(57)【要約】【課題】アラームに関連する情報を削減しメモリを節約したアラーム原因表示機能を有する数値制御装置を提供すること。【解決手段】モータ４を駆動するためにアンプ３にドライブ指令７を出力する数値制御装置１０やその周辺装置２，３，４の動作状態を診断する機能を有する数値制御装置１０において、前記動作状態の異常を示すアラームメッセージと前記異常の原因を特定する情報をアラビア数字、または、アルファベット、または、アラビア数字とアルファベットとの組み合わせからなる追加情報として記憶する記憶装置５と、数値制御装置１０やその周辺装置２，３，４に異常が発生した場合、該異常に対応したアラームメッセージおよび追加情報をメモリ５Ａから選択してメッセージを作成し、作成されたメッセージを表示装置２に表示することを要求するようにした、アラーム原因表示機能を有する数値制御装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値制御装置、あるいは該数値制御装置が制御する機械の異常を検出する機能を有する数値制御装置において、
前記数値制御装置や前記機械で発生する動作状態の異常を表すアラームメッセージを記憶するアラームメッセージ記憶手段と、
前記異常の原因を特定する情報をアラビア数字、または、アルファベット、または、アラビア数字とアルファベットとの組み合わせによって表す追加情報として記憶する追加情報記憶手段と、
前記数値制御装置、あるいは前記機械に異常が発生した場合、該異常に対応したアラームメッセージおよび追加情報を前記アラームメッセージ記憶手段と前記追加情報記憶手段とから選択しメッセージを作成するメッセージ作成手段と、
前記メッセージ作成手段により作成されたアラームメッセージおよび追加情報とからなるメッセージを表示する表示手段と、を備えたアラーム原因表示機能を有する数値制御装置。
【請求項２】
前記メッセージ作成手段により作成されたアラームメッセージおよび追加情報からなるメッセージを履歴情報として記憶する異常発生履歴記憶手段を備えた請求項１に記載のアラーム原因表示機能を有する数値制御装置。
【請求項３】
前記追加情報は所定の体系に従って形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のアラーム原因表示機能を有する数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や産業用機械などの機械を制御する数値制御装置に関し、特に、アラーム原因表示機能を有する数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値制御装置には、異常が発生した場合に通知する数百から数千種類のアラームがある。そして、数値制御装置や数値制御装置が制御する機械において何らかの異常が発生した場合に、異常の内容を表すアラームメッセージを数値制御装置が有する表示装置に表示することが行われている。
【０００３】
これらのアラームの中には、複数の原因で発生するアラームが存在する。複数の原因からなるアラームであっても、アラームメッセージとしては結果としての異常を表示するのみである場合が一般的である。例えば、位置誤差が大きすぎる異常が発生した場合、「位置誤差過大」というようなアラームメッセージが表示される。その異常の発生原因としては、モータやアンプの異常など複数の原因がありうる。そのため、複数の原因により発生するアラームメッセージはその発生原因の特定に時間がかかっている。
【０００４】
特許文献１には、アラームが発生する複数の原因のうち、数値制御装置自体で原因特定を行い、その結果を表示する数値制御装置の技術が開示されている。この特許文献１に開示される数値制御装置の技術では、表示自体は分かり易くなるものの、メッセージの内容が膨大になり、それらのメッセージを記憶しておく記憶装置（メモリ）が大量に必要となる。
【０００５】
また、異常の発生の履歴を残す場合に、そのような大量のメッセージを持つものを過去長い時間に遡って残そうとすると、大量の記憶装置（メモリ）が必要となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２３４９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アラーム発生原因として複数の原因が考えられる場合、結果としてのアラームメッセージを表示するのみでは、数値制御装置のオペレータがアラームの発生原因を特定するのに時間がかかる。
【０００８】
