特許 7536727 工程完了判定装置、工程完了判定システム及び工程完了判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】工程完了判定装置、工程完了判定システム及び工程完了判定方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20240813BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021152583

(22)【出願日】2021-09-17

(65)【公開番号】P2023044522

(43)【公開日】2023-03-30

【審査請求日】2023-08-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 尚登

【審査官】後藤 泰輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０４１３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０７４０６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プログラムに従って所定の工程を実行する産業機械から、前記プログラムの手順を示す手順記号を時系列で受信する通信部と、
前記通信部が受信した前記手順記号が前記所定の工程の完了を示す特定の記号に変わったとき、前記所定の工程が完了したと判定する判定部と、
を備える工程完了判定装置。

【請求項2】

プログラムに従って所定の工程を実行する産業機械から、前記プログラムの手順を示す手順記号と前記産業機械の稼働状況とを示す情報を時系列で受信する通信部と、
前記通信部が受信した前記手順記号が前記所定の工程の完了を示す特定の記号に変わり、かつ、前記稼働状況が自動運転から停止に変わったとき、前記所定の工程が完了したと判定する判定部と、
を備える工程完了判定装置。

【請求項3】

前記手順記号は、前記プログラムの行番号であり、
前記特定の記号は、特定の行番号、又は、特定の行番号域内の行番号である、
請求項１又は２に記載の工程完了判定装置。

【請求項4】

前記特定の行番号域は、行番号が０以上、かつ、前記プログラムの全行数の所定の割合に対応する行番号以下である、
請求項３に記載の工程完了判定装置。

【請求項5】

前記手順記号は、前記プログラムのシーケンス番号であり、
前記特定の記号は、特定のシーケンス番号である、
請求項１又は２に記載の工程完了判定装置。

【請求項6】

プログラムに従って所定の工程を実行する産業機械と、
前記プログラムの手順を示す手順記号を時系列で受信する通信部と、
前記通信部が受信した前記手順記号が前記所定の工程の完了を示す特定の記号に変わったとき、前記所定の工程が完了したと判定する判定部と、
を備える工程完了判定システム。

【請求項7】

プログラムに従って所定の工程を実行する産業機械から、前記プログラムの手順を示す手順記号を時系列で受信することと、
受信した前記手順記号が前記所定の工程の完了を示す特定の記号に変わったとき、前記所定の工程が完了したと判定することと、
を備える工程完了判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、工程完了判定装置、工程完了判定システム及び工程完了判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プログラムに従って、被加工物に所定の工程を実行する産業機械が知られている。プログラムとしては、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プログラムが代表的である。

【0003】

特許文献１では、産業機械を備えるシステムにおいて、サーバーが産業機械から各種情報（工具情報、加工条件など）を自動的に収集する手法が提案されている。

【0004】

ところで、生産数やサイクルタイムをサーバーにおいて正確に管理するには、産業機械から送信される工程完了信号に基づいて、所定の工程が完了したことを逐次検出する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－４１３８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、一般的に、産業機械から送信される工程完了信号は、サーバーが産業機械から各種情報を収集するサンプリング周期より短いパルス波である。そのため、産業機械から各種情報を収集することはできても、工程完了信号を検出できない場合がある。

【0007】

本開示は、産業機械において所定の工程が完了したか否かを判定可能な工程完了判定装置、工程完了判定システム及び工程完了判定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】

【0008】

本開示の一態様に係る工程完了判定装置は、プログラムに従って所定の工程を実行する産業機械から、プログラムの手順を示す手順記号を時系列で受信する通信部と、通信部が受信した手順記号が所定の工程の完了を示す特定の記号に変わったとき、所定の工程が完了したと判定する判定部とを備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、産業機械において所定の工程が完了したか否かを判定可能な工程完了判定装置、工程完了判定システム及び工程完了判定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る工程完了判定システムの構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態に係るＮＣプログラムの構成の一例を示す模式図である。

【図3】実施形態に係る記憶部が記憶しているテーブルの一例である。

【図4】実施形態に係る工程完了判定方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（工程完了判定システム１の構成）
本実施形態に係る工程完了判定システム１の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、工程完了判定システム１の構成を示すブロック図である。

【0012】

工程完了判定システム１は、産業機械１０及び管理部２０を備える。管理部２０は、本開示に係る工程完了判定装置である。

【0013】

（産業機械１０）
図１では、産業機械１０が旋盤である場合が図示されている。ただし、産業機械１０としては、例えば、旋盤以外の工作機械、スポット溶接機、溶接ロボット、半導体関連装置、露光装置、化学処理装置、ワイヤボンダ、プローバ、電子部品挿入機、プリント基盤孔あけ機、組立装置、搬送装置、鍛圧機械、ワイヤソー及びシャーリングマシン等の鈑金機械などであってもよい。旋盤以外の工作機械としては、例えば、フライス盤、中ぐり盤、マシニングセンタ、ジグポーラ、ボール盤、研削盤、放電加工機、ワイヤレスカット放電加工機、パンチングプレス、レーザ加工機などが挙げられる。

【0014】

図１では、産業機械１０が１つだけ図示されているが、産業機械１０の数は１以上であればよい。

【0015】

産業機械１０は、コントローラ１１を有する。コントローラ１１は、通信機能を備えており、通信機能によりネットワーク（例えば、インターネット）を介して管理部２０に接続される。

【0016】

コントローラ１１は、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プログラムに従って、ワークに対して所定の工程を実行する。ここで、図２は、ＮＣプログラムの構成の一例を示す模式図である。

【0017】

図２に示されるように、ＮＣプログラムには、行番号とプログラムとが含まれる。行番号は、０から１ずつ増える正の整数である。プログラムは、各行に入力される。プログラムは、特別な指令がない限り、行番号の昇順で１行ずつ処理される。

【0018】

０行目には、プログラムの始まりを意味する「％」が入力されている。２７行目には、プログラムの終わりを意味する「％」が入力されている。よって、０行目から２７行目までが本実施形態に係るＮＣプログラムである。

【0019】

１行目には、ＮＣプログラムのメインプログラム番号である「Ｏ９９９５」と、オペレータ向けのコメントである「（ＤＡＮＫＩ）」とが入力されている。また、４～７行目にも、オペレータ向けのコメントが入力されている。

【0020】

１７行目及び２１行目には、「Ｎ」に続くシーケンス番号が入力されている。１７行目の「Ｎ００１」はシーケンス番号１を意味し、２１行目の「Ｎ１０」はシーケンス番号１０を意味する。シーケンス番号とは、プログラムを見やすくするための目印である。シーケンス番号は、指令の順序を把握しやすいようユーザによって適宜入力される。シーケンス番号が入力された行番号の数字が大きいほど、シーケンス番号も大きくなる。なお、１７行目より前にシーケンス番号は入力されていないが、１７行目まではシーケンス番号「０」と認識される。本実施形態において、行番号及びシーケンス番号それぞれは、「ＮＣプログラムの手順を示す手順記号」の一例である。

【0021】

２７行目には、所定の工程が完了したことを示す「Ｍ３０」が入力されている。しかしながら、一般的に、Ｍ３０は、管理部２０のサンプリング周期（例えば、５００ミリ秒）より短いパルス波（例えば、パルス幅１０ミリ秒の単一のパルス波）であるため、管理部２０においてＭ３０を検出することは困難である。よって、本実施形態では、所定の工程の完了を検出するためにＭ３０を用いない。

【0022】

コントローラ１１は、ＮＣプログラムに従って所定の工程を実行しながら、産業機械情報を示す信号を時系列で管理部２０に送信する。産業機械情報には、日時、稼働状況、メインプログラム番号、現在のプログラム番号、行番号及びシーケンス番号が含まれる。日時は、当該産業機械情報が取得された日時を示す。稼働状況は、産業機械１０がＮＣプログラムに従った自動運転中であるか、或いは、産業機械１０が停止中であるかを示す。

