特開 2024-174391 工作機械および工作機械の削減電力量算出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174391

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】工作機械および工作機械の削減電力量算出方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4063 20060101AFI20241210BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20241210BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4063 L

G05B19/18 W

B23Q17/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092201

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000107642

【氏名又は名称】スター精密株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107102

【弁理士】

【氏名又は名称】吉延 彰広

(74)【代理人】

【識別番号】100172498

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀幸

(74)【代理人】

【識別番号】100164242

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】志鎌 耕一郎

【テーマコード（参考）】

3C029

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C029EE01

3C269AB02

3C269BB07

3C269BB12

3C269EF02

3C269EF19

3C269EF39

3C269GG01

3C269MN07

3C269MN27

3C269MN32

3C269QC01

3C269QC02

3C269QD02

3C269QE01

3C269QE12

3C269QE26

3C269QE34

(57)【要約】

【課題】削減電力量を正確かつ容易に算出できる工作機械および工作機械の削減電力量算出方法を提供する。
【解決手段】ＮＣ旋盤１は、電動機器ごとに設定された通電信号を電動機器に対して通電を要求する通電要求状態と通電を要求しない通電不要状態とに切り替える通電信号切替部１１１と、電動機器ごとに設定された通電禁止信号を電動機器に対して通電を禁止する禁止状態と通電を許可する許可状態とに切り替える禁止信号切替部１１２と、電動機器に対する通電信号が通電要求状態で且つ通電禁止信号が禁止状態である電力削減状態であるか否かを該電動機器ごとに判定する信号判定部１３と、電力削減状態の累積時間を求め、累積時間に基づいて電動機器ごとの機器別削減電力量を演算して機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出する削減量算出部１４とを備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電中に電力を消費する複数の電動機器を備えた工作機械において、
前記電動機器ごとに設定された通電信号を該電動機器に対して通電を要求する通電要求状態と通電を要求しない通電不要状態とに切り替える通電信号切替部と、
前記電動機器ごとに設定された通電禁止信号を該電動機器に対して通電を禁止する禁止状態と通電を許可する許可状態とに切り替える禁止信号切替部と、
前記電動機器に対する前記通電信号が前記通電要求状態で且つ前記通電禁止信号が前記禁止状態である電力削減状態であるか否かを該電動機器ごとに判定する信号判定部と、
前記電力削減状態の累積時間を求め、該累積時間に基づいて前記電動機器ごとの機器別削減電力量を演算して該機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出する削減量算出部とを備えていることを特徴とする工作機械。

【請求項2】

前記信号判定部は、前記通電信号および前記通電禁止信号を監視して前記電力削減状態であるか否かを前記電動機器ごとに判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。

【請求項3】

前記禁止信号切替部は、所定のマクロプログラムが実行されていることを条件として、該マクロプログラムに関連付けられた前記電動機器に対する前記通電禁止信号を前記禁止状態にするものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。

【請求項4】

前記電動機器であるモータを備え、
前記禁止信号切替部は、前記モータが回転していないことを条件として、該モータを励磁するための通電を禁止する前記禁止状態に前記通電禁止信号を切り替えるものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。

【請求項5】

前記禁止信号切替部は、製品排出動作が実行されていること又は回転工具以外の工具が選択されていることを条件として前記電動機器に対する前記通電禁止信号を前記禁止状態にするものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。

【請求項6】

ワークを把持するチャックを有する主軸と、
前記主軸を回転させる前記電動機器であるスピンドルモータとを備え、
前記禁止信号切替部は、前記主軸が所定位置に位置していること又は前記チャックが開放されていることを条件として前記スピンドルモータに対する前記通電禁止信号を前記禁止状態にするものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。

【請求項7】

前記電動機器の通電中における単位時間当たりの平均消費電力を該電動機器ごとに記憶した消費電力記憶部を備え、
前記削減量算出部は、前記累積時間に前記平均消費電力を乗算することで前記機器別削減電力量を演算するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。

【請求項8】

複数の前記電動機器のうち前記信号判定部が前記電力削減状態と判定している該電動機器の前記平均消費電力を合算することで得られる電力を瞬間削減電力として表示させる瞬間削減電力表示指令部を備えていることを特徴とする請求項７記載の工作機械。

【請求項9】

前記削減量算出部が演算した前記機器別削減電力量を前記電動機器ごとに表示させる機器別削減電力量表示指令部を備えていることを特徴とする請求項１から７のうち何れか１項記載の工作機械。

【請求項10】

前記削減量算出部が算出した前記削減電力量と経過時間とを軸としたグラフで表示させるグラフ表示指令部を備えていることを特徴とする請求項１から７のうち何れか１項記載の工作機械。

【請求項11】

通電中に電力を消費する複数の電動機器を備えた工作機械の削減電力量算出方法において、
通電信号が通電を要求する通電要求状態か通電を要求しない通電不要状態かを前記電動機器ごとに検出する通電信号検出工程と、
通電禁止信号が通電を禁止する禁止状態か通電を許可する許可状態かを前記電動機器ごとに検出する禁止信号検出工程と、
前記通電信号検出工程および前記禁止信号検出工程において、前記電動機器に対する前記通電信号が前記通電要求状態で且つ前記通電禁止信号が前記禁止状態である電力削減状態であるか否かを該電動機器ごとに判定する信号判定工程と、
前記電力削減状態の累積時間を求め、該累積時間に基づいて前記電動機器ごとに機器別削減電力量を演算して該機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出する削減量算出工程とを有していることを特徴とする工作機械の削減電力量算出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通電中に電力を消費する複数の電動機器を備えた工作機械および工作機械の削減電力量算出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械には、正面主軸台、正面用刃物台、背面主軸台および背面用刃物台を移動させる各サーボモータ並びにクーラントポンプ、冷却ファン、製品コンベア、照明機器などの各種の電動機器が備えられている。これらの電動機器は、動作時はもちろんのこと停止時にも通電が行われて電力を消費しているものがある。これらの電動機器の動作は、主にＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置や、ＮＣ装置が有するＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）によって制御されている。ところで、近年では地球温暖化や燃料代の高騰に対する対策の一環として、電動機器における電力消費量を削減したいという要求が増加している。これに対し、動作する必要がない電動機器への通電を遮断することで電力消費量の削減を目指した工作機械が提案されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５８４６６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の工作機械では、電動機器への通電を遮断することによってどの程度の電力量を削減したのか分からないという問題がある。この問題を解決する方法として、通電を遮断しないで工作機械を動作させたときの電力消費量と、動作する必要がない電動機器への通電を遮断したときの電力消費量との差を削減電力量として算出するという方法が考えられる。しかし、その方法では、通電を遮断していない場合の動作と通電を遮断した場合の動作とが全て同一条件で実行された動作とは限らないため、正しい削減電力量が算出されているか分からないという問題がある。その上、通電を遮断しない状態で工作機械を動作させてその電力消費量を測定しなければならないため削減電力量を算出するための作業が煩雑になるという問題もある。これらの問題に対し、工作機械の削減電力量を容易にかつ正確に算出できる技術の開発が望まれている。

【0005】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、削減電力量を正確かつ容易に算出できる工作機械および工作機械の削減電力量算出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する本発明の工作機械は、
通電中に電力を消費する複数の電動機器を備えた工作機械において、
前記電動機器ごとに設定された通電信号を該電動機器に対して通電を要求する通電要求状態と通電を要求しない通電不要状態とに切り替える通電信号切替部と、
前記電動機器ごとに設定された通電禁止信号を該電動機器に対して通電を禁止する禁止状態と通電を許可する許可状態とに切り替える禁止信号切替部と、
前記電動機器に対する前記通電信号が前記通電要求状態で且つ前記通電禁止信号が前記禁止状態である電力削減状態であるか否かを該電動機器ごとに判定する信号判定部と、
前記電力削減状態の累積時間を求め、該累積時間に基づいて前記電動機器ごとの機器別削減電力量を演算して該機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出する削減量算出部とを備えていることを特徴とする。

【0007】

この工作機械によれば、前記累積時間に基づいて前記機器別削減電力量を演算して該機器別削減電力量を合算することで前記削減電力量を算出するので該削減電力量を正確に算出できる。また、前記削減電力量を算出するために前記電動機器への通電を禁止（遮断）しない状態でこの工作機械を動作させる必要がないので容易に該削減電力量を算出できる。

【0008】

ここで、この工作機械は、前記電動機器における前記電力消費量を削減するＥＣＯモードを有しており、前記電動機器における前記電力消費量を削減しない通常モードと該ＥＣＯモードとを切り替え可能なものであってもよい。前記削減量算出部は、前記ＥＣＯモードにおける前記削減電力量を算出するものであってもよい。前記禁止信号切替部は、前記電動機器が電力削減対象であることを少なくとも条件の１つとして前記通電禁止信号を禁止状態に切り替えるものであってもよい。また、前記禁止信号切替部は、所定の指令による処理状態が継続されている所定期間に該指令に関連付けられた前記電動機器に対する前記通電禁止信号を禁止状態に切り替えるものであってもよい。さらに、前記通電信号切替部は、前記電力削減対象の前記電動機器でなければ該電動機器に通電を行う処理が実行される場合に前記通電信号を前記通電要求状態に切り替えるものであってもよい。

【0009】

この工作機械において、
前記信号判定部は、前記通電信号および前記通電禁止信号を監視して前記電力削減状態であるか否かを前記電動機器ごとに判定するものであってもよい。

【0010】

これにより、前記信号判定部が前記電力削減状態であるか否かを正確に判定できる。

【0011】

ここで、前記信号判定部は、前記通電信号および前記通電禁止信号を所定の時間間隔で監視するものであってもよい。また、前記信号判定部は、前記通電信号および前記通電禁止信号を常時監視するものであってもよい。

【0012】

この工作機械において、
前記禁止信号切替部は、所定のマクロプログラムが実行されていることを条件として、該マクロプログラムに関連付けられた前記電動機器に対する前記通電禁止信号を前記禁止状態にするものであってよい。

【0013】

こうすることで、前記マクロプログラムの実行において通電が不要な前記電動機器における電力消費量を削減できる。

【0014】

この工作機械において、
前記電動機器であるモータを備え、
前記禁止信号切替部は、前記モータが回転していないことを条件として、該モータを励磁するための通電を禁止する前記禁止状態に前記通電禁止信号を切り替えるものであってもよい。

【0015】

こうすることで、前記モータへの不要な励磁を禁止して該モータにおける電力消費量を削減できる。

【0016】

この工作機械において、
前記禁止信号切替部は、製品排出動作が実行されていること又は回転工具以外の工具が選択されていることを条件として前記電動機器に対する前記通電禁止信号を前記禁止状態にするものであってもよい。

【0017】

こうすることで、製品排出動作に不要な前記電動機器における電力消費量や、前記回転工具以外の工具が選択されている際には通電が不要な前記電動機器における電力消費量を削減できる。

【0018】

この工作機械において、
ワークを把持するチャックを有する主軸と、
前記主軸を回転させる前記電動機器であるスピンドルモータとを備え、
前記禁止信号切替部は、前記主軸が所定位置に位置していること又は前記チャックが開放されていることを条件として前記スピンドルモータに対する前記通電禁止信号を前記禁止状態にするものであってもよい。

【0019】

こうすることで、前記スピンドルモータにおける電力消費量を削減できる。

【0020】

この工作機械において、
前記電動機器の通電中における単位時間当たりの平均消費電力を該電動機器ごとに記憶した消費電力記憶部を備え、
前記削減量算出部は、前記累積時間に前記平均消費電力を乗算することで前記機器別削減電力量を演算するものであってもよい。

【0021】

こうすることで、前記機器別削減電力量を正確に計算することができる。

【0022】

また、この工作機械において、
複数の前記電動機器のうち前記信号判定部が前記電力削減状態と判定している該電動機器の前記平均消費電力を合算することで得られる電力を瞬間削減電力として表示させる瞬間削減電力表示指令部を備えていてもよい。

【0023】

この工作機械のオペレータが前記瞬間削減電力を認識することができる。

【0024】

さらに、この工作機械において、
前記削減量算出部が演算した前記機器別削減電力量を前記電動機器ごとに表示させる機器別削減電力量表示指令部を備えていてもよい。

【0025】

この工作機械のオペレータが前記電動機器ごとの前記機器別削減電力量を認識することができる。

【0026】

加えて、この工作機械において、
前記削減量算出部が算出した前記削減電力量と経過時間とを軸としたグラフで表示させるグラフ表示指令部を備えていてもよい。

【0027】

この工作機械のオペレータが前記経過時間と前記削減電力量の関係を認識することができる。

【0028】

ここで、前記グラフ表示指令部は、任意のタイミングからの経過時間と該経過時間における前記削減電力量とを示す時系列グラフを表示させるものであってもよい。

【0029】

上記課題を解決する本発明の工作機械の削減電力量算出方法は、
通電中に電力を消費する複数の電動機器を備えた工作機械の削減電力量算出方法において、
通電信号が通電を要求する通電要求状態か通電を要求しない通電不要状態かを前記電動機器ごとに検出する通電信号検出工程と、
通電禁止信号が通電を禁止する禁止状態か通電を許可する許可状態かを前記電動機器ごとに検出する禁止信号検出工程と、
前記通電信号検出工程および前記禁止信号検出工程において、前記電動機器に対する前記通電信号が前記通電要求状態で且つ前記通電禁止信号が前記禁止状態である電力削減状態であるか否かを該電動機器ごとに判定する信号判定工程と、
前記電力削減状態の累積時間を求め、該累積時間に基づいて前記電動機器ごとに機器別削減電力量を演算して該機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出する削減量算出工程とを有していることを特徴とする。

【0030】

この工作機械の削減電力量算出方法によれば、前記削減電力量を正確に算出できる。また、前記削減電力量を算出するために前記電動機器への通電を禁止しない状態でこの工作機械を動作させる必要がないので容易に該削減電力量を算出できる。また、既存の加工プログラムの一部を変えてこの工作機械を動作させた場合または新しい加工プログラムによりこの工作機械を動作させた場合でも簡単に前記削減電力量を算出できる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、削減電力量を正確かつ容易に算出できる工作機械および工作機械の削
減電力量算出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本実施形態にかかる工作機械のハードウェア構成を示す図である。

【図2】図１に示したＮＣ装置の主要な機能構成を示す図である。

【図3】図２に示したＰＬＣの動作のうち本実施形態に関連するクーラントポンプの通電動作を示したラダー図である。

【図4】図２に示したＰＬＣの動作のうち本実施形態に関連するスピンドルモータの通電動作を示したラダー図である。

【図5】図２に示したＰＬＣの動作のうち本実施形態に関連する回転工具モータの通電動作を示したラダー図である。

【図6】図２に示した信号判定部の動作を示すフローチャートである。

【図7】図２に示した削減量算出部の動作を示すフローチャートである。

【図8】図２に示した表示指令部からの指示によって表示部に表示される削減電力量などの表示画面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、本発明をＮＣ旋盤に適用した例を用いて説明する。

【0034】

図１は、本実施形態にかかるＮＣ旋盤１のハードウェア構成を示す図である。

【0035】

図１に示すように、本実施形態のＮＣ旋盤１は、ＮＣ装置２と、操作パネル３と、駆動制御装置４と、スピンドル５と、回転工具６と、クーラントポンプ７とを備えている。ＮＣ装置２は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、タイマ２３とを備えている。メモリ２２には、不揮発性メモリと揮発性メモリが含まれている。ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリに格納されたプログラムおよびデータ並びに算出過程のデータなどを揮発性メモリに一時的に記憶させて揮発性メモリを作業用の領域として使用して処理を実行する。

【0036】

メモリ２２には、制御プログラムＰＲ１と、マクロプログラムＰＲ２と、加工プログラムＰＲ３と、平均消費電力データＡＤとが格納されている。制御プログラムＰＲ１は、サーボモータに対するＮＣ制御や各種電動機器に対するＰＬＣによる制御を実行するための基本となるプログラムである。また、制御プログラムＰＲ１には、表示部３２に画像を表示する機能や削減電力量を算出する機能を発揮させるプログラムも含まれている。これらの機能については後に詳述する。

【0037】

マクロプログラムＰＲ２は、ＮＣ旋盤１の製造メーカによってあらかじめ所定の動作が記述されたプログラムである。メモリ２２には、複数のマクロプログラムＰＲ２が格納されている。また、ＮＣ旋盤１のオペレータがマクロプログラムＰＲ２を作成してメモリ２２に格納することもできる。

【0038】

加工プログラムＰＲ３は、ＮＣプログラムとも称されるプログラムであり、主にＮＣ旋盤１のオペレータが作成する。加工プログラムＰＲ３は、主軸台や刃物台等の移動指令を表すＧコード、使用する工具の呼出指令を表すＴコード、補助機能指令を表すＭコードなどのコード体系を持つプログラムである。ＮＣ装置２が加工プログラムＰＲ３に従って刃物台や主軸の動作を制御することで、被加工対象物であるワークが所望の形状に加工され、加工された加工済みワークが切り離される。切り離された加工済みワークがＮＣ旋盤１で製造された製品になる。製造された製品は、製品排出動作によって所定の位置に排出される。この加工、切り離し及び排出を１サイクルとして複数回のサイクルを実行することでサイクル数と同数の製品が製造される。ＮＣ装置２は、加工プログラムＰＲ３を１行ずつ読み込んでその指令を解釈し、指令の実行に必要なデータを参照しながら、加工プログラムＰＲ３に記述された指令を順次実行していく。読み込んだブロックにマクロプログラムＰＲ２の実行が指定されている場合は、ＣＰＵ２１は、その指定されたマクロプログラムＰＲ２を実行する。

【0039】

平均消費電力データＡＤは、クーラントポンプ７、スピンドルモータ４２及び回転工具モータ４４それぞれの通電時における単位時間当たりの平均消費電力のデータである。これらのスピンドルモータ４２、回転工具モータ４４及びクーラントポンプ７が、電動機器の一例に相当する。なお、ＮＣ旋盤１には、正面主軸台、正面用刃物台、背面主軸台および背面用刃物台を移動させる各サーボモータ、並びに冷却ファン、製品コンベア、ドアロックスイッチ、主軸冷却装置、照明機器など他にも多くの電動機器が備えられているが、図１では簡略化のため図示省略している。以下、スピンドルモータ４２、回転工具モータ４４及びクーラントポンプ７を対象電動機器と称し、それら以外の電動機器を他の電動機器と称する。クーラントポンプ７については、クーラントの吐出動作をしている際に消費する電力である消費電力が平均消費電力データＡＤとしてメモリ２２に格納されている。一方、スピンドルモータ４２及び回転工具モータ４４については、モータ出力軸が回転していない状態を保持する励磁の際に消費する電力である消費電力が平均消費電力データＡＤとしてメモリ２２に格納されている。平均消費電力データＡＤにおける平均消費電力の値は、クーラントポンプ７については、ポンプのカタログ値をメモリ２２に格納している。ただし、クーラントポンプ７を動作させて各消費電力を電力計を用いて計測し、その計測値をクーラントポンプ７の平均消費電力データＡＤとしてもよい。スピンドルモータ４２及び回転工具モータ４４については無回転で励磁した状態における各消費電力を電力計（図示せず）を用いて計測し、その計測値を平均消費電力データＡＤとして工場出荷前にメモリ２２に格納している。ただし、スピンドルモータ４２及び回転工具モータ４４についても無回転で励磁した状態における各消費電力がモータのカタログ値として存在していればそのカタログ値を平均消費電力データＡＤとしてもよい。なお、メモリ２２に格納された平均消費電力データＡＤは、工場出荷の前後に関わらず適宜変更可能である。

【0040】

タイマ２３は、時間の経過を測定するために使用するものである。例えば、ＮＣ旋盤１の電源が投入されてからの経過時間を測定したり、後述する信号判定部１３（図２参照）や削減量算出部１４（図２参照）を所定時間ごとに動作させるためにタイマ２３を使用する。

【0041】

操作パネル３は、操作部３１と表示部３２とを備えている。操作部３１は、ＮＣ旋盤１のオペレータによる入力操作を受け付ける複数のボタンやキー等からなる。なお、操作部３１は、表示部３２と一体化されたタッチパネルであってもよい。オペレータは、操作部３１や外部コンピューターを用いて作成した加工プログラムＰＲ３をメモリ２２に格納することができる。また、オペレータは、操作部３１を用いて加工プログラムＰＲ３の修正を行い、修正した加工プログラムＰＲ３をメモリ２２に格納することもできる。さらに、オペレータは、操作部３１を用いて後述するＥＣＯモードと通常モードとの切り替えや電力削減対象にする対象電動機器の選択ができる。

【0042】

表示部３２は、マクロプログラムＰＲ２、加工プログラムＰＲ３、各種設定値、エラー内容および後述する表示指令部１５（図２参照）によって指令された削減電力量など、ＮＣ旋盤１に関する各種情報を表示するディスプレイである。

【0043】

駆動制御装置４は、スピンドルアンプ４１と、スピンドルモータ４２と、回転工具アンプ４３と、回転工具モータ４４とを備えている。これらスピンドルモータ４２と回転工具モータ４４とが、モータの一例に相当する。なお、ここでは簡略化のため図示省略しているが、駆動制御装置４には、正面主軸台、正面用刃物台、背面主軸台および背面用刃物台を移動させる各サーボモータとサーボアンプが移動軸ごとに設けられている。本実施形態におけるスピンドルアンプ４１およびスピンドルモータ４２は、背面主軸（スピンドル５）を回転させるためのアンプおよびモータである。なお、駆動制御装置４には、正面主軸を回転させるためのアンプおよびモータも設けられているが、ここでは省略する。さらに、回転工具アンプ４３および回転工具モータ４４は、回転工具６を取り付け可能な刃物台ごとに設けられている。

【0044】

スピンドル５は、スピンドルモータ４２によって回転する部分である。スピンドル５は、背面主軸台に設けられている。このスピンドル５が、主軸の一例に相当する。なお、正面主軸台には正面スピンドルが設けられているが、ここでは省略する。回転工具６は、回転工具モータ４４によって回転する工具であり、ワークを加工する加工室内に配置されている。多くのＮＣ旋盤１では、１つの刃物台に複数の回転工具６が取り付け可能に構成されている。そして、１つの刃物台に取り付けられた複数の回転工具６は、１つの回転工具モータ４４によって回転する。クーラントポンプ７は、クーラント液を循環させるために用いるポンプである。このクーラントポンプ７は、通電されることで加工室内にクーラント液を吐出する。

【0045】

図２は、図１に示したＮＣ装置２の主要な機能構成を示す図である。

【0046】

図２に示すように、ＮＣ装置２は、ＰＬＣ１１と、信号判定部１３と、削減量算出部１４と、表示指令部１５と、グラフ作成部１６とを機能構成として有している。これらは主に図１に示したＣＰＵ２１と制御プログラムＰＲ１によって達成される機能構成である。ＰＬＣ１１は、通電信号切替部１１１と禁止信号切替部１１２を有している。通電信号切替部１１１は、ＮＣ旋盤１（図１参照）が備えている対象電動機器ごとに設定された通電信号を、対象電動機器それぞれに対して通電を要求する通電要求状態と通電を要求しない通電不要状態とに切り替えるものである。なお、ＰＬＣ１１は、ＮＣ旋盤１に設けられた他の電動機器への通電や動作を切り替える信号も制御しているが、図２には本実施形態に関連するもののみが示されている。通常モードである場合には、通電信号切替部１１１が切り替えた通電信号のみによって対象電動機器への通電と通電停止とが制御される。すなわち、通電要求状態の場合には対象電動機器へ通電され、通電不要状態の場合には対象電動機器への通電が停止される。本実施形態のＰＬＣ１１は、信号電圧をＨレベルとＬレベルとに切り換えることで通電要求状態と通電不要状態とを切り替えている。ただし、他の方法で通電要求状態と通電不要状態とを切り替えてもよい。この実施形態の通電信号切替部１１１は、クーラント通電信号切替部１１１ａと、スピンドル通電信号切替部１１１ｂと、回転工具通電信号切替部１１１ｃとを含んでいる。

