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームを発生させるとともに、主制御部41が数値制御装置3の電源オフ動作を保留するようにしてもよい。
However, when it can be considered that there is no substantial fluctuation in the first operating environment temperature T1 and the second operating environment temperature T2, the
[変形例2]
上述した第1実施形態および第2実施形態では、数値制御装置3において、メモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6が二酸化マンガンリチウム一次電池である場合について説明した。しかし、二酸化マンガンリチウム一次電池と同様に、使用環境温度Tによって端子間電圧Vが変動する温度依存性を有する電池であれば、この電池がメモリ素子5のバックアップ用のバッテリ6として搭載された数値制御装置3にも、本発明を同様に適用することができる。
[Modification 2]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the backup battery 6 of the
[変形例3]
上述した第1実施形態および第2実施形態では、バッテリ残量アラーム装置4において、閾値設定部44が変化率閾値RTを1つだけ設定する場合について説明した。しかし、閾値設定部44が変化率閾値RTを複数段階に設定し、アラーム発生部46が、変化率閾値RTの各段階における大小に応じて、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更するようにしてもよい。
[Modification 3]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the threshold
また、上述した変形例1では、バッテリ残量アラーム装置4において、閾値設定部44が電圧閾値VTを1つだけ設定する場合について説明した。しかし、閾値設定部44が電圧閾値VTを複数段階に設定し、アラーム発生部46が、電圧閾値VTの各段階における大小に応じて、バッテリ6の残量が少ない旨のアラームの緊急度を変更するようにしてもよい。
Further, in the above-described modification 1, the case where the threshold
これらの場合には、アラームの緊急度に対応してオペレータが適切な処置を講じることができるので、工作機械システム1の工程管理や保守・点検などの作業に役立てることが可能となる。 In these cases, the operator can take appropriate measures in response to the urgency of the alarm, which can be useful for work such as process management, maintenance, and inspection of the machine tool system 1.
[変形例4]
上述した第1実施形態および第2実施形態では、バッテリ残量アラーム装置4が数値制御装置3に内蔵されている場合について説明した。しかし、バッテリ残量アラーム装置4は、必ずしも数値制御装置3に内蔵する必要はなく、例えば、数値制御装置3の外部に設置して有線、無線または接続部を介して直接データ通信可能に接続するようにしても構わない。
[Modification example 4]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the battery
[変形例5]
上述した第1実施形態および第2実施形態では、第1の使用環境温度T1を数値制御装置3の電源投入時の温度にするとともに、第2の使用環境温度T2を数値制御装置3の電源切断時の温度にする場合について説明した。しかし、逆に、第1の使用環境温度T1を数値制御装置3の電源切断時の温度にするとともに、第2の使用環境温度T2を数値制御装置3の電源投入時の温度にしてもよい。
[Modification 5]
In the first and second embodiments described above, the first operating environment temperature T1 is set to the temperature at which the numerical control device 3 is turned on, and the second operating environment temperature T2 is set to the power off of the numerical control device 3. The case of setting the temperature to the hour has been described. However, conversely, the first operating environment temperature T1 may be set to the temperature when the power of the numerical control device 3 is turned off, and the second operating environment temperature T2 may be set to the temperature when the numerical control device 3 is turned on.
[変形例6]
上述した第2実施形態では、数値制御装置3の外部に機械学習装置7が設置されている場合について説明したが、この機械学習装置7を数値制御装置3に内蔵してもよい。
[Modification 6]
In the second embodiment described above, the case where the
[変形例7]
上述した第2実施形態では、機械学習のクラスタリングによって変化率閾値RTを設定する場合について説明したが、クラスタリング以外の機械学習の手法(例えば、主成分分析、ベクトル量子化、自己組織化マップなど)を用いても構わない。
[Modification 7]
In the second embodiment described above, the case where the rate of change threshold RT is set by clustering of machine learning has been described, but a machine learning method other than clustering (for example, principal component analysis, vector quantization, self-organization map, etc.) May be used.
