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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, auf ein Verfahren und auf ein Programm zum Spezifizieren von Orten von Fehlern in einer Maschine.
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Verwandtes Gebiet
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Wenn in einer Maschine wie etwa in einer Werkzeugmaschine, in einem Roboter oder in einer Spritzgussmaschine ein Fehler auftritt, detektiert herkömmlich ein Controller (z. B. ein computergestützter numerischer Controller (CNC)), der die Maschine steuert, Fehler innerhalb des Controllers oder detektiert er Probleme, die auf der Grundlage einer Überlastung oder dergleichen eines Motors in einer Mechanismuseinheit der Maschine auftreten, und gibt er einen Alarm aus. Diese Alarminformationen sind nützlich beim Verfolgen von Fehlern und spielen eine Rolle dabei, viele Ursachen von Fehlern, die auftreten können, zu gruppieren.
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Zum Beispiel schlägt das Patentdokument 1 ein Verfahren des Analysierens von Frequenzen eines Stördrehmoments in einem Servomotor mit einem Untersetzungszahnrad und des Vergleichens eines Spitzenwerts einer spezifischen Frequenzkomponente mit einem Schwellenwert, um Anomalien in dem Untersetzungszahnrad zu detektieren, vor.
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Patentdokument 1:
Japanisches Patent Nr. 4112594 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Allerdings kann ein Controller einige Fehler einer Maschine nicht detektieren und kann er keinen Alarm erzeugen. In diesem Fall kann es eine Anzahl von Orten geben, die als die Ursache eines Fehlers angesehen werden können, und kann es beträchtliche Zeit dauern, den Fehler zu verfolgen. Da das Verfahren zum Detektieren einer spezifischen Frequenzkomponente auf einen spezifischen Fehler spezialisiert ist, war es darüber hinaus schwierig, Orte verschiedener Fehler zu spezifizieren.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung, eines Fehlerort-Spezifizierungsverfahrens und eines Fehlerort-Spezifizierungsprogramms, die Orte verschiedener Fehler, die in einer Mechanismuseinheit einer Maschine auftreten, effizient spezifizieren können.
- (1) Eine Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung (z. B. eine später zu beschreibende Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1) gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: eine Speichereinheit (z. B. eine später zu beschreibende Fehlerhistoriendatenbank 21), die ein spezifisches Frequenzband, das im Ergebnis eines Fehlers einer Maschine auftritt, in Korrelation mit wenigstens einem Ereigniscode, der einen Ort des Fehlers angibt, speichert; eine Eingabeeinheit (z. B. eine später zu beschreibende Eingabeeinheit 15), die schwingungsbezogene Daten während des Betriebs der Maschine als eine Eingabe empfängt; und eine Ausgabeeinheit (z. B. eine später zu beschreibende Ausgabeeinheit 16), die das spezifische Frequenzband mit einer in den schwingungsbezogenen Daten enthaltenen Frequenz abgleicht, um den Ort des Fehlers zu spezifizieren, und den Ereigniscode ausgibt.
- (2) In der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung nach (1) kann die Eingabeeinheit als die schwingungsbezogenen Daten ein Stördrehmoment in Bezug auf ein Befehlssignal für die Maschine empfangen.
- (3) Ferner kann die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung nach (1) oder (2) enthalten: eine Fehlereinheits-Erfassungseinheit (z. B. eine später zu beschreibende Fehlereinheits-Erfassungseinheit 12), die einen Datensatz erfasst, in dem der Ereigniscode mit einem oder mehreren Bestandteilen korreliert ist; eine Fehlerhistorien-Erfassungseinheit (z. B. eine später zu beschreibende Fehlerhistorien-Erfassungseinheit 11), die eine Fehlerhistorie, die Ereignisse von Fehlern, die in der Vergangenheit aufgetreten sind, und Gegenmaßnahmeteile enthält, erfasst; und eine Korrelationseinheit (z. B. eine später zu beschreibende Korrelationseinheit 13), die Informationen über ein oder mehrere Ereignisse in Korrelation mit dem Ereigniscode durch Abgleichen des Bestandteils mit dem Gegenmaßnahmeteil speichert, wobei das spezifische Frequenzband auf der Grundlage von Informationen über das Ereignis eingestellt wird.
