機械控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機械控制裝置。該機械控制裝置與多個周邊裝置進行相互通信和指示加工程序。該控制裝置接收周邊裝置的作業(yè)狀況信息，根據(jù)該接收到的信息計算所述多個周邊裝置的消耗電力的合計，并決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻以使其合計值不會達到預先設定的上限值。
【專利說明】機械控制裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械控制裝置，尤其涉及與多個周邊裝置進行相互通信和指示加工程序的機械控制裝置。

【背景技術】
[0002]首先，在本說明書中所說的“周邊裝置”包括:在與機床加工不同的時刻動作的、進行工件交換等作業(yè)的機器人、搬運工件的搬運裝置、刀具交換裝置等。此外，“作業(yè)”是指這些周邊裝置對機床進行的、用于預定目的的一連串動作。
[0003]在機床或周邊裝置上安裝有多個電動機，這些電動機在進行定位或軸移動等動作時消耗大量的電力。在設置了多個機床或周邊裝置的工廠等的設施中，當這些電動機的動作的時刻重疊時，有時設施整體中的最大消耗電力變大，對設施的電源設備施加較大的負載。由此，最大消耗電力有可能超過對設施設置的受電設備或自身發(fā)電設備的電力容量，此夕卜，有時還由于最大消耗電力超過電力容量而導致設備內的電壓下降，從而對設施操作帶來影響。
[0004]為了避免這樣的設施內的電壓下降等情況，也考慮了設置具有巨大的電力容量的受電設備的方法，但使用這樣的受電設備時，不得不向電力公司支付更高的基本合約費用。
[0005]為了不設置具有較大的電力容量的受電設備就能應對消耗電力的問題，尋求控制工業(yè)機械的動作以便使設施整體中的最大消耗電力降低，以下示出了用于上述目的的現(xiàn)有技術的若干例子。
[0006]在日本特開2010-176503號公報中公開了以下技術:在機床加工工件的期間，從該機床的數(shù)值控制裝置對機器人(周邊裝置)通知暫停指令，被通知了該暫停指令的機器人進行暫停來抑制機器人的電力消耗。該技術僅涉及抑制單個機床與其周邊的機器人之間關系的電力消耗的問題，并不能抑制在機床周邊配置了多個周邊裝置這樣的設施整體的電力消耗。
[0007]在日本特開2011-156598號公報中公開了以下技術:當機床的消耗電力在預定時間持續(xù)超過了規(guī)定值時，機床的控制裝置降低進給運動的進給速度或主軸的旋轉速度的加減速度，從而降低最大消耗電力。該技術為了降低消耗電力而控制機床的速度。因此，有可能延長加工時間而導致生產率下降、或者由于改變進給速度或主軸的轉速而使得加工條件發(fā)生變化。
[0008]在日本特開2011-121283號公報中公開了以下技術:將多臺注塑成型機連接到網絡，在注塑成型調度處理中，根據(jù)其他注塑工序計劃決定自身的注塑工序計劃使得收斂于容許最大電力，由此降低最大消耗電力。然而，該技術為了降低消耗電力而控制了注塑成型機的工序過程，因此可能會由該被控制的工序過程導致加工時間延長進而使生產率降低。


【發(fā)明內容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的是提供一種機械控制裝置，在設置了多個機床和周邊裝置的設施中降低設施的最大消耗電力而不會降低生產率。
[0010]本發(fā)明涉及的機械的機械控制裝置，其與多個周邊裝置進行相互通信和指示加工程序，所述機械控制裝置具備:作業(yè)狀況接收部，其接收所述周邊裝置的作業(yè)狀況信息；以及作業(yè)開始時刻決定部，其決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻。所述作業(yè)開始時刻決定部根據(jù)由所述作業(yè)狀況接收部接收到的所述周邊裝置的作業(yè)狀況信息計算所述多個周邊裝置的消耗電力的合計，并決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻以使其合計值不會達到預先設定的上限值。
[0011]可以是，當作業(yè)中的周邊裝置的消耗電力與要進行作業(yè)開始指令的周邊裝置的消耗電力的合計達到所述上限值時，所述作業(yè)開始時刻決定部決定向后錯開要進行所述作業(yè)開始指令的周邊裝置的作業(yè)開始指令的時刻。此外，還可以是，所述作業(yè)開始時刻決定部根據(jù)作業(yè)中的周邊裝置的臺數(shù)來判定周邊裝置的消耗電力。
[0012]可以是，所述作業(yè)開始時刻決定部在加工程序中對每個周邊裝置設定作業(yè)可開始范圍，在該設定的作業(yè)可開始范圍內決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻。
[0013]所述作業(yè)開始時刻決定部可以具有:根據(jù)由所述作業(yè)狀況接收部接收到的作業(yè)狀況信息，對作業(yè)中的周邊裝置的數(shù)量進行計數(shù)的計數(shù)單元；以及當通過所述計數(shù)單元計數(shù)到的作業(yè)中的周邊裝置的數(shù)量在預先設定的上限值以內時允許作業(yè)開始指令，而當達到上限值時抑制對周邊裝置的新的作業(yè)開始指令的單元。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在設置了多個機床或周邊裝置的設施中降低設施的最大消耗電力而不會降低生產率的機械控制裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的所述以及其他目的以及特征通過參照附圖對以下的實施例進行說明而得以更加明確。這些附圖中:
[0016]圖1是表示本發(fā)明涉及的機械控制裝置的第一實施方式與周邊裝置的關系的框圖。
[0017]圖2是表示圖1的控制裝置執(zhí)行的、周邊裝置的作業(yè)開始時刻的調整處理的流程的流程圖。
[0018]圖3是表示各周邊裝置將其作業(yè)狀況的信息發(fā)送給圖1的機床的控制裝置的流程的流程圖。
[0019]圖4表不現(xiàn)有技術涉及的消耗電力的時序圖。
[0020]圖5表示本發(fā)明涉及的第一實施方式的消耗電力的時序圖。
[0021]圖6是表示本發(fā)明涉及的機械控制裝置的第二實施方式執(zhí)行的、周邊裝置的作業(yè)開始時刻的調整處理的流程的流程圖。
[0022]圖7是表示對周邊裝置的其延遲的作業(yè)開始時刻設置了限制的、加工程序的例子的圖。

【具體實施方式】
[0023](第一實施方式)
[0024]在本實施方式中，各機床與網絡連接，由此各機床的控制裝置掌握周邊裝置的作業(yè)狀況，決定這些周邊裝置的作業(yè)開始時刻。還可以使用注塑成型機、放電加工機、壓力機等工業(yè)機械來代替機床。各機床具有具備網絡接口的數(shù)值控制裝置。此外，各周邊裝置具有具備網絡接口的數(shù)值控制裝置或稱為可編程邏輯控制器(Progra_able LogicController,PLC)的控制裝置。另外，作為相互通信手段并不局限于網絡，也可以使用輸入輸出信號。
[0025]機床的數(shù)值控制裝置除了進行控制機床的動作的通常的功能以外，還進行周邊裝置的作業(yè)狀況的接收處理和周邊裝置的作業(yè)開始時刻的決定處理。另一方面，周邊裝置的控制裝置除了進行控制周邊裝置的動作的通常的功能以外，還進行周邊裝置的作業(yè)狀況的發(fā)送處理。
[0026]機床始終或在任意時刻對各周邊裝置的作業(yè)狀況進行監(jiān)視。該應當監(jiān)視的作業(yè)狀況包括各周邊裝置是處于作業(yè)中還是處于待機中的信息。
