JPS6176258A - 生産、技術情報管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動化された高精度の機械加工を含むいわゆる
ＦＭＳ　（フレキシブルマニュファクチャリングシステ
ム）やＤＮＣ（ダイレクトヌメリカルコントロール）マ
シン等についての管理システムに関するものである。

〔従来の技術〕

近年９機械加工、ことに工作機械の分野ではその自動化
、高精度化が進み、少品種大量の加工。

生産分野で活用されるに至っている。

しかし、多品種小量の生産、加工の分野では。

ＦＭＳやＤＮＣマシンを導入してもそれを活用しに＜＜
、採算に合わないケースが多くみられるため、特に、小
規模の工場等では、ＦＭＳやＤＮＣマシンの導入が見合
わされているのが、現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、小規模の工場等で、ＦＭＳやＤＮＣマシンの導入
がしにくいのは、その価格が高価であることもあるが、
導入したＦＭＳ等による多品種小量の生産、加工ではそ
の運転、維持、管理に要する手間やコストがかかること
などが大きな要因であるとみられている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで１本発明では、複数の工場等に導入された同一制
御方式のＦＭＳやＤＮＣマシンその他の機械を、それら
の工場等以外の一ケ所で維持、管理することにより１個
々の各工場等に於て、ＦＭＳやＤ　Ｎ　Ｃ等の維持、管
理に手数を要しない管理システムを提供することを目的
としてなされたもので、その構成は、テーブルやスピン
ドルのように移動する制御対象の移動駆動源に、当該対
象に対し予め適宜設定できる単位時間当りの予定速度や
予定加速度に対応した予定信号を、適宜の時間供給する
ことにより移動させる一方、この制御対象の実際の移動
時、該対象から直接又は間接に得られる上記単位時間当
りについての現在速度や現在加速度に対応した現在信号
を、上記予定信号とその供給時間において比較演算しそ
の結果によって上記駆動源を制御するようにした機械で
あって複数の工場等に設置された機械と、 コンピュータから各機械に関して供給される各種作業指
令信号データの内容をそれぞれに視聴可能に表示する表
示部並びにコンピュータに対し上記指令信号データの内
容の変更、新設、或は機械の稼動記録などに必要な実積
信号データを供給するための入力部を有し複数の工場等
ごとに設置されるオペレータターミナルと、 上記各機械に対し上記予定信号を、また、オペレータタ
ーミナルに種々の作業指令信号データを供給すると共に
、各機械及びオペレータターミナルからの提供される信
号データを処理するーの制御センターのコンピュータと
から成り、上記制御センターのコンピュータと各工場等
の機械及びオペレータターミナルとの信号データの交換
を、中間にモデム又は専用回線を介在させて電話回線を
通して行うと共に、上記機械から供給される単位時間当
りの現在速度や現在加速度をペースとする信号データに
よって機械の動作状態を常時検出し刃物の性状等の予防
的メンテナンス情報を得るようにしたことを特徴とする
ものである。

〔作　　　用〕

異なる場所の複数の工場等にコンピュータにより制御さ
れる機械が導入、設置されても、その制御をするコンピ
ュータは工場外の一ケ所の制御センターにあり、当該セ
ンターにおいて上記機械の作動或は稼動を制御管理する
から、各工場等においてはコンピュータ、例えば、数値
制御装置のオペレータが不要になる。

〔実　施　例〕

次に１本発明システムの実施例について説明する。

まず、本発明システムに使用できる機械は、従来公知の
数値制御法による種々の位置決め制御や速度制御がなさ
れるように構成されたものであれば足りるが、本発明で
次のような方法により制御するものを用いる。

而して、この制御法としては、例えば、工作機械のテー
ブルやスピンドル等（以下、制御対象という）の移動量
又は移動速度若しくはこの両者を制御するため、制御対
象の移動を支配する駆動源に、前記対象に対して予め設
定する適宜単位時間当りの予定速度や予定加速度に対応
した予定信号を適宜時間供給して前記制御対象を移動さ
せる一方、当該制御対象の実際の移動時、制御対象から
直接又は間接に得られる適宜単位時間当りの現在速度や
現在加速度に対応した現在信号を、上記予定信号の供給
時間において当該予定信号と比較演算し、この演算結果
によって前記駆動源を制御するものがある。

