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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, ein Verfahren und ein Programm zum Analysieren eines Bearbeitungszustands.
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Stand der Technik
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Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, um die Fehler bei der Bearbeitung zu verringern. Patentdokument 1 schlägt z. B. eine Technik zum Bestimmen einer Anomalie bei der Bearbeitung durch das Vergleichen eines Lastdrehmomentmusters während der normalen Bearbeitung und eines Lastdrehmomentmusters während der tatsächlichen Bearbeitung vor. Patentdokument 2 schlägt eine Technik zum Bestimmen einer Anomalie bei der Bearbeitung durch das Erzeugen von Master-Daten aus den Lastdrehmomentmustern und Bearbeitungsgrößendaten während der normalen Bearbeitung und das Vergleichen der Master-Daten und der tatsächlichen Maschinendaten vor.
- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2000-84797
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2003-271212
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Beispiele eines Faktors für die fehlerhafte Bearbeitung enthalten z. B. einen menschlichen Faktor, wie z. B. den Beginn der Bearbeitung mit einer fehlerhaften Einstellung, einen Werkzeugfaktor aufgrund des Werkzeugverschleißes, einen Werkstückfaktor aufgrund eines Fehlers in einem Werkstückmaterial, einen Vorrichtungsfaktor aufgrund eines Fehlers der Vorrichtungsfixierung, einen Maschinenfaktor aufgrund des Verschleißes oder der Wärmedeformation einer Maschine.
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Die Bearbeitung wird z. B. beim Vorhandensein eines menschlichen Faktors, wie z. B. einer fehlerhaften Einstellung, nicht richtig ausgeführt, so dass die Bearbeitung sofort gestoppt werden sollte. Hinsichtlich eines Werkzeugfaktors kann ein Wechsel eines Werkzeugs in Reaktion auf einen Grad des Verschleißes bis zum Ende der gegenwärtig ausgeführten Bearbeitung verzögert werden. In einer tatsächlichen Werkhalle der Bearbeitung ist die Minimierung des Schadens wichtig, indem in Reaktion auf die Fehlerfaktoren wie in den vorhergehenden Fällen verschiedene Maßnahmen ergriffen werden. Während die fehlerhafte Bearbeitung durch das Detektieren eines Motorlastdrehmoments usw. während der tatsächlichen Bearbeitung gemäß der herkömmlichen Technik festgestellt worden ist, ist es unmöglich gewesen, einen Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung zu identifizieren. Zusätzlich ist eine herkömmliche Analyse eines Bearbeitungszustands durch das Extrahieren von Merkmalsdaten über den Bearbeitungszustand, während die gemessenen Daten über ein tatsächliches bearbeitetes Teil und die Maschinendaten während der tatsächlichen Bearbeitung einander zugeordnet werden, und das Analysieren des Bearbeitungszustands basierend auf den Merkmalsdaten nicht ausgeführt worden.
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Die vorliegende Erfindung ist vorgesehen, eine Analysevorrichtung, ein Analyseverfahren und ein Analyseprogramm zu schaffen, die einen Bearbeitungszustand basierend auf den Merkmalsdaten über den Bearbeitungszustand durch das Extrahieren der Merkmalsdaten, während die gemessenen Daten, die die durch eine Messmaschine gemessene Größe eines tatsächlich bearbeiteten Teils enthalten, und die während des Betriebs einer Werkzeugmaschine ausgegebenen Maschinendaten einander zugeordnet werden, analysieren können.
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(1) Eine Analysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (z. B. eine später beschriebene „Diagnosevorrichtung 1“ oder „Analysevorrichtung 1A“) umfasst: eine Sammeleinheit (z. B. eine später beschriebene Sammeleinheit 101), die die während des Betriebs einer Werkzeugmaschine (z. B. einer später beschriebenen Werkzeugmaschine 2) ausgegebenen Maschinendaten und ein Aggregat der gemessenen Daten, das die Messpunkte enthält, wo die Größe eines durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten bearbeiteten Teils durch ein Messinstrument (z. B. ein später beschriebenes Messinstrument 3) gemessen worden ist, sammelt; und eine Messpunkt-Merkmalsextraktionseinheit (z. B. eine später beschriebene Merkmalsextraktionseinheit 102), die die Maschinendaten, die einem beliebigen Messpunkt in dem Aggregat der gemessenen Daten entsprechen, aus dem Aggregat der Maschinendaten auswählt und die ausgewählten Maschinendaten als ein Merkmal an dem beliebigen Messpunkt extrahiert.
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(2) Die in (1) beschriebene Analysevorrichtung kann ferner eine Ausgabeeinheit (z. B. eine später beschriebene Ausgabeeinheit 104) umfassen, die die Maschinendaten in der Reihenfolge der Messpunkte ausgibt. Die Maschinendaten sind über die Messpunkte in dem Aggregat der gemessenen Daten, die durch die Merkmalsextraktionseinheit als die Merkmale an den entsprechenden Messpunkten ausgewählt und extrahiert werden.
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(3) Die in (1) oder (2) beschriebene Merkmalsextraktionseinheit kann ferner eine Beziehung zwischen einer Maschinendatengruppe als ein teilweises oder vollständiges Aggregat der extrahierten Maschinendaten und einer Messpunktgruppe als ein teilweises oder vollständiges Aggregat der Messpunkte, die der Maschinendatengruppe entspricht, basierend auf den als ein Merkmal über jeden Merkmalspunkt in dem Aggregat der gemessenen Daten extrahierten Maschinendaten berechnen und die berechnete Beziehung als eine Merkmalsgröße über die Messpunktgruppe als das teilweise oder vollständige Aggregat der Messpunkte definieren.
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(4) Ein Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Zustands der Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine (z. B. eine später beschriebene Werkzeugmaschine 2), das durch einen Computer (z. B. eine später beschriebene „Diagnosevorrichtung 1“ oder „Analysevorrichtung 1A“) ausgeführt wird. Das durch den Computer ausgeführte Verfahren umfasst: einen Maschinendatensammelschritt des Sammelns eines Aggregats der Maschinendaten, die während des Betriebs der Werkzeugmaschine ausgegeben werden; einen Sammelschritt der gemessenen Daten des Sammelns eines Aggregats der gemessenen Daten, das die Messpunkte enthält, wo die Größe eines durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten bearbeiteten Teils durch eine Messmaschine (z. B. ein später beschriebenes Messinstrument 3) gemessen worden ist; und einen Messpunkt-Merkmalsextraktionsschritt des Auswählens der Maschinendaten, die einem beliebigen Messpunkt in dem Aggregat der in dem Sammelschritt der gemessenen Daten gesammelten gemessenen Daten entsprechen, aus dem Aggregat der in dem Maschinendatensammelschritt gesammelten Maschinendaten und des Extrahierens der ausgewählten Maschinendaten als ein Merkmal an dem beliebigen Messpunkt.
