JP2018009970A - Diagnostic device, diagnostic system, diagnostic method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、診断装置、診断システム、診断方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a diagnostic device, a diagnostic system, a diagnostic method, and a program.
機械が発する音を収録し、収録音に対して周波数解析等を行うことによって、機械に備わる部品の経時変化による欠損等の異常の有無を診断する診断システムにおいて、システムの不具合によって収録音に欠落(不連続部分)が生じる場合がある。また、診断システムでの収録音に対するゲイン調整が適切でなく、収録音の波形データにオーバーフローが発生したり、録音レベルが低過ぎて解析する波形データとして使えない場合もある。 In a diagnostic system that records the sound generated by the machine and performs frequency analysis etc. on the recorded sound, diagnosing the presence or absence of defects such as defects due to aging of parts in the machine. (Discontinuous part) may occur. In addition, the gain adjustment for the recorded sound in the diagnostic system may not be appropriate, and the waveform data of the recorded sound may overflow, or the recording level may be too low to be used as waveform data for analysis.
このように、波形データから機械の異常の有無を診断するシステムとして、機械に備えられた回転体の異常の有無を診断する目的で、回転体の振動を検出する振動検出手段から出力された信号からノイズの影響が大きい領域を除外して、異常の診断を行うというシステムが開示されている(特許文献1参照)。 As described above, as a system for diagnosing the presence / absence of abnormality of the machine from the waveform data, the signal output from the vibration detecting means for detecting the vibration of the rotator for the purpose of diagnosing the presence / absence of the abnormality of the rotator provided in the machine. A system is disclosed in which an abnormality diagnosis is performed by excluding a region where the influence of noise is large (see Patent Document 1).
ここで、何らかの影響で収録音の波形データが不連続になっていたり、収録した波形データにオーバーフローが発生していたりすると、収録音の周波数解析時に本来含まれていないはずの周波数成分が検出されてしまい、正しく解析ができない。しかし、収録音の波形は不規則な形状をしているため、不連続部分がなく適切に収録されているか否かの判定は困難である。 If the waveform data of the recorded sound is discontinuous for some reason or if the recorded waveform data overflows, a frequency component that should not have been included in the frequency analysis of the recorded sound is detected. It can't be analyzed correctly. However, since the waveform of the recorded sound has an irregular shape, it is difficult to determine whether there is no discontinuous portion and the recording is properly performed.
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、上述の収録音の波形データに相当する振動信号に不連続部分があった場合、解析結果に誤差として影響してしまうが、この振動信号において不連続部分の有無を判定することが困難であるという問題は解消されていない。 However, in the technique described in Patent Document 1, if there is a discontinuous portion in the vibration signal corresponding to the waveform data of the recorded sound described above, the analysis result is affected as an error. The problem that it is difficult to determine the presence or absence of a part has not been solved.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、解析対象となる収録信号である目的信号に含まれる不連続部分を特定することができる診断装置、診断システム、診断方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a diagnostic device, a diagnostic system, a diagnostic method, and a program capable of specifying a discontinuous portion included in a target signal that is a recorded signal to be analyzed. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、診断対象機の駆動部が発する目的信号を検出する検出部が検出した目的信号を取得する第1取得部と、信号発生装置から発生した基準信号を取得する第2取得部と、第2取得部により取得された基準信号に不連続部分があるか否かを検出する不連続検出部と、不連続検出部により基準信号に不連続部分があることが検出された場合、その基準信号の不連続部分に対応する目的信号の波形部分を不連続部分として特定する特定部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a first acquisition unit that acquires a target signal detected by a detection unit that detects a target signal emitted by a drive unit of a diagnosis target machine, and a signal generator A second acquisition unit that acquires a reference signal generated from the reference signal, a discontinuity detection unit that detects whether the reference signal acquired by the second acquisition unit includes a discontinuous portion, When it is detected that there is a discontinuous portion, a specifying unit is provided that specifies a waveform portion of the target signal corresponding to the discontinuous portion of the reference signal as a discontinuous portion.
本発明によれば、解析対象となる収録信号である目的信号に含まれる不連続部分を特定することができる。 According to the present invention, it is possible to specify a discontinuous portion included in a target signal that is a recorded signal to be analyzed.
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る診断装置、診断システム、診断方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。また、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。 Hereinafter, embodiments of a diagnostic apparatus, a diagnostic system, a diagnostic method, and a program according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the present invention is not limited by the following embodiments, and constituent elements in the following embodiments are easily conceivable by those skilled in the art, substantially the same, and so-called equivalent ranges. Is included. Furthermore, various omissions, substitutions, changes, and combinations of the constituent elements can be made without departing from the scope of the following embodiments.
(診断システムの全体構成)
図1は、実施の形態に係る診断システムの全体構成の一例を示す概略図である。図1を参照しながら、本実施の形態に係る診断システム1の全体構成について説明する。
(Overall configuration of diagnostic system)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of a diagnostic system according to an embodiment. The overall configuration of the diagnostic system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示す診断システム1は、機械(例えば、後述する加工機10)が発する音を収録し、収録音(目的音)(目的信号の一例)に対して周波数解析等を行うことによって、機械に備わる部品(例えば、ドリルまたは砥石等の回転体)の経時変化による欠損等の異常の有無を診断するシステムである。図1に示すように、診断システム1は、加工機10(診断対象機の一例)に設置されたセンサ11と、A/Dコンバータ12と、診断装置13と、基準音発生装置14(信号発生装置の一例)と、を有する。
The diagnostic system 1 shown in FIG. 1 records sounds generated by a machine (for example, a
センサ11は、加工機10に設置されたドリルまたは砥石等の回転体等の駆動部が発する音または振動を検出するセンサである。センサ11は、例えば、マイク、加速度センサ、またはAE(Acoustic Emission)センサ等で構成される。ここでは、センサ11は加工機10の駆動部が発する音を検出するものとして説明する。また、加工機10は、ドリルまたは砥石等の回転体を用いて、被加工物に対して切断、切削、研削または研磨等の加工を行う工作機械である。
The
A/Dコンバータ12は、センサ11から入力したアナログの検出信号、および、基準音発生装置14から入力した基準音のアナログ信号を、デジタル信号に変換する装置である。センサ11から出力されたアナログの検出信号、および、基準音発生装置14から出力された基準音のアナログ信号は、それぞれA/Dコンバータ12の別々のチャネルに入力される。なお、A/Dコンバータ12のそれぞれのチャネルは同じクロックでサンプリングしているため、後述する不連続が発生した場合、それぞれのチャネルに入力された信号に対して、同期して不連続部分が含まれることになる。A/Dコンバータ12は、変換したデジタル信号を診断装置13へ出力する。
The A /
診断装置13は、A/Dコンバータ12から入力したセンサ11の検出信号のデジタル信号、および、基準音発生装置14の基準音のデジタル信号を入力して、各デジタル信号に対して周波数解析等を行うことによって、加工機10に備わる部品の経時変化による欠損等の異常の有無を診断する装置である。診断装置13は、例えば、PC(Personal Computer)またはワークステーション等の情報処理装置である。
The
基準音発生装置14は、正弦波等の基準音(基準信号の一例)を発生させる装置である。
The
なお、診断システム1は、独立してA/Dコンバータ12を備えるものとしているが、これに限定されるものではなく、診断装置13に装着可能なA/D変換ボード等で代替するものとしてもよい。
Although the diagnosis system 1 is provided with the A /
(診断装置のハードウェア構成)
