JP7436626B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
この点、工作機械の動作状態を示す測定データを異常検出条件に当てはめ、異常検出条件が成立する、すなわち近いうちに異常が発生すると判断された場合、発生する異常原因、異常発生箇所、異常対処方法等の異常処理情報を表示する技術が知られている。例えば、特許文献1参照。
そして、異常を検出できずにアラームが発生した場合には、依然としてアラームを解消するための保守手順を探すのに時間がかかり、再稼働までに時間がかかるという問題がある。また、保守手順を探し出せたとしても保守手順が分かりづらいことがある。また、以前の保守やレトロフィットにより、実装されている機器(仕様や版数)が変更されており、保守情報が異なる場合もある。さらに、保守する部品の在庫がない場合、部品を発注する必要があるが、入手するまでに時間がかかるという問題もある。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。図1に示すように、制御システム1は、N個の工作機械10(1)-10(N)、及びサーバ30を有する(Nは、1以上の整数)。
記憶部31は、SSD(Solid State Drive)やHDD(Hard Disk Drive)等である。記憶部31は、サーバ30の動作を制御する制御部(図示しない)が実行する制御プログラムやOS(Operating System)とともに、アラームデータ311及び保守データ312を記憶する。
また、保守データ312は、アラームデータ311に格納されたアラーム情報毎に保守の作業手順を提供する、工作機械メーカや部品メーカ等の保守サイトのURL(Uniform Resource Locator)を格納してもよい。あるいは、保守データ312は、当該保守サイトのURLを含む2次元コードを格納してもよい。
工作機械10(1)-10(N)は、当業者にとって公知の工作機械であり、制御装置としての後述する数値制御装置100の動作指令に基づいて動作する。
図1に示すように、工作機械10(1)は、制御盤11を有する。また、制御盤11は、数値制御装置100、モータ駆動装置110、及び制御機器120を有する。また、数値制御装置100は、制御部200、及び記憶部220を有する。さらに、制御部200は、監視部201、情報取得部202、部品発注部203、及び表示制御部204を有する。
以下、工作機械10(1)について説明するが、工作機械10(2)-10(N)は、少なくとも工作機械10(1)と同等の機能を有する数値制御装置100を含み、数値制御装置100以外について同じ構成機器を含んでもよく、異なる構成機器を含んでよい。また、工作機械10(1)-10(N)は、同じ工場に配置されてもよく、異なる工場に配置されてもよい。
制御機器120は、後述する数値制御装置100からの動作指令に基づいて動作するPLC(Programmable Logic Controller)や、切削液のポンプ等の周辺機器を制御する機器である。
数値制御装置100は、当業者にとって公知の数値制御装置であり、CAD/CAM装置等の外部装置(図示しない)から取得した加工プログラムに基づいて動作指令を生成し、生成した動作指令をモータ駆動装置110、及び制御機器120に送信する。これにより、数値制御装置100は、工作機械10(1)の図示しない機構部を駆動させる。なお、工作機械10(1)がロボット等の場合、数値制御装置100は、ロボット制御装置等でもよい。
記憶部220は、RAM(Random Access Memory)やHDD等である。記憶部220は、アラームデータ221、保守データ222、及び構成データ223を記憶する。
また、保守データ222は、アラームデータ221に格納されたアラーム情報毎に保守の作業手順を提供する、工作機械メーカや部品メーカ等の保守サイトのURLを格納してもよい。あるいは、保守データ222は、保守サイトのURLを含む2次元コードを格納してもよい。
また、保守データ222は、例えば、工作機械10(1)が製造された時に予め記憶部220に記憶されてもよく、図示しないネットワークを介して、サーバ30からダウンロードされてもよい。
制御部200は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)メモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。