- (4) In der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung nach einem von (1) bis (3) kann die Eingabeeinheit die schwingungsbezogenen Daten in einer Abtastzeitdauer, in der ein Betriebszustand der Maschine als eine Bedingung verwendet wird, empfangen.
- (5) In der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung nach einem von (1) bis (4) kann die Ausgabeeinheit unter Verwendung mehrerer Schwellenwerte, die sich auf Amplituden beziehen, mehrere Fehlerniveaus, die dem Ereigniscode entsprechen, bestimmen und gibt sie die Fehlerniveaus aus.
- (6) Ein Fehlerort-Spezifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung veranlasst, dass ein Computer (z. B. eine später zu beschreibende Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1) Folgendes ausführt: einen Speicherschritt des Speicherns eines spezifischen Frequenzbands, das im Ergebnis eines Fehlers einer Maschine auftritt, in Korrelation mit wenigstens einem Ereigniscode, der einen Ort des Fehlers angibt; einen Eingabeschritt des Empfangens von schwingungsbezogenen Daten während des Betriebs der Maschine als eine Eingabe; und einen Ausgabeschritt des Abgleichens des spezifischen Frequenzbands mit einer in den schwingungsbezogenen Daten enthaltenen Frequenz, um den Ort des Fehlers zu spezifizieren, und des Ausgebens des Ereigniscodes.
- (7) In dem Fehlerort-Spezifizierungsverfahren nach (6) kann der Eingabeschritt das Empfangen der schwingungsbezogenen Daten in einer Abtastzeitdauer, in der ein Betriebszustand der Maschine als eine Bedingung verwendet ist, umfassen.
- (8) In dem Fehlerort-Spezifizierungsverfahren nach (6) oder (7) kann der Ausgabeschritt das Bestimmen mehrerer Fehlerniveaus, die dem Ereigniscode entsprechen, unter Verwendung mehrerer Schwellenwerte, die sich auf Amplituden beziehen, umfassen und gibt er die Fehlerniveaus aus.
- (9) Ein Fehlerort-Spezifizierungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung veranlasst, dass ein Computer (z. B. eine später zu beschreibende Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1) Folgendes ausführt: einen Speicherschritt des Speicherns eines spezifischen Frequenzbands, das im Ergebnis eines Fehlers einer Maschine auftritt, in Korrelation mit wenigstens einem Ereigniscode, der einen Ort des Fehlers angibt; einen Eingabeschritt des Empfangens von schwingungsbezogenen Daten während des Betriebs der Maschine als eine Eingabe; und einen Ausgabeschritt des Abgleichens des spezifischen Frequenzbands mit einer in den schwingungsbezogenen Daten enthaltenen Frequenz, um den Ort des Fehlers zu spezifizieren, und des Ausgebens des Ereigniscodes.
- (10) In dem Fehlerort-Spezifizierungsprogramm nach (9) kann der Eingabeschritt das Empfangen der schwingungsbezogenen Daten in einer Abtastzeitdauer, in der ein Betriebszustand der Maschine als eine Bedingung verwendet wird, umfassen.
- (11) In dem Fehlerort-Spezifizierungsprogramm nach einem von (9) oder (10) kann der Ausgabeschritt das Bestimmen mehrerer Fehlerniveaus, die dem Ereigniscode entsprechen, unter Verwendung mehrerer Schwellenwerte, die sich auf Amplituden beziehen, und das Ausgeben der Fehlerniveaus umfassen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Orte verschiedener Fehler, die in einer Mechanismuseinheit einer Maschine auftreten, effizient zu spezifizieren.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaltplan, der eine Funktionskonfiguration einer Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Maschine, die ein Beobachtungsziel eines Fehlerort-Spezifizierungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform ist, darstellt.
- 3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Fehlerhistoriendaten gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 4 ist eine Darstellung, die ein Definitionsbeispiel einer Fehlereinheit gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Datensatzes, der eine Fehlereinheit gemäß einer Ausführungsform definiert, darstellt.
- 6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Fehlerhistoriendatenbank, an die ein Ereigniscode gemäß einer Ausführungsform angehängt ist, darstellt.
- 7 stellt ein Beispiel dar, in dem eine Fehlerhistoriendatenbank gemäß einer Ausführungsform nach einem Ereigniscode sortiert ist.
- 8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Fehlerhistoriendatenbank, die auf Merkmalsdaten beruht, gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Fehlerhistoriendatenbank, in der ein spezifisches Frequenzband eingestellt ist, gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 10 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Fehlerort-Spezifizierungsprozesses einer Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 11 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Verfahrens zum Extrahieren von schwingungsbezogenen Daten, die in einen Fehlerort-Spezifizierungsprozess eingegeben werden, gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Blockschaltplan, der eine Funktionskonfiguration einer Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
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Die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 ist eine Informationsverarbeitungsvorrichtung (ein Computer) wie etwa eine Servervorrichtung oder ein PC und enthält eine Steuereinheit 10 und eine Speichereinheit 20. Ferner enthält die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 verschiedene Daten-Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen, eine Kommunikationsvorrichtung und dergleichen und gibt sie auf der Grundlage einer Datenbank der Speichereinheit 20 unter Verwendung von Beobachtungsdaten während des Betriebs der Maschine als eine Eingabe Informationen über spezifizierte Fehlerorte aus.
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Die Steuereinheit 10 ist ein Teil, das die gesamte Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 steuert und durch geeignetes Lesen und Ausführen verschiedener in der Speichereinheit 20 gespeicherter Programme verschiedene Funktionen der vorliegenden Ausführungsform verwirklicht. Die Steuereinheit 10 kann eine CPU sein.
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Die Speichereinheit 20 ist ein Speicherbereich für verschiedene Programme, um zu veranlassen, dass eine Hardwaregruppe als die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 fungiert, und für verschiedene Daten und kann ein ROM, ein RAM, ein Flash-Speicher oder eine Festplattenvorrichtung (HDD) sein. Genauer speichert die Speichereinheit 20 außer einem Fehlerort-Spezifizierungsprogramm, um zu veranlassen, dass die Steuereinheit 10 verschiedene Funktionen der vorliegenden Ausführungsform ausführt, eine Fehlerhistoriendatenbank 21 und dergleichen, die als ein Wiedergewinnungsziel konstruiert sind. Die Fehlerhistoriendatenbank 21 ist außerhalb der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 vorgesehen und kann durch Kommunizieren mit der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 Daten lesen und schreiben.
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Die Steuereinheit 10 enthält eine Fehlerhistorien-Erfassungseinheit 11, eine Fehlereinheits-Erfassungseinheit 12, eine Korrelationseinheit 13, eine Merkmalsextraktionseinheit 14, eine Eingabeeinheit 15 und eine Ausgabeeinheit 16. Die Steuereinheit 10 spezifiziert mit Hilfe dieser Funktionseinheiten Fehlerorte der Maschine, die ein Beobachtungsziel sind.
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2 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Maschine, die ein Beobachtungsziel eines Fehlerort-Spezifizierungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, darstellt. Eine Maschine ist in eine Steuereinheit und in eine Mechanismuseinheit klassifiziert und die Steuereinheit zeigt auf einer Anzeigevorrichtung eine Alarmnummer und den Inhalt eines durch einen Controller (CNC) detektierten Alarms an, um einen Betreiber über eine Situation zu informieren. Darüber hinaus überwacht ein Controller eine Situation eines Motors der durch einen Serververstärker angesteuerten Mechanismuseinheit hinsichtlich Fehlern, die in der Mechanismuseinheit auftreten, und gibt einen Überstromalarm, einen Überlastalarm oder dergleichen für den Motor aus.
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Obgleich für Fehler, die in Operationen einer Maschine ein schwerwiegendes Problem verursachen, ein Alarm ausgegeben werden kann, kann es allerdings häufig schwierig sein, auf der Grundlage einer Rückmeldung von dem Motor Fehler zu detektieren, die in der Mechanismuseinheit auftreten, da von dem Motor indirekt dynamische Leistung an jeweilige Abschnitte der Mechanismuseinheit übertragen wird. In diesem Fall ermittelt ein Betreiber eine Schwingung, ein anomales Geräusch und dergleichen, die in der Mechanismuseinheit erzeugt werden, und sucht er durch Prüfen jeweiliger Elemente der Maschine eines nach dem anderen nach Fehlerorten.