1……工作機械システム
2……工作機械
3……数値制御装置
4……バッテリ残量アラーム装置
5……メモリ素子
6……バッテリ
41……主制御部
42……温度測定部(温度測定手段)
43……電圧測定部(電圧測定手段)
44……閾値設定部(閾値設定手段)
45……判定部(判定手段)
46……アラーム発生部(アラーム発生手段)
R……変化率
RT……変化率閾値
T……使用環境温度
T1……第1の使用環境温度
T2……第2の使用環境温度
V1、V2……端子間電圧
VT……電圧閾値
ΔT……温度差
ΔV……電圧差
1 ……
43 …… Voltage measuring unit (voltage measuring means)
44 …… Threshold setting unit (threshold setting means)
45 …… Judgment unit (judgment means)
46 …… Alarm generator (alarm generator)
R …… Change rate RT …… Change rate threshold T …… Operating environment temperature T1 …… First operating environment temperature T2 …… Second operating environment temperature V1, V2 …… Terminal voltage VT …… Voltage threshold ΔT… … Temperature difference ΔV …… Voltage difference
Claims (15)
互いに異なる第1の使用環境温度および第2の使用環境温度において前記バッテリの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
互いに異なる2つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差をこれらの使用環境温度の温度差で除した変化率であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する変化率を変化率閾値として設定する閾値設定手段と、
前記第1の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧と前記第2の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧との電圧差を前記第1の使用環境温度および前記第2の使用環境温度の温度差で除した変化率が、前記閾値設定手段によって設定された変化率閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記変化率が前記変化率閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段と、
を備えているバッテリ残量アラーム装置。 It is a battery level alarm device that predicts the life of the battery for backing up the memory element and generates an alarm.
A voltage measuring means for measuring the voltage between the terminals of the battery at a first operating environment temperature and a second operating environment temperature that are different from each other,
The rate of change obtained by dividing the voltage difference between the terminals of the battery at two different operating environment temperatures by the temperature difference of these operating environment temperatures, and the rate of change corresponding to when the remaining battery level is low. Threshold setting means to set as a threshold and
The voltage difference between the terminal voltage of the battery measured by the voltage measuring means at the first operating environment temperature and the terminal voltage of the battery measured by the voltage measuring means at the second operating environment temperature is the first. A determination means for determining whether or not the rate of change divided by the temperature difference between the operating environment temperature 1 and the second operating environment temperature exceeds the rate of change threshold set by the threshold setting means.
When the determination means determines that the rate of change exceeds the rate of change threshold, the alarm generating means for generating an alarm indicating that the remaining battery level is low, and the alarm generating means.
The battery level alarm device is equipped with.
互いに異なる第1の使用環境温度および第2の使用環境温度において前記バッテリの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
互いに異なる2つの使用環境温度における前記バッテリの端子間電圧の電圧差であって前記バッテリの残量が少ないときに対応する電圧差を電圧閾値として設定する閾値設定手段と、
前記第1の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧と、前記第2の使用環境温度において前記電圧測定手段が測定した前記バッテリの端子間電圧との電圧差が、前記閾値設定手段によって設定された電圧閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記電圧差が前記電圧閾値を超えていると前記判定手段によって判定された場合に、前記バッテリの残量が少ない旨のアラームを発生させるアラーム発生手段と、
を備えているバッテリ残量アラーム装置。 It is a battery level alarm device that predicts the life of the battery for backing up the memory element and generates an alarm.
A voltage measuring means for measuring the voltage between the terminals of the battery at a first operating environment temperature and a second operating environment temperature that are different from each other,
A threshold setting means for setting a voltage difference between the terminals of the battery at two different operating environment temperatures as a voltage threshold when the remaining amount of the battery is low.
The voltage difference between the terminal voltage of the battery measured by the voltage measuring means at the first operating environment temperature and the terminal voltage of the battery measured by the voltage measuring means at the second operating environment temperature is. A determining means for determining whether or not the voltage threshold set by the threshold setting means is exceeded, and
When the determination means determines that the voltage difference exceeds the voltage threshold value, the alarm generation means for generating an alarm indicating that the remaining battery level is low, and the alarm generation means.
The battery level alarm device is equipped with.
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