図2は、実施の形態に係る診断装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図2を参照しながら、本実施の形態に係る診断装置13のハードウェア構成について説明する。
(Hardware configuration of diagnostic device)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the diagnostic apparatus according to the embodiment. The hardware configuration of the
図2に示すように、診断装置13は、CPU(Central Processing Unit)51と、ROM(Read Only Memory)52と、RAM(Random Access Memory)53と、通信I/F(Interface)54と、入出力I/F55と、入力装置56と、ディスプレイ57と、補助記憶装置58と、スピーカ59と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
CPU51は、診断装置13全体の動作を制御する演算装置である。ROM52は、診断装置13用のBIOS(Basic Input/Output System)およびファームウェア等のプログラムを記憶している不揮発性記憶装置である。RAM53は、CPU51のワークエリアとして使用される揮発性記憶装置である。
The CPU 51 is an arithmetic device that controls the operation of the entire
通信I/F54は、A/Dコンバータ12とデータ通信をするためのインターフェースである。なお、通信I/F54は、加工機10と通信するためのインターフェースであってもよい。
The communication I /
入出力I/F55は、各種装置(例えば、入力装置56およびディスプレイ57)とバス60とを接続するためのインターフェースである。
The input / output I /
入力装置56は、文字および数字等の入力、各種指示の選択、ならびにカーソルの移動等の操作を行うためのマウスまたはキーボード等の入力装置である。
The
ディスプレイ57は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字または画像等の各種情報を表示するLCD(Liquid Crystal Display)、プラズマディスプレイ、または有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等の表示装置である。
The
補助記憶装置58は、OS(Operating System)、アプリケーションプログラム、および各種データを記憶するHDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)等の記憶装置である。なお、補助記憶装置58は、診断装置13が備えるものとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、診断装置13の外部に設置された記憶装置であってもよく、または、診断装置13とデータ通信可能なサーバ装置が備えた記憶装置であってもよい。
The
スピーカ59は、CPU51の制御に従って、音声を出力する装置である。
The
上述のCPU51、ROM52、RAM53、通信I/F54、入出力I/F55、補助記憶装置58およびスピーカ59は、アドレスバスおよびデータバス等のバス60によって互いに通信可能に接続されている。
The CPU 51,
(加工機のハードウェア構成の概略)
図3は、実施の形態の加工機のハードウェア構成の概略を示す図である。図3を参照しながら、本実施の形態の加工機10のハードウェア構成の概略について説明する。
(Outline of hardware configuration of processing machine)
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a hardware configuration of the processing machine according to the embodiment. An outline of a hardware configuration of the
図3に示すように、加工機10は、CPU61と、ROM62と、RAM63と、通信I/F64と、駆動制御回路65と、モータ66と、センサ67と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the processing
CPU61は、加工機10全体の動作を制御する演算装置である。ROM62は、加工機10用のプログラムを記憶している記憶装置である。RAM63は、CPU61のワークエリアとして使用される揮発性記憶装置である。
The CPU 61 is an arithmetic device that controls the overall operation of the
通信I/F64は、ネットワークを介してデータを通信するためのインターフェースである。なお、通信I/F64は、診断装置13と通信するためのインターフェースであってもよい。
The communication I /
駆動制御回路65は、モータ66等の駆動部を制御する回路である。モータ66は、ドリルまたは砥石等の工具を高速回転させるモータである。
The
センサ67は、加工機10の動作に応じて変化する物理量を検出して、検出情報を出力するセンサである。センサ67は、検出した検出情報をA/Dコンバータ12へ出力する。センサ67は、例えば、図1に示すセンサ11に相当する。
The
上述のCPU61、ROM62、RAM63、通信I/F64および駆動制御回路65は、アドレスおよびデータバス等のバス68によって互いに通信可能に接続されている。
The CPU 61, the ROM 62, the
(診断システムの機能ブロックの構成および動作)
図4は、実施の形態に係る診断システムの機能ブロックの構成の一例を示す図である。図5は、目的音の波形データおよび基準音の波形データの一例を示す図である。図6は、波形データが不連続となる場合の一例を示す図である。図4〜6を参照しながら、本実施の形態に係る診断システム1の機能ブロックの構成および動作について説明する。
(Configuration and operation of functional block of diagnostic system)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional block configuration of the diagnostic system according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the waveform data of the target sound and the waveform data of the reference sound. FIG. 6 is a diagram illustrating an example when the waveform data is discontinuous. The configuration and operation of functional blocks of the diagnostic system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4に示すように、診断システム1は、加工機10に取り付けられた検出部111と、A/Dコンバータ12と、診断装置13と、基準音発生装置14と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the diagnostic system 1 includes a detection unit 111 attached to the
加工機10は、診断システム1の診断対象となる工作機械である。加工機10は、数値制御部101と、通信制御部102と、駆動制御部103と、駆動部104と、を有する。また、上述のように、加工機10には検出部111が取り付けられている。
The processing
数値制御部101は、加工機10による加工動作(切断、切削、研削または研磨等)を数値制御(NC:Numerical Control)により実行する機能部である。例えば、数値制御部101は、駆動部104の動作を制御するための数値制御データを生成して出力する。数値制御部101は、例えば、図3に示すCPU61で動作するプログラムによって実現される。
The numerical control unit 101 is a functional unit that executes a processing operation (cutting, cutting, grinding, polishing, or the like) by the processing
通信制御部102は、診断装置13等の外部装置との間の通信を制御する機能部である。例えば、通信制御部102は、現在の動作に対応するコンテキスト情報等を診断装置13に送信する。通信制御部102は、例えば、図3に示す通信I/F64、およびCPU61で動作するプログラムによって実現される。
The communication control unit 102 is a functional unit that controls communication with an external device such as the
駆動制御部103は、数値制御部101により求められた数値制御データに基づいて、駆動部104を駆動制御する機能部である。駆動制御部103は、例えば、図3に示す駆動制御回路65によって実現される。
The drive control unit 103 is a functional unit that controls the drive of the drive unit 104 based on the numerical control data obtained by the numerical control unit 101. The drive control unit 103 is realized by, for example, the
駆動部104は、駆動制御部103による駆動制御の対象となる機能部である。駆動部104は、駆動制御部103によって駆動制御されるアクチュエータ、および工具であり、例えば、図3に示すモータ66、および、モータ66により回転駆動されるドリルまたは砥石等の回転体によって実現される。
The drive unit 104 is a functional unit that is a target of drive control by the drive control unit 103. The drive unit 104 is an actuator and a tool that are driven and controlled by the drive control unit 103. For example, the drive unit 104 is realized by the
検出部111は、駆動部104(例えば、ドリルまたは砥石等の回転体)が発する音(目的音)を検出する機能部である。検出部111は、例えば、駆動部104が発する目的音を検出し、図5(a)に示すような目的音の波形データを出力する。検出部111は、例えば、図3に示すセンサ67によって実現される。
The detection unit 111 is a functional unit that detects sound (target sound) generated by the drive unit 104 (for example, a rotary body such as a drill or a grindstone). For example, the detection unit 111 detects the target sound emitted by the drive unit 104 and outputs waveform data of the target sound as shown in FIG. The detection unit 111 is realized by, for example, the
基準音発生装置14は、発生部141を有する。
The
発生部141は、正弦波等の基準音を発生させる機能部である。発生部141は、例えば、図5(b)に示すような正弦波状の基準音を発生させる。 The generation unit 141 is a functional unit that generates a reference sound such as a sine wave. For example, the generating unit 141 generates a sine wave-shaped reference sound as shown in FIG.
A/Dコンバータ12は、第1変換部121と、第2変換部122と、調整部123と、を有する。
The A /
第1変換部121は、検出部111により検出された目的音のアナログの検出信号を入力し、デジタル信号に変換して出力する機能部である。第2変換部122は、基準音発生装置14が発生する基準音のアナログ信号を入力し、デジタル信号に変換して出力する機能部である。
The first conversion unit 121 is a functional unit that receives an analog detection signal of the target sound detected by the detection unit 111, converts the detection signal into a digital signal, and outputs the digital signal. The second converter 122 is a functional unit that receives an analog signal of the reference sound generated by the
調整部123は、第1変換部121および第2変換部122に入力されるアナログ信号に対してゲイン調整を行う機能部である。 The adjustment unit 123 is a functional unit that performs gain adjustment on the analog signals input to the first conversion unit 121 and the second conversion unit 122.
