DE102017127225B4

DE102017127225B4 - Ölleckerkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017127225B4
Application number: DE102017127225.9A
Authority: DE
Inventors: Yasushi OKAJIMA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: DE102017127225A1; JP6346251B2; CN108105208B; JP2018083273A; CN108105208A; US10267704B2; US20180149551A1

Abstract

Ölleckerkennungsvorrichtung (13), welche die Entstehung eines Öllecks in einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks, um mindestens eine Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine (1) zu aktivieren, erkennt, wobei die Ölleckerkennungsvorrichtung (13) Folgendes umfasst:eine Zustandsbeobachtungseinheit (112), die konfiguriert ist, um Informationen über eine Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) zugeführt wird, entsprechend Betriebsbedingungen der Antriebseinheit unter Protokolldaten, die während dem Betrieb der Werkzeugmaschine (1) aufgezeichnet werden, als Änderungsmuster zu erhalten und Eingabedaten auf Grundlage des erhaltenen Änderungsmusters zu erstellen, wobei die Protokolldaten vor und nach einem Zeitpunkt, wenn die Entstehung eines Öllecks von einem Benutzer erkannt wird, erhalten werden, und wobei die Eingabedaten für den Fall, wo ein Ölleck entsteht, auf Grundlage der Protokolldaten erstellt werden, die vor dem Zeitpunkt erhalten werden, wenn ein Benutzer das Vorhandensein und den Ort eines Öllecks eingibt;eine Markierungserfassungseinheit (113), die konfiguriert ist, um Lehrdaten zu erstellen, welche das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks und einer Entstehungsstelle eines Öllecks angeben, entsprechend den von der Zustandsbeobachtungseinheit (112) auf Grundlage der Protokolldaten erstellten Eingabedaten;eine Lerneinheit (111), die konfiguriert ist, um ein überwachtes Lernen auf Grundlage der Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit (112) erstellt werden, und der Lehrdaten, die von der Markierungserfassungseinheit (113) erstellt werden, durchzuführen, wodurch ein Lernmodell konstruiert wird; undeine Lernmodellspeichereinheit (114), die konfiguriert ist, um das Lernmodell zu speichern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölleckerkennungsvorrichtung zum Erkennen einer Stelle einer Entstehung eines Öllecks in einer Maschine unter Verwendung von Informationsverarbeitungsmitteln.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Eine Werkzeugmaschine ist darin mit einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung zum Zuführen von Öl zu mehreren Antriebseinheiten zum Klemmen einer Spindel, eines Tisches und eines Werkzeugmagazins oder Antreiben eines APC (Auto Pallet Changer) installiert. 9 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung in einer Werkzeugmaschine 1 zeigt. (In 9 ist die Veranschaulichung eines Teils einer Abdeckung oder dergleichen weggelassen, so dass das Innere der Werkzeugmaschine 1 durch die Abdeckung zu sehen ist.) Eine Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 der Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Hydraulikeinheit 5 und Hydraulikrohre 7 (durch dicke Linien in 9 dargestellt; es sind keine Bezugszeichen angegeben, um einige der Hydraulikrohre zu bezeichnen). Die Hydraulikeinheit 5 umfasst einen Tank 3, der konfiguriert ist, um Öl zu speichern, und eine Druckquelle 4, wie etwa eine Öl-Hydraulikpumpe. Die Hydraulikrohre 7 sind durch Verteilungseinheiten 6 verteilt, die in diversen Teilen der Werkzeugmaschine 1 liegen, und verbinden die Hydraulikeinheit 5 und diverse Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1 einschließlich einer Spindel 9, eines Tisches 10, eines Werkzeugmagazins (nicht gezeigt), eines APC 11 und dergleichen. Die Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 stellt einen Druck ein, der auf das Öl aufzubringen ist, das von der Druckquelle 4 der Hydraulikeinheit 5 zu den Hydraulikrohren 7 zugeführt wird, und steuert Wahlventile (nicht gezeigt) oder dergleichen, die an diversen Teilen bereitgestellt sind, wodurch der Druck des Öls gesteuert wird, das zu den Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1 zugeführt wird.
Während ein Hydraulikdruck stets auf die Hydraulikrohre 7, die Verteilungseinheiten 6 und dergleichen während des Betriebs in der auf diese Art konstruierte Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 aufgebracht wird, kann manchmal ein Ölleck an Verbindungen 8 (durch schwarze Punkte in 9 dargestellt; es sind keine Bezugszeichen angegeben, um einige der Verbindungen zu bezeichnen) zwischen den einzelnen Hydraulikrohren 7, zwischen den Hydraulikrohren 7 und den Verteilungseinheiten 6, und zwischen den Hydraulikrohren 7 und den Antriebseinheiten entstehen. Wenn das Ölleck entsteht, kann kein ausreichender Hydraulikdruck auf die Antriebseinheiten aufgebracht werden, was zu einer Fehlfunktion oder einem Ausfall der Antriebseinheiten führt, so dass ein Betreiber der Werkzeugmaschine 1 regelmäßig das Vorhandensein eines Öllecks überprüfen muss. Zum Beispiel ist eine Technik, die in der JP 2004-347013 A offenbart ist, als herkömmliche Technik zum Erkennen eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 bekannt.
