JP2019095951A - 加工状態表示装置、加工システム、加工状態表示方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】加工対象物の工具による加工動作に伴って変化し得る状態情報がどの位置で出現しているのかをより精度よく認知できる加工状態表示装置を提供する。【解決手段】加工対象物Ｗと工具Ｔとの相対位置に関する位置情報を取得する。工具Ｔによる加工対象物Ｗへの加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得する。状態情報と位置情報とを対応付けて、位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、加工状態表示装置、加工システム、加工状態表示方法及びプログラムに関する。

加工対象物を加工する加工装置においては、各種センサを設置して加工装置の動作状況や加工対象物の加工状態の監視を行っている（以下、簡便化のために、必要に応じて動作状況と加工状態を併せて、加工状態と表記する）。例えば、マシニングセンタでは、加工の種類に応じた工具を用いて、加工対象物へフライス加工、研磨加工、穴あけ加工等の各種加工を行う。この際、工具や工具を取り付けている取付部分、または、被加工対象物に各種センサを設置しており、当該センサによって状態量を検出している。センサの種類としては、例えば振動センサや温度センサ等が挙げられる。そして、加工状態を監視するために、検出した振動や温度に関する数値情報を表示し、または、当該数値情報を時系列にグラフ化したもの等を表示する。このような表示を行うことで、作業者は、現在の加工装置の状況、加工プロセスの進捗具合、履歴等を知ることが可能となる。

また、このような加工状態を監視するための情報を、瞬時かつ容易に把握する技術として特許文献１のような技術が知られている。特許文献１の技術では、例えば機械の温度を円の大きさで表示することが提案されている。また、別の例では、機械の温度を、人物を表わすイラストにおいて人物の顔の表情の違いによって表わすことが提案されている。

特開平１０−８３２０９号公報

しかしながら、特許文献１の技術においても、ある時刻の加工状態を直観的に把握できるにすぎず、どのような加工位置でどのような加工状態にあるか、どのような位置で加工動作に問題が発生したか等を把握することはできなかった。

そこでこの発明は、加工状態を加工位置と対応して俯瞰的かつ直観的に把握することが可能な加工状態表示装置、加工システム、加工状態表示方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第一の態様によれば、加工対象物と工具との相対位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、前記工具による前記加工対象物への加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得する状態情報取得部と、前記状態情報と前記位置情報とを対応付けて、前記位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する画像生成部と、を備える。

上記の加工状態表示装置において、前記画像生成部は、前記状態情報を当該状態情報が示す状態量に応じた表示態様により表す前記画像情報を生成するものとしてもよい。

上記の加工状態表示装置において、前記状態情報取得部は、前記状態情報として複数種類取得し、前記画像生成部は、複数種類の前記状態情報について、異なる種類の表示態様により表わす前記画像情報を生成するものとしてもよい。

上記の加工状態表示装置において、前記画像生成部は、複数種類の状態情報を重畳して当該状態情報に対応する前記位置情報が示す位置に表示する前記画像情報を生成してもよい。

上記の加工状態表示装置において、時間に応じて変化し得る前記状態情報を記憶部に記録する記録部を備え、前記画像生成部は、特定の条件を満たす場合に当該条件を満たした位置を基準として所定範囲、または、当該条件を満たした時刻を基準として所定期間の状態情報を示す前記画像情報を生成してもよい。

上記の加工状態表示装置において、前記状態情報取得部は、前記状態情報として、前記加工対象物及び前記工具の少なくとも一方を含む監視画像を取得してもよい。

上記の加工状態表示装置において、前記状態情報に基づいて、当該状態情報と対応する異常類型データを抽出する異常類型データ抽出部を備え、前記画像生成部は、当該状態情報と対応して、前記異常類型データによって示される異常類型を表示する前記画像情報を生成してもよい。

本発明の第二の態様によれば、加工システムは、上記の加工状態表示装置と、前記工具が取り付けられ、前記工具により前記加工対象物への加工動作を行う加工装置と、を備える。

本発明の第三の態様によれば、加工状態表示方法は、加工対象物と工具との相対位置に関する位置情報を取得し、前記工具による前記加工対象物への加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得し、前記状態情報と前記位置情報とを対応付けて、前記位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する。

本発明の第四の態様によれば、プログラムは、加工状態表示装置のコンピュータを、加工対象物と工具との相対位置に関する位置情報を取得する位置情報取得手段、前記工具による前記加工対象物への加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得する状態情報取得手段、前記状態情報と前記位置情報とを対応付けて、前記位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する画像生成手段、として機能させる。

本発明によれば、加工状態を加工位置と対応して俯瞰的かつ直観的に把握することができる。

本発明の第一の実施形態による加工システムの概略構成図である。 本発明の第一の実施形態による加工状態表示装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の第一の実施形態による加工状態表示装置の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態による加工状態表示装置の処理フローを示す図である。 本発明の第一実施形態による加工装置における加工動作の一例を説明する説明図である。 本発明の第一の実施形態による画像情報に基づいて加工状態表示装置で表示される画像の第一の例を示す図である。 本発明の第一の実施形態による画像情報に基づいて加工状態表示装置で表示される画像の第二の例を示す図である。 本発明の第一の実施形態による画像情報に基づいて加工状態表示装置で表示される画像の第三の例を示す図である。 本発明の第一の実施形態による画像情報に基づいて加工状態表示装置で表示される画像の第四の例を示す図である。 本発明の第二の実施形態による加工状態表示装置の機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態による画像情報に基づいて加工状態表示装置で表示される画像の例を示す図である。 本発明の第三の実施形態による加工システムの概略構成図である。 本発明の第三実施形態による加工装置における加工動作の一例を説明する説明図である。 本発明の第三の実施形態による加工状態表示装置の機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態による画像情報に基づいて加工状態表示装置で表示される画像の例を示す図である。

以下、本発明の第一の実施形態による加工システム及び加工状態表示装置を図面を参照して説明する。
図１は同実施形態による加工状態表示装置を備えた加工状態表示システムの概略構成図である。
図１に示すように、加工システム１００は、加工対象物Ｗに加工を行う加工装置１１０と、加工装置１１０による加工対象物Ｗへの加工状態を監視するための加工状態表示装置１とを備えている。加工状態表示装置１と加工装置１１０とは、有線または無線により通信接続されている。一例として、本実施形態では加工装置１１０はマシニングセンタであるが、これに限らない。例えば、加工装置１１０は、旋盤、フライス盤、ボール盤、研削盤等、工具を用いた特定の加工を目的とした加工装置でも良い。

図１に示すように、本実施形態の加工装置１１０は、加工対象物Ｗを固定するステージ１１１と、工具Ｔを把持する工具取付部１１２と、工具取付部１１２を支持する支持部１１３と、制御部１１４とを備える。工具Ｔとしては、バイト、ドリル、フライス、研削砥石等、加工対象物を加工可能な様々なものが含まれる。本実施形態では、一例として、工具Ｔがフライスの一種であるエンドミルであるものとして説明する。工具取付部１１２は、工具Ｔを把持する図示しない機構と、把持した工具Ｔの中心を中心軸として工具Ｔを回転させる図示しない回転機構とを有する。

また、支持部１１３は、工具取付部１１２を、鉛直方向となるＺ軸方向と、水平方向となるＸ軸方向との２軸方向に移動可能に支持する。支持部１１３は、床面Ｆに固定された基部１１３ａと、基部１１３ａにＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ移動部１１３ｂと、Ｘ移動部１１３ｂにＺ軸方向に移動可能に支持され、工具取付部１１２が固定されたＺ移動部１１３ｃとを有する。また、ステージ１１１は、加工対象物ＷをＺ軸方向及びＸ軸方向に直交する水平方向となるＹ軸方向に移動可能に支持している。すなわち、加工対象物Ｗと工具Ｔとは、Ｘ移動部１１３ｂをＸ軸方向に移動させ、Ｚ移動部１１３ｃをＺ軸方向に移動させ、また、ステージ１１１上で加工対象物ＷをＹ軸方向に移動させることで、３軸方向に相対移動可能となっている。なお、本実施例では３軸方向に対して加工対象物Ｗと工具Ｔとが相対移動が可能となればよい。このため、例えば、ステージ１１１にＸ軸方向に移動可能な機構も具備させると共に、Ｘ移動部１１３ｂはＸ軸方向への移動には用いないこととしてもよいし、加工対象物Ｗが長尺の場合にＸ軸方向への加工対象物Ｗと工具Ｔとの相対移動はＸ移動部１１３ｂとステージ１１１と併用することとしてもよい。また、Ｙ方向移動はステージ１１１では行わず、支持部１１３側にＹ移動部に相当する機能を更に具備させても良い。

