DE102020123359A1

DE102020123359A1 - Maschinenlernvorrichtung, verfahren zum generieren eines lernmodells, isolierwiderstandsabschätzvorrichtung und steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102020123359A1
Application number: DE102020123359.0A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Morishita; Toru Kobayashi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2021-03-11
Also published as: JP2021043030A; US20210073679A1; US11928408B2; JP7260445B2; CN112561072A

Abstract

Eine Maschinenlernvorrichtung (12) umfasst eine Trainingsdatenbeschaffungseinheit (24), die dazu ausgestaltet ist, mehrere Teile von Trainingsdaten, die jeweils Isolationswiderstände eines Servomotors (22) am Beginn und am Ende einer bestimmten Periode umfassen, und Zeitreihendaten, die Zustände des Servomotors (22) in der bestimmten Periode angeben, zu beschaffen, und eine Lernmodellgenerierungseinheit (26), die dazu ausgestaltet ist, ein überwachtes Lernen unter Verwendung der Trainingsdaten durchzuführen, um dadurch ein Lernmodell zu generieren.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für maschinelles Lernen (Maschinenlernvorrichtung), ein Verfahren zum Generieren eines Lernmodells, eine Isolierwiderstandsabschätzvorrichtung und auf eine Steuervorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlicherweise gibt es Technologien zur Durchführung der Diagnose einer Verschlechterung der Motorisolation (vgl. beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2009-060767 A ).
Zusammenfassung der Erfindung
Es gibt aber noch Raum für die Verbesserung der Genauigkeit der herkömmlichen Motorisolationsverschlechterungsdiagnosen.
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des obigen Problems gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für maschinelles Lernen zum Generieren eines Lernmodells vorzuschlagen, das die Abschätzung des Isolationswiderstands eines Servomotors mit erhöhter Genauigkeit ermöglicht, ein solches Lernmodellgenerierungsverfahren, eine Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung, die in der Lage ist, den Isolationswiderstand eines Servomotors mit erhöhter Genauigkeit abzuschätzen, und eine Steuervorrichtung.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lernmodellgenerierungsverfahren zum Generieren eines Lernmodells zum Abschätzen (Berechnen) eines Erdungsisolationswiderstands eines Servomotors vorgeschlagen. Das Lernmodellgenerierungsverfahren umfasst das Beschaffen (Akquirieren) mehrerer Teile von Trainingsdaten, die jeweils den Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn einer bestimmten Periode umfassen, von Zeitreihendaten, die einen Zustand des Servomotors in der bestimmten Periode angeben, und des Isolationswiderstands des Servomotors am Ende der bestimmten Periode, sowie das Durchführen eines überwachten Lernens mithilfe der Trainingsdaten, um dadurch das Lernmodell zu generieren, das den Isolationswiderstand des Servomotors an einem Ende einer anderen bestimmten Periode als der bestimmten Periode entsprechend dem Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn der anderen bestimmten Periode und Zeitreihendaten, die den Zustand des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, ausgibt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für maschinelles Lernen (Maschinenlernvorrichtung) vorgeschlagen, zum Generieren eines Lernmodells, das dazu ausgestaltet ist, einen Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors abzuschätzen. Die Vorrichtung für maschinelles Lernen umfasst eine Verarbeitungsvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, das Lernmodellgenerierungsverfahren gemäß dem obigen ersten Aspekt auszuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung vorgeschlagen, die dazu ausgestaltet ist, einen Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors abzuschätzen. Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung umfasst eine Speichereinheit, die dazu ausgestaltet ist, ein Lernmodell, das durch Beschaffen mehrerer Teile von Trainingsdaten und Ausführen eines überwachten Lernens mithilfe der Trainingsdaten generiert wird, wobei jedes Teil der Trainingsdaten den Isolationswiderstands des Servomotors zu Beginn einer bestimmten Periode umfasst, Zeitreihendaten, die einen Zustand des Servomotors in der bestimmten Periode angeben, und den Isolationswiderstand des Servomotors an einem Ende der bestimmten Periode zu speichern, eine Beschaffungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn einer anderen bestimmten Periode zu beschaffen, die sich von der bestimmten Periode unterscheidet, eine Abschätzeinheit, die dazu ausgestaltet ist, Zeitreihendaten abzuschätzen, welche den Zustand des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, und eine Verarbeitungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der anderen bestimmten Periode mithilfe des in der Speichereinheit gespeicherten Lernmodells und entsprechend dem beschafften Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn der anderen bestimmten Periode und der Zeitreihendaten, die den Zustand des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, auszugeben.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum Steuern einer industriellen Maschine vorgeschlagen. Die Steuervorrichtung umfasst die oben beschriebene Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Genauigkeit beim Abschätzen des Isolationswiderstands eines Servomotors zu verbessern.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Werkzeugmaschine, eine Maschinenlernvorrichtung und eine Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung darstellt,