CPUは数値制御装置100を全体的に制御するプロセッサである。CPUは、ROMに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、前記システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従って数値制御装置100全体を制御する。これにより、図1に示すように、制御部200が、監視部201、情報取得部202、部品発注部203、及び表示制御部204の機能を実現するように構成される。RAMには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。また、CMOSメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置100の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
具体的には、監視部201は、例えば、数値制御装置100内部におけるエラーの発生の有無や、モータ駆動装置110を介して、図示しない機構部に発生した故障等の異常をモータの過負荷等の有無を監視する。また、監視部201は、工作機械10(1)に配置された加速度センサや温度センサ等の各種センサからの測定データを取得し、取得した測定データに基づいて数値制御装置100、モータ駆動装置110、制御機器120、及び図示しない工作機械10(1)の機構部の動作状態を監視してもよい。
監視部201は、数値制御装置100内部におけるエラーや、モータの過負荷等の異常の発生を検知する。具体的には、監視部201は、異常が発生した構成機器を検知し、異常が発生した構成機器の識別情報を構成データ223から取得する。監視部201は、取得した識別情報及び監視情報等を情報取得部202に出力する。
図2は、アラーム、アラーム情報、及び保守情報の表示画面の一例を示す図である。
図2に示すように、表示画面は、例えば、アラーム、アラーム情報、及び保守情報を表示する情報表示領域211と、ソフトキー213(1)-213(10)を表示するソフトキー表示領域212と、を有する。
具体的には、例えば、数値制御装置100のファンモータが故障した場合、アラーム情報としてアラーム番号、アラーム名称、及びアラーム内容が情報表示領域211に表示される。また、保守情報として、保守手順を説明するテキストTX(1)-TX(3)、静止画像SI(1)-SI(3)、及び動画MV(1)-MV(3)が、情報表示領域211に表示される。
なお、動画MV(1)-MV(3)は、例えば、再生/停止が設定されたソフトキー213(1)-213(10)のいずれかが作業員により押下されることにより、再生又は停止するようにしてもよい。
動画MV(1)-MV(3)を再生することで、作業員は、どこのどの部品をどのように交換すればよいかを容易に理解することができる。
そうすることで、作業員は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等の端末装置にURLを入力したり、2次元コードを読み込ませたりすることにより、端末装置に保守の作業手順を説明するテキストTX(1)-TX(3)、静止画像SI(1)-SI(3)、動画MV(1)-MV(3)を表示することができる。そして、作業員は、作業場所において、端末装置の表示画面を見ながら、保守作業を行うことができる。
なお、部品情報には、少なくとも部品名称、部品型格、部品メーカ、発注先、部品価格、必要個数、納期が含まれてもよい。また、在庫管理システムは、公知のものを利用することができ、詳細な説明は省略する。
具体的には、部品発注部203は、例えば、図示しないネットワークを介して、部品情報に基づいて、保守に必要な数の部品の在庫がある場合、当該部品の発注を自動的に発注してもよい。そして、部品発注部203は、発注した場合、後述する表示制御部204を介して、発注情報を数値制御装置100の表示装置(図示しない)に表示してもよい。
そうすることで、作業員は、数値制御装置100の表示装置(図示しない)の表示画面を見ることにより、アラームの原因となる異常及び保守の手順に関する情報を確認するとともに、必要となる部品の在庫及び発注の状況について確認することができる。
次に、第1実施形態に係る数値制御装置100のアラーム処理に係る動作について説明する。
図4は、数値制御装置100のアラーム処理について説明するフローチャートである。
また、数値制御装置100は、保守情報に含まれる部品情報に基づいて、部品の発注を自動的に行う。そうすることで、保守に必要となる部品を常に保管しておく必要がなく、必要なタイミングで部品を入手することができる。