制御部１１４は、工具取付部１１２による工具Ｔの回転と、Ｘ移動部１１３ｂ、Ｚ移動部１１３ｃ及びステージ１１１による３軸方向への工具Ｔと加工対象物Ｗとの相対移動とを制御する。さらに制御部１１４は、加工対象物Ｗに対する工具Ｔの３次元で示される相対的な制御位置を位置情報として加工状態表示装置１に出力する。なお、本実施形態では、位置情報として上記のとおり加工対象物Ｗに対する工具Ｔの相対的な制御位置を位置情報としているが、工具Ｔ及び加工対象物Ｗの各絶対的な制御位置を位置情報としても良いし、いずれか一方が不変の場合には他方の絶対的な制御位置を位置情報としても良く、加工対象物Ｗに対する工具Ｔの相対的な位置が特定可能であれば位置情報としての種類は問わない。また、制御位置を位置情報とせず、工具Ｔ及び加工対象物Ｗの位置を検出可能な位置センサを設けて、当該位置センサの検出結果に基づいて位置情報を生成するようにしても良い。なお、位置情報と後述する状態情報とを対応づける方法としては、検出タイミングに基づいて同期させる方法が挙げられるが、一例にすぎず、それぞれに時刻に関する情報を含ませ、当該時刻に関する情報に基づいて対応づける方法としても良い。また、制御部１１４は、各種設定、操作を行うための操作部１１４ａと、操作結果、各種検出結果等を表示させるための表示部１１４ｂとを備えている。

ここで、加工装置１１０及び加工対象物Ｗには、加工動作に伴って変化し得る状態を検出するセンサが設けられている。加工動作に伴って変化し得る加工装置１１０または加工対象物Ｗの状態量としては、例えば温度、応力、振動の強度及び周波数、音の音圧及び周波数、また、火花等の可視的な現象等様々なものが挙げられる。温度を検出可能なセンサとしては例えば熱電対や赤外線カメラ等が挙げられる。応力を検出可能なセンサとしては例えば歪ゲージが挙げられる。また、振動を検出可能なセンサとして、例えば加速度センサが挙げられ、加速度センサから出力される波形を解析することで、発生した振動の強度及び周波数を抽出することができる。火花等の可視的な現象を検出可能なセンサとしては、カメラが挙げられる。

以下、本実施形態では、工具取付部１１２に設けられ、加工動作に伴って変化し得る工具Ｔの温度を検出可能な温度センサ１１５と、工具取付部１１２に設けられ、加工動作に伴って工具Ｔに発生し得る振動周波数を検出する振動センサ１１６とを備えるものとして説明する。これら温度センサ１１５及び振動センサ１１６は、制御部１１４に接続されている。制御部１１４は、温度センサ１１５及び振動センサ１１６による検出結果を状態情報として加工状態表示装置１に出力する。なお、本実施形態では、制御部１１４を介して温度センサ１１５及び振動センサ１１６による検出結果を出力するものとしたが、直接センサから加工状態表示装置１に状態情報となる検出結果を出力するものとしても良い。

図２は加工状態表示装置１のハードウェア構成を示す図である。また、加工状態表示装置１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、ＨＤＤ５、モニタ６、インタフェース７等を備えたコンピュータである。加工状態表示装置１のＣＰＵ２はユーザの操作に基づいて、ＨＤＤ５等で記憶する加工状態表示プログラムを実行する。