2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Maschinenlernvorrichtung darstellt,
3 ist ein Fließbild, das einen in der Maschinenlernvorrichtung durchgeführten Prozess zeigt,
4A, 4B, 4C, 4D, 4E sind Diagramme, die Daten zu Zuständen eines Servomotors zeigen, die als Trainingsdaten in einer Trainingsdatenbeschaffungseinheit beschafft werden,
5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung zeigt,
6 ist ein Fließbild, das einen in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung durchgeführten Prozess zeigt,
7A ist ein Diagramm, das Daten für den Zustand des Servomotors zeigt, die in einer Beschaffungseinheit für aktuelle Daten beschafft werden,
7B, 7C,
7D, 7E sind Diagramme, die Daten zu Zuständen des Servomotors zeigen, die in einer Zeitreihendatenabschätzeinheit abgeschätzt werden,
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Werkzeugmaschine und eine Maschinenlernvorrichtung zeigt,
9 ist ein Blockdiagramm einer Benachrichtigungseinheit für die verbleibende Lebensdauer,
10 ist ein Fließbild, das einen Prozess zeigt, der in der Benachrichtigungseinheit für die verbleibende Lebensdauer durchgeführt wird, und
11 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung der verbleibenden Lebensdauer verwendet wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Werkzeugmaschine 10, eine Vorrichtung für maschinelles Lernen (Maschinenlernvorrichtung) 12 und eine Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 zeigt.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst eine numerische Steuervorrichtung (nachfolgend als CNC bezeichnet) 16 und einen Bearbeitungsvorrichtungskörper 20. Die CNC 16 steuert den Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 entsprechend einem Bearbeitungsprogramm. Der Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 umfasst einen Servomotor 22 als einen Motor für eine Zufuhrachse, wobei der Servomotor 22 durch die CNC 16 entsprechend dem Bearbeitungsprogramm gesteuert wird.
Die Maschinenlernvorrichtung 12 ist eine Vorrichtung zum Generieren eines Lernmodells, das dazu verwendet wird, den Isolationswiderstand des Servomotors 22 in der Isolationswiderstandsabschätzeinheit 14 abzuschätzen. Die Maschinenlernvorrichtung 12 empfängt Eingangsdaten zu den Zuständen des Servomotors 22 als Trainingsdaten und führt auf der Basis der eingegebenen Trainingsdaten ein überwachtes Lernen durch, um dadurch ein Lernmodell zu generieren.
Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 schätzt den zukünftigen Erdungsisolationswiderstand des Servomotors 22 mithilfe des Lernmodells, das durch das maschinelle Lernen in der Maschinenlernvorrichtung 12 generiert wird, und unter Verwendung der Zustandsdaten zu den Zuständen des Servomotors 22 ab.
Diese Ausführungsform wird die Maschinenlernvorrichtung 12 beschreiben, die ein Lernmodell generiert, das zum Abschätzen des Isolationswiderstandes des Servomotors 22 der Werkzeugmaschine 10 verwendet wird, und die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14, die den Isolationswiderstands des Servomotors 22 der Werkzeugmaschine 10 mithilfe des generierten Lernmodells abschätzt. Der Servomotor 22 ist aber nicht darauf beschränkt, in der Werkzeugmaschine 10 verwendet zu werden, sondern kann auch in anderen industriellen Maschinen, beispielsweise Elektroerosionsmaschinen, Spritzgussmaschinen, Robotern usw.
[Maschinenlernvorrichtung]
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Maschinenlernvorrichtung 12 zeigt. Die Maschinenlernvorrichtung 12 umfasst eine Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 und eine Lernmodellgenerierungseinheit 26. Die Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 umfasst eine Beschaffungseinheit 28 für die Daten zu Beginn der Periode, eine Beschaffungseinheit 30 für Zeitreihendaten und eine Labelbeschaffungseinheit 32.
Die Maschinenlernvorrichtung 12 ist ein Computer mit einer Verarbeitungsvorrichtung (Prozessor), wie einer CPU, GPU etc., einer Hauptspeichervorrichtung, einem Speicher und verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsmitteln. Die Beschaffungseinheit 28 für die Daten zu Beginn der Periode, die Zeitreihendatenbeschaffungseinheit 30 und die Labelbeschaffungseinheit 32 der Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 und die Lernmodellgenerierungseinheit 26 werden realisiert, indem die Bearbeitungsvorrichtung ein bestimmtes Programm ausführt.
