JP2018073328A - 機械の診断システム及び診断プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械など動作ユニットを備えた機械において、動作ユニットの動作状態を診断して、動作ユニットの異常および異常の予兆を事前に検出することができる機械の診断システム及び診断プログラムを提供する。
【解決手段】動作指令によって動作を開始又は停止する動作ユニット３１を備えた機械３において、動作指令の出力を検知する指令検知手段１１と、動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知する動作検知手段１２と、指令検知手段１１が動作指令の出力を検知してから動作検知手段１２が動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知するまでの応答時間を算出する応答時間算出手段１３と、応答時間を動作指令の回数などと関連付けて記憶する記憶手段２０と、応答時間算出手段１３で算出した応答時間と記憶手段２０に記憶された応答時間とを比較する比較手段１４と、比較手段１４が応答時間の所定の変化を検知したときに警告を発する警告手段１５と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械など一又は二以上の動作ユニットを備えた機械において、動作ユニットの動作状態を診断する機械の診断システム及び診断プログラムに関する。

従来、工作機械など物の生産に使用される機械においては、故障による機械の停止を防ぐために、機械の動作状態を診断する様々な診断方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、アクチュエータの動作時間を検出し、予め計測したアクチュエータの正常な動作時間を記憶手段に記憶しておき、検出された動作時間を正常な動作時間と比較して、その差が閾値以上のときに動作系に故障があると判定する故障診断装置が開示されている。この故障診断装置は、検出した動作時間と記憶された正常な動作時間とを比較して、その差がある閾値以上であるときには重故障と判断し、その差が比較的小さな閾値以上であるときには軽故障と判断している。

特開２０００−２５０６２５号公報

特許文献１に記載の故障診断装置は、検出した動作時間と記憶された正常な動作時間とを比較して、その差が閾値以上のときに動作系に故障があると判定しているから、大小の異なる閾値によって重故障だけでなく軽故障を判定できるものの、閾値以下のときに起こる故障の予兆を事前に検出することができないという課題があった。また、特許文献１に記載の故障診断装置は、動作開始から動作終了までの動作時間全体について診断することができるが、動作の開始時や終了時の応答性について診断することはできない。

そこで、本発明は、工作機械など一又は二以上の動作ユニットを備えた機械において、動作ユニットの動作状態を診断して、動作ユニットの異常および異常の予兆を事前に検出することができる機械の診断システム及び診断プログラムを提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、動作指令によって動作を開始又は停止する一又は二以上の動作ユニットを備えた機械において、前記動作指令の出力を検知する指令検知手段と、前記動作ユニットの動作の開始又は停止を検知する動作検知手段と、前記指令検知手段が前記動作指令の出力を検知してから前記動作検知手段が前記動作ユニットの動作の開始又は停止を検知するまでの応答時間を算出する応答時間算出手段と、前記応答時間算出手段で算出した前記応答時間を前記動作指令の回数又は／及び日時と関連付けて記憶する記憶手段と、前記応答時間算出手段で算出した前記応答時間と前記記憶手段に記憶された応答時間とを比較する比較手段と、前記比較手段が、前記応答時間の所定の変化を検知したときに、該当する前記動作ユニットを示して警告を発する警告手段と、を有する機械の診断システムを提供するものである。

また、本発明の機械の診断システムは、前記警告手段が、前記応答時間が予め設定された設定値を超えたときに警告を発するものである。

また、本発明の機械の診断システムは、前記設定値が、初回又は所定回の前記動作指令において算出された前記応答時間を基準として、該応答時間に所定割合を加算して設定されるものである。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発するものである。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率に基づいて前記応答時間が前記設定値を超える時期を予測する手段を備えるものである。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発するものである。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記機械の運転スケジュールを管理する生産管理データを取得する手段と、前記生産管理データと前記指令検知手段で検知した前記動作指令を比較する手段と、をさらに備えるものである。

