(57)【要約】【課題】  運転状況に応じて適切な連絡先に通報できるようにすることにより、機械の停止時間を極力短縮し、稼働効率を向上させることが可能な工作機械の運転状況判別通報装置を提供する。【解決手段】  工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段（３１，２０）と、この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段（４１）と、前記運転状況の内容毎に、時間帯に応じた連絡先の電話番号およびその内容に対応するメッセージを記憶した連絡先記憶手段（４３Ａ）と、この連絡先記憶手段の中から判別された運転状況の内容に対応する連絡先の電話番号およびメッセージを読み出し、その電話番号に自動ダイヤルしてメッセージを通報する通報手段（４１，３５）とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸駆動モータによって回転駆動される主軸の先端に工具を取り付け、この工具によって被加工物を加工する工作機械の運転状況判別通報装置であって、
工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段と、
この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段と、
前記運転状況の内容毎に、時間帯に応じた連絡先を記憶するとともに、運転状況の内容に対応するメッセージを記憶した連絡先記憶手段と、
この連絡先記憶手段の中から前記運転状態判別手段によって判別された運転状況の内容に対応する連絡先を時間帯に応じて選択するとともに、判別された運転状況に対応するメッセージを読み出し、選択された連絡先に読み出したメッセージを通報する通報手段とを備えたことを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【請求項２】
主軸駆動モータによって回転駆動される主軸の先端に工具を取り付け、この工具によって被加工物を加工する工作機械の運転状況判別通報装置であって、
工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段と、
この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段と、
前記運転状況の内容毎に、予め優先順位を決めて複数の連絡先を記憶するとともに、運転状況の内容に対応するメッセージを記憶した連絡先記憶手段と、
この連絡先記憶手段の中から前記運転状態判別手段によって判別された運転状況の内容に対応する連絡先を優先順位に基づいて選択するとともに、判別された運転状況に対応するメッセージを読み出し、選択された連絡先に読み出したメッセージを通報する通報手段とを備えたことを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【請求項３】
主軸駆動モータによって回転駆動される主軸の先端に工具を取り付け、この工具によって被加工物を加工する工作機械の運転状況判別通報装置であって、
工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段と、
この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段と、
前記運転状況の内容毎に連絡先およびメッセージを記憶した連絡先記憶手段と、
この連絡先記憶手段の中から前記運転状態判別手段によって判別された運転状況の内容に対応する連絡先およびメッセージを読み出し、その連絡先に読み出したメッセージを文字データとして通報する通報手段とを備えたことを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の工作機械の運転状況判別通報装置において、
前記運転状況判別手段は、前記運転状況検出手段で検出された工作機械の運転状況から工具の摩耗、折損を検出する工具状況判別手段を含むことを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の工作機械の運転状況判別通報装置において、
前記主軸は、空気静圧軸受によって所定の軸受クリアランスで浮上支持されていることを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の工作機械の運転状況判別通報装置において、
前記連絡先記憶手段は、前記連絡先として電話番号を記憶し、