【0023】

（管理部２０）
管理部２０は、通信部２１、記憶部２２及び判定部２３を有する。管理部２０の機能は、サーバーにより達成される。サーバーは、クラウドサーバーであってよい。管理部２０は、ネットワークを介して産業機械１０のコントローラ１１に接続される。管理部２０は、工程完了判定装置である。

【0024】

通信部２１は、ネットワークを介してコントローラ１１と通信可能である。通信部２１は、コントローラ１１から産業機械情報を時系列で受信する。通信部２１は、受信した産業機械情報を時系列で記憶部２２に記憶させる。

【0025】

記憶部２２は、通信部２１が受信した産業機械情報を時系列に記憶する。図３は、記憶部２２が記憶しているテーブルの一例である。図３に示すテーブルは、図２に示したＮＣプログラムに対応している。

【0026】

図３に示されるように、記憶部２２は、日時、稼働状況、メインプログラム番号、現在のプログラム番号、行番号及びシーケンス番号を対応付けて時系列で記憶している。メインプログラムとは、工程実行単位の最初のプログラムである。工程実行単位は、メインプログラムとサブプログラムより構成される。現在のプログラムとは、実行されている実行単位内のプログラムである。

【0027】

図３に示す例では、２０２１年７月２７日９時４分から同日９時１２分まで、産業機械１０は、メインプログラム番号及び現在のプログラム番号ともに「Ｏ９９９５」で自動運転中である。その間、行番号は「１２」から「２３」まで断続的に増え、シーケンス番号は「０」から「１０」まで断続的に増えている。

【0028】

そして、同日９時１３分に産業機械１０の稼働状況は自動運転から停止へ遷移するとともに、行番号が「２３」から「０」に減り、かつ、シーケンス番号が「１０」から「０」に減っている。

【0029】

判定部２３は、記憶部２２を参照して、行番号が、所定の工程が完了したことを示す特定の行番号に変わったか否かを判定する。本実施形態において、特定の行番号は「０」である。従って、判定部２３は、行番号が「０以外の数字」から「０」に変わったか否かを判定する。図３に示す例では、９時４分から９時１２分の間は、行番号が「０」に変わっていない。また、９時１４分における行番号は「０」であるものの、９時１３分における行番号も「０」であるため、９時１４分に行番号が「０以外の数字」から「０」に変わったとはいえない。一方、９時１２分における行番号は「２３」であり、９時１３分における行番号は「０」であるため、９時１３分に行番号が「０以外の数字」から「０」に変わったといえる。よって、判定部２３は、９時１３分に行番号が特定の行番号に変わったと判定する。

【0030】

判定部２３は、記憶部２２を参照して、稼働状況が自動運転から停止に変わったか否かを判定する。図３に示す例では、９時４分から９時１２分の間は稼働状況が自動運転中であり、９時１３分から９時１４分の間は稼働状況が停止である。よって、判定部２３は、９時１３分に稼働状況が自動運転から停止に変わったと判定する。

【0031】

判定部２３は、行番号が特定の行番号に変わり、かつ、稼働状況が自動運転から停止に変わったとき、所定の工程が完了したと判定する。図３に示す例では、判定部２３は、９時１３分に所定の工程が完了したと判定する。

【0032】

判定部２３は、行番号が特定の行番号に変わっていないとき、所定の工程は完了していないと判定する。また、判定部２３は、稼働状況が自動運転から停止に変わっていないとき、所定の工程は完了していないと判定する。

【0033】

以上の通り、本実施形態に係る判定部２３は、行番号が特定の行番号に変わったときに所定の工程が完了したと判定する。よって、産業機械１０において所定の工程が完了したか否かを簡便に判定できる。

