特許 7546902 センサシステム、センサ及び機械制御方法

(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】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】センサシステム、センサ及び機械制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/18 20060101AFI20240902BHJP

   G08C 17/00 20060101ALI20240902BHJP

   G08C 19/00 20060101ALI20240902BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

G05B19/18 W

G08C17/00 B

G08C19/00 U

G05B19/05 L

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020181270

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022072061

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】512319232

【氏名又は名称】株式会社ＫＭＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】安部 新一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 声喜

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２０９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２７２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４７１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２８１１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１７１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４５１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９０３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０００２２７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６２３９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／０４－１９／０５

Ｇ０８Ｃ １３／００－２５／０４

Ｇ０５Ｂ ２３／００－２３／０２

Ｂ２３Ｑ １７／００－２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセンサと、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される工作機械に配置された前記複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、
無線インターフェースと、
第２のメモリと、
前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力するプロセッサと、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込む変換部を有するコンピュータと、
を具備し、
前記専用コントローラの前記機械制御部は、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御し、
各前記複数のセンサは、
センサ本体と、
前記センサ本体への電源供給及び電源遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記子タグの前記第１の接続部に接続される第２の接続部と、を有し、
前記第１のスイッチは、前記センサ本体へ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記センサ本体は、電源が供給される毎に、前記センサ本体が取得した前記検出結果を、前記子タグの前記第２のメモリに書き込む
センサシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサシステムであって、
前記子タグが出力した前記電文を受信し、前記コンピュータに転送する第１の親タグ
をさらに具備するセンサシステム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のセンサシステムであって、
前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械の傾向値を算出して出力する傾向値管理装置
をさらに具備するセンサシステム。

【請求項4】

請求項３に記載のセンサシステムであって、
前記傾向値管理装置は、さらに、前記工作機械の専用コントローラから機械制御に関するデータを受信して出力する
センサシステム。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のセンサシステムであって、
前記子タグが出力した前記電文を受信し、前記傾向値管理装置に転送する第２の親タグ
をさらに具備するセンサシステム。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか一項に記載のセンサシステムであって、
前記工作機械は、スピンドルを有し、
前記複数のセンサは、前記スピンドルに配置される
センサシステム。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載のセンサシステムであって、
前記子タグは、前記プロセッサへの電源供給及び電源遮断を切り替える第２のスイッチをさらに有し、
前記第２のスイッチは、前記プロセッサへ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記プロセッサは、電源が供給される毎に、前記第２のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果を読み出して前記電文を作成及び出力する
センサシステム。

【請求項8】

請求項７に記載のセンサシステムであって、
前記複数のセンサは、１以上の第１のセンサを含み、
各前記１以上の第１のセンサは、前記センサ本体として、振動及び／又は加速度を検出する第１のセンサ本体を有し、
前記第１のセンサ本体が閾値より大きい振動及び／又は加速度を検出すると、前記第１のセンサの前記第１のスイッチは、前記第１のセンサ本体への電源供給及び電源遮断を開始する
センサシステム。

【請求項9】

請求項８に記載のセンサシステムであって、
前記第１のセンサ本体が前記閾値より大きい振動及び／又は加速度を検出すると、前記第１のセンサ本体は、第１の信号を前記子タグに送信し、
前記子タグの前記プロセッサが前記第１の信号を受信すると、前記第２のスイッチは、前記プロセッサへの電源供給及び電源遮断を開始する
センサシステム。

【請求項10】

請求項９に記載のセンサシステムであって、
前記複数のセンサは、第２のセンサを含み、
前記第２のセンサは、前記センサ本体として、振動及び／又は加速度以外の要素を検出する第２のセンサ本体を有し、
前記子タグの前記プロセッサが前記第１の信号を受信すると、前記プロセッサは、第２の信号を前記第２のセンサに送信し、
前記第２のセンサが前記第２の信号を受信すると、前記第２のセンサの前記第１のスイッチは、前記第２のセンサ本体への電源供給及び電源遮断を開始する
センサシステム。

【請求項11】

請求項１０に記載のセンサシステムであって、
前記第１のセンサ本体が前記閾値より大きい振動及び／又は加速度を所定時間以上検出しない場合、前記第１のセンサの前記第１のスイッチは、前記第１のセンサ本体への電源供給を停止する
センサシステム。

【請求項12】

請求項１１に記載のセンサシステムであって、
前記第１のセンサ本体が前記閾値より大きい振動及び／又は加速度を所定時間以上検出しない場合、前記第１のセンサ本体は、第３の信号を前記子タグに送信し、
前記子タグの前記プロセッサが前記第３の信号を受信すると、前記第２のスイッチは、前記プロセッサへの電源供給を停止する
センサシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載のセンサシステムであって、
前記子タグの前記プロセッサが前記第３の信号を受信すると、前記プロセッサは、第４の信号を前記第２のセンサに送信し、
前記第２のセンサが前記第４の信号を受信すると、前記第２のセンサの前記第１のスイッチは、前記第２のセンサ本体への電源供給を停止する
センサシステム。

【請求項14】

請求項１乃至１３の何れか一項に記載のセンサシステムであって、
前記専用コントローラ
をさらに具備するセンサシステム。

【請求項15】

複数のセンサと、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される工作機械に配置された前記複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、
無線インターフェースと、
第２のメモリと、
前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力するプロセッサと、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込む変換部を有するコンピュータと、
を具備し、
前記専用コントローラの前記機械制御部は、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御する
センサシステムに含まれる各前記複数のセンサであって、
センサ本体と、
前記センサ本体への電源供給及び電源遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記子タグの前記第１の接続部に接続される第２の接続部と、を有し、
前記第１のスイッチは、前記センサ本体へ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記センサ本体は、電源が供給される毎に、前記センサ本体が取得した前記検出結果を、前記子タグの前記第２のメモリに書き込む
センサ。