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(5) Ein Analyseprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung dient dem Veranlassen eines Computers (z. B. einer später beschriebenen „Diagnosevorrichtung 1“ oder „Analysevorrichtung 1A“) als: eine Sammeleinheit (z. B. eine später beschriebene Sammeleinheit 101), die ein Aggregat der während des Betriebs einer Werkzeugmaschine (z. B. einer später beschriebenen Werkzeugmaschine 2) ausgegebenen Maschinendaten und ein Aggregat der gemessenen Daten, das die Messpunkte enthält, wo die Größe eines durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten bearbeiteten Teils durch eine Messmaschine gemessen worden ist, sammelt; und eine Merkmalsextraktionseinheit (z. B. eine später beschriebene Merkmalsextraktionseinheit 102), die die Maschinendaten, die einem beliebigen Messpunkt in dem Aggregat der gemessenen Daten entsprechen, aus dem Aggregat der Maschinendaten auswählt und die ausgewählten Maschinendaten als ein Merkmal an dem beliebigen Messpunkt extrahiert, zu arbeiten.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Analysevorrichtung, ein Analyseverfahren und ein Analyseprogramm schaffen, die einen Bearbeitungszustand basierend auf den Merkmalsdaten über den Bearbeitungszustand durch das Extrahieren der Merkmalsdaten analysieren können, während sie die gemessenen Daten, die die durch eine Messmaschine gemessene Größe eines tatsächlich bearbeiteten Teils enthalten, und die während des Betriebs einer Werkzeugmaschine ausgegebenen Maschinendaten einander zuordnen. Die Messmaschine ist für das Analysieren eines Bearbeitungszustands basierend auf den Merkmalsdaten über den Bearbeitungszustand durch das Extrahieren der Merkmalsdaten verfügbar, während sie die gemessenen Daten, die die durch die Messmaschine gemessene Größe eines tatsächlich bearbeiteten Teils enthalten, und die während des Betriebs der Werkzeugmaschine ausgegebenen Maschinendaten einander zuordnet.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaltplan, der die funktionale Konfiguration einer Diagnosevorrichtung zeigt, die eine Analysevorrichtung gemäß einer Ausführungsform enthält;
- 2 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration der in einem Controller einer Werkzeugmaschine bereitgestellten Hauptfunktionen gemäß der Ausführungsform zeigt;
- 3 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration der in einem Controller eines Messinstruments bereitgestellten Hauptfunktionen gemäß der Ausführungsform zeigt;
- 4 zeigt ein Beispiel eines Eingabeschirms für ein Prüfungsergebnis, das die Faktoren für die fehlerhafte Bearbeitung enthält, gemäß der Ausführungsform;
- 5 zeigt eine beispielhafte Struktur einer in einer Speichereinheit gespeicherten Datenbank gemäß der Ausführungsform;
- 6 zeigt ein Beispiel der gemessenen Daten, die in einem Diagnoseverfahren gemäß der Ausführungsform verwendet werden;
- 7 zeigt ein Beispiel einer Geometrie als eine Zielform eines bearbeiteten Teils gemäß der Ausführungsform;
- 8 zeigt ein Beispiel einer durch das tatsächliche Messen des bearbeiteten Teils gemäß der Ausführungsform erhaltenen Geometrie;
- 9 zeigt ein Beispiel einer Datenstruktur gemäß der Ausführungsform, die bestimmt wird, wenn die an einem Messpunkt als ein Merkmal extrahierten Maschinendaten gespeichert werden;
- 10 zeigt ein Beispiel einer graphischen Darstellung über die Maschinendaten gemäß der Ausführungsform, die an den Messpunkten als die Merkmale extrahiert worden sind, die in der Reihenfolge der Messpunkte graphisch dargestellt sind;
- 11 zeigt ein Beispiel eines Anzeigeschirms für ein Diagnoseergebnis gemäß der Ausführungsform; und
- 12 zeigt ein Beispiel eines Überwachungsschirms, der ein Diagnoseergebnis gemäß der Ausführungsform enthält.
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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 die funktionale Konfiguration einer Diagnosevorrichtung 1 als eine Analysevorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt. Die Diagnosevorrichtung 1 ist mit wenigstens einer Werkzeugmaschine 2 und wenigstens einem Messinstrument 3 verbindbar.
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Die Diagnosevorrichtung 1 ist ein Informationsprozessor (Computer), wie z. B. ein Personal-Computer oder eine Server-Vorrichtung, und enthält eine CPU 10 als eine Steuereinheit, eine Speichereinheit 11 und verschiedene Typen von Eingabe-/Ausgabevorrichtungen und eine Kommunikationsschnittstelle.
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Für die Verbindung mit den mehreren Werkzeugmaschinen 2 oder den mehreren Messinstrumenten 3 enthält die Diagnosevorrichtung 1 eine physikalische Schnittstelle E als einen Signalumsetzer, der einem Verbinder und den elektrischen Spezifikationen, die in jeder dieser Maschinen verwendet werden, entspricht. Ein von jeder der Maschinen durch die physikalische Schnittstelle E gesendetes elektrisches Signal wird in ein vorgegebenes Standardsignal umgesetzt. Als ein normaler Kommunikationsstandard kann z. B. Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) verwendet werden. Die physikalische Schnittstelle E kann eine externe Schnittstelle sein.
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Die Diagnosevorrichtung 1 enthält eine Software-Schnittstelle S als einen Datenstrukturumsetzer, der die Struktur der von einem durch die physikalische Schnittstelle E eingegebenen elektrischen Signal erhaltenen Daten in ein vorgegebenes Standardformat umsetzt. Die CPU 10 kann anstelle der Software-Schnittstelle S für die Umsetzung des Datenformats verantwortlich sein. Die Umsetzung der Datenstruktur enthält einen Mechanismus zur Umsetzung der Unterschiede zwischen den Protokollen, wie z. B. Ethernet/IP (eingetragenes Warenzeichen), EtherCAT (eingetragenes Warenzeichen) und OPC, und ein Software-Modul zum Einstellen der Einheitssysteme der Daten, die die gleiche Bedeutung aufweisen, oder zum Sammeln der Daten, die die gleiche Bedeutung aufweisen, unter den durch die Kommunikation erfassten Daten.