診断装置13は、通信制御部131と、不連続検出部132と、特定部133と、除外部134と、記憶部135と、解析部136と、設定部137と、通知部138と、を有する。
The
通信制御部131は、A/Dコンバータ12とのデータ通信を制御する機能部である。通信制御部131は、例えば、図2に示す通信I/F54、およびCPU51で動作するプログラムによって実現される。通信制御部131は、第1受信部131a(第1取得部)と、第2受信部131b(第2取得部)と、送信部131cと、を有する。
The
第1受信部131aは、A/Dコンバータ12の第1変換部121により変換された目的音のデジタル信号を受信する機能部である。第2受信部131bは、A/Dコンバータ12の第2変換部122により変換された基準音のデジタル信号を受信する機能部である。送信部131cは、A/Dコンバータ12に制御信号等を送信する機能部である。
The
不連続検出部132は、第2受信部131bにより受信された基準音のデジタル信号に基づく波形データ(以下、単に「基準音の波形データ」と称する場合がある)において、システムの不具合(例えば、A/Dコンバータ12の不具合等)で発生する波形の不連続部分を検出する機能部である。例えば、不連続検出部132は、図6(b)に示すように、基準音の波形データにおける基準音波形部分301において不連続部分を検出する。不連続検出部132は、例えば、図2に示すCPU51で動作するプログラムによって実現される。
The
特定部133は、第1受信部131aにより受信された目的音のデジタル信号に基づく波形データ(以下、単に「目的音の波形データ」と称する場合がある)において、不連続検出部132により検出された基準音の波形の不連続部分に対応する目的音の波形部分を不連続部分として特定する機能部である。例えば、特定部133は、図6(a)に示すように、基準音の波形データにおける基準音波形部分301に対応する、目的音の波形データにおける目的音波形部分302において不連続部分を特定する。特定部133は、例えば、図2に示すCPU51で動作するプログラムによって実現される。
The identifying
除外部134は、目的音の波形データから、特定部133により特定された不連続部分を除外する機能部である。除外部134は、例えば、図2に示すCPU51で動作するプログラムによって実現される。
The excluding
記憶部135は、第1受信部131aにより受信された目的音の波形データ、および、第2受信部131bにより受信された基準音の波形データを記憶する機能部である。記憶部135は、例えば、図2に示すRAM53または補助記憶装置58によって実現される。
The
解析部136は、除外部134により目的音の波形データから不連続部分が除外された残りの波形データに対して、フーリエ変換等を用いた解析を行う機能部である。解析部136は、この解析結果に基づいて、加工機10の駆動部104の経時変化による欠損等の異常の有無を診断する。解析部136は、例えば、図2に示すCPU51で動作するプログラムによって実現される。
The
設定部137は、第2受信部131bにより受信される正弦波である基準音の波形に対する閾値(設定上限値および設定下限値)を設定する機能部である。この閾値の詳細については、図10で後述する。設定部137は、例えば、図2に示すCPU51で動作するプログラムによって実現される。
The
通知部138は、A/Dコンバータ12の調整部123によるゲイン調整に伴い、基準音の波形データが閾値の範囲内、すなわち、設定下限値と設定上限値との間の範囲から外れた場合に、ユーザにその旨を通知する機能部である。なお、通知部138は、例えば、不連続検出部132による基準音の波形データにおける不連続部分の検出が、所定時間内に所定回数以上発生した場合等に、その旨を通知するものとしてもよい。通知部138は、例えば、図2に示すディスプレイ57およびスピーカ59の少なくともいずれかによって実現される。すなわち、通知部138は、ディスプレイ57での表示、および、スピーカ59による音声報知の少なくともいずれかによって通知するものとすればよい。
The
なお、不連続検出部132、特定部133、除外部134、解析部136および設定部137の一部または全部は、ソフトウェアであるプログラムではなく、IC(Integrated Circuit)等のハードウェア回路によって実現されてもよい。
Note that some or all of the
また、図4に示した加工機10、A/Dコンバータ12、診断装置13および基準音発生装置14のそれぞれの各機能部は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。例えば、図4で独立した機能部として図示した複数の機能部を、1つの機能部として構成してもよい。一方、図4の1つの機能部が有する機能を複数に分割し、複数の機能部として構成するものとしてもよい。
Moreover, each function part of the
(診断システムの目的音に対する不連続部分の特定動作)
図7は、実施の形態に係る診断システムの目的音に対する不連続部分の特定動作の一例を示すフローチャートである。図8−1は、正弦波である基準音の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図8−2は、正弦波である基準音に不連続部分が含まれる場合の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図9は、不連続部分を含む波形データを除外することを説明する図である。図7〜9を参照しながら、診断システム1の目的音に対応する不連続部分の特定動作について説明する。
(Specific operation of discontinuous part for target sound of diagnostic system)
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the discontinuous portion specifying operation for the target sound of the diagnostic system according to the embodiment. FIG. 8A is a diagram illustrating an example of waveform data of a reference sound that is a sine wave and a spectrogram thereof. FIG. 8-2 is a diagram illustrating an example of waveform data and a spectrogram when the discontinuous portion is included in the reference sound that is a sine wave. FIG. 9 is a diagram for explaining that waveform data including a discontinuous portion is excluded. The specific operation of the discontinuous portion corresponding to the target sound of the diagnostic system 1 will be described with reference to FIGS.
<ステップS11>
第1受信部131aは、A/Dコンバータ12の第1変換部121により変換された目的音のデジタル信号を受信(収録)する。第2受信部131bは、A/Dコンバータ12の第2変換部122により変換された基準音のデジタル信号を受信(収録)する。なお、第1受信部131aおよび第2受信部131bによりそれぞれ収録されたデジタル信号に基づく波形データは、記憶部135に記憶されるものとしてもよい。そして、ステップS12へ移行する。
<Step S11>
The
<ステップS12>
不連続検出部132は、第2受信部131bにより受信された基準音の波形データにおいて、システムの不具合で発生する波形の不連続部分の有無を検出する。具体的には、不連続検出部132は、基準音の波形データに対してフーリエ変換等を用いた周波数解析を行う。図8−1(a)に示す波形は、正常時の基準音の波形(正弦波)を示し、この基準音の波形データに対して周波数解析を行った結果が図8ー1(b)に示す横軸を時間、縦軸を周波数としたスペクトログラムである。図8−1(b)のスペクトログラムに示すように、ノイズ等の混入を無視する場合、正常時の基準音の波形は1つの周波数を含む正弦波であるので、図8−1(a)の正弦波の周波数で一定となる。一方、図8−2(a)に示す波形は、不連続波形部分311に不連続部分を含む基準音の波形を示し、この基準音の波形データに対して周波数解析を行った結果が図8−2(b)に示すスペクトログラムである。図8−2(b)のスペクトログラムに示すように、不連続部分を含む基準音の波形は、元の正弦波の周波数の他、高周波成分等の正弦波の周波数以外の周波数成分を含むことになるので、フーリエ変換の結果、図8−2(a)の基準音の波形の不連続部分に対応する時間において、高周波成分等を示す立ち上がり部分が存在することになる。不連続検出部132は、このように、基準音の波形データに対する周波数解析の結果、高周波成分等の正弦波の周波数以外の周波数成分を含むと判定した場合、基準音の波形データが不連続部分を含むことを検出する。
<Step S12>
The
不連続部分が検出された場合(ステップS12:Yes)、ステップS13へ移行し、検出されない場合(ステップS12:No)、ステップS16へ移行する。 If a discontinuous portion is detected (step S12: Yes), the process proceeds to step S13. If not detected (step S12: No), the process proceeds to step S16.