【請求項16】

機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される工作機械に配置された複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、無線インターフェースと、第２のメモリと、を有する子タグが、前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力し、
コンピュータが、前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込み、
前記専用コントローラの前記機械制御部が、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御する機械制御方法であって、
各前記複数のセンサは、
センサ本体と、
前記センサ本体への電源供給及び電源遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記子タグの前記第１の接続部に接続される第２の接続部と、を有し、
前記機械制御方法は、さらに、
前記第１のスイッチは、前記センサ本体へ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記センサ本体は、電源が供給される毎に、前記センサ本体が取得した前記検出結果を、前記子タグの前記第２のメモリに書き込む
機械制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械に配置されるセンサと、センサから検出結果を収集する子タグと、検出結果を出力するコンピュータと、検出結果に基づき工作機械を制御する機械制御方法とに関する。本発明は、子タグ、センサ及びコンピュータを有するセンサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械の分野では、各部位にセンサが配置される。センサの検出結果はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を有する配電盤を介して専用コントローラやコンピュータに入力される。近年では、様々なセンサを用いてしかもリアルタイムに時々刻々と変化するデータを収集することが要求されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－４６２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、工作機械の内部の高速スピンドルのデータを収集し、メンテナンスコスト・ダウンタイム削減、メンテナンスサイクルの最適化、寿命管理を実現させることが望まれる。しかしながら、工作機械の内部のスピンドルのデータを収集し、機械制御と連携させるにあたり、例えば、以下の課題が挙げられる。

【0005】

（１）回転するスピンドル内部（回転する主軸内やスピンドル本体内）設置されたセンサから有線での情報を出力することが、物理的に困難である。（２）スピンドル内の情報を安定的に収集し情報を自発的に収集ファイリングする仕組みが無い。（３）センサを仮に無線化しても、無線化されたセンサからの情報を、工作機械にダイレクトに連携する仕組みが無い。（４）旧いスピンドルへ後付でセンサを設置しても、専用コントローラは、旧い機械及びセンサに対応出来ない。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、回転する主軸内やスピンドル本体内での情報収集を無線化してスピンドルの詳細データを取得し、工作機械を制御する専用コントローラとの連携を可能にするシステムを構築することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一形態に係るセンサシステムは、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される前記工作機械に配置された複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、
無線インターフェースと、
第２のメモリと、
前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力するプロセッサと、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込む変換部を有するコンピュータと、
を具備し、
前記専用コントローラの前記機械制御部は、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御する。

【0008】

本発明によれば、子タグは、工作機械に配置された複数のセンサが出力した複数の検出結果を纏めた電文を、無線で出力する。コンピュータは、無線で出力された電文に含まれる複数の検出結果を、変換して専用コントローラの第１のメモリに書き込む。これにより、専用コントローラは、複数のセンサより出力された検出結果に基づき、工作機械を制御することができる。

【0009】

センサシステムは、前記子タグが出力した前記電文を受信し、前記コンピュータに転送する第１の親タグをさらに具備してもよい。

【0010】

これにより、本発明に係る無線センサシステムは、複数の子タグから第１の親タグへの電文の送受信を簡単な構成で実現できる。

【0011】

センサシステムは、前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械の傾向値を算出して出力する傾向値管理装置をさらに具備してもよい。

【0012】

これにより、本発明に係る無線センサシステムは、傾向値管理装置が算出した傾向値の汎用性を高めることができる。これにより、工作機械のスピンドルの寿命管理と、スピンドルの適正運転方法を見出し、その情報を分析することが可能になり、スピンドルの改良進化を加速させることを図れる。

【0013】

前記傾向値管理装置は、さらに、前記工作機械の専用コントローラから機械制御に関するデータを受信して出力してもよい。

【0014】

これにより、本発明に係る無線センサシステムは、専用コントローラからの機械制御に関するデータの汎用性を高めることができる。これにより、益々、工作機械のスピンドルの寿命管理と、スピンドルの適正運転方法を見出し、その情報を分析することが可能になり、スピンドルの改良進化を加速させることを図れる。

【0015】

センサシステムは、前記子タグが出力した前記電文を受信し、前記傾向値管理装置に転送する第２の親タグをさらに具備してもよい。

【0016】

これにより、本発明に係る無線センサシステムは、複数の子タグから複数の親タグ（第１の親タグ及び第２の親タグ）への電文の送受信を簡単な構成で実現できる。

【0017】

前記工作機械は、スピンドルを有し、前記複数のセンサは、前記スピンドルに配置されてもよい。

【0018】

本発明によれば、子タグを無線化したので、工作機械のスピンドルなどの回転する部分に、センサ及び子タグを配置し、スピンドルの振動及び／又は加速度や温度を検出することができる。

【0019】

センサシステムは、
前記複数のセンサをさらに具備し、各前記複数のセンサは、
センサ本体と、
前記センサ本体への電源供給及び電源遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記子タグの前記第１の接続部に接続される第２の接続部と、を有し、
前記第１のスイッチは、前記センサ本体へ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記センサ本体は、電源が供給される毎に、前記センサ本体が取得した前記検出結果を、前記子タグの前記第２のメモリに書き込む。

【0020】

センサ本体は、所定期間電源供給される他の大部分の時間は、電源が遮断されスリープしているため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。また、センサ本体は、子タグに制御されて電源供給及び電源遮断を繰り返すのではなく、自発的に電源供給及び電源遮断を繰り返すため、子タグとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0021】