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Die physikalische Schnittstelle E und die Software-Schnittstelle S sind bidirektional konvertierbar. Die Diagnosevorrichtung 1 kann die Informationen und ein Diagnoseergebnis über die Bearbeitung zu der Werkzeugmaschine 2 rückkoppeln, wobei die Werkzeugmaschine 2 die Bearbeitung in Reaktion auf das Diagnoseergebnis kompensieren kann. Das Messinstrument 3 kann die Informationen über die Messung und die Informationen über ein Messergebnis von der Diagnosevorrichtung 1 erfassen und kann die erfassten Informationen in einem Messverfahren widerspiegeln.
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Die CPU 10 enthält eine Sammeleinheit 101, eine Merkmalsextraktionseinheit 102, eine Bestimmungseinheit 103 und eine Ausgabeeinheit 104. Diese Funktionseinheiten sind durch die Ausführung eines Diagnoseprogramms in der Speichereinheit 11 durch die CPU 10 verwirklicht.
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Die Sammeleinheit 101 sammelt die Maschinendaten von der Werkzeugmaschine 2 durch die physikalische Schnittstelle E und die Software-Schnittstelle S zusammen mit dem Abtastzeitraum. Die gesammelten Maschinendaten sind die während des Betriebs der Werkzeugmaschine 2 ausgegebenen Daten. Die Sammeleinheit 101 sammelt ferner die gemessenen Daten von dem Messinstrument 3 durch die physikalische Schnittstelle E und die Software-Schnittstelle S. Die gesammelten gemessenen Daten sind die sich aus der Messung eines durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten Teils ergebenden Daten.
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Die Merkmalsextraktionseinheit 102 extrahiert die Merkmalsdaten, die ein Merkmal in einem Bearbeitungszustand während der Erzeugung des bearbeiteten Teils durch die Werkzeugmaschine 2 angeben, basierend auf den gesammelten Maschinendaten während der Erzeugung des bearbeiteten Teils durch die Werkzeugmaschine 2 und den gesammelten gemessenen Daten über den durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teil. Ferner klassifiziert die Merkmalsextraktionseinheit 102 die Merkmalsdaten über den Bearbeitungszustand des bearbeiteten Teils gemäß einem Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung über den bearbeiteten Teil, der separat von einem Anwender eingegeben wird, wobei sie eine Merkmalsgröße, die für den Faktor typisch ist, basierend auf einem Aggregat der Merkmalsdaten über den gemäß dem Faktor klassifizieren Bearbeitungszustand extrahiert.
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Die Bestimmungseinheit 103 vergleicht eine Merkmalsgröße in den während der tatsächlichen Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 2 ausgegebenen Maschinendaten und den gemessenen Daten nach der Bearbeitung mit der Merkmalsgröße gemäß dem Faktor und bestimmt einen Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung basierend auf einem Grad der Übereinstimmung.
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Die Ausgabeeinheit 104 kann die Maschinendaten während der Erzeugung des bearbeiteten Teils durch die Werkzeugmaschine 2 und die gemessenen Daten über den durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teil, die beide durch die Sammeleinheit 101 gesammelt werden, und die Merkmalsdaten, die das durch die Merkmalsextraktionseinheit 102 extrahierte Merkmal in dem Bearbeitungszustand angeben, ausgeben. Ferner aktualisiert die Ausgabeeinheit 104 ein Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 103 gemäß dem Faktor zusammen mit dem Zustand des Fortschritts der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 2, wobei sie das Ergebnis ausgibt. Die Ausgabeeinheit 104 kann die Ergebnisse der Bestimmungen durch die Bestimmungseinheit 103 über die mehreren Werkzeugmaschinen 2 vollständig zusammen mit den Zuständen des Fortschritts der Bearbeitung aktualisieren und ausgeben. Die Ausgabeeinheit 104 kann die ausgegebenen Daten durch die Kommunikationsschnittstelle der Diagnosevorrichtung 1 an ein Client-Endgerät 4 senden. Die Ausgabeeinheit 104 kann die ausgegebenen Daten auf einer (nicht gezeigten) Anzeigeeinheit, wie z. B. einer Anzeige der Diagnosevorrichtung 1, darstellen.
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2 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration der in einem Controller der Werkzeugmaschine 2 bereitgestellten Hauptfunktionen gemäß der Ausführungsform zeigt. Die Veranschaulichung in 2 entspricht einer Servomotorkonfiguration. Unterdessen sind mehrere Servomotorkonfigurationen in Reaktion auf einen Zweck der Maschinenverwendung vorbereitet. Die Daten über die mehreren Servomotorkonfigurationen können durch eine Mess-CPU 23 gemessen werden oder die Mess-CPU 23 kann an jeder Servomotorkonfiguration befestigt sein. Die Werkzeugmaschine 2 enthält eine CPU 21 zur computerisierten numerischen Steuerung (CNC) zum Steuern eines Bearbeitungsweges und eine Servo-CPU 22. Die Servo-CPU 22 gibt einer Stromsteuereinheit 221 einen Befehl und steuert einen Servomotor 223 durch einen Verstärker 222.
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Die Werkzeugmaschine 2 enthält eine Mess-CPU 23, die in dem gleichen Zyklus wie die Servo-CPU 22 für die Datensammlung mit einem dazwischen angeordneten Hochgeschwindigkeitsbus 20 arbeitet. Da die Mess-CPU 23 in dem gleichen Zyklus wie die Servo-CPU 22 arbeitet, ist es der Mess-CPU 23 ermöglicht, die Positionsdaten, die Geschwindigkeitsbefehlsdaten, die Stromdaten, die durch einen Impulscodierer 224 gemessenen Positionsrückkopplungsdaten, die für den Motor 223 vorgesehen sind, die durch die Servo-CPU 22 berechneten Störungslastdrehmomentdaten usw. in Synchronisation mit dem Betriebszyklus der Servo-CPU 22 zu sammeln. Die gesammelten Daten werden zusammen mit dem Abtastzeitraum in einer Messwertspeichereinheit 231 akkumuliert.
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Die Mess-CPU 23 enthält einen Digital/Analog-Umsetzer 232 und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 233. Die Mess-CPU 23 kann ein Signal von einem externen Sensor und die Informationen von einer externen Vorrichtung in Synchronisation mit dem Betriebszyklus der Servo-CPU 22 erfassen. Die Funktionseinheiten einschließlich der Mess-CPU 23 können in dem Controller der Werkzeugmaschine 2 vorgesehen sein oder können als modulare Funktionseinheiten extern mit der Werkzeugmaschine verbunden sein.
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3 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration der in einem Controller des Messinstruments 3 vorgesehenen Hauptfunktionen gemäß der Ausführungsform zeigt. Die Veranschaulichung in 3 entspricht einer Servomotorkonfiguration. Unterdessen sind mehrere Servomotorkonfigurationen in Reaktion auf einen Zweck der Maschinenverwendung vorbereitet. Die Daten über die mehreren Servomotorkonfigurationen können durch eine Mess-CPU 23 gemessen werden oder die Mess-CPU 23 kann an jeder Servomotorkonfiguration befestigt sein. Das Messinstrument 3, das ein dreidimensionales Messinstrument sein kann, enthält eine Haupt-CPU 31 für die Gesamtsteuerung. Wie die Werkzeugmaschine 2 enthält das Messinstrument 3 ferner eine Servo-CPU 32 zum Steuern eines Mechanismus, um im Raum zu arbeiten. Das Messinstrument 3 enthält eine Mess-CPU 33 zur Datensammlung. Das Messinstrument 3 kann z. B. ferner einen Digital/Analog-Umsetzer 331 zur Erfassung der Daten von einem kontaktlosen Sensor, eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 232 zur Eingabe in eine und Ausgabe aus einer externen Vorrichtung enthalten.
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4 zeigt ein Beispiel eines Eingabeschirms für ein Prüfungsergebnis, das die Faktoren für die fehlerhafte Bearbeitung enthält, gemäß der Ausführungsform. Dieser Eingabeschirm wird auf der Diagnosevorrichtung 1 oder dem Client-Endgerät 4 angezeigt. Dieser Eingabeschirm wird zum Eingeben eines Ergebnisses der Prüfung eines bearbeiteten Teils durch einen Prüfer unter Verwendung eines Messinstruments z. B. zum Zeitpunkt des Endes jeder Bearbeitung verwendet. Es werden z. B. das Datum und die Zeit der Prüfung, das Vorhandensein oder das Fehlen einer fehlerhaften Bearbeitung und ein Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung in Verbindung mit jeder durch eine Bearbeitungsnummer identifizierten Bearbeitungsausführung eingegeben. Die eingegebenen Daten werden mit den Maschinendaten und den gemessenen Daten unter Verwendung der Bearbeitungsnummer als ein Schlüssel verknüpft und dann in der Speichereinheit 11 gespeichert.
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In einigen Fällen werden die bearbeiteten Teile einer Stichprobenprüfung und keiner Gesamtprüfung unterworfen. In dem Fall der Stichprobenprüfung können nicht nur die Maschinendaten, die einer für die Prüfung als Ziel gesetzten Bearbeitungsausführung entsprechen, sondern außerdem die nicht für eine tatsächliche Prüfung als Ziel gesetzten Maschinendaten in Verbindung mit einem Prüfungsergebnis und den gemessenen Daten gespeichert werden.
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5 zeigt eine beispielhafte Struktur einer in der Speichereinheit 11 gespeicherten Datenbank gemäß der Ausführungsform. Auf dem Gebiet der Bearbeitung erfordert es im Allgemeinen Zeit für die Messung und die Prüfung nach der Bearbeitung, was es schwierig macht, die Verfolgbarkeit in einer Fabrik sicherzustellen. In der Ausführungsform wird eine Bearbeitungsnummer zum Identifizieren jeder Bearbeitungsausführung verwendet. Eine Bearbeitungsnummer wird zusätzlich dazu, dass sie zum Identifizieren einer Bearbeitungsausführung über ein Teil verwendet wird, in der Form eines elektronischen Etiketts z. B. zum Managen der Montage nach der Bearbeitung, zum Managen eines fertiggestellten Teils und zum Managen eines Produkts nach dem Versand verwendet.
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Die Datenbank enthält die folgenden Informationen, die in einer Verknüpfungsbeziehung mit einer Bearbeitungsnummer gespeichert sind: einen Namen und eine Teilenummer eines bearbeiteten Teils, ein Bearbeitungsprogramm, ein Messprogramm, ein Diagnoseverfahren, die Informationen über ein zu verwendendes Werkzeug und über ein Werkstück und eine Maschine und andere Typen von Informationen, wie z. B. ein Datum des Kaufs eines Materials, ein Bearbeitungsdatum, ein Prüfdatum, ein Montagedatum usw.
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Eine durch die Merkmalsextraktionseinheit 102 der Diagnosevorrichtung 1 ausgeführte Analysefunktion ist durch einen Eingabeschirm an dem Client-Endgerät 4 verfügbar. Falls auf dem Schirm z. B. „Analyse starten“ ausgewählt wird, extrahiert die Merkmalsextraktionseinheit 102 eine durch eine Bearbeitungsnummer festgelegte Merkmalsgröße aus den in einem Datenbereich jedes Faktors gemäß einem Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung akkumulierten Daten, wobei sie die extrahierte Merkmalsgröße als eine Merkmalsgröße über jeden Faktor in der Speichereinheit 11 speichert.
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Eine durch die Bestimmungseinheit 103 der Diagnosevorrichtung 1 ausgeführte Fehlerbestimmungsfunktion ist durch einen Eingabeschirm an dem Client-Endgerät 4 verfügbar. Falls z. B. „Fehler bestimmen“ auf dem Schirm ausgewählt wird, vergleicht die Bestimmungseinheit 103 eine gemäß einem Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung gespeicherte Merkmalsgröße mit den Maschinendaten und den gemessenen Daten, die während der Bearbeitung bzw. während der Messung gesendet werden, wobei sie einen Fehlerfaktor, der einen hohen Grad der Übereinstimmung aufweist, bestimmt. Ein Ergebnis dieser Bestimmung wird an das Client-Endgerät 4 gesendet und auf dem Schirm angezeigt.
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Die Faktoren für die fehlerhafte Bearbeitung sind z. B. in einen menschlichen Faktor, einen Werkzeugfaktor, einen Vorrichtungsfaktor, einen Werkstückfaktor und einen Maschinenfaktor klassifiziert. Der menschliche Faktor enthält z. B. eine fehlerhafte Einstellung der Versatzdaten. Die fehlerhafte Einstellung der Versatzdaten verursacht eine unbeabsichtigte Änderung einer bearbeiteten Menge. Hier wird es notwendig, die Bearbeitung an einigen Positionen sofort zu stoppen und die Bearbeitung nach der Korrektur der Einstellung abermals auszuführen.
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Der Werkzeugfaktor bezieht sich auf den Verschleiß eines Werkzeugs. Falls es einen Mangel an Schneidöl gibt oder falls eine Bearbeitungsgeschwindigkeit hoch ist, nimmt eine Last auf das Werkzeug zu, um den Verschleiß des Werkzeugs zu fördern. Falls sich der Verschleiß des Werkzeugs innerhalb eines Toleranzbereichs der Bearbeitungsgenauigkeit befindet, kann eine Maßnahme, wie z. B. ein Wechsel des Werkzeugs, vor der nächsten Bearbeitung ergriffen werden. Der Werkzeugfaktor kann z. B. basierend auf dem Auftreten eines anomalen Geräuschs oder einer anomalen Schwingung während der Bearbeitung oder einer schlechten Genauigkeit eines bearbeiteten Teils bestimmt werden.