前記通報手段は、自動ダイヤル通話装置を備えるとともに、この自動ダイヤル通話装置によって前記連絡先記憶手段の中から読み出した電話番号に自動ダイヤルしてメッセージの内容を通報することを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の工作機械の運転状況判別通報装置において、
前記運転状況検出手段は、前記主軸駆動モータの消費電力を検出する消費電力検出手段を含み、
前記工具状況判別手段は、前記消費電力検出手段で検出された消費電力と予め記憶した基準消費電力とを比較して工具の摩耗、折損を検出することを特徴とする工作機械の運転状況判別通報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の運転状況判別通報装置に関する。たとえば、主軸を回転駆動する主軸駆動モータの消費電力などから工具の摩耗や折損、あるいは、ＮＣ装置などから加工完了などの運転状況を判別し、その各状況に応じて通報先を変えるようにした工作機械の運転状況判別通報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械で使用される工具は、切削に伴って摩耗を生じ、時として折損に至る場合がある。このような摩耗などが生じると、被加工物の加工部分の精度が低下したり、所期の加工が行えなくなることもある。
このため、作業者が工具の摩耗などを所定時間毎に検査したり、あるいは、自動的に工具の摩耗などを検出する工具摩耗検出装置を備えた工作機械も提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、自動工具交換装置を備えていない工作機械では、自動的に工具の摩耗などを検出しても、作業者が工具交換を行わなければならないから、作業者が工作機械から離れていると、直ちに工具交換を行えない。つまり、その間、機械を停止した状態で待機しておかなければならず、稼働効率が低下するという課題がある。
【０００４】
また、工具の摩耗や折損などでは、作業者が工具交換を行うことによって、機械を再び運転させることができるが、故障などによって停止した場合には、作業者だけでは復旧させることができない場合が多い。
何故なら、作業者が自らの経験に照らして異常原因を究明するにしても、近年、機械における制御が複雑化するに伴って異常原因も多岐にわたり、異常原因の究明には多くの時間と労力が必要であることから、これらに対して専門とする者に頼らざるを得ない場合も多い。
【０００５】
本発明の目的は、運転状況の内容に応じて、適切な連絡先に通報できるよにすることにより、機械の停止時間を極力短縮し、稼働効率を向上させることが可能な工作機械の運転状況判別通報装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の工作機械の運転状況判別通報装置は、主軸駆動モータによって回転駆動される主軸の先端に工具を取り付け、この工具によって被加工物を加工する工作機械の運転状況判別通報装置であって、工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段と、この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段と、前記運転状況の内容毎に、時間帯に応じた連絡先を記憶するとともに、運転状況の内容に対応するメッセージを記憶した連絡先記憶手段と、この連絡先記憶手段の中から前記運転状態判別手段によって判別された運転状況の内容に対応する連絡先を時間帯に応じて選択するとともに、判別された運転状況に対応するメッセージを読み出し、選択された連絡先に読み出したメッセージを通報する通報手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の工作機械の運転状況判別通報装置は、主軸駆動モータによって回転駆動される主軸の先端に工具を取り付け、この工具によって被加工物を加工する工作機械の運転状況判別通報装置であって、工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段と、この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段と、  