JP2019109697A - データ収集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の周期でトリガ監視を行うことにより、データ収集処理やネットワーク通信にかかる負荷を低減することが可能なデータ収集装置を提供する。【解決手段】制御部１１０を備え、制御部１１０は、第１の周期で、工作機械２０から第１のトリガ情報を取得し、第１のトリガ情報に基づいて、データの取得の開始条件及び終了条件が成立したか否かを監視するイベント監視部１１２と、開始条件が成立した際に、工作機械２０に対して、第１の周期よりも短い第２の周期でのデータのサンプリングを指示し、終了条件が成立した際に、サンプリングの終了を指示するサンプリング制御部１１３と、工作機械２０から、工作機械２０によってサンプリングされたデータを、第２のトリガ情報と共に取得するデータ取得部１１４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、データ収集装置に関する。

従来、工作機械等の産業機械を稼動させて、稼動中の産業機械の状態等に関する測定データを収集することが行われている。このようにして収集した測定データは、例えば、経年変化により生じる部品の劣化や、故障の兆候等を発見するために利用することができる。

この測定データは、工作機械を制御する数値制御装置、又は工作機械に含まれる数値制御部から、工場に敷設されたＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して上位装置に対して送信される。

この点、特許文献１は、機械等のサーボモータを制御し、サーボモータの位置、速度、又はトルクの内少なくとも１つの情報を処理するサーボ制御用プロセッサを備える制御装置であって、サーボ制御用プロセッサが、機械等の被測定回路によって測定されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換した信号を受信し、位置、速度、又はトルク等の内部情報を付加して、表示器にグラフ表示する制御装置を開示している。

また、特許文献２は、サーボモータ又はスピンドルモータを少なくとも１つ有する工作機械、産業機械又は産業用ロボットを制御する制御装置の内部データを観測するデータ観測装置であって、観測データの取得を開始及び／又は終了するトリガのタイミングを決定するために用いるトリガデータを指定する手段と、トリガデータの値に基づいて、トリガを掛けるトリガ条件が満たされているか否かの判断を行う手段と、取得した観測データを表示する手段とを備え、トリガ条件として用いる複数のトリガデータを指定することが可能なデータ観測装置を開示している。

特開２００１−２２４１９号公報 特開２００７−３２８４３１号公報

しかし、特許文献１に記載の発明は、複数の周期でサンプリングしたデータを、それぞれ個別に共有メモリに格納するものであって、例えば、高速周期でサンプリングする場合に、データ収集処理やネットワーク通信にかかる負荷が高くなるという課題がある。

また、特許文献２に記載の発明においても、高速周期でサンプリングする際の負荷について、何ら言及されていなかった。

本発明は、低速周期で高速サンプリングの開始／終了を判定する第１のトリガ判定部と、高速サンプリングデータの保存判定を行う第２のトリガ判定部を組み合わせて使用することで、データ収集処理やネットワーク通信にかかる負荷を低減すると共に、データ測定が必要な所では取りこぼしなく確実にデータ収集することが可能なデータ収集装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明のデータ収集装置は、工作機械（例えば、後述の工作機械２０）からデータを収集するデータ収集装置(例えば、後述のデータ収集装置１０)であって、制御部（例えば、後述の制御部１１０）を備え、前記制御部は、第１の周期で、前記工作機械から第１のトリガ情報を取得し、前記第１のトリガ情報に基づいて、前記データの取得の開始条件及び終了条件が成立したか否かを監視するイベント監視部（例えば、後述のイベント監視部１１２）と、前記開始条件が成立した際に、前記工作機械に対して、前記第１の周期よりも短い第２の周期での前記データのサンプリングの開始を指示し、前記終了条件が成立した際に、前記サンプリングの終了を指示するサンプリング制御部（例えば、後述のサンプリング制御部１１３）と、前記工作機械から、前記工作機械によってサンプリングされた前記データを、第２のトリガ情報と共に取得するデータ取得部（例えば、後述のデータ取得部１１４）と、を備える。