【0047】

クーラント通電信号切替部１１１ａは、クーラントポンプ７（図１参照）に対する通電要求状態であるクーラント通電要求状態と、クーラントポンプ７に対する通電不要状態であるクーラント通電不要状態とにクーラントポンプ７に対する通電信号を切り替えるものである。スピンドル通電信号切替部１１１ｂは、スピンドルモータ４２（図１参照）に対する通電要求状態であるスピンドル通電要求状態と、スピンドルモータ４２に対する通電不要状態であるスピンドル通電不要状態とにスピンドルモータ４２に対する通電信号を切り替えるものである。回転工具通電信号切替部１１１ｃは、回転工具モータ４４（図１参照）に対する通電要求状態である回転工具通電要求状態と、回転工具モータ４４に対する通電不要状態である回転工具通電不要状態とに回転工具モータ４４に対する通電信号を切り替えるものである。クーラント通電信号切替部１１１ａ、スピンドル通電信号切替部１１１ｂおよび回転工具通電信号切替部１１１ｃによって切り替えられた通電信号それぞれは、信号判定部１３が８ｍｓｅｃ等の所定時間間隔ごと又は常時監視している。なお、信号判定部１３が通電信号の状態を直接監視することに代えて、通電信号の状態情報をメモリ２２の所定領域に記憶させ、信号判定部１３がその所定領域に記憶された通信信号の状態情報を取得するように構成してもよい。すなわち、信号判定部１３は、通電信号の状態を間接的に監視してもよい。

【0048】

禁止信号切替部１１２は、ＮＣ旋盤１（図１参照）が備えている対象電動機器ごとに設定された通電禁止信号を、対象電動機器それぞれに対して通電を禁止する禁止状態と通電を許可する許可状態とに切り替えるものである。本実施形態のＰＬＣ１１は、信号電圧をＨレベルとＬレベルとに切り換えることで禁止状態と許可状態とを切り替えている。ただし、他の方法で禁止状態と許可状態とを切り替えてもよい。この実施形態の禁止信号切替部１１２は、クーラント禁止信号切替部１１２ａとスピンドル禁止信号切替部１１２ｂと回転工具禁止信号切替部１１２ｃとを含んでいる。

【0049】

クーラント禁止信号切替部１１２ａは、クーラントポンプ７（図１参照）に対する禁止状態であるクーラント禁止状態と、クーラントポンプ７に対する許可状態であるクーラント許可状態とにクーラントポンプ７に対する通電禁止信号を切り替えるものである。スピンドル禁止信号切替部１１２ｂは、スピンドルモータ４２（図１参照）に対する禁止状態であるスピンドル禁止状態と、スピンドルモータ４２に対する許可状態であるスピンドル許可状態とにスピンドルモータ４２に対する通電禁止信号を切り替えるものである。回転工具禁止信号切替部１１２ｃは、回転工具モータ４４（図１参照）に対する禁止状態である回転工具禁止状態と、回転工具モータ４４に対する許可状態である回転工具許可状態とに回転工具モータ４４に対する通電禁止信号を切り替えるものである。クーラント禁止信号切替部１１２ａ、スピンドル禁止信号切替部１１２ｂおよび回転工具禁止信号切替部１１２ｃによって切り替えられた通電禁止信号それぞれは、信号判定部１３が８ｍｓｅｃ等の所定時間間隔ごと又は常時監視している。なお、信号判定部１３が通電信号の状態を直接監視することに代えて、通電禁止信号の状態情報をメモリ２２の所定領域に記憶させ、信号判定部１３がその所定領域に記憶された通信禁止信号の状態情報を取得するように構成してもよい。すなわち、信号判定部１３は、通電禁止信号の状態を間接的に監視してもよい。

【0050】

信号判定部１３は、通電信号切替部１１１と禁止信号切替部１１２によって切り替えられた信号を受信し、対象電動機器に対する通電信号が通電要求状態で且つ通電禁止信号が禁止状態であるか否かを対象電動機器ごとに判定するものである。以下、通電信号が通電要求状態で且つ通電禁止信号が禁止状態である状態を電力削減状態と称することがある。信号判定部１３は、ＮＣ旋盤１（図１参照）の電源が投入されてからの経過時間の情報をタイマ２３から常時取得している。信号判定部１３は、ＮＣ旋盤１の電源が投入されてから例えば８ｍｓｅｃ毎に対象電動機器が電力削減状態であるか否かを判定する。この判定のタイミングは、８ｍｓｅｃ以外でもよく、先の判定が完了したら即時次の判定作業を開始することで常時監視してもよい。そして、信号判定部１３は、電力削減状態である場合には、判定をするごとに電力削減状態である旨の情報をメモリ２２に設けられた削減時間記憶部２２１に記憶させていく。ここで、信号判定部１３は、前回の判定結果と今回の判定結果とを比較し、変化があった場合にのみ変化後の状態情報を削減時間記憶部２２１に記憶させていってもよい。こうすることで、メモリ２２における判定結果を保存するための占有領域を少なくすることができる。また、信号判定部１３は、例えば１ｍｉｎ毎など判定の時間間隔と異なる時間間隔で判定結果を削減時間記憶部２２１に記憶させていってもよい。なお、この時間間隔は、表示指令部１５が表示部３２の表示を更新する時間間隔と一致させておくことも好ましい。こうすることでも、メモリ２２における判定結果を保存するための占有領域を少なくすることができる。この削減時間記憶部２２１に記憶させる情報には、ＮＣ旋盤１の電源が投入されてからの経過時間の情報が付加されている。なお、信号判定部１３は、電力削減状態でない場合にも、電力削減状態でない旨の情報を経過時間の情報とともにメモリ２２に設けられた削減時間記憶部２２１に記憶させていってもよい。また、信号判定部１３は、電力削減状態と判定した場合にはその判定ごとに電力削減状態である旨の情報を削減量算出部１４に送信する。

【0051】

削減量算出部１４は、信号判定部１３と同じ８ｍｓｅｃ毎に以下の処理を実行する。まず、削減量算出部１４は、削減時間記憶部２２１に記憶された電力削減状態の時間を対象電動機器ごとに累積して対象電動機器ごとに電力削減状態であった時間の累積時間を求める。そして、その累積時間に対象電動機器ごとの平均消費電力を乗算することで機器別削減電力量を演算する。ここで対象電動機器ごとの平均消費電力は、平均消費電力データＡＤ（図１参照）を参照することで取得した値を用いる。次いで、削減量算出部１４は、全ての対象電動機器に対して演算した機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出する。さらに、削減量算出部１４は、信号判定部１３から過去８ｍｓｅｃの間に受信した電力削減状態の対象電動機器の平均消費電力を合算することでその時点において削減している電力である瞬間削減電力を算出する。その後、削減量算出部１４は、得られた機器別削減電力量、削減電力量、瞬間削減電力を削減電力量記憶部２２３に記憶させる。なお、削減量算出部１４は、図２に破線の矢印に示すように、機器別削減電力量、削減電力量、瞬間削減電力、時系列グラフのうち表示指令部１５から要求されたもののみを演算、算出または作成して削減電力量記憶部２２３に記憶させてもよい。

【0052】

グラフ作成部１６は、グラフ表示指令部１５３から要求があった場合に、削減電力量記憶部２２３に記憶されているデータを使用してＮＣ旋盤１の電源が投入されてからの経過時間に対する削減電力量の推移を表す時系列グラフをその経過時間と削減電力量を軸として作成する。そして、グラフ作成部１６は、作成した時系列グラフを削減電力量記憶部２２３に記憶させる。なお、グラフ作成部１６は、作成した時系列グラフをグラフ表示指令部１５３に送信してもよい。

【0053】

表示指令部１５は、ＮＣ旋盤１のオペレータによる操作部３１の入力操作によって要求された情報を表示部３２に表示させるものである。表示指令部１５は、機器別削減電力量表示指令部１５１と、削減電力量表示指令部１５２と、グラフ表示指令部１５３と、瞬間削減電力表示指令部１５４とを有している。機器別削減電力量表示指令部１５１は、削減量算出部１４が削減電力量記憶部２２３に記憶させた機器別削減電力量を呼び出して表示部３２に対象電動機器別に表示させるものである。削減電力量表示指令部１５２は、削減量算出部１４が削減電力量記憶部２２３に記憶させた削減電力量を呼び出して表示部３２に表示させるものである。グラフ表示指令部１５３は、グラフ作成部１６が削減電力量記憶部２２３に記憶させた時系列グラフを呼び出して表示部３２に表示させるものである。ここで、グラフ表示指令部１５３は、削減量算出部１４が作成した時系列グラフのうち、オペレータが指定した期間の経過時間とその経過時間における削減電力量を切り出して表示部３２に表示させる機能も有する。瞬間削減電力表示指令部１５４は、削減量算出部１４が削減電力量記憶部２２３に記憶させた瞬間削減電力を呼び出して表示部３２に表示させるものである。