前記運転状況の内容毎に、予め優先順位を決めて複数の連絡先を記憶するとともに、運転状況の内容に対応するメッセージを記憶した連絡先記憶手段と、この連絡先記憶手段の中から前記運転状態判別手段によって判別された運転状況の内容に対応する連絡先を優先順位に基づいて選択するとともに、判別された運転状況に対応するメッセージを読み出し、選択された連絡先に読み出したメッセージを通報する通報手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の更に他の工作機械の運転状況判別通報装置は、主軸駆動モータによって回転駆動される主軸の先端に工具を取り付け、この工具によって被加工物を加工する工作機械の運転状況判別通報装置であって、工作機械の運転状況を検出する運転状況検出手段と、この運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容を判別する運転状況判別手段と、前記運転状況の内容毎に連絡先およびメッセージを記憶した連絡先記憶手段と、この連絡先記憶手段の中から前記運転状態判別手段によって判別された運転状況の内容に対応する連絡先およびメッセージを読み出し、その連絡先に読み出したメッセージを文字データとして通報する通報手段とを備えたことを特徴とする。      
【０００９】
このような構成によれば、運転状況検出手段によって検出された運転状況の内容が運転状況判別手段によって判別されると、連絡先記憶手段の中から判別された運転状況の内容に対応する連絡先およびメッセージが読み出され、その連絡先に運転状況を知らせるメッセージが通報される。
たとえば、連絡先記憶手段に、工具の摩耗や折損に対応して、作業者の連絡先およびメッセージを記憶しておけば、工具の摩耗や折損が検出されたとき、作業者にその旨が通報される。従って、作業者は、機械から離れていても、工具の摩耗や折損があったことを知ることができるから、直ちに機械の元に復帰して工具交換を行うことができる。よって、機械の停止時間を極力短縮し、稼働効率を向上させることができる。
また、連絡先記憶手段に、機械の故障に対応して故障診断専門作業者の連絡先およびメッセージを記憶しておけば、機械の故障が検出されたとき、専門作業者にその旨が通報される。従って、直ちに専門作業者が機械の元に出向いて故障診断を行うことができるから、機械の停止時間を極力短縮し、稼働効率を向上させることができる。
【００１０】
ここで、前記運転状況判別手段は、前記運転状況検出手段で検出された工作機械の運転状況から工具の摩耗、折損を検出する工具状況判別手段を含むことが好ましい。
また、前記主軸は、空気静圧軸受によって所定の軸受クリアランスで浮上支持されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記連絡先記憶手段は、前記連絡先として電話番号を記憶し、前記通報手段は、自動ダイヤル通話装置を備えるとともに、この自動ダイヤル通話装置によって前記連絡先記憶手段の中から読み出した電話番号に自動ダイヤルしてメッセージの内容を通報することが好ましい。
このような構成によれば、通常の電話回線を利用して連絡先に通報できるから、専用の通信回線を敷設しなくてもよく、経済的にできる。とくに、連絡先として携帯電話などの番号を登録しておけば、作業者などがどこにいても直ちに知らせることができる。
【００１２】
また、前記運転状況検出手段は、前記主軸駆動モータの消費電力を検出する消費電力検出手段を含み、前記運転状況判別手段は、前記消費電力検出手段で検出された消費電力と予め記憶した基準消費電力とを比較して工具の摩耗、折損を検出する工具状況判別手段を含むことが好ましい。
このようにすれば、主軸駆動モータの消費電力を基に、工具の摩耗、折損を検出するようにしたので、これらの異常を正確に検出できる。
今まで、駆動モータの駆動電流から工具の摩耗を検出する方法も知られているが、主軸が転がり軸受で支承されている場合、転がり軸受により駆動電流にノイズが生じるため、また、主軸が空気軸受で支承されている場合、負荷変動が小さいため、摩耗検出が不可能である。これに対して、本発明では、主軸駆動モータの消費電力によって検出しているため、工具の摩耗、折損を確実に検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（基本構成）
図１において、本実施形態の工作機械１は、図示しないコラムなどに支持された主軸ヘッド１０を有し、この主軸ヘッド１０に回転自在に支持された主軸１１の先端に切削用の工具１２を備えている。また、工作機械１は、被加工物を載置する図示しないテーブルなどを有し、このテーブルなどと主軸ヘッド１０とは図示しない移動機構などにより立体的（三次元的）に相対移動され、工具１２を被加工物に接触させて切削加工が行えるようになっている。