（２） （１）に記載のデータ収集装置において、データベース（例えば、後述のデータベース部１２０）を備え、前記データ取得部（例えば、後述のデータ取得部１１４）は、前記第２のトリガ情報に基づいて、前記データの保存条件が成立したか否かを監視し、前記保存条件が成立した際に、前記データを前記データベースに保存し、前記保存条件が成立しなくなった際に、前記データの保存を終了してもよい。

（３） （１）又は（２）に記載のデータ収集装置において、前記開始条件が複数存在し、前記イベント監視部（例えば、後述のイベント監視部１１２）は、複数の開始条件を同時に監視し、前記サンプリング制御部（例えば、後述のサンプリング制御部１１３）は、前記工作機械に対して、成立した開始条件に対応する種類のデータのサンプリングを指示してもよい。

（４） （１）〜（３）に記載のデータ収集装置において、前記第１の周期は５００ｍｓ〜１ｓであり、前記第２の周期は、１ｍｓ〜１０ｍｓであってもよい。

（５） （１）〜（４）に記載のデータ収集装置において、前記第１のトリガ情報は、前記工作機械（例えば、後述の工作機械２０）で実行中のプログラムのプログラム番号及び／又はプログラム名称、前記工作機械で使用中の工具番号、前記プログラム中で指定され制御に使用される変数（以下これをマクロ変数と呼ぶ）のうち少なくとも１つに係る情報であってもよい。

（６） （１）〜（５）に記載のデータ収集装置において、前記第２のトリガ情報は、前記工作機械（例えば、後述の工作機械２０）で実行中のプログラムに含まれるシーケンス番号、シーケンス制御を行うシーケンス信号（Programable Machine Controller信号と呼び、以下ＰＭＣ信号と呼ぶ）、前記工作機械からのアラームのうち少なくとも１つに係る情報であってもよい。

（７） （１）〜（６）に記載のデータ収集装置において、前記データ取得部（例えば、後述のデータ取得部１１４）は、前記工作機械（例えば、後述の工作機械２０）から前記データを含むデータセットを取得し、前記データセットを、前記データ取得部が有するバッファに格納してもよい。

（８） （７）に記載のデータ収集装置において、前記データセットは、データサイズ情報、前記第２のトリガ情報、及び１周期分のサンプリングデータからなるデータ構造を有してもよい。

（９） （１）〜（８）に記載のデータ収集装置において、前記制御部（例えば、後述の制御部１１０）は、前記イベント監視部（例えば、後述のイベント監視部１１２）の動作の開始時刻と終了時刻とを設定し、現在時刻が前記開始時刻に合致した際に、前記イベント監視部を動作させ、現在時刻が前期終了時刻に合致した際に、前記イベント監視部の動作を終了させるスケジューラ部（例えば、後述のスケジューラ部１１１）を更に備えてもよい。

本発明によれば、低速周期で高速サンプリングの開始／終了を判定する第１のトリガ判定部と、高速サンプリングデータの保存判定を行う第２のトリガ判定部を組み合わせて使用することで、データ収集処理やネットワーク通信にかかる負荷を低減すると共に、データ測定が必要な所では取りこぼしなく確実にデータ収集することが可能なデータ収集装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るデータ収集システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るデータ収集装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る工作機械の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係るデータ収集システムの動作を示す図である。 本発明の実施形態に係るデータ収集システムの動作を示す図である。 本発明の実施形態に係るデータ収集システムの動作を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照することにより説明する。

〔１ 発明の構成〕
図１は、本実施形態であるデータ収集システム１全体の構成を示す。図１に示すように、データ収集システム１は、データ収集装置１０、ｎ台の工作機械２０（工作機械２０ａ〜２０ｎ）、及びネットワーク３０を備える。なお、ｎは任意の自然数である。

データ収集装置１０は、工作機械２０から、ネットワーク３０を介して測定データを収集するための装置である。
データ収集装置１０が収集する測定データとは、例えば、工作機械２０の駆動軸の、位置、速度、加速度及びトルク等に関する物理量を表すデータである。測定データは、工作機械２０に設置された各種センサや、工作機械２０の周囲に設置された各種センサにより測定される。各種センサとは、例えば駆動軸の位置を算出するためのロータリエンコーダやリニアエンコーダ、モータに流れる電流を測定する電流計、駆動軸に加わる振動を測定するための加速度センサ、駆動軸のオーバーヒートを検出するための温度センサである。

