显示备用电池的电压值的数值控制系统的制作方法

本发明涉及设置有备用动作用的电池的数值控制系统。

背景技术：

在机床中，一般在工具等的移动控制中使用计算机数值控制(Computerized Numerical Control：CNC，以下简称为“数值控制”)。

图8是表示数值控制系统的一般结构的框图。图中，连接各模块的细实线表示信号线，粗实线表示电力线。在数值控制系统1000中，数值控制装置111上连接有用于向安装了工具(未图示)的伺服电动机2供给驱动电力的伺服放大器3。绝对编码器112与伺服电动机2连接，检测伺服电动机2的旋转位移。通过绝对编码器112检测出的伺服电动机2的旋转位移被反馈给数值控制装置111，用于数值控制装置111进行的数值控制。数值控制装置111根据伺服电动机2的旋转位移，控制伺服放大器3的输出电力以使工具按照所希望那样进行动作。

一般，在数值控制装置111中设置有：用于显示各种信息的显示部115、作为电源切断时的备用电源的电池113-1。此外，电池113-2作为对于绝对编码器112的在电源切断时的备用电源而与伺服放大器3连接，绝对编码器112内的备用电路121由电池113-2供给电力。

以往，在数值控制系统中，当随着向绝对编码器或数值控制装置进行供给的备用动作用电池的劣化而电池电压变为预定值以下时，在数值控制部的显示器中显示电池电压下降警报，向操作者(作业者)通知电池的更换时期。

例如如日本特开2003-256084号公报中记载的那样，作为电池监视系统，公知根据电池的总工作时间、充电次数、以及从充电结束时起的实际工作时间来预测电池的寿命结束时期的系统。

此外，例如如日本特开平11-089101号公报中记载的那样，公知一种根据电池的使用时间、或者预先设定的电池的寿命及使用时间来计算电池的更换时期的电池更换时期检测器。

此外，例如如日本特开2003-22486号公报中记载的那样，公知一种计算电池的电池电压下降的斜率，根据计算出的斜率来预测电池电压下降日期的电池式CO警报器。

一般，电池的种类不同放电特性也不同，例如存在放电末期电压急剧下降的电池。图9A和图9B是例示电池的放电特性的图。根据电池的种类，如果存在如图9A所示电池电压以基本恒定的比率下降的情况，则存在如图9B所示在放电末期电池电压急剧下降的情况。

例如，在数值控制系统中，对于向绝对编码器或数值控制装置进行供给的备用动作用电池为图9A所示的情况和图9B所示的情况进行比较。当设为在电池电压变为不足V₁时发生电池电压下降警报，在电池电压变为不足V₂时数值控制装置的备用数据消失的情况下，即使在图9A所示的电池和图9B所示的电池中在相同的时刻T₁发生了电池电压下降警报，相比于图9A所示的电池的情况，如图9B所示在放电末期电池电压急剧下降的电池中备用数据消失的时刻T₂会更早到来。因此，在图9B所示的电池这样在放电末期电池电压急剧下降的情况下，未充分获得在发生电池电压下降警报(时刻T₂)之后直到进行电池的更换为止(时刻T₃)的时间“T₃-T₂”，作业者有时无法更换电池。在数值控制系统中，一旦备用数据消失，则必须进行原点返回操作、数值控制装置的参数或程序的再设定等各种复原作业，存在花费时间和花费工夫的问题。

例如，根据日本特开2003-22486号公报中记载的技术，由于根据电池的电池电压下降的斜率来预测电池电压下降日期，作业者能够不被电池的种类左右地，得知例如上述这样的数值控制装置的备用数据消失的时刻。然而，根据日本特开2003-22486号公报中记载的技术，必须另外准备通知电池电压下降日期的警报单元，增加了相应的成本。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够容易预测备用电池的合适的更换时期的低成本数值控制系统。

为了实现上述目的，提供一种数值控制系统，其具备：数值控制装置；检测由数值控制装置控制的电动机的旋转位移的绝对编码器；向数值控制装置和绝对编码器中的至少一个设备供给备用电力的电池；将电池输出的电压进行模拟数字变换而输出数字信号的AD变换电路，即设置在数值控制装置和绝对编码器中的通过该电池供给备用电力的设备内的AD变换电路；以及设置在数值控制装置上，根据上述数字信号显示电池的电压值的显示器。