また、本発明は、上記の何れか一項に記載の機械の診断システムとして、コンピュータを機能させるための機械の診断プログラムを提供するものである。

本発明の機械の診断システムは、動作指令によって動作を開始又は停止する一又は二以上の動作ユニットを備えた機械において、前記動作指令の出力を検知する指令検知手段と、前記動作ユニットの動作の開始又は停止を検知する動作検知手段と、前記指令検知手段が前記動作指令の出力を検知してから前記動作検知手段が前記動作ユニットの動作の開始又は停止を検知するまでの応答時間を算出する応答時間算出手段と、前記応答時間算出手段で算出した前記応答時間を前記動作指令の回数又は／及び日時と関連付けて記憶する記憶手段と、前記応答時間算出手段で算出した前記応答時間と前記記憶手段に記憶された応答時間とを比較する比較手段と、前記比較手段が、前記応答時間の所定の変化を検知したときに、該当する前記動作ユニットを示して警告を発する警告手段と、を有することにより、動作の開始指令又は停止指令に対する動作ユニットの応答時間を算出することができ、該応答時間を動作指令の回数・日時と関連付けて記憶手段に記憶することができる。したがって、算出した応答時間と記憶手段に記憶された応答時間とを比較して応答時間の所定の変化を検知し、動作ユニットの異常および異常の予兆を事前に検出することができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、動作ユニットの動作指令に対する応答時間を算出し、該応答時間の所定の変化を検知して警告を発することができるので、様々な動作を行う動作ユニットに対して、低コストで動作状態を診断することができ、動作ユニットの故障が発生する前に動作ユニットの異常および異常の予兆を事前に検出することができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、前記警告手段が、前記応答時間が予め設定された設定値を超えたときに警告を発することにより、設定値を超えたときに動作ユニットに異常が生じているとして動作ユニットの異常を警告することができ、例えば部品の交換時期などを知らせることができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、前記設定値が、初回又は所定回の前記動作指令において算出された前記応答時間を基準として、該応答時間に所定割合を加算して設定されることにより、機械ごとに設定値を自動的に設定することができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発することにより、動作ユニットに異常が生じる前に動作ユニットの異常の予兆を事前に知らせることができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率に基づいて前記応答時間が前記設定値を超える時期を予測する手段を備えることにより、動作ユニットに異常が発生する時期を予測することができ、例えば動作ユニットの部品の交換時期などを予測することができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発することにより、応答時間の変化の予兆を検知することができ、動作ユニットの異常の予兆を早期に検知して知らせることができる効果がある。

また、本発明の機械の診断システムは、前記比較手段が、前記機械の運転スケジュールを管理する生産管理データを取得する手段と、前記生産管理データと前記指令検知手段で検知した前記動作指令を比較する手段と、をさらに備えることにより、生産管理データに対応する動作指令を検出できない場合に、動作指令落ちを検出することができる効果がある。

また、本発明の機械の診断プログラムは、上記の何れか一項に記載の機械の診断システムとして、コンピュータを機能させることにより、動作の開始指令又は停止指令に対する動作ユニットの応答時間を算出することができ、該応答時間を動作指令の回数・日時と関連付けて記憶手段に記憶することができる。したがって、算出した応答時間と記憶手段に記憶された応答時間とを比較して応答時間の所定の変化を検知し、動作ユニットの異常および異常の予兆を事前に検出することができる効果がある。

本発明に係る機械の診断システムの一実施例を示す構成図。 本発明に係る機械の診断システムの一実施例を示すフローチャート。 本発明に係る機械の診断システムの履歴解析を示すフローチャート。 本発明に係る機械の診断システムの他の実施例を示す構成図。

本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明の機械の診断システム１は、動作指令によって動作を開始又は停止する一又は二以上の動作ユニット３１を備えた機械３において、前記動作指令の出力を検知する指令検知手段１１と、前記動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知する動作検知手段１２と、前記指令検知手段１１が前記動作指令の出力を検知してから前記動作検知手段１２が前記動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知するまでの応答時間を算出する応答時間算出手段１３と、前記応答時間算出手段１３で算出した前記応答時間を前記動作指令の回数又は／及び日時と関連付けて記憶する記憶手段２０と、前記応答時間算出手段１３で算出した前記応答時間と前記記憶手段２０に記憶された応答時間とを比較する比較手段１４と、前記比較手段１４が、前記応答時間の所定の変化を検知したときに、該当する前記動作ユニット３１を示して警告を発する警告手段１５と、を有する。