【0054】

メモリ２２は、削減時間記憶部２２１と、消費電力記憶部２２２と、削減電力量記憶部２２３とを有している。上述したように、削減時間記憶部２２１には、ＮＣ旋盤１（図１参照）の電源が投入されてから対象電動機器が電力削減状態であったか否かの８ｍｓｅｃ毎の情報がＮＣ旋盤１の電源が投入されてからの経過時間の情報と関連づけて対象電動機器ごとに記憶されている。消費電力記憶部２２２には、対象電動機器ごとの平均消費電力データＡＤが記憶されている。削減電力量記憶部２２３には、削減量算出部１４によって演算または算出された機器別削減電力量、削減電力量および瞬間削減電力並びにグラフ作成部１６によって作成された時系列グラフの情報が記憶されている。

【0055】

図３は、図２に示したＰＬＣ１１の動作のうち本実施形態に関連するクーラントポンプ７の通電動作を示したラダー図である。

【0056】

図３のラダー図に示す接点Ｒ２０．１、接点Ｒ３０．１、接点Ｒ３０．２、接点Ｒ３０．３および接点α０はいわゆるＡ接点であり、接点β０はいわゆるＢ接点である。そして、接点Ｒ２０．１がＯＮである場合に信号α０はＯＮ（Ｈレベル）になり、接点Ｒ２０．１がＯＦＦである場合に信号α０はＯＦＦ（Ｌレベル）になる。この信号α０が、クーラントポンプ７に対する通電信号の一例に相当する。また、この信号α０のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点Ｒ２０．１がクーラント通電信号切替部１１１ａに相当する。そして、信号α０のＯＮがクーラント通電要求状態であり、信号α０のＯＦＦがクーラント通電不要状態である。接点Ｒ２０．１は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令がクーラントポンプ７を駆動する指令である場合にＯＮになり、クーラントポンプ７の駆動を停止する指令である場合にＯＦＦになる接点である。

【0057】

また、接点Ｒ３０．１と接点Ｒ３０．２と接点Ｒ３０．３の全てがＯＮである場合に信号β０はＯＮになり、接点Ｒ３０．１と接点Ｒ３０．２と接点Ｒ３０．３の何れか１つでもＯＦＦである場合に信号β０はＯＦＦになる。この信号β０が、クーラントポンプ７に対する通電禁止信号の一例に相当する。また、この信号β０のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点Ｒ３０．１、接点Ｒ３０．２及び接点Ｒ３０．３がクーラント禁止信号切替部１１２ａに相当する。そして、信号β０のＯＮがクーラント禁止状態であり、信号β０のＯＦＦがクーラント許可状態である。接点Ｒ３０．１は、ＥＣＯモードが選択されている場合にＯＮになり、通常モードが選択されている場合にＯＦＦになる接点である。接点Ｒ３０．２は、電力削減対象にクーラントポンプ７が含まれている場合にＯＮになり、クーラントポンプ７が含まれていない場合にＯＦＦになる接点である。この電力削減対象にクーラントポンプ７を含むか否かは、ＮＣ旋盤１（図１参照）のオペレータが操作部３１（図１参照）を用いて任意に変更できる。接点Ｒ３０．３は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令が製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２の実行を指定する指令である場合にＯＮになり、製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２の実行が終了した場合にＯＦＦになる接点である。この製品排出動作の開始から終了までの動作中が所定期間の一例に相当し、その所定期間か否かが禁止信号切替部１１２が通電を禁止する禁止状態に切り替えるか否かを決定する所定条件の一例に相当する。また、製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２またはそのマクロプログラムＰＲ２を呼び出す指令には、クーラントポンプ７が関連付けられている。なお、製品排出動作をマクロプログラムＰＲ２で行わない場合、ＰＬＣ１１は例えば以下の様にして製品排出動作の開始と終了を判定する。背面主軸は、閉じることでワークを把持する開閉可能なチャックを有している。ＰＬＣ１１は、背面主軸が製品排出のための第１位置に移動する指令を実行したとき又は加工済みワークを把持していたチャックが開く指令を実行したときに製品排出動作の開始と判定して接点Ｒ３０．３をＯＮにする。また、ＰＬＣ１１は、背面主軸が製品を把持するための第２位置に移動してワークを把持するチャックが閉じる指令を実行したときに製品排出動作の終了と判定して接点Ｒ３０．３をＯＦＦにする。

【0058】

そして、上述したように接点α０は、Ａ接点であるので信号α０がＯＮ（Ｈレベル）である場合にＯＮになり、信号α０がＯＦＦ（Ｌレベル）である場合にＯＦＦになる接点である。接点β０は、Ｂ接点であるので信号β０がＯＦＦ（Ｌレベル）である場合にＯＮになり、信号β０がＯＮ（Ｈレベル）である場合にＯＦＦになる接点である。ＰＬＣ１１は、信号α０がＯＮであるクーラント通電要求状態である場合に接点α０をＯＮにする。一方、ＰＬＣ１１は、信号α０がＯＦＦであるクーラント通電不要状態である場合に接点α０をＯＦＦにする。ＰＬＣ１１がこの信号α０を検出する工程が、通電信号検出工程の一例に相当する。また、ＰＬＣ１１は、信号β０がＯＦＦであるクーラント許可状態である場合に接点β０をＯＮにする。一方、ＰＬＣ１１は、信号β０がＯＮであるクーラント禁止状態である場合に接点β０をＯＦＦにする。ＰＬＣ１１がこの信号β０を検出する工程が、禁止信号検出工程の一例に相当する。接点α０がＯＮで且つ接点β０がＯＮである場合に信号ε０がＯＮになりクーラントポンプ７に通電されてクーラントポンプ７は駆動する。一方、接点α０がＯＦＦであるか、接点β０がＯＦＦである場合には、信号ε０がＯＦＦになりクーラントポンプ７に通電されずにクーラントポンプ７は停止する。上述したように、信号α０がクーラント通電要求状態で且つ信号β０がクーラント禁止状態である状態がクーラントポンプ７の電力削減状態になる。

【0059】

図４は、図２に示したＰＬＣ１１の動作のうち本実施形態に関連するスピンドルモータ４２の通電動作を示したラダー図である。

【0060】

図４のラダー図に示す接点Ｒ２１．１、接点Ｒ３１．１、接点Ｒ３１．２、接点Ｒ３１．３、接点ε１、接点Ｒ４１．１、接点γ１および接点α１はいわゆるＡ接点であり、接点Δ１および接点β１はいわゆるＢ接点である。そして、接点Ｒ２１．１がＯＮである場合に信号α１はＯＮになり、接点Ｒ２１．１がＯＦＦである場合に信号α１はＯＦＦになる。この信号α１が、スピンドルモータ４２に対する通電信号の一例に相当する。また、この信号α１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点Ｒ２１．１がスピンドル通電信号切替部１１１ｂに相当する。そして、信号α１のＯＮがスピンドル通電要求状態であり、信号α１のＯＦＦがスピンドル通電不要状態である。接点Ｒ２１．１は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令がスピンドルモータ４２を励磁する指令である場合にＯＮになり、スピンドルモータ４２の励磁を停止する指令である場合にＯＦＦになる接点である。