3 ist ein Fließbild, das einen in der Maschinenlernvorrichtung 12 durchgeführten Prozess darstellt. Nun wird der in der Maschinenlernvorrichtung 12 durchgeführte Prozess auf der Basis eines Beispiels beschrieben, bei dem ein Lernmodell generiert wird, in dem als Trainingsdaten (überwachte Daten) Daten über Zustände des Servomotors 22 in einem Zeitraum ΔTa vom Zeitpunkt ta bis Zeitpunkt tb verwendet werden.
Die 4A, 4B, 4C, 4D und 4E sind Diagramme, die die Daten für Zustände des Servomotors 22 zeigen, die als Trainingsdaten in der Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 beschafft wurden. 4A ist ein Diagramm, das den Isolationswiderstand des Servomotors 22 zu Beginn (Zeit ta) und am Ende (Zeit tb) des Zeitraums ΔTa zeigt. 4B ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten eines elektrischen Stromes zeigt, der dem Servomotor 22 in dem Zeitraum ΔTa zugeführt wird. 4C ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten einer Temperatur des Servomotors 22 in dem Zeitraum ΔTa zeigt. 4D ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten einer Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 in dem Zeitraum ΔTa zeigt. 4E ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten eines Zustands (pH-Wert) von Schneidfluid zeigt, das in dem Zeitraum ΔTa in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 verwendet wird.
In Schritt S1 beschafft die Beschaffungseinheit 28 für Daten zu Beginn der Periode den Isolationswiderstand des Servomotors 22 am Beginn (Zeit ta) des Zeitraums ΔTa und geht dann weiter zu Schritt S2. Der Isolationswiderstand des Servomotors 22 ist ein absoluter Widerstand gegenüber der Erde (Erdpotential), der gemessen wird, wenn der Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 in einem Nothalt ist, d.h., wenn einem Servoverstärker (nicht gezeigt) keine Elektrizität zugeführt wird.
In Schritt S2 beschafft die Zeitreihendatenbeschaffungseinheit 30 Zeitreihendaten eines elektrischen Stroms, der dem Servomotor 22 in dem Zeitraum ΔTa zugeführt wird, und geht dann weiter zu Schritt S3.
In Schritt S3 beschafft die Zeitreihendatenbeschaffungseinheit 30 Zeitreihendaten einer Temperatur des Servomotors 22 in dem Zeitraum ΔTa und geht dann weiter zu Schritt S4. Hierbei kann die Temperatur des Servomotors 22 an jeder beliebigen Position beschafft werden, solange es sich um eine Temperatur innerhalb des Gehäuses des Servomotors 22 handelt. Vorzugsweise wird die Temperatur aber an einer Position beschafft, an der die Temperatur in Abhängigkeit von der Last des Servomotors 22 schwankt.
In Schritt S4 beschafft die Zeitreihendatenbeschaffungseinheit 30 Zeitreihendaten einer Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 in dem Zeitraum ΔTa und geht dann weiter zu Schritt S5. Die Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 kann an jeder beliebigen Position beschafft werden, solange es sich um eine Feuchtigkeit außerhalb des Gehäuses des Servomotors 22 handelt. Vorzugsweise wird aber die Feuchtigkeit an einer Position so nah wie möglich bei dem Servomotor 22 beschafft.
In Schritt S5 beschafft die Zeitreihendatenbeschaffungseinheit 30 Zeitreihendaten eines Zustands (pH) der Schneidflüssigkeit, die in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 in dem Zeitraum ΔTa verwendet wird, und geht dann weiter zu Schritt S6.
In Schritt S6 beschafft die Labelbeschaffungseinheit 32 den Isolationswiderstand des Servomotors 22 am Ende (Zeitpunkt tb) des Zeitraums ΔTa und geht dann weiter zu Schritt S7.
In Schritt S7 generiert die Lernmodellgenerierungseinheit 26 ein Lernmodell aus den Trainingsdaten, die in der Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 beschafft wurden, wobei ein existierender Maschinenlernalgorithmus verwendet wird. Der Maschinenlernalgorithmus ist nicht besonders eingeschränkt, solange er ein Regressionsverfahren verwenden kann.
In Schritt S8 bestimmt die Lernmodellgenerierungseinheit 26, ob das maschinelle Lernen beendet werden soll. Wenn das maschinelle Lernen beendet werden soll, wird der Prozess in der Maschinenlernvorrichtung 12 beendet. Wenn das maschinelle Lernen nicht beendet werden soll, geht der Prozess zurück zu Schritt S1. Die Festlegung, dass das maschinelle Lernen beendet werden sollte, wird vorgenommen, wenn ein bestimmter Zustand (Bedingung) eingetreten ist, beispielsweise, wenn das maschinelle Lernen eine vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt wurde.