前記子タグは、前記プロセッサ本体への電源供給及び電源遮断を切り替える第２のスイッチをさらに有し、
前記第２のスイッチは、前記プロセッサへ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記プロセッサは、電源が供給される毎に、前記第２のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果を読み出して前記電文を作成及び出力する。

【0022】

子タグは、所定期間電源供給される他の大部分の時間は、電源が遮断されスリープしているため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。子タグは、センサが第２のメモリに書き込んでおいた検出結果を、電文作成及び出力時に読み出す。このため、子タグは、センサに検出結果の送信を要求する必要が無いのでセンサとの通信量が少なくて済み、さらに省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。また、子タグは常に検出結果の受信をスタンバイしておく必要が無いので、子タグの電源が遮断されスリープしている期間を長くすることができるため、さらに省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0023】

前記複数のセンサは、１以上の第１のセンサを含み、
各前記１以上の第１のセンサは、前記センサ本体として、振動及び／又は加速度を検出する第１のセンサ本体を有し、
前記第１のセンサ本体が閾値より大きい振動及び／又は加速度を検出すると、前記第１のセンサの前記第１のスイッチは、前記第１のセンサ本体への電源供給及び電源遮断を開始する。

【0024】

閾値は、例えば、工作機械が運転を開始する際に生じる微弱な振動程度の値であり、工作機械が自動運転する際に生じる振動より小さい。スリープ中に、第１のセンサ本体が微弱な振動及び／又は加速度を検出できるように、第１のセンサ本体に微弱な電流を供給しておけばよいため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。第１のセンサ本体は、子タグに制御されて電源供給を開始するのではなく、振動の検出をトリガとして、自発的に電源供給を開始するため、子タグとの通信量が少なくて済み、さらに省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0025】

前記第１のセンサ本体が前記閾値より大きい振動及び／又は加速度を検出すると、前記第１のセンサ本体は、第１の信号を前記子タグに送信し、
前記子タグの前記プロセッサが前記第１の信号を受信すると、前記第２のスイッチは、前記プロセッサへの電源供給及び電源遮断を開始する。

【0026】

子タグは、電源供給を開始するために、常に第１のセンサ本体の検出結果をモニタする必要が無く、第１のセンサ本体による第１の信号をトリガとして、自発的に電源供給及び電源遮断を開始するため、第１のセンサとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0027】

前記複数のセンサは、１以上の第２のセンサを含み、
各前記１以上の第２のセンサは、前記センサ本体として、振動及び／又は加速度以外の要素を検出する第２のセンサ本体を有し、
前記子タグの前記プロセッサが前記第１の信号を受信すると、前記プロセッサは、第２の信号を前記第２のセンサに送信し、
前記第２のセンサが前記第２の信号を受信すると、前記第２のセンサの前記第１のスイッチは、前記第２のセンサ本体への電源供給及び電源遮断を開始する。

【0028】

第２のセンサは、第１のセンサ本体からの第１の信号をトリガとする子タグからの第２の信号をトリガとして、自発的に電源供給及び電源遮断を開始するため、子タグとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0029】

前記第１のセンサ本体が前記閾値より大きい振動及び／又は加速度を所定時間以上検出しない場合、前記第１のセンサの前記第１のスイッチは、前記第１のセンサ本体への電源供給を停止する。

【0030】

第１のセンサ本体は、子タグに制御されて電源供給を停止するのではなく、振動を所定時間以上検出しないことをトリガとして、自発的に電源供給を停止するため、子タグとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0031】

前記第１のセンサ本体が前記閾値より大きい振動及び／又は加速度を所定時間以上検出しない場合、前記第１のセンサ本体は、第３の信号を前記子タグに送信し、
前記子タグの前記プロセッサが前記第３の信号を受信すると、前記第２のスイッチは、前記プロセッサへの電源供給を停止する。

【0032】

子タグは、電源供給を停止するために、常に第１のセンサ本体の検出結果をモニタする必要が無く、第１のセンサ本体による第３の信号をトリガとして、自発的に電源供給を停止するため、第１のセンサとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0033】

前記子タグの前記プロセッサが前記第３の信号を受信すると、前記プロセッサは、第４の信号を前記第２のセンサに送信し、
前記第２のセンサが前記第４の信号を受信すると、前記第２のセンサの前記第１のスイッチは、前記第２のセンサ本体への電源供給を停止する。

【0034】

第２のセンサは、第１のセンサ本体からの第３の信号をトリガとする子タグからの第４の信号をトリガとして、自発的に電源供給を停止するため、子タグとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0035】

センサシステムは、前記専用コントローラをさらに具備してもよい。

【0036】

本発明の一形態に係る子タグは、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される前記工作機械に配置された複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、
無線インターフェースと、
第２のメモリと、
前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力するプロセッサと、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込む変換部を有するコンピュータと、
を具備し、
前記専用コントローラの前記機械制御部は、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御する
センサシステムに含まれる
子タグである。

【0037】

本発明の一形態に係るセンサは、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される前記工作機械に配置された複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、
無線インターフェースと、
第２のメモリと、
前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力するプロセッサと、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込む変換部を有するコンピュータと、
を具備し、
前記専用コントローラの前記機械制御部は、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御する
センサシステムに含まれる各前記複数のセンサであって、
センサ本体と、
前記センサ本体への電源供給及び電源遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記子タグの前記第１の接続部に接続される第２の接続部と、を有し、
前記第１のスイッチは、前記センサ本体へ所定期間の電源供給及びその他の期間の電源遮断を一定間隔で繰り返し、
前記センサ本体は、電源が供給される毎に、前記センサ本体が取得した前記検出結果を、前記子タグの前記第２のメモリに書き込む。