以上、第1実施形態について説明した。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、数値制御装置100Aは、第1実施形態の機能に加えて、実装されている機器が更新され、更新後の機器において異常が検知された場合に対応するアラーム情報及び保守情報が数値制御装置100Aに記憶されていない場合、外部装置からアラーム情報及び保守情報を取得する機能をさらに備える。
これにより、第2実施形態の数値制御装置100Aは、実際に実装されている機器に適したアラーム情報及び保守情報を表示でき、作業員に対して保守作業を行わせることができる。
以下に、第2実施形態について説明する。
図5に示すように、第2実施形態に係る制御システム1は、N個の工作機械10(1)-10(N)、及びサーバ30を有する。
第2実施形態に係る工作機械10(1)-10(N)は、第1実施形態における工作機械10(1)-10(N)と同等の構成を有する。
すなわち、図5に示すように、工作機械10(1)は、制御盤11を有する。また、制御盤11は、数値制御装置100A、モータ駆動装置110、及び制御機器120を有する。また、数値制御装置100Aは、制御部200、及び記憶部220を有する。さらに、制御部200は、監視部201、情報取得部202a、部品発注部203、及び表示制御部204を有する。
以下、工作機械10(1)について説明するが、工作機械10(2)-10(N)は、工作機械10(1)と同様の機能を有する数値制御装置100Aを含み、数値制御装置100A以外について同じ構成機器を含んでもよく、異なる構成機器を含んでよい。また、工作機械10(1)-10(N)は、同じ工場に配置されてもよく、異なる工場に配置されてもよい。
また、記憶部220は、第1実施形態における記憶部220と同等の機能を有する。
また、監視部201、部品発注部203、及び表示制御部204は、第1実施形態における監視部201、部品発注部203、及び表示制御部204と同等の機能を有する。
ここで、古い機械の構成機器を新しいモデルに変更してレトロフィットした場合、構成機器の仕様が変更される場合がある。例えば、工作機械10において、数値制御装置100が「仕様AAA 01版」から「仕様aaa 01版」に、モータ駆動装置110が「仕様BBB 01版」から「仕様bbb 01版」に、制御機器120が「仕様CCC 01版」から「仕様ccc 01版」等に変更されるような場合である。
また、構成機器の仕様はハード的なアップデート(版数変更)により、構成機器の構成部品が変更される場合もある。例えば、工作機械10において、数値制御装置100が「仕様AAA 01版」から「仕様AAA 02版」に、モータ駆動装置110が「仕様BBB 01版」から「仕様BBB 02版」に、制御機器120が「仕様CCC 01版」から「仕様CCC 02版」等に変更されるような場合である。
この場合、監視部201は、仕様及び/又は版数が更新された構成機器に異常を検知した場合、更新後の構成機器に対応する識別番号及び監視情報等を、情報取得部202aに出力する。しかしながら、アラームデータ221及び保守データ222が更新されていない場合、情報取得部202aは、更新後の構成機器に対応するアラーム情報及び保守情報をアラームデータ221及び保守データ222から取得することができないことがある。
なお、数値制御装置100Aは、例えば、構成機器の仕様又は版数が更新された場合、サーバ30のアラームデータ311及び保守データ312のうち、工作機械10(1)のアラームデータ及び保守データを自動的にダウンロードし、アラームデータ221及び保守データ222を更新してもよい。
次に、第2実施形態に係る数値制御装置100Aのアラーム処理に係る動作について説明する。
図6は、数値制御装置100Aのアラーム処理について説明するフローチャートである。
なお、図6に示すアラーム処理において、ステップS21及びステップS26からステップS28の処理は、図3の第1実施形態のステップS11及びステップS13からステップS15と同様であり、説明は省略する。
これにより、数値制御装置100Aは、異常を検知した場合、アラーム情報のみならず、容易に保守情報を入手することができ、保守説明書を探したり、保守手順を探したりする手間が省けるため、再稼働までの時間を短縮することができる。また、実際に実装されている構成機器に適した保守情報が表示されるため、作業員は正確な保守作業を行うことができる。
また、数値制御装置100Aは、保守情報に含まれる部品情報に基づいて、部品の発注を自動的に行う。そうすることで、保守に必要となる部品を常に保管しておく必要がなく、必要なタイミングで部品を入手することができる。
以上、第2実施形態について説明した。