Herkömmlicherweise, wenn die Entstehung eines Öllecks erkannt wird, ist es notwendig, die Maschine anzuhalten und eine Untersuchung unter Verfolgung eines Hydraulikwegs (der von der Hydraulikeinheit 5 bis zu den Antriebseinheiten reicht und die Hydraulikrohre 7, die Verteilungseinheiten 6 und die Verbindungen 8 einschließt) durchzuführen. Wenn jedoch eine große Anzahl an Antriebseinheiten als Zuführziele vorhanden sind, stellt die Untersuchung eines Öllecks, die eine planmäßige Verfolgung der Hydraulikrohre 7 erfordert, welche umständlich rundherum in der Werkzeugmaschine 1 ausgedehnt sind, eine starke Belastung für den Betreiber dar.
US 2007/0028674 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Lecks in einem Hydraulikfluidsystem, wobei ein aktueller Pegelstand des Fluids in einem Fluidreservoir mit einem Leckerfassungspegel verglichen wird, während die aktuelle Temperatur des Fluids und eine thermische Ausdehnung des Fluids in der Vorrichtung berücksichtigt wird.
Möglicherweise kann dieses Problem durch Erkennen der Ölflussrate durch Sensoren, wie etwa Durchflussmesser, die an diversen Teilen des Hydraulikwegs befestigt sind und den Ort der Entstehung des Öllecks auf Grundlage einer Änderung der erkannten Flussrate kennzeichnen, gelöst werden. In diesem Fall entsteht jedoch ein Problem, dass, wenn die Sensoren an allen möglichen Teilen des Hydraulikwegs befestigt sind, die Schwierigkeiten aufgrund der Handhabung (Fehlerhandhabung/Einstellung) der Sensoren zunehmen, was zu einer ziemlichen Zunahme der Betriebskosten führt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Ölleckerkennungsvorrichtung zum Erkennen einer Stelle einer Entstehung eines Öllecks in einer Maschine bereitstellen.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist es nicht realistisch, Sensoren zur Flussratenüberwachung an allen möglichen Teilen eines Hydraulikwegs zu befestigen aufgrund eines wahrscheinlichen Kostenanstiegs. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Sensor zum Erkennen der Flussrate an einem nahen Teil des Hydraulikwegs befestigt und verwendet, um eine Änderung der Flussrate des Öls als Änderungsmuster zu erhalten, die verursacht wird, wenn Antriebseinheiten einer Werkzeugmaschine aktiviert werden. Das erhaltene Änderungsmuster wird mit einem Änderungsmuster in einem normalen Zustand (ohne Ölleck) verglichen, und eine Stelle einer Entstehung eines Öllecks wird auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs gekennzeichnet. Ein Änderungsmuster zum Zeitpunkt der Ölleckentstehung kann nicht durch ein einfaches Verfahren bestimmt werden, da es von Fehlern aufgrund der jeweiligen Verbindungszustände diverser Teile des Hydraulikwegs, Störungen, wie etwa Lasten auf den Antriebseinheiten und dergleichen, beeinflusst wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher das Änderungsmuster zum Zeitpunkt der Ölleckentstehung durch maschinelles Lernen gelernt, so dass die Stelle der Ölleckentstehung durch Verwenden des Ergebnisses des Einlernens gekennzeichnet werden kann.
Eine Ausführungsform einer Ölleckerkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um eine Entstehung eines Öllecks in einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung zum Zuführen von Öl, um mindestens eine Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine zu aktivieren, zu erkennen, und umfasst eine Zustandsbeobachtungseinheit, die konfiguriert ist, um Informationen über eine Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung entsprechend Betriebsbedingungen der Antriebseinheit unter Protokolldaten, die während dem Betrieb der Werkzeugmaschine aufgezeichnet werden, als Änderungsmuster zu erhalten und Eingabedaten auf Grundlage des erhaltenen Änderungsmusters zu erstellen, eine Markierungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um Informationen über das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung und Informationen über eine Stelle einer Entstehung eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung unter den Protokolldaten, die während dem Betrieb der Werkzeugmaschine aufgezeichnet werden, zu erhalten und Lehrdaten auf Grundlage der erhaltenen Informationen über das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks und Informationen über die Entstehungsstelle eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung zu erstellen, eine Lerneinheit, die konfiguriert ist, um ein überwachtes Lernen auf Grundlage der Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit erzeugt werden, und der Lehrdaten, die von der Markierungserfassungseinheit erstellt werden, durchzuführen, wodurch ein Lernmodell konstruiert wird, und eine Lernmodellspeichereinheit, die konfiguriert ist, um das Lernmodell zu speichern.
Eine weitere Ausführungsform der Ölleckerkennungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um die Entstehung eines Öllecks in einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung zum Zuführen von Öl, um mindestens eine Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine zu aktivieren, zu erkennen, und umfasst eine Lernmodellspeichereinheit, die konfiguriert ist, um ein Lernmodell zu speichern, das durch überwachtes Lernen unter Verwendung von Eingabedaten auf Grundlage eines Änderungsmusters, das Informationen über eine Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung zugeführt wird, entsprechend Betriebsbedingungen der Antriebseinheit angibt, und Lehrdaten auf Grundlage von Informationen über das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung und Informationen über eine Stelle einer Entstehung eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung konstruiert ist, eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um Eingabedaten auf Grundlage des Änderungsmusters, das die Informationen über die Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung zugeführt wird, entsprechend den Betriebsbedingungen der Antriebseinheit während dem Betrieb der Werkzeugmaschine zu erstellen, und eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, um das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung und die Entstehungsstelle eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung anhand der Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit erstellt werden, durch Verwenden des Lernmodells zu erkennen.
Eine weitere Ausführungsform der Ölleckerkennungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Alarmeinheit umfasst, die konfiguriert ist, um einen Alarm auf Grundlage des Ergebnisses der Erfassung des Vorhandenseins einer Entstehung eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung und der Entstehungsstelle eines Öllecks in der Ölleckerkennungsvorrichtung auszugeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Stelle einer Entstehung eines Öllecks automatisch gekennzeichnet werden, indem nur ein Sensor an einem nahen Teil eines Hydraulikwegs befestigt wird, so dass die Entstehung eines Öllecks, falls vorhanden, unmittelbar beseitigt werden kann und die Betriebskosten einer Werkzeugmaschine verringert werden können.
Figurenliste
Die vorherigen und sonstigen Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der anschließenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, in welchen:

1 eine Ansicht ist, die eine schematische Konfiguration einer Ölleckerkennungsvorrichtung mit einem Sensor zum Erkennen der Flussrate von Öl zeigt;
2 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen der Ölflussrate und den Betriebsbedingungen diverser Antriebseinheiten einer Werkzeugmaschine zeigt;
3 ein Diagramm ist, das Beispiele von Änderungsmustern der Ölflussrate zeigt, die erkannt werden, wenn die Betriebsbedingungen der Antriebseinheiten in dem normalen und anormalen Zustand geändert sind;
4 ein schematisches funktionales Blockdiagramm der Ölleckerkennungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt des Lernens ist;
5 ein Diagramm (1) ist, das ein Verfahren zum Erhalten von Eingabedaten veranschaulicht, die zum Lernen durch die Ölleckerkennungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
6 ein Diagramm (2) ist, das ein Verfahren zum Erhalten von Eingabedaten veranschaulicht, die zum Lernen durch die Ölleckerkennungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
7 ein Diagramm ist, das ein Beispiel zeigt, in welchem ein mehrschichtiges neurales Netzwerk als Lernmodell verwendet wird;
8 ein schematisches funktionales Blockdiagramm der Ölleckerkennungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt der Ölleckerkennung ist; und
9 eine Ansicht ist, die eine schematische Konfiguration einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung zeigt, die an einer Werkzeugmaschine befestigt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird ein Umriss der Ölleckortverarbeitung, die von einer Ölleckerkennungsvorrichtung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. Eine Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform ist konfiguriert, um die Flussrate von Öl, die von einem Sensor 12 erkannt wird, der an einem nahen Teil eines Hydraulikwegs einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 befestigt ist, zu erhalten. Die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform erhält Änderungen der Ölflussrate, die von dem Sensor 12 erkannt wird, wenn diverse Antriebseinheiten einer Werkzeugmaschine 1 aktiviert sind, beim Überprüfen eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2, und speichert eine Kombination der Ölflussratenänderungen während der Aktivierung der einzelnen Antriebseinheiten als ein Änderungsmuster.
2 ist ein Diagramm, das Ölflussraten, die bei den einzelnen Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1 in einem normalen Zustand verwendet werden, und Ölflussraten, die bei den einzelnen Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1 in einem anormalen APC-Zustand verwendet werden, beispielhaft darstellt. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird Öl mit 1,5 l/Min. verwendet, wenn ein Tisch 10 gelöst wird, wenn sich die Werkzeugmaschine 1 in dem normalen Zustand befindet, und wird Öl mit 8,5 I/Min. verwendet, wenn ein APC 11 der Werkzeugmaschine 1 angehoben wird, wenn sie sich in dem anormalen Zustand befindet. In diesem Fall, wenn der Tisch 10, eine Palette, ein Werkzeugmagazin und eine Spindel gelöst werden, und wenn der APC angehoben wird, wenn sich die Werkzeugmaschine 1 in dem normalen Zustand befindet, beträgt die Summe der Flussraten des Öls, die bei den einzelnen Antriebseinheiten verwendet werden, „1,5 + 2,0 + 9,1 + 0,6 + 1,4 = 14,6“ I/Min., und wird dieser Wert von dem Sensor 12 erkannt. Ferner, wenn der Tisch 10, die Palette und das Werkzeugmagazin gelöst werden, der APC der Werkzeugmaschine 1 angehoben wird und die Spindel eingeklemmt wird, wenn sich der APC in dem anormalen Zustand befindet, beträgt die Summe der Flussraten des Öls, die bei den einzelnen Antriebseinheiten verwendet werden, „1,5 + 2,1 + 8,5 + 0,4 + 2,3 = 14,8“ I/Min. und wird dieser Wert von dem Sensor 12 erkannt.