这里，数值控制系统还可以具备：根据上述数字信号监视电池的电压下降趋势的电池电压监视单元；根据电压下降趋势来预测电池的更换时期的更换时期预测单元，显示器显示通过更换时期预测单元预测出的电池的更换时期。

此外，电池电压监视单元和更换时期预测单元设置在数值控制装置和绝对编码器中的通过该电池供给备用电力的设备内。

此外，数值控制系统还可以具备：根据上述数字信号监视电池的电压下降趋势的电池电压监视单元；根据电压下降趋势来判别电池的种类的电池判别单元，显示器显示通过电池判别单元判别出的电池的种类。

这里，电池判别单元可以使用在基于数值控制装置或绝对编码器的电池的消耗电力超过了预定值的期间中电池的电压变动量，作为电压下降趋势，来判别电池的种类。

此外，电池电压监视单元和电池判别单元设置在数值控制装置和绝对编码器中的通过该电池供给备用电力的设备内。

附图说明

通过参照以下附图而得以更明确的理解本发明。

图1是表示第一实施例的数值控制系统的结构的框图。

图2是表示第二实施例的数值控制系统的结构的框图。

图3A和图3B是说明第二实施例的电池的更换时期预测的图。

图4是表示第三和第四实施例的数值控制系统的结构的框图。

图5A和图5B是说明第三实施例的电池的种类的判别的图。

图6A和图6B是说明第四实施例的电池的种类的判别的图。

图7是表示第五实施例的数值控制系统的结构的框图。

图8是表示数值控制系统的一般性结构的框图。

图9A和图9B是例示电池的放电特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明显示备用电池的电压值的数值控制系统。然而，应当理解，本发明不受限于附图或以下所说明的实施方式。

图1是表示第一实施例的数值控制系统的结构的框图。图中，连接各模块的细实线表示信号线，粗实线表示电力线。

根据第一实施例，数值控制系统1具备：数值控制装置11、绝对编码器12、电池13-1和13-2、AD变换电路14-1和14-2、以及显示器15。

数值控制装置11上连接用于向安装有工具(未图示)的伺服电动机2供给驱动电力的伺服放大器3。绝对编码器12与伺服电动机2连接，检测伺服电动机2的旋转位移。通过绝对编码器12检测到伺服电动机2的旋转位移被反馈给数值控制装置11，用于数值控制装置11的数值控制。数值控制装置11根据伺服电动机2的旋转位移，控制伺服放大器3的输出电力，以便能够进行所希望的数值控制。

电池13-1作为电源切断时的备用电源，设置在数值控制装置11内，向数值控制装置11供给备用电力。电池13-2作为电源切断时的绝对编码器12的备用电源而与伺服放大器3连接，向绝对编码器12内的备用电路21供给备用电力。

AD变换电路14-1设置在通过电池13-1供给备用电力的数值控制装置11内，对电池13-1输出的电压进行模拟数字变换而输出数字信号。从AD变换电路14-1输出的数字信号被发送到显示器15。AD变换电路14-2设置在通过电池13-2供给备用电力的绝对编码器12内，对电池13-2输出的电压进行模拟数字变换而输出数字信号。从AD变换电路14-2输出的数字信号经由通过伺服放大器3的信号线而被发送给数值控制装置11内的显示器15。

显示器15设置在数值控制装置11上，根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来显示电池13-1的电压值，并根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来显示电池13-2的电压值。

此外，本实施例说明了具备作为数值控制装置11的备用电源的电池13-1和作为绝对编码器12的备用电源的电池13-2这两者的情况，然而也可以仅具备某一方电池。在设置有向数值控制装置11和绝对编码器12中的某一方供给备用电力的电池13-1或13-2的情况下，将AD变换电路设置在数值控制装置11和绝对编码器12中的、通过该电池供给备用电力的设备内。即，在将电池13-1设置在数值控制装置11内的情况下，在数值控制装置11内设置AD变换电路14-1。在向绝对编码器12供给备用电力的电池13-2与伺服放大器3连接的情况下，在绝对编码器12内设置AD变换电路14-2。在任意一种情况下，显示器15根据接收到的来自AD变换电路的数字信号来显示该电池的电压值。