【0061】

また、接点Ｒ３１．１と接点Ｒ３１．２と接点Ｒ３１．３と接点Δ１の全てがＯＮである場合に信号β１はＯＮになり、接点Ｒ３１．１と接点Ｒ３１．２と接点Ｒ３１．３と接点Δ１の何れか１つでもＯＦＦである場合に信号β１はＯＦＦになる。この信号β１が、スピンドルモータ４２に対する通電禁止信号の一例に相当する。また、この信号β１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点Ｒ３１．１、接点Ｒ３１．２、接点Ｒ３１．３及び接点Δ１がスピンドル禁止信号切替部１１２ｂに相当する。そして、信号β１のＯＮがスピンドル禁止状態であり、信号β１αのＯＦＦがスピンドル許可状態である。接点Ｒ３１．１は、ＥＣＯモードが選択されている場合にＯＮになり、通常モードが選択されている場合にＯＦＦになる接点である。接点Ｒ３１．２は、電力削減対象にスピンドルモータ４２が含まれている場合にＯＮになり、スピンドルモータ４２が含まれていない場合にＯＦＦになる接点である。この電力削減対象にスピンドルモータ４２を含むか否かは、ＮＣ旋盤１（図１参照）のオペレータが操作部３１（図１参照）を用いて任意に変更できる。接点Ｒ３１．３は、接点Ｒ３０．３と同様に加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令が製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２の実行を指定する指令である場合にＯＮになり、製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２の実行が終了した場合にＯＦＦになる接点である。すなわち、製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２またはそのマクロプログラムＰＲ２を呼び出す指令には、スピンドルモータ４２が関連付けられている。なお上述したように、ここでいうスピンドルモータ４２は、背面主軸台に搭載された背面主軸（図１におけるスピンドル５）を回転させるためのモータである。製品排出動作をマクロプログラムＰＲ２で行わない場合は接点Ｒ３０．３で説明した内容と同様の判定方法を用いてＰＬＣ１１は製品排出動作の開始と終了を判定する。

【0062】

そして、ＰＬＣ１１は、信号α１がＯＮであるスピンドル通電要求状態である場合に接点α１をＯＮにする。一方、ＰＬＣ１１は、信号α１がＯＦＦであるスピンドル通電不要状態である場合に接点α１をＯＦＦにする。ＰＬＣ１１がこの信号α１を検出する工程が、通電信号検出工程の一例に相当する。また、ＰＬＣ１１は、信号β１がＯＦＦであるスピンドル許可状態である場合に接点β１をＯＮにする。一方、ＰＬＣ１１は、信号β１がＯＮであるスピンドル禁止状態である場合に接点β１をＯＦＦにする。ＰＬＣ１１がこの信号β１を検出する工程が、禁止信号検出工程の一例に相当する。接点α１がＯＮで且つ接点β１がＯＮである場合に信号ε１がＯＮになりスピンドルモータ４２に通電されてスピンドルモータ４２は励磁される。スピンドルモータ４２は、励磁されているときは回転していない状態で且つ回転方向の外力が加わっても出力軸が回転しない状態（後述の信号Δ１がＯＦＦ）であるか、出力軸が回転している状態（後述の信号Δ１がＯＮ）である。一方、接点α１がＯＦＦであるか、接点β１がＯＦＦである場合には、信号ε１がＯＦＦになりスピンドルモータ４２に通電されずにスピンドルモータ４２は励磁されない。スピンドルモータ４２は、励磁されてないときは回転していない状態で且つ回転方向の外力が加わると出力軸が回転する状態である。上述したように、信号α１がスピンドル通電要求状態で且つ信号β１がスピンドル禁止状態である状態がスピンドルモータ４２の電力削減状態になる。

【0063】

上述の接点Δ１は、信号Δ１がＯＮである場合にＯｆｆになり、信号Δ１がＯＦＦである場合にＯＮになる接点である。この信号Δ１がＯＮであるとスピンドルモータ４２の出力軸が回転し、信号Δ１がＯＦＦであるとスピンドルモータ４２の出力軸は停止する。すなわち、信号Δ１はスピンドルモータ４２の回転信号に相当する。信号Δ１は、接点γ１がＯＮである場合にＯＮになり、接点γ１がＯＦＦである場合にＯＦＦになる信号である。さらに、接点γ１は、信号γ１がＯＮである場合にＯＮになり、信号γ１がＯＦＦである場合にＯＦＦになる接点である。そして、信号γ１は、接点ε１がＯＮで且つ接点Ｒ４１．１がＯＮであるときにＯＮになり、接点ε１と接点Ｒ４１．１の何れか一方がＯＦＦであるときにＯＦＦになる信号である。接点ε１は、信号ε１がＯＮであるときにＯＮになり、信号ε１がＯＦＦであるときにはＯＦＦになる。接点Ｒ４１．１は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令がスピンドルモータ４２を回転する指令である場合にＯＮになり、スピンドルモータ４２の回転を停止する指令である場合にＯＦＦになる接点である。

【0064】

図５は、図２に示したＰＬＣ１１の動作のうち本実施形態に関連する回転工具モータ４４の通電動作を示したラダー図である。

【0065】

図５のラダー図に示す接点Ｒ２２．１、接点Ｒ３２．１、接点Ｒ３２．２、接点Ｒ３２．３、接点ε２、接点Ｒ４２．１、接点γ２および接点α２はいわゆるＡ接点であり、接点Δ２および接点β２はいわゆるＢ接点である。そして、接点Ｒ２２．１がＯＮである場合に信号α２はＯＮになり、接点Ｒ２２．１がＯＦＦである場合に信号α２はＯＦＦになる。この信号α２が、回転工具モータ４４に対する通電信号の一例に相当する。また、この信号α２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点Ｒ２２．１が回転工具通電信号切替部１１１ｃに相当する。そして、信号α２のＯＮが回転工具通電要求状態であり、信号α２のＯＦＦが回転工具通電不要状態である。接点Ｒ２２．１は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令が回転工具モータ４４を励磁する指令である場合にＯＮになり、回転工具モータ４４の励磁を停止する指令である場合にＯＦＦになる接点である。

【0066】

また、接点Ｒ３２．１と接点Ｒ３２．２と接点Ｒ３２．３と接点Δ２の全てがＯＮである場合に信号β２はＯＮになり、接点Ｒ３２．１と接点Ｒ３２．２と接点Ｒ３２．３と接点Δ２の何れか１つでもＯＦＦである場合に信号β２はＯＦＦになる。この信号β２が、回転工具モータ４４に対する通電禁止信号の一例に相当する。また、この信号β２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点Ｒ３２．１、接点Ｒ３２．２、接点Ｒ３２．３及び接点Δ２が回転工具禁止信号切替部１１２ｃに相当する。そして、信号β２のＯＮが回転工具禁止状態であり、信号β２αのＯＦＦが回転工具許可状態である。接点Ｒ３２．１は、ＥＣＯモードが選択されている場合にＯＮになり、通常モードが選択されている場合にＯＦＦになる接点である。接点Ｒ３２．２は、電力削減対象に回転工具モータ４４が含まれている場合にＯＮになり、回転工具モータ４４が含まれていない場合にＯＦＦになる接点である。この電力削減対象に回転工具モータ４４を含むか否かは、ＮＣ旋盤１（図１参照）のオペレータが操作部３１（図１参照）を用いて任意に変更できる。接点Ｒ３２．３は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令が回転工具以外の工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２の実行を指定する指令である場合にＯＮになり、回転工具以外の工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２の実行が終了した場合にＯＦＦになる接点である。すなわち、回転工具以外の工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２またはそのマクロプログラムＰＲ２を呼び出す指令には、回転工具モータ４４が関連付けられている。なお、ここでいう回転工具以外の工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２の実行が終了したとは、回転工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２の実行が開始されたことをいう。すなわち、回転工具以外の工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２の実行によって回転工具以外の工具の選択状態が継続されている間が所定期間の一例に相当し、その所定期間か否かが禁止信号切替部１１２が通電を禁止する禁止状態に切り替えるか否かを決定する所定条件の一例に相当する。

【0067】

そして、ＰＬＣ１１は、信号α２がＯＮである回転工具通電要求状態である場合に接点α２をＯＮにする。一方、ＰＬＣ１１は、信号α２がＯＦＦである回転工具通電不要状態である場合に接点α２をＯＦＦにする。ＰＬＣ１１がこの信号α２を検出する工程が、通電信号検出工程の一例に相当する。また、ＰＬＣ１１は、信号β２がＯＦＦである回転工具許可状態である場合に接点β２をＯＮにする。一方、ＰＬＣ１１は、信号β２がＯＮである回転工具禁止状態である場合に接点β２をＯＦＦにする。ＰＬＣ１１がこの信号β２を検出する工程が、禁止信号検出工程の一例に相当する。接点α２がＯＮで且つ接点β２がＯＮである場合に信号ε２がＯＮになり回転工具モータ４４に通電されて回転工具モータ４４は励磁される。回転工具モータ４４は、励磁されているときは回転していない状態で且つ回転方向の外力が加わっても出力軸が回転しない状態（後述の信号Δ２がＯＦＦ）であるか出力軸が回転している状態（後述の信号Δ２がＯＮ）である。一方、接点α２がＯＦＦであるか、接点β２がＯＦＦである場合には、信号ε２がＯＦＦになり回転工具モータ４４に通電されずに回転工具モータ４４は励磁されない。回転工具モータ４４は、励磁されてないときは回転していない状態で且つ回転方向の外力が加わると出力軸が回転する状態である。上述したように、信号α２が回転工具通電要求状態で且つ信号β２が回転工具禁止状態である状態が回転工具モータ４４の電力削減状態になる。