<ステップS13>
特定部133は、第1受信部131aにより受信された目的音の波形データにおいて、不連続検出部132により検出された基準音の波形の不連続部分に対応する目的音の波形部分を不連続部分として特定する。そして、ステップS14へ移行する。
<Step S13>
The specifying
<ステップS14>
除外部134は、目的音の波形データから、特定部133により特定された不連続部分を除外する。具体的には、例えば、第1受信部131aにより収録された目的音の波形データ、および第2受信部131bにより収録された基準音の波形データは、所定時間ごとに波形データセットとして、記憶部135に1ファイルとして記憶され、図9に示すように、各ファイルの集合である波形データセット群321として管理されるものとする。そして、記憶部135に記憶された波形データセット(すなわち、目的音の波形データおよび基準音の波形データ)のファイルのうち、n番目の波形データセットのファイルの基準音の波形データにおいて、不連続検出部132により不連続部分が含まれることが検出されたものとする。この場合、除外部134は、図9に示すように、波形データセット群321から、このn番目の波形データセットのファイル(所定単位の一例)である波形データセット322を除外し、波形データセット群321aとする。
<Step S14>
The excluding
ここで、目的音の波形データから、特定部133により特定された不連続部分を除外するとは、上述の図9で示したように、基準音の波形データにおいて、不連続検出部132により不連続部分が含まれることが検出されたファイル自体を除外することの他、不連続部分を含むファイルの目的音の波形データから、フーリエ変換をかける単位(所定単位の一例)であって不連続部分を含む単位に相当する波形部分を除外すること、および、不連続部分を含むファイルの目的音の波形データから、基準音の波形データの不連続部分に対応する波形部分を直接除外すること、を含む概念であるものとする。さらには、不連続部分を含む目的音の波形データのうち、不連続部分に係る波形部分以外の波形データを用いて解析し、不連続部分に係る波形部分は解析に用いないこと、および、不連続部分を含むか否かに関わらず波形データセット群321の目的音の波形データに対してそれぞれフーリエ変換等による解析を行い、それらの解析結果のうち、不連続部分を含む目的音の波形データの解析結果を用いないこと、をも含む概念であるものとする。
Here, excluding the discontinuous portion specified by the specifying
そして、ステップS15へ移行する。 Then, the process proceeds to step S15.
<ステップS15>
解析部136は、除外部134により目的音の波形データから不連続部分が除外された残りの波形データ、すなわち、目的音の波形データのうち、不連続部分を含む波形データ以外の波形データを用いて、フーリエ変換等を用いた解析を行う。以上で、処理を終了する。
<Step S15>
The
<ステップS16>
解析部136は、不連続検出部132により基準音の波形データにおいて不連続部分が検出されないので、目的音の波形データ全体に対してフーリエ変換等を用いた解析を行う。以上で、処理を終了する。
<Step S16>
Since the
以上のステップS11〜S16の処理によって、診断システム1の目的音に対応する不連続部分の特定動作が行われる。 Through the processes in steps S11 to S16 described above, the discontinuous portion specifying operation corresponding to the target sound of the diagnostic system 1 is performed.
(ゲイン調整)
図10は、基準音の波形データに対するゲイン調整を説明する図である。図10を参照しながら、A/Dコンバータ12に入力される目的音および基準音についてのゲイン調整について説明する。
(Gain adjustment)
FIG. 10 is a diagram for explaining gain adjustment for the waveform data of the reference sound. The gain adjustment for the target sound and the reference sound input to the A /
図10のうち、図10(a)は、目的音の波形データを示しているが、目的音の波形は複雑な形状をしているため、オーバーフローが発生した場合に、それを検出することは困難である。これに対し、図10(b)は、基準音の波形データがオーバーフローした場合を示しているが、基準音は単純な正弦波であるため、オーバーフローが発生していることを目視で容易に確認することができる。または、図8−2で上述したように、不連続検出部132により、基準音の波形データに対して周波数解析が行われ、正弦波の周波数以外の周波数成分を含むと判定された場合、基準音の波形データに不連続部分、すなわち、オーバーフローが発生していることが検出される。
10A shows the waveform data of the target sound. However, since the waveform of the target sound has a complicated shape, it is not possible to detect it when an overflow occurs. Have difficulty. On the other hand, FIG. 10B shows a case where the waveform data of the reference sound has overflowed, but since the reference sound is a simple sine wave, it is easily confirmed visually that an overflow has occurred. can do. Alternatively, as described above with reference to FIG. 8B, when the
また、図10(c)に示すように、調整したゲインが低すぎると、基準音の波形データの振幅が小さくなり、解析が正常に行うことができない場合がある。このように、基準音の波形データの振幅が小さい場合も目視によって容易に確認することができる。 Further, as shown in FIG. 10C, if the adjusted gain is too low, the amplitude of the waveform data of the reference sound becomes small, and the analysis may not be performed normally. Thus, even when the amplitude of the waveform data of the reference sound is small, it can be easily confirmed visually.
以上のように、調整部123により、基準音の波形データにオーバーフローがなく、かつ振幅が小さ過ぎることもなく適切に調整したゲインを、目的音の波形データにも反映させれば、目的音の波形データについてもオーバーフローの発生、および振幅が小さ過ぎることによる解析不良の発生を抑制することができる。 As described above, if the adjustment unit 123 causes the waveform data of the target sound to reflect the gain appropriately adjusted without overflow in the waveform data of the reference sound and without the amplitude being too small, With respect to the waveform data, it is possible to suppress the occurrence of overflow and the occurrence of analysis failure due to the amplitude being too small.
また、調整部123によって基準音のゲインを適切に調整されるためには、例えば、図10(c)および10(d)に示すように、基準音のピークが所定の設定下限値および設定上限値の間に収まるようにゲイン調整が行われるものとすればよい。この場合、設定部137によって、予め、正弦波である基準音の波形データに対する設定下限値および設定上限値が設定されているものとすればよい。また、通知部138は、基準音の波形データのピークが設定下限値と設定上限値との間にあるか否かを検出し、設定下限値以下の場合、検出部111(センサ11)等の接続不良、またはゲインが低過ぎることをユーザに通知するものとすればよい。また、通知部138は、基準音の波形データのピークが設定上限値以上の場合、ゲインが高過ぎることをユーザに通知するものとすればよい。これによって、ユーザによる基準音に対するゲイン調整の作業性を向上させることができる。図10(c)は、ゲインが低過ぎる場合の例を示し、図10(d)は、ゲインが適切に調整された場合の例を示している。
In addition, in order to appropriately adjust the gain of the reference sound by the adjusting unit 123, for example, as shown in FIGS. 10C and 10D, the peak of the reference sound has a predetermined set lower limit value and set upper limit value. The gain adjustment may be performed so as to be within the range. In this case, a setting lower limit value and a setting upper limit value for the waveform data of the reference sound that is a sine wave may be set in advance by the
以上のように、加工機10が発生する目的音の波形は複雑な形状をしているので、システムの異常によって不連続部分が含まれたとしても容易に特定することができないが、基準音(正弦波)を周波数解析することによって、基準音の波形データにおける不連続部分が検出でき、その不連続部分と時間的に対応する目的音の波形データの波形部分を特定することによって、目的音の波形データの不連続部分を容易に特定することができる。また、何らかのフィルタをかけたり、機械学習にかけたりして、目的音の波形データを解析する場合、目的音が本来持っている周波数成分以外の周波数成分が含まれてしまうと、誤差として解析結果に影響が出てしまうが、上述のように、目的音の波形データの不連続部分を特定することができるので、この部分を除外して解析することができ、解析の精度を向上させることができる。
As described above, since the waveform of the target sound generated by the processing
また、駆動部104の経時変化による欠損等の異常の有無を診断するために、収録した目的音を利用して比較対象となる学習モデルを生成するが、学習モデルを生成するための目的音自体に不連続部分が含まれる場合、正常ではない学習モデルが生成されてしまう。このような正常ではない学習モデルが生成された場合、収録した目的音が異常を含まない正常な音であるにも関わらず、異常であると判定される可能性がある。しかし、上述のように、目的音の波形データの不連続部分を容易に特定することができるので、正常な学習モデルの生成も適切に生成することが可能となり、上述のような問題を解消することができる。 In addition, in order to diagnose the presence or absence of an abnormality such as a defect due to a temporal change of the drive unit 104, a learning model to be compared is generated using the recorded target sound, but the target sound itself for generating the learning model If a discontinuous part is included, an abnormal learning model is generated. When such an abnormal learning model is generated, it may be determined that the recorded target sound is abnormal although it is a normal sound that does not include abnormality. However, as described above, since the discontinuous portion of the waveform data of the target sound can be easily specified, it is possible to generate a normal learning model appropriately, and solve the above-described problems. be able to.
(変形例1)
本実施の形態の変形例1に係る診断システムについて、本実施の形態に係る診断システム1と相違する点を中心に説明する。上述の実施の形態では、発生部141が発生する基準音が正弦波である場合について説明した。本変形例では、発生部141が発生する基準音がスイープ音である場合について説明する。なお、本変形例に係る診断システムの全体構成および機能ブロックの構成、ならびに、加工機10および診断装置13のハードウェア構成は、それぞれ上述の実施の形態で説明した構成と同様である。
(Modification 1)
The diagnostic system according to the first modification of the present embodiment will be described focusing on differences from the diagnostic system 1 according to the present embodiment. In the above-described embodiment, the case where the reference sound generated by the generation unit 141 is a sine wave has been described. In this modification, a case where the reference sound generated by the generation unit 141 is a sweep sound will be described. Note that the overall configuration and functional block configuration of the diagnostic system according to the present modification, and the hardware configurations of the
図11−1は、スイープ信号である基準音の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図11−2は、スイープ信号である基準音に不連続部分が含まれる場合の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図11−1および11−2を参照しながら、基準音としてスイープ音を用いた場合の不連続部分の検出動作について説明する。 FIG. 11A is a diagram of an example of waveform data of a reference sound that is a sweep signal and a spectrogram thereof. FIG. 11B is a diagram illustrating an example of waveform data and a spectrogram when the reference sound that is the sweep signal includes a discontinuous portion. With reference to FIGS. 11A and 11B, the operation for detecting the discontinuous portion when the sweep sound is used as the reference sound will be described.
基準音発生装置14の発生部141は、基準音としてスイープ音を発生させる。発生部141は、例えば、図11−1(a)に示すように、周波数が徐々に増加するスイープ信号を発生させる。なお、スイープ信号としては、図11−1(a)に示すような周波数が徐々に増加する信号に限定されるものではなく、例えば、周波数が徐々に小さくなる信号、周波数が増加および減少を繰り返す信号、周波数が徐々に増加して所定の大きさに達した場合に所定の周波数に戻して、そこから再び徐々に増加する信号、または、周波数が徐々に減少して所定の大きさまで小さくなった場合に所定の周波数に上げて、そこから再び徐々に減少する信号等であってもよい。
The generating unit 141 of the
第2変換部122は、発生部141が発生する基準音としてのアナログのスイープ信号を入力し、デジタル信号に変換して出力する。第2受信部131bは、第2変換部122により変換された基準音のデジタル信号を受信(収録)する。
The second conversion unit 122 receives an analog sweep signal as a reference sound generated by the generation unit 141, converts the analog sweep signal into a digital signal, and outputs the digital signal. The
不連続検出部132は、第2受信部131bにより受信された基準音(スイープ信号)の波形データにおいて、システムの不具合で発生する波形の不連続部分の有無を検出する。具体的には、不連続検出部132は、基準音の波形データに対してフーリエ変換等を用いた周波数解析を行う。図11−1(a)に示す波形は、正常時の基準音の波形(スイープ信号)を示し、この基準音の波形データに対して周波数解析を行った結果が図11−1(b)に示す横軸を時間、縦軸を周波数としたスペクトログラムである。図11−1(b)のスペクトログラムに示すように、ノイズ等の混入を無視する場合、正常時の基準音の波形は周波数が徐々に増加する波形なので、縦軸の周波数が徐々に増加する。一方、図11−2(a)に示す波形は、不連続波形部分331に不連続部分を含む基準音の波形を示し、この基準音の波形データに対して周波数解析を行った結果が図11−2(b)に示すスペクトログラムである。図11−2(b)のスペクトログラムに示すように、不連続部分を含む基準音の波形は、元のスイープ信号である基準音が含む周波数の他、高周波成分等の基準音が含む周波数以外の周波数成分を含むことになるので、フーリエ変換の結果、図11−2(a)の基準音の波形の不連続部分に対応する時間において、高周波成分等を示す立ち上がり部分が存在することになる。不連続検出部132は、このように、基準音の波形データに対する周波数解析の結果、高周波成分等の基準音が含む周波数以外の周波数成分を含むと判定した場合、基準音の波形データが不連続部分を含むことを検出する。
The
その他の診断システム1の機能部の動作は、上述の実施の形態で説明した動作と同様である。 The operation of the functional unit of the other diagnostic system 1 is the same as the operation described in the above embodiment.
以上のように、本変形例では、目的音に含まれる不連続部分を特定するために用いる基準音として、スイープ信号を用いている。例えば、上述の実施の形態では基準音として正弦波を用いた場合を説明したが、システム(A/Dコンバータ12等)の異常によって基準音に発生した不連続部分がちょうど正弦波の1波長分の欠落であった場合、正弦波の形状としては、欠落前の形状と比較しても変わらないものとなり得る。このような場合、不連続検出部132によっては基準音の不連続部分を検出することができず、目的音の波形データには不連続部分が含まれるものの、それが特定されずに解析対象として用いられてしまう可能性がある。しかし、基準音としてスイープ信号を用いた場合、周波数が常時変動しているので、波形のどの部分が欠落したとしても、それが周波数解析の結果、図11−2(b)に示したように不連続部分の発生として検出することができるという利点がある。
As described above, in this modified example, the sweep signal is used as the reference sound used for specifying the discontinuous portion included in the target sound. For example, in the above-described embodiment, the case where a sine wave is used as a reference sound has been described. In the case of missing, the shape of the sine wave may be the same as the shape before the missing. In such a case, the discontinuity portion of the reference sound cannot be detected by the
(変形例2)
本実施の形態の変形例2に係る診断システムについて、本実施の形態に係る診断システム1と相違する点を中心に説明する。上述の実施の形態では、正弦波である基準音の波形データをそのまま周波数解析して、不連続部分を検出する動作について説明した。本変形例では、正弦波である基準音の波形データを二値化し、二値化した波形データのデューティ比を用いて不連続部分を検出する動作について説明する。なお、本変形例に係る診断システムの全体構成および機能ブロックの構成、ならびに、加工機10および診断装置13のハードウェア構成は、それぞれ上述の実施の形態で説明した構成と同様である。
(Modification 2)
The diagnostic system according to the second modification of the present embodiment will be described focusing on differences from the diagnostic system 1 according to the present embodiment. In the above-described embodiment, the operation has been described in which the waveform data of the reference sound which is a sine wave is directly subjected to frequency analysis to detect a discontinuous portion. In this modification, an operation of binarizing waveform data of a reference sound that is a sine wave and detecting a discontinuous portion using the duty ratio of the binarized waveform data will be described. Note that the overall configuration and functional block configuration of the diagnostic system according to the present modification, and the hardware configurations of the
図12は、基準音の波形データを二値化した波形データを説明する図である。図13−1および13−2は、それぞれ、基準音の波形データに不連続部分が含まれる場合のデューティ比を説明する図である。図12、13−1および13−2を参照しながら、不連続検出部132による基準音の波形データでの不連続部分の検出動作について説明する。
FIG. 12 is a diagram for explaining the waveform data obtained by binarizing the waveform data of the reference sound. FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating the duty ratio when the waveform data of the reference sound includes a discontinuous portion. With reference to FIGS. 12, 13-1, and 13-2, the operation for detecting the discontinuous portion in the waveform data of the reference sound by the
不連続検出部132は、第2受信部131bにより受信された基準音の波形データにおいて、システムの不具合で発生する波形の不連続部分の有無を検出するために、基準音の波形データを二値化する。具体的には、不連続検出部132は、図12(a)に示す正弦波の基準音の波形データにおいて、所定の閾値以上となる区間を「High」の状態とし、所定の閾値未満となる区間を「Low」の状態とすることによって二値化した矩形波状の波形データ(以下、「矩形波形データ」と称する場合がある)を生成する。そして、不連続検出部132は、図12(b)に示すように、正弦波の周期である期間T0(すなわち、正常な矩形波形データの「High」の期間と「Low」の期間とを合わせた期間)に対する、正常な矩形波形データの「High」の期間H0の割合であるデューティ比を、正常のデューティ比として予め求めておく。そして、不連続検出部132は、矩形波形データにおいてデューティ比を順次求めていき、正常のデューティ比と比較する。不連続検出部132は、その比較の結果、正常のデューティ比と異なるデューティ比が検出された場合、矩形波形データのデューティ比が異なる波形部分に対応する基準音の波形部分に不連続部分が含まれていると判断する。
The
図13−1に示す例の場合、不連続検出部132は、図13−1(b)に示すように、矩形波形データの特定の部分でデューティ比が(H1/T1)と求まった場合、正常のデューティ比(H0/T0)と異なるので、デューティ比が(H1/T1)である矩形波形データの波形部分に対応する、図13−1(a)に示す基準音の波形部分に不連続部分があることを検出する。また、図13−2に示す例の場合、不連続検出部132は、図13−2(b)に示すように、矩形波形データの特定の部分でデューティ比が(H0/T2)と求まった場合、正常のデューティ比(H0/T0)と異なるので、デューティ比が(H0/T2)である矩形波形データの波形部分に対応する、図13−2(a)に示す基準音の波形部分に不連続部分があることを検出する。
In the case of the example illustrated in FIG. 13A, the
その他の診断システム1の機能部の動作は、上述の実施の形態で説明した動作と同様である。 The operation of the functional unit of the other diagnostic system 1 is the same as the operation described in the above embodiment.