图2是表示第二实施例的数值控制系统的结构的框图。图中，连接各模块的细实线表示信号线，粗实线表示电力线。

第二实施例是在参照图1说明的第一实施例的数值控制系统1中，进一步设置电池电压监视单元16-1和16-2、以及更换时期预测单元17-1和17-2。即，根据第二实施例，数值控制系统1具备：数值控制装置11、绝对编码器12、电池13-1和13-2、AD变换电路14-1和14-2、显示器15、电池电压监视单元16-1和16-2、以及更换时期预测单元17-1和17-2。

电池电压监视单元16-1设置在数值控制装置11内，根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来监视电池13-1的电压下降趋势。电池电压监视单元16-2设置在绝对编码器12内，根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来监视电池13-2的电压下降趋势。

更换时期预测单元17-1设置在数值控制装置11内，根据通过电池电压监视单元16-1监视到的电压下降趋势来预测电池13-1的更换时期。更换时期预测单元17-2设置在绝对编码器12内，根据通过电池电压监视单元16-2监视到的电压下降趋势来预测电池13-2的更换时期。

图3A和图3B是说明第二实施例的电池的更换时期预测的图。如图3A和图3B所示，电池的种类不同放电特性也不同，即电压下降趋势也不同。根据电池的种类来确定电池电压相对于时间的下降比率(斜率)即“电池的电压下降趋势”，因此，可以根据电池电压监视单元16-1和16-2监视的各电池13-1和13-2的电压下降趋势，通过计算来预测备用数据消失的时刻T₂。在例如图3A所示这样的电池的电压下降趋势的情况下，更换时期预测单元17-1和17-2首先根据电池电压的下降的比率(例如，将电池的电压下降趋势假定为一次减少函数的情况下的斜率)来预测计算备用数据消失的时刻T₂，并将与之相比在某一定时间△T_A之前的时刻T₄(＝T₂-△T_A)作为“电池的合适的更换时期”而输出。此外，例如，在图3B所示这样的电池的电压下降趋势的情况下，更换时期预测单元17-1和17-2首先计算备用数据消失的时刻T₂，并将与之相比在某一定时间△T_B之前的时刻T₄(＝T₂-△T_B)作为“电池的合适的更换时期”而输出。例如，根据操作者的实际更换作业所需要的时间或操作者的行动时间表等来适当设定这些△T_A和△T_B即可。经由通过伺服放大器3的信号线，将从更换时期预测单元17-1和17-2输出的与电池13-1和13-2的更换时期相关的数据发送给数值控制装置11内的显示器15。

显示器15显示通过更换时期预测单元17-1预测出的电池13-1的更换时期、和通过更换时期预测单元17-2预测出的电池13-2的更换时期。此外，与第一实施例同样地，显示器15可以根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来显示电池13-1的电压值，并根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来显示电池13-2的电压值。

此外，本实施例说明了具备作为数值控制装置11的备用电源的电池13-1和作为绝对编码器12的备用电源的电池13-2这两者的情况，然而也可以仅具备某一方电池。在设置向数值控制装置11和绝对编码器12中的某一方供给备用电力的电池13-1或13-2的情况下，将电池电压监视单元和更换时期预测单元设置在数值控制装置11和绝对编码器12中的、通过该电池供给备用电力的设备内。即，在将电池13-1设置在数值控制装置11内的情况下，在数值控制装置11内设置电池电压监视单元16-1和更换时期预测单元17-1。在向绝对编码器12供给备用电力的电池13-2与伺服放大器3连接的情况下，在绝对编码器12内设置电池电压监视单元16-2和更换时期预测单元17-2。在任意一种情况下，显示器15显示接收到的该电池的更换时期。

此外，除此之外的结构要素与图1所示的结构要素相同，因此，针对同一结构要素赋予同一符号并省略对该结构要素的详细说明。

图4是表示第三和第四实施例的数值控制系统的结构的框图。图中，连接各模块的细实线表示信号线，粗实线表示电力线。

首先，说明第三实施例。第三实施例是在参照图1说明的第一实施例的数值控制系统1中，进一步设置电池电压监视单元16-1和16-2、以及电池判别单元18-1和18-2。即，根据第三实施例，数值控制系统1具备：数值控制装置11、绝对编码器12、电池13-1和13-2、AD变换电路14-1和14-2、显示器15、电池电压监视单元16-1和16-2、以及电池判别单元18-1和18-2。此外，后述的第四实施例也具有与第三实施例的实施例相同的结构要素，然而基于电池判别单元18-1和18-2的电池判别方法不同。

