JP6879863B2 - Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program - Google Patents

Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program Download PDF

Info

Publication number
JP6879863B2
JP6879863B2 JP2017159330A JP2017159330A JP6879863B2 JP 6879863 B2 JP6879863 B2 JP 6879863B2 JP 2017159330 A JP2017159330 A JP 2017159330A JP 2017159330 A JP2017159330 A JP 2017159330A JP 6879863 B2 JP6879863 B2 JP 6879863B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
servo mechanism
signal
state locus
value
locus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017159330A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019040241A (en
Inventor
伊智郎 粟屋
伊智郎 粟屋
義樹 加藤
義樹 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2017159330A priority Critical patent/JP6879863B2/en
Publication of JP2019040241A publication Critical patent/JP2019040241A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6879863B2 publication Critical patent/JP6879863B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

本発明は、サーボ機構の診断装置及び診断方法並びに診断プログラムに関するものである。 The present invention relates to a diagnostic device, a diagnostic method, and a diagnostic program of a servo mechanism.

NC工作機械等のサーボ機構の異常を検知する方法として、サーボ系の数値モデルを予め求めておき、この数値モデルを利用して異常を診断する方法が知られている。例えば、特許文献1には、油圧サーボ系の数値モデルを用意し、数値モデルに用いられる一次遅れ系の時定数及び定常ゲイン並びに二次遅れ系の共振周波数、減衰係数、及び定常ゲイン等のパラメータを同定し、これらパラメータの組み合わせに基づいてサーボ機構の診断や管理を行うことが開示されている。 As a method of detecting an abnormality in a servo mechanism of an NC machine tool or the like, a method of obtaining a numerical model of a servo system in advance and diagnosing the abnormality by using this numerical model is known. For example, in Patent Document 1, a numerical model of a hydraulic servo system is prepared, and parameters such as the time constant and steady gain of the first-order lag system and the resonance frequency, attenuation coefficient, and steady gain of the second-order lag system used in the numerical model are prepared. Is disclosed, and the servo mechanism is diagnosed and managed based on the combination of these parameters.

特開2004−212239号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-212239

しかしながら、数値モデルを利用する特許文献1の方法では、数値モデルの正確性が求められるため、装置の診断を行うのに煩雑な処理を行う必要があった。 However, in the method of Patent Document 1 using a numerical model, the accuracy of the numerical model is required, so that it is necessary to perform complicated processing for diagnosing the device.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高い精度の数値モデルを利用する必要がなく、サーボ機構の診断を容易に行うことのできるサーボ機構の診断装置及び診断方法並びに診断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 such circumstances, and is a diagnostic device and a diagnostic method for a servo mechanism capable of easily diagnosing a servo mechanism without the need to use a highly accurate numerical model. The purpose is to provide a diagnostic program.

本発明の第1態様は、正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を格納する正常データ記憶部と、観測時において、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号を取得するデータ取得部と、前記データ取得部によって取得された前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を用いて、m+k次元以下の観測状態軌跡を生成する観測状態軌跡生成部と、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを用いて異常を検知する異常検知部とを具備するサーボ機構の診断装置である。 A first aspect of the present invention relates to an input signal relating to m (m ≧ 1) operation amounts and k (k ≧ 1) control amounts obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism. Among the output signals, a normal data storage unit that stores a normal state locus of m + k dimensions or less generated by using the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other, and the servo mechanism at the time of observation. A data acquisition unit that acquires an input signal related to the m operation amounts and an output signal related to the k control amounts when the predetermined target value is given to the data acquisition unit, and the input signal acquired by the data acquisition unit. Among the output signals, an observation state locus generator that generates an observation state locus of m + k dimension or less by using the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other, the normal state locus, and the observation. It is a diagnostic device of a servo mechanism including an abnormality detection unit that detects an abnormality using a state locus.

上記構成によれば、正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する(例えば、同じサンプリングタイムに取得された)入力信号の信号値及び出力信号の信号値が1つのデータ集合体とされ、これらのデータを用いてm+k次元以下の正常状態軌跡が生成される。この正常状態軌跡は正常データ記憶部に格納され、サーボ機構の診断に利用される。また、観測時において、サーボ機構に所定の目標値を与えたときのm個の操作量に関する入力信号及びk個の制御量に関する出力信号がデータ取得部によって取得され、データ取得部によって取得された入力信号及び出力信号のうち、互いに同期する(例えば、同じサンプリングタイムに取得された)入力信号の信号値及び出力信号の信号値が1つのデータ集合体とされ、これらのデータを用いてm+k次元以下の観測状態軌跡が観測状態軌跡生成部によって生成される。換言すると、上述した正常状態軌跡と同様の方法によって、観測状態軌跡が生成される。そして、正常状態軌跡と観測状態軌跡とを用いて異常検知部による異常検知が行われる。
このように、時系列で取得される入力信号及び出力信号を比較するのではなく、時系列の信号のうち、互いに同期する信号値を一つのデータ集合体とし、これらのデータ集合体を用いて状態軌跡を作成し、正常時における状態軌跡と観測時における状態軌跡とを比較することにより異常を検知するので、高い精度の数値モデルを必要とせずに、異常を検知することができる。
According to the above configuration, an input signal relating to m (m ≧ 1) manipulated quantities and an output signal relating to k (k ≧ 1) control quantities obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism. Of these, the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other (for example, acquired at the same sampling time) are regarded as one data aggregate, and the normal state locus of m + k dimension or less is used using these data. Is generated. This normal state locus is stored in the normal data storage unit and used for diagnosing the servo mechanism. Further, at the time of observation, an input signal related to m operation amounts and an output signal related to k control amounts when a predetermined target value is given to the servo mechanism are acquired by the data acquisition unit, and are acquired by the data acquisition unit. Of the input signal and output signal, the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other (for example, acquired at the same sampling time) are regarded as one data aggregate, and these data are used in m + k dimensions. The following observation state locus is generated by the observation state locus generator. In other words, the observed state locus is generated by the same method as the normal state locus described above. Then, the abnormality detection unit performs abnormality detection using the normal state locus and the observation state locus.
In this way, instead of comparing the input signal and the output signal acquired in the time series, among the time series signals, the signal values that are synchronized with each other are regarded as one data set, and these data sets are used. Since the state locus is created and the state locus in the normal state is compared with the state locus in the observation time to detect the abnormality, the abnormality can be detected without the need for a highly accurate numerical model.

上記サーボ機構の診断装置において、前記正常状態軌跡は、正常時における前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を各前記操作量及び各前記制御量に対応した座標軸上にそれぞれプロットすることにより生成され、前記観測状態軌跡は、前記データ取得部によって取得された前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を各前記操作量及び各前記制御量に対応した座標軸上にそれぞれプロットすることにより生成されてもよい。 In the diagnostic device of the servo mechanism, the normal state locus uses the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other among the input signal and the output signal in the normal state with each of the operation amounts and each. The observation state locus is generated by plotting on the coordinate axes corresponding to the control amount, and the observation state locus is a signal value of the input signal synchronized with each other among the input signal and the output signal acquired by the data acquisition unit. And may be generated by plotting the signal values of the output signals on the coordinate axes corresponding to each of the manipulated amounts and each of the controlled amounts.

上記構成によれば、正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する(例えば、同じサンプリングタイムに取得された)入力信号の信号値及び出力信号の信号値が1つのデータ集合体とされ、各操作量及び各制御量に対応した座標軸上にそれぞれの信号値をプロットすることによりm+k次元以下の正常状態軌跡が生成される。同様に、データ取得部によって取得された入力信号及び出力信号のうち、互いに同期する(例えば、同じサンプリングタイムに取得された)入力信号の信号値及び出力信号の信号値が1つのデータ集合体とされ、各操作量及び各制御量に対応した座標軸上にそれぞれの信号値をプロットすることによりm+k次元以下の観測状態軌跡が生成される。そして、このようにして生成された正常状態軌跡と観測状態軌跡とを用いて異常検知部による異常検知が行われる。 According to the above configuration, an input signal relating to m (m ≧ 1) manipulated quantities and an output signal relating to k (k ≧ 1) control quantities obtained when a predetermined target value is given to the servo mechanism in the normal state. Of these, the signal values of the input signals and the signal values of the output signals that are synchronized with each other (for example, acquired at the same sampling time) are regarded as one data aggregate, and are on the coordinate axes corresponding to each manipulated variable and each controlled variable. By plotting each signal value, a normal state locus of m + k dimension or less is generated. Similarly, among the input signal and the output signal acquired by the data acquisition unit, the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other (for example, acquired at the same sampling time) are one data aggregate. Then, by plotting each signal value on the coordinate axes corresponding to each operation amount and each control amount, an observation state locus of m + k dimension or less is generated. Then, the abnormality detection unit performs abnormality detection using the normal state locus and the observation state locus generated in this way.

上記サーボ機構の診断装置において、前記異常検知部は、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡との差分に関する評価値に基づいて異常を検知することとしてもよい。
より具体的には、前記異常検知部は、前記座標軸毎に、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡との差分ベクトルを算出し、前記差分ベクトルと予め設定されている閾値とを用いて異常を検知することとしてもよい。
In the diagnostic device of the servo mechanism, the abnormality detecting unit may detect an abnormality based on an evaluation value relating to a difference between the normal state locus and the observed state locus.
More specifically, the abnormality detection unit calculates a difference vector between the normal state locus and the observation state locus for each coordinate axis, and uses the difference vector and a preset threshold value to detect an abnormality. It may be detected.

観測状態軌跡が正常状態軌跡に近いほど正常に近い状態であると判断することができる。したがって、正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分に関する評価値を用いることで、容易に異常を検知することが可能となる。なお、閾値は、操作量毎及び制御量毎に設けられていてもよい。 It can be judged that the closer the observed state locus is to the normal state locus, the closer to the normal state. Therefore, it is possible to easily detect an abnormality by using the evaluation value regarding the difference between the normal state locus and the observed state locus. The threshold value may be set for each operation amount and each control amount.

上記サーボ機構の診断装置において、前記異常検知部は、前記座標軸毎に決定された重み付け情報を用いて、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡との差分に関する評価値を算出し、前記評価値と予め設定されている閾値とを用いて異常を検知し、前記重み付け情報は、各前記信号値のばらつき度合に応じて設定されていることとしてもよい。 In the diagnostic device of the servo mechanism, the abnormality detecting unit calculates an evaluation value regarding the difference between the normal state locus and the observed state locus by using the weighting information determined for each coordinate axis, and uses the evaluation value and the evaluation value. An abnormality may be detected using a preset threshold value, and the weighting information may be set according to the degree of variation of each signal value.

操作量や制御量によって、信号値のばらつきが大きいものと信号値のばらつきが小さいものとがある。この場合、ばらつきが大きい操作量や制御量については、正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分が大きくなり、誤った異常検知をしてしまう可能性がある。したがって、信号値のばらつきを考慮した重み付け情報(例えば、重み付け係数)を用いて評価値を算出することにより、ばらつきが大きな信号値による影響度を低くすることができ、異常の誤検知を抑制することが可能となる。 Depending on the amount of operation and the amount of control, there are those with large variation in signal values and those with small variation in signal values. In this case, with respect to the manipulated variable and the controlled variable having a large variation, the difference between the normal state locus and the observed state locus becomes large, and there is a possibility that an erroneous abnormality is detected. Therefore, by calculating the evaluation value using the weighting information (for example, the weighting coefficient) in consideration of the variation of the signal value, the influence of the signal value having a large variation can be reduced, and the false detection of abnormality can be suppressed. It becomes possible.

上記サーボ機構の診断装置において、前記正常状態軌跡は、正常時における前記サーボ機構をモデル化した数値モデルに前記所定の目標値を与えた時に得られる前記入力信号と前記出力信号とを用いて作成されることとしてもよい。 In the diagnostic device of the servo mechanism, the normal state locus is created by using the input signal and the output signal obtained when the predetermined target value is given to the numerical model modeling the servo mechanism in the normal state. It may be done.

上記構成によれば、正常時におけるサーボ機構の数値モデルを用いるので、入力信号及び出力信号を容易に取得することができる。 According to the above configuration, since the numerical model of the servo mechanism in the normal state is used, the input signal and the output signal can be easily acquired.

上記サーボ機構の診断装置は、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを比較して表示する表示部を更に備えていてもよい。 The diagnostic device of the servo mechanism may further include a display unit that compares and displays the normal state locus and the observed state locus.

上記構成によれば、表示部には正常状態軌跡と観測状態軌跡とが比較して表示されるので、正常時に対する現在の状態の変化をユーザに対して視覚的に通知することが可能となる。 According to the above configuration, since the normal state locus and the observation state locus are displayed in comparison on the display unit, it is possible to visually notify the user of the change in the current state with respect to the normal time. ..

上記サーボ機構の診断装置は、複数の異なる異常要因毎にそれぞれ作成された前記サーボ機構の各数値モデルに、前記所定の目標値を与えた時の前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号とを用いて前記異常要因毎に異常状態軌跡を生成し、生成した前記異常状態軌跡と前記異常要因とを関連付けてそれぞれ格納する異常データ記憶部と、各前記異常状態軌跡と前記正常状態軌跡との差分に関する評価値と、前記異常検知部によって算出された前記差分に関する評価値との類似度から前記サーボ機構の異常の要因を特定する異常要因特定部とを更に具備することとしてもよい。 The diagnostic device of the servo mechanism is an input signal relating to the m operation amounts when the predetermined target value is given to each numerical model of the servo mechanism created for each of a plurality of different abnormal factors, and the k. An abnormal data storage unit that generates an abnormal state locus for each abnormal state using an output signal related to each control amount, and stores the generated abnormal state locus and the abnormal factor in association with each other, and each of the abnormal states. Further provided is an abnormality factor identification unit that identifies the cause of the abnormality of the servo mechanism from the similarity between the evaluation value related to the difference between the locus and the normal state locus and the evaluation value related to the difference calculated by the abnormality detection unit. You may do it.

上記構成によれば、異なる複数の異常要因を想定し、想定した異常要因毎にサーボ機構の数値モデルを用意し、この数値モデルに所定の目標値を与えた時の入力信号及び出力信号を取得し、取得したこれらのデータから正常状態軌跡と同様の手法によって異常状態軌跡を生成する。これにより、異常要因毎に異常状態軌跡が生成される。そして、各異常要因における異常状態軌跡と正常状態軌跡との差分に関する評価値が算出され、この評価値と、異常検知部によって算出された評価値(すなわち、正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分に関する評価値)との類似度に基づいてサーボ機構の異常の要因が特定される。 According to the above configuration, a plurality of different abnormal factors are assumed, a numerical model of the servo mechanism is prepared for each assumed abnormal factor, and an input signal and an output signal when a predetermined target value is given to this numerical model are acquired. Then, an abnormal state locus is generated from these acquired data by the same method as the normal state locus. As a result, an abnormal state locus is generated for each abnormal factor. Then, an evaluation value regarding the difference between the abnormal state locus and the normal state locus in each abnormal factor is calculated, and this evaluation value and the evaluation value calculated by the abnormality detection unit (that is, the difference between the normal state locus and the observed state locus) are calculated. The cause of the abnormality of the servo mechanism is identified based on the degree of similarity with the evaluation value).

上記サーボ機構の診断装置において、複数の異なる異常要因毎にそれぞれ作成された前記サーボ機構の各数値モデルに、前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号とに基づいて生成された前記異常要因毎の異常状態軌跡と、前記正常状態軌跡との差分に関する評価値を前記異常要因と関連付けて格納する異常データ記憶部と、前記異常データ記憶部に格納された各前記異常要因毎の前記差分に関する評価値と、前記異常検知部によって算出された前記差分に関する評価値との類似度から前記サーボ機構の異常の要因を特定する異常要因特定部とを更に具備することとしてもよい。 In the diagnostic device of the servo mechanism, an input signal relating to the m operation amounts when the predetermined target value is given to each numerical model of the servo mechanism created for each of a plurality of different abnormal factors, and the k. An abnormal data storage unit that stores an evaluation value related to a difference between the abnormal state locus for each abnormal state locus generated based on an output signal related to the control amount and the normal state locus in association with the abnormal factor, and the above. An abnormality that identifies the cause of the abnormality of the servo mechanism from the similarity between the evaluation value related to the difference for each of the abnormality factors stored in the abnormality data storage unit and the evaluation value related to the difference calculated by the abnormality detection unit. A factor identification unit may be further provided.

上記構成によれば、異常要因毎に、異常状態軌跡と正常状態軌跡との差分による評価値が予め演算され、この演算結果が異常データ記憶部に予め格納されているので、異常データ記憶部に異常状態軌跡が格納されている場合に比べて、差分に関する評価値の演算処理の負担を軽減することが可能となる。 According to the above configuration, an evaluation value based on the difference between the abnormal state locus and the normal state locus is calculated in advance for each abnormality factor, and the calculation result is stored in the abnormal data storage unit in advance. Compared with the case where the abnormal state locus is stored, it is possible to reduce the burden of arithmetic processing of the evaluation value related to the difference.