図１は、本発明に係る機械の診断システムの一実施例を示す構成図である。
図１に示す実施例において、機械３は、Ｘ軸駆動部３０ｘとＹ軸駆動部３０ｙとＺ軸駆動部３０ｚと工具を装着する主軸と該主軸を駆動する主軸駆動部３０ｓを有するマシニングセンタなどの工作機械である。工作機械３の各駆動部３０ｘ，３０ｙ，３０ｚ，３０ｓは、電動モータによって駆動される。Ｘ軸駆動部３０ｘとＹ軸駆動部３０ｙとＺ軸駆動部３０ｚには、それぞれの駆動部の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器と、それぞれの駆動部の駆動電流を検出する電流計などの駆動力検出器が設けられている。また、主軸駆動部３０ｓには、ロータリエンコーダなどの回転に応じたパルス数を検出する位置検出器と、駆動電流を検出する電流計などの駆動力検出器が設けられている。

工作機械３は、油圧で駆動する駆動部に動力となる作動油を送る油圧ユニット、加工部に切削液を供給するポンプ、主軸に装着される工具を交換するための周辺動作ユニット、例えばオートドアなどの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・を備えている。また、工作機械３は、Ｘ軸駆動部３０ｘ、Ｙ軸駆動部３０ｙ、Ｚ軸駆動部３０ｚおよび主軸駆動部３０ｓの駆動を数値制御する制御装置４と、加工条件、工具交換、座標設定などの指示を入力する操作パネル５と、加工情報や位置情報などを表示するモニター６と、を備えている。また、本発明は、工作機械３に限られず、搬送装置など動作ユニットを有する各種の機械に適用することが可能である。

動作ユニット３１には、動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検出するセンサ３２が設けられている。例えば、油圧ユニットや切削液ポンプに設けられるセンサ３２は、ポンプのＯＮ／ＯＦＦを検出する圧力スイッチである。また、オートドアに設けられるセンサ３２は、オートドア開−閉の動作を行うソレノイドバルブにより駆動されるドアの位置状態を検出する確認スイッチである。
[診断システムの構成]

図１に示す実施例において、診断システム１は、工作機械３の制御装置４に設けられている。指令検知手段１１は、動作ユニット３１に対して動作の開始又は停止の指令を出す動作指令の出力を検知する。動作指令としては、例えば、油圧ユニットや切削液装置のポンプをＯＮ（動作開始）またはＯＦＦ（動作停止）させる指令であり、制御装置４から各動作ユニット３１に対して出力される。指令検知手段１１は、動作指令の出力を検知すると、指令の対象である動作ユニット３１、動作の種類ならびに動作指令の回数および日時を記憶手段２０に記憶する。

また、オートドアに対する動作指令は、ドアを開ける動作を行わせる開のソレノイドバルブをＯＮ、またはドアを閉める動作を行わせる閉のソレノイドバルブをＯＮさせる指令である。

動作検知手段１２は、動作ユニット３１に設けられたセンサ３２を介して動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知する。油圧ユニットや切削液装置に対して、動作検知手段１２は、圧力スイッチのＯＮによってポンプのＯＮ（動作開始）を検知し、圧力スイッチのＯＦＦによってポンプのＯＦＦ（動作停止）を検知する。また、オートドアに対して、動作検知手段１２は、確認スイッチのＯＮまたはＯＦＦによってソレノイドバルブにより駆動されるドアの位置状態を検出する。動作検知手段１２は、動作の開始または停止を検知すると、動作の対象である動作ユニット３１、動作の種類ならびに動作の回数および日時を記憶手段２０に記憶する。

応答時間算出手段１３は、指令検知手段１１が動作指令の出力を検知してから動作検知手段１２が動作ユニット３１の動作の開始または停止を検知するまでの応答時間を算出する。本実施例において、応答時間算出手段１３は、記憶手段２０に記憶されている動作指令の日時と、動作の開始または停止の日時の時間差から、応答時間を算出する。一方、記憶手段２０が動作指令および動作の開始／停止の回数のみを記憶している場合には、応答時間算出手段１３は、タイムカウンタなどによって、指令検知手段１１が動作指令の出力を検知してから動作検知手段１２が動作ユニット３１の動作の開始または停止を検知するまでの間の時間計測を行う。

本実施例において、記憶手段２０は、応答時間算出手段１３で算出した応答時間を動作指令の回数および日時と関連付けて記憶する。なお、記憶手段２０は、応答時間を動作指令の回数のみと関連付けて記憶してもよく、応答時間を動作指令の日時のみと関連付けて記憶してもよい。また、記憶手段２０は、応答時間を工作機械３の稼働時間と関連付けて記憶してもよい。