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Der Vorrichtungsfaktor bezieht sich auf eine fehlerhafte Fixierung eines Werkstücks oder auf eine Schwierigkeit an einem Mitnehmer einer Vorrichtung. Der Vorrichtungsfaktor kann z. B. basierend auf dem Auftreten eines anomalen Geräuschs während der Bearbeitung oder einer schlechten Genauigkeit eines bearbeiteten Teils hinsichtlich einer Richtung, in der die Vorrichtung befestigt ist, bestimmt werden.
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Der Werkstückfaktor kann z. B. das Vorhandensein eines Gaseinschlusses in einem Gussstück sein und kann durch Sichtprüfung überprüft werden.
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Der Maschinenfaktor enthält z. B. den Verschleiß eines Kugelgewindetriebs einer Antriebsachse, den eines Lagers oder den einer linearen Führung. Der Maschinenfaktor kann basierend auf einer schlechten Bearbeitungsgenauigkeit an einem verschlissenen Teil in der Richtung der Antriebsachse bestimmt werden.
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Das Folgende beschreibt ein spezielles Beispiel eines Verfahrens zum Diagnostizieren einer Merkmalsgröße gemäß einem Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung in den Maschinendaten und den gemessenen Daten und zum Diagnostizieren eines Bearbeitungszustands.
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[Die gesammelten Maschinendaten]
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Die Sammeleinheit 101 erfasst die Maschinendaten über einen tatsächlichen Betriebszustand der Werkzeugmaschine 2 in einem vorgegebenen Abtastzyklus zusammen mit den Zeitinformationen. Die Maschinendaten sind z. B. die Motorsteuerdaten über eine Spindel und eine Vorschubachse. Die Maschinendaten enthalten einen Befehlswert und einen tatsächlich gemessenen Wert über einen Strom oder eine Spannung, einen Befehlswert und einen tatsächlich gemessenen Wert über eine Position (einen Koordinatenwert), die Positionsrückkopplungsdaten, einen Befehlswert und einen tatsächlich gemessenen Wert über eine Geschwindigkeit, einen Befehlswert und einen tatsächlich gemessenen Wert über ein Drehmoment usw.
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[Die aus den Maschinendaten extrahierte Merkmalsgröße]
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Die Zeitreihendaten in einem vorgegebenen Abtastzeitraum, die einen tatsächlich gemessenen Wert über ein Lastdrehmoment, einen effektiven Strom und einen tatsächlich gemessenen Wert über eine Position enthalten, hinsichtlich der Bearbeitungsausführung, die als eine fehlerhafte Bearbeitung bestimmt wird, werden z. B. mit den Zeitreihendaten, die den gleichen Typ der Daten enthalten, in einem normalen Zeitraum verglichen. Ein statistischer Wert, wie z. B. ein Maximum, ein Minimum, ein Durchschnitt oder die Summe der Quadrate, wird als eine Merkmalsgröße gemäß einem Faktor aus einem Aggregat der Abweichungen im Ergebnis des Vergleichs extrahiert.
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Es werden z. B. die folgenden Merkmalsgrößen gemäß den entsprechenden Faktoren geschätzt. In dem Fall eines menschlichen Faktors unterscheidet sich eine Abweichung bezüglich eines tatsächlich gemessenen Wertes über eine Position von jenen der anderen Faktoren. In dem Fall eines Werkzeugfaktors unterscheidet sich eine Abweichung bezüglich eines tatsächlich gemessenen Wertes über ein Lastdrehmoment von jenen der anderen Faktoren. In dem Fall eines Vorrichtungsfaktors unterscheidet sich eine Abweichung bezüglich eines tatsächlich gemessenen Wertes über eine Position in einer Richtung der Befestigung von jenen der anderen Faktoren. In dem Fall eines Werkstückfaktors ändert sich ein tatsächlich gemessener Wert über ein Lastdrehmoment während des Schneidens vorübergehend in Reaktion auf die Größe eines Gaseinschlusses in einem Gussstück. In dem Fall eines Maschinenfaktors unterscheidet sich eine Abweichung bezüglich eines tatsächlich gemessenen Wertes über eine Position in einer Richtung einer Antriebsachse von jenen der anderen Faktoren.
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[Die gesammelten gemessenen Daten]
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Die Sammeleinheit 101 sammelt die in den gemessenen Daten über eine Bearbeitungsgröße enthaltenen Positionsdaten in vorgegebenen Messintervallen. Spezifischer sammelt die Sammeleinheit 101 ein Aggregat der gemessenen Daten, die die Messpunkte enthalten, wo die Größe eines durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teils durch das Messinstrument gemessen worden ist. 6 zeigt ein Beispiel der gemessenen Daten über die Kreisförmigkeit eines durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten Teils. Ein Fehler in der Kreisförmigkeit enthält einen Vorsprung, der auftritt, wenn die Drehrichtung eines Kugelgewindetriebs umgekehrt wird. Für eine derartige Bearbeitung ist eine Prüfung entlang einem vollständigen Umfang nicht erforderlich, wobei eine Messung nur in einer Zone in der Nähe einer Position des Auftretens des Vorsprungs (z. B. in vier Zonen in 6) ausgeführt wird. In dieser Weise wird die Prüfungszeit (Messzeit) verkürzt. Die 7 und 8 zeigen jede ein Beispiel der gemessenen Daten über einen anderen durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teil. 7 zeigt ein Beispiel einer Geometrie als eine Zielform des durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teils. 8 zeigt ein Beispiel einer durch das Messinstrument 3 durch die Messung der Größe des durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teils erhaltenen tatsächlichen Geometrie. In diesen Beispielen sind die Messpunkte 15 Punkte in einer Richtung der X-Achse, die durch das gleiche Aufteilen der Richtung der X-Achse bestimmt werden. Die Punkte der Aufteilung können in Reaktion auf die für ein bearbeitetes Teil angeforderte Genauigkeit feiner oder gröber bestimmt werden.