本発明の第2態様は、正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を所定の記憶部から読みだす工程と、観測時において、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号を取得する工程と、観測時の前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を用いて、m+k次元以下の観測状態軌跡を生成する工程と、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを用いて異常を検知する工程とを有するサーボ機構の診断方法である。 A second aspect of the present invention relates to an input signal relating to m (m ≧ 1) operation amounts and k (k ≧ 1) control amounts obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism. Among the output signals, in the step of reading out the normal state locus of m + k dimension or less generated by using the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other from a predetermined storage unit, and at the time of observation, the said Of the steps of acquiring the input signal related to the m operation amounts and the output signal related to the k control amounts when the predetermined target value is given to the servo mechanism, and the input signal and the output signal at the time of observation. , A step of generating an observation state locus of m + k dimension or less by using the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other, and detecting an abnormality by using the normal state locus and the observation state locus. It is a method of diagnosing a servo mechanism having a step of performing.

本発明の第3態様は、正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を所定の記憶部から読みだす処理と、観測時において、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号を取得する処理と、観測時の前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を用いて、m+k次元以下の観測状態軌跡を生成する処理と、前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを用いて異常を検知する処理とをコンピュータに実行させるためのサーボ機構の診断プログラムである。 A third aspect of the present invention relates to an input signal relating to m (m ≧ 1) operation amounts and k (k ≧ 1) control amounts obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism. Among the output signals, the process of reading out the normal state locus of m + k dimension or less generated by using the signal value of the input signal synchronized with each other and the signal value of the output signal from a predetermined storage unit, and at the time of observation, the above-mentioned Of the process of acquiring the input signal related to the m operation amounts and the output signal related to the k control amounts when the predetermined target value is given to the servo mechanism, and the input signal and the output signal at the time of observation. , A process of generating an observation state locus of m + k dimension or less by using the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other, and detecting an abnormality by using the normal state locus and the observation state locus. It is a diagnostic program of the servo mechanism for causing the computer to execute the processing to be performed.

本発明によれば、高い精度の数値モデルを利用する必要がなく、サーボ機構の診断を容易に行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is not necessary to use a highly accurate numerical model, and the servo mechanism can be easily diagnosed.

本発明の一実施形態に係るサーボ機構の診断装置のハードウェア構成を示した図である。It is a figure which showed the hardware structure of the diagnostic apparatus of the servo mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るサーボ機構の診断装置が備える機能の一例を示した機能ブロック図である。It is a functional block diagram which showed an example of the function provided in the diagnostic apparatus of the servo mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る正常状態軌跡について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normal state locus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る正常状態軌跡について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normal state locus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る正常状態軌跡について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normal state locus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分ベクトルについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference vector between the normal state locus and the observed state locus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るサーボ機構の診断装置によって実行される処理の手順を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the procedure of the process executed by the diagnostic apparatus of the servo mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る異常要因特定部によって実行される処理の内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the content of the process executed by the abnormal factor identification part which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る異常要因特定部によって実行される処理の内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the content of the process executed by the abnormal factor identification part which concerns on one Embodiment of this invention. ギアを有するサーボ機構において、ギアの間隔を調整したときの調整前後における負荷位置、モータ速度、及びトルクの時系列信号を比較して示した図である。It is a figure which compared and showed the time-series signals of a load position, a motor speed, and a torque before and after the adjustment when the gear interval is adjusted in the servo mechanism which has a gear. 図10に示した負荷位置、モータ速度、及びトルクに関する時系列信号を用いて生成された調整前と調整後における状態軌跡をそれぞれ比較して示した図である。It is a figure which compared and showed the state locus before adjustment and after adjustment generated by using the time-series signals about a load position, a motor speed, and a torque shown in FIG.

以下に、本発明に係るサーボ機構の診断装置及び診断方法並びに診断プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るサーボ機構の診断装置のハードウェア構成を示した図である。図1に示すように、サーボ機構の診断装置1は、いわゆるコンピュータシステムであり、CPU(Central Processing Unit)11、CPU11が実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)12、各プログラム実行時のワーク領域として機能するRAM(Random Access Memory)13、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ(HDD)14、ネットワークに接続するための通信インターフェース15、キーボードやマウス等からなる入力部16、及びデータを表示する液晶表示装置等からなる表示部17等をそれぞれ備えている。これら各部は、バス18を介して接続されている。
上記ROM12には、各種プログラム(例えば、サーボ機構の診断プログラム)が格納されており、CPU11がROM12からRAM13にプログラムを読み出し、実行することにより種々の機能を実現させる。なお、CPU11が実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ROM12に限られず、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等で構成される他の記録媒体であってもよい。
Hereinafter, a diagnostic device and a diagnostic method of the servo mechanism according to the present invention, and an embodiment of the diagnostic program will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of a diagnostic device for a servo mechanism according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the diagnostic device 1 of the servo mechanism is a so-called computer system, and includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12 for storing programs executed by the CPU 11, and each program. A RAM (Random Access Memory) 13 that functions as a work area during execution, a hard disk drive (HDD) 14 as a large-capacity storage device, a communication interface 15 for connecting to a network, an input unit 16 consisting of a keyboard, a mouse, and the like, and Each of the display units 17 and the like including a liquid crystal display device and the like for displaying data are provided. Each of these parts is connected via a bus 18.
Various programs (for example, a diagnostic program of a servo mechanism) are stored in the ROM 12, and various functions are realized by the CPU 11 reading the programs from the ROM 12 to the RAM 13 and executing the programs. The storage medium for storing the program or the like executed by the CPU 11 is not limited to the ROM 12, and may be another recording medium composed of a magnetic disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or the like.

図2は、本実施形態に係るサーボ機構の診断装置1が備える機能の一例を示した機能ブロック図である。図2に示すように、サーボ機構の診断装置1(以下、単に「診断装置1」という。)は、例えば、正常データ記憶部21、異常データ記憶部22、データ取得部23、観測状態軌跡生成部24、異常検知部25、異常要因特定部26、及び表示部27を備えている。 FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the functions included in the diagnostic device 1 of the servo mechanism according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the diagnostic device 1 of the servo mechanism (hereinafter, simply referred to as “diagnostic device 1”) includes, for example, a normal data storage unit 21, an abnormal data storage unit 22, a data acquisition unit 23, and an observation state locus generation. A unit 24, an abnormality detection unit 25, an abnormality factor identification unit 26, and a display unit 27 are provided.

サーボ機構は、所定の目標値が与えられたときに、制御量を目標値に一致させるための少なくとも1つの入力信号が入力され、その応答として制御量が変化する機構である。制御量としては、例えば、位置、方位、姿勢等が挙げられる。サーボ機構の一例として、ロボット、NC工作機械等が挙げられる。 The servo mechanism is a mechanism in which when a predetermined target value is given, at least one input signal for matching the control amount with the target value is input, and the control amount changes as a response. Examples of the control amount include a position, an orientation, a posture, and the like. Examples of the servo mechanism include robots, NC machine tools, and the like.

正常データ記憶部21には、正常状態軌跡が予め格納されている。例えば、正常状態軌跡は、以下の手順によって生成される。
例えば、図3に示すように、正常時におけるサーボ機構をモデル化した数値モデルを用意する。本実施形態では、この数値モデルに対して所定の目標値を与えたときに、m個(m≧1)の時系列の入力信号[U1(t)、U2(t)、・・・Um(t)]が制御対象であるサーボ機構の機械システム10に与えられ、その応答信号(制御量)としてk個(k≧1)の時系列の出力信号[Y1(t)、Y2(t)、・・・Yk(t)]が得られるものとする。
The normal state locus is stored in advance in the normal data storage unit 21. For example, the normal state locus is generated by the following procedure.
For example, as shown in FIG. 3, a numerical model that models the servo mechanism in the normal state is prepared. In the present embodiment, when a predetermined target value is given to this numerical model, m (m ≧ 1) time-series input signals [U1 * (t), U2 * (t), ... Um * (t)] is given to the mechanical system 10 of the servo mechanism to be controlled, and k (k ≧ 1) time-series output signals [Y1 * (t), Y2) are used as the response signals (control amount). * (T), ... Yk * (t)] shall be obtained.