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Die Fehlerhistorien-Erfassungseinheit 11 erfasst eine Fehlerhistorie, die verschiedene Fehlerereignisse, die in der Maschine in der Vergangenheit aufgetreten sind, und Gegenmaßnahmeteile enthält.
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3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Fehlerhistoriendaten gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In den Fehlerhistoriendaten ist z. B. eine Beschreibung „Von der Umgebung eines Tischs wird ein Schleifklang erzeugt“, die das Ereignis eines Fehlers beschreibt, der in der Vergangenheit aufgetreten ist, mit der Nummer eines Gegenmaßnahmeteils zum Beseitigen des Fehlers korreliert. In diesem Beispiel wird eine Alarmnummer aufgezeichnet, wenn der Controller (CNC) in Bezug auf den aufgetretenen Fehler einen Alarm ausgibt.
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Die Fehlereinheits-Erfassungseinheit 12 erfasst einen Datensatz, in dem eine Fehlereinheit einer Maschine mit einem oder mehreren Bestandteilen korreliert ist. Eine Fehlereinheit ist eine Einheit, in der ein Fehler, der in der Mechanismuseinheit einer Maschine auftritt, geprüft wird und Gegenmaßnahmen dagegen getroffen werden, wobei, wenn eine Maschine entworfen wird, mehrere Fehlereinheiten eingestellt werden, die aus einem oder mehreren Bestandteilen bestehen, deren Ursachen eines Fehlers nicht getrennt werden können.
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4 ist eine Darstellung, die ein Definitionsbeispiel einer Fehlereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Mechanismuseinheit einer Werkzeugmaschine ist z. B. in die folgenden Fehlereinheiten geteilt.
- - M001: Ort enthält einen Motor, der eine Werkzeugmaschine antreibt, einen Impulscodierer, der eine Rückmeldung über eine Drehstellung des Motors gibt, und dergleichen.
- - C001: Ort enthält ein Gelenk oder dergleichen, das ein Verbindungsabschnitt zum Übertragen dynamischer Leistung von einem Motor an eine Kugelgewindespindel oder dergleichen ist.
- - B001: Ort enthält außer einer Kugelgewindespindel, einer Kugelmutter und einem Lager, die über ein Gelenk durch einen Motor angetrieben werden, um einen Tisch auszurichten, Schmierstellen, denen automatisch oder manuell Fett zugeführt wird, oder dergleichen.
- - T001: Ort enthält außer einem Tisch und einer Linearbewegungsführung (LM-Führung) Schmierstellen, denen automatisch oder manuell Fett zugeführt wird, oder dergleichen.
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5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Datensatzes, der eine Fehlereinheit definiert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In einem Datensatz sind in Bezug auf einen Ereigniscode, der ein Identifizierer ist, der die Fehlereinheit angibt, eine Teilnummer und ein Teilname, die eine Fehlereinheit bilden, registriert. In diesem Beispiel sind für jeden Ereigniscode eine Ereignismeldung zum Benachrichtigen über die Ursachen eines Fehlers, eine Gegenmaßnahmeprozedur und dergleichen registriert.
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Die Korrelationseinheit 13 gleicht einen Bestandteil, der mit einem Ereigniscode korreliert ist, mit einem Gegenmaßnahmeteil einer Fehlerhistorie ab und speichert Informationen über ein oder mehrere Ereignisse in Korrelation mit dem Ereigniscode (der Fehlereinheit) in der Fehlerhistoriendatenbank 21 der Speichereinheit 20.
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6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Fehlerhistoriendatenbank 21, an die ein Ereigniscode gemäß der vorliegenden Ausführungsform angehängt ist, darstellt. In diesem Beispiel ist an jedes in 3 dargestellte Fehlerhistoriendatum ein Ereigniscode angehängt. Mit dieser Fehlerhistoriendatenbank 21 kann auf der Grundlage eines Ereignisses oder eines Alarms eines Fehlers ein Ereigniscode spezifiziert werden und wird die Fehlereinheit spezifiziert.
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Das Format der Fehlerhistoriendatenbank 21 ist hier nicht darauf beschränkt und zur Verwirklichung einer effizienten Wiedergewinnung können Änderungen vorgenommen werden. Die Korrelationseinheit 13 kann in der Fehlerhistoriendatenbank 21 ein oder mehrere Merkmalsdaten, die ein Fehlerereignis angeben, in Korrelation mit einem Ereigniscode speichern.