电池电压监视单元16-1设置在数值控制装置11内，根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来监视电池13-1的电压下降趋势。电池电压监视单元16-2设置在绝对编码器12内，根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来监视电池13-2的电压下降趋势。

此外，在第三实施例中，电池判别单元18-1设置在数值控制装置11内，根据通过电池电压监视单元16-1监视到的电压下降趋势来判别电池13-1的种类。电池判别单元18-2设置在绝对编码器12内，根据通过电池电压监视单元16-2监视到的电压下降趋势来判别电池13-2的种类。这里，“电池的种类”是指例如电池的名称、型号、生产厂商、生产日期、批次编号等这样的用于确定该电池的信息。

图5A和图5B是说明第三实施例的电池的种类的判别的图。如图5A和图5B所示，因电池的种类不同放电特性也不同，即电压下降趋势也不同。根据电池的种类来确定电池电压相对于时间的下降比率(斜率)即“电池的电压下降趋势”，因此，可以根据在一定时间△T_c的期间内监视由电池电压监视单元16-1和16-2监视的各电池13-1和13-2的电压下降趋势而得的数字信号，来判别电池的种类。由于例如图5A所示这样的电池的电压下降趋势与图5B所示这样的电池的电压下降趋势不同，因此，电池判别单元18-1和18-2根据一定时间△T_c中的电压下降趋势来判别电池的种类。一般地，电池的放电特性记载在其规格表等中，因此，将电池的放电特性作为基准数据预先输入给电池判别单元18-1和18-2，电池判别单元18-1和18-2根据该基准数据来进行电池的判别处理。从电池判别单元18-1和18-2输出的与电池13-1和13-2的种类相关的数据，经由通过伺服放大器3的信号线而被发送给数值控制装置11内的显示器15。

显示器15显示通过电池判别单元18-1判别出的电池13-1的种类、和通过电池判别单元18-2判别出的电池13-2的种类。操作者能够从显示器15的显示来确认电池13-2的种类，因此，在维护时不必通过目视来确认电池实物，减轻了作业负担。此外，与第一实施例同样地，显示器15可以根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来显示电池13-1的电压值，并根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来显示电池13-2的电压值。

此外，本实施例说明了具备作为数值控制装置11的备用电源的电池13-1和作为绝对编码器12的备用电源的电池13-2这两者的情况，然而也可以仅具备某一方电池。在设置向数值控制装置11和绝对编码器12中的某一方供给备用电力的电池13-1或13-2的情况下，将电池电压监视单元和电池判别单元设置在数值控制装置11和绝对编码器12中的、通过该电池供给备用电力的设备内。即，在将电池13-1设置在数值控制装置11内的情况下，在数值控制装置11内设置电池电压监视单元16-1和电池判别单元18-1。在向绝对编码器12供给备用电力的电池13-2与伺服放大器3连接的情况下，在绝对编码器12内设置电池电压监视单元16-2和电池判别单元18-2。在任意一种情况下，显示器15显示接收到的该电池的种类。

此外，除此之外的结构要素与图1所示的结构要素相同，因此，针对同一结构要素赋予同一符号并省略对该结构要素的详细说明。

图6A和图6B是说明第四实施例的电池的种类的判别的图。第四实施例是上述第三实施例的基于电池判别单元18-1和18-2的电池的种类的判别方法的变形例。基于电池判别单元18-1和18-2的判别方法以外的方法，与参照图4说明的第三实施例相同。

根据第四实施例，电池判别单元18-1使用在基于数值控制装置11的电池13-1的消耗电力超过了预定值的期间中电池13-1的电压变动量，作为由电池电压监视单元16-1监视到的电压下降趋势，来判别电池13-1的种类。电池判别单元18-2使用在基于绝对编码器12的电池13-2的消耗电力超过了预定值的期间中电池13-2的电压变动量，作为由电池电压监视单元16-2监视到的电压下降趋势，来判别电池13-2的种类。一般地，电池的种类不同电池的内部电阻值也不同。如图6A和图6B所示，在电池电压高于发生电池电压下降警报的电压V₁的状态下，在电池的消耗电力超过了预定值的期间中的电压变动量依存于电池的内部电阻的值。例如，在图6A所示的电池与图6B所示的电池的内部电阻不同的情况下，针对各个电池，在消耗电力超过了预定值的期间中的电压变动量△VA与△VB不同。因此，电池判别单元18-1和18-2使用在电池的消耗电力超过了预定值的期间中的该电池的电压变动量，作为由电池电压监视单元16-1和16-2监视到的电压下降趋势，来判别该电池的种类。此外，对于与电池的消耗电力超过了预定值的期间中的该电池的电压变动量相关的数据，预先通过实验而取得，将该数据作为基准数据预先输入给电池判别单元18-1和18-2，电池判别单元18-1和18-2根据该基准数据来进行电池的判别处理。从电池判别单元18-1和18-2输出的与电池13-1和13-2的种类相关的数据，经由通过伺服放大器3的信号线而被发送给数值控制装置11内的显示器15。