3 ist ein Diagramm, das Beispiele von Änderungsmustern der Ölflussraten, die von dem Sensor 12 erkannt wird, wenn die Betriebsbedingungen der Antriebseinheiten in dem normalen und anormalen Zustand geändert werden, zeigt. Allgemein, wenn ein Ölleck in der Werkzeugmaschine 1 entsteht, wie in 3 gezeigt ist, neigen Änderungen der Ölflussraten, die verursacht werden, wenn die Antriebseinheiten in der Nähe der Entstehungsstelle des Öllecks aktiviert werden, dazu, eine große Differenz zwischen Werten in dem normalen und anormalen Zustand zu beinhalten. Wenn die Werkzeugmaschine 1 jedoch tatsächlich betrieben wird, kann nicht gleichmäßig bestimmt werden, dass das Ölleck an der Stelle verursacht wird, wo die Änderungen der Ölflussraten der großen Differenz zwischen Werten in dem normalen und anormalen Zustand unterliegen, da sie von Fehlern aufgrund der jeweiligen Verbindungszustände von diversen Teilen des Hydraulikwegs und Störungen, wie etwa Lasten auf den Antriebseinheiten, beeinflusst wird. Ferner können auch Schwellenwerte nicht gleichmäßig für die Entscheidung bezüglich der Entstehung des Öllecks festgelegt werden. Daher wird bei der Ölleckerkennungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform eine Maschinenlernvorrichtung eingeführt, um die Ölleckstelle zu lokalisieren. Das überwachte Lernen wird auf Grundlage von Eingabedaten und Lehrdaten durchgeführt. Die Eingabedaten geben eine Differenz bezüglich des Änderungsmusters an, was die Flussratenänderungen in Reaktion auf Änderungen der Betriebsbedingungen der Antriebseinheiten, die in 3 gezeigt sind, zwischen dem normalen und anormalen Zustand darstellt. Die Lehrdaten geben an, ob ein Ölleck tatsächlich entsteht, und geben eine Stelle einer Entstehung eines Öllecks, falls vorhanden, an. Die Ölleckstelle in der arbeitenden Werkzeugmaschine wird auf Grundlage des Ergebnisses des überwachten Lernens gekennzeichnet.
4 ist ein schematisches funktionales Blockdiagramm der Ölleckerkennungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt des Lernens. Die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform führt ein maschinelles Lernen auf Grundlage von Protokolldaten durch, die von mindestens einer Werkzeugmaschine 1 gesammelt und in einer Protokolldatenspeichereinheit 200 gespeichert werden.
Die Protokolldatenspeichereinheit 200 wird als Protokolldaten mit den Betriebsbedingungen der einzelnen Antriebseinheiten einschließlich einer Spindel 9, des Tisches 10, des Werkzeugmagazins und des APC 11, die festgelegt werden, wenn die Werkzeugmaschine 1, die in 1 veranschaulicht ist, arbeitet, ein erkannter Wert der Ölflussrate an dem nahen Teil der Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2, der von dem Sensor 12 erkannt wird, und Wartungsinformationen (einschließlich des Vorhandenseins der Entstehung eines Öllecks und Informationen über die Stelle einer Entstehung eines Öllecks, falls vorhanden), die das Ergebnis der Untersuchung der Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2, das von einer Eingabevorrichtung (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 1 eingegeben wird und von einem Betreiber zum Zeitpunkt der Untersuchung aufgezeichnet wird, aufgezeichnet. Die Protokolldatenspeichereinheit 200 kann als herkömmliche Datenbank konstruiert werden.
In der Werkzeugmaschine 1 werden deren Antriebseinheiten gesteuert, um ein Werkstück zu bearbeiten, und werden Protokolldaten bezüglich des Betriebs der Werkzeugmaschine 1 in Reaktion auf Signale, die von den diversen Teilen empfangen werden, auf Grundlage der Zustände der Antriebseinheiten, erkannter Werte des Sensors 12 und dergleichen erstellt und in einem nichtflüchtigen Speicher (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 1 gespeichert. Die Protokolldaten werden derart erstellt, dass Zeitfolgen für die Betriebsbedingungen der Antriebseinheiten, die erkannten Werte der Ölflussrate, die von dem Sensor 12 erkannt wird, und dergleichen ermittelt werden können. Ferner beinhalten die Protokolldaten diverse Informationen (das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks, die Entstehungsstelle des Öllecks usw.), die durch eine Maschinenbedientafel (nicht gezeigt) von dem Betreiber, der die Werkzeugmaschine 1 betreibt, oder einem Wartungspersonal, das mit dem Auftreten einer Anomalität, falls vorhanden, in der Werkzeugmaschine 1 zu tun hat, eingegeben werden. Die Protokolldaten, die somit in dem nichtflüchtigen Speicher (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 1 gespeichert werden, werden in der Protokolldatenspeichereinheit 200 durch das Netzwerk oder eine externe Speichervorrichtung oder dergleichen, die von einem Betreiber, wie etwa dem Wartungspersonal, der Werkzeugmaschine getragen wird, gesammelt. Dieses Sammeln kann entweder jedes Mal, wenn die Protokolldaten erstellt werden, oder regelmäßig in geeigneten Intervallen durchgeführt werden.