工作機械２０は、切削加工等の所定の機械加工を行う装置である。工作機械２０は、ワークを加工するために駆動するモータや、このモータに取り付けられた主軸や送り軸や、これら各軸に対応する治具や工具等を備える。そして、工作機械２０は、動作指令に基づいてモータを駆動させることにより所定の機械加工を行う。

ここで、所定の機械加工の内容に特に限定はなく、切削加工以外にも、例えば研削加工、研磨加工、圧延加工、あるいは鍛造加工といった他の加工であってもよい。
また、機械加工は、ワークの加工を伴うものであってもよいが、ワークの加工を伴わないものであってもよい。

なお、本実施形態は、工作機械に限らず、産業機械全般に広く適用することができる。産業機械とは、例えば、工作機械、産業用ロボット、サービス用ロボットといった様々な機械である。また産業機械は、特に本実施形態特有のものである必要はなく、一般的な産業機械により実現することができる。

データ収集装置１０と工作機械２０とは、ネットワーク３０を介して通信可能に接続されている。ここで、ネットワーク３０は、工場内に敷設されたＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークにより実現される。

図２は、データ収集装置１０の機能ブロック図である。データ収集装置１０は、制御部１１０とデータベース部１２０とを備える。

制御部１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳメモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。

ＣＰＵはデータ収集装置１０を全体的に制御するプロセッサである。該ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、該システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従ってデータ収集装置１０全体を制御することで、図２に示すように制御部１１０を、スケジューラ部１１１、イベント監視部１１２、サンプリング制御部１１３、データ取得部１１４の機能を実現するように構成される。

スケジューラ部１１１は、データ監視・収集処理の開始時刻と終了時刻とを設定する。更に、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）を備え、計時部が計時する現在時刻が、自身により設定された開始時刻に合致した場合には、データ監視・収集処理を開始させ、現在時刻が、自身により設定された終了時刻に合致した場合には、データ監視・収集処理を終了させる。
より具体的には、スケジューラ部１１１は、後述するイベント監視部１１２の動作の開始時刻と終了時刻とを設定し、現在時刻が開始時刻に合致した場合には、イベント監視部１１２の動作を開始させ、現在時刻が終了時刻に合致した場合には、イベント監視部１１２の動作を終了させる。

イベント監視部１１２は、第１の周期で、工作機械２０から第１のトリガ情報を取得し、この第１のトリガ情報に基づいて、データ取得部１１４によるデータの取得の開始条件及び終了条件が成立したか否かを監視する。とりわけ、イベント監視部１１２は、複数の開始条件を同時に監視し、一つの開始条件の成立を判定すると、他の開始条件の監視を中止し、成立した開始条件に対応する終了条件を監視する。この監視を、本明細書では「低速トリガ監視」と呼称する。

具体的には、低速トリガ監視においては、比較的遅い周期で、トリガ用データである第１のトリガ情報をポーリングする。周期が比較的遅いため、高速に変化する信号については、その変化エッジを捉えることはできない。
また、低速トリガ監視において、データの取得の開始条件が成立するイベントの発生を検出した後に、工作機械２０による高速サンプリング、及び、データ収集装置１０のデータ取得部１１４による高速トリガ監視に移行する。すなわち、イベント発生前のデータは取得できない。低速トリガを待っている状態では、工作機械２０は、高速サンプリングを行っていないので、工作機械２０に高速データ収集の負荷がかかることはない。また、データ収集装置１０と工作機械２０との間の通信負荷も低い。

ここで、「第１の周期」とは、例えば５００ｍｓ〜１ｓであってよいが、これには限定されない。以下、「第１の周期」を「低速周期」ともいう。
また、「第１のトリガ情報」とは、工作機械２０で実行中のプログラムのