(57)【要約】【課題】研削状態の把握や研削時のトラブルシューティングを作業経験や知識を必要とせずにできるようにする。【解決手段】研削装置のワーク寸法を描画用データに変換し、砥石駆動モータの電流を描画用データに変換する。さらに、前記研削装置の砥石テーブルの移動量を描画用データに変換して、その変換した描画データを、ワークの測定寸法と砥石駆動モータの電流及び砥石テーブルの移動量をＹ軸とし、Ｘ軸を時間軸としてディスプレイの同一画面上に折れ線グラフ８０、８１、８２として順次プロットする。こうすることで、そのグラフ８０、８１、８２の変化を見れば、作業経験や知識が無くとも研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができるようにする。【選択図】図３
2008044074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削装置のワーク寸法をゲージディテクタで検出し、その検出出力をＡ／Ｄ変換器を介し処理手段へ入力して、描画用データに変換し、
一方、前記研削装置の砥石駆動モータの電流を電流検出手段で検出し、その検出出力をＡ／Ｄ変換器を介し処理手段へ入力して描画用データに変換し、
さらに、前記研削装置の砥石テーブルの移動量を位置検出用エンコーダで検出し、そのエンコーダ出力を処理手段へ入力して描画用データに変換し、かつ、前記処理手段で変換した描画データを、ワークの測定寸法と砥石駆動モータの電流及び砥石テーブルの移動量をＹ軸とし、Ｘ軸を時間軸としてディスプレイの同一画面上に折れ線グラフとして順次プロットする研削モニタ装置。
【請求項２】
上記処理手段をＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）とし、ディスプレイを前記ＰＬＣと通信インターフェースで接続されたタッチパネルディスプレイとした請求項１に記載の研削モニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
研削加工の生産技術の向上や設備開発に役立つ研削モニタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研削加工を行なう研削盤などの研削装置では、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）によるシーケンス制御が用いられている。このような研削装置では、例えば、加工中のワーク寸法をインプロセスゲージ（ゲージディテクタ）で検出し、その検出値に基づいて、ＰＬＣが研削砥石の切り込み送りを制御するようにしている。
【０００３】
ところで、このようなシーケンス制御では、インプロセスゲージによるワーク寸法の検出から実際に砥石の切り込み送りが切り換わるまでにタイムラグを起こしてしまう。しかも、その際、ワークの寸法生成速度は、砥石の切れ味などによって変動するため、加工進行寸法にもバラツキを生じてしまう。そのため、研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングには、作業者に充分な作業経験や知識が必要であるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決する一つの方法として、例えば、（特許文献１）に示すようなロギング装置を使用することが考えられる。このロギング装置は、図５に示すように、ＰＬＣバスインターフェース１、入力制御部２、トリガ検知部３、記録条件設定部４、データ編集部５、一次ファイル記億部６、ログファイル記録部７、ログ転送部８及びログ加工表示部９とで構成されており、ＰＬＣバスインターフェース１は、ＰＬＣ内部のＣＰＵバスやＩ／Ｏバスと接続してバススヌープ（監視）を行なう。こうすることで、ＣＰＵバスからＰＬＣのＣＰＵユニット上の時計データを取得する。また、Ｉ／Ｏバスから、ロギング対象のＰＬＣのＩ／Ｏ接点データを収集して、入力制御部２の指示に従って一次ファイル記憶部６に転送し格納したのち、ディスプレイ１０に表示する。したがって、このデータを解析すれば、少なくとも研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができると考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のロギング装置では、収集するデータがＣＰＵユニットの時計データとＰＬＣのＩ／Ｏ接点データなので、このような接点の「オン・オフ」データがディスプレイに表示されても研削装置やＰＬＣのプログラムに精通していないと、表示された「オン・オフ」のデータから研削状態を把握したり、異常研削時のトラブルシューティングをしたりするのは難しい問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、作業経験や知識を必要とせず、しかも研削装置やＰＬＣに精通していなくても、研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明では、研削装置のワーク寸法を描画用データに変換して、前記研削装置の砥石駆動モータの電流を描画用データに変換し、さらに、前記研削装置の砥石テーブルの移動量を描画用データに変換し、その変換した描画データを、ワークの測定寸法と砥石駆動モータの電流及び砥石テーブルの移動量をＹ軸とし、Ｘ軸を時間軸としてディスプレイの同一画面上に折れ線グラフとして順次プロットするという構成を採用したのである。
【０００９】
このような構成を採用することにより、研削テーブル、ゲージ、動力の検出出力がリアルタイムで、しかも、同時に、同じ画面上に、折れ線グラフで順次連続して表示されるので、そのグラフの変化を見れば、作業経験や知識が無くとも、また、研削装置やＰＬＣに精通していなくても、容易に装置の状態を把握したり、異常研削時のトラブルシューティングをしたりすることができる。
【００１０】
このとき、処理手段をＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）とし、ディスプレイを前記ＰＬＣと通信インターフェースで接続されたタッチパネルディスプレイとした構成を採用することができる。
【００１１】
このような構成を採用することにより、操作や設定用のタッチパネルディスプレイを使用して、研削テーブル、ゲージ、動力の検出出力がリアルタイムで、しかも、同時に同じ画面上に順次連続してグラフ表示させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように構成したことにより、作業経験や知識を必要とせず、しかも研削装置やＰＬＣに精通していなくても、研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
この形態は、図１に示すように、研削装置２０、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）２１及びタッチパルネディスプレイ２２とで構成されており、研削設備の１つの制御ユニットを示すものである。すなわち、本来は、主制御盤に配置されたＰＬＣ２１によって、複数の研削装置２０を制御するのであるが、理解を容易にするため、ここでは１ユニットについて述べる。
【００１５】
研削装置２０は、砥石２３と砥石駆動モータ２４を載置した砥石テーブル２５をステージ２６上に設け、そのステージ２６上の砥石テーブル２５を切り込み送り駆動部２７で移動させる構成となっている。そのため、切り込み送り駆動部２７は駆動用モータを備えており、駆動用モータにロータリーエンコーダ２８を取付けて、移動位置を検出できるようにしてある。また、砥石２３で外径研削されているワーク３０には、ゲージディテクタ（インプロセスゲージ）３１を取付けて、研削中のワーク３０の寸法を検出できるようにしてある。さらに、砥石駆動モータ２４に電流トランス（ＣＴ）３２を取付けて、モータ電流を検出できるようにしてある。このゲージディテクタ３１、電流トランス３２、ロータリーエンコーダ２８の各センサ出力は、増幅器などを介し（ロータリーエンコーダ２８の場合は、後述のモーションコントロール５０を介し）、ＰＬＣ２１と接続して入力するようにしてある。
【００１６】
ＰＬＣ２１は、図２のように、マイクロコンピュータ（例えば、ワンチップマイコンなど）４０やメモリ４１を備えたもので、入力回路４２と接続したセンサやスイッチなどからの信号に基づき、予め設定されたプログラムを実行して出力回路４３に接続されたモータやアクチュエータのオン・オフを制御する。この形態では、ＰＬＣ２１は、出力回路４３を介して砥石駆動モータ２４と接続し、前記モータ２４を直接制御する。一方、ＰＬＣ２１は、切り込み送り駆動部２７とモーションコントロール５０を介して接続し、モーションコントロール５０とＰＬＣとをフィールドバスで接続してある。そのため、ＰＬＣ２１のマイクロコンピュータからモーションコントロール５０へダイレクトに位置コマンドを送信できるようにしてある。
【００１７】
モーションコントロール５０は、図１に示すように、モーションコントローラ５１、モーションドライバ５２、モーションデバイス（切り込み送り駆動部２７）で構成され、モーションコントローラ５１に、前記切り込み送り駆動部２７のロータリーエンコーダ２８の検出出力を入力してある。そのため、この検出出力が入力されたモーションコントローラ５１では、ロータリーエンコーダ２８の検出出力と、前記ＰＬＣ２１からの位置コマンドとの偏差がゼロとなるようにモーションドライバを制御して切り込み送り駆動部２７の駆動用モータ（モーションデバイス）を制御（サーボ制御）する。また、このとき、モーションコントロール５１は、ロータリーエンコーダ２８の検出出力から算出した座標データ（例えば、偏差を算出するのに使用したもの）を、逐次ＰＬＣ２１へ送信する。
【００１８】
タッチパネルディスプレイ２２は、透明なシート状のセンサを表示画面に取り付け、その透明シートのセンサを介して画面に表示されたボタンなどにタッチすることで、表示だけではなくて制御盤のＰＬＣ２１を操作するための入力デバイスとして使用するものである。そのため、タッチパネルディスプレイ２２は、主制御盤の操作盤に設置して、ＰＬＣ２１と高速なバス通信で接続してある。
【００１９】
また、前記タッチパネルディスプレイ２２は、画像処理用のグラフィクチップ、マイクロコンピュータ、メモリなどを備えており、パソコン６０とのデータの送受を行なうための通信インターフェースも備えている。そして、その通信インターフェースを介してパソコン６０と接続することにより、パソコン６０上のソフトでタッチパネルディスプレイ２２に表示するデータの作成や変更ができるようになっている。さらに、このタッチパネルディスプレイ２２は、複数の画面（ページ）を登録できるようになっているため、用途に応じた画面を準備して切り換えて使用できるようになっている。さらに、また、このタッチパネルディスプレイ２２には、メモリカードスロット６１が設けられており、前記スロット６１に挿入したメモリカード（ＣＦカード、ＳＤカードなど）を介してデータの授受ができるようになっている。
【００２０】
この形態は、上記のように構成されており、タッチパネルディスプレイ２２の表示画面を、図３のように設計した。すなわち、表示画面は、パソコン６０上でソフトウェアを使用して作成した。具体的には、図３のように、ワーク３０の測定寸法と砥石駆動モータ２４の電流及び砥石テーブル２５の移動量をＹ軸とし、経過時間をＸ軸とした。このＸ軸とＹ軸で囲まれた描画エリアに各センサ２８、３１、３２の描画データを順次プロットして折れ線グラフを表示するようにしてある。
【００２１】
一方、Ｘ軸とＹ軸で囲まれた描画エリアの外側には、スケール（目盛）７０を設け、スイッチ７１と表示窓７２を配置してある。スケール７０は、切り込み位置、ゲージ寸法、研削電力の目盛と時間スケールである。また、スイッチ７１は、動力（１０ＫＷ、５．５ＫＷ、２．５ＫＷ）の３タイプに合わせてＹ軸のスケールを切り換えるためのものと、グラフ表示を高速、低速に切り換えてＸ軸のスケールを変更できるようにしたもの及びメインメニューを選択してページ（画面）を切り換えるためのものを設けている。また、表示窓７２は、荒削りから仕上げまでの経過時間を表示するものと、各センサ２８、３１、３２による切り込み量、ゲージ寸法、使用動力量などのリアルタイムの測定値をデジタル表示するものなどを設けている。
【００２２】
このような表示画面で研削加工を開始すると、各センサ２８、３１、３２からの検出値が、図４に示すようなフローに基づいてＰＬＣ２１へ入力し、入力した検出値はＰＬＣ２１で描画データに変換され、タッチパネルディスプレイ２２へ送信される。
【００２３】
無論、それまでに、パソコン６０からタッチパネルディスプレイ２２へ表示データを送信して画面表示ができるようにしておく必要がある。また、研削装置２０へシーケンス制御するためのラダープログラムやモーションコントロール５０を制御するためのプログラムも転送しておく必要がある。準備ができるとワーク３０を装着して研削加工を開始する。
【００２４】
すなわち、図４に示すように、ゲージディテクタ３１がワーク３０の寸法を検出すると（処理１００：以下「処理」省略）、検出した出力はプリアンプ及びアナログ出力ユニット（図示はしていないがＰＬＣ２１内に設けてある）で増幅し（１１０）、ＰＬＣ２１のＡ／Ｄ変換器（マイクロコンピュータ）でデジタル信号に変換したのち（１２０）、ＰＬＣ２１でタッチパネルディスプレイ２２の表示データ用の描画データに変換する（１３０）。ここで、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期を、例えば、表示間隔に合わせれば、サンプリングしたデータを、ＰＬＣ２１がグラフィックメモリのアドレスを１スパン分シフトして書き込むと（１４０）、オンゲージの折れ線グラフ８０の最新データとして更新した点として画面にプロットし、表示させることができる。
【００２５】
砥石駆動モータ２４に設けた研磨動力測定用の電流トランス３２の検出出力も先のゲージディテクタ３１の場合と同様に、電流トランス３２が砥石駆動モータ２４の電流を検出すると（２００）、プリアンプ及びアナログ出力ユニットで増幅し（２１０）、ＰＬＣ２１のＡ／Ｄ変換器（マイクロコンピュータ）でデジタル信号に変換して（１２０）、ＰＬＣ２１でタッチパネルディスプレイ２２の表示データに合わせた描画データに変換する（１３０）。そして、ＰＬＣ２１でグラフィックメモリのアドレスを１スパン分シフトして書き込むと（１４０）、研削電力の折れ線グラフ８１の最新のデータとして更新した点を画面にプロットし、表示させることができる。
【００２６】
このとき、切り込み送り駆動部２７のロータリーエンコーダ２８が砥石テーブル２５の移動によってエンコード出力を出力すると（３００）、モーションコントロール５０が、座標データを算出する（３１０）。このエンコード出力は、インクリメンタル型の場合、例えば、２相パルスの位相差をプログラム処理から検出し、基準点からの出力をカウンタなどで加減算することにより移動量を算出できるので、移動量から座標データを算出できる。算出した座標データはＰＬＣ２１へ出力する。ＰＬＣ２１では、グラフィックメモリのアドレスを１スパン分シフトして書き込むと（１４０）、切り込み位置の折れ線グラフ８２の最新のデータとして更新した点を画面にプロットし、表示させることができる。
【００２７】
また、この画面全体は、図１のように、例えば、ＳＤメモリやコンパクトフラッシュメモリなどの固体メモリ６２をスロット６１に挿入してビットマップ形式などで定期的に保存する。
【００２８】
このように、表示された切り込み位置、ゲージ寸法、研削電力の３本の折れ線グラフ８０〜８２は、同じ時間軸でプロットした時系列グラフで表示しているので、例えば、異常がなければ、各グラフ８０〜８２の変化量や変化スピードは決まった動きをする筈である。そのため、その傾向を見るだけで正常に作動していることが理解できる。また、トラブルが発生した場合は、トラブルに関連するグラフ８０〜８２が特異な動きをする筈なので、トラブルシューティングができる。
【００２９】
すなわち、研削装置２０の「切り込み位置」、「ゲージ寸法」、「研削電力」の３つの主要な特性を、連続した折れ線グラフ８０〜８２として表示させることで、それらの変化量や変化スピードなどをリアルタイムで視認することができる。そのため、その視認に基づいて研削状態を容易に把握することができる。その結果、経験や感に頼らずに研削状態を容易に、かつ、確実に把握できる。また、同様に、異常研削も視覚的に理解できる。そのため、トラブルシューティングも容易にできる。
【００３０】
したがって、タッチパネルディスプレイ２２に「切り込み位置」、「ゲージ寸法」、「研削電力」の３つの要素を連続した折れ線グラフ８０〜８２として表示させたことにより、作業者が設備の状態を知るのに専用の測定器を用いる必要が無く、簡単に設備の研削状態が分かる。また、砥石テーブルの移動量、ゲージ寸法、動力特性が同時に、リアルタイムで表示と記録ができるため、例えば、研削条件変更時の調整やメンテナンス後の研削状態の確認あるいは機械間の状態比較などを簡単に行なうことができ、研削加工の生産技術の向上や設備開発に役立てることができる。
【００３１】
さらに、これらを有効に活用することにより、設備の知識や作業経験が少ない作業者でも簡単に設備の状態を把握できる。また、不具合の発生直後の状態を知ることで、トラブルシューティングが短時間でできるようになる。加えて、表示画面を電子ファイルとして取り込むことで、遠隔地にある専門の部署などでの分析や状態の把握などもスピーディに行なえる。
【００３２】
なお、この形態では、タッチパネルディスプレイ２２の表示は、Ｙ軸（動力）のフルスケールを３段階に変化させられるようしたが、このようにすれば、複数の研削装置に同じ画面を用いることもできる。また、Ｘ軸の時間軸も２段階に変化させられるようにしたことで、複数の隣り合った研削結果を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態のブロック図
【図２】実施形態のブロック図
【図３】実施形態の表示画面の正面図
【図４】実施形態のフロー図
【図５】従来例のブロック図
【符号の説明】
【００３４】
２０  研削装置
２１  ＰＬＣ
２２  タッチパネルディスプレイ
２３  砥石
２４  砥石駆動モータ
２５  砥石テーブル
２７  切り込み送り駆動部
２８  ロータリーエンコーダ
３０  ワーク
３１  ゲージディテクタ
３２  電流トランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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