これらの相対移動は、ＮＣ装置２０からの動作指令に基づいて実行される。ＮＣ装置２０は、既存のもので、所定の加工プログラムに基づいて各種の動作指令を出力する。
【００１４】
主軸ヘッド１０は、主軸１１を支承するために空気静圧軸受を用いている。主軸１１は、主軸ヘッド１０内の一部にフランジ部１３を有し、このフランジ部１３の工具１２側に１ヶ所、反対側に２ヶ所、それぞれ径方向の空気静圧軸受部１４，１５，１６を備えている。また、フランジ部１３を挟むように一対、軸方向の空気静圧軸受部１７，１８を備えている。これらの空気静圧軸受部１４〜１８には高圧空気が供給されることによって、主軸１１は、各軸受部１４〜１８において所定の軸受クリアランスで浮上支持されている。つまり、主軸ヘッド１０に対して、径方向および軸方向に回転自在な状態で支承されている。
【００１５】
主軸ヘッド１０の工具１２と反対側には、主軸駆動モータ１９が取り付けられ、この主軸駆動モータ１９により主軸１１が回転駆動される。主軸駆動モータ１９は、電動機制御回路であるモータドライブシステム２１により制御される。モータドライブシステム２１は、ＮＣ装置２０からの動作指令に基づいて主軸駆動モータ１９を制御し、所定の回転数で主軸１１ないし工具１２を回転させる。
【００１６】
（運転状況判別通報装置）
工作機械１は、前述した主軸ヘッド１０、ＮＣ装置２０とともに、運転状況に応じて通報するための運転状況判別通報装置３０を備えている。
運転状況判別通報装置３０は、前記モータドライブシステム２１に装備されている主軸駆動モータ１９の消費電力を検出する消費電力検出手段としての消費電力検出部３１と、外部入力されるサンプリング信号ＳＴに基づいて消費電力検出部３１からのアナログ消費電力信号ＰＷＯを順次デジタル消費電力信号ＰＷ１に変換するＡ／Ｄコンバータ３２と、このＡ／Ｄコンバータ３２からの消費電力信号ＰＷ１および前記ＮＣ装置２０からの状態信号を基に工作機械の運転状況を検出しその運転状況を判別する運転状況監視装置３４と、この運転状況監視装置３４で判別された判別結果に応じて予め設定した通報先へ通報する自動ダイヤル通話装置３５とから構成されている。
【００１７】
前記運転状況監視装置３４は、ＣＰＵ４１を用いた小規模コンピュータシステムで、プログラムメモリ４２と、作業用メモリ４３と、前記消費電力信号ＰＷ１およびＮＣ装置２０からの状態信号を入力する入力回路４４，４５と、電話番号およびメッセージを前記自動ダイヤル通話装置３５へ出力する出力回路４６とを備える。なお、これらの各部４１〜４６は、それぞれアドレスバス４７およびデータバス４８に接続され、相互のデータ受け渡しなどの協調動作が行われるようになっている。
【００１８】
プログラムメモリ４２には、前記ＣＰＵ４１の動作プログラムが格納されている。
作業用メモリ４３には、各種演算結果を一時的に格納するための記憶エリアが設けられているとともに、連絡先記憶手段としての連絡先テーブル４３Ａが設けられている。連絡先テーブル４３Ａには、図２に示すように、予め、運転状況の内容毎に、連絡先およびその内容に対応するメッセージが記憶されている。具体的には、工具摩耗、工具折損、加工完了……異常停止などの運転状況の内容毎に、通報先の電話番号およびその内容に対応するメッセージが記憶されている。この際、１つの運転状況の内容に対応して、１つの連絡先電話番号を登録するのではなく、時間帯に応じた連絡先を記憶しておき、時間帯によって連絡先電話番号を変えるようにしてある。
【００１９】
前記自動ダイヤル通話装置３５は、前記連絡先テーブル４３Ａの中から読み出された連絡先の電話番号およびメッセージが与えられると、電話回線３６を通じてその連絡先の電話番号に自動ダイヤルする自動ダイヤル部３５Ａと、メッセージの内容を音声データに変換して通話先に送信する音声変換部３５Ｂとを備える。
【００２０】
以上の構成であるから、ＣＰＵ４１は、たとえば、切削中において、Ａ／Ｄコンバータ３２を介して与えられる消費電力信号ＰＷ１を常時監視して、工具摩耗や工具折損を検知する。たとえば、消費電力信号ＰＷ１と基準消費電力との差が予め設定されたしきい値より大きくなったとき、工具摩耗と判別する。また、切削中において、消費電力信号ＰＷ１が急激に変動したとき、工具折損を判別する。
このような工具異常を検知したとき、ＣＰＵ４１は、連絡先テーブル４３Ａの中から工具摩耗や工具折損に対応する連絡先の電話番号およびメッセージを読み出し、それを出力回路４６を介して自動ダイヤル通話装置３５に与える。
【００２１】