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Die Merkmalsextraktionseinheit
14 extrahiert ein in Ereignisinformationen enthaltenes Fehlerschlüsselwort als Merkmalsdaten jedes durch die Korrelationseinheit
13 korrelierten Ereigniscodes. Das Fehlerschlüsselwort-Extraktionsverfahren ist hier nicht beschränkt und es kann z. B. ein in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-159990 vorgeschlagenes Verfahren verwendet werden, das die Morphemanalyse verwendet. In diesem Fall können Fehlerschlüsselwörter durch Bezugnahme auf verschiedene Datenbanken unnötiger Wörter, die von Extraktionszielen ausgeschlossen sind, sowie von Synonymen (aus einem Thesaurus), die als mit derselben Bedeutung klassifiziert sind, bestimmt werden.
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7 stellt ein Beispiel dar, in dem die Fehlerhistoriendatenbank 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nach einem Ereigniscode sortiert ist. Auf diese Weise sind mehrere Ereignisinformationen und Gegenmaßnahmeteile mit demselben Ereigniscode korreliert.
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8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel der Fehlerhistoriendatenbank 21 auf der Grundlage von Merkmalsdaten gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Durch die Merkmalsextraktionseinheit 14 wird aus einer Beschreibung eines mit einem Ereigniscode korrelierten Ereignisses ein Fehlerschlüsselwort extrahiert und das Fehlerschlüsselwort wird als Merkmalsdaten, die das Ereignis angeben, in der Fehlerhistoriendatenbank 21 gespeichert. Die Anzahl, die hier in der Zeichnung einem Fehlerschlüsselwort und einem Gegenmaßnahmeteil zugewiesen ist, gibt die Anzahl der Vorkommen in einer Fehlerhistorie mit demselben Ereigniscode an.
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Das Fehlerschlüsselwort, das Ereignisinformationen sind, enthält häufig Klangnachahmungen wie etwa „Schleifklang“ oder „Rumpelklang“. Klänge, die durch die Klangnachahmungen beschrieben werden, können unter Verwendung eines entsprechenden Abschnitts einer Maschine in einem Labor wiedergegeben werden. Die Frequenz des wiedergegebenen Klangs wird als ein spezifisches Frequenzband gespeichert, das im Ergebnis eines Fehlers in jeweiligen Abschnitten der Maschineneinheit in Korrelation mit dem Ereigniscode erzeugt wird.
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9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel der Fehlerhistoriendatenbank 21, in der ein spezifisches Frequenzband gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingestellt ist, darstellt. Zum Beispiel sind für die Ereigniscodes T001 bzw. B001 Bereiche entsprechender spezifischer Frequenzbänder (z. B. 30 Hz bis 50 Hz und 100 Hz bis 150 Hz) auf Klangnachahmungen von „Schleifklang“ und „Rumpelklang“ eingestellt. Das spezifische Frequenzband kann sich in Anhängigkeit von Maschinenbedingungen wie etwa einer Konfiguration einer Maschine oder einer Drehzahl eines Motors unterscheiden.
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Die Eingabeeinheit 15 empfängt als eine Eingabe schwingungsbezogene Daten während der Bearbeitung einer Maschine. Genauer empfängt die Eingabeeinheit 15 Zeitreihendaten eines Stördrehmoments für ein Befehlssignal für den Motor einer Maschine z. B. als Daten, die sich auf die Schwingung beziehen. Das Stördrehmoment wird auf der Grundlage eines Drehmomentbefehlswerts und einer Geschwindigkeitsrückmeldung z. B. als eine von einem Normaldrehmoment verschiedene Last, die im Ergebnis von Fehlern einer Mechanismuseinheit erzeugt wird, geschätzt. Darüber hinaus kann die Eingabeeinheit 15 ein Stördrehmoment in Bezug auf ein Befehlssignal für eine ausgewählte Maschine als die schwingungsbezogenen Daten empfangen, wenn Betriebsdaten wie etwa eine gegenwärtige Stellung einer Maschine bestimmt sind.