以上のように、本変形例では、正弦波である基準音の波形データを二値化し、二値化した矩形波形データのデューティ比を求め、そのデューティ比が正常のデューティ比と異なる場合、不連続部分があるものと判定している。このように、上述の実施の形態で説明したように、正弦波である基準音の波形データに対して処理が重い周波数解析をすることなく、二値化処理をしてデューティ比を用いて不連続部分を検出しているので、基準音の波形データに対する不連続部分の検出処理の負荷を軽減することができる。 As described above, in this modification, the waveform data of the reference sound that is a sine wave is binarized, the duty ratio of the binarized rectangular waveform data is obtained, and the duty ratio is different from the normal duty ratio. It is determined that there is a continuous part. In this way, as described in the above embodiment, binarization processing is performed on the waveform data of the reference sound that is a sine wave without performing heavy frequency analysis, and the duty ratio is not used. Since the continuous portion is detected, it is possible to reduce the load of the discontinuous portion detection process for the waveform data of the reference sound.
(変形例3)
本実施の形態の変形例3に係る診断システムについて、本実施の形態に係る診断システム1と相違する点を中心に説明する。本変形例では、診断システム1の不具合(特に、A/Dコンバータ12)を検査するモードについて説明する。なお、本変形例に係る診断システムの全体構成および機能ブロックの構成、ならびに、加工機10および診断装置13のハードウェア構成は、それぞれ上述の実施の形態で説明した構成と同様である。
(Modification 3)
The diagnostic system according to the third modification of the present embodiment will be described focusing on differences from the diagnostic system 1 according to the present embodiment. In this modification, a mode for inspecting a failure (particularly, the A / D converter 12) of the diagnostic system 1 will be described. Note that the overall configuration and functional block configuration of the diagnostic system according to the present modification, and the hardware configurations of the
上述の実施の形態で説明したように、診断システム1は、基準音の波形データの不連続部分を検出することによって、加工機10から発生する目的音の波形データの不連続部分を特定し、特定した不連続部分以外の目的音の波形データを解析することによって、駆動部104の経時変化による欠損等の異常の有無を診断する。ただし、基準音の波形データに対する不連続部分の発生の状態によっては、診断システム1自体の不具合、特にA/Dコンバータ12の動作不良等の不具合が発生している可能性もある。そこで、検出部111によって加工機10から目的音を収録せず、診断システム1自体の不具合を検査する検査モードを設定できるようにしてもよい。
As described in the above embodiment, the diagnostic system 1 identifies the discontinuous portion of the waveform data of the target sound generated from the processing
具体的には、上述の実施の形態で説明した不連続検出部132による基準音の波形データの不連続部分の検出に基づいて、診断システム1自体の不具合の有無を判断するものとすればよい。例えば、不連続検出部132によって、所定期間に所定回数の不連続部分が検出された場合、通知部138は、診断システム1自体に不具合が発生している可能性がある内容を通知するものとすればよい。このように検査モードを設定できるようにすることで、診断システム1自体に不具合を発見することができる。
Specifically, based on the detection of the discontinuous portion of the waveform data of the reference sound by the
(変形例4)
本実施の形態の変形例4に係る診断システムについて、本実施の形態に係る診断システム1と相違する点を中心に説明する。上述の実施の形態では、システムの不具合により基準音の波形データに不連続部分が発生した場合に、目的音の波形データの不連続部分を特定する動作を説明した。本変形例では、この不連続部分が特に基準音の波形データの欠落によって生じる場合について説明する。なお、本変形例に係る診断システムの全体構成および機能ブロックの構成、ならびに、加工機10および診断装置13のハードウェア構成は、それぞれ上述の実施の形態で説明した構成と同様である。
(Modification 4)
A diagnostic system according to the fourth modification of the present embodiment will be described focusing on differences from the diagnostic system 1 according to the present embodiment. In the above-described embodiment, the operation of specifying the discontinuous portion of the waveform data of the target sound when the discontinuous portion occurs in the waveform data of the reference sound due to a malfunction of the system has been described. In the present modification, a case will be described in which this discontinuous portion is caused in particular by a lack of reference waveform data. Note that the overall configuration and functional block configuration of the diagnostic system according to the present modification, and the hardware configurations of the
図14は、欠落により波形データが不連続になる場合の基準音の波形データの一例を示す図である。図14に示す基準音の波形データにおける基準音波形部分341は、システムの不具合、特に、A/Dコンバータ12によるデータの入力動作に不具合が生じ、データの欠落によって不連続部分が生じた状態の一例を示している。A/Dコンバータ12によるデータの入力動作に不具合が生じると、図14に示すように、基準音波形部分341の期間で基準音の値が一定値として検出されたり(値が伸びたように検出されたり)、または、入力動作そのものの一時的な不能により基準音の値が±0として検出されたりする場合がある。このような場合においても、不連続検出部132は、基準音の波形データにおける不連続部分として検出する。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the waveform data of the reference sound when the waveform data becomes discontinuous due to omission. The reference
図15は、正弦波である基準音にデータの欠落による不連続部分が含まれる場合の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図15(a)に示す波形は、不連続波形部分351に、上述のデータの欠落により発生した不連続部分を含む基準音の波形を示し、この基準の波形データに対して周波数解析を行った結果が図15(b)に示すスペクトログラムである。図15(b)のスペクトログラムに示すように、不連続部分を含む基準音の波形は、元の正弦波の周波数の他、高周波成分等の正弦波の周波数以外の周波数成分を含むことになるので、フーリエ変換の結果、図15(a)の基準音の波形の不連続部分に対応する時間において、高周波成分等を示す立ち上がり部分が存在することになる。不連続検出部132は、このように、基準音の波形データに対する周波数解析の結果、高周波成分等の正弦波の周波数以外の周波数成分を含むと判定した場合、基準音の波形データが不連続部分を含むことを検出する。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of waveform data and a spectrogram when the reference sound that is a sine wave includes a discontinuous portion due to missing data. The waveform shown in FIG. 15A shows the waveform of the reference sound including the discontinuous portion generated due to the above-mentioned missing data in the
以上のように、基準音(正弦波)を周波数解析することによって、例えば、A/Dコンバータ12等の不具合によるデータの欠落によって不連続部分が生じた場合においても、当該不連続部分が検出でき、その不連続部分と時間的に対応する目的音の波形データの波形部分を特定することによって、目的音の波形データの不連続部分を容易に特定することができる。
As described above, by analyzing the frequency of the reference sound (sine wave), for example, even when a discontinuous portion is generated due to data loss due to a malfunction of the A /
なお、本変形例のような基準音の波形データの不連続部分を周波数解析によって検出することの他に、上述の変形例2のように、基準音の波形データを二値化し、二値化した波形データのデューティ比を用いて不連続部分を検出することも可能である。 In addition to detecting the discontinuous portion of the waveform data of the reference sound as in the present modification example, the waveform data of the reference sound is binarized and binarized as in the second modification example described above. It is also possible to detect a discontinuous portion using the duty ratio of the waveform data.