第１図は上記制御系の一例を示すもので、図に於て、１
は制御対象として位置決め、速度制御される刃物台、２
は刃物台１を案内するサドル、３はサドル２に架設した
送りネジで、このネジ３が刃物台ｌのナツト部材１ａに
螺合され、クラッチ。

ブレーキ、減速機構などの伝動系を付属する送りモータ
４によって正、逆転されることにより上記刃物台１をサ
ドル２の左右方向に移動させるようにされている 而して、上記制御対象の制御系の一例は次のように構成
されいてる。

第１図に於て、６は刃物台１の速度検出部で。

例えばその刃物台２に取付けた移動量検出器５から供給
される１ｍ当り１００個の移動パルス信号Ｄ１を１例え
ば１秒当り１００個張パルス信号を発生する時計パルス
発生器７から供給される時間パルス信号Ｔに対応させ、
刃物台１の現在速度Ｄｉ／Ｔの形の信号で０例えば１〜
２μｓｅｃ単位で検出し、この単位時間における現在速
度■１を検出する。尚、この現在速度の検出と共に、現
在速度ｖ１による走行時間し１を逐次計数両者を逐次積
算しつつ累計し、前記現在速度による刃物台の移動量と
、その累計移動量を針山することができる６また。速度
検出部６に供給され刃物台の移動量信号に代え、モータ
４に設けたエンコ−ダ５１やその他適宜の対応移動量検
出手段による検出信号を供給し、刃物台１の現在速度を
形成するようにしてもよい。

８は刃物台ｌの加速度検出部で、速度検出部６に形成さ
れる速度ｖ１とその移動時間ｔ１とを逐次処理し、前記
速度検出のときと同じ単位時間における刃物台１の現在
加速度Ａ１を逐次形成すると共に、この速度Ａ１による
走行時間ｔ２を計数し累計する。

尚、加速度は、刃物台１に取付けた圧電素子などによる
加速度センサに検出される信号を処理して形成すること
もできる。

９は速度検出部６に検出される現在速度と同単位の数値
で刃物台１の単位時間当りの速度、並びにその走行時間
を当該刃物台１の全走行域又はと時間について設定する
速度設定部で、ここではその設定値が単位時間ごとに信
号ＰＶＩ、　Ｐｔｌとして出力されるようにしである。

１０は上記加速度検出部８に検出される数値と同単位で
刃物台１の単位時間当りの加速度、並びにこの加速度に
よる走行時間を刃物台１の全走行域又は全走行時間につ
いて設定する加速度設定部で、ここではその設定値が上
記単位時間ごとに信号ＰＶＩ、　Ｐｔ、１として出力さ
れるようにしである。

而して、上記設定部９，１０では、刃物台１の全走行時
間において、例えば刃物台ｌの走行域を移動開始から定
速走行に入るまでの加速区間、定速走行する定速区間、
及び定速走行から位置決めされるまでの減速区間に分け
、各走行区間について速度並びに加速度を設定するよう
にしてもよい。

１１は、刃物台１が走行開始した後、速度設定部９から
供給される設定速度Ｆ’ＶＬと速度検出部６から供給さ
れる現在速度Ｖｌとを、単位時間ごとに逐次比較演算す
る速度演算部、１２は前記設定部９に設定された速度に
よる刃物台１の走行時間を、その設定値Ｐｔｌと前記検
出部から供給される現在値ｔ１とを逐次比較演算する速
度時間演算部、１３は加速度設定部ｉｏから供給される
設定加速度ＰＡＬと加速度検出部８から供給される現在
加速度Ａ１とを、単位時間ごとに逐次比較演算する加速
度演算部、１４は前記設定部１０に設定された加速度に
よる刃物台１の走行時間を、その設定値Ｐｔ、２と前記
検出部１１における現在値し２とを比較演算する加速度
時間演算部で、各演算部１１〜１４の演算結果は、逐次
制御信号形成部１５に供給される。

上記形成部１５には前記設定部９，１０からの各設定信
号が供給されているので、上記形成部１５では逐次比演
算部から加えられる各信号の演算値が設定信号に加、減
されて設定信号を補正する６而して、１６は補正された
設定信号をモータ４の駆動制御信号に形成し、その信号
をモータ４に与えてその制御を行う駆動制御部であり、
以上６〜１Ｇにより本発明システムを実施する機械にお
ける　・制御系の一例を構成する。