Die Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 beschafft viele Teile von Trainingsdaten von der Werkzeugmaschine 10. Die Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 kann die Trainingsdaten von der Werkzeugmaschine 10 in Echtzeit beschaffen, oder sie kann vorab vorbereitete Trainingsdaten beschaffen. Außerdem kann die Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 Trainingsdaten von einer Werkzeugmaschine 10 oder über ein Netzwerk Trainingsdaten von mehreren Werkzeugmaschinen 10 beschaffen.
Die Trainingsdatenbeschaffungseinheit 24 beschafft als die Trainingsdaten Zeitreihendaten zu den Bedingungen des Servomotors 22 in einem bestimmten Zeitraum. Die Zeitreihendaten sind aber nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Als Trainingsdaten kann sie einen Teil des elektrischen Stroms beschaffen, der dem Servomotor 22 zugeführt wird, die Temperatur des Servomotors 22, die Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 und den Zustand (pH) der Schneidflüssigkeit, die in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 verwendet wird. Außerdem kann als Zustand der Schneidflüssigkeit, die in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 verwendet wird, der Wassergehalt in der Schneidflüssigkeit und dergleichen anstelle oder zusätzlich zu dem pH-Wert der Schneidflüssigkeit verwendet werden.
Die Lernmodellgenerierungseinheit 26 kann ein Lernmodell für jedes von der CNC 16 ausgeführte Bearbeitungsprogramm generieren. Alternativ kann die Lernmodellgenerierungseinheit 26 ein allgemeines Lernmodell generieren, das unabhängig von dem Bearbeitungsprogramm ist. Außerdem kann das Lernmodell auf der Basis einer Einheitsperiode generiert werden, die durch einen Zeitraum vom Beginn der Bearbeitung eines Produkts bis zum Ende der Bearbeitung definiert wird, oder einer Einheitsperiode, die durch einen Zeitraum von dem Beginn der Bearbeitung einer bestimmten Zahl von Produkten bis zum Ende der Bearbeitung definiert ist. Außerdem kann das Lernmodell auf der Basis einer Einheitsperiode mit einer bestimmten Länge (beispielsweise ein Monat) generiert werden.
[Isolationswiderstandsabschätzvorrichtu ng]
Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 schätzt einen zukünftigen Isolationswiderstand des Servomotors 22 zu einer zukünftigen Zeit, die nach einem bestimmten Zeitraum liegt, der seit der Gegenwart verstrichen ist, indem der aktuelle Isolationswiderstand des Servomotors 22 und Zeitreihendaten für die Bedingung des Servomotors 22 in der Vergangenheit verwendet werden.
5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 zeigt. Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 umfasst eine Beschaffungseinheit 34 für aktuelle Daten, eine Zeitreihendatenabschätzeinheit 36, eine Speichereinheit 38 und eine Verarbeitungseinheit 40.
Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 ist ein Computer mit einer Verarbeitungsvorrichtung (Prozessor), wie einer CPU, GPU etc., einer Hauptspeichervorrichtung, einem Speicher, und verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsmitteln. Die Beschaffungseinheit 34 für aktuelle Daten, die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 und die Verarbeitungseinheit 40 werden realisiert, indem die Verarbeitungsvorrichtung ein bestimmtes Programm ausführt. Die Speichereinheit 38 kann ein Speicher in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 sein oder in der Cloud vorgesehen sein, solange es sich um ein nicht vorübergehendes (dauerhaftes), greifbares, computerlesbares Speichermedium handelt.
6 ist ein Fließbild, das einen in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 durchgeführten Prozess zeigt. Der in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 durchgeführte Prozess wird auf der Basis eines Beispiels beschrieben, bei dem die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 den Isolationswiderstand des Servomotors 22 zum Zeitpunkt tf abschätzt, der nach Verstreichen eines bestimmten Zeitraums ΔTc seit der aktuellen Zeit (Zeit te) liegt.