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Ein Messpunkt, wo die Größe eines durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeiteten bearbeiteten Teils durch das Messinstrument 3 gemessen worden ist, kann z. B. in jedem Abtastzeitraum während der Bearbeitung dieses bearbeiteten Teils unter Verwendung tatsächlich gemessener Werte oder repräsentativer Werte (wie z. B. Befehlswerte oder theoretischer Werte) über die Position des Messpunkts und eine Position der Maschinendaten den Maschinendaten zugeordnet werden. Spezifischer wählt die Merkmalsextraktionseinheit 102 die einem Messpunkt, wo ein tatsächlich bearbeiteter Teil durch das Messinstrument 3 gemessen worden ist, entsprechenden Maschinendaten aus einem Aggregat der gesammelten Maschinendaten aus, wobei sie die ausgewählten Maschinendaten als ein Merkmal an diesem Messpunkt extrahiert. Um dies auszuführen, richtet die Merkmalsextraktionseinheit 102 zuerst in Reaktion auf einen Unterschied zwischen einem Bearbeitungsanfangsnullpunkt und einem Nullpunkt, an dem das Messinstrument 3 die Messung beginnen soll, die Nullpunkte aufeinander aus, um ein Maschinenkoordinatensystem an der Werkzeugmaschine 2 und ein Messkoordinatensystem an dem Messinstrument 3 einander zuzuordnen. In dieser Weise wird die Merkmalsextraktionseinheit 102 imstande, die Positionsdaten auf der Maschinenseite, die jeder Abtastung entsprechen, und einen Messpunkt zu vergleichen. Die Merkmalsextraktionseinheit 102 sucht nach den Positionsdaten über einen Motor auf der Maschinenseite, die durch das Abtasten während der Bearbeitung erhalten werden und einem Messpunkt entsprechen, der durch das Auswählen eines repräsentativen Punkts auf einem tatsächlich bearbeiteten Teil erzeugt wird. Die Merkmalsextraktionseinheit 102 kann die Positionsdaten auf der Maschinenseite, die jeder Abtastung entsprechen, und den Messpunkt vergleichen, die Positionsdaten auf der Maschinenseite, die jeder Abtastung entsprechen und sich am nächsten bei dem Messpunkt befinden, auswählen und die Maschinendaten, die zu den ausgewählten Positionsdaten gehören, als ein Merkmal an diesem Messpunkt extrahieren. In dieser Weise wird die Merkmalsextraktionseinheit 102 imstande, eine Zuordnung an jedem Messpunkt, wie z. B. einer Zielposition (einer in einer Entwurfsstufe geplanten geometrischen Position), einer Sensorposition, einer Motorposition, die durch einen Impulscodierer eines Motors angegeben ist, eines Sensorwerts, der definiert wird, wenn ein Detektionssensor an einem Punkt bestimmt, dass dieser Punkt ein Messpunkt ist, eines Drehzahlbefehls für den Motor, einer tatsächlichen Drehzahl des Motors, eines Strombefehls für den Motor, eines tatsächlichen Stromwerts an dem Motor, eines Drehmomentbefehlswerts für den Motor, eines tatsächlich gemessenen Drehmomentwerts über den Motor usw. zu den Maschinendaten während der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 2 herstellen. Spezifisch können die Daten über die Maschine, wie z. B. eine Drehzahl oder ein an einer Messposition auf der Maschinenseite gemessener Strom, als die Basisdaten verwendet werden, die ein Merkmal an einem entsprechenden Messpunkt angeben. Die Basisdaten können irgendwelche Abtastdaten bezüglich des Messpunkts sein und können einer Verarbeitung, wie z. B. einer Mittelwertbildung, unterworfen werden. 9 zeigt ein Beispiel einer Datenstruktur (eines Datensatzaufbaus), die bestimmt wird, wenn die als ein Merkmal an einem Messpunkt extrahierten Maschinendaten in der Speichereinheit 11 gespeichert werden. Wie in 9 gezeigt ist, sind die folgenden Daten in Verbindung mit den Positionsinformationen über jeden Messpunkt gespeichert: eine Zielposition (eine in einer Entwurfsstufe geplante geometrische Position), eine Sensorposition, eine Motorposition, die durch den Impulscodierer des Motors angegeben wird, ein Sensorwert, der definiert wird, wenn der Detektionssensor an einem Punkt bestimmt, dass dieser Punkt ein Messpunkt ist, ein Drehzahlbefehl für den Motor usw. Die gespeicherten Daten werden als die Merkmalsdaten über jeden Messpunkt für die anschließende Analyse verwendet. Wie oben beschrieben worden ist, gibt die Ausgabeeinheit 104 die Merkmalsdaten über die entsprechenden Messpunkte in einem Aggregat der gemessenen Daten in der Reihenfolge der Messpunkte aus. Dies macht es möglich, den Zustand der Werkzeugmaschine 2 an jedem Messpunkt leicht zu überprüfen. 10 zeigt ein Beispiel der Merkmalsdaten über die in der Reihenfolge der Messpunkte ausgegebenen entsprechenden Messpunkte in der Form einer graphischen Darstellung. 10 zeigt z. B. die Merkmalsdaten über jeden in 9 gezeigten Messpunkt in der Form einer graphischen Darstellung, wie z. B. eine Zielposition, ein Messergebnis und einen tatsächlichen X-Achsen-Motorstrom, um ein Merkmal der Werkzeugmaschine 2 an jedem Messpunkt zu visualisieren. Dies verwirklicht die Beobachtung einer Abweichung an einem Messpunkt an einem tatsächlich bearbeiteten Teil von der Zielposition und eines Wertes, wie z. B. des tatsächlichen X-Achsen-Motorstroms, beim Auftreten der Abweichung, was es z. B. möglich macht, ein Merkmal beim Auftreten einer fehlerhaften Bearbeitung leicht zu erfassen. Die Merkmalsdaten über jeden Messpunkt, die in der Form einer graphischen Darstellung angezeigt werden, sind nicht auf eine Zielposition, ein Messergebnis oder einen tatsächlichen X-Achsen-Motorstrom eingeschränkt. Die anzuzeigenden Daten können jeden Teil der von dem Messinstrument 3 oder der Werkzeugmaschine 2 ausgegebenen Maschinendaten enthalten. Wie oben beschrieben worden ist, werden die Teile der Positionsinformationen, die in einer vorgegebenen Messzone synchronisiert sind, sowohl aus den Maschinendaten als auch aus den gemessenen Daten erfasst.
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[Die aus den gemessenen Daten extrahierte Merkmalsgröße]
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Die Positionsdaten in den gemessenen Daten über eine Bearbeitungsgröße in jedem vorgegebenen Messintervall hinsichtlich einer Bearbeitungsausführung, die als eine fehlerhafte Bearbeitung bestimmt wird, werden z. B. mit einem repräsentativen Wert (z. B. einem theoretischen Wert, einem Durchschnitt oder einem Mittelwert der Toleranz) der Positionsdaten, die den gleichen Datentyp enthalten, in einem normalen Zeitraum verglichen. Es wird ein statistischer Wert, wie z. B. ein Maximum, ein Minimum, ein Durchschnitt oder die Summe der Quadrate, als eine Merkmalsgröße gemäß einem Faktor aus einem Aggregat der Abweichungen im Ergebnis des Vergleichs extrahiert.