Ein Umriss des Lernens, das von der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 durchgeführt wird, wird nun beschrieben, bevor diverse Konfigurationen der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 beschrieben werden.
5 und 6 sind Diagramme, die den Umriss des Lernens veranschaulichen, das von der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 durchgeführt wird. Die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform erstellt „Eingabedaten und Lehrdaten für den Fall, wo ein Ölleck während dem Betrieb entsteht“ und „Eingabedaten und Lehrdaten für den Fall, wo kein Ölleck während dem Betrieb entsteht“ unter den Protokolldaten, die in der Protokolldatenspeichereinheit 200 gespeichert werden, und führt ein maschinelles Lernen unter Verwendung der erstellten Daten durch. Vorzugsweise sollte das Lernen durch die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 unter Verwendung von großen Mengen an Daten, die auf Grundlage von großen Mengen an Protokolldaten erstellt werden, durchgeführt werden. Das Lernen durch die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 muss nicht immer auf einmal durchgeführt werden und kann mehrere Male oder jedes Mal, wenn die Protokolldaten gesammelt werden, durchgeführt werden. Ferner sollte ein „Referenzänderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand“, das für das Lernen und das Erkennen verwendet wird, gerade vorab durch experimentelles Betreiben der Werkzeugmaschine 1 erstellt werden, die frei von der Entstehung eines Öllecks ist, so dass das erstellte Änderungsmuster als das „Referenzänderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand“ verwendet werden kann.
Die „Eingabedaten und Lehrdaten für den Fall, wo ein Ölleck während dem Betrieb entsteht“ werden auf Grundlage der Protokolldaten, die vor und nach dem Zeitpunkt, wenn die Entstehung eines Öllecks von dem Betreiber oder dem Wartungspersonal der Werkzeugmaschine erkannt wird, erhalten werden, unter den Protokolldaten, die in der Protokolldatenspeichereinheit 200 gespeichert werden, erstellt. Wenn zum Beispiel die Entstehung eines Öllecks während dem Betrieb der Werkzeugmaschine 1 erkannt wird, werden Informationen, wie etwa „Ölleck entstanden: APC“ durch die Maschinenbedientafel (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 1 von dem Betreiber oder dem Wartungspersonal der Werkzeugmaschine eingegeben und zusammen mit Zeitinformationen in den Protokolldaten aufgezeichnet. In diesem Fall werden die „Eingabedaten für den Fall, wo ein Ölleck während dem Betrieb entsteht“ auf Grundlage der Protokolldaten erstellt, die vor dem Zeitpunkt erhalten werden, wenn „Ölleck entstanden: APC“ eingegeben wird. Die Eingabedaten, die für das maschinelle Lernen durch die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, sind Daten, die eine Differenz zwischen dem Referenzänderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand und dem Änderungsmuster der Ölflussrate, das erhalten wird, wenn ein Ölleck entsteht, angeben. Diese Daten sollten gerade auf Grundlage des Änderungsmusters der Ölflussrate in dem anormalen Zustand, welches durch Kombinieren der Werte von Ölflussratenänderungen erstellt wird, die von dem Sensor 12 erkannt werden, wenn die unmittelbaren vergangenen Antriebseinheiten aktiviert werden, seit dem Zeitpunkt, wenn die Entstehung eines Öllecks erkannt wird, und eines Änderungsmusters der Ölflussrate in dem normalen Zustand als eine vorbestimmte Referenz erstellt werden. In dem Fall dieses Beispiels sind die „Lehrdaten für den Fall, wo ein Ölleck während dem Betrieb entsteht“ „Ölleck entstanden: APC“.
Andererseits werden die „Eingabedaten und Lehrdaten für den Fall, wo ein Ölleck nicht während dem Betrieb entsteht“ auf Grundlage der Protokolldaten, die vor und nach dem Zeitpunkt erhalten werden, wenn kein Ölleck entsteht, unter den Protokolldaten, die in der Protokolldatenspeichereinheit 200 gespeichert werden, erstellt. Zum Beispiel sollten die „Eingabedaten für den Fall, wo kein Ölleck während dem Betrieb entsteht“, die in zufälligen oder in vorbestimmten Zeiträumen abgetastet werden, gerade unter den Protokolldaten, die erhalten werden, wenn der Betrieb der Werkzeugmaschine 1 ohne die Erfassung der Entstehung eines Öllecks während dem Betrieb sicher beendet wird, verwendet werden. Die Eingabedaten, die für das maschinelle Lernen durch die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsformen verwendet werden, sind Daten, die eine Differenz zwischen dem Referenzänderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand und dem Änderungsmuster der Ölflussrate, das zum Zeitpunkt des Abtastens erhalten wird, angeben. Diese Daten sollten gerade auf Grundlage des Änderungsmusters der Ölflussrate in dem normalen Zustand, was durch Kombinieren der Werte von Ölflussratenänderungen erstellt wird, die von dem Sensor 12 erkannt werden, wenn die unmittelbaren vergangenen Antriebseinheiten aktiviert werden, seit dem Zeitpunkt des Abtastens, und eines Änderungsmusters der Ölflussrate in dem normalen Zustand als eine vorbestimmte Referenz erstellt werden. (Es sei darauf hingewiesen, dass das abgetastete Änderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand nicht immer mit dem Referenzänderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand übereinstimmt aufgrund diverser Änderungsfaktoren, wie etwa Störungen.) In dem Fall dieses Beispiels sind die „Lehrdaten für den Fall, wo kein Ölleck während dem Betrieb entsteht“ „kein Ölleck “.