(変形例5)
本実施の形態の変形例5に係る診断システムについて、本実施の形態に係る診断システム1と相違する点を中心に説明する。上述の実施の形態では、システムの不具合により基準音の波形データに不連続部分が発生した場合に、目的音の波形データの不連続部分を特定する動作を説明した。本変形例では、この不連続部分が、特に、A/Dコンバータ12のサンプリング周波数の変動によって生じる場合について説明する。なお、本変形例に係る診断システムの全体構成および機能ブロックの構成、ならびに、加工機10および診断装置13のハードウェア構成は、それぞれ上述の実施の形態で説明した構成と同様である。
(Modification 5)
A diagnostic system according to the fifth modification of the present embodiment will be described focusing on differences from the diagnostic system 1 according to the present embodiment. In the above-described embodiment, the operation of specifying the discontinuous portion of the waveform data of the target sound when the discontinuous portion occurs in the waveform data of the reference sound due to a malfunction of the system has been described. In the present modification, a case will be described in which this discontinuous portion is caused in particular by fluctuations in the sampling frequency of the A /
図16は、サンプリング周波数の変動により波形データが不連続になる場合の基準音の波形データの一例を示す図である。図16(a)に示す基準音の波形データにおける基準音波形部分361は、システムの不具合、特に、A/Dコンバータ12におけるサンプリング周波数が高くなる変動によって不連続部分が生じた状態の一例を示している。図16(b)に示す基準音の波形データにおける基準音波形部分362は、システムの不具合、特に、A/Dコンバータ12におけるサンプリング周波数が低くなる変動によって不連続部分が生じた状態の一例を示している。この図16に示す例のように、サンプリング周波数の変動によって、基準音の波形の周波数が変動する波形部分も、基準音の正常な周波数(基底周波数)に連続しない異なる周波数の部分であり、波形データの不連続部分の概念に含まれるものとする。このような場合においても、不連続検出部132は、基準音の波形データにおける不連続部分として検出する。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the waveform data of the reference sound when the waveform data becomes discontinuous due to fluctuations in the sampling frequency. A reference
図17は、正弦波である基準音にサンプリング周波数が高くなる変動によって不連続部分が含まれる場合の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図17(a)に示す波形は、不連続波形部分371に、上述のサンプリング周波数が高くなる変動により発生した不連続部分を含む基準音の波形を示し、この基準の波形データに対して周波数解析を行った結果が図17(b)に示すスペクトログラムである。図17(b)のスペクトログラムに示すように、不連続部分を含む基準音の波形は、フーリエ変換の結果、不連続波形部分371に対応する時間において、基準音の正常な周波数(基底周波数)よりも高い周波数の成分を含むことになる。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of waveform data and a spectrogram thereof in the case where a discontinuous portion is included in the reference sound that is a sine wave due to a variation in the sampling frequency. The waveform shown in FIG. 17A shows the waveform of the reference sound including the discontinuous portion generated by the above-described fluctuation in which the sampling frequency is increased in the
図18は、正弦波である基準音にサンプリング周波数が低くなる変動によって不連続部分が含まれる場合の波形データ、およびそのスペクトログラムの一例を示す図である。図18(a)に示す波形は、不連続波形部分372に、上述のサンプリング周波数が低くなる変動により発生した不連続部分を含む基準音の波形を示し、この基準の波形データに対して周波数解析を行った結果が図18(b)に示すスペクトログラムである。図18(b)のスペクトログラムに示すように、不連続部分を含む基準音の波形は、フーリエ変換の結果、不連続波形部分372に対応する時間において、基準音の正常な周波数(基底周波数)よりも低い周波数の成分を含むことになる。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of waveform data and a spectrogram thereof in the case where a discontinuous portion is included in the reference sound that is a sine wave due to fluctuations in which the sampling frequency is lowered. The waveform shown in FIG. 18A shows the waveform of the reference sound including the discontinuous portion generated by the above-described fluctuation in which the sampling frequency is lowered in the
不連続検出部132は、このように、基準音の波形データに対する周波数解析の結果、基準音の基底周波数と異なる周波数成分を含むと判定した場合、基準音の波形データが不連続部分を含むことを検出する。また、後述する図19に示すような二値化した波形データのデューティ比を用いて不連続部分を検出するものとしてもよい。
As described above, when the
図19は、基準音の波形データにサンプリング周波数の変動による不連続部分が含まれる場合のデューティ比を説明する図である。図19に示すように、上述の図16に示したようなサンプリング周波数の変動によって、基準音の基底周波数と異なる周波数成分を含む場合、正弦波である基準音の波形データを二値化し、二値化した波形データのデューティ比を用いて不連続部分を検出することができる。具体的には、不連続検出部132は、第2受信部131bにより受信された基準音の波形データにおいて、サンプリング周波数の変動により発生する波形の不連続部分の有無を検出するために、基準音の波形データを二値化する。不連続検出部132は、図19(a)に示す正弦波の基準音の波形データにおいて、所定の閾値以上となる区間を「High」の状態とし、所定の閾値未満となる区間を「Low」の状態とすることによって二値化した矩形波状データを生成する。そして、不連続検出部132は、図19(b)に示すように、正弦波の周期である期間T0(すなわち、正常な矩形波形データの「High」の期間と「Low」の期間とを合わせた期間)に対する、正常な矩形波形データの「High」の期間H0の割合であるデューティ比を、正常のデューティ比として予め求めておく。そして、不連続検出部132は、矩形波形データにおいてデューティ比を順次求めていき、正常のデューティ比と比較する。不連続検出部132は、その比較の結果、正常のデューティ比と異なるデューティ比が検出された場合、矩形波形データのデューティ比が異なる波形部分に対応する基準音の波形部分に不連続部分が含まれていると判断する。
FIG. 19 is a diagram for explaining the duty ratio in the case where the waveform data of the reference sound includes a discontinuous portion due to the variation of the sampling frequency. As shown in FIG. 19, when a frequency component different from the base frequency of the reference sound is included due to the fluctuation of the sampling frequency as shown in FIG. 16 described above, the waveform data of the reference sound that is a sine wave is binarized, A discontinuous portion can be detected using the duty ratio of the digitized waveform data. Specifically, the
図19に示す例の場合、不連続検出部132は、図19(b)に示すように、矩形波形データの特定の部分でデューティ比が(H3/T3)と求まった場合、正常のデューティ比(H0/T0)と異なるので、デューティ比が(H3/T3)である矩形波形データの波形部分に対応する、図19(a)に示す基準音の波形部分に不連続部分があることを検出する。
In the case of the example shown in FIG. 19, the
以上のように、基準音(正弦波)を周波数解析することによって、例えば、A/Dコンバータ12のサンプリング周波数の変動によって不連続部分が生じた場合においても、当該不連続部分が検出でき、その不連続部分と時間的に対応する目的音の波形データの波形部分を特定することによって、目的音の波形データの不連続部分を容易に特定することができる。この場合、図19で示したように、不連続検出部132は、基準音の波形データを二値化し、二値化した波形データのデューティ比を用いて不連続部分を検出することも可能である。
As described above, by analyzing the frequency of the reference sound (sine wave), for example, even when a discontinuous portion occurs due to a change in the sampling frequency of the A /
なお、上述の実施の形態または各変形例では、検出部111が検出する信号を音(目的音)とし、基準音発生装置14が発生する信号についても音(基準音)としているが、これに限定されるものではなく、振動波形等のその他の信号であってもよい。
In the above-described embodiment or each modification, the signal detected by the detection unit 111 is a sound (target sound), and the signal generated by the
また、上述の実施の形態において、基準音の波形データにおいて、システムの不具合(A/Dコンバータ12の不具合等)によって発生する不連続部分について説明し、さらに、変形例4では基準音の波形データの欠落によって生じる不連続部分、変形例5でA/Dコンバータ12のサンプリング周波数の変動によって生じる不連続部分について説明した。しかし、これらは基準音の波形データの不連続部分の発生要因を特定するものではなく、あらゆる要因によって不連続部分が発生した場合においても不連続検出部132により不連続部分が検出されることが可能であり、目的音の波形データの不連続部分を容易に特定することができる。
Further, in the above-described embodiment, discontinuous portions caused by a system malfunction (such as a malfunction of the A / D converter 12) in the waveform data of the reference sound will be described. Further, in the fourth modification, the waveform data of the reference sound In the fifth modification, the discontinuous portion caused by fluctuations in the sampling frequency of the A /
なお、上述の実施の形態および各変形例において、診断装置13の各機能部のうち少なくともいずれかがプログラムの実行によって実現される場合、そのプログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。また、上述の実施の形態および各変形例に係る診断装置13で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、フレキシブルディスク(FD)、CD−R(Compact Disk Recordable)、DVD(Digital Versatile Disc)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、上述の実施の形態および各変形例に係る診断装置13で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上述の実施の形態および各変形例に係る診断装置13で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、上述の実施の形態および各変形例に係る診断装置13で実行されるプログラムは、上述した各機能部のうち少なくともいずれかを含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしては上述のROM52または補助記憶装置58からプログラムを読み出して実行することにより、上述の各機能部が主記憶装置(RAM53等)上にロードされて生成されるようになっている。