【0068】

上述の接点Δ２は、信号Δ２がＯＮである場合にＯＦＦになり、信号Δ２がＯＦＦである場合にＯＮになる接点である。この信号Δ２がＯＮであると回転工具モータ４４の出力軸が回転し、信号Δ２がＯＦＦであると回転工具モータ４４の出力軸は停止する。すなわち、信号Δ２は回転工具モータ４４の回転信号に相当する。信号Δ２は、接点γ２がＯＮである場合にＯＮになり、接点γ２がＯＦＦである場合にＯＦＦになる信号である。さらに、接点γ２は、信号γ２がＯＮである場合にＯＮになり、信号γ２がＯＦＦである場合にＯＦＦになる接点である。そして、信号γ２は、接点ε２がＯＮで且つ接点Ｒ４２．１がＯＮであるときにＯＮになり、接点ε２と接点Ｒ４２．１の何れか一方がＯＦＦであるときにＯＦＦになる信号である。接点ε２は、信号ε２がＯＮであるときにＯＮになり、信号ε２がＯＦＦであるときにはＯＦＦになる。接点Ｒ４２．１は、加工プログラムＰＲ３（図１参照）に記述された指令を順次実行した際に、その指令が回転工具モータ４４を回転する指令である場合にＯＮになり、回転工具モータ４４の回転を停止する指令である場合にＯＦＦになる接点である。

【0069】

図６は、図２に示した信号判定部１３の動作を示すフローチャートである。この図６に示す動作は、ＮＣ旋盤１（図１参照）の電源が投入されてから例えば８ｍｓｅｃ毎に実行される。

【0070】

図６に示すように、信号判定部１３は、信号α０がクーラント通電要求状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。クーラント通電要求状態である場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、信号判定部１３は、信号β０がクーラント禁止状態であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。クーラント禁止状態である場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、信号判定部１３は、クーラントポンプ７が電力削減状態である旨の情報をＮＣ旋盤１の電源が投入されてから今回の判定を実行するまでの経過時間の情報とともに削減時間記憶部２２１に記憶させる（ステップＳ３３）。なお、ステップＳ３１とステップＳ３２がともにＹＥＳである場合がクーラントポンプ７の電力削減状態であり、クーラントポンプ７を駆動する指令の効力は継続されているもののクーラントポンプ７が停止している状態である。これらステップＳ３１とステップＳ３２が、信号判定工程の一例に相当する。次いで信号判定部１３は、クーラントポンプ７が電力削減状態である旨の情報を削減量算出部１４に出力する（ステップＳ３４）。信号α０がクーラント通電要求状態でない場合（ステップＳ３１でＮＯ）、信号β０がクーラント禁止状態でない場合（ステップＳ３２でＮＯ）又はステップＳ３４の実行が完了した場合、ステップＳ３５に進む。ここで信号判定部１３は、信号α０がクーラント通電要求状態でない場合（ステップＳ３１でＮＯ）又は信号β０がクーラント禁止状態でない場合（ステップＳ３２でＮＯ）には、クーラントポンプ７が電力削減状態でない旨の情報を、ＮＣ旋盤１の電源投入時からの経過時間の情報とともに削減時間記憶部２２１に記憶させてもよく、削減量算出部１４に出力してもよい。

【0071】

ステップＳ３５では、信号判定部１３は、信号α１がスピンドル通電要求状態であるか否かを判定する。スピンドル通電要求状態である場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）、信号判定部１３は、信号β１がスピンドル禁止状態であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。スピンドル禁止状態である場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、信号判定部１３は、スピンドルモータ４２が電力削減状態である旨の情報をＮＣ旋盤１の電源が投入されてから今回の判定を実行するまでの経過時間の情報とともに削減時間記憶部２２１に記憶させる（ステップＳ３７）。なお、ステップＳ３５とステップＳ３６がともにＹＥＳである場合がスピンドルモータ４２の電力削減状態であり、スピンドルモータ４２を励磁する指令の効力が継続されているもののスピンドルモータ４２の励磁がされていない状態である。これらステップＳ３５とステップＳ３６が、信号判定工程の一例に相当する。次いで信号判定部１３は、スピンドルモータ４２が電力削減状態である旨の情報を削減量算出部１４に出力する（ステップＳ３８）。信号α１がスピンドル通電要求状態でない場合（ステップＳ３５でＮＯ）、信号β１がスピンドル禁止状態でない場合（ステップＳ３６でＮＯ）又はステップＳ３８の実行が完了した場合、ステップＳ３９に進む。ここで信号判定部１３は、信号α１がスピンドル通電要求状態でない場合（ステップＳ３５でＮＯ）又は信号β１がスピンドル禁止状態でない場合（ステップＳ３６でＮＯ）には、スピンドルモータ４２が電力削減状態でない旨の情報を、ＮＣ旋盤１の電源投入時からの経過時間の情報とともに削減時間記憶部２２１に記憶させてもよく、削減量算出部１４に出力してもよい。

【0072】

ステップＳ３９では、信号判定部１３は、信号α２が回転工具通電要求状態であるか否かを判定する。回転工具通電要求状態である場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）、信号判定部１３は、信号β２が回転工具禁止状態であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。回転工具禁止状態である場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、信号判定部１３は、回転工具モータ４４が電力削減状態である旨の情報をＮＣ旋盤１の電源が投入されてから今回の判定を実行するまでの経過時間の情報とともに削減時間記憶部２２１に記憶させる（ステップＳ４１）。なお、ステップＳ３９とステップＳ４０がともにＹＥＳである場合が回転工具モータ４４の電力削減状態であり、回転工具モータ４４を励磁する指令の効力は継続されているものの回転工具モータ４４の励磁がされていない状態である。これらステップＳ３９とステップＳ４０が、信号判定工程の一例に相当する。次いで信号判定部１３は、回転工具モータ４４が電力削減状態である旨の情報を削減量算出部１４に出力する（ステップＳ４２）。信号α２が回転工具通電要求状態でない場合（ステップＳ３９でＮＯ）、信号β２が回転工具禁止状態でない場合（ステップＳ４０でＮＯ）又はステップＳ３８の実行が完了した場合、信号判定部１３は処理を終了する。ここで信号判定部１３は、信号α２が回転工具通電要求状態でない場合（ステップＳ３９でＮＯ）又は信号β２が回転工具禁止状態でない場合（ステップＳ４０でＮＯ）には、回転工具モータ４４が電力削減状態でない旨の情報を、ＮＣ旋盤１の電源投入時からの経過時間の情報とともに削減時間記憶部２２１に記憶させてもよく、削減量算出部１４に出力してもよい。

【0073】

図７は、図２に示した削減量算出部１４の動作を示すフローチャートである。この図７に示す動作は、ＮＣ旋盤１（図１参照）の電源が投入されてから例えば８ｍｓｅｃ毎に実行される。ただし、図７に示す動作は、表示指令部１５から要求されたときのみ実行してもよい。また、削減量算出部１４は、表示指令部１５から要求された情報に必要な動作のみを実行してもよい。

【0074】

図７に示すように、削減量算出部１４は、クーラントポンプ７が電力削減状態であった時間のデータを削減時間記憶部２２１から取得し、クーラントポンプ７の平均消費電力データＡＤを消費電力記憶部２２２から取得する（ステップＳ５１）。そして、削減量算出部１４は、クーラントポンプ７が電力削減状態であった時間を累積した累積時間を求め、その累積時間に平均消費電力データＡＤから得られたクーラントポンプ７の平均消費電力を乗算してクーラントポンプ７の削減電力量を算出して削減電力量記憶部２２３に記憶させる（ステップＳ５２）。