【0034】

また、本実施形態に係る判定部２３は、行番号が特定の行番号に変わったことだけでなく、稼働状況が自動運転から停止に変わったときに所定の工程が完了したと判定する。よって、産業機械１０において所定の工程が完了したか否かをより精度良く判定できる。

【0035】

（工程完了判定方法）
本実施形態に係る工程完了判定方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、工程完了判定方法の流れを示すフローチャートである。

【0036】

ステップＳ１において、産業機械１０のコントローラ１１は、日時、稼働状況、メインプログラム番号、現在のプログラム番号、行番号及びシーケンス番号を含む産業機械情報を示す信号を時系列で管理部２０に送信する。

【0037】

ステップＳ２において、管理部２０の通信部２１は、コントローラ１１から産業機械情報を時系列で受信して、受信した産業機械情報を時系列で記憶部２２に記憶させる。

【0038】

ステップＳ３において、判定部２３は、記憶部２２を参照して、行番号が、所定の工程が完了したことを示す特定の行番号（本実施形態では「０」）に変わったか否かを判定する。行番号が特定の行番号に変わったと判定された場合、処理はステップＳ４に進む。行番号が特定の行番号に変わっていないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻る。

【0039】

ステップＳ４において、判定部２３は、記憶部２２を参照して、稼働状況が自動運転から停止に変わったか否かを判定する。稼働状況が自動運転から停止に変わったと判定された場合、処理はステップＳ５に進む。稼働状況が自動運転から停止に変わっていないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻る。

【0040】

ステップＳ５において、判定部２３は所定の工程が完了したと判定し、処理は終了する。

【0041】

（実施形態の変形例）

【0042】

［変形例１］
上記実施形態において、判定部２３は、行番号が特定の行番号に変わり、かつ、稼働状況が自動運転から停止に変わったときに所定の工程が完了したと判定することとしたが、行番号が特定の行番号に変わったときに所定の工程が完了したと判定してもよい。すなわち、判定部２３は、稼働状況が自動運転から停止に変わったか否かを判定しなくてもよい。この場合、所定の工程が完了したか否かの判定の精度は低くなるものの、所定の工程が完了したか否かを更に簡便に判定できる。なお、この場合には、産業機械情報には稼働状況が含まれていなくてもよい。

【0043】

［変形例２］
上記実施形態において、判定部２３は、行番号が特定の行番号０に変わったか否かを判定することとしたが、０より大きな行番号から行番号０までの間に設定された特定の行番号域内の行番号に変わったか否かを判定してもよい。例えば、行番号が０以上、かつ、プログラムの全行数の所定の割合に対応する行番号以下である行番号域内の行番号に変わったか否かを判定してもよい。これにより、管理部２０のサンプリング周期の制約により、行番号が特定の行番号に変わっても検出できないおそれが更に軽減される。

【0044】

図２に示す例では、プログラムの全行数は２７行である。例えば、所定の割合を１０％と予め設定した場合、２７行の１０％に対応する行番号は２．７行であり、特定の行番号域は０以上２．７行以下である。よって、判定部２３は、行番号が「２．７より大きな数字」から「０以上２．７以下の数字」に変わったか否かを判定する。図３に示す例では、判定部２３は、９時１３分に行番号が特定の行番号域内の行番号（例えば、プログラムの全行数の所定の割合に対応する行番号以下の行番号）に変わったと判定する。

【0045】

［変形例３］
上記実施形態において、判定部２３は、行番号が特定の行番号に変わったか否かを判定することとしたが、シーケンス番号が所定の工程が完了したことを示す特定のシーケンス番号に変わったか否かを判定することとしてもよい。例えば、特定のシーケンス番号を「０」に設定した場合、図３に示す例では、判定部２３は、９時１３分にシーケンス番号が特定のシーケンス番号に変わったと判定する。なお、この場合には、産業機械情報には行番号が含まれていなくてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 工程完了判定システム
１０ 産業機械
１１ コントローラ
２０ 管理部（工程完了判定装置）
２１ 通信部
２２ 記憶部
２３ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】