次に、上記制御系による制御の一例について述べる。

而して、ここでは説明の便宜のため、制御対象たる刃物
台ｌを第２図に示すような速度一時間線図で走行させて
位置決めを行うこととする。

第２図に於て、Ｔａは加速走行時間、　Ｔｄは減速走行
時間、　Ｔｅは等速走行時間をそれぞれ表わし、Ｔ１〜
Ｔ３は速度変更時刻乃至位置決め時刻を示す。

刃物台１がこのような速度一時間線図で移動するとき、
その加速度は、第３図に示すようになる。

そこで、速度、加速度設定部９，１０に、加速走行時間
Ｐｔ２．減速走行時間Ｐｔ３．等速走行時間Ｐｔ、１と
、それぞれの時間域における単位時間、例えば１〜２μ
ｓｅｃ当りの加速度ＦＡＩ、減速度ＰＡ２．速度ＰＶＩ
を設定する。尚、これらの数値は機械の大きさ、能力な
どによりその機械が実現できる速度。

加速度の範囲で設定すること勿論である。

上記設定値は信号バスにより制御信号形成部１５に送ら
れ、駆動制御部１６を経てモータ４を駆動する。

モータ４が駆動し始め、刃物台ｌの走行が開始すると同
時にその現在速度Ｖ１．それによる走行時間ｔ１が速度
検出部６に検出されると、これらの検出値が加速度検出
部８において加速度ＡＩ及びそれによる走行時間し２に
処理され、加速時間域において検出される加速度の現在
値と設定値がそれらの演算部１３．１４で比較され、そ
の演算結果が、制御信号形成部１５において設定値を補
正する。尚、現在速度ｖ１、その走行時間Ｌ１は、その
演算部１１．１２において設定値と比較されるが、この
演算結果は、制御信号形成部１５に於て設定値を補正す
るようにしてもよい、この結果、モータ４は補正された
駆動制御信号によって駆動され、設定値どおりの動作を
することとなる。

このようにして、刃物台１が所定加速度により所定時間
走行させられると、走行時間が等速走域の時刻に達する
と共に、刃物台１は予定の定速速度ＰＶＩに達するので
、その旨の信号によってモータ４は、定速走行時間Ｐｔ
ｌの間、刃物台１に速度ｐｖ１を実現させるように駆動
される。定速走行域では刃物台１の現在速度ｖ１と設定
速度ＰＶ１．並びに。

走行時間の現在値ｔ１と設定値Ｐｔｌとが、それらの演
算部１４．１５で比較され、この演算結果により、設定
値ＰＶＩがこの域での走行時間Ｐｔｌの間補正されつつ
モータ４が駆動される。尚、定速走行域でもこの間の加
速度（加速度ゼロ）とその時間は検出されて、その設定
値と比較される。

而して、定速走行時間Ｐｔｌが経過すると、その旨の信
号によってモータ４は減速走行時間Ｐｔ３の間、負の加
速度ＰＡＬを刃物台１に実現させるように駆動される。

この走行域に於ても、その走行時間中、先の加速域の場
合と同様負の加速度の現在値と設定値が逐次比較演算さ
れて設定値を補正し、刃物台ｌを設定値どおり走行させ
るにモータ４が制御される。

尚、刃物台１の走行速度もその予定値と現在値が比較演
算され、この域での走行時間経過時に刃物台１の速度が
ゼロ、即ち、刃物台１が停止するように制御される。

この場合に於て、現在値として検出される速度ｖ１とそ
れによる走行時間ｔ、１、或は、加速度Ａ１とそれによ
る走行時間ｔ２．　ｔ３を積分処理すると、刃物台１の
実際走行量を演算検出することができるので、このデー
タを刃物台ｌの移動量に関する制御に利用してもよい。

而して、上記制御系により制御される各工場等における
個々のＦ　Ｍ　Ｓラインや、ＤＮＣマシン。

ＮＧマシン等の自動機械、或は、その他の手動乃至は半
自動機械は、第４図々示のように各工場等において、キ
ーボード、ＣＲＴ等からなる入出力表示手段やインター
フェイスを含む工場側ターミナル部ＩＴを経由して一ケ
所に設置された制御センター〇Ｃの主コンピユータＣに
電話回線ＢＬにより連結されている。また、上記主コン
ピユータＣは上記ターミナル部ＩＴを経由してオペレー
タターミナルＯＴにも接続されている。

而して、主コンピユータＣから供給される各工場の機械
ごとの信号データは、プロセスコントロール部ＰＣに於
てその供給先工場に割り振られ、モデム部ＭＯを経由し
て各工場における工場側ターミナルに伝送される。

第４図に於て、３１．３２は主コンピユータＣ及びプロ
セスコントロール部ＰＣの入力操作部で、ＣＲＴ、キー
ボード等により構成されている。また、各工場の機械Ｍ
側に於てはＮＧデータのりモートバッファ部ＲＢを設け
、自動プログラム部ＯＰ、テープリーダ、パンチ部ＴＲ
に接続しである。

而して、オペレータターミナルＯＴは、制御センター〇
〇の主コンピユータＣから各機械Ｍに供給される各種の
作業指令データの内容を、このターミナルＯＴにおける
表示部２１に視聴できる形態で表示できるようにすると
共に、該ターミナルＯＴに形成した接触乃至は音声等に
よる入力部２２から前記主コンピユータＣに対しその指
令内容の変更等のためのデータ、或は、各機械Ｍの作業
突稜データが供給できるように構成しである。尚、この
オペレータターミナルＯＴには、前記主コンピユータＣ
から直接制御指令値の入力ができない手動又は半自動機
械についても、その工程、加工数などのいわゆる稼動情
報が表示部２１に表示され、且つ、その表示内容の変更
等ができるようにしである。

次に、モデム部ＭＤはＮＣＵ　（ネットワークコントロ
ールユニット）を内蔵したタイプで、その基本構成は第
５図に示す通りである。

第５図に於て、６１はＣＰＵ　（セントラルプロセシン
グユニット）、６２はＮＣＵ、６３はコンピュータとの
インターフェイス、６４はモデム、６５は電話回線との
インターフェイス、６６は電話機部である。

上記モデム部ＭＤは、制御センター側と各工場等ごとに
設けられ、制御センターＣＣの主コンピユータＣと各工
場等における機械Ｍの入出力インターフェイスＩＴとの
間に挿入され、主コンピユータＣから供給されるＮＧ制
御信号を、各工場の機械に供給すると共に１作業指令デ
ータを各工場におけるオペレータターミナルＯＴに供給
し、該ターミナルＯＴから入力される情報１機械Ｍの動
作内容を表わすデータ情報を主コンピユータＣに伝送す
る。

而して、上記モデム部ＭＯは、主コンピユータＣ又はオ
ペレータターミナルＯＴ、ＦＭＳライン等の機械Ｍの速
度検出、加速度検出のためのセンサーから発されるデジ
タル信号をアナグロ化して電話回線を伝送し、また、こ
れらのアナグロ信号を受信してデジタル信号に変え、こ
れを上記オペレータターミナルＯＴ、ＦＭＳライン等の
機械Ｍ又は主コンピユータＣに供給する。

一方、先に述べたオペレータターミナルＯＴの作動例は
次の通りである。

而して、主コンピユータＣからモデム部ＭＯを経由して
供給される作業指令データの内容がまず表示部２１に表
示される。休止時間をおいて、この内容が音声でスピー
カ等の音声発生手段からも発されて１表示部２１は次の
休止時間に入る。

工場側に於て機械係員は表示部２１の表示内容を上記に
おける後の休止時間が満了するまでの間で視聴確認する
と、確認した旨の信号を、入力部２２にインプットする
。この信号は主コンピユータＣにモデム部ＭＤを経由し
て供給される。

ここで、各工場における機械Ｍは、上記のような主コン
ピユータＣとオペレータターミナルＯＴとの間での情報
交換のあと、数値制御データが供給されて稼動開始する
ように主コンピユータＣ側にプログラムされているもの
とする。

このようにして、各機械Ｍが稼動し始めた後は。

例えば、適宜の単位稼動時間の経過毎に作業の進捗状況
などについて、各工場において係員がそのターミナルＯ
Ｔの入力手段を操作し適宜のデータを主コンピユータＣ
に供給することにより、主コンピユータＣと係員とはそ
の手動機械を始めとする各機械Ｍの作業状況について情
報を交換できる。