显示器15显示通过电池判别单元18-1判别出的电池13-1的种类、和通过电池判别单元18-2判别出的电池13-2的种类。此外，与第一实施例同样地，显示器15还可以根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来显示电池13-1的电压值，并根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来显示电池13-2的电压值。

图7是表示第五实施例的数值控制系统的结构的框图。图中，连接各模块的细实线表示信号线，粗实线表示电力线。

第五实施例组合了第二实施例与第三或第四实施例。即，根据第五实施例，数值控制系统1具备：数值控制装置11、绝对编码器12、电池13-1和13-2、AD变换电路14-1和14-2、显示器15、电池电压监视单元16-1和16-2、更换时期预测单元17-1和17-2、以及电池判别单元18-1和18-2。

电池电压监视单元16-1设置在数值控制装置11内，根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来监视电池13-1的电压下降趋势。电池电压监视单元16-2设置在绝对编码器12内，根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来监视电池13-2的电压下降趋势。

电池判别单元18-1设置在数值控制装置11内，判别电池13-1的种类，电池判别单元18-2设置在绝对编码器12内，判别电池13-2的种类。关于电池判别单元18-1和18-2的电池13-1和13-2的电池判别方法，可以是作为第三实施例说明的方法和作为第四实施例说明的方法的任意一种。

显示器15显示：通过更换时期预测单元17-1预测出的电池13-1的更换时期、通过更换时期预测单元17-2预测出的电池13-2的更换时期、通过电池判别单元18-1判别出的电池13-1的种类、以及通过电池判别单元18-2判别出的电池13-2的种类。此外，与第一实施例同样地，显示器15还可以根据从AD变换电路14-1输出的数字信号来显示电池13-1的电压值，并根据从AD变换电路14-2输出的数字信号来显示电池13-2的电压值。

此外，除此之外的结构要素与图2和图4所示的结构要素相同，因此，针对同一结构要素赋予同一符号并省略对该结构要素的详细说明。

以上说明的电池电压监视单元16-1和16-2、更换时期预测单元17-1和17-2、以及电池判别单元18-1和18-2可以以例如软件程序的形式构筑，或者也可以以各种数字电子电路与软件程序的组合的形式来构筑。例如在以软件程序的形式构筑这些单元的情况下，预先将该软件程序安装在数值控制装置11内的运算处理装置内或绝对编码器12内的运算处理装置内，然后，上述各单元按照该软件程序进行动作，由此实现上述各部的功能。此外，例如在以各种数字电子电路与软件程序的组合的形式构筑这些单元的情况下，在数值控制装置11内的运算处理装置内或绝对编码器12内装入数字电子电路，或者，使用已经装入的数字电子电路，并且预先安装到数值控制装置11内的运算处理装置内或绝对编码器12内的运算处理装置内，然后，上述各单元遵照该软件程序进行动作且数字电子电路进行动作，由此实现上述各部的功能。这样，根据本发明，不必另外设置导致成本增大的设备。

根据本发明，能够实现能够容易预测备用电池的合适的更换时期的低成本数值控制系统。根据本发明，操作者能够适当地得知因向数值控制系统内的数值控制装置和绝对编码器供给备用电力的电池电压下降而更换电池的定时，因此，能够避免备用数据消失的状况。

此外，根据本发明，操作者能够容易确认向数值控制系统内的数值控制装置和绝对编码器供给备用电力的电池的种类。由此，例如在维护时不必通过目视来确认电池实物，因而减轻了操作者的作业负担。

此外，根据本发明，不必另外设置导致成本增大的设备。