JP2002304207A

JP2002304207A - 工作機械の稼働状況管理方法

Info

Publication number: JP2002304207A
Application number: JP2001105910A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Sakata; 優喜坂田; Tetsuya Kaneda; 哲也金田; Yuji Kuroiwa; 裕二黒岩; Toshinori Takegawa; 敏徳竹川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-18

Abstract

(57)【要約】【課題】工作機械の加工周期（サイクルタイム）毎に
電力使用量を積算することで、電力使用量に基づく稼働
状況管理を容易にする。【解決手段】積算電力計４１は工作機械１０で消費す
る電力量を測定する。工作機械１０の制御部１２は、加
工周期に同期した信号を測定タイミング制御部４３へ供
給する。測定タイミング制御部４３は、加工周期に同期
した信号に基づいて工作機械の１加工周期（サイクルタ
イム）毎の電力使用量を求め、求めた電力使用量をデー
タ通信部４４，通信ネットワーク（ＬＡＮ）３０を介し
てホストコンピュータ２０へ送信する。ホストコンピュ
ータ２０は工作機械の電力使用量を記録し、電力使用量
のグラフを作成する。同一部品を連続的に加工している
時は、横一線に電力使用量がプロットされる。電力使用
量の変化から工作機械の動作異常や故障等を推定するこ
ともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の電力使
用量（消費電力量）に基づいて稼働状況を管理する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平２００１−３４３２３号公報に
は、工作機械に電力使用量測定手段とデータ通信手段を
設け、電力使用量測定手段によって所定時刻間の電力使
用量を測定してデータ通信手段によってホストコンピュ
ータへ通知し、ホストコンピュータによって電力使用量
を記録するようにした工作機械及びそれを含むネットワ
ークシステムが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】工作機械の電力使用量
を所定時間毎（例えば１分毎）に計測してホストコンピ
ュータに送信し、ホストコンピュータで工作機械の電力
使用量をグラフ化して工作機械の稼働状況を分析しよう
とした場合、工作機械が例えば自動運転状態で一連の加
工工程を所定の工程サイクル毎に繰り返している場合で
あっても、電力使用量を測定する時間間隔（測定タイミ
ング）と工作機械のサイクルタイムとが一致していない
ときには、所定時間毎に計測した電力使用量が毎回異な
る値となるため、電力使用量のグラフが複雑となり、稼
働状況の分析が難しい。

【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、工作機械の加工動作の周期と電力使用
量の積算時間とを一致させることで加工周期毎の電力使
用量を測定し、これにより工作機械の稼働状況の分析を
容易に行なえるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る工作機械の稼働状況管理方法は、工作機械
の加工周期毎に電力使用量を自動測定し、測定した電力
使用量を測定時刻との対応を付けて記録し、記録された
加工周期毎の電力使用量に基づいて工作機械の稼働状況
を管理する。

【０００６】電力使用量の積算時間と工作機械のサイク
ルタイム（加工作業が開始されてから一連の加工作業が
終了するまでの時間、又は、加工作業が開始された時点
から次の加工作業が開始されるまでの時間）とを一致さ
せることで、各サイクルタイム毎の電力使用量が測定さ
れる。

【０００７】縦軸を電力使用量、横軸を時間にして各サ
イクルタイム毎の電力使用量をグラフ化すると、同一部
品が連続して加工されている場合には、電力使用量のプ
ロット点がほぼ横一線となるので、工作機械の稼働状況
の分析が容易となる。また、プロットされた点の数が部
品等の加工数量に対応することになる。さらに、プロッ
ト点の高さ（電力使用量）に基づいて加工された部品の
種類や工作機械の異常等を分析することができる。ま
た、同一部品を加工するのに要した時間（サイクルタイ
ム）に基づいて工作機械の異常等を分析することができ
る。

【０００８】さらに、工作機械のサイクルタイム内の複
数の加工工程の稼動状況を分析する高速サンプリングに
より電力使用量を測定し、各加工工程毎の加工時間との
対応を付けて記録することで、各加工工程毎に異常等の
発生を検出したり異常発生の前兆を捉えることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る工作機械
の稼働状況管理方法を適用した管理システムの構成図で
ある。図１に示す管理システムは、工作機械１０側とホ
ストコンピュータ２０側とをＬＡＮ等のデータ通信ネッ
トワーク３０を介して接続し、工作機械１０側に設けた
電力モニタ装置（電力測定装置）４０で工作機械１０の
電力使用量を測定してホストコンピュータ２０側へ送信
し、ホストコンピュータ２０側で電力使用量のデータを
記録するとともに、工作機械１０の稼働状況を管理する
構成としたものである。

【００１０】工作機械１０は、工作機械本体部１１と、
制御部１２と、操作部１３等を備える。制御部１２は、
工作機械の動作状態を示す信号（又はデータ）を外部に
出力する。この工作機械の動作状態を示す信号（又はデ
ータ）は、電力モニタ装置４０内の測定タイミング制御
部４３に供給される。ホストコンピュータ２０は、デー
タ通信手段２１と、電力モニタ装置４０側から供給され
た電力使用量及び時刻に係るデータを記憶するデータ記
憶手段２２と、電力使用量及び時刻に係るデータに基づ
いてグラフを作成して画像表示装置の画面上に表示させ
たり、プリンタ装置等を介してグラフをハードコピーと
して出力させたりするグラフ作成手段２３と、電力使用
量及び時刻に係るデータ並びに作成したグラフに基づい
て工作機械の稼働状況を分析する稼働状況管理手段２４
とを備える。

【００１１】電力モニタ装置４０は、積算電力計４１
と、時計部４２と、測定タイミング制御部４３と、デー
タ通信部４４とを備える。工作機械１０に対する電源５
０の供給は積算電力計４１を介してなされる。積算電力
計４１は、工作機械１０の電力使用量を積算しその積算
データを出力する。この積算データは測定タイミング制
御部４３へ供給される。

【００１２】なお、積算電力計４１の代りに電圧測定手
段と電流測定手段とを設けて電源電圧及び工作機械の消
費電流を例えば０．１秒周期で測定し、ＣＰＵ等の演算
装置を利用して電源電圧と消費電流との積を求めてこれ
を電力とし、求めた電力を積算することで電力使用量
（積算データ）を得るようにしてもよい。

【００１３】時計部４２は、時刻を計時するとともに、
時刻データを出力する。時刻データは測定タイミング制
御部４３へ供給される。

【００１４】測定タイミング制御部４３は、工作機械１
から供給される工作機械の動作状態を示す信号（又はデ
ータ）に基づいて電力使用量の測定タイミング（積算タ
イミング）を制御するとともに、送信データの生成を行
なう。

【００１５】ここで、工作機械の動作状態は、停止状
態、待機状態、手動運転状態、及び自動運転状態とに区
分されるものとする。そして、それらの何れかの状態を
示す信号が制御部１２から測定タイミング制御部４３へ
供給される。また、自動運転状態では、予め設定された
加工プログラムや動作シーケンス等に基づいて所定の加
工動作が自動的に繰り返し行なわれる。そして、制御部
１２は各加工動作の開始に際して加工動作開始信号を出
力する。なお、一連の加工動作が複数の工程からなる場
合には、制御部１２は各加工工程毎に動作開始信号を出
力するようにしてもよい。

【００１６】測定タイミング制御部４３は、工作機械の
動作状態（停止状態、待機状態、手動運転状態、及び自
動運転状態）が変化する度に、その変化した時点の時刻
と、新たな動作状態と、その変化した時点における積算
データとをデータ通信部４４を介してホストコンピュー
タ宛てに送信させる。