Das Folgende ist eine Beschreibung der diversen Konfigurationen der Ölleckerkennungsvorrichtung 13. Die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 umfasst eine Lerneinheit 111, eine Zustandsbeobachtungseinheit 112, eine Markierungserfassungseinheit 113 und eine Lernmodellspeichereinheit 114.
Die Lerneinheit 111 ist ein Funktionsmittel, das das überwachte Lernen auf Grundlage von Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit 112 erhalten werden, und Lehrdaten (auch Markierung genannt), die von der Markierungserfassungseinheit 113 erfasst werden, durchführt und ein Lernmodell konstruiert und in der Lernmodellspeichereinheit 114 speichert. Das Lernmodell, das von der Lerneinheit 111 konstruiert wird, wird verwendet, um die Entstehung eines Öllecks zu erkennen, wie weiter unten beschrieben wird. Das Lernmodell, das von der Lerneinheit 111 konstruiert wird, kann ein beliebiges Modell sein, das die Entstehung eines Öllecks anhand der Eingabedaten, die unter Bezugnahme auf 3, 5, 6 usw. beschrieben sind, erkennen kann. Ein mehrschichtiges neurales Netzwerk, wie etwa das in 7 gezeigte, oder Bayes'sches Netzwerk, kann zum Beispiel zu diesem Zweck verwendet werden. Eine Beschreibung der Einzelheiten eines herkömmlichen neuralen Netzwerks, tiefen Lernens und dergleichen ist hierin weggelassen.
Die Zustandsbeobachtungseinheit 112 erstellt die Eingabedaten unter den Protokolldaten, die in der Protokolldatenspeichereinheit 200 gespeichert sind, und gibt die erstellten Eingabedaten an die Lerneinheit 111 aus. Bei der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform sind die Eingabedaten Differenzwerte zwischen den Änderungsmustern der Ölflussraten und werden durch numerische Spalten dargestellt. Daher kann die Zustandsbeobachtungseinheit 112 diese numerischen Spalten direkt als Eingabedaten für die Lerneinheit 111 verwenden. Wenn die als die Eingabedaten verwendeten Daten durch Zeichenfolgen oder beliebige Informationen, die sich von numerischen Werten unterscheiden, dargestellt werden, kann die Zustandsbeobachtungseinheit 112 vorab einen Speicher (nicht gezeigt) mit einer Konvertierungstabelle zur Konvertierung der Zeichenfolgen in numerische Werte speichern, so dass Informationen, die sich von numerischen Werten unterscheiden, quantifiziert und in den Eingabedaten durch Verwenden der Konvertierungstabelle aufgenommen werden können.
Die Markierungserfassungseinheit 113 erstellt Lehrdaten (das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks und einer Entstehungsstelle eines Öllecks) entsprechend den Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit 112 synchron mit dieser Erstellung erstellt werden, auf Grundlage der Protokolldaten, die in der Protokolldatenspeichereinheit 200 gespeichert werden, und gibt die erstellten Lehrdaten an die Lerneinheit 111 aus. Wenn zum Beispiel das mehrschichtige neurale Netzwerk, das in 7 gezeigt ist, als das Lernmodell verwendet wird, sollten die jeweiligen Signale der Ausgangsschichten gerade derart eingestellt werden, dass sie „kein Ölleck“, „ölleck: Tisch“, „ölleck: Palette“, „ölleck: APC“, ... entsprechen, und die Lehrdaten derart festgelegt werden, dass ein beliebiges der Signale „1“ wird entsprechend den Lehrdaten.
Mit den zuvor beschriebenen Konfigurationen kann die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 ein Lernen des Zustands eines Öllecks bezüglich der Betriebsbedingungen der einzelnen Antriebseinheiten während dem Betrieb der Werkzeugmaschine 1 fördern, wodurch das Lernmodell konstruiert wird.
Das Folgende ist eine Beschreibung der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 zum Erkennen der Entstehung eines Öllecks durch Verwenden des konstruierten Lernmodells.