【0038】

本発明の一形態に係るコンピュータは、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される前記工作機械に配置された複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、
無線インターフェースと、
第２のメモリと、
前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力するプロセッサと、
を有する子タグ
が出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込む変換部
を具備する。

【0039】

本発明の一形態に係る機械制御方法は、
機械制御部及び第１のメモリを有する専用コントローラにより制御される前記工作機械に配置された複数のセンサがそれぞれ接続される複数の第１の接続部と、無線インターフェースと、第２のメモリと、を有する子タグが、前記複数の第１の接続部に接続された前記複数のセンサより出力され、前記第２のメモリに書き込まれた複数の検出結果を纏めて電文を作成し、前記電文を前記無線インターフェースを介して出力し、
コンピュータが、前記子タグが出力した前記電文に含まれる前記複数の検出結果を、前記専用コントローラが受信可能な通信規格に変換し、変換後の前記複数の検出結果を、前記専用コントローラの前記第１のメモリに書き込み、
前記専用コントローラの前記機械制御部が、前記コンピュータにより前記第１のメモリに書き込まれた前記複数の検出結果に基づき、前記工作機械を制御する。

【発明の効果】

【0040】

本発明によれば、回転する主軸内やスピンドル本体内での情報収集を無線化してスピンドルの詳細データを取得し、工作機械を制御する専用コントローラとの連携を可能にするシステムを構築することができる。

【0041】

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの構成を示す。

【図2】工作機械に配置される複数のセンサを模式的に示す。

【図3】センサ及び子タグの構成を示す。

【図4】振動センサの動作フローを示す。

【図5】子タグの動作フローを示す。

【図6】温度センサの動作フローを示す。

【発明を実施するための形態】

【0043】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0044】

１．センサシステムの構成

【0045】

図１は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの構成を示す。

【0046】

センサシステム１は、複数のセンサ１０と、１以上の子タグ２０と、第１の親タグ３０と、コンピュータ４０と、専用コントローラ５０と、第２の親タグ６０と、傾向値管理装置７０と、を有する。

【0047】

複数のセンサ１０は、工作機械８０に設置される。工作機械８０は、スピンドル８１と、スピンドル８１を高速回転させるためのモータ８２とを有する。複数のセンサ１０は、より具体的には、回転体であるスピンドル８１に設置される。複数のセンサ１０は、１以上の第１のセンサ１０Ａと、１以上の第２のセンサ１０Ｂとを有する。第１のセンサ１０Ａは、３軸方向の振動及び／又は加速度を検出する。第２のセンサ１０Ｂは、例えば、温度を検出する。第２のセンサ１０Ｂは、振動及び／又は加速度以外の要素を検出すればよく、例えば、湿度、圧力、回転数等を検出するセンサでもよい。以下、第１のセンサ１０Ａを振動センサ１０Ａ、第２のセンサ１０Ｂを温度センサ１０Ｂと称する。振動センサ１０Ａは、例えば１秒に１回、振動の検出結果を子タグ２０に出力する。温度センサ１０Ｂは、例えば５秒に１回、温度の検出結果を子タグ２０に出力する。

【0048】

１以上の子タグ２０は、それぞれ、例えば有線で、複数のセンサ１０に接続される。各子タグ２０は、接続された複数のセンサ１０の検出結果を纏めて電文を作成し、電文を無線送信する。例えば、子タグ２０は、１秒に１回、１以上の振動センサ１０Ａからの検出結果と、１以上の温度センサ１０Ｂからの検出結果とを纏めて電文を作成し、出力する。

【0049】

第１の親タグ３０は、コンピュータ４０に例えばＵＳＢインターフェースを介して接続される。第１の親タグ３０は、子タグ２０が出力した電文を受信し、受信する度に、コンピュータ４０に転送する。

【0050】

コンピュータ４０は、第１の親タグ３０に例えばＵＳＢインターフェースを介して接続され、専用コントローラ５０にＬＡＮ等のネットワークを介して接続される。コンピュータ４０の変換部４１は、子タグ２０が出力した電文を第１の親タグ３０から受信する。コンピュータ４０の変換部４１は、受信した電文に含まれる複数の検出結果を、専用コントローラ５０が受信可能な通信規格に変換する。コンピュータ４０の変換部４１は、変換後の複数の検出結果を、専用コントローラ５０のメモリ５１（第１のメモリ）に、ネットワークを介して書き込み、ファイリングする。

【0051】

専用コントローラ５０のプロセッサ５５により実現される機械制御部５２は、コンピュータ４０によりメモリ５１に書き込まれた複数の検出結果に基づき、工作機械８０をフィードバック制御する。例えば、機械制御部５２は、例えば、スピンドル８１の振動及び温度を示す複数の検出結果に基づき、スピンドル８１の回転数を決定し、モータ８２を介してスピンドル８１をフィードバック制御する。また、専用コントローラ５０の表示制御部５３のプロセッサ５５により実現されるは、コンピュータ４０によりメモリ５１に書き込まれた複数の検出結果をディスプレイ５４に表示する。例えば、表示制御部５３は、振動及び温度のグラフを作成してディスプレイ５４に表示する。

【0052】

第２の親タグ６０の構成及び機能は第１の親タグ３０と同様である。第２の親タグ６０は、傾向値管理装置７０に例えばＵＳＢインターフェースを介して接続される。第２の親タグ６０は、子タグ２０が出力した電文（第１の親タグ３０が受信する電文と同じ）を受信し、受信する度に、傾向値管理装置７０に転送する。