比較手段１４は、応答時間算出手段１３で算出した応答時間と記憶手段２０に記憶された応答時間とを比較する。比較手段１４が応答時間の所定の変化を検知したときに、警告手段１５は、該当する動作ユニット３１を示してモニター６に警告を発する。例えば、比較手段１４は、応答時間算出手段１３で算出した応答時間を、記憶手段２０に記憶された応答時間と比較し、所定割合以上の変化を検知したときに警告手段１５が警告を発する。また、比較手段１４は、応答時間算出手段１３で算出した応答時間と記憶手段２０に記憶された応答時間の履歴を解析し、変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発してもよい。

本実施例において、警告手段１５は、応答時間が予め設定された設定値を超えたときに警告を発する。この設定値は、初回又は所定回の動作指令において算出された応答時間を基準として、該応答時間に所定割合を加算して設定することが好ましい。なお、設定値は、同じ動作ユニット３１を有する機械に対して、他の機械で設定された設定値を用いてもよく、該設定値と機械ごとの動作指令から設定される設定値を併用してもよい。基準データに加算する所定割合は、動作ユニット３１の特性に応じて動作ユニット３１の種類ごとに設定することが好ましい。

また、比較手段１４は、動作指令の回数または時間経過に対する応答時間の変化率を求める手段を備えている。比較手段１４は、動作ユニット３１に対する直近Ｎ回（Ｎ≧２）の動作指令において、最小二乗法により回数または時間経過に対する応答時間の変化率を求める。警告手段１５は、該変化率が所定の変化率を超えたときにモニター６に警告を発する。また、警告手段１５は、該変化率に基づいて応答時間の値が設定値を超える時期を予測する手段を備えていてもよい。応答時間の値が設定値を超えると予測した時期が動作ユニット３１の耐用年数よりも短いときに、警告手段１５は異常を知らせる警告を発することが好ましい。

比較手段１４は、応答時間が動作指令の回数と関連付けて記憶手段２０に記憶されている場合には、動作指令の回数に対する応答時間の変化率を求める。また、比較手段１４は、応答時間が動作指令の日時と関連付けて記憶手段２０に記憶されている場合には、最初の動作指令からの時間経過に対する応答時間の変化率を求め、応答時間が工作機械３の稼働時間と関連付けて記憶手段２０に記憶されている場合には、工作機械３の稼働時間の経過に対する応答時間の変化率を求める。

また、比較手段１４は、動作指令の回数または時間経過に対する応答時間の変化の変化率を求める手段を備えていてもよい。このとき、比較手段１４は、応答時間の時間推移を時間で二階微分して応答時間の変化の変化率を求める。警告手段１５は、直近の変化率が所定の変化率を超えたときにモニター６に警告を発する。
[診断システムの作用]

次に、本発明に係る機械の診断システムの作用について説明する。図２は、本発明に係る機械の診断システムの一実施例を示すフローチャートであり、図３は、本発明に係る機械の診断システムの履歴解析を示すフローチャートである。

指令検知手段１１は、工作機械３を最初に起動させたときに診断回数ｎに初期値「０」を与える（ステップＳ１１）。また、指令検知手段１１は、操作パネル５から診断回数ｎを初期値「０」にリセットする機能を備えていてもよく、動作ユニット３１を交換したときなどにリセットすることができる。また、工作機械３が工場に設置されたときに診断回数ｎを初期値「０」にリセットすることにより、診断システム１は、工作機械３の移設による変動を排除して、動作ユニット３１の診断を行うことができる。なお、指令検知手段１１は、複数の動作ユニット３１において、個別に診断回数ｎを管理することが好ましい。また、本実施例において、診断回数ｎは、動作指令の回数と同じであるが、診断システム１は、動作指令の度に診断を行う必要はなく、動作指令の所定回数または所定の期間に対して一回の診断を行ってもよい。

指令検知手段１１は、動作ユニット３１に対して動作の開始又は停止の指令を出す動作指令の出力を検知する（ステップＳ１２）。動作指令は、制御装置４から各動作ユニット３１に対して出力され、例えば油圧ユニットや切削液装置のポンプをＯＮ（動作開始）またはＯＦＦ（動作停止）させる指令や、オートドアにおいて、ドアを開ける動作を行わせる開のソレノイドバルブをＯＮ、またはドアを閉める動作を行わせる閉のソレノイドバルブをＯＮさせる指令などがある。指令検知手段１１は、動作指令の出力を検知すると、指令の対象である動作ユニット３１、動作の種類（動作開始または動作停止）ならびに動作指令の回数および日時を記憶手段２０に記憶する。