【0075】

また、削減量算出部１４は、スピンドルモータ４２が電力削減状態であった時間のデータを削減時間記憶部２２１から取得し、スピンドルモータ４２の平均消費電力データＡＤを消費電力記憶部２２２から取得する（ステップＳ５３）。そして、削減量算出部１４は、スピンドルモータ４２が電力削減状態であった時間を累積した累積時間を求め、その累積時間に平均消費電力データＡＤから得られたスピンドルモータ４２の平均消費電力を乗算してスピンドルモータ４２の削減電力量を算出して削減電力量記憶部２２３に記憶させる（ステップＳ５４）。

【0076】

さらに、削減量算出部１４は、回転工具モータ４４が電力削減状態であった時間のデータを削減時間記憶部２２１から取得し、回転工具モータ４４の平均消費電力データＡＤを消費電力記憶部２２２から取得する（ステップＳ５５）。そして、削減量算出部１４は、回転工具モータ４４が電力削減状態であった時間を累積した累積時間を求め、その累積時間に平均消費電力データＡＤから得られた回転工具モータ４４の平均消費電力を乗算して回転工具モータ４４の削減電力量を算出して削減電力量記憶部２２３に記憶させる（ステップＳ５６）。これらのクーラントポンプ７の削減電力量と、スピンドルモータ４２の削減電力量と、回転工具モータ４４の削減電力量それぞれが、機器別削減電力量の一例に相当する。

【0077】

次いで、削減量算出部１４は、算出したクーラントポンプ７の削減電力量とスピンドルモータ４２の削減電力量と回転工具モータ４４の削減電力量を合算することで削減電力量を算出して算出時刻とともに削減電力量記憶部２２３に記憶させる（ステップＳ５７）。これらステップＳ５１～Ｓ５７が、削減量算出工程の一例である。また、グラフ作成部１６は、ＮＣ旋盤１の電源が投入されてからの経過時間に対する削減電力量の推移を表す時系列グラフをその経過時間と削減電力量を軸として作成して削減電力量記憶部２２３に記憶させる（ステップＳ５８）。このステップＳ５８は、グラフ表示指令部１５３が表示部３２に時系列グラフを表示させている間はグラフ表示指令部１５３からの要求がグラフ作成部１６に継続されて実行されるが、時系列グラフを表示していないときには省略される。加えて、削減量算出部１４は、過去８ｍｓｅｃの間に電力削減状態の対象電動機器であるとして信号判定部１３から受信した対象電動機器の平均消費電力を合算することで、その時点において削減している電力である瞬間削減電力を算出する。そして、削減量算出部１４は、算出した瞬間削減電力を削減電力量記憶部２２３に記憶させる（ステップＳ５９）。ここで、既に削減電力量記憶部２２３に過去のデータがある場合には、削減量算出部１４は新たなデータを過去のデータを上書きして記憶させる。なお、削減量算出部１４は、削減電力量記憶部２２３に記憶されている過去のデータを読み出して、新たに信号判定部１３から受信した情報を過去のデータに加えることで機器別削減電力量および削減電力量を算出し、或いは時系列グラフを更新して削減電力量記憶部２２３に記憶させてもよい。

【0078】

図８は、図２に示した表示指令部１５からの指示によって表示部３２に表示される削減電力量などの表示画面を示す図である。

【0079】

上述したように、表示指令部１５は、ＮＣ旋盤１のオペレータによる操作部３１の入力操作によって要求された情報を表示部３２に表示させる。図８には、オペレータが機器別削減電力量と削減電力量と時系列グラフ（削減電力量の推移）と瞬間削減電力を表示させる入力操作を行った場合の画面例が示されている。これらは、削減量算出部１４が削減電力量記憶部２２３に記憶させた情報を用いて、機器別削減電力量表示指令部１５１と削減電力量表示指令部１５２とグラフ表示指令部１５３と瞬間削減電力表示指令部１５４それぞれが表示部３２に表示させている。これらが表示されている間は、表示されている内容は随時更新されていく。更新することで、このＮＣ旋盤１のオペレータがリアルタイムに削減電力量やその推移を確認できる。図８には、機器別削減電力量が下段右側に配置され、時系列グラフが下段左側に配置され、削減電力量が上段の左から２つ目に配置され、瞬間削減電力が上段の右端に配置された画面例が示されている。また、図８には、ＮＣ旋盤１の電源投入時からの消費電力量が上段の左端に配置され、通常モードでは消費されたであろう電力量と削減できた削減電力量の比率である電力削減率が上段の右から２つ目に配置された画面例が示されている。この図８に示す時系列グラフには、ＮＣ旋盤１の電源投入時からの削減電力量がグラフで示されているが、オペレータの入力操作によって指定された時間のみを時系列グラフとして表示してもよい。また、削減電力量の推移に消費電力量の推移を加えて時系列グラフとして表示してもよく、消費電力量の推移の時系列グラフと削減電力量の推移の時系列グラフを切り替え可能にしてもよい。また、時系列グラフの軸として用いられる経過時間は、秒単位や時間単位など任意の単位に変更可能にしてもよい。また、時系列グラフの軸として用いられる経過時間は、基準時間からの経過時間（１ｍｉｎ，２ｍｉｎなど）と実際の時間（１０：００，１０：０１など）とを切り替え可能にしてもよい。

【0080】

以上説明したＮＣ旋盤１では、対象電動機器ごとに電力削減状態であった時間を累積して対象電動機器ごとに電力削減状態の累積時間を求め、その累積時間に平均消費電力を乗算することで機器別削減電力量を演算している。そして、各対象電動機器における機器別削減電力量を合算することで削減電力量を算出しているので削減電力量を正確かつ容易に算出できる。また、比較対象とするデータを必要としないのでＮＣ旋盤１を通常モードで動作させて消費電力量を確認する必要がない。これは、通電信号切替部１１１による通電要求信号の状態情報を信号判定部１３が把握し、その状態情報を用いて削減量算出部１４が算出することで、通常モードであるときの電力量とＥＣＯモードであるときの電力量との差異である削減電力量を算出できるからである。換言すれば、信号判定部１３は、ＮＣ旋盤１を通常モードで仮想的に動作させたときの状態を作り出しているともいえる。そして、削減量算出部１４は、その状態における電力量とＥＣＯモードにおける電力量を比較して削減電力量を算出しているともいえる。従って、ＮＣ旋盤１を最初からＥＣＯモードで動作させても削減電力量を算出できる。

【0081】

また、製品排出動作を行うマクロプログラムＰＲ２が実行されていることを条件として信号β０と信号β１を禁止状態にすることで、クーラントポンプ７とスピンドルモータ４２に対する通電を遮断して不要な電力の消費を防止している。同様に、回転工具以外の工具の選択を行うマクロプログラムＰＲ２が実行されていることを条件として信号β２を禁止状態にすることで、回転工具モータ４４に対する通電を遮断して不要な電力の消費を防止している。また、瞬間削減電力を表示することで、実質的にその瞬間における削減電力である前記瞬間削減電力をＮＣ旋盤１のオペレータが認識することができる。また、機器別削減電力量を表示することで、対象電動機器ごとの削減電力量である機器別削減電力量をオペレータが認識することができる。さらに、時系列グラフを表示することで、経過時間と削減電力量の関係をオペレータが認識することができる。

【0082】

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことができる。例えば、本実施形態では、ＮＣ旋盤１に本発明を適用する例を示したが、マシニングセンタやフライス盤等の他の工作機械に本発明を適用してもよい。また、本実施形態ではスピンドルモータ４２、回転工具モータ４４及びクーラントポンプ７を対象電動機器として削減電力量を算出しているが、これらの一部または全部に代えて他の電動機器を対象にして削減電力量を算出してもよく、本実施形態の対象電動機器に加えて他の電動機器を追加して削減電力量を算出してもよい。また、通電要求状態と通電不要状態の切替条件および禁止状態と許可状態の切替条件は適宜変更してもよい。さらに、本実施形態のＮＣ旋盤１は、ＥＣＯモードと通常モードとを切り替え可能であったが、切り替え不能で常にＥＣＯモードが選択されるものであってもよい。

【0083】

以上説明した各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を他の変形例に適用してもよい。

【符号の説明】

【0084】

１ ＮＣ旋盤（工作機械）
１３ 信号判定部
１４ 削減量算出部
１１１ 通電信号切替部
１１２ 禁止信号切替部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】