7A ist ein Diagramm, das Daten für einen Zustand des Servomotors 22 zeigt, die in der Beschaffungseinheit 34 für aktuelle Daten beschafft wurden. Die 7B, 7C, 7D und 7E sind Diagramme, die Daten für Bedingungen des Servomotors 22 zeigen, die in der Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 abgeschätzt werden. 7A ist ein Diagramm, das den Isolationswiderstand des Servomotors 22 zur aktuellen Zeit te zeigt. 7B ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten des elektrischen Stroms zeigt, die den Servomotor 22 in einem vergangenen Zeitraum ΔTb (Zeitpunkt tc bis Zeitpunkt td) zugeführt wurden, und Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTc, die ausgehend von den Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTb abgeschätzt wurden. 7C ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten für die Temperatur des Servomotors 22 in dem vergangenen Zeitraum ΔTb zeigt und Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTc, die ausgehend von den Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTb abgeschätzt sind. 7D ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten für die Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 in dem vergangenen Zeitraum ΔTb zeigt und Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTc, die ausgehend von den Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTb abgeschätzt sind. 7E ist ein Diagramm, das Zeitreihendaten für den Zustand (pH) der Schneidflüssigkeit, die in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 verwendet wird, in dem vergangenen Zeitraum ΔTb zeigt und Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTc, die ausgehend von den Zeitreihendaten in dem Zeitraum ΔTb abgeschätzt sind.
In Schritt S11 beschafft die Beschaffungseinheit 34 für aktuelle Daten den aktuellen Isolationswiderstand des Servomotors 22 und geht dann weiter zu Schritt S12.
In Schritt S12 schätzt die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 die Zeitreihendaten für den elektrischen Strom, der dem Servomotor 22 in dem Zeitraum ΔTc zugeführt wurde, ausgehend von den Zeitreihendaten für den elektrischen Strom, die den Servomotor 22 in dem vergangenen Zeitraum ΔTb zugeführt wurden, und geht dann weiter zu Schritt S13.
In Schritt S13 schätzt die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 die Zeitreihendaten für die Temperatur des Servomotors 22 in dem Zeitraum ΔTc ausgehend von den Zeitreihendaten für die Temperatur des Servomotors 22 in der vergangenen Periode ΔTb und geht dann weiter zu Schritt S14.
In Schritt S14 schätzt die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 die Zeitreihendaten für die Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 in dem Zeitraum ΔTc ausgehend von den Zeitreihendaten für die Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors 22 in dem vergangenen Zeitraum ΔTb und geht dann weiter zu Schritt S15.
In Schritt S15 schätzt die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 die Zeitreihendaten für den Zustand (pH) der Schneidflüssigkeit, die in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 verwendet wird, in dem Zeitraum ΔTc ausgehend von den Zeitreihendaten für den Zustand (pH) der Schneidflüssigkeit, die in dem Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 in dem vergangenen Zeitraum ΔTb verwendet wurde, und geht dann weiter zu Schritt S16.
In Schritt S16 schätzt die Verarbeitungseinheit 40 den Isolationswiderstand des Servomotors 22 zum Zeitpunkt tf, der nach Ablauf des gegebenen Zeitraums ΔTc seit der aktuellen Zeit (Zeitpunkt te) liegt, mithilfe der beschafften Datenteile und des gespeicherten Lernmodells und beendet dann den Prozess in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14.
Als einzelne Teile von Zeitreihendaten, die durch die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 abgeschätzt werden, können die Zeitreihendaten, die beschafft werden, wenn die CNC 16 ein Bearbeitungsprogramm ausführt, um dadurch den Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 in dem vergangenen Zeitraum ΔTb zu steuern, als die Zeitreihendaten zu dem Zeitpunkt verwendet werden, wenn die CNC 16 das gleiche Bearbeitungsprogramm ausführt, um dadurch den Bearbeitungsvorrichtungskörper 20 in dem zukünftigen Zeitraum ΔTc zu steuern. Wenn ein Bearbeitungsprogramm, das durch die CNC 16 in der Vergangenheit nicht ausgeführt wurde, durch die CNC 16 in dem zukünftigen Zeitraum ΔTc ausgeführt wird, dann können die Zeitreihendaten neu beschafft werden, indem man die CNC 16 das Bearbeitungsprogramm, das in der Vergangenheit nicht ausgeführt wurde, ausführen lässt.
[Funktions- und Wirkungsweise]
Die Maschinenlernvorrichtung 12 gemäß dieser Ausführungsform generiert ein Lernmodell, indem als Trainingsdaten die Isolationswiderstände des Servomotors 22 zu Beginn und am Ende eines bestimmten Zeitraums und die Zeitreihendaten für Zustände des Servomotors 22 in dem bestimmten Zeitraum verwendet werden. Die Maschinenlernvorrichtung 12 kann somit ein Lernmodell generieren, das in der Lage ist, den Isolationswiderstand des Servomotors 22 sehr genau abzuschätzen.