図３は加工状態表示装置１の機能ブロック図である。加工状態表示装置１が加工状態表示プログラムを実行することにより、加工状態表示装置１には位置情報取得部１０、状態情報取得部２０、記録部３０、画像生成部４０、表示制御部５０の各機能部が備わる。

位置情報取得部１０は、加工装置１１０の制御部１１４から位置情報を取得する。状態情報取得部２０は、加工装置１１０の制御部１１４から状態情報を取得する。記録部３０は、取得した状態情報や位置情報を対応付けてＲＡＭ４等の記憶部に記録する。画像生成部４０は、状態情報と位置情報とを対応付けて、位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報が視覚的に認識できる表示態様により表示される画像情報を生成する。なお、画像情報としては、加工対象物Ｗを示すＣＡＤデータに基づいて、加工対象物Ｗの図を重畳させたもとしても良く、また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の向きを示す図を重畳させた画像を表示させるものとしても良い。表示制御部５０は画像情報に基づいてモニタ６等に画像を表示するための制御を行う。

図４は、加工状態表示装置１の処理フローを示す図である。また図５は、加工装置１１０による加工対象物への加工動作の一例の詳細を説明する図である。
図５に示すように、加工装置１１０において、工具Ｔであるエンドミルによって加工対象物Ｗにエンドミル径よりも大きい穴Ｗ１を形成する例を用いて、加工状態表示装置１の処理フローを説明する。図５に示す例では、加工装置１１０の制御部１１４は、工具Ｔを工具Ｔの中心軸Ｔ１回りに回転させる。制御部１１４は、これと同時に、工具ＴをＺ軸方向に加工対象物Ｗに向けて徐々に移動させながら、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対移動させることで加工対象物Ｗに対して円弧状の軌跡を描く動作をさせる。すなわち、工具Ｔは加工対象物Ｗに向かって螺旋状に移動するように制御される。これにより、加工装置１１０は、加工対象物Ｗに対して所望の径の穴Ｗ１を形成する。

図４に示すように、加工装置１１０が動作している間、加工状態表示装置１では、位置情報取得部１０が加工装置１１０の制御部１１４から位置情報を取得する（ステップＳ１０１）。上記のとおり、位置情報は、工具Ｔと加工対象物Ｗとの相対位置を示す情報であり、所定の時間間隔ごとに出力される。このため、本加工例では、当該位置情報により示され時間に応じて変化する位置をプロットすると、プロットされた点の集合は螺旋状の軌跡となる。

また、状態情報取得部２０は、加工装置１１０の制御部１１４から状態情報を取得する（ステップＳ１０２）。本実施形態では、温度センサ１１５及び振動センサ１１６の２つのセンサがあるため、状態情報としても温度に関する状態情報と、振動周波数に関する状態情報の２種類の状態情報が取得される。なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２は、加工装置１１０による加工動作に応じて並行して実施される。

記録部３０は、位置情報取得部１０の取得した位置情報と、状態情報取得部２０が取得した状態情報を、ＲＡＭ４等の記憶部に対応付けて記録する（ステップＳ１０３）。

画像生成部４０は、所定の時間間隔毎に記録された対応関係にある状態情報と位置情報を取得する。そして、図６に示すように、画像生成部４０は、位置情報が示す位置及び状態情報が示す状態量に基づいて、画像情報を生成する（ステップＳ１０４）。そして、表示制御部５０は、このように生成された画像情報をモニタ６に表示する制御を行う（ステップＳ１０５）。本実施形態では、画像情報に基づいてモニタ６に表示される画像は、複数の位置情報によって特定される画像上の各位置に円形状のプロットＰを付するとともに、当該プロットＰの表示を対応する状態情報に応じたものとする。具体的には、温度については、第１のエリアＡ１に、円形状のプロットＰを位置情報によって特定される各位置に付し、各プロットＰの色を対応する状態情報が示す温度に応じた色とする。例えば、各プロットＰの色を、低温では白色とするとともに高温になるに従い赤色の彩度が高くなるように設定する。また、振動周波数については、温度に関する第１のエリアＡ１とは別で並べて配置された第２のエリアＡ２に、円形状のプロットＰを位置情報によって特定される各位置に付し、各プロットＰの色を対応する状態情報が示す振動周波数に応じた色とする。例えば、各プロットＰの色を、低周波数では白色とするとともに、高周波数になるに従い青色の彩度が高くなるように設定する。