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Die Ausgabeeinheit 16 spezifiziert durch Abgleichen der in den erfassten schwingungsbezogenen Daten der enthaltenen Frequenz mit einem im Voraus in der Fehlerhistoriendatenbank 21 eingestellten spezifischen Frequenzband den Ort eines Fehlers, um einen Ereigniscode auszugeben. In diesen Fall analysiert die Ausgabeeinheit 16 (durch Fourier-Analyse) die Frequenz des Stördrehmoments und gibt sie einen Ereigniscode korreliert mit dem spezifischen Frequenzband aus, wenn eine Amplitude einer Komponente des spezifischen Frequenzbands einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Darüber hinaus kann die Ausgabeeinheit 16 von der in 5 dargestellten Definition der Fehlereinheit eine Ereignisnachricht, die dem Ereigniscode entspricht, ausgeben.
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Es können mehrere Schwellenwerte eingestellt sein. Auf diese Weise kann das Niveau von Fehlern z. B. in ein Warnniveau, in dem eine Maschine nicht normal arbeitet, aber kein Fehler aufgetreten ist, und in ein Fehlerniveau, in dem in einer Maschine wahrscheinlich ein Fehler aufgetreten ist, klassifiziert werden. Zum Beispiel sind in 9 Amplituden (dB), die Schwellenwerte sind, eingestellt, um das Detektionsniveau 1 (das Warnniveau) und das Detektionsniveau 2 (das Fehlerniveau) zu bestimmen.
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10 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Fehlerort-Spezifizierungsprozesses der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
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In Schritt S1 empfängt die Eingabeeinheit 15 als die schwingungsbezogenen Daten von einer Maschine die Eingabe von Zeitreihendaten eines Stördrehmoments. Der Abtastbereich der Daten kann unter Verwendung von Operationsdaten einer Maschine wie etwa Positionsinformationen, z. B. durch ein in 11 dargestelltes Verfahren, begrenzt werden.
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In Schritt S2 führt die Ausgabeeinheit 16 in Bezug auf die Zeitreihendaten des Stördrehmoments eine Frequenzanalyse wie etwa eine FFT (schnelle Fourier-Transformation) aus, um Frequenzkomponenten mit Amplituden, die den Schwellenwert übersteigen, zu detektieren.
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In Schritt S3 bestimmt die Ausgabeeinheit 16, ob das in Schritt S2 detektierte Frequenzband in der Fehlerhistoriendatenbank 21 als das spezifische Frequenzband registriert ist. Wenn das Bestimmungsergebnis Ja erhalten wird, geht der Ablauf zu Schritt S4 über, und wenn ein Bestimmungsergebnis Nein erhalten wird, endet der Ablauf.
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In Schritt S4 extrahiert die Ausgabeeinheit 16 von der Fehlerhistoriendatenbank 21 einen Ereigniscode, dessen spezifisches Frequenzband die detektierte Frequenz enthält.
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In Schritt S5 gibt die Ausgabeeinheit 16 den extrahierten Ereigniscode und eine Ereignisnachricht, die dem Ereigniscode entspricht, aus.
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11 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Verfahrens zum Extrahieren der in den Fehlerort-Spezifizierungsprozess der vorliegenden Ausführungsform eingegebenen schwingungsbezogenen Daten darstellt. Vorzugsweise wird dieser Prozess in einem Zyklus von näherungsweise 1 ms oder kürzer ausgeführt. Auf diese Weise ist es möglich, aus den extrahierten schwingungsbezogenen Daten z. B. Frequenzkomponenten mehrerer zehn bis mehrerer hundert Hz zu detektieren.
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In Schritt S11 erfasst die Eingabeeinheit 15 Operationsdaten wie etwa die aktuelle Position einer Maschine, die ein Überwachungsziel ist.
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In Schritt S12 bestimmt die Eingabeeinheit 15, ob die erfassten Betriebsdaten vorgegebenen Bedingungen genügen, und ob ein aktueller Zeitpunkt in einer Abtastperiode der schwingungsbezogenen Daten liegt. Wenn ein Bestimmungsergebnis Ja erhalten wird, geht der Ablauf zu Schritt S13 über, und wenn ein Bestimmungsergebnis Nein erhalten wird, geht der Ablauf zu Schritt S14 über.
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In Schritt S13 speichert die Eingabeeinheit 15 außer dem Stördrehmoment als die schwingungsbezogenen Daten verschiedene Daten wie etwa einen aktuellen Zeitpunkt, eine aktuelle Position, einen Stromwert und einen Geschwindigkeitsbefehlswert.