8 ist ein schematisches funktionales Blockdiagramm der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt der Erfassung der Entstehung eines Öllecks. Die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 der vorliegenden Erfindung erkennt die Entstehung eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 der Werkzeugmaschine 1 auf Grundlage von Signalen des Sensors 12 und den Betriebsbedingungen der Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1, die durch eine PMC (programmierbare Maschinensteuerung) 17 der Werkzeugmaschine 1 als eine Umgebung erhalten werden. Beim Empfangen einer Signaleingabe von inner- und außerhalb der Werkzeugmaschine 1 verarbeitet die PMC 17 diese Signale gemäß einem Sequenzprogramm und gibt sie an Prozessoren inner- und außerhalb der Werkzeugmaschine 1 aus. 8 zeigt nur die PMC 17 und eine Alarmeinheit 18 als funktionale Blöcke der Werkzeugmaschine 1. Tatsächlich ist die Werkzeugmaschine 1 jedoch mit funktionalen Blöcken versehen, die in 1 gezeigt sind.
Die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 umfasst die Zustandsbeobachtungseinheit 112, die Lernmodellspeichereinheit 114 und eine Erfassungseinheit 115.
Die Zustandsbeobachtungseinheit 112 erfasst die Daten, die als die Eingabedaten während dem zuvor beschriebenen Lernprozess verwendet werden, durch die PMC 17, während der Betrieb der Werkzeugmaschine 1 gestartet wird, und erstellt Eingabedaten auf Grundlage der erhaltenen Informationen und gibt diese an die Erfassungseinheit 115 aus. Die Zustandsbeobachtungseinheit 112 erstellt Änderungsmuster der Ölflussraten durch Speichern der Ölleckänderungen, die von dem Sensor 12 erkannt werden, wenn die Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1 in Verbindung mit den einzelnen Antriebseinheiten aktiviert werden. Dann werden Differenzen zwischen dem Referenzänderungsmuster der Ölflussrate in dem normalen Zustand und den erstellten Änderungsmustern der Ölflussraten als Eingabedaten an die Erfassungseinheit 115 ausgegeben.
Auf Grundlage der Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit 112 eingegeben werden, führt die Erfassungseinheit 115 eine Erfassung der Entstehung eines Öllecks unter Verwendung des Lernmodells, das in der Lernmodellspeichereinheit 114 gespeichert ist, durch.
Dadurch erkennt die Erfassungseinheit 115 die Entstehung eines Öllecks auf Grundlage der Ölflussratenänderungen der Hydraulikdruckzuführvorrichtung 2 bezüglich der Betriebsbedingungen der Antriebseinheiten der Werkzeugmaschine 1 und gibt die erkannten Werte als das Ergebnis der Erfassung an die PMC 17 der Werkzeugmaschine 1 aus. Wenn die erkannten Werte für die Entstehung eines Öllecks, die von der Erfassungseinheit 115 eingegeben werden, die Entstehung eines Öllecks angeben, befiehlt die PMC 17 der Alarmeinheit 18, einen Alarm zu erzeugen.
Wenn sie angewiesen wird, einen Alarm von der PMC 17 zu erzeugen, benachrichtigt die Alarmeinheit 18 den Betreiber hinsichtlich der Entstehung eines Öllecks und der Stelle der Entstehung des Öllecks durch eine Lampe auf der Maschinenbedientafel (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 1, eine Anzeige einer Anzeigevorrichtung, ein Geräusch oder dergleichen. Die Alarmeinheit 18 kann konfiguriert sein, um diversen Teilen der Werkzeugmaschine 1 zu befehlen, ihre Betriebe anzuhalten, anstatt einen Alarm zu erzeugen.
Somit kann die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 die Entstehung eines Öllecks während dem Betrieb der Werkzeugmaschine 1 durch Verwenden des Lernmodells erkennen, das als Ergebnis eines Lernens auf Grundlage von Informationen über ein Ölleck, das in mindestens einer Werkzeugmaschine 1 entsteht, erhalten wird. Wenn die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 die Entstehung eines Öllecks erkennt, gibt die Werkzeugmaschine 1 beim Erhalten des Ergebnisses der Erfassung einen Alarm an den Betreiber aus, um ihn/sie dazu zu drängen, den Betrieb der Werkzeugmaschine 1 zu stoppen, so dass das Auftreten einer Fehlfunktion oder eines Ausfalls verhindert werden kann.
Wenngleich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann geeignet auf diverse Arten abgeändert und ausgeführt werden.
Die zuvor beschriebene Ausführungsform zeigt eine Form des Lernens und der Verwendung für die einzige Ölleckerkennungsvorrichtung 13. Da das Lernmodell selbst, welches durch die Lerneinheit 111 konstruiert und in der Lernmodellspeichereinheit 114 gespeichert ist, eine Gruppe von Daten ist, die das Ergebnis des Lernens angeben, kann es jedoch derart konfiguriert sein, dass es mit einer anderen Ölleckerkennungsvorrichtung 13 durch ein externes Speichergerät (nicht gezeigt), Netzwerk oder dergleichen geteilt wird. In dem Lernprozess kann mit dieser Konfiguration die Zeit, die für den Abschluss des Lernens notwendig ist, derart verkürzt werden, dass mehrere Ölleckerkennungsvorrichtungen 13 ein Lernen parallel zueinander mit dem einzigen Lernmodell, das von der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 geteilt wird, durchführen. Zur Verwendung des Lernmodells kann andererseits das geteilte Lernmodell verwendet werden, um den einzelnen Ölleckerkennungsvorrichtungen 13 zu ermöglichen, die Entstehung eines Öllecks zu erkennen. Das Verfahren zum Teilen des Lernmodells ist nicht auf ein bestimmtes beschränkt. Zum Beispiel kann das Lernmodell vorab in einem Host-Computer in einer Fabrik gespeichert werden, so dass es von den Ölleckerkennungsvorrichtungen 13 geteilt werden kann. Alternativ kann das Lernmodell vorab auf einem Server gespeichert werden, der von einem Hersteller installiert wird, so dass es von den Ölleckerkennungsvorrichtungen 13 von Kunden geteilt werden kann.