図５及び図６に示す例では、工具Ｔが、加工対象物Ｗに対してＺ軸方向に向かって移動するとともに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対移動することで円弧状に移動することから、モニタ６上には全体として螺旋状の軌跡Ｌ上にプロットＰが配置される。そして、このような加工動作のプロセスの中で特定の位置で加工動作上の問題が生じることで、温度を示す画像では、当該特定の位置のプロットＰ１において彩度の高い赤色が示されることになる。また、温度を示す画像と並べて配置される振動周波数を示す画像では、当該特定の位置のプロットＰ１において彩度の高い青色が示されることになる。これにより、どの位置で温度異常が見られる加工動作上の問題が生じたか、どの位置で異常振動が見られる加工動作上の問題が生じたかを俯瞰的かつ直観的に把握することができる。そして、このように加工動作上の問題が生じた位置及び状態を俯瞰的かつ直観的に把握することができるが故に、機械位置や各データ間の相関も見出しやすくなり、問題の原因究明、複数のパラメータの新たな相関性の発見を効果的に行うことができ、より高度な機械制御や予防保全方法の創出に活用することが可能となる。また、本実施形態では温度のプロットＰと振動周波数のプロットＰとを異なるエリアで並べて配置したことにより、温度異常と異常振動とが同じ位置で発生しているのか、別の位置で発生しているのかも、対比しながら俯瞰的かつ直観的に把握することができる。なお、上記のとおり、このような画像情報に基づいてモニタ６に表示される画像としては、プロットＰに加工対象物Ｗの図を重畳させても良く、また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸等の方向を示す情報を重畳しても良い。このように参考となる情報を重畳して画像情報を生成することで、より直観的に異常が発生する部分を把握することができる。また、図６では、プロットＰを３次元的に表示したものとなっているが、２次元的に展開して表示するようにしても良い。なお、上記においては、状態情報として温度及び振動周波数の２種類としたがこれに限るものではなく、１種類でも良いし、３種類以上としても良い。

また、上記においては、画像生成部４０は、取得した位置情報及び状態情報に基づいて順次画像情報を生成するものとしたがこれに限るものではない。特定の条件を満たした場合に画像情報を生成するものとして良い。すなわち、画像生成部４０は、状態情報取得部２０が取得する状態情報を監視する。そして、取得した状態情報が予め設定された閾値を越えた場合に画像情報を生成するようにしても良い。例えば、温度に関する閾値が設定されていて、状態情報が示す温度が閾値を上回った場合に、画像生成部４０は、当該状態情報と対応する位置の前後を含む所定範囲、または、当該状態情報と対応する時刻の前後を含む所定期間で取得された位置情報及び状態情報に基づいて画像情報を生成するものとしても良い。同様に、振動周波数に関する閾値が設定されていて、状態情報が示す振動周波数が閾値を上回った場合に、画像生成部４０は、当該状態情報と対応する位置の前後を含む所定範囲、または、当該状態情報と対応する時刻の前後を含む所定期間で取得された位置情報及び状態情報に基づいて画像情報を生成するものとしても良い。また、特定の条件としては状態情報に基づくものに限られない。例えば、加工装置１１０からの位置情報及び状態情報以外の情報としても良い。加工装置１１０では、加工装置１１０自体の動作を監視していて、何等かの情報に基づいて異常を検知した場合に、アラームを発生するためのアラーム情報を出力する。画像生成部４０は、このアラーム情報を取得した場合に、その時刻の前後で取得された位置情報及び状態情報に基づいて画像情報の生成を開始するものとしても良い。また、加工装置１１０または加工状態表示装置１における作業者の入力操作のタイミングに基づいて画像情報を生成しても良い。このように特定の条件を満たした場合にのみ画像情報を生成することで、画像生成処理による負荷を低減することができるとともに、必要な時に俯瞰的かつ直観的に異常を把握することができる。
また、一般に加工動作時には、工具は加工対象物に対して、異なる軌跡を描くように複数回の動作を行うこととなる。例えば、本実施形態の加工例では、加工装置１１０が螺旋状の軌跡の半径を少しずつ変化させながら加工動作を行う必要がある。このため、加工動作に伴い複数の螺旋状の軌跡が得られることとなる。この際、画像情報に基づいてモニタ６に表示される画像は、図６に示すように特定の螺旋状の軌跡だけに限る必要はない。例えば、各螺旋状の軌跡を同一画面内に同時に表示させても良い。また、状態情報がある特定の閾値以上となった際には以降の螺旋状の軌跡のみを重複させて表示させても良い。

また、ＲＡＭ４等などの記憶部では、位置情報取得部１０及び状態情報取得部２０で取得した位置情報及び状態情報の全てをデータとして残しておくものとは限らない。例えば、記録部３０は、ＲＡＭ４等である記憶部に仮想的に構成したリングバッファに情報を順次書き込むようにしても良い。記憶部において、リングバッファとして定義された記憶領域では、予め定められたデータ量について順次情報を記憶していく。そして、予め定められたデータ量記憶されると、新たな情報を書き込む際に、記憶されている最も過去の情報を順次削除していく。このようにリングバッファを定義して過去の情報を順次削除しながら新たな情報を書き込むことで、記憶部の記憶容量が限られていても少なくとも現在を基準として所定期間の位置情報及び状態情報を記憶し、当該位置情報及び状態情報に基づいて画像情報を生成することができる。

なお、記録部３０は、記憶部にリングバッファと別に定義した記憶領域を設け、上記特定の条件を満たした場合、当該条件を満たした位置情報及び状態情報を含む所定期間または所定範囲の情報を当該記憶領域に記録しても良い。このようにすることで、リングバッファによって記憶容量を抑えて記憶させておくことができるとともに、異常な状態を含む前後の領域における位置情報及び状態情報を記憶させておくことができる。なお、記録部３０は、さらに特定の条件を満たしたときに生成された画像情報を記憶部に記憶させるようにしても良い。

また、上記においては、図６に示すように、２種類の状態情報に基づいて２種類の図を第１のエリアＡ１及び第２のエリアＡ２に並べて配置した画像を表示するための画像情報を生成するものとしたが、一つ図に示すものとしても良い。すなわち、図７に示すように、位置情報に基づいて螺旋状の軌跡Ｌに付された複数のプロットＰのそれぞれについて、温度については、上記同様にプロットＰの色を温度に応じて変化させる。また、振動周波数については、プロットＰの大きさを変化させる。例えば、振動周波数が低い場合には小さい直径Ｄ１とし、振動周波数が大きくなればなるほど大きい直径Ｄ２となるようにする。このようにすることにより一つの図で２種類の状態量を俯瞰的かつ直観的に把握することができる。なお、３種類以上としても良く、例えば、図８に示すように、温度と、振動の周波数及び強度とを表示するようにしても良い。この場合には強度については、例えば強度に応じて各プロットＰから山状に立ち上がる高さを、高さＨ１、Ｈ２のように異なるものとしても良い。

図９は、他の例として、フライス加工時において画像生成部で生成された画像情報に基づいてモニタ６に表示される画像の例を示している。本加工例では、工具Ｔとしてフライスを利用し、センサとして工具取付部１１２に温度センサ１１５のみを配置している例である。フライス加工では、工具Ｔは加工対象物Ｗの表面上を２次元的に移動する。このため、画像生成部４０が生成する画像情報に基づいてモニタ６に表示される画像としては２次元的な画像となる。そして、このような加工動作においても同様に、温度をプロットＰの色で表現することでどの位置で温度異常が生じたかを俯瞰的かつ直観的に把握することができる。

図１０は、第二の実施形態を示している。図１０に示すように、第二の実施形態の加工状態表示装置１Ａは、記憶部（ＲＯＭ３、ＲＡＭ４等）から異常類型データを抽出する異常類型データ抽出部６０を備えている。記憶部には、異常類型データとして、異常な状態量と対応して、想定される異常類型が記憶されている。具体的には、例えば、状態情報として温度及び振動周波数の各値のレベル及びその組合せに応じて加工対象物の加工表面劣化、加工対象物のステージへの固定異常、工具の破損等の異常類型が対応付けられている。そして、画像生成部４０は、状態情報が示す状態量が特定の条件を満たした場合には、異常類型データ抽出部６０に、該当する状態情報を出力する。異常類型データは当該状態情報に基づいて記憶部に記憶された異常類型データのうち、対応する異常類型データを抽出し、画像生成部４０に出力する。図１１に示すように、画像生成部４０は、位置情報及び状態情報に基づいて第一の実施形態と同様の図を生成するとともに、対応するプロットＰに、異常類型データで示される異常類型の候補を表示させる。なお、異常類型の候補として複数の可能性がある場合には、複数の異常類型を併記しても良い。

このような加工状態表示装置１Ａでは、異常となる位置とその状態を視覚的に示すだけでなく、想定される異常類型を示すことで、作業者にとってより俯瞰的かつ直観的に、具体的な異常内容も含めて異常を把握させることができる。そして、このような異常類型を表示することで、想定される異常に対して早期に対策を検討することが可能になる。

なお、記憶部に記憶されている異常類型データは固定されたデータとは限らない。例えば、記録部３０は異常と判断されるごとに状態情報を書き込むとともに、対応する異常類型を書き込むようにしても良い。対応する異常類型は、作業者による入力に基づいて、または、他の異常診断装置等からの入力に基づいて取得すれば良い。そして、このような書き込まれた状態情報と対応する異常類型に基づいて機械学習により学習済みデータを生成して当該学習済みデータを異常類型データとして用いても良い。

図１２〜図１５は、第三の実施形態を示している。図１２〜図１４に示すように第三の実施形態の加工システム２００は、第一の実施形態のセンサの代わりとして、工具Ｔ及び加工対象物Ｗにおける加工位置を含む撮影範囲Ａ２１０で撮影する撮影装置２１０を備えている。撮影装置２１０は、位置情報の出力周期と対応する撮影周期で上記撮影範囲Ａ２１０を撮影し監視画像を生成する。撮影装置２１０は、生成された監視画像Ｇを状態情報として加工状態表示装置１Ｂの状態情報取得部２０に出力する。

画像生成部４０は、取得された監視画像Ｇに基づいて特定の現象が認識された場合に画像情報を生成する。この際、画像生成部４０は、特定の現象が認識された監視画像Ｇと対応する位置情報を持つプロットＰに対応付けるようにして、監視画像Ｇを貼り付けた画像情報を生成する。具体的には、例えば監視画像Ｇにおいて火花Ｇ１の発生が認識された場合に画像情報を生成する。監視画像Ｇにおける火花Ｇ１の発生は、例えば画素単位での輝度が予め設定された閾値を超えたか否かで判定する。そして、図１５に示すように、閾値を超えた判定されると、画像生成部４０は、火花Ｇ１が発生したと認識された監視画像Ｇと対応するプロットＰから引き出し線を描いて、当該監視画像Ｇを対応づけるように貼り付けた画像情報を生成する。このように状態情報として監視画像Ｇを用いることで、視覚的に異常と認められ得る状態を検出して位置情報と対応づけて表示することができる。