次に、図4に示すように、正常時におけるサーボ機構の数値モデルに対し所定の目標値を与えた時の時系列の入力信号[U1(t)、U2(t)、・・・Um(t)]と時系列の出力信号[Y1(t)、Y2(t)、・・・Yk(t)]において、互いに同期する信号値、例えば、同じサンプリングタイムtiに取得された入力信号の信号値[U1(ti)、U2(ti)、・・・Um(ti)]及び出力信号の信号値[Y1(ti)、Y2(ti)、・・・Yk(ti)]を1つのデータ集合体とし、図5に示すように、各操作量及び各制御量に対応した座標軸上にそれぞれ信号値をプロットする。そして、プロットした信号値をそれぞれつなぐことにより、m+k次元の状態軌跡を生成する。そして、この作業をサンプリングタイム毎に行うことで、サンプリング数N+1に対応する数の状態軌跡が描かれることとなる。
状態軌跡は例えば、以下の(1)式で表される。
Next, as shown in FIG. 4, time-series input signals [U1 * (t), U2 * (t), ... Um * (t)] and time-series output signals [Y1 * (t), Y2 * (t), ... Yk * (t)] are acquired at signal values that are synchronized with each other, for example, at the same sampling time ti. The signal value of the input signal [U1 * (ti), U2 * (ti), ... Um * (ti)] and the signal value of the output signal [Y1 * (ti), Y2 * (ti), ... • Yk * (ti)] is regarded as one data aggregate, and as shown in FIG. 5, signal values are plotted on the coordinate axes corresponding to each operation amount and each control amount. Then, by connecting the plotted signal values, a m + k-dimensional state locus is generated. Then, by performing this work for each sampling time, a number of state loci corresponding to the sampling number N + 1 is drawn.
The state locus is represented by, for example, the following equation (1).

Figure 0006879863
Figure 0006879863

このようにして生成された各サンプリングタイムに対応する複数の状態軌跡は、正常状態軌跡として正常データ記憶部21に格納される。
ここで、上述した正常時におけるサーボ機構の数値モデルは、高精度なものである必要はなく、基本的な物理現象の定性的な性質がモデルに組み込まれていればよい。また、本実施形態では、正常時におけるサーボ機構の数値モデルを用いて入力信号及び出力信号を得たが、これに代えて、正常状態のサーボ機構、例えば、出荷時におけるサーボ機構に対して所定の目標値を与え、このときの入力信号と出力信号とを得ることにより、上記正常状態軌跡を生成することとしてもよい。
また、上記例では、m+k次元の状態軌跡としたが、入力信号及び出力信号の全ての信号値を用いる必要はなく、例えば、所定の操作量および所定の制御量を省略し、m+k次元未満の状態軌跡を生成することとしてもよい。
The plurality of state loci corresponding to each sampling time generated in this way are stored in the normal data storage unit 21 as normal state loci.
Here, the numerical model of the servo mechanism in the normal state described above does not have to be highly accurate, and it is sufficient that the qualitative properties of the basic physical phenomenon are incorporated into the model. Further, in the present embodiment, the input signal and the output signal are obtained by using the numerical model of the servo mechanism in the normal state, but instead of this, the servo mechanism in the normal state, for example, the servo mechanism at the time of shipment is predetermined. The normal state locus may be generated by giving the target value of and obtaining the input signal and the output signal at this time.
Further, in the above example, the state locus of m + k dimension is used, but it is not necessary to use all the signal values of the input signal and the output signal. For example, a predetermined operation amount and a predetermined control amount are omitted, and the state locus is less than m + k dimension. It may be possible to generate a state locus.

異常データ記憶部22には、予め取得された複数の異常状態軌跡が格納されている。例えば、異常状態軌跡は、以下の手順によって生成される。
まず、複数の異なる異常要因a〜nを想定し、その異常要因a〜nに対応するサーボ機構の数値モデルを生成する。異常要因の一例として、サーボ機構に作用する各種摩擦パラメータの変化や不感帯(ガタ、バックラッシュ等)の変化等が挙げられる。なお、異常要因の種類や想定数については特に限定されない。ここで作成される各異常要因a〜nのサーボ機構の数値モデルは、例えば、上述した正常時のサーボ機構の数値モデルに対してそれぞれの異常要因に関する所定のパラメータを変化させた数値モデルであってもよい。
A plurality of abnormal state loci acquired in advance are stored in the abnormal data storage unit 22. For example, the abnormal state locus is generated by the following procedure.
First, a plurality of different abnormal factors a to n are assumed, and a numerical model of the servo mechanism corresponding to the abnormal factors a to n is generated. Examples of abnormal factors include changes in various friction parameters acting on the servo mechanism and changes in dead zones (play, backlash, etc.). The type and expected number of abnormal factors are not particularly limited. The numerical model of the servo mechanism of each abnormal factor a to n created here is, for example, a numerical model in which predetermined parameters related to each abnormal factor are changed with respect to the above-mentioned numerical model of the servo mechanism in the normal state. You may.

続いて、異常要因毎に作成したサーボ機構の数値モデルに対して、正常状態軌跡を作成したときと同じ目標値を与え、上述した正常時と同様に、そのときの時系列の入力信号及び時系列の出力信号を得る。そして、この入力信号及び出力信号を用いて、上述した正常状態軌跡と同様の処理を行うことにより、各異常要因に対する異常状態軌跡(第1異常状態軌跡〜第n異常状態軌跡)を生成する。このように生成された異常状態軌跡は、異常要因と関連付けられて異常データ記憶部22に格納される。
各異常要因における異常状態軌跡は、例えば、以下の(2)式で表される。
Subsequently, the same target value as when the normal state locus was created is given to the numerical model of the servo mechanism created for each abnormal factor, and the time-series input signal and time at that time are given in the same manner as in the normal state described above. Obtain a series output signal. Then, by performing the same processing as the above-mentioned normal state locus using the input signal and the output signal, an abnormal state locus (first abnormal state locus to nth abnormal state locus) for each abnormal factor is generated. The abnormal state locus generated in this way is stored in the abnormal data storage unit 22 in association with the abnormal factor.
The abnormal state locus in each abnormal factor is represented by, for example, the following equation (2).

Figure 0006879863
Figure 0006879863

データ取得部23は、サーボ機構の作動時(観測時)における時系列の入力信号及び時系列の出力信号を取得する。例えば、データ取得部23は、サーボ機構の起動時やメンテナンス直後等の所定のタイミングで、観測対象であるサーボ機構に対して、正常状態軌跡を作成したときと同じ目標値を与えたときの時系列の入力信号と時系列の出力信号とを取得する。 The data acquisition unit 23 acquires a time-series input signal and a time-series output signal when the servo mechanism is operating (observation). For example, when the data acquisition unit 23 gives the same target value as when the normal state locus is created to the servo mechanism to be observed at a predetermined timing such as when the servo mechanism is started or immediately after maintenance. Acquires a series input signal and a time series output signal.

観測状態軌跡生成部24は、データ取得部23によって取得された時系列の入力信号及び時系列の出力信号を用いて、上述した正常状態軌跡と同様の処理を行うことにより、観測状態軌跡を生成する。具体的には、データ取得部23によって取得された時系列の入力信号及び時系列の出力信号のうち、同じサンプリングタイムi(i=0〜N)に取得された入力信号の信号値及び出力信号の信号値を1つのデータ集合体とし、各操作量及び各制御量に対応した座標軸上にそれぞれ信号値をプロットする。そして、プロットした信号値をそれぞれつなぐことにより、m+k次元の観測状態軌跡を生成する。
観測状態軌跡は例えば、以下の(3)式で表される。
The observation state locus generation unit 24 generates the observation state locus by performing the same processing as the above-mentioned normal state locus using the time-series input signal and the time-series output signal acquired by the data acquisition unit 23. To do. Specifically, among the time-series input signal and the time-series output signal acquired by the data acquisition unit 23, the signal value and output signal of the input signal acquired at the same sampling time i (i = 0 to N). The signal value of is regarded as one data aggregate, and the signal value is plotted on the coordinate axes corresponding to each operation amount and each control amount. Then, by connecting the plotted signal values, an m + k-dimensional observation state locus is generated.
The observation state locus is represented by, for example, the following equation (3).

Figure 0006879863
Figure 0006879863

異常検知部25は、観測状態軌跡生成部24によって生成された観測状態軌跡と、正常データ記憶部21に格納されている正常状態軌跡とを比較することにより異常を検知する。ここで、観測状態軌跡と正常状態軌跡との比較は、互いに同期が取れている軌跡、換言すると、同じサンプリングタイム(i=0〜N)に取得された状態軌跡同士を比較することで行われる。 The abnormality detection unit 25 detects an abnormality by comparing the observation state locus generated by the observation state locus generation unit 24 with the normal state locus stored in the normal data storage unit 21. Here, the comparison between the observed state locus and the normal state locus is performed by comparing the loci that are synchronized with each other, in other words, the state loci acquired at the same sampling time (i = 0 to N). ..

具体的には、異常検知部25は、互いに同期する正常状態軌跡と観測状態軌跡とを用い、差分に関する評価値を演算する。ここでは、互いに同期する正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分ベクトルを演算し、演算した差分ベクトルの絶対値の平均値を差分に関する評価値として算出する。差分ベクトルは、図6に示すように、操作量及び制御量毎に算出される。例えば、差分ベクトルは、以下の(4)式で表される。異常検知部25は、このようにして算出した各サンプリングタイムiにおける差分ベクトルの集合体を全てのサンプリングタイムで絶対値を取って積分し、平均した値を差分に関する評価値Xとして算出する。差分に関する評価値Xは以下の(5)式で表される。 Specifically, the abnormality detection unit 25 calculates an evaluation value related to the difference by using the normal state locus and the observation state locus that are synchronized with each other. Here, the difference vector between the normal state locus and the observed state locus that are synchronized with each other is calculated, and the average value of the absolute values of the calculated difference vectors is calculated as the evaluation value related to the difference. As shown in FIG. 6, the difference vector is calculated for each manipulated variable and controlled variable. For example, the difference vector is represented by the following equation (4). The anomaly detection unit 25 takes an absolute value at all sampling times and integrates the aggregate of the difference vectors at each sampling time i calculated in this way, and calculates the average value as the evaluation value X regarding the difference. The evaluation value X regarding the difference is expressed by the following equation (5).

Figure 0006879863
Figure 0006879863

異常検知部25は、上記差分に関する評価値Xと予め設定されている閾値とを比較し、評価値Xが閾値異常である場合に、異常を検知する。すなわち、差分ベクトルが生じる原因は機械の特性変化が原因であると考えられるから、その特性変化がある一定の範囲を超えた場合には異常が発生しているとみなすことができる。したがって、異常検知部25は、差分ベクトルが所定の閾値を超えた場合に、異常が発生していると判定する。 The abnormality detection unit 25 compares the evaluation value X related to the difference with the preset threshold value, and detects the abnormality when the evaluation value X is the threshold value abnormality. That is, since it is considered that the cause of the difference vector is a change in the characteristics of the machine, it can be considered that an abnormality has occurred when the change in the characteristics exceeds a certain range. Therefore, the abnormality detection unit 25 determines that an abnormality has occurred when the difference vector exceeds a predetermined threshold value.

なお、操作量及び制御量によっては、ばらつきが多いものもあればばらつきの小さいものもある。そこで、値のばらつきが大きい操作量及び制御量については、比較的小さな重み付け係数を設定し、これにより、ばらつきの影響度を小さくしてもよい。このように、ばらつきの大きな操作量及び制御量に関しては重み付け係数の値を小さくすることにより、ばらつきによる異常の誤検知を抑制することが可能となる。 Depending on the amount of operation and the amount of control, some have a large variation and some have a small variation. Therefore, for the manipulated variable and the controlled variable having a large variation in the values, a relatively small weighting coefficient may be set to reduce the influence of the variation. As described above, by reducing the value of the weighting coefficient for the operation amount and the control amount having a large variation, it is possible to suppress erroneous detection of an abnormality due to the variation.

なお、上述のように差分ベクトルを平均化した値を評価値Xとするのに代えて、一部の区間のサンプリングタイムにおける正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分ベクトルを用いて異常を判定することとしてもよい。 Instead of using the value obtained by averaging the difference vectors as the evaluation value X as described above, the abnormality is determined by using the difference vector between the normal state locus and the observed state locus at the sampling time of a part of the section. It may be that.

異常検知部25によって異常が検知された場合には、続いて、異常要因特定部26による異常の要因特定が行われる。
異常要因特定部26は、異常データ記憶部22に格納されている第1異常状態軌跡〜第n異常状態軌跡を用いて異常特定を行う。
具体的には、各異常状態軌跡と正常状態軌跡とから上述と同様に差分に関する評価値をそれぞれ演算する。具体的には、各異常状態軌跡と正常状態軌跡とを用いて、差分ベクトルを演算する。このとき、異常検知部25において重み付け係数が用いられる場合には、同一の重み付け係数を用いて各操作量及び制御量における差分ベクトルを演算する。なお、本実施形態では、異常状態軌跡を異常データ記憶部22に予め格納することとしたが、これに代えて、正常状態軌跡に対する各異常要因の異常状態軌跡の差分に関する評価値、具体的には、差分ベクトルを異常データ記憶部22に格納することとしてもよい。
When the abnormality is detected by the abnormality detection unit 25, the cause of the abnormality is subsequently identified by the abnormality factor identification unit 26.
The abnormality factor identification unit 26 identifies an abnormality using the first abnormal state locus to the nth abnormal state locus stored in the abnormal data storage unit 22.
Specifically, the evaluation value related to the difference is calculated from each abnormal state locus and the normal state locus in the same manner as described above. Specifically, the difference vector is calculated using each abnormal state locus and the normal state locus. At this time, when the weighting coefficient is used in the abnormality detection unit 25, the difference vector in each operation amount and control amount is calculated by using the same weighting coefficient. In the present embodiment, the abnormal state locus is stored in the abnormal data storage unit 22 in advance, but instead of this, the evaluation value regarding the difference between the abnormal state locus of each abnormal factor with respect to the normal state locus, specifically May store the difference vector in the abnormal data storage unit 22.

各異常要因a〜nについての差分ベクトルは、以下の(6)式で表される。

Figure 0006879863
The difference vector for each anomalous factor a to n is represented by the following equation (6).
Figure 0006879863

次に、各異常要因における差分に関する評価値(本実施形態では差分ベクトル)と、異常検知部25によって算出された差分に関する評価値とを比較し、両者の類似度を評価する。このとき、それぞれ同期するサンプリングタイムの差分ベクトルを比較して類似度Va〜Vnを評価する。異常要因特定部26は、最も類似度が高い異常要因を今回の異常の要因であると特定する。 Next, the evaluation value regarding the difference in each abnormality factor (difference vector in the present embodiment) is compared with the evaluation value regarding the difference calculated by the abnormality detection unit 25, and the degree of similarity between the two is evaluated. At this time, the similarity Va to Vn are evaluated by comparing the difference vectors of the sampling times that are synchronized with each other. The abnormal factor identification unit 26 identifies the abnormal factor having the highest degree of similarity as the factor of the current abnormality.

例えば、類似度の評価は、以下の(7)式で表すようにベクトルの内積を利用して演算することができる。内積を用いることで計算を簡素化し、処理の高速化を図ることができる。 For example, the evaluation of similarity can be calculated by using the inner product of vectors as expressed by the following equation (7). By using the inner product, the calculation can be simplified and the processing speed can be increased.

Figure 0006879863
Figure 0006879863

表示部17は、正常状態軌跡及び観測状態軌跡を比較して示したグラフを表示したり、異常検知部25の検知結果を表示したり、異常要因特定部26によって特定された異常要因等を表示する。 The display unit 17 displays a graph showing a comparison between the normal state locus and the observation state locus, displays the detection result of the abnormality detection unit 25, and displays the abnormality factor identified by the abnormality factor identification unit 26. To do.

次に、上記構成を備える診断装置1の演算処理の流れについて図7を参照して説明する。図7は、診断装置1によって実行される処理の手順を示したフローチャートである。 Next, the flow of arithmetic processing of the diagnostic apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the diagnostic apparatus 1.