異常の発生原因の解析ができたとき、その異常の原因ごとにアラームメッセージを用意して数値制御装置に記憶させておくには、そのための大量のメモリが必要となる。また、異常の原因とアラームメッセージとを履歴として保存する際にも、メッセージ内容が複雑であると全部の情報を残すために大量のメモリが必要になる。そのため、数値制御装置が大型化し高額化する問題がある。
一方、アラームメッセージそのものの数は多数にあるものの、アラームメッセージや異常の原因を特定する追加情報それ自体は工作機械や産業用機械などの機械を制御するという本来の数値制御装置の機能に直接関係するものではない。
【０００９】
そこで、本発明は、アラームに関連する情報を削減しそれらの情報を記憶するためのメモリを節約可能なアラーム原因表示機能を有する数値制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の請求項１に係る発明は、数値制御装置、あるいは該数値制御装置が制御する機械の異常を検出する機能を有する数値制御装置において、前記数値制御装置や前記機械で発生する動作状態の異常を表すアラームメッセージを記憶するアラームメッセージ記憶手段と、前記異常の原因を特定する情報をアラビア数字、または、アルファベット、または、アラビア数字とアルファベットとの組み合わせによって表す追加情報として記憶する追加情報記憶手段と、前記数値制御装置、あるいは前記機械に異常が発生した場合、該異常に対応したアラームメッセージおよび追加情報を前記アラームメッセージ記憶手段と前記追加情報記憶手段とから選択しメッセージを作成するメッセージ作成手段と、
前記メッセージ作成手段により作成されたアラームメッセージおよび追加情報とからなるメッセージを表示する表示手段と、を備えたアラーム原因表示機能を有する数値制御装置である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記メッセージ作成手段により作成されたアラームメッセージおよび追加情報からなるメッセージを履歴情報として記憶する異常発生履歴記憶手段を備えた請求項１に記載のアラーム原因表示機能を有する数値制御装置である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記追加情報は所定の体系に従って形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のアラーム原因表示機能を有する数値制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、数値制御装置が有する数百から数千のアラームに関連する情報を記憶するためのメモリを節約したアラーム原因表示機能を有する数値制御装置を提供することが可能である。  
また、本発明により、アラームメッセージに、アラームの原因内容を示す簡単な追加情報を付加することで、少ないメモリでアラーム原因を特定する表示が可能である。
また、アラームメッセージと追加情報とを一緒に履歴情報として残すことが可能であり、少ないメモリでも異常情報の履歴の充実を図ることが可能なアラーム原因表示機能を有する数値制御装置を提供することができる。
【００１４】
本発明に用いられる追加情報は所定の体系に従って構成されており、数値制御装置や機械のオペレータがアラームの発生原因の概略を速やかに把握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】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面とともに説明する。図１は本発明を説明するための概略ブロック図である。本発明であるアラーム原因表示機能を有する数値制御装置１０は、加工プログラムを解析し実行することによりアンプ３に対してドライブ指令７を指令する。アンプ３はドライブ指令７に基づきモータ４を駆動する。そして、モータ４に備えられた位置・速度検出器（図示しない）による位置・速度の情報が、フィードバック情報８として数値制御装置１０に入力される。
【００１６】
数値制御装置１０には制御ソフト１が組み込まれている。制御ソフト１はアラーム検出部１ａ、アラーム原因推定部１ｂ、及びメッセージ作成部１ｃを有する。数値制御装置１０や数値制御装置１０に接続される工作機械や産業用機械などの周辺機器に異常が発生した際に、制御ソフト１は、異常をアラーム検出部１ａにより検出し、アラーム原因推定部１ｂによりアラーム原因を特定する。アラーム原因が特定されると、当該制御ソフト１は、メモリ５Ａからアラームメッセージ及び追加情報を読み出し要求し（アラームメッセージ及び追加情報読み出し要求９ａ）、表示装置２にメッセージ表示を要求したり、メモリ５Ｂにアラーム発生履歴を記憶するように要求（アラーム履歴記憶要求９ｂ）したりする。制御ソフト１は後述する数値制御装置１０のＲＯＭ１２（図４参照）に組み込まれるソフトウェアである。
【００１７】
図２は図１に示されるメモリ５Ａ、メモリ５Ｂに格納される情報の概略を説明する図である。メモリ５Ａはアラームメッセージ記憶領域５Ａａ及び追加情報記憶領域５Ａｂを有する。一方、メモリ５Ｂはアラーム発生履歴記憶領域５Ｂｃを有する。図１に示されるメモリ５Ａは一例としてＲＯＭで構成される。一方、メモリ５Ｂは一例としてＳＲＡＭで構成される。ＳＲＡＭはデータの書き込みと読み出しが可能なＲＡＭの一種である。本発明のアラーム原因表示機能を有する数値制御装置１０（図４参照）では、ＳＲＡＭ１３はバッテリーでバックアップさており不揮発性メモリとして機能している。
【００１８】
図３は、数値制御装置１０に備えられた表示装置２に表示されるアラームメッセージ及び追加情報からなるメッセージの一例を示している。
【００１９】
図１に示される表示装置２に表示されるアラームメッセージに付加される追加情報とその意味内容を説明した対応表が、マニュアルなどとしてあらかじめ作成される。当該マニュアルは、紙の媒体、ＰＤＦファイルを記憶した電子媒体などが用いられる。
【００２０】
数値制御装置１０や数値制御装置１０が制御する機械を操作するオペレータは、表示装置２に表示される追加情報に関する意味内容をマニュアルなどから探し出すことができる。このようにすることにより、数値制御装置１０に内蔵されるメモリの節約及びより有効な処理に使用することができる。
【００２１】
追加情報は、所定の体系に従って作成する。例えば、アルファベットとアラビア数字とを組み合わせて、異常発生の原因がアンプの場合、接頭辞として“Ａ”、モータの場合、接頭辞として“Ｂ”、検出器の場合、接頭辞として“Ｃ”という体系を作成しておいて、
Ａ１：アンプのトランジスタモジュール異常
Ａ２：アンプの電流検出素子異常
Ｂ１：モータの巻線短絡
Ｂ２：モータの巻線断線
Ｃ１：検出器自体の出力信号異常
Ｃ２：検出器の出力信号への過大なノイズ混入
というように原因が分類されている場合、数値制御装置や機械のオペレータは、接頭辞を見るだけでアラーム発生原因の概略を即座に把握することが可能である。
【００２２】
図４は本発明であるアラーム原因表示機能を有する数値制御装置１０の実施形態の概略ブロック図である。図４において、数値制御装置１０は工作機械や産業用機械などの機械を制御する装置である。プロセッサ（ＣＰＵ）１１は数値制御装置１０を全体的に制御するプロセッサである。プロセッサ（ＣＰＵ）１１はバス２０を介してＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステムプログラムに従って数値制御装置１０を全体的に制御する。
【００２３】
ＲＯＭ１２に格納されているシステムプログラムには、加工プログラムの作成及び編集のために必要となる編集モードの処理や自動運転のための再生モードの処理を実施するための各種のものがある。また、このＲＯＭ１２には、数値制御装置１０や数値制御装置１０が制御する工作機械や産業用機械の異常検出のためのプログラムや、異常を検出した際にＳＲＡＭ１３への記憶や、ＳＲＡＭ１３からのデータの転送を行う転送プログラムが格納されている。また、ＲＯＭ１２は前述したとおり、アラームメッセージ及び追加情報をそれぞれの記憶領域に予め記憶している。
【００２４】
ＳＲＡＭ１３はデータの書き込みと読み出しが可能なＲＡＭの一種である。ＳＲＡＭ１３は前述したとおりアラーム発生履歴記憶領域５Ｂｃの記憶領域を有する（図２（ｂ）参照）。図１に示されるメモリ５Ｂは一例としてＳＲＡＭ１３で構成される。
【００２５】
ＳＲＡＭ１３は図示しないバッテリーでバックアップされ不揮発性メモリとして機能し、一時的な計算データや、ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１を介してオペレータが入力した各種データがデータ領域に格納されている。
【００２６】
また、ＳＲＡＭ１３には、インタフェース１４を介して読み込まれた加工プログラムやＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１を介して入力された加工プログラム等が記憶されるようになっている。ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１は液晶表示装置と手動入力装置とから構成されている。
【００２７】
インタフェース１４は数値制御装置１０に接続可能な外部機器のためのインタフェースであり、入出力手段や外部記憶装置などの外部機器２３が接続されている。入出力手段や外部記憶装置等からは加工プログラム等が読み込まれ、また、数値制御装置１０内で編集された加工プログラムを入出力手段や外部記憶装置に出力することが可能である。
【００２８】
ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１５は、数値制御装置１０内に内蔵されたシーケンスプログラムで加工機械側の補助装置、例えば、工具交換用のアクチュエータを制御する。例えば、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能、及びＴ機能に従って、これらシーケンスプログラムによって補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１６から補助装置側に出力される。この出力信号により各種アクチュエータなどの補助装置が作動する。
【００２９】
工作機械の各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、及び画像データ等の画像信号は、ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１に送られ、ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１に備わった液晶表示装置からなるディスプレイに表示される。ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１はディスプレイやキーボード等を備えた入力装置である。
【００３０】
インタフェース１８はＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１のキーボードからデータを受けてプロセッサ（ＣＰＵ）１１に渡す。また、数値制御装置１０や数値制御装置１０が制御する機械に異常が発生した場合には、アラームの種類及び後述する追加情報からなるアラーム原因をＬＣＤ／ＭＤＩユニット２１のディスプレイ画面に表示し、数値制御装置１０などの異常発生を報知する。
【００３１】
インタフェース１９は手動パルス発生器２２に接続され、手動パルス発生器２２からのパルスを受ける。手動パルス発生器２２は工作機械本体の操作盤に実装され、手動操作に基づく分配パルスによる各軸制御で工作機械の可動部を精密に位置決めするために使用される。
【００３２】
軸制御回路３０〜５０はプロセッサ（ＣＰＵ）１１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ３１〜５１に出力する。サーボアンプ３１〜５１はこの指令を受けて、工作機械各軸のサーボモータ３２〜５２を駆動する。この場合、サーボモータ３２〜５２の各々はテーブル移動用の直線移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の駆動に用いられる。
【００３３】
各軸のサーボモータ３２〜５２には位置・速度検出用の検出器が内蔵されており、この検出器からの位置データが軸制御回路３０〜５０にそれぞれフィードバックされる。なお、この位置データは、差分を取ることによって速度データを生成することができる。図４では、これらの位置・速度のフィードバック信号については記載を省略している。
【００３４】
スピンドル制御回路６０はプロセッサ（ＣＰＵ）１１からの工作機械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度指令を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度指令を受けて、工作機械に指令された切削回転速度で主軸モータ６２を回転させる。主軸モータ６２には、歯車あるいはベルト等でポジションコーダが接続され、該ポジションコーダが主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはバス２０を経由してプロセッサ（ＣＰＵ）１１によって読み取られる。図４では、これらの帰還パルスに関連する構成については記載を省略している。
【００３５】
また、バス２０には信号伝送路との間で信号の授受を行うＩ／Ｏユニット１７が接続される。Ｉ／Ｏユニット１７の他方側にはネットワークや電話回線が接続される。
【００３６】
プロセッサ（ＣＰＵ）１１は、数値制御装置１０などに異常が発生した場合、アラーム情報や異常発生時の数値制御装置１０のパラメータや異常発生時までの操作履歴等のデータ等の異常解析に用いる解析データをＳＲＡＭ１３から読み出し、アラーム原因発生履歴情報としてＳＲＡＭ１３に格納しておくことが可能である。
このように、簡略化され体系化された追加情報を採用することにより、ＲＯＭやＳＲＡＭなどの記憶装置を削減することが可能であると共に、追加情報がアルファベット、アラビア数字、または、それらの組み合わせから構成されていることから、数値制御装置や周辺装置、数値制御装置が制御する機械に異常が発生したとき、使用言語によらず共通の表示が可能であり、保守点検業務を効率的に実施できる。
【００３７】
図５は制御ソフト１が実行するアルゴリズムを示すフローチャートの例である。以下、各ステップに従って説明する。数値制御装置１０は、制御ソフト１により数値制御装置１０や数値制御装置１０が制御する機械の動作状態を常に診断する（ステップＳ１）。診断により異常（アラーム）があれば（ステップＳ２）、異常（アラーム）の原因を推定する（ステップＳ３）。ステップＳ３の推定結果に基づき、数値制御装置１０のＲＯＭ１２に記憶されているアラームメッセージ及び追加情報を読み出し、メッセージを作成する（ステップＳ４）。作成されたメッセージを表示装置２に表示し（ステップＳ５）、終了する。
【００３８】
図６は制御ソフト１が実行するアルゴリズムを示すフローチャートの他の例である。このフローチャートはメッセージを記憶するステップを含んでいる。以下、各ステップに従って説明する。数値制御装置１０は、制御ソフト１により数値制御装置１０や数値制御装置１０が制御する機械の動作状態を常に診断する（ステップＴ１）。診断により異常（アラーム）があれば（ステップＴ２）、異常（アラーム）の原因を推定する（ステップＴ３）。ステップＴ３の推定結果に基づき、数値制御装置１０のＲＯＭ１２に記憶されているアラームメッセージ及び追加情報を読み出し、メッセージを作成する（ステップＴ４）。作成されたメッセージを異常（アラーム）発生履歴情報としてＳＲＡＭ１３に格納して終了する（ステップＴ５）。なお、履歴情報として格納された異常（アラーム）発生履歴情報は、オペレータによる所定の操作により、表示装置２に表示させたり、数値制御装置１０の外部の記憶装置などに記憶させたりできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を説明するための概略ブロック図である。
【図２】図１に示されるメモリ５Ａ、及び、メモリ５Ｂに格納される情報の概略を説明する図である。
【図３】数値制御装置１０に備えられた表示装置２に表示されるアラームの一例である。
【図４】本発明であるアラーム原因表示機能を有する数値制御装置１０の実施形態の概略ブロック図である。
【図５】制御ソフト１が実行するアルゴリズムを示すフローチャートの例である。
【図６】制御ソフト１が実行するアルゴリズムを示すフローチャートのその他の例である。
【符号の説明】
【００４０】
１  制御ソフト
２  表示装置
３  アンプ
４  モータ
５Ａ  メモリ
５Ａａ  アラームメッセージ記憶領域
５Ａｂ  追加情報記憶領域
５Ｂ  メモリ
５Ｂｃ  アラーム発生履歴記憶領域
６  メッセージ表示要求
７  ドライブ指令
８  フィードバック情報
９ａ  アラームメッセージ及び追加情報読み出し要求
９ｂ  アラーム履歴記憶要求
１０  数値制御装置
１１  プロセッサ（ＣＰＵ）
１２  ＲＯＭ
１３  ＳＲＡＭ
１４  インタフェース
１５  ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）
１６  Ｉ／Ｏユニット
１７  Ｉ／Ｏユニット
１８  インタフェース
１９  インタフェース
２０  バス
２１  ＬＣＤ／ＭＤＩユニット
２２  手動パルス発生器
２３  外部機器
３０，４０，５０  軸制御回路
３１，４１，５１  サーボアンプ
３２，４２，５２  サーボモータ
６０  スピンドル制御回路
６１  スピンドルアンプ
６２  主軸モータ
【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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【図６】
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