【0053】

傾向値管理装置７０は、第２の親タグ６０に例えばＵＳＢインターフェースを介して接続され、クラウドサーバ９０にインターネット等のネットワークＮを介して接続される。傾向値管理装置７０は、子タグ２０が出力した電文を第２の親タグ６０から受信する。傾向値管理装置７０は、受信した電文に含まれる複数の検出結果に基づき、工作機械８０の傾向値を算出する。傾向値は、例えば、メンテナンスコスト、ダウンタイム、メンテナンスサイクル、寿命管理、部品交換時期、トレーサビリティ、トラブル等に関する値である。傾向値管理装置７０は、傾向値をディスプレイに表示し、例えばＣＳＶ形式でクラウドサーバ９０に出力する。傾向値管理装置７０は、さらに、専用コントローラ５０から、工作機械８０への機械制御に関するデータを受信し、例えばＣＳＶ形式でクラウドサーバ９０に出力する。クラウドサーバ９０は、傾向値管理装置７０が出力したデータを受信し、蓄積する。傾向値管理装置７０が算出した傾向値や、専用コントローラ５０からの機械制御に関するデータをＣＳＶ形式で蓄積することで、これらのデータの汎用性を高めることができる。

【0054】

２．センサの種類及び配置

【0055】

図２は、工作機械に配置される複数のセンサを模式的に示す。

【0056】

スピンドル８１のフロント側８１Ｆに１個の振動センサ１０Ａと、４個の温度センサ１０Ｂとが配置される。振動センサ１０Ａは、例えば、スピンドル８１の回転軸のフロント側に配置される。４個の温度センサ１０Ｂとして、例えば、１個の接触式温度センサがフロント内輪の前側に、別個の接触式温度センサがフロント内輪の後側に、１個の非接触式温度センサがフロント外輪の前側に、別個の非接触式温度センサがフロント外輪の後側に配置される。これら５個のセンサ１０は、例えば有線で、１個の子タグ２０Ａに接続される。子タグ２０Ａの配置は図示の位置に限定されない。

【0057】

スピンドル８１のリア側８１Ｒに１個の振動センサ１０Ａと、４個の温度センサ１０Ｂとが配置される。振動センサ１０Ａは、例えば、スピンドル８１の回転軸のリア側に配置される。４個の温度センサ１０Ｂとして、例えば、１個の接触式温度センサがリア内輪の前側に、別個の接触式温度センサがリア内輪の後側に、１個の非接触式温度センサがリア外輪の前側に、別個の非接触式温度センサがリア外輪の後側に配置される。これら５個のセンサ１０は、例えば有線で、別個の子タグ２０Ｂに接続される。子タグ２０Ｂの配置は図示の位置に限定されない。

【0058】

センサ１０は、典型的にはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（微小電気機械システム））である。本実施形態では、センサ１０をＭＥＭＳにより構成し、子タグ２０を無線化したので、工作機械８０のスピンドル８１などの回転する部分に、センサ１０及び子タグ２０を配置し、スピンドル８１の振動及び／又は加速度や温度を検出することができる。

【0059】

以下、各振動センサ１０Ａを区別する必要が無いときは、単に、振動センサ１０Ａと称する。各温度センサ１０Ｂを区別する必要が無いときは、単に、温度センサ１０Ｂと称する。振動センサ１０Ａと温度センサ１０Ｂとを区別する必要が無いときは、単に、センサ１０と称する。各子タグ２０Ａ、２０Ｂを区別する必要が無いときは、単に、子タグ２０と称する。

【0060】

３．センサの構成

【0061】

図３は、センサ及び子タグの構成を示す。

【0062】

センサ１０は、センサ本体１１と、タイマ１２と、ＩＤ設定部１３と、接続部１４（第２の接続部）と、配線１５と、スイッチ１６（第１のスイッチ）とを有する。

【0063】

センサ本体１１は、振動及び／又は加速度や、温度を検出する素子に相当する部分であり、例えば検出結果に応じたアナログ電圧信号を出力する。センサ本体１１は、デジタル電圧信号を出力するものであってもよい。振動センサ１０Ａのセンサ本体１１は、振動及び／又は加速度を検出する振動センサ本体１１Ａ（第１のセンサ本体）である。一方、温度センサ１０Ｂのセンサ本体１１は、温度を検出する温度センサ本体１１Ｂ（第２のセンサ本体）である。

【0064】

ＩＤ設定部１３は、センサ１０の固有のＩＤが設定される。

【0065】

接続部１４は、配線１５を介して子タグ２０と接続するための部位である。センサ１０の所定の部位は接続部１４を介して子タグ２０との間で信号のやりとりをして、子タグ２０より電源が供給される。

【0066】

タイマ１２は、センサ本体１１への電源供給（ウェイクアップ）及び電源遮断（スリープ）を切り替える時間が設定される。この時間は、予め設定されてもよいし、子タグ２０のプロセッサ２４が設定可能としてもよい。

【0067】

例えば、振動センサ１０Ａのタイマ１２は、振動センサ本体１１Ａへの２ミリ秒間の電源供給と、その他の期間の電源遮断を、１秒毎に繰り返す（言い換えれば、振動センサ本体１１Ａが、２ミリ秒ウェイクアップし、その後（＝１秒－２ミリ秒）間はスリープする）ように設定される。一方、温度センサ１０Ｂのタイマ１２は、温度センサ本体１１Ｂへの２ミリ秒間の電源供給と、その他の期間の電源遮断を、５秒毎に繰り返す（言い換えれば、センサ本体１１が、２ミリ秒ウェイクアップし、その後（＝５秒－２ミリ秒）間はスリープする）ように設定される。上述の数値（２ミリ秒、１秒、５秒）は一例に過ぎず、他の数値でもよい。

【0068】

なお、スリープ中に、振動センサ本体１１Ａが微弱な振動及び／又は加速度を検出できるように、振動センサ本体１１Ａには微弱な電流が供給されている。

【0069】

スイッチ１６は、タイマ１２に設定された時間に従って、ハーベストタイプの外部電源（不図示）からセンサ本体１１への電源供給（ウェイクアップ）及び電源遮断（スリープ）を一定間隔で繰り返す。スイッチ１６を介してセンサ本体１１に電源が供給される毎に、センサ本体１１は、供給された電源に基づき作動し、検出結果に係る電圧信号（以下、単に「検出結果」とする。）を出力する。具体的には、センサ本体１１は、電源が供給される毎に、検出結果を、接続部１４及び配線１５を介して子タグ２０のメモリ２５（第２のメモリ）に書き込む。

【0070】

４．子タグの構成

【0071】

子タグ２０は、複数（本例では５個）の接続部２１（第１の接続部）と、接続部２１毎の増幅器２２及びＡ／Ｄ変換器２３と、プロセッサ２４（マイコン）と、メモリ２５（第２のメモリ）と、無線インターフェース２６と、固有のＩＤが設定されたＩＤ設定部２７と、タイマ２８と、スイッチ２９（第２のスイッチ）と、ハーベストタイプのバッテリＢと、を有する。

【0072】

接続部２１は、センサ１０が配線１５を介して有線接続される。接続部２１は、典型的にはｍｉｃｒｏＵＳＢ端子により構成する。

【0073】

増幅器２２は接続部２１を介してセンサ１０から入力された信号を増幅する。増幅器２２の増幅率は固定値でもよいが、信号のレベルに応じて自己調整できる構成としてもよく、またプロセッサ２４経由で調整可能な構成としてもよい。

【0074】

Ａ／Ｄ変換器２３は、増幅器２２で増幅された信号についてアナログ信号からデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２３は入力信号がデジタル信号である場合にはその信号をスルーするように構成してもよい。例えば、Ａ／Ｄ変換器２３が入力信号をデジタル信号か否かを判断してデジタル信号の場合には自律的にその信号をスルーするように構成してもよいし、プロセッサ２４経由でスルー設定するように構成してもよい。

【0075】

プロセッサ２４は、接続部２１にセンサ１０が接続されたときそのセンサ１０を識別する。具体的には、プロセッサ２４は、接続部２１にセンサ１０が接続されたとき、センサ１０に設定された固有のＩＤをセンサ１０より読み取り、そのセンサ１０を識別する。

【0076】

メモリ２５には、センサ本体１１から検出結果が書き込まれる。メモリ２５は、さらに、子タグ２０に接続される可能性のあるセンサ１０の固有のＩＤと、各センサ１０の種別（温度センサ又は振動センサ）、信号のレベルと測定値との関係（例えば温度センサであれば電圧と温度との関係など）、製造会社などとの関係のデータである対応リストを記憶する。

【0077】

プロセッサ２４は、上記の読み取った固有のＩＤとメモリ２５に記憶された対応リストに基づきセンサ１０の種別などを識別する。なお、子タグ２０は、センサ１０が接続部２１に接続されたとき、センサ１０による検出結果である出力信号の態様に基づきセンサ１０を識別してもよい。出力信号の態様とは、例えば出力信号の波形である。出力信号の波形は、センサ１０の種別（温度センサ又は振動センサ）に応じて異なる。プロセッサ２４は、その信号の波形とメモリ２５に予め記憶された各センサの波形との関係に基づきセンサ１０を識別する。出力信号の態様とは、波形だけではなく、信号の大きさや周期などであってもよい。

【0078】

タイマ２８は、プロセッサ２４への電源供給（ウェイクアップ）及び電源遮断（スリープ）を切り替える時間が設定される。この時間は、予め設定されてもよいし、子タグ２０のプロセッサ２４が設定可能としてもよい。例えば、プロセッサ２４への２ミリ秒間の電源供給と、その他の期間の電源遮断を、１秒毎に繰り返す（言い換えれば、プロセッサ２４が、２ミリ秒ウェイクアップし、その後（＝１秒－２ミリ秒）間はスリープする）ように、タイマ２８が設定される。上述の数値（２ミリ秒、１秒）は一例に過ぎず、他の数値でもよい。

【0079】

スイッチ２９は、タイマ２８に設定された時間に従って、バッテリＢからプロセッサ２４への電源供給（ウェイクアップ）及び電源遮断（スリープ）を一定間隔で繰り返す。スイッチ２９を介してプロセッサ２４に電源が供給されると、プロセッサ２４は、供給された電源に基づき作動する。具体的には、プロセッサ２４は、電源が供給される毎に、複数の接続部２１に接続された複数のセンサ１０より出力された複数の検出結果を、メモリ２５から読み出す。プロセッサ２４は、読み出した複数の検出結果を纏めて１個の電文を作成する。プロセッサ２４は、作成した電文を、無線インターフェース２６を介して出力する。

【0080】

５．振動センサ、温度センサ及び子タグの動作フロー

【0081】

振動センサ１０Ａ、温度センサ１０Ｂ及び子タグ２０の動作をより詳細に説明する。前提として、工作機械８０は運転しておらず、振動センサ１０Ａ、温度センサ１０Ｂ及び子タグ２０はスリープ状態である。

【0082】

図４は、振動センサの動作フローを示す。

【0083】

振動センサ１０Ａの振動センサ本体１１Ａは、スリープ中に、閾値より大きい振動及び／加速度を検出する（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）。すると、振動センサ１０Ａのスイッチ１６は、振動センサ本体１１Ａへ所定時間の電源供給（ウェイクアップ）を開始する（ステップＳ１０２）。振動センサ本体１１Ａは、閾値より大きい振動及び／加速度を検出すると、第１の信号を、接続部１４を介して子タグ２０に送信する（ステップＳ１０３）。

【0084】

閾値は、例えば、工作機械８０が運転を開始する際に生じる微弱な振動程度の値であり、スピンドル８１が自動運転する際に生じる振動より小さい。スリープ中に、振動センサ本体１１Ａが微弱な振動及び／又は加速度を検出できるように、振動センサ本体１１Ａに微弱な電流を供給しておけばよいため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。振動センサ本体１１Ａは、子タグ２０に制御されて電源供給を開始するのではなく、振動の検出をトリガとして、自発的に電源供給を開始するため、子タグ２０との通信量が少なくて済み、さらに省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0085】

その後、振動センサ１０Ａのスイッチ１６は、振動センサ本体１１Ａへ所定時間（２ミリ秒）の電源供給及びその他の期間（＝１秒－２ミリ秒）の電源遮断を一定間隔（１秒毎）で繰り返す。振動センサ本体１１Ａは、電源が供給される毎に、検出結果を取得し、取得した検出結果を、子タグ２０のメモリ２５に書き込む。具体的には、振動センサ本体１１Ａは、１秒毎に２ミリ秒間ウェイクアップし、この２ミリ秒間に１００回振動データ（即ち、１００個の振動データ）を検出する。振動センサ本体１１Ａは、１００個の振動データから所定の値（例えば、最大値、中間値、平均値、等）を抽出し、抽出した値を検出結果として子タグ２０のメモリ２５に書き込む。振動センサ本体１１Ａは、この動作（ウェイクアップ、検出、書き込み、スリープ）を１秒毎に繰り返す（ステップＳ１０４）。

【0086】

言い換えれば、振動センサ本体１１Ａは、１秒毎に２ミリ秒間ウェイクアップする他の大部分の時間は、電源が遮断されスリープしているため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。また、振動センサ本体１１Ａは、子タグ２０に制御されて電源供給及び電源遮断を繰り返すのではなく、内蔵のタイマ１２を基準に自発的に電源供給及び電源遮断を繰り返すため、子タグ２０との通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0087】

図５は、子タグの動作フローを示す。

【0088】

子タグ２０のプロセッサ２４は、スリープ中に、第１の信号（ステップＳ１０３）を、振動センサ１０Ａから接続部２１を介して受信する（ステップＳ２０１、ＹＥＳ）。すると、子タグ２０のスイッチ２９は、プロセッサ２４へ所定時間の電源供給（ウェイクアップ）を開始する（ステップＳ２０２）。プロセッサ２４は、第１の信号を受信すると、第２の信号を、接続部２１を介して温度センサ１０Ｂに送信する（ステップＳ２０３）。

【0089】

子タグ２０は、ウェイクアップするために、常に振動センサ本体１１Ａの検出結果をモニタする必要が無く、振動センサ本体１１Ａによる第１の信号をトリガとして、自発的に電源供給及び電源遮断を開始するため、振動センサ１０との通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0090】

図６は、温度センサの動作フローを示す。

【0091】

温度センサ１０Ｂは、スリープ中に、第２の信号（ステップＳ２０３）を、子タグ２０から接続部１４を介して受信する（ステップＳ３０１、ＹＥＳ）。すると、温度センサ１０Ｂのスイッチ１６は、温度センサ本体１１Ｂへ所定時間の電源供給（ウェイクアップ）を開始する（ステップＳ３０２）。

【0092】

温度センサ１０Ｂは、振動センサ本体１１Ａからの第１の信号をトリガとする子タグ２０からの第２の信号をトリガとして、自発的に電源供給及び電源遮断を開始するため、子タグ２０との通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0093】

その後、温度センサ１０Ｂのスイッチ１６は、温度センサ本体１１Ｂへ所定時間（２ミリ秒）の電源供給及びその他の期間（＝５秒－２ミリ秒）の電源遮断を一定間隔（５秒毎）で繰り返す。温度センサ本体１１Ｂは、電源が供給される毎に、検出結果を取得し、取得した検出結果を、子タグ２０のメモリ２５に書き込む。具体的には、温度センサ本体１１Ｂは、５秒毎に２ミリ秒間ウェイクアップし、この２ミリ秒間に１回温度データ（即ち、１個の温度データ）を検出する。温度センサ本体１１Ｂは、検出した１個の温度データを検出結果として子タグ２０のメモリ２５に書き込む。温度センサ本体１１Ｂは、この動作（ウェイクアップ、検出、書き込み、スリープ）を５秒毎に繰り返す（ステップＳ３０３）。

【0094】

言い換えれば、温度センサ本体１１Ｂは、５秒毎に２ミリ秒間ウェイクアップする他の大部分の時間は、電源が遮断されスリープしているため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。また、温度センサ本体１１Ｂは、子タグ２０に制御されて電源供給及び電源遮断を繰り返すのではなく、内蔵のタイマ１２を基準に自発的に電源供給及び電源遮断を繰り返すため、子タグ２０との通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0095】

子タグ２０のスイッチ２９は、プロセッサ２４へ所定時間（２ミリ秒）の電源供給及びその他の期間（＝１秒－２ミリ秒）の電源遮断を一定間隔（１秒毎）で繰り返す。プロセッサ２４は、電源が供給される毎に、複数のセンサ１０の検出結果を、メモリ２５から読み出す。プロセッサ２４は、読み出した複数の検出結果を纏めて１個の電文を作成する。プロセッサ２４は、作成した電文を、無線インターフェース２６を介して出力する。プロセッサ２４は、この動作（ウェイクアップ、読み出し、電文作成、送信、スリープ）を１秒毎に繰り返す（ステップＳ２０４）。