また、機械Ｍ側からその速度又は加速度に関して得られ
る検出信号を主コンピユータＣで監視。

チェックすることにより、刃先の摩耗、欠損等の異常を
直ちに発見することができる。

更に、上記の情報交換時、又は、任意の時間経過後、機
械Ｍの作業現況或は作業累計状況が主コンピユータＣの
プログラム内容と不一致、例えば、途中で停電等があっ
たため予定数量を実施できていなかったり、或は、実施
可能であったが割込作業があったため、実施時期に遅延
が生じているといった状態があるときは、次のプログラ
ムを修正するためのデータを上記データ供給の場合と同
要領で、当該ターミナルＯＴから入力手段２２を操作し
て主コンピユータＣに供給することができる。

尚、主コンピユータＣに対する工場側の係員からのデー
タの供給は、上記例のような定期的なもの以外に、いつ
でも任意の時刻になし得ること勿論である。これは非常
時などにおいては即時にＥＭＳライン全体又は必要な機
械の稼動停止を実現できなければならないからである。

また、主コンピユータＣとオペレータターミナルＯＴの
間で交換可能な情報は、上記例のものに限られないこと
勿論であり、更に、両者は、オンラインのみならずオフ
ラインでの情報の交換もできる。主コンピユータＣに常
時結線されないターミナルＯＴはポータプルなものに形
成することができることになる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の通りであって、異なる場所にある複数の
工場ごとに導入された制御方式が同じＥＭＳライン等の
自動機械、或は、係員がいて操作する手動機械について
の生産、技術についての管理を、各工場等とは別の場所
で−ケ所に設置される制御センターの主コンピユータを
利用して行うようにすると共に、その主コンピユータと
各工場ごとのＦＭＳライン等の自動機械、或は、各工場
側で操作する主動機械との間のデジタル信号による情報
の交換を、電話回線を使用して行うようにしたから、Ｎ
Ｇ装置自体のオペレーションを習熟できる余剰人員の少
ない中食規模の工場等であっても、比較的低コストに自
己の機械の自動化、例えばＦＭＳライン化、或はＤＮＣ
マシン化を図ることができるので、産業上極めて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明システムに用る機械の制御系の一例を示
すブロック図、第２図及び第３図はその制御パターンを
示す速度線図と加速度線図、第４図は本発明システムの
一例のブロック図、第５図は本発明システムに使用する
モデム−例を示すブロック図である。 Ｃ・・・主コンピユータ、Ｍ・・・機械群、　ＯＴ・・
・オペレータターミナル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 テーブルやスピンドルのように移動する制御対象の移動
   駆動源に、当該対象に対し予め適宜設定できる単位時間
   当りの予定速度や予定加速度に対応した予定信号を、適
   宜の時間供給することにより移動させる一方、この制御
   対象の実際の移動時、該対象から直接又は間接に得られ
   る上記単位時間当りについての現在速度や現在加速度に
   対応した現在信号を、上記予定信号とその供給時間にお
   いて比較演算しその結果によって上記駆動源を制御する
   ようにした機械であって複数の工場等に設置された機械
   と、 コンピュータから各機械に関して供給される各種作業指
   令信号データの内容をそれぞれに視聴可能に表示する表
   示部並びにコンピュータに対し上記指令信号データの内
   容の変更、新設、或は機械の稼動記録などに必要な実積
   信号データを供給するための入力部を有し複数の工場等
   ごとに設置されるオペレータターミナルと、 上記各機械に対し上記予定信号を、また、オペレータタ
   ーミナルに種々の作業指令信号データを供給すると共に
   、各機械及びオペレータターミナルからの提供される信
   号データを処理する一の制御センターのコンピュータと
   から成り、 上記制御センターのコンピュータと各工場等の機械及び
   オペレータターミナルとの信号データの交換を、中間に
   モデム又は専用回線を介在させて電話回線を通して行う
   と共に、上記機械から供給される単位時間当りの現在速
   度や現在加速度をベースとする信号データによって機械
   の動作状態を常時検出し刃物の性状等の予防的メンテナ
   ンス情報を得るようにしたことを特徴とする生産、技術
   情報管理システム。