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[Die kombinierte Merkmalsgröße]
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Wie oben beschrieben worden ist, werden die Maschinendaten und die gemessenen Daten einander zugeordnet, werden die Positionsdaten auf der Maschinenseite, die jeder Abtastung entsprechen und sich am nächsten bei jedem Messpunkt befinden, ausgewählt und werden die Maschinendaten (eine Sensorposition, eine durch den Impulscodierer des Motors angegebene Motorposition, ein Sensorwert, der definiert wird, wenn der Detektionssensor an einem Punkt bestimmt, dass dieser Punkt ein Messpunkt ist, ein Drehzahlbefehl für den Motor, eine tatsächliche Drehzahl des Motors, ein Strombefehl für den Motor, ein Wert des tatsächlichen Stroms an dem Motor, ein Drehmomentbefehlswert für den Motor, ein tatsächlich gemessener Drehmomentwert über den Motor usw.), die zu den ausgewählten Positionsdaten gehören, als die Merkmalsdaten über den Messpunkt extrahiert. Dies ermöglicht es der Merkmalsextraktionseinheit 102, eine Beziehung zwischen einer Maschinendatengruppe als ein teilweises oder vollständiges Aggregat der extrahierten Maschinendaten und einer Messpunktgruppe als ein teilweises oder vollständiges Aggregat der gemessenen Daten, die der Maschinendatengruppe entspricht, basierend auf den Merkmalsdaten über jeden Messpunkt, die durch das Auswählen eines repräsentativen Punkts an einem tatsächlich bearbeiteten Teil erzeugt werden, zu berechnen, wobei sie die berechnete Beziehung als eine Merkmalsgröße über einige oder alle der Messpunkte definiert. Spezifischer kann die Merkmalsextraktionseinheit 102 die Merkmalsdaten über diese Messpunkte z. B. als kontinuierliche Daten über die entsprechenden Messpunkte zur Berechnung der Verteilung oder der Korrelation verwenden. Ferner kann die Merkmalsextraktionseinheit 102 die Zuordnung zu zwei oder mehr Teilen der Daten in den Merkmalsdaten als eine Merkmalsgröße über die entsprechenden Messpunkte verwenden. Noch weiter kann die Merkmalsextraktionseinheit 102 die Merkmalsdaten über diese Messpunkte als kontinuierliche Daten über die entsprechenden Messpunkte verwenden, die Zuordnung zwischen den Änderungen der Daten über die entsprechenden Messpunkte mittels der Hauptkomponentenanalyse berechnen und die berechnete Zuordnung als eine Merkmalsgröße über die entsprechenden Messpunkte verwenden. Die gemessenen Daten sind z. B. als eine erste Hauptkomponente definiert. In diesem Fall können die Änderungen der Daten, die die zweite, die dritte, ..., die n-te Hauptkomponente werden, als die Merkmalsgrößen bestimmt werden. Alternativ kann eine Merkmalsgröße z. B. die Tendenz einer Änderung von einem Mittenwert (eine Tendenz nach oben oder eine Tendenz nach unten) oder eine von der schnellen Fourier-Transformation (FFT) erhaltene Eigenfrequenz sein. Wie oben beschrieben worden ist, wird ein Fehlerfaktor in einem durch die Bewegung der Daten über einen Messpunkt und die Bewegung der Maschinendaten als die Merkmalsdaten definierten Faktorraum analysiert. In dieser Weise kann ein Faktorraum, der eine Merkmalsgröße gemäß dem Fehlerfaktor angibt, erfasst werden. Ein Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung wird basierend auf einem Grad der Übereinstimmung zwischen einer derartigen Merkmalsgröße gemäß einem Fehlerfaktor und einer aus den während der Bearbeitung erfassten Maschinendaten und/oder den nach der Bearbeitung erfassten gemessenen Daten berechneten Merkmalsgröße bestimmt.
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[Das Verfahren zum Diagnostizieren des Bearbeitungszustands]
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Es wird z. B. ein Schwellenwert für eine extrahierte Merkmalsgröße gemäß einem Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung festgelegt. Falls ein statistischer Wert, der den festgelegten Schwellenwert übersteigt oder unter den festgelegten Schwellenwert fällt, von den während der Bearbeitung erfassten Maschinendaten und/oder von den nach der Bearbeitung erfassten gemessenen Daten erhalten wird, bestimmt die Bestimmungseinheit 103, das ein Bearbeitungszustand anomal ist und dass eine fehlerhafte Bearbeitung stattgefunden hat, wobei sie einen Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung bestimmt.
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11 zeigt ein Beispiel eines Anzeigeschirms für ein Diagnoseergebnis gemäß der Ausführungsform. In diesem Beispiel werden der Name eines bearbeiteten Teils, eine für die Bearbeitung erforderliche Dauer und die bis jetzt vergangene Bearbeitungszeit zusammen mit einer Bearbeitungsnummer angezeigt. Ferner werden ein Grad der Normalität und ein Bestimmungszustand gemäß einem Faktor für die fehlerhafte Bearbeitung als ein aktuelles Ergebnis der Diagnose angezeigt.
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Ein Grad der Normalität zeigt ein Verhältnis der Teile, die normal bearbeitet worden sind, ohne dass bestimmt wird, dass sie sich aus einer fehlerhaften Bearbeitung ergeben, bezüglich der gesamten Bearbeitungsausführungen oder ein Verhältnis der Anzahl, wie oft die Bestimmungen als normal während eines Analysezeitraums ausgeführt worden sind. Für diesen Grad der Normalität ist ein Grenzwert festgelegt. Falls der Grad der Normalität unter den Grenzwert fällt, wird eine Warnung ausgegeben.
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Ein Bestimmungszustand gemäß einem Faktor zeigt ein Verhältnis der Teile, für die bestimmt wird, dass sie sich aus einer fehlerhaften Bearbeitung ergeben, oder ein Verhältnis der Anzahl, wie oft die Bestimmungen als fehlerhaft während eines Analysezeitraums ausgeführt worden sind. Für diesen Bestimmungszustand gemäß einem Faktor ist ein den Faktoren gemeinsamer Schwellenwert oder ein Schwellenwert für jeden Faktor festgelegt. Falls der Bestimmungszustand den Schwellenwert übersteigt, wird eine Warnung ausgegeben.