[0027]在各機床的加工程序中除了記載對機床的加工指令以外，還記載了周邊裝置的作業(yè)開始指令。例如，當周邊裝置為機器人時，周邊裝置的作業(yè)開始指令通常記載于機床的加工結束前附近和加工剛結束附近，分別對應于向待機位置的移動動作和工件交換動作。通過機床進行作業(yè)開始指令，周邊裝置立即對進行了指令的機床開始作業(yè)。
[0028]圖1是表示本實施方式的機械控制裝置與周邊裝置的關系的框圖。
[0029]機床的控制裝置10在其內部具備作業(yè)開始時刻決定部14和作業(yè)狀況接收部16。此外，將加工程序12存儲在機床的控制裝置10內，通過該加工程序12進行對機床的加工指令和對周邊裝置的作業(yè)開始指令。此外，控制裝置10按每個周邊裝置以表格形式預先存儲各周邊裝置的消耗電力。
[0030]在機床的控制裝置10的外部具備第一周邊裝置20以及第二周邊裝置30，這些裝置通過網絡與機床的控制裝置10連接。各周邊裝置20、30在內部分別具有作業(yè)狀況發(fā)送單元22、32，將各周邊裝置20、30的作業(yè)狀況(具體而言，作業(yè)中或待機中的某個狀況)發(fā)送給機床的控制裝置10。
[0031]作業(yè)狀況接收部16接收從各周邊裝置20、30的作業(yè)狀況發(fā)送單元22、32發(fā)送的作業(yè)狀況來監(jiān)視各周邊裝置20、30的作業(yè)狀況，并將這些接收到的作業(yè)狀況發(fā)送給作業(yè)開始時刻決定部14。
[0032]在作業(yè)開始時刻決定部14中，根據(jù)從作業(yè)狀況接收部16發(fā)送的各周邊裝置的作業(yè)狀況決定各周邊裝置20、30的作業(yè)開始時刻，分別對這些周邊裝置20、30發(fā)送作業(yè)開始指令。
[0033]根據(jù)圖2對周邊裝置20、30的作業(yè)開始時刻的決定方法進行說明。圖2是表示本實施方式的作業(yè)開始時刻的調整處理的流程的流程圖。以下，對每個步驟進行說明。
[0034].(步驟SAl)機床的控制裝置10內的作業(yè)開始時刻決定部14從加工程序12讀取周邊裝置20、30的作業(yè)開始指令。
[0035].(步驟SA2)讀取周邊裝置20、30的作業(yè)狀況。
[0036].(步驟SA3)計算進行本次作業(yè)開始指令的周邊裝置的消耗電力和當前作業(yè)中的其他周邊裝置的消耗電力的合計，判定其值(消耗電力合計值)是否達到消耗電力的上限值。然后，當達到上限值時(是)進入步驟SA4，當尚未達到上限值時(否)進入步驟SA5。
[0037].(步驟SA4)繼續(xù)機床的加工，返回到步驟SA2，等待由于某個周邊裝置的作業(yè)結束使得周邊裝置的消耗電力的合計低于上限值。
[0038].(步驟SA5)對應當進行作業(yè)開始指令的周邊裝置發(fā)送作業(yè)開始指令，執(zhí)行周邊裝置的作業(yè)。
[0039]圖3是表示各周邊裝置將其作業(yè)狀況的信息發(fā)送給機床的控制裝置的處理流程的流程圖。以下，對每個步驟進行說明。
[0040].(步驟SBl)確認周邊裝置20、30的作業(yè)狀況。
[0041].(步驟SB2)判定所確認的作業(yè)狀況是否為“作業(yè)中”。當為“作業(yè)中”時(是)進入步驟SB3，當不是“作業(yè)中”而是“待機中”時(否)進入步驟SB4。
[0042].(步驟SB3)設置“作業(yè)中”作為作業(yè)狀況的發(fā)送數(shù)據(jù)，進入步驟SB5。
[0043].(步驟SB4)設置“待機中”作為作業(yè)狀況的發(fā)送數(shù)據(jù)，進入步驟SB5。
[0044].(步驟SB5)將作業(yè)狀況的發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送給機床的控制裝置，返回步驟SBl。
[0045]在圖3所示的發(fā)送處理中，各周邊裝置20、30始終確認作業(yè)狀況，將其發(fā)送給機床的控制裝置10，但也可以僅在從機床的控制裝置10發(fā)出了周邊裝置20、30的作業(yè)狀況確認請求(request)時確認作業(yè)狀況，并將作業(yè)狀況發(fā)送給機床的控制裝置10。
[0046]圖4表不現(xiàn)有技術涉及的消耗電力的時序圖。
[0047]在圖4所示的時刻t3第一周邊裝置20的作業(yè)開始，在時刻t4機床的作業(yè)開始，在時刻tl第二周邊裝置30的作業(yè)開始。此外，在時刻t5第一周邊裝置20的作業(yè)結束，在時刻t6機床的作業(yè)結束。在此，當在時刻tl讀取第二周邊裝置30的作業(yè)開始指令來開始作業(yè)時，到第一周邊裝置20作業(yè)結束的時刻t5為止的期間，機床、第一周邊裝置20以及第二周邊裝置30同時進行作業(yè)，因此，此期間的(從時刻tl到t5為止的)消耗電力較大。
[0048]圖5是表示本實施方式涉及的消耗電力的時序圖。
[0049]在本實施方式中，當在時刻tl要對第二周邊裝置30發(fā)送作業(yè)開始指令時，要發(fā)送作業(yè)開始指令的第二周邊裝置30的消耗電力與當前動作中的第一周邊裝置20的消耗電力的合計值超過預定值，因此如圖5所示，不對第二周邊裝置30發(fā)送作業(yè)開始指令，而繼續(xù)進行機床的加工。然后在時刻t2，在第一周邊裝置20的作業(yè)結束的時刻，對第二周邊裝置30發(fā)送作業(yè)開始指令，開始第二周邊裝置30的作業(yè)。由此，第一周邊裝置20進行作業(yè)的時間不與第二周邊裝置30進行作業(yè)的時間重疊，與圖4所示的現(xiàn)有技術相比，最大消耗電力變小。此外，圖4(現(xiàn)有例)與圖5(本實施方式)中都是在從時刻t4到時刻t6的期間進行機床的加工，但如圖4與圖5的比較中可知，即使延遲第二周邊裝置30的作業(yè)開始時刻，機床的加工也不會受到其影響。由此，不會改變機床的加工時間或加工條件，能夠降低最大消耗電力。
[0050]也可以將本實施方式應用于如下的設施中:例如，機床的數(shù)值控制裝置還從加工室內以外的周邊裝置接收作業(yè)狀況，而存在多個加工室(machining cell)的設施。由此，不僅能降低加工室的消耗電力，還能降低設施整體的最大消耗電力。
[0051](第二實施方式)
[0052]在本實施方式中，為了監(jiān)視周邊裝置的最大電力，根據(jù)設施的最大消耗電力、設置有的周邊裝置和機床的臺數(shù)等，預先設定同時動作的周邊裝置的最大臺數(shù)。然后，設定周邊裝置的作業(yè)開始指令時刻，以使同時動作的周邊裝置的臺數(shù)在最大臺數(shù)以下。
[0053]圖6是表示本實施方式執(zhí)行的、周邊裝置的作業(yè)開始時刻的調整處理的流程的流程圖，以下，對每個步驟進行說明。
[0054].(步驟SCl)機床的控制裝置10內的作業(yè)開始時刻決定部14從加工程序12讀取周邊裝置20、30的作業(yè)開始指令。
[0055].(步驟SC2)讀取周邊裝置20、30的作業(yè)狀況。
[0056].(步驟SC3)判定當前正在作業(yè)的周邊裝置的臺數(shù)是否達到預定的最大臺數(shù)。當達到上限值時(是)進入步驟SC4，當沒有達到上限值時(否)進入步驟SC5。
[0057].(步驟SC4)繼續(xù)機床的加工，返回到步驟SC2，等待某個周邊裝置20、30的作業(yè)結束。
[0058].(步驟SC5)對應當進行作業(yè)開始指令的周邊裝置發(fā)送作業(yè)開始指令，執(zhí)行周邊裝置的作業(yè)。
[0059]在本實施方式中，與第一實施方式一樣，如圖5所示的消耗電力的時序圖所示，也能夠降低最大消耗電力。另外，在本實施方式的說明中，對同時動作的周邊裝置的最大臺數(shù)為多個的情況進行了說明，但也可以將動作的周邊裝置的臺數(shù)設定成一臺。此時，當其他周邊裝置中存在正在動作的周邊裝置時，顯然不能新開始周邊裝置的動作。
[0060](第三實施方式)