なお、状態情報としては例えば温度センサ１１５から取得される温度を用いて、温度によって異常と判定された場合に、撮影装置２１０で撮影された監視画像ＧをプロットＰと対応して貼り付けた画像情報を生成するようにしても良い。また、撮影装置２１０による監視画像の撮影に代えて、または、撮影とともに、集音マイクで加工動作時の音を取得しても良い。そして、音圧レベルや周波数等から、例えば工具の加工対象物への噛み込み時に発生する異常音を検出した場合に、該当するプロットＰを強調表示し、または、その際に取得した監視画像Ｇを貼り付けた画像情報を生成しても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、加工状態表示装置は、加工装置とは別構成として設けられ、加工装置の制御部とは通信可能に設けられているものとしたがこれに限るものではなく、加工装置の制御部に加工状態表示装置が組み込まれるものとしても良い。また、加工状態表示装置は、遠隔監視が可能に加工装置と離間した場所に設けられていても良い。その際、記憶部がクラウドサーバに設けられ、当該クラウドサーバに蓄積された位置情報及び状態情報を用いて、遠隔監視を行うデスクトップＰＣ上に画像情報を表示することも可能である。上記実施形態では、状態情報が示す状態量をドットの色の彩度、大きさ、ドットから立ち上がる山の大きさ、監視画像等で示したが、これに限るものではない。色においては、輝度を用いたり、状態量を複数色の色合い、すなわちＲＧＢ値の各値の大きさのバランスを変えることで表現したりするものとしても良い。また、ドットの点滅の間隔、ドットの揺れ等動的な表現で示すものとしても良い。

上記の加工状態表示装置１、１Ａ及び１Ｂは内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上記の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１、１Ａ、１Ｂ・・・加工状態表示装置
１００、２００・・・加工システム
１１０・・・加工装置
２１０・・・撮影装置
１１４・・・制御部
１０・・・位置情報取得部
２０・・・状態情報取得部
３０・・・記録部
４０・・・画像生成部
Ｔ・・・工具
Ｗ・・・加工対象物

Claims (10)

1. 加工対象物と工具との相対位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記工具による前記加工対象物への加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得する状態情報取得部と、
   前記状態情報と前記位置情報とを対応付けて、前記位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する画像生成部と、
   を備える加工状態表示装置。
2. 前記画像生成部は、前記状態情報を当該状態情報が示す状態量に応じた表示態様により表す前記画像情報を生成する
   請求項１に記載の加工状態表示装置。
3. 前記状態情報取得部は、前記状態情報として複数種類取得し、
   前記画像生成部は、複数種類の前記状態情報について、異なる種類の表示態様により表わす前記画像情報を生成する
   請求項１また請求項２に記載の加工状態表示装置。
4. 前記画像生成部は、複数種類の状態情報を重畳して当該状態情報に対応する前記位置情報が示す位置に表示する前記画像情報を生成する
   請求項３に記載の加工状態表示装置。
5. 時間に応じて変化し得る前記状態情報を記憶部に記録する記録部を備え、
   前記画像生成部は、特定の条件を満たす場合に当該条件を満たした位置を基準として所定範囲、または、当該条件を満たした時刻を基準として所定期間の状態情報を示す前記画像情報を生成する
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の加工状態表示装置。
6. 前記状態情報取得部は、前記状態情報として、前記加工対象物及び前記工具の少なくとも一方を含む監視画像を取得する
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の加工状態表示装置。
7. 前記状態情報に基づいて、当該状態情報と対応する異常類型データを抽出する異常類型データ抽出部を備え、
   前記画像生成部は、当該状態情報と対応して、前記異常類型データによって示される異常類型を表示する前記画像情報を生成する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加工状態表示装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加工状態表示装置と、
   前記工具が取り付けられ、前記工具により前記加工対象物への加工動作を行う加工装置と、
   を備える加工システム。
9. 加工対象物と工具との相対位置に関する位置情報を取得し、
   前記工具による前記加工対象物への加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得し、
   前記状態情報と前記位置情報とを対応付けて、前記位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する
   加工状態表示方法。
10. 加工状態表示装置のコンピュータを、
    加工対象物と工具との相対位置に関する位置情報を取得する位置情報取得手段、
    前記工具による前記加工対象物への加工動作に伴って変化し得る状態情報を取得する状態情報取得手段、
    前記状態情報と前記位置情報とを対応付けて、前記位置情報が示す位置ごとに対応する状態情報を視覚的に認識できる画像情報を生成する画像生成手段、
    として機能させるプログラム。

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