まず、上述したように、正常データ記憶部21には正常状態軌跡が予め格納されており、異常データ記憶部22には複数の異常状態軌跡(第1異常状態軌跡〜第n異常状態軌跡)が異常要因と関連付けられて予め格納されている。
この状態において、データ取得部23は観測時において、サーボ機構に所定の目標値を与えた時の時系列の入力信号と出力信号(観測データ)とを取得する(SA1)。続いて、観測状態軌跡生成部24は、データ取得部23によって取得された観測時の入力信号と出力信号とを用いて観測状態軌跡を生成する(SA2)。続いて、異常検知部25は、観測状態軌跡と正常データ記憶部21に格納されている正常状態軌跡とから差分に関する評価値を算出し(SA3)、差分に関する評価値を用いて異常を検知する(SA4)。具体的には、同じサンプリングタイムにおける正常状態軌跡と観測状態軌跡との差分ベクトルを演算し、この差分ベクトルと予め設定されている閾値とを比較することにより異常を検知する。なお、このとき予め設定されている操作量毎及び制御量毎の重み付け係数を用いることとしてもよい。
First, as described above, the normal state locus is stored in advance in the normal data storage unit 21, and a plurality of abnormal state loci (first abnormal state locus to nth abnormal state locus) are stored in the abnormal data storage unit 22. It is associated with the anomalous factor and stored in advance.
In this state, the data acquisition unit 23 acquires the time-series input signal and output signal (observation data) when a predetermined target value is given to the servo mechanism at the time of observation (SA1). Subsequently, the observation state locus generation unit 24 generates an observation state locus using the input signal and the output signal at the time of observation acquired by the data acquisition unit 23 (SA2). Subsequently, the abnormality detection unit 25 calculates an evaluation value related to the difference from the observation state locus and the normal state locus stored in the normal data storage unit 21 (SA3), and detects an abnormality using the evaluation value related to the difference. (SA4). Specifically, the difference vector between the normal state locus and the observed state locus at the same sampling time is calculated, and the abnormality is detected by comparing this difference vector with a preset threshold value. At this time, a preset weighting coefficient for each operation amount and each control amount may be used.

そして、異常検知部25によって異常が検知されなかった場合には当該処理を終了する(SA5において「NO」)。一方、異常検知部25によって異常が検知された場合には(SA5において「YES」)、異常要因特定部26による異常要因の特定が行われる。具体的には、図8に示すように、異常データ記憶部22に格納されている第1異常状態軌跡〜第n異常状態軌跡と正常状態軌跡とから差分に関する評価値をそれぞれ算出する(SA6)。そして、算出したこれら差分に関する評価値と、ステップSA3で算出された差分に関する評価値とに基づいて異常要因を特定する(SA7)。具体的には、ステップSA6において、第1異常状態軌跡〜第n異常状態軌跡と正常状態軌跡とを用いて、正常状態軌跡に対する各異常状態軌跡の差分ベクトルを算出し、各差分ベクトルとステップSA3で算出した差分ベクトルとの内積を演算することにより、各異常要因における類似度Va〜Vnを算出する。この演算式は、上記(7)式に示した通りである。そして、類似度が最も高い異常要因a〜nを今回の異常の要因として特定する。例えば、図9に示すように、各異常要因a〜d(n=4)に対する類似度Va〜Vdが算出された場合、最も類似度の高い異常要因aが今回の異常要因であると特定される。
このようにして特定された異常要因等は表示部27に適宜表示され、ユーザに通知される。
Then, when the abnormality detection unit 25 does not detect an abnormality, the process ends (“NO” in SA5). On the other hand, when the abnormality is detected by the abnormality detection unit 25 (“YES” in SA5), the abnormality factor identification unit 26 identifies the abnormality factor. Specifically, as shown in FIG. 8, the evaluation value regarding the difference is calculated from the first abnormal state locus to the nth abnormal state locus and the normal state locus stored in the abnormal data storage unit 22 (SA6). .. Then, the abnormal factor is specified based on the calculated evaluation value related to the difference and the evaluated value related to the difference calculated in step SA3 (SA7). Specifically, in step SA6, the difference vector of each abnormal state locus with respect to the normal state locus is calculated using the first abnormal state locus to the nth abnormal state locus and the normal state locus, and each difference vector and step SA3 By calculating the inner product with the difference vector calculated in step 1, the degree of similarity Va to Vn for each anomalous factor is calculated. This calculation formula is as shown in the above formula (7). Then, the abnormal factors a to n having the highest degree of similarity are specified as the factors of the current abnormality. For example, as shown in FIG. 9, when the similarity Va to Vd for each abnormality factor a to d (n = 4) is calculated, the abnormality factor a having the highest degree of similarity is identified as the abnormality factor this time. To.
The abnormal factors and the like identified in this way are appropriately displayed on the display unit 27 and notified to the user.

以上説明してきたように、本実施形態に係るサーボ機構の診断装置及び診断方法並びに診断プログラムによれば、正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、同じサンプリングタイムに取得された入力信号の信号値及び出力信号の信号値が1つのデータ集合体とされ、各操作量及び各制御量に対応した座標軸上にそれぞれの信号値をプロットすることにより作成されたm+k次元の正常状態軌跡と、観測時における入力信号及び出力信号から同様の手法によって生成された観測状態軌跡とを比較することにより差分に関する評価値を演算し、この差分に関する評価値に基づいて異常が検知される。 As described above, according to the diagnostic device, the diagnostic method, and the diagnostic program of the servo mechanism according to the present embodiment, m pieces (m ≧ 1) obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism. Of the input signal related to the operation amount of) and the output signal related to the control amount of k (k ≧ 1), the signal value of the input signal and the signal value of the output signal acquired at the same sampling time are regarded as one data aggregate. , M + k-dimensional normal state locus created by plotting each signal value on the coordinate axes corresponding to each manipulated amount and each controlled amount, and generated by the same method from the input signal and output signal at the time of observation. The evaluation value related to the difference is calculated by comparing with the observed state locus, and the abnormality is detected based on the evaluation value related to this difference.

これにより、時系列で取得された入力信号及び出力信号を比較する場合と比べて容易に異常を検知することが可能となる。例えば、図10は、ギアを有するサーボ機構において、ギアの間隔を調整したときの調整前後における負荷位置、モータ速度、及びトルクの時系列信号を比較して示した図である。図10に示すように、時系列信号では、ギア間隔の調整前後における変化は顕著に表れていない。しかしながら、図11に示すように、これらの2つの信号から状態軌跡を生成した場合、ギアの調整前における状態軌跡とギアの調整後における状態軌跡とは全く異なる軌跡を描くこととなり、その調整の効果が視認できる。このように、状態軌跡を用いて異常を判定することにより、正常時に対して現在のサーボ機構の状態がどの程度変化しているのかを直感的に把握することが可能となる。 This makes it possible to detect an abnormality more easily than when comparing the input signal and the output signal acquired in time series. For example, FIG. 10 is a diagram showing a comparison of time-series signals of load position, motor speed, and torque before and after adjustment when the gear spacing is adjusted in a servo mechanism having gears. As shown in FIG. 10, in the time series signal, the change before and after the adjustment of the gear interval does not appear remarkably. However, as shown in FIG. 11, when a state locus is generated from these two signals, a locus that is completely different from the state locus before the gear adjustment and the state locus after the gear adjustment is drawn, and the adjustment is performed. The effect can be seen. In this way, by determining the abnormality using the state locus, it is possible to intuitively grasp how much the current state of the servo mechanism has changed with respect to the normal state.

更に、本実施形態に係るサーボ機構の診断装置及び診断方法並びに診断プログラムによれば、各異常要因に対する異常状態軌跡を作成し、各異常状態軌跡と正常状態軌跡との差分に関する評価値を算出し、算出したこの評価値と、正常状態軌跡と観測状態軌跡とから得た評価値との類似度から異常要因を判定する。異常状態軌跡と正常状態軌跡との差分を用いることで、モデル誤差を排除することができ、サーボ機構を高い精度でモデル化した数値モデルを用いなくても、異常要因を特定することができる。このように、本実施形態に係るサーボ機構の診断装置及び診断方法並びに診断プログラムによれば、高い精度で生成された数値モデルを必要としないため、処理の煩雑化を回避することができ、処理負担の軽減及び処理の短縮化を図ることが可能となる。 Further, according to the diagnostic device, the diagnostic method, and the diagnostic program of the servo mechanism according to the present embodiment, the abnormal state locus for each abnormal factor is created, and the evaluation value regarding the difference between each abnormal state locus and the normal state locus is calculated. , The abnormal factor is determined from the similarity between the calculated evaluation value and the evaluation value obtained from the normal state locus and the observed state locus. By using the difference between the abnormal state locus and the normal state locus, the model error can be eliminated, and the cause of the abnormality can be identified without using a numerical model in which the servo mechanism is modeled with high accuracy. As described above, according to the diagnostic device, the diagnostic method, and the diagnostic program of the servo mechanism according to the present embodiment, since the numerical model generated with high accuracy is not required, the complicated processing can be avoided and the processing can be avoided. It is possible to reduce the burden and shorten the processing.