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In Schritt S14 bestimmt die Eingabeeinheit 15, ob die Überwachungszielmaschine angehalten hat. Wenn ein Bestimmungsergebnis Ja erhalten wird, endet der Ablauf, und wenn ein Bestimmungsergebnis Nein erhalten wird, kehrt der Ablauf zu Schritt S12 zurück.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 in der Fehlerhistoriendatenbank 21 im Voraus ein spezifisches Frequenzband, das im Ereignis eines Fehlers auftritt, in Korrelation mit dem Ereigniscode, der den Ort eines Fehlers angibt. Die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 spezifiziert durch Abgleichen einer während des Betriebs einer Maschine aus den schwingungsbezogenen Daten detektierten Frequenz mit einem spezifischen Frequenzband der Fehlerhistoriendatenbank 21 einen Ort eines Fehlers und gibt einen Ereigniscode aus. Somit kann die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 auf der Grundlage des spezifischen Frequenzbands, das in der Schwingung einer Maschine enthalten ist, verschiedene Klänge spezifizieren, die als eine Fehlerhistorie registriert sind, um dadurch die Orte verschiedener Fehler in einer Mechanismuseinheit einer Maschine effizient und genau zu spezifizieren. Im Ergebnis ist es leicht, Fehlerorte zu spezifizieren, und ist die Zeit, die das Verfolgen von Fehlern dauert, verkürzt.
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Da die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 ein Stördrehmoment in Bezug auf ein Befehlssignal zu einer Maschine als schwingungsbezogenen Daten erfasst, ist kein spezieller Schwingungssensor notwendig und ist es möglich, die an einen Motor übertragene Schwingung mit einer einfachen Konfiguration effizient zu erfassen und Fehlerorte zu spezifizieren.
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Die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 erfasst einen Datensatz, in dem ein Ereigniscode mit einem Bestandteil korreliert ist, und eine Fehlerhistorie, in der ein Ereignis eines Fehlers mit einem Gegenmaßnahmeteil korreliert ist, und korreliert durch Abgleichen des Bestandteils mit dem Gegenmaßnahmeteil Ereignisinformationen mit einem Ereigniscode. Da die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 auf diese Weise Ereignisse einer Fehlerhistorie in Ereigniscodes, die Fehlereinheiten sind, gruppieren kann, ist es möglich, das spezifische Frequenzband durch Extrahieren von Klangnachahmungen und dergleichen aus den klassifizierten Fehlerereignissen leicht einzustellen.
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Da die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 ein Stördrehmoment in Bezug auf ein ausgewähltes Befehlssignal verwenden kann, wenn Betriebsdaten wie etwa eine aktuelle Position einer Maschine bestimmt werden, kann die Schwingung zu den ganz genauen Zeitpunkten, zu denen Fehlern auftreten, gemessen werden und ist die Genauigkeit des Spezifizierens von Fehlerorten verbessert.
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Obgleich oben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Darüber hinaus sind die in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschriebenen vorteilhaften Wirkungen nur beispielhaft für die am meisten bevorzugten Wirkungen, die durch die vorliegende Erfindung erzeugt werden, so dass die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht auf die in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschriebenen beschränkt sind.
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Das Fehlerort-Spezifizierungsverfahren wird durch die Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1 durch Software verwirklicht. Wenn das Fehlerort-Spezifizierungsverfahren durch Software verwirklicht wird, sind Programme, die die Software bilden, in einem Computer (der Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung 1) installiert. Darüber hinaus können diese Programme in einem austauschbaren Medium aufgezeichnet sein und an Nutzer vertrieben werden und können sie dadurch vertrieben werden, dass sie über ein Netz auf einen Computer eines Nutzers heruntergeladen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung
- 10:
- Steuereinheit
- 11:
- Fehlerhistorien-Erfassungseinheit
- 12:
- Fehlereinheits-Erfassungseinheit
- 13:
- Korrelationseinheit
- 14:
- Merkmalsextraktionseinheit
- 15:
- Eingabeeinheit
- 16:
- Ausgabeeinheit
- 20:
- Speichereinheit
- 21:
- Fehlerhistoriendatenbank
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 4112594 [0004]
- JP 2017159990 [0023]