Außerdem schätzt die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 gemäß dieser Ausführungsform den Isolationswiderstand des Servomotors 22 ab, indem das Lernmodell verwendet wird, das generiert wurde, indem als Trainingsdaten die Isolationswiderstände des Servomotors 22 zu Beginn und am Ende eines bestimmten Zeitraums und die Zeitreihendaten für Zustände des Servomotors 22 in dem bestimmten Zeitraum verwendet werden. Somit kann die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 den Isolationswiderstand des Servomotors 22 sehr genau abschätzen.
[Zweite Ausführungsform]
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Werkzeugmaschine 10 und eine Maschinenlernvorrichtung 12 zeigt. Eine zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die CNC 16 der Werkzeugmaschine 10 die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 aufweist. In anderer Hinsicht sind der Aufbau und die Details die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
[Funktions- und Wirkungsweise]
Die CNC 16 gemäß dieser Ausführungsform weist die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 auf. Dies versetzt die CNC 16 in die Lage, den Isolationswiderstand des Servomotors 22 sehr genau abzuschätzen.
[Dritte Ausführungsform]
9 ist ein Blockdiagramm einer Benachrichtigungsvorrichtung 42 für die verbleibende Lebensdauer. Die Benachrichtigungseinheit 24 für die verbleibende Lebensdauer umfasst die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 und berechnet die verbleibende Lebensdauer (Restlaufzeit) des Servomotors 22 auf der Basis des Isolationswiderstands des Servomotors 22, der von der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 geschätzt wurde, und informiert über die berechnete verbleibende Lebensdauer.
Zusätzlich zu der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 umfasst die Benachrichtigungseinheit 42 für die verbleibende Lebensdauer außerdem eine Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer und eine Benachrichtigungseinheit 46. Die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer berechnet die verbleibende Lebensdauer des Servomotors 22 auf der Basis des Isolationswiderstands des Servomotors 22, der von der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 geschätzt wurde. Die Benachrichtigungseinheit 46 ist eine Anzeigevorrichtung, eine Tonausgabevorrichtung oder dergleichen, welche die Bedienperson über die verbleibende Lebensdauer durch Text, Bild, Stimme etc. informiert. Die Konfiguration und andere Details der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 sind die gleichen wie bei der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Benachrichtigungseinheit 42 für die verbleibende Lebensdauer ist ein Computer mit einer Verarbeitungsvorrichtung (Prozessor), wie einer CPU, GPU etc., einer Hauptspeichervorrichtung, einem Speicher und verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsmitteln. Die Beschaffungseinheit 34 für aktuelle Daten, die Zeitreihendatenabschätzeinheit 36 und die Verarbeitungseinheit 40 der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 und die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer werden realisiert, indem die Verarbeitungsvorrichtung ein bestimmtes Programm ausführt. Die Speichereinheit 38 kann ein Speicher in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 sein oder in der Cloud vorgesehen sein, solange es sich um ein nicht vorübergehendes (dauerhaftes), greifbares, computerlesbares Speichermedium handelt.
10 ist ein Fließbild, das einen in der Benachrichtigungseinheit 42 für die verbleibende Lebensdauer durchgeführten Prozess zeigt.
In Schritt S21 beschafft die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer den Isolationswiderstand des Servomotors 22, der in der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 geschätzt wurde, und geht dann weiter zu Schritt S22.
In Schritt S22 bestimmt die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer, ob der beschaffte Isolationswiderstand des Servomotors 22 kleiner ist als ein festgelegter Wert. Wenn der Isolationswiderstand des Servomotors 22 kleiner ist als der festgelegte Wert, geht der Prozess weiter zu Schritt S23. Der Prozess geht weiter zu Schritt S24, wenn der Isolationswiderstand des Servomotors 22 nicht kleiner ist als der festgelegte Wert.
Wenn der beschaffte Isolationswiderstand des Servomotors 22 kleiner ist als der festgelegte Wert, dann sendet die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer in Schritt S23 den in Schritt S21 beschafften Isolationswiderstand des Servomotors 22 an die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 und kehrt zurück zu Schritt S21. Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 schätzt den Isolationswiderstand des Servomotors 22 in einer entfernt liegenden Zukunft, indem der Isolationswiderstand des Servomotors 22 verwendet wird, der von der Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebenszeit gesandt wurde.
Wenn der Isolationswiderstand des Servomotors 22 nicht kleiner ist als der festgelegte Wert, dann berechnet die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer in Schritt S24 die verbleibende Lebensdauer und geht dann weiter zu Schritt S25.
In Schritt S25 steuert die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer die Benachrichtigungseinheit 46, um eine Benachrichtigung über die verbleibende Lebensdauer zu geben, und beendet den in der Benachrichtigungseinheit 42 für die verbleibende Lebensdauer durchgeführten Prozess.
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung der verbleibenden Lebensdauer. Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 schätzt einen zukünftigen Isolationswiderstand (Isolationswiderstand Rh) des Servomotors 22 zu einem zukünftigen Zeitpunkt (Zeitpunkt th) auf der Basis des aktuellen Isolationswiderstandes (Isolationswiderstand Rg) des Servomotors 22 zur aktuellen Zeit (Zeitpunkt tg). Als nächstes schätzt die Isolationswiderstandsabschätzeinheit 14 auf der Basis des geschätzten Isolationswiderstands (Isolationswiderstand Rh) des Servomotors 22 zum Zeitpunkt th einen weiteren zukünftigen Isolationswiderstand (Isolationswiderstand Ri) des Servomotors 22 zu einer noch weiter in der Zukunft liegenden Zeit (Zeitpunkt ti). Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 wiederholt den Vorgang des Abschätzens eines weiter in der Zukunft liegenden Isolationswiderstands des Servomotors 22 auf der Basis des geschätzten Isolationswiderstands des Servomotors 22, wodurch der Isolationswiderstand des Servomotors 22 zu einer gewünschten zukünftigen Zeit abgeschätzt wird.
Die Berechnungseinheit 44 für die verbleibende Lebensdauer berechnet als verbleibende Lebensdauer eine Zeitspanne von der aktuellen Zeit tg bis zu der zukünftigen Zeit tj, bei der der geschätzte Isolationswiderstand Rj kleiner wird als der festgelegte Wert.
[Funktions- und Wirkungsweisen]
Die Benachrichtigungseinheit 42 für die verbleibende Lebenszeit gemäß dieser Ausführungsform berechnet die verbleibende Lebensdauer des Servomotors 22 auf der Basis des Isolationswiderstands, der von der Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung 14 geschätzt wird. Dies versetzt die Benachrichtigungseinheit 42 für die verbleibende Lebensdauer in die Lage, mit hoher Genauigkeit die verbleibende Lebensdauer des Servomotors 22 zu berechnen.
[Technische Überlegungen, die sich aus den Ausführungsformen ergeben]
Die technischen Überlegungen, die sich aus den oben beschriebenen Ausführungsformen ableiten lassen, werden nachfolgend beschrieben.
Das Lernmodellgenerierungsverfahren wird vorgeschlagen, das ein Lernmodell zum Abschätzen eines Erdungsisolationswiderstands eines Servomotors (22) generiert. Das Lernmodellgenerierungsverfahren umfasst das Beschaffen mehrerer Teile von Trainingsdaten, die jeweils den Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn einer bestimmten Periode, Zeitreihendaten, die Zustände des Servomotors in der bestimmten Periode angeben, und den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der bestimmten Periode umfassen, und das Durchführen eines überwachten Lernens unter Verwendung der Trainingsdaten, um dadurch ein Lernmodell zu generieren, das den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende einer anderen bestimmten Periode, die sich von der bestimmten Periode unterscheidet, entsprechend dem Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn der anderen bestimmten Periode und Zeitreihendaten, die die Zustände des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, ausgibt. Dadurch ist es möglich, ein Lernmodell zu generieren, das in der Lage ist, den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abzuschätzen.
Bei dem obigen Lernmodellgenerierungsverfahren umfassen die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird. Dadurch kann ein Lernmodell generiert werden, das den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abschätzen kann.
Bei dem oben beschriebenen Lernmodellgenerierungsverfahren umfassen die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird, und eine Temperatur des Servomotors. Dadurch kann ein so generiertes Lernmodell den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abschätzen.
Bei dem obigen Lernmodellgenerierungsverfahren umfassen die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird, eine Temperatur des Servomotors und eine Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors. Dadurch kann ein Lernmodell generiert werden, welches den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abschätzen kann.
Bei dem obigen Lernmodellgenerierungsverfahren umfassen die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird, eine Temperatur des Servomotors, eine Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors und einen Wert, der einen Zustand einer Schneidflüssigkeit angibt. Dadurch kann ein Lernmodell generiert werden, welches den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abschätzen kann.
Die Maschinenlernvorrichtung (12) zur Generierung eines Lernmodells, das dazu ausgestaltet ist, einen Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors abzuschätzen, umfasst eine Verarbeitungsvorrichtung, die das obige Lernmodellgenerierungsverfahren ausführt. Die Maschinenlernvorrichtung kann somit ein Lernmodell generieren, das den Isolationswiderstand des Servomotors (22) sehr genau abschätzen kann.
Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung (14) ist dazu ausgestaltet, den Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors abzuschätzen. Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung (14) umfasst eine Speichereinheit (38), die dazu ausgestaltet ist, ein Lernmodell zu speichern, das durch Beschaffen mehrerer Teile von Trainingsdaten und Ausführen eines überwachten Lernens mithilfe der Trainingsdaten generiert wird, wobei jedes Teil der Trainingsdaten den Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn einer bestimmten Periode, Zeitreihendaten, die Bedingungen des Servomotors in der bestimmten Periode angeben, und den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der bestimmten Periode umfassen, einen Beschaffungseinheit (34), die dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn einer anderen bestimmten Periode, die sich von der bestimmten Periode unterscheidet, zu beschaffen, eine Abschätzeinheit (36), die dazu ausgestaltet ist, Zeitreihendaten, welche die Bedingungen des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, abzuschätzen, und eine Verarbeitungseinheit (40), die dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der anderen bestimmten Periode unter Verwendung des in der Speichereinheit gespeicherten Lernmodells und entsprechend dem beschafften Isolationswiderstand des Servomotors am Beginn der anderen bestimmten Periode und der Zeitreihendaten, die die Zustände des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, auszugeben. Die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung kann somit den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abschätzen.
Die Steuervorrichtung (16) zum Steuern einer industriellen Maschine umfasst die obige Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung. Die Steuervorrichtung kann somit den Isolationswiderstand des Servomotors sehr genau abschätzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009060767 A [0002]

Claims

Ein Lernmodellgenerierungsverfahren zum Generieren eines Lernmodells, das dazu ausgestaltet ist, einen Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors (22) abzuschätzen, umfassend: das Beschaffen mehrerer Teile von Trainingsdaten, die jeweils den Isolationswiderstand des Servomotors zu Beginn einer bestimmten Periode, Zeitreihendaten, die einen Zustand des Servomotors in der bestimmten Periode angeben, und den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der bestimmten Periode umfassen, und das Durchführen eines überwachten Lernens unter Verwendung der Trainingsdaten, um dadurch das Lernmodell zu generieren, das dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende einer anderen bestimmten Periode, die sich von der bestimmten Periode unterscheidet, entsprechend dem Isolationswiderstand des Servomotors am Beginn der anderen bestimmten Periode und Zeitreihendaten, die den Zustand des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, auszugeben.
Das Lernmodellgenerierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom umfassen, der dem Servomotor zugeführt wird.
Das Lernmodellgenerierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird, und eine Temperatur des Servomotors umfassen.
Das Lernmodellgenerierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird, eine Temperatur des Servomotors und eine Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors umfassen.
Das Lernmodellgenerierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitreihendaten einen elektrischen Strom, der dem Servomotor zugeführt wird, eine Temperatur des Servomotors, eine Umgebungsfeuchtigkeit des Servomotors und einen Wert, der einen Zustand einer Schneidflüssigkeit angibt, umfassen.
Eine Maschinenlernvorrichtung (12) zum Generieren eines Lernmodells, das dazu ausgestaltet ist, einen Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors abzuschätzen, mit einer Verarbeitungsvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, das Lernmodellgenerierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
Eine Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung (14), die dazu ausgestaltet ist, einen Erdungsisolationswiderstand eines Servomotors abzuschätzen, mit: einer Speichereinheit (38), die dazu ausgestaltet ist, ein Lernmodell zu speichern, das durch Beschaffen mehrerer Teile von Trainingsdaten und Ausführen eines überwachten Lernens unter Verwendung der Trainingsdaten generiert wird, wobei jedes Teil der Trainingsdaten den Isolationswiderstand des Servomotors zum Beginn einer bestimmten Periode, Zeitreihendaten, welche den Zustand des Servomotors in der bestimmten Periode angeben, und den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der bestimmten Periode umfassen, einer Beschaffungseinheit (34), die dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors am Beginn einer anderen bestimmten Periode, die sich von der bestimmten Periode unterscheidet, zu beschaffen, einer Abschätzeinheit (36), die dazu ausgestaltet ist, Zeitreihendaten abzuschätzen, welche den Zustand des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, und einer Verarbeitungseinheit (40), die dazu ausgestaltet ist, den Isolationswiderstand des Servomotors am Ende der anderen bestimmten Periode unter Verwendung des Lernmodells, das in der Speichereinheit gespeichert ist, und entsprechend dem beschafften Isolationswiderstand des Servomotors am Beginn der anderen bestimmten Periode und den Zeitreihendaten, welche den Zustand des Servomotors in der anderen bestimmten Periode angeben, auszugeben.
Eine Steuervorrichtung (16) zum Steuern einer industriellen Maschine, wobei die Steuervorrichtung die Isolationswiderstandsabschätzvorrichtung nach Anspruch 7 aufweist.