Ferner sind die Konfigurationen der Ölleckerkennungsvorrichtung 13 für das Lernen und die Erfassung separat in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Alternativ kann jedoch die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 gleichzeitig mit den Konfigurationen für das Lernen und die Erfassung versehen sein. In diesem Fall kann die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 derart konfiguriert sein, dass die Lerneinheit 111 ein zusätzliches Lernen auf Grundlage der Informationen durchführt, die von dem Betreiber oder dem Wartungspersonal der Werkzeugmaschine 1 eingegeben werden, wenn die Entstehung eines Öllecks erkannt wird.
Wenngleich die zuvor beschriebene Ausführungsform ein Beispiel zeigt, in welchem die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 separat von der Werkzeugmaschine 1 konstruiert ist, kann ferner die Ölleckerkennungsvorrichtung 13 alternativ als Teil einer Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine 1 konstruiert werden.
Wenngleich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann geeignet in anderen Formen abgeändert und ausgeführt werden.

Claims

Ölleckerkennungsvorrichtung (13), welche die Entstehung eines Öllecks in einer Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks, um mindestens eine Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine (1) zu aktivieren, erkennt, wobei die Ölleckerkennungsvorrichtung (13) Folgendes umfasst: eine Zustandsbeobachtungseinheit (112), die konfiguriert ist, um Informationen über eine Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) zugeführt wird, entsprechend Betriebsbedingungen der Antriebseinheit unter Protokolldaten, die während dem Betrieb der Werkzeugmaschine (1) aufgezeichnet werden, als Änderungsmuster zu erhalten und Eingabedaten auf Grundlage des erhaltenen Änderungsmusters zu erstellen, wobei die Protokolldaten vor und nach einem Zeitpunkt, wenn die Entstehung eines Öllecks von einem Benutzer erkannt wird, erhalten werden, und wobei die Eingabedaten für den Fall, wo ein Ölleck entsteht, auf Grundlage der Protokolldaten erstellt werden, die vor dem Zeitpunkt erhalten werden, wenn ein Benutzer das Vorhandensein und den Ort eines Öllecks eingibt; eine Markierungserfassungseinheit (113), die konfiguriert ist, um Lehrdaten zu erstellen, welche das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks und einer Entstehungsstelle eines Öllecks angeben, entsprechend den von der Zustandsbeobachtungseinheit (112) auf Grundlage der Protokolldaten erstellten Eingabedaten; eine Lerneinheit (111), die konfiguriert ist, um ein überwachtes Lernen auf Grundlage der Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit (112) erstellt werden, und der Lehrdaten, die von der Markierungserfassungseinheit (113) erstellt werden, durchzuführen, wodurch ein Lernmodell konstruiert wird; und eine Lernmodellspeichereinheit (114), die konfiguriert ist, um das Lernmodell zu speichern.
Ölleckerkennungsvorrichtung (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lernmodellspeichereinheit (114) konfiguriert ist, um das Lernmodell zu speichern, das durch überwachtes Lernen unter Verwendung von Eingabedaten auf Grundlage eines Änderungsmusters, das Informationen über eine Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) zugeführt wird, entsprechend Betriebsbedingungen der Antriebseinheit angibt, und Lehrdaten auf Grundlage von Informationen über das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) und Informationen über eine Stelle einer Entstehung eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) konstruiert ist; wobei die Zustandsbeobachtungseinheit (112) konfiguriert ist, um Eingabedaten auf Grundlage des Änderungsmusters, das die Informationen über die Änderung der Flussrate von Öl, das von der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) zugeführt wird, entsprechend den Betriebsbedingungen der Antriebseinheit während dem Betrieb der Werkzeugmaschine (1) angibt, zu erstellen; und die Ölleckerkennungsvorrichtung (13) ferner umfassend eine Erkennungseinheit (12), die konfiguriert ist, um das Vorhandensein einer Entstehung eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) und die Entstehungsstelle eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) anhand der Eingabedaten, die von der Zustandsbeobachtungseinheit (112) erstellt werden, durch Verwenden des Lernmodells zu erkennen.
Werkzeugmaschine (1) umfassend eine Alarmeinheit (18), die konfiguriert ist, um einen Alarm auf Grundlage des Ergebnisses der Erfassung des Vorhandenseins einer Entstehung eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) durch die Ölleckerkennungsvorrichtung (13) nach Anspruch 2 und der Entstehungsstelle eines Öllecks in der Hydraulikdruckzuführvorrichtung (2) auszugeben.