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Es kann eine Technik zum Analysieren der fehlerhaften Bearbeitung ausgewählt werden. Die Analysetechnik wird z. B. aus den Optionen „1. Hauptkomponentenanalyse, 2. FFT, 3. Tendenzanalyse und 4. Kombination“ ausgewählt. Falls die Kombination ausgewählt wird, akzeptiert die Diagnosevorrichtung 1 die Benennung von Zahlen, wie z. B. „1 + 2 + 3“, wobei sie ein durch jede Analysetechnik erhaltenes Ergebnis oder ein durch das Kombinieren mehrerer Analysetechniken erhaltenes Ergebnis anzeigt.
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12 zeigt ein Beispiel eines Überwachungsschirms, der ein Diagnoseergebnis gemäß der Ausführungsform enthält. In diesem Beispiel sind die folgenden Elemente in Bezug auf jede der Werkzeugmaschinen 2 in einer gesamten Fabrik angezeigt: die Nummer und der Name der Bearbeitung, ein Bearbeitungszustand, der angibt, ob die Bearbeitung normal vonstatten geht, eine Fortschrittsgeschwindigkeit der Bearbeitung und das Vorhandensein oder das Fehlen einer Anomaliedetektion. Die Anzeigeelemente sind nicht auf diese eingeschränkt. Es können zusätzlich zu dem in 11 veranschaulichten Diagnoseergebnis verschiedene Typen von Daten angezeigt werden.
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Gemäß der Ausführungsform wählt die Diagnosevorrichtung 1 (die Merkmalsextraktionseinheit 102) als die Analysevorrichtung die Maschinendaten, die einem beliebigen Messpunkt in einem Aggregat der gemessenen Daten, die sich aus der Messung durch das Messinstrument 3 ergeben, entsprechen, aus einem Aggregat der durch die Sammeleinheit 101 gesammelten Maschinendaten aus, wobei sie die ausgewählten Maschinendaten als ein Merkmal an dem beliebigen Messpunkt extrahiert. In dieser Weise wird eine Ursache für die fehlerhafte Bearbeitung basierend auf einer Zuordnung zwischen einem tatsächlich bearbeiteten Teil und den Maschinendaten während der Bearbeitung leicht gefunden.
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Die Diagnosevorrichtung 1 (die Ausgabeeinheit 104) als die Analysevorrichtung gibt die Maschinendaten in der Reihenfolge der Messpunkte (z. B. der Form einer graphischen Darstellung) aus. Die ausgegebenen Maschinendaten sind über die Messpunkte in dem Aggregat der als die Merkmale an den entsprechenden Messpunkten extrahierten gemessenen Daten. Dies macht es möglich, eine Beziehung zwischen den gemessenen Daten, die sich aus der Messung durch das Messinstrument 3 ergeben, und den Maschinendaten während der Bearbeitung zu visualisieren.
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Die Diagnosevorrichtung 1 (die Merkmalsextraktionseinheit 102) als die Analysevorrichtung berechnet eine Beziehung zwischen einer Maschinendatengruppe als ein teilweises oder vollständiges Aggregat der extrahierten Maschinendaten und einer Messpunktgruppe als ein teilweises oder vollständiges Aggregat der Messpunkte, die der Maschinendatengruppe entspricht, basierend auf den als ein Merkmal über einen Messpunkt extrahierten Maschinendaten und definiert die berechnete Beziehung als eine Merkmalsgröße über die Messpunktgruppe als das teilweise oder vollständige Aggregat der Messpunkte. In dieser Weise wird basierend auf einer Zuordnung zwischen einem tatsächlichen bearbeiteten Teil und den Maschinendaten während der Bearbeitung eine Ursache für die fehlerhafte Bearbeitung leicht gefunden.
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Während die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden ist, sollte die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehende Ausführungsform eingeschränkt werden. Die in der Ausführungsform beschriebenen Wirkungen sind lediglich eine Liste der bevorzugtesten Wirkungen, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergeben. Die durch die vorliegende Erfindung erreichten Wirkungen sollten nicht auf jene, die in der Ausführungsform beschrieben sind, eingeschränkt werden.
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Die Diagnosevorrichtung 1 kann durch ein Netz mit den mehreren Werkzeugmaschinen 2 und den mehreren Messinstrumenten 3 verbunden sein. Die Funktionseinheiten der Diagnosevorrichtung 1, wie z. B. die Merkmalsextraktionseinheit 102 oder die Bestimmungseinheit 103, können auf mehrere Vorrichtungen in dem Netz verteilt sein. Einige der Funktionen der Sammeleinheit 101, der Merkmalsextraktionseinheit 102 und der Ausgabeeinheit der Diagnosevorrichtung 1 (die Funktion des Ausgebens der Maschinendaten während der Erzeugung eines bearbeiteten Teils durch die Werkzeugmaschine 2, des Ausgebens der gemessenen Daten über das durch die Werkzeugmaschine 2 bearbeitete bearbeitete Teil und des Ausgebens der durch die Merkmalsextraktionseinheit 102 extrahierten Merkmalsdaten, die ein Merkmal in einem Bearbeitungszustand angeben) können durch eine (nicht gezeigte) Analysevorrichtung 1A ausgeführt werden. In diesem Fall ist die Analysevorrichtung 1A in der Diagnosevorrichtung 1 enthalten. Alternativ kann die Analysevorrichtung 1A separat von der Diagnosevorrichtung 1 vorgesehen sein. Die in der Merkmalsextraktionseinheit 102 und der Bestimmungseinheit 103 ausgeführte Analysefunktion kann in Reaktion auf die Analysetechniken mehrere Analysefunktionen enthalten und kann auf mehrere Vorrichtungen verteilt sein. In diesem Fall werden die mehreren Analysefunktionen selektiv verwendet, wobei ein Analyseergebnis dem Client-Endgerät 4 bereitgestellt wird.
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Ein durch die Diagnosevorrichtung 1 oder die Analysevorrichtung 1A ausgeführtes Analyseverfahren ist durch Software verwirklicht. Um das Diagnoseverfahren durch Software zu verwirklichen, werden Programme, die die Software bilden, in einem Computer (der Diagnosevorrichtung 1) installiert. Diese Programme können in einem abnehmbaren Medium gespeichert sein und zu einem Anwender verteilt werden. Alternativ können diese Programme verteilt werden, indem sie durch ein Netz zu einem Computer des Anwenders heruntergeladen werden.
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Bezugszeichenliste
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- E
- physikalische Schnittstelle (Signalumsetzer)
- S
- Software-Schnittstelle (Datenstrukturumsetzer)
- 1
- Diagnosevorrichtung
- 2
- Werkzeugmaschine
- 3
- Messinstrument
- 4
- Client-Endgerät
- 10
- CPU
- 11
- Speichereinheit
- 101
- Sammeleinheit
- 102
- Merkmalsextraktionseinheit
- 103
- Bestimmungseinheit
- 104
- Ausgabeeinheit