[0061]在所述的第一以及第二實施方式中，監(jiān)視最大消耗電力或同時動作的周邊裝置的臺數(shù)來進行周邊裝置的作業(yè)開始時刻的控制，但假設能無限制地延遲作業(yè)開始指令，例如如果周邊裝置為進行工件交換的機器人時，則有可能在進行工件交換前就指示接下來的加工，導致開始對已加工完的工件進行加工。因此，在本實施方式中，在加工程序中對周邊裝置延遲的作業(yè)開始時刻設定限制。
[0062]圖7表示本實施方式的加工程序的例子。例如當使用進行工件交換的機器人作為第一周邊裝置時，在緊接著前次加工中的工件交換作業(yè)后設定作業(yè)開始指令的范圍開始地點，在本次加工中的加工完成指令前設定作業(yè)開始指令的范圍結束地點。然后，僅在從所設定的范圍開始地點到所設定的范圍結束地點為止的期間接收作業(yè)開始指令，由此將延遲作業(yè)開始時刻的范圍限定在從范圍開始地點到范圍結束地點為止的期間。由此，能夠防止作業(yè)開始指令無限制地延遲。此外，通過使用該方法，即使在多個機床共用一臺周邊裝置的情況等狀態(tài)下，通過限定接收作業(yè)開始指令的范圍，例如為進行工件交換的機器人的情況下，也能夠防止從正在第一機床前面待機的狀態(tài)進行第二機床的工件交換這樣的順序混亂的產生。
[0063]此外，除了作業(yè)狀況以外，還收發(fā)在加工程序中讀取到作業(yè)開始指令的機床的順序，按照該順序執(zhí)行作業(yè)開始指令，由此能夠按照在加工程序中讀取到作業(yè)開始指令而得的順序來進行作業(yè)，能夠有效地使用作業(yè)開始時刻的范圍。
【權利要求】
1.一種機械控制裝置，其與多個周邊裝置進行相互通信和指示加工程序，其特征在于， 所述機械控制裝置具備: 作業(yè)狀況接收部，其接收所述周邊裝置的作業(yè)狀況信息；以及 作業(yè)開始時刻決定部，其決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻， 所述作業(yè)開始時刻決定部根據(jù)由所述作業(yè)狀況接收部接收到的所述周邊裝置的作業(yè)狀況信息計算所述多個周邊裝置的消耗電力的合計，并決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻以使其合計值不會達到預先設定的上限值。
2.根據(jù)權利要求1所述的機械控制裝置，其特征在于， 當作業(yè)中的周邊裝置的消耗電力與要進行作業(yè)開始指令的周邊裝置的消耗電力的合計達到所述上限值時，所述作業(yè)開始時刻決定部決定向后錯開要進行所述作業(yè)開始指令的周邊裝置的作業(yè)開始指令的時刻。
3.根據(jù)權利要求2所述的機械控制裝置，其特征在于， 所述作業(yè)開始時刻決定部根據(jù)作業(yè)中的周邊裝置的臺數(shù)來判定周邊裝置的消耗電力。
4.根據(jù)權利要求1所述的機械控制裝置，其特征在于， 所述作業(yè)開始時刻決定部在加工程序中對每個周邊裝置設定作業(yè)可開始范圍，在該設定的作業(yè)可開始范圍內決定所述周邊裝置的作業(yè)開始時刻。
5.根據(jù)權利要求2所述的機械控制裝置，其特征在于， 所述作業(yè)開始時刻決定部具有: 根據(jù)由所述作業(yè)狀況接收部接收到的作業(yè)狀況信息，對作業(yè)中的周邊裝置的數(shù)量進行計數(shù)的計數(shù)單元；以及 當通過所述計數(shù)單元計數(shù)到的作業(yè)中的周邊裝置的數(shù)量在預先設定的上限值以內時允許作業(yè)開始指令，而當達到上限值時抑制對周邊裝置的新的作業(yè)開始指令的單元。
【文檔編號】G05B19/414GK104281102SQ201410312454
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2013年7月3日
【發(fā)明者】小山泰明 申請人:發(fā)那科株式會社