【0096】

言い換えれば、プロセッサ２４は、１秒毎に２ミリ秒間ウェイクアップする他の大部分の時間は、電源が遮断されスリープしているため、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。プロセッサ２４は、センサがメモリ２５に書き込んでおいた検出結果を、電文作成及び出力時に読み出す。このため、プロセッサ２４は、センサ１０に検出結果の送信を要求する必要が無いのでセンサ１０との通信量が少なくて済み、さらに省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。また、プロセッサ２４は常に検出結果の受信をスタンバイしておく必要が無いので、プロセッサ２４の電源が遮断されスリープしている期間を長くすることができるため、さらに省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0097】

振動センサ１０Ａの振動センサ本体１１Ａが閾値（ステップＳ１０１）より大きい振動及び／又は加速度を所定時間以上検出しないとする（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）。これは、工作機械８０が運転を停止したことを意味する。所定時間は、例えば、２秒間である。すると、振動センサ本体１１Ａは、第３の信号を、接続部１４を介して子タグ２０に送信する（ステップＳ１０６）。振動センサ１０Ａのスイッチ１６は、振動センサ本体１１Ａへの電源供給を停止する。言い換えれば、スイッチ１６は、振動センサ本体１１Ａへの電源を遮断して、振動センサ本体１１Ａをスリープ状態にする（ステップＳ１０７）。

【0098】

振動センサ本体１１Ａは、子タグ２０に制御されて電源供給を停止するのではなく、振動を所定時間以上検出しないことをトリガとして、自発的に電源供給を停止するため、子タグとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0099】

子タグ２０のプロセッサ２４は、第３の信号（ステップＳ１０６）を、振動センサ１０Ａから接続部２１を介して受信する（ステップＳ２０５、ＹＥＳ）。プロセッサ２４は、第３の信号を受信すると、第４の信号を、接続部２１を介して温度センサ１０Ｂに送信する（ステップＳ２０６）。子タグ２０のスイッチ２９は、プロセッサ２４への電源供給を停止する。言い換えれば、スイッチ２９は、プロセッサ２４への電源を遮断して、プロセッサ２４をスリープ状態にする（ステップＳ２０７）。

【0100】

子タグ２０は、電源供給を停止するために、常に振動センサ本体１１Ａの検出結果をモニタする必要が無く、振動センサ本体１１Ａによる第３の信号をトリガとして、自発的に電源供給を停止するため、振動センサ１０Ａとの通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0101】

温度センサ１０Ｂは、第４の信号（ステップＳ２０６）を、子タグ２０から接続部１４を介して受信する（ステップＳ３０４、ＹＥＳ）。すると、温度センサ１０Ｂのスイッチ１６は、温度センサ本体１１Ｂへの電源供給を停止する。言い換えれば、スイッチ１６は、温度センサ本体１１Ｂへの電源を遮断して、温度センサ本体１１Ｂをスリープ状態にする（ステップＳ３０５）。

【0102】

温度センサ１０Ｂは、振動センサ本体１１Ａからの第３の信号をトリガとする子タグ２０からの第４の信号をトリガとして、自発的に電源供給を停止するため、子タグ２０との通信量が少なくて済み、省エネルギーであり電源の長寿命化を図れる。

【0103】

７．結語

【0104】

本発明によれば、子タグ２０は、工作機械８０に配置された複数のセンサ１０が出力した複数の検出結果を纏めた電文を、無線で出力する。コンピュータ４０は、無線で出力された電文に含まれる複数の検出結果を、変換して専用コントローラ５０のメモリ５１に書き込む。これにより、専用コントローラ５０は、複数のセンサ１０より出力された検出結果に基づき、工作機械８０を制御することができる。

【0105】

本発明によれば、傾向値管理装置７０は、子タグ２０が出力した電文に含まれる複数の検出結果に基づき、工作機械８０の傾向値を算出する。傾向値は、例えば、メンテナンスコスト、ダウンタイム、メンテナンスサイクル、寿命管理、部品交換時期、トレーサビリティ、トラブル等に関する値である。傾向値管理装置７０は、傾向値を例えばＣＳＶ形式でクラウドサーバ９０に出力する。傾向値管理装置７０は、さらに、専用コントローラ５０から、工作機械８０への機械制御に関するデータを受信し、例えばＣＳＶ形式でクラウドサーバ９０に出力する。クラウドサーバ９０は、傾向値管理装置７０が出力したデータを受信し、蓄積する。これにより、工作機械８０のスピンドル８１の寿命管理と、スピンドル８１の適正運転方法を見出し、その情報を分析することが可能になり、スピンドル８１の改良進化を加速させることを図れる。

【0106】

本技術の各実施形態及び各変形例について上に説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0107】

１ センサシステム
１０ センサ
１０Ａ 振動センサ（第１のセンサ）
１０Ｂ 温度センサ（第２のセンサ）
１１ センサ本体
１１Ａ 振動センサ本体
１１Ｂ 温度センサ本体
１２ タイマ
１３ ＩＤ設定部
１４ 接続部
１５ 配線
１６ スイッチ
２０、２０Ａ、２０Ｂ 子タグ
２１ 接続部
２２ 増幅器
２３ Ａ／Ｄ変換器
２４ プロセッサ
２５ メモリ
２６ 無線インターフェース
２７ ＩＤ設定部
２８ タイマ
２９ スイッチ
３０ 第１の親タグ
４０ コンピュータ
４１ 変換部
５０ 専用コントローラ
５１ メモリ
５２ 機械制御部
５３ 表示制御部
５４ ディスプレイ
６０ 第２の親タグ
７０ 傾向値管理装置
８０ 工作機械
８１ スピンドル
８２ モータ
９０ クラウドサーバ
Ｂ バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】