指令検知手段１１は、動作ユニット３１に対する動作指令の出力を検知すると、診断回数ｎに「１」を加える（ステップＳ１３）。なお、動作指令の度に診断を行わない場合には、指令検出手段１１は、診断を行うときだけ診断回数ｎに「１」を加える。

動作検知手段１２は、動作ユニット３１に設けられたセンサ３２を介して動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知する。油圧ユニットや切削液装置に対して、動作検知手段１２は、圧力スイッチのＯＮによってポンプのＯＮ（動作開始）を検知し、圧力スイッチのＯＦＦによってポンプのＯＦＦ（動作停止）を検知する。また、オートドアに対して、動作検知手段１２は、確認スイッチのＯＮまたはＯＦＦによってソレノイドバルブにより駆動されるドアの位置状態を検出する。動作検知手段１２は、動作の開始または停止を検知すると、動作の対象である動作ユニット３１、動作の種類ならびに動作の回数および日時を記憶手段２０に記憶する（ステップＳ１４）。

応答時間算出手段１３は、指令検知手段１１が動作指令の出力を検知してから動作検知手段１２が動作ユニット３１の動作の開始または停止を検知するまでの応答時間を算出する。本実施例において、応答時間算出手段１３は、記憶手段２０に記憶されている動作指令の日時と、動作の開始または停止の日時の時間差から、応答時間を算出する。応答時間算出手段１３は、算出した応答時間を動作指令の回数および日時と関連付けて、記憶手段２０に記憶する（ステップＳ１５）。

具体的には、応答時間算出手段１３は、油圧ユニットや切削液装置に対して、指令検知手段１１がポンプに対するＯＮ／ＯＦＦの動作指令を検知してから、動作検知手段１２が圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ（動作開始／動作停止）を検知するまでの時間を算出している。また、応答時間算出手段１３は、オートドアに対して、指令検知手段１１が開のソレノイドバルブに対するＯＮの動作指令を検知してから、動作検知手段１２が開／閉確認スイッチがＯＮ／ＯＦＦ（動作開始／動作停止）を検知するまでの時間を算出している。動作ユニット３１には、オートドアのように、ある動作の開始が他方の動作の停止となる場合もある。この場合、診断システム１は、双方の動作について診断することが好ましい。

次に、応答時間算出手段１３は、診断回数ｎが「１」より大きいか否かを判断し、診断回数ｎが「１」のときには、それぞれの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・における応答時間を初期値として記憶手段２０に保存する（ステップＳ１６）。

応答時間算出手段１３が、応答時間を初期値として記憶手段２０に保存すると、警告手段１５は、それぞれの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・について、初期値に所定割合を加算して警告値（Ｔｉｍｅ（ａｌａｒｍ））として設定し、該警告値を記憶手段２０に保存する（ステップＳ１７）。警告手段１５は、動作ユニット３１の特性に応じて動作ユニット３１の種類ごとに初期値に加算する所定割合を決定し、警告値を設定する。警告値は、例えば初期値の１５０％や２００％という値に設定される。

診断システム１は、警告値が設定されると、ステップＳ１２に戻って次の動作指令が出力されるまで待機する。

ステップＳ１６において、診断回数ｎが「１」より大きいと判断した場合には、応答時間算出手段１３は、動作ユニット３１における応答時間（Ｔｉｍｅ（ｎ））を診断値として記憶手段２０に保存する。

比較手段１４は、ステップＳ１５で算出した応答時間（Ｔｉｍｅ（ｎ））と、記憶手段２０に記憶された応答時間とを比較する（ステップＳ１８）。具体的には、比較手段１４が、ステップＳ１５で算出した応答時間（Ｔｉｍｅ（ｎ））がステップＳ１７で設定して記憶手段２０に記憶された警告値（Ｔｉｍｅ（ａｌａｒｍ））を超えていると判断した場合には、警告手段１５は、該当する動作ユニット３１が異常状態にあるとして、該動作ユニット３１を示してモニター６にアラームを発する（ステップＳ１９）。

一方、ステップＳ１８において、比較手段１４が、ステップＳ１５で算出した応答時間（Ｔｉｍｅ（ｎ））がステップＳ１７で設定した警告値（Ｔｉｍｅ（ａｌａｒｍ））を超えていないと判断した場合には、応答時間（Ｔｉｍｅ（ｎ））と記憶手段２０に記憶された応答時間の履歴を解析する（ステップＳ２０）。