【００１７】測定タイミング制御部４３は、工作機械１
０から加工動作開始信号が供給されると、その信号が供
給された時刻とその時点における積算データとをデータ
通信部４４へ供給し、それらのデータをホストコンピュ
ータ宛てに送信させる。これにより、工作機械が自動運
転状態にあるときには、工作機械のサイクルタイム毎に
電力使用量のデータがホストコンピュータへ送信される
ので、ホストコンピュータ側で各サイクルタイム毎の電
力使用量を求めることができる。すなわち、今回の積算
データから前回の積算データを減算することで、今回の
サイクルタイムにおける電力使用量を求めることができ
る。さらに、今回の積算時刻と前回の積算時刻との差を
求めることで、サイクルタイムを得ることができる。

【００１８】なお、測定タイミング制御部４３は、制御
部１２側から各加工工程毎に動作開始信号が供給される
場合には、それらの動作開始信号に基づいて電力使用量
の積算を行なう。これにより、各加工工程毎の電力使用
量が求められ、ホストコンピュータ２０へ送信される。

【００１９】また、測定タイミング制御部４３は、工作
機械の動作状態が停止状態または待機状態にあるとき
は、予め設定した監視時間間隔（例えば２分間毎）に積
算データをホストコンピュータ２０へ送信させる。さら
に、測定タイミング制御部４３は、工作機械の動作状態
が手動運転状態にあるときは、手動運転操作がなされる
度にその時刻と積算データとを送信させる。なお、工作
機械の動作状態が手動運転状態にあるときは、予め設定
した手動運転時の監視時間間隔（例えば１５秒毎）に積
算データをホストコンピュータ２０へ送信させるように
してもよい。

【００２０】なお、測定タイミング制御部４３は、ホス
トコンピュータ２０側から高速サンプリング指令が供給
された場合は、短い時間間隔（例えば０．５秒周期）で
積算データを送信する。

【００２１】ホストコンピュータ２０は、電力モニタ装
置４０側から送信された各種データをデータ通信手段２
１を介して受信すると、受信したデータをデータ記憶手
段２２に格納する。ホストコンピュータ２０内のグラフ
作成手段２３は、データ記憶手段２２に記憶された時
刻，工作機械の動作状態，使用電力の積算データに基づ
いて、電力使用量のグラフを生成する。

【００２２】図２は電力使用量グラフの一具体例を示す
図である。図２において横軸は時刻、縦軸は電力使用量
である。グラフ作成手段２３は、工作機械の動作状態毎
に電力使用量のプロット点の色を異ならしめている。こ
れにより、グラフのプロット点の色で工作機械の動作状
態を区別できる。図２は、７時から８時までが待機状態
であり、８時から８時３０分に手動運転がなされ、８時
３０分から１０時まで自動運転がなされ、約１０分程度
の待機状態の後に自動運転が約１時間程度なされ、その
後に待機状態を経て、停止状態になったことを示してい
る。

【００２３】自動運転状態では、サイクルタイム毎の電
力使用量がプロットされる。自動運転による自動生産が
正常になされている場合、一連の加工に要する時間（サ
イクルタイム）はほぼ一定の時間となり、各サイクルタ
イムにおける電力使用量もほぼ一定の値となる。このた
め、自動運転状態のグラフはほぼ横一線なフラットなラ
インとなる。

【００２４】従来では、電力使用量の積算タイミングと
サイクルタイムが不一致であったため、自動生産が正常
になされている状態でも電力使用量が変動するグラフと
なっていた。これに対して本発明に係る方法では、自動
運転が正常になされている状態のグラフはほぼ横一線な
フラットなラインとなるので、正常、異常の判断が容易
である。

【００２５】なお、１加工周期（１サイクル）内に複数
の加工工程が含まれており、各加工工程の稼動状況を分
析する場合には、高速サンプリング（例えば０.５秒周
期）により電力使用量を測定し、グラフ表示を行なうこ
とで、１加工周期（１サイクル）における電力使用量と
各工程毎の内訳を同時に表現することができる。

【００２６】稼働状況管理手段２４は、工作機械１０が
自動運転状態にあるときのデータに基づいて、サイクル
タイムの変動及び各サイクルタイム毎の電力使用量の変
動を監視する。稼働状況管理手段２４は、サイクルタイ
ムの変動率が予め設定した許容率を越えた場合、及び、
サイクルタイム毎の電力使用量の変動率が予め設定した
許容率を越えた場合は、高速サンプリング指令を電力モ
ニタ装置４０へ供給する。測定タイミング制御部１３
は、ホストコンピュータ２０側から高速サンプリング指
令が供給されると、短い時間間隔（例えば０．５秒周
期）で積算データを送信する。これにより、１サイクル
での電力使用量のグラフを作成することができる。

【００２７】図３は１サイクルタイム内での電力使用量
の変化を示すグラフである。経過時間毎に電力使用量の
変化が詳細に記録されているので、一連の加工工程のど
こに問題があるかを判断することができる。例えば工作
機械が射出成形を行なうインジェクションマシンである
場合には、例えばスクリュー摩耗による射出時間のばら
つき等といった外観からは確認することができない現象
を見つけ出すことができる。また、工作機械がマシニン
グセンタ等である場合には、一連の加工工程の中でどの
工程に異常が発生しているかを分析することができる。

【００２８】稼働状況管理手段２４は、短い時間間隔
（例えば０．５秒周期）での積算データと、予め登録さ
れている正常動作時の１サイクル内での電力使用量デー
タとを比較し、１サイクル内のどの工程に変化が生じて
いるかを分析して、その分析結果を例えば画面上に出力
する。これにより、工作機械の異常を速やかに検出して
報知することができる。

【００２９】なお、図１では電力使用量の測定データを
ホストコンピュータ２０へ送信し、ホストコンピュータ
２０側で工作機械１０の稼働状況を管理する構成を示し
たが、工作機械１０側にデータ記憶機能、グラフ作成機
能及び稼働状況管理機能を備える構成としてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明に係る工作
機械の稼働状況管理方法は、工作機械の動作周期と電力
使用量の積算周期とを一致させたので、電力使用量に基
づく工作機械の稼働状況管理が容易となる。例えば、同
一部品の加工が継続されている場合は、サイクルタイム
及び電力使用量がほぼ一定の値となるので、サイクルタ
イムや電力使用量の変化を監視することで、工作機械の
稼働状況や異常を分析することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工作機械の稼働状況管理方法を適
用した管理システムの構成図

【図２】電力使用量グラフの一具体例を示す図

【図３】１サイクルタイム内での電力使用量の変化を示
すグラフ

【符号の説明】

１０…工作機械、１２…制御部、２０…ホストコンピュ
ータ、２１…データ通信手段、２２…データ記憶手段、
２３…グラフ作成手段、２４…稼働状況管理手段、３０
…データ通信ネットワーク（ＬＡＮ）、４０…電力モニ
タ装置、４１…積算電力計、４２…時計部、４３…測定
タイミング制御部、４４…データ通信部、５０…電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒岩裕二熊本県菊池郡大津町大字平川1500番地本田技研工業株式会社熊本製作所内 (72)発明者竹川敏徳熊本県菊池郡大津町大字平川1500番地本田技研工業株式会社熊本製作所内Ｆターム(参考） 3C100 BB13 5H223 AA06 CC06 DD05 DD07 DD09 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の加工周期毎にその工作機械の
電力使用量を自動測定し、測定した電力使用量を測定時
刻との対応を付けて記録し、記録された加工周期毎の電
力使用量に基づいて工作機械の稼働状況を管理すること
を特徴とする工作機械の稼働状況管理方法。
【請求項２】請求項１に記載の工作機械の稼働状況管
理方法において、前記工作機械の１加工周期内の複数の
加工工程の稼動状況を高速サンプリングにより電力使用
量を測定し分析することを特徴とする工作機械の稼働状
況管理方法。