1 :診断装置
10 :機械システム
21 :正常データ記憶部
22 :異常データ記憶部
23 :データ取得部
24 :観測状態軌跡生成部
25 :異常検知部
26 :異常要因特定部
27 :表示部
1: Diagnostic device 10: Mechanical system 21: Normal data storage unit 22: Abnormal data storage unit 23: Data acquisition unit 24: Observation state trajectory generation unit 25: Abnormality detection unit 26: Abnormal factor identification unit 27: Display unit

Claims (15)

正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を格納する正常データ記憶部と、
観測時において、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号を取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて、m+k次元以下の観測状態軌跡を生成する観測状態軌跡生成部と、
互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する異常検知部と
を具備するサーボ機構の診断装置。
Of the input signals related to the operation amount of m (m ≧ 1) and the output signals related to the control amount of k (k ≧ 1) obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. A normal data storage unit that uses the signal value of the input signal and the signal value of the output signal as one data aggregate and stores a normal state locus of m + k dimensions or less generated by using all or a part of the data aggregate. When,
At the time of observation, a data acquisition unit that acquires an input signal related to the m operation quantities and an output signal related to the k control quantities when the predetermined target value is given to the servo mechanism.
Of the input signal and the output signal acquired by the data acquisition unit, the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other are regarded as one data aggregate, and all or one of the data aggregates. An observation state locus generator that uses the unit to generate an observation state locus of m + k dimensions or less,
A diagnostic device for a servo mechanism including an abnormality detection unit that detects an abnormality by comparing the normal state locus and the observation state locus that are synchronized with each other.
正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を格納する正常データ記憶部と、Of the input signals related to the operation amount of m (m ≧ 1) and the output signals related to the control amount of k (k ≧ 1) obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. A normal data storage unit that uses the signal value of the input signal and the signal value of the output signal as one data aggregate and stores a normal state locus of m + k dimensions or less generated by using all or a part of the data aggregate. When,
(i)観測時において取得された、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の観測状態軌跡と、(ii)前記観測状態軌跡と同期する前記正常状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する異常検知部と(I) Of the input signals related to the m operation amounts and the output signals related to the k control amounts when the predetermined target values are given to the servo mechanism, which are acquired at the time of observation, the signals are synchronized with each other. The signal value of the input signal and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the observation state locus of m + k dimension or less generated by using all or a part of the data aggregate, and (ii) the observation state. An abnormality detection unit that detects an abnormality by comparing the trajectory with the normal state trajectory that synchronizes with the trajectory.
を具備するサーボ機構の診断装置。A diagnostic device for a servo mechanism provided with.
正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を格納する正常データ記憶部と、Of the input signals related to the operation amount of m (m ≧ 1) and the output signals related to the control amount of k (k ≧ 1) obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. A normal data storage unit that uses the signal value of the input signal and the signal value of the output signal as one data aggregate and stores a normal state locus of m + k dimensions or less generated by using all or a part of the data aggregate. When,
(i)観測時における前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部に基づくm+k次元以下の観測状態軌跡と、(ii)前記観測状態軌跡と同期する前記正常状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する異常検知部と(I) Of the input signals related to the m operation quantities and the output signals related to the k control quantities when the predetermined target values are given to the servo mechanism during observation, the signals of the input signals synchronized with each other. The value and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the observation state locus of m + k dimension or less based on all or part of the data aggregate, and (ii) the normal state locus synchronized with the observation state locus. With the anomaly detection unit that detects anomalies by comparing with
を具備するサーボ機構の診断装置。A diagnostic device for a servo mechanism provided with.
前記正常状態軌跡は、前記データ集合体毎に該データ集合体に含まれる前記信号値を各前記操作量及び各前記制御量に対応した座標軸上にそれぞれプロットすることにより生成され、
前記観測状態軌跡は、前記データ集合体毎に該データ集合体に含まれる前記信号値を各前記操作量及び各前記制御量に対応した座標軸上にそれぞれプロットすることにより生成される請求項1から3のいずれかに記載のサーボ機構の診断装置。
The normal state locus is generated by plotting the signal value included in the data set for each data set on the coordinate axes corresponding to the manipulated variable and the controlled variable.
From claim 1, the observation state locus is generated by plotting the signal value included in the data set for each data set on the coordinate axes corresponding to each manipulated variable and each controlled variable. 3. The servo mechanism diagnostic device according to any one of 3.
前記異常検知部は、互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡との差分に関する評価値に基づいて異常を検知する請求項1から請求項4のいずれかに記載のサーボ機構の診断装置。 The diagnostic device for a servo mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality based on an evaluation value relating to a difference between the normal state locus and the observation state locus that are synchronized with each other. 前記異常検知部は、座標軸毎に、互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡との差分ベクトルを算出し、前記差分ベクトルと予め設定されている閾値とを用いて異常を検知する請求項に記載のサーボ機構の診断装置。 The anomaly detection unit calculates a difference vector between the normal state locus and the observation state locus that are synchronized with each other for each coordinate axis, and detects an abnormality by using the difference vector and a preset threshold value. 5. The servo mechanism diagnostic device according to 5. 前記異常検知部は、座標軸毎に決定された重み付け情報を用いて、互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡との差分に関する評価値を算出し、前記評価値と予め設定されている閾値とを用いて異常を検知し、
前記重み付け情報は、各前記信号値のばらつき度合に応じて設定されている請求項に記載のサーボ機構の診断装置。
The abnormality detection unit calculates an evaluation value regarding the difference between the normal state locus and the observation state locus that are synchronized with each other by using the weighting information determined for each coordinate axis, and the evaluation value and a preset threshold value are calculated. Detect anomalies using and
The diagnostic device for a servo mechanism according to claim 5 , wherein the weighting information is set according to the degree of variation of each signal value.
前記正常状態軌跡は、正常時における前記サーボ機構をモデル化した数値モデルに前記所定の目標値を与えた時に得られる前記入力信号と前記出力信号とを用いて作成される請求項1から請求項のいずれかに記載のサーボ機構の診断装置。 The normal state locus is claimed from claim 1 to claim 1 created by using the input signal and the output signal obtained when the predetermined target value is given to the numerical model modeling the servo mechanism in the normal state. 7. The servo mechanism diagnostic device according to any one of 7. 互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを比較して表示する表示部を備える請求項1から請求項のいずれかに記載のサーボ機構の診断装置。 The diagnostic device for a servo mechanism according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a display unit that compares and displays the normal state locus and the observed state locus that are synchronized with each other. 複数の異なる異常要因毎にそれぞれ作成された前記サーボ機構の各数値モデルに、前記所定の目標値を与えた時の前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号とを用いて前記異常要因毎に異常状態軌跡を生成し、生成した前記異常状態軌跡と前記異常要因とを関連付けてそれぞれ格納する異常データ記憶部と、
各前記異常状態軌跡と前記正常状態軌跡との差分に関する評価値と、前記異常検知部によって算出された前記差分に関する評価値との類似度から前記サーボ機構の異常の要因を特定する異常要因特定部と
を具備する請求項から請求項のいずれかに記載のサーボ機構の診断装置。
Input signals related to the m operation amounts and output signals related to the k control amounts when the predetermined target values are given to each numerical model of the servo mechanism created for each of a plurality of different abnormal factors. An abnormal data storage unit that generates an abnormal state locus for each abnormal factor using the above and stores the generated abnormal state locus and the abnormal factor in association with each other.
Anomaly factor identification unit that identifies the cause of the abnormality of the servo mechanism from the similarity between the evaluation value related to the difference between each of the abnormal state loci and the normal state locus and the evaluation value related to the difference calculated by the abnormality detection unit. The diagnostic device for a servo mechanism according to any one of claims 5 to 9 , further comprising.
複数の異なる異常要因毎にそれぞれ作成された前記サーボ機構の各数値モデルに、前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号とに基づいて生成された前記異常要因毎の異常状態軌跡と、前記正常状態軌跡との差分に関する評価値を前記異常要因と関連付けて格納する異常データ記憶部と、
前記異常データ記憶部に格納された各前記異常要因毎の前記差分に関する評価値と、前記異常検知部によって算出された前記差分に関する評価値との類似度から前記サーボ機構の異常の要因を特定する異常要因特定部と
を具備する請求項から請求項のいずれかに記載のサーボ機構の診断装置。
Input signals related to the m operation amounts and output signals related to the k control amounts when the predetermined target values are given to each numerical model of the servo mechanism created for each of a plurality of different abnormal factors. An abnormal data storage unit that stores an evaluation value related to a difference between the abnormal state locus for each abnormal factor generated based on the above and the normal state locus in association with the abnormal factor.
The cause of the abnormality of the servo mechanism is specified from the similarity between the evaluation value related to the difference for each abnormality factor stored in the abnormality data storage unit and the evaluation value related to the difference calculated by the abnormality detection unit. The diagnostic device for a servo mechanism according to any one of claims 5 to 9 , further comprising an abnormality factor identifying unit.
正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を所定の記憶部から読みだす工程と、
観測時において、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号を取得する工程と、
観測時の前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて、m+k次元以下の観測状態軌跡を生成する工程と、
互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する工程と
を有するサーボ機構の診断方法。
Of the input signals related to m (m ≧ 1) manipulated quantities and the output signals related to k (k ≧ 1) control quantities obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. The signal value of the input signal and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the normal state locus of m + k dimension or less generated by using all or a part of the data aggregate is read from a predetermined storage unit. The process of starting and
At the time of observation, a step of acquiring an input signal relating to the m operation quantities and an output signal relating to the k control quantities when the predetermined target values are given to the servo mechanism, and a step of acquiring the output signals.
Of the input signal and the output signal at the time of observation, the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other are regarded as one data aggregate, and all or a part of the data aggregate is used. The process of generating the observation state locus of m + k dimensions or less,
A method of diagnosing a servo mechanism including a step of detecting an abnormality by comparing the normal state locus and the observed state locus that are synchronized with each other.
正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を所定の記憶部から読みだす工程と、Of the input signals related to m (m ≧ 1) manipulated quantities and the output signals related to k (k ≧ 1) control quantities obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. The signal value of the input signal and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the normal state locus of m + k dimension or less generated by using all or a part of the data aggregate is read from a predetermined storage unit. The process of starting and
(i)観測時において、取得された前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の観測状態軌跡と、(ii)前記観測状態軌跡と同期する前記正常状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する工程と(I) Of the input signals related to the m operation quantities and the output signals related to the k control quantities when the predetermined target values are given to the acquired servo mechanism at the time of observation, the said signals are synchronized with each other. The signal value of the input signal and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the observation state locus of m + k dimension or less generated by using all or a part of the data aggregate, and (ii) the observation state. A process of detecting an abnormality by comparing the trajectory with the normal state trajectory synchronized with the trajectory.
を有するサーボ機構の診断方法。A method of diagnosing a servo mechanism having.
正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部に基づくm+k次元以下の正常状態軌跡を所定の記憶部から読みだす工程と、Of the input signals related to m (m ≧ 1) manipulated quantities and the output signals related to k (k ≧ 1) control quantities obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. A step of combining the signal value of the input signal and the signal value of the output signal into one data aggregate, and reading out a normal state locus of m + k dimensions or less based on all or a part of the data aggregate from a predetermined storage unit.
(i)観測時における前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部に基づくm+k次元以下の観測状態軌跡と、(ii)前記観測状態軌跡と同期する前記正常状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する工程と(I) Of the input signals related to the m operation quantities and the output signals related to the k control quantities when the predetermined target values are given to the servo mechanism during observation, the signals of the input signals synchronized with each other. The value and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the observation state locus of m + k dimension or less based on all or part of the data aggregate, and (ii) the normal state locus synchronized with the observation state locus. By comparing with the process of detecting anomalies
を有するサーボ機構の診断方法。A method of diagnosing a servo mechanism having.
正常時のサーボ機構に所定の目標値を与えたときに得られるm個(m≧1)の操作量に関する入力信号及びk個(k≧1)の制御量に関する出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて生成されたm+k次元以下の正常状態軌跡を所定の記憶部から読みだす処理と、
観測時において、前記サーボ機構に前記所定の目標値を与えたときの前記m個の操作量に関する入力信号及び前記k個の制御量に関する出力信号を取得する処理と、
観測時の前記入力信号及び前記出力信号のうち、互いに同期する前記入力信号の信号値及び前記出力信号の信号値を一つのデータ集合体とし、前記データ集合体の全部又は一部を用いて、m+k次元以下の観測状態軌跡を生成する処理と、
互いに同期する前記正常状態軌跡と前記観測状態軌跡とを比較することにより、異常を検知する処理と
をコンピュータに実行させるためのサーボ機構の診断プログラム。
Of the input signals related to m (m ≧ 1) manipulated quantities and the output signals related to k (k ≧ 1) control quantities obtained when a predetermined target value is given to the normal servo mechanism, they are synchronized with each other. The signal value of the input signal and the signal value of the output signal are regarded as one data aggregate, and the normal state locus of m + k dimension or less generated by using all or a part of the data aggregate is read from a predetermined storage unit. Processing and processing
At the time of observation, a process of acquiring an input signal related to the m operation amounts and an output signal related to the k control amounts when the predetermined target value is given to the servo mechanism, and
Of the input signal and the output signal at the time of observation, the signal value of the input signal and the signal value of the output signal that are synchronized with each other are regarded as one data aggregate, and all or a part of the data aggregate is used. Processing to generate observation state loci of m + k dimensions or less,
A diagnostic program of a servo mechanism for causing a computer to execute a process of detecting an abnormality by comparing the normal state locus and the observed state locus that are synchronized with each other.
JP2017159330A 2017-08-22 2017-08-22 Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program Active JP6879863B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017159330A JP6879863B2 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017159330A JP6879863B2 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019040241A JP2019040241A (en) 2019-03-14
JP6879863B2 true JP6879863B2 (en) 2021-06-02