比較手段１４は、ステップＳ２０における反応時間の履歴解析に基づいて、動作ユニット３１の異常の有無を診断し（ステップＳ２１）、動作ユニット３１に異常があると判断した場合には、該動作ユニット３１を示してモニター６に警告を発する（ステップＳ２２）。反応時間の履歴解析における動作ユニット３１の異常有無の判断の詳細については、後述する。

一方、ステップＳ２１において、比較手段１４が、動作ユニット３１に異常がないと判断した場合には、診断システム１は、ステップＳ１２に戻って次の動作指令が出力されるまで待機する。

本発明の機械の診断システムは、動作ユニット３１の動作指令に対する応答時間を算出し、該応答時間の所定の変化を検知して警告を発することができるので、工作機械３の制御装置４にプログラムを組み込むことにより、様々な動作を行う動作ユニット３１に対して、低コストで複数の動作ユニット３１の動作状態を診断することができる。また、本実施例の機械の診断システムは、初回の動作指令において算出される応答時間を初期値（基準データ）として警告値（設定値）が設定されるから、機械やその動作ユニットごとに警告値を自動的に設定することができ、簡便かつ低コストでそれぞれの機械に適した診断を実施することが可能になる。

次に、図３に基づいて、反応時間の履歴解析の流れについて説明する。

比較手段１４は、診断回数ｎが予め設定した所定の回数Ｎ（Ｎ≧２）より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０１）。診断回数ｎが所定の回数Ｎ以下の場合には、診断システム１は、診断回数ｎが所定の回数Ｎを超えるまで、図２に記載の診断手順を実行する。所定の回数Ｎは、指令検知手段１１が動作指令を検知して診断を実施する時間間隔によって適宜設定することが好ましく、例えば「Ｎ＝１０」のように設定される。所定の回数Ｎは、診断を実施する時間間隔が短いときは回数を多く設定し、診断を実施する時間間隔が長いときは回数を少なく設定することが好ましい。

診断回数ｎが所定の回数Ｎを超えている場合には、比較手段１４は、それぞれの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・において、動作指令の回数または時間経過に対する応答時間の変化率を求める（ステップＳ１０２）。具体的には、比較手段１４は、直近Ｎ回の動作指令における応答時間（診断値）について、最小二乗法により時間経過に対する診断値の変化率を求める。

比較手段１４は、それぞれの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・において、ステップＳ１０２で求めた応答時間の変化率と予め設定されている所定値とを比較する（ステップＳ１０３）。比較手段１４が、応答時間の変化率が予め設定された設定値を超えていると判断した場合には、警告手段１５は、該当する動作ユニット３１を示してモニター６に警告を発する（ステップＳ１０４）。このとき、警告手段１５は、応答時間の変化率に基づいて応答時間が設定値を超える時期を予測し、予測した時期をモニター６に表示するようにしてもよい。

ステップＳ１０３において、比較手段１４が、応答時間の変化率について予め設定された設定値以下であると判断した場合には、比較手段１４は、それぞれの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・において、動作指令の回数または時間経過に対する応答時間の変化の変化率を求める（ステップＳ１０５）。具体的には、比較手段１４は、直近Ｎ回の動作指令における応答時間（診断値）について、診断値の時間推移を時間で二階微分して診断値の変化の変化率を求める。

比較手段１４は、それぞれの動作ユニット３１ａ，３１ｂ・・・において、ステップＳ１０５で求めた応答時間の変化の変化率と予め設定されている所定値とを比較する（ステップＳ１０６）。比較手段１４が、応答時間の変化の変化率が予め設定された設定値を超えていると判断した場合には、警告手段１５は、該当する動作ユニット３１を示してモニター６に警告を発する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０６において、比較手段１４が、応答時間の変化の変化率について予め設定された設定値以下であると判断した場合には、診断システム１は、工作機械３の動作ユニット３１の診断を継続する（ステップＳ１０８）。

本発明の機械の診断システムは、動作ユニット３１への動作指令の時間経過に対する応答時間の変化率、または、動作指令の時間経過に対する応答時間の変化の変化率が所定の変化率（設定値）を超えたときに警告を発することができるので、応答時間の診断値が警告値を超える前に、動作ユニット３１の異常の予兆を事前に知らせることができる。また、本実施例の機械の診断システムは、警告手段１５が診断値の変化率に基づいて診断値が警告値を超える時期を予測することができ、例えば部品の交換時期などを予測することが可能になる。