すると、自動ダイヤル通話装置３５は、連絡先の電話番号およびメッセージが与えられると、電話回線３６を通じてその連絡先の電話番号に自動ダイヤルし、続けて、メッセージの内容を音声データに変換して通話先に送信する。これにより、連絡先の作業者は、音声でメッセージの内容を聞くことができ、直ちに機械の元に復帰して工具交換を行うことができる。
【００２２】
また、機械が異常停止したことを検出すると、連絡先テーブル４３Ａの中から異常停止に対応する電話番号およびメッセージを読み出し、それを出力回路４６を介して自動ダイヤル通話装置３５に与える。これにより、機械が異常停止したことが故障診断専門作業者に通報される。よって、専門作業者は直ちに機械の元に出向いて故障診断を行うことができるから、機械の停止時間を短縮し、稼働効率を向上させることができる。
【００２３】
本実施形態によれば、予め、運転状況の内容毎に連絡先の電話番号およびその内容に対応するメッセージが連絡先テーブル４３Ａに記憶され、現在の運転状況の内容が判別されたとき、連絡先テーブル４３Ａの中から判別された運転状況に対応する連絡先の電話番号およびメッセージが読み出され、その連絡先の電話番号にメッセージが自動的に通話される。
従って、運転状況の内容に応じて、適切な連絡先の電話番号を記憶させておけば、運転状況に応じて適切な連絡先に通報できるから、機械の停止時間を極力短縮し、稼働効率を向上させることができる。
【００２４】
とくに、運転状況の内容毎に電話番号およびその内容に対応するメッセージを記憶し、自動ダイヤル通話装置に３５よって連絡先テーブル４３Ａの中から読み出した電話番号に自動ダイヤルしてメッセージの内容を音声で連絡先に通報するようにしたので、通常の電話回線を利用して連絡先に通報でき、専用の通信回線を敷設しなくてもよいから、経済的にできる。とくに、連絡先として携帯電話などの番号を登録しておけば、作業者などをどこにいても直ちに知らせることができる。
【００２５】
また、主軸駆動モータ１９の消費電力を消費電力検出部３１によって検出し、この消費電力と予め記憶した基準消費電力とを比較して工具の摩耗、折損を検出するようにしたので、つまり主軸駆動モータ１９の消費電力を基に、工具の摩耗、折損を検出するようにしたので、これらの異常を正確に検出できる。
今まで、駆動モータの駆動電流から工具の摩耗を検出する方法も知られているが、主軸が転がり軸受で支承されている場合、転がり軸受により駆動電流にノイズが生じため、また、主軸が空気軸受で支承されている場合、負荷変動が小さいため、摩耗検出が不可能である。これに対して、主軸駆動モータの消費電力によって検出しているため、工具の摩耗、折損を検出することが可能である。
【００２６】
なお、前記実施形態では、運転状況として、工具の摩耗、折損、加工完了、異常停止を挙げたが、これに限られない。機械の運転状況に応じて、作業者などを呼ぶ必要がある状況を検出して、それに応じたメンテナンスを行える人を呼べることができればよい。
【００２７】
また、前記実施形態において、１つの運転状況の内容に対応して、複数の連絡先電話番号を登録しておくとともに、優先順位を予め決めておき、その優先順位に従って電話をするようにしてもよい。
【００２８】
また、前記実施形態では、メッセージを音声で通報するようにしたが、文字データとして送信するようにしてもよく、あるいは、音声と文字とで送信するようにしてもよい。
また、前記実施形態において、異常を検出したときに、そのときの機械の状況データをＮＣ装置２０または運転状況判別通報装置３０に表示するとともに、連絡先にも送信するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、工作機械において、たとえば、主軸を回転駆動する主軸駆動モータの消費電力などから工具の摩耗や折損、あるいは、ＮＣ装置などから加工完了などの運転状況を判別し、その各状況に応じて通報先に連絡できるようにした通報放置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体のブロック図である。
【図２】同上実施形態の連絡先テーブルを示す図である
【符号の説明】
【００３１】
１１  主軸
１２  工具
１９  主軸駆動モータ
２０  ＮＣ装置（運転状況検出手段）
３０  運転状況判別通報装置
３１  消費電力検出部（運転状況検出手段）
３５  自動ダイヤル通話装置（通報手段）
４１  ＣＰＵ（運転状況判別手段、工具状況判別手段、通報手段）
４３Ａ  連絡先テーブル（連絡先記憶手段）
【図１】
2005063455.tif 000003
【図２】
2005063455.tif 000004