Family

ID=65727306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017159330A Active JP6879863B2 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6879863B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7323320B2 (en) * 2019-04-04 2023-08-08 三菱重工業株式会社 Diagnostic device, diagnostic method, and program

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06187030A (en) * 1992-12-17 1994-07-08 Hitachi Ltd Control system abnormality diagnostic method and display method by time-sequential model
JP2011088219A (en) * 2009-10-20 2011-05-06 Hitachi High-Tech Control Systems Corp Operation diagnosis method of robot, control device of robot, control device of mini-environment system, robot, and mini-environment system
JP2011145846A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Hitachi Ltd Anomaly detection method, anomaly detection system and anomaly detection program
JP5501903B2 (en) * 2010-09-07 2014-05-28 株式会社日立製作所 Anomaly detection method and system
JP5369246B1 (en) * 2013-07-10 2013-12-18 株式会社日立パワーソリューションズ Abnormal sign diagnostic apparatus and abnormal sign diagnostic method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019040241A (en) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6451662B2 (en) Abnormality determination device, abnormality determination program, abnormality determination system, and motor control device
WO2018138880A9 (en) Model parameter value estimation device and estimation method, program, recording medium with program recorded thereto, and model parameter value estimation system
JP6658250B2 (en) Error diagnosis method, error diagnosis device, and error diagnosis program
JP5991042B2 (en) Anomaly monitoring system and anomaly monitoring method
US11947322B2 (en) Factory system for machine learning of an actuator
EP3839414A1 (en) Advanced thermal compensation of mechanical processes
JP7358725B2 (en) Abnormality detection device, abnormality detection method, abnormality detection program and abnormality detection system
JP2018120327A (en) Control apparatus, control program and control system
JP2021082126A (en) Abnormality detection device, abnormality detection method and program
JP6879863B2 (en) Servo mechanism diagnostic device, diagnostic method and diagnostic program
JP2017502390A (en) Method and apparatus for defining a functional model based on data
JP6906985B2 (en) Vibration diagnosis system, vibration diagnosis method and parameter setting method
JP2018163645A (en) Fault diagnosis device, monitoring device, fault diagnosis method, and fault diagnosis program
JP6702297B2 (en) Abnormal state diagnosis method and abnormal state diagnosis device
JP7131611B2 (en) Abnormality determination device and abnormality determination method
JP7036261B1 (en) Anomaly detection device, program, anomaly detection method, and manufacturing method
JP6904418B2 (en) Information processing equipment, information processing system, information processing method, and program
JP6129508B2 (en) Anomaly detection pre-processing apparatus and method, program, and anomaly detection apparatus having the same
JP7210268B2 (en) Thermal displacement compensation method for machine tool, thermal displacement compensation program, thermal displacement compensation device
JP7392107B2 (en) Abnormality determination device
JP6347771B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program
JP7399832B2 (en) Information processing device, information processing system, information processing method and program
JP6971897B2 (en) Servo mechanism parameter estimation device, parameter estimation method, and parameter estimation program
JP6764516B1 (en) Machine tools and display devices
JP2013191136A (en) Abnormality diagnostic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210430

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6879863

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150