In the above-described embodiments and modifications, when at least one of the functional units of the
1 診断システム
10 加工機
11 センサ
12 A/Dコンバータ
13 診断装置
14 基準音発生装置
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 通信I/F
55 入出力I/F
56 入力装置
57 ディスプレイ
58 補助記憶装置
59 スピーカ
60 バス
61 CPU
62 ROM
63 RAM
64 通信I/F
65 駆動制御回路
66 モータ
67 センサ
68 バス
101 数値制御部
102 通信制御部
103 駆動制御部
104 駆動部
111 検出部
121 第1変換部
122 第2変換部
123 調整部
131 通信制御部
131a 第1受信部
131b 第2受信部
131c 送信部
132 不連続検出部
133 特定部
134 除外部
135 記憶部
136 解析部
137 設定部
138 通知部
141 発生部
301 基準音波形部分
302 目的音波形部分
311 不連続波形部分
321、321a 波形データセット群
322 波形データセット
331 不連続波形部分
341 基準音波形部分
351 不連続波形部分
361、362 基準音波形部分
371、372 不連続波形部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
52 ROM
53 RAM
54 Communication I / F
55 I / O I / F
56
62 ROM
63 RAM
64 Communication I / F
65
Claims (14)
信号発生装置から発生した基準信号を取得する第2取得部と、
前記第2取得部により取得された前記基準信号に不連続部分があるか否かを検出する不連続検出部と、
前記不連続検出部により前記基準信号に不連続部分があることが検出された場合、該基準信号の不連続部分に対応する前記目的信号の波形部分を不連続部分として特定する特定部と、
を備えた診断装置。 A first acquisition unit that acquires the target signal detected by a detection unit that detects a target signal emitted by the drive unit of the diagnosis target machine;
A second acquisition unit for acquiring a reference signal generated from the signal generator;
A discontinuity detection unit for detecting whether or not the reference signal acquired by the second acquisition unit has a discontinuous portion;
When the discontinuity detecting unit detects that there is a discontinuous portion in the reference signal, a specifying unit that identifies the waveform portion of the target signal corresponding to the discontinuous portion of the reference signal as a discontinuous portion;
Diagnostic device with
前記除外部によって前記所定単位の波形部分が除外された残りの前記目的信号に対して解析を行う解析部と、
をさらに備えた請求項1〜5のいずれか一項に記載の診断装置。 An excluding unit that excludes a predetermined unit waveform portion including a discontinuous portion of the target signal specified by the specifying unit from the target signal;
An analysis unit that performs analysis on the remaining target signal from which the waveform unit of the predetermined unit is excluded by the exclusion unit;
The diagnostic device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記除外部によって解析対象から除外された前記所定単位の波形部分以外の前記目的信号に対して解析を行う解析部と、
をさらに備えた請求項1〜5のいずれか一項に記載の診断装置。 An excluding unit that excludes a predetermined unit of a waveform portion including a discontinuous portion of the target signal identified by the identifying unit;
An analysis unit for performing analysis on the target signal other than the waveform portion of the predetermined unit excluded from the analysis target by the exclusion unit;
The diagnostic device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記解析部によって解析された解析結果のうち、前記特定部によって特定された前記目的信号の不連続部分に対応する解析結果を除外する除外部と、
をさらに備えた請求項1〜5のいずれか一項に記載の診断装置。 An analysis unit for analyzing the target signal acquired by the first acquisition unit;
Of the analysis results analyzed by the analysis unit, an exclusion unit that excludes the analysis result corresponding to the discontinuous portion of the target signal identified by the identification unit;
The diagnostic device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記基準信号の振幅が、前記設定部によって設定された前記閾値に基づく前記所定範囲に含まれていない場合、その旨を通知する通知部と、
をさらに備えた請求項1〜8のいずれか一項に記載の診断装置。 A setting unit for setting a threshold for determining whether or not the amplitude of the reference signal is included in a predetermined range;
When the amplitude of the reference signal is not included in the predetermined range based on the threshold set by the setting unit, a notification unit that notifies the fact,
The diagnostic device according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
前記検出部と、
を備えた診断システム。 The diagnostic device according to any one of claims 1 to 10,
The detection unit;
Diagnostic system with
信号発生装置から発生した基準信号を取得する第2取得ステップと、
取得した前記基準信号に不連続部分があるか否かを検出する検出ステップと、
前記基準信号に不連続部分があることを検出した場合、該基準信号の不連続部分に対応する前記目的信号の波形部分を不連続部分として特定する特定ステップと、
を有する診断方法。 A first acquisition step of acquiring the target signal detected by the detection unit that detects the target signal emitted by the drive unit of the diagnosis target machine;
A second acquisition step of acquiring a reference signal generated from the signal generator;
A detection step of detecting whether or not the acquired reference signal has a discontinuous portion;
If it is detected that there is a discontinuous portion in the reference signal, a specifying step of specifying the waveform portion of the target signal corresponding to the discontinuous portion of the reference signal as a discontinuous portion;
A diagnostic method comprising:
診断対象機の駆動部が発する目的信号を検出する検出部が検出した前記目的信号を取得する第1取得部と、
信号発生装置から発生した基準信号を取得する第2取得部と、
前記第2取得部により取得された前記基準信号に不連続部分があるか否かを検出する不連続検出部と、
前記不連続検出部により前記基準信号に不連続部分があることが検出された場合、該基準信号の不連続部分に対応する前記目的信号の波形部分を不連続部分として特定する特定部と、
して機能させるためのプログラム。 Computer
A first acquisition unit that acquires the target signal detected by a detection unit that detects a target signal emitted by the drive unit of the diagnosis target machine;
A second acquisition unit for acquiring a reference signal generated from the signal generator;
A discontinuity detection unit for detecting whether or not the reference signal acquired by the second acquisition unit has a discontinuous portion;
When the discontinuity detecting unit detects that there is a discontinuous portion in the reference signal, a specifying unit that identifies the waveform portion of the target signal corresponding to the discontinuous portion of the reference signal as a discontinuous portion;
Program to make it function.
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WO2019235035A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Sound acquisition and analysis system and sound acquisition and analysis method |
KR20200141751A (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-21 | 한국과학기술연구원 | Health state prediction method and system based on gait time-frequency analysis |
-
2017
- 2017-05-11 JP JP2017094686A patent/JP2018009970A/en active Pending
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KR20200141751A (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-21 | 한국과학기술연구원 | Health state prediction method and system based on gait time-frequency analysis |
KR102395937B1 (en) | 2019-06-11 | 2022-05-11 | 한국과학기술연구원 | Health state prediction method and system based on gait time-frequency analysis |
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