上述の第1実施形態では、監視部201、情報取得部202、及び部品発注部203は、数値制御装置100に、第2実施形態では、監視部201、情報取得部202a、及び部品発注部203は、数値制御装置100Aに含まれたが、これに限定されない。例えば、監視部201、情報取得部202(202a)、及び部品発注部203の一部又は全部を、モータ駆動装置110や制御機器120等に備えるようにしてもよい。
また例えば、第1実施形態及び第2実施形態では、情報取得部202、202aは、部品情報を部品発注部203に出力し、部品発注部203は、部品情報に基づいて発注を自動的に行ったが、これに限定されない。例えば、情報取得部202、202aは、部品情報を発注の担当者のパーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ等の表示装置に出力してもよい。そうすることで、担当者は、部品情報に基づいて部品の発注を行うことができる。
この数値制御装置100によれば、アラームが発生した場合、容易に保守情報を入手することができる。
そうすることで、保守説明書を探したり、保守手順を探したりする手間が省けるため、再稼働までの時間を短縮することができる。
そうすることで、作業員は、作業場所において、スマートフォン等の端末装置の表示画面を見ながら、保守作業を行うことができる。
そうすることで、作業員は、作業場所において、スマートフォン等の端末装置の表示画面を見ながら、保守作業を行うことができる。
そうすることで、作業員は、どこのどの部品をどのように交換すればよいかを容易に理解することができる。
そうすることで、作業員は、アラームが発生する度に保守に必要な部品及びその数を確認する必要がなくなり、作業員の負担を軽減することができる。
そうすることで、作業員又は発注の担当者は、保守に必要な部品の発注に関する情報を取得することができる。
そうすることで、保守に必要となる部品を常に保管しておく必要がなく、必要なタイミングで部品を入手することができる。
そうすることで、実際に実装されている機器に適した保守情報が表示されるため、作業員に対して正確な保守作業を行わせることができる。
10(1)-10(N) 工作機械
11 制御盤
100、100A 数値制御装置
110 モータ駆動装置
120 制御機器
200 制御部
201 監視部
202、202a 情報取得部
203 部品発注部
210 表示部
220 記憶部
221 アラームデータ
222 保守データ
30 サーバ
31 記憶部
311 アラームデータ
312 保守データ
Claims (8)
- 産業機械を制御する制御装置であって、
前記産業機械を監視し、前記産業機械において異常を検知する監視部と、
前記監視部により検知された前記異常に係るアラームに関するアラーム情報と、前記異常に対処するための保守に関する保守情報と、を取得する情報取得部と、
取得された前記アラーム情報及び前記保守情報を表示装置に表示させる表示制御部と、を備え、
前記情報取得部は、実装されている機器の仕様及び/又は版数が更新され、更新された前記機器において異常が検知された場合に更新後の前記機器に対応するアラーム情報及び保守情報が前記制御装置に記憶されていない場合、外部のサーバから更新後の前記機器に対応するアラーム情報及び保守情報を取得する
制御装置。 - 前記保守情報は、少なくとも前記保守の作業手順を示すテキスト情報、及び静止画像を含む、請求項1に記載の制御装置。
- 前記保守情報は、前記保守の作業手順を示す保守サイトのURLを含む、請求項1又は請求項2に記載の制御装置。
- 前記保守情報は、前記保守の作業手順を示す保守サイトの2次元コードを含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記保守情報は、前記保守の作業手順を示す動画を含む、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記保守情報は、前記保守に必要な部品に関する部品情報を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記部品情報に基づいて前記部品の発注に関する発注情報を出力する部品発注部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記発注情報を表示する、請求項6に記載の制御装置。 - 前記部品発注部は、前記部品の発注を自動的に行う、請求項7に記載の制御装置。
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