図４は、本発明に係る機械の診断システムの他の実施例を示す構成図である。
図４に示す実施例において、診断システム１は、一又は二以上の工作機械３にネットワーク２を介して接続されたホストコンピュータ１０に設けられている。ホストコンピュータ１０は、工作機械３を数値制御するための数値制御プログラムを管理しているコンピュータであり、演算部と、記憶部と、入力部と、表示部とを備えている。なお、図示しないが、工作機械３は、それぞれの駆動部３０ｘ，３０ｙ，３０ｚ，３０ｓの駆動を数値制御する制御装置４と、加工条件、工具交換、座標設定などの指示を入力する操作パネル５と、加工情報や位置情報などを表示するモニター６を備えている。

指令検知手段１１は、ネットワーク２で接続された工作機械３の制御装置４（図示しない）を介して、動作ユニット３１に対する動作指令の出力を検出する。また、動作検知手段１２は、工作機械３の制御装置４を介して、センサ３２が検出する動作ユニット３１の動作の開始又は停止を検知する。

本実施例において、比較手段１４は、工作機械３の運転スケジュールを管理する生産管理データを取得する手段と、この生産管理データと指令検知手段１１で検知した動作指令を比較する手段と、をさらに備え、動作指令落ちを検出することができるように構成してあることが好ましい。比較手段１４が、生産管理データにおいて運転状態となっている時間帯に、指令検知手段１１が何れの動作ユニット３１の動作指令も検知していないと判断した場合には、警告手段１５は、当該時間帯において動作指令落ちが発生しているとして工作機械３のモニター６（図示しない）およびホストコンピュータ１０の表示部に警告を発する。なお、その他の構成は、実施例１に記載の機械の診断システムの構成と同様である。

本実施例の機械の診断システムは、一又は二以上の工作機械３にネットワーク２を介して接続されたホストコンピュータ１０によって、全ての工作機械３の動作状態を一元管理することができる。

１ 診断システム
２ ネットワーク
３ 機械
４ 制御装置
５ 操作パネル
６ モニター
１０ ホストコンピュータ
１１ 指令検知手段
１２ 動作検知手段
１３ 応答時間算出手段
１４ 比較手段
１５ 警告手段
２０ 記憶手段
３０ 駆動部
３１ 動作ユニット
３２ センサ

Claims (8)

1. 動作指令によって動作を開始又は停止する一又は二以上の動作ユニットを備えた機械において、
   前記動作指令の出力を検知する指令検知手段と、
   前記動作ユニットの動作の開始又は停止を検知する動作検知手段と、
   前記指令検知手段が前記動作指令の出力を検知してから前記動作検知手段が前記動作ユニットの動作の開始又は停止を検知するまでの応答時間を算出する応答時間算出手段と、
   前記応答時間算出手段で算出した前記応答時間を前記動作指令の回数又は／及び日時と関連付けて記憶する記憶手段と、
   前記応答時間算出手段で算出した前記応答時間と前記記憶手段に記憶された応答時間とを比較する比較手段と、
   前記比較手段が、前記応答時間の所定の変化を検知したときに、該当する前記動作ユニットを示して警告を発する警告手段と、
   を有する機械の診断システム。
2. 前記警告手段は、前記応答時間が予め設定された設定値を超えたときに警告を発する請求項１に記載の機械の診断システム。
3. 前記設定値は、初回又は所定回の前記動作指令において算出された前記応答時間を基準として、該応答時間に所定割合を加算して設定される請求項２に記載の機械の診断システム。
4. 前記比較手段は、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発する請求項１乃至３の何れか一項に記載の機械の診断システム。
5. 前記比較手段は、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率に基づいて前記応答時間が前記設定値を超える時期を予測する手段を備える請求項２乃至４の何れか一項に記載の機械の診断システム。
6. 前記比較手段は、前記動作指令の回数又は時間経過に対する前記応答時間の変化の変化率を求める手段を備え、前記警告手段は、該変化率が所定の変化率を超えたときに警告を発する請求項４又は５に記載の機械の診断システム。
7. 前記比較手段は、前記機械の運転スケジュールを管理する生産管理データを取得する手段と、前記生産管理データと前記指令検知手段で検知した前記動作指令を比較する手段と、をさらに備える請求項１乃至６の何れか一項に記載の機械の診断システム。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の機械の診断システムとして、コンピュータを機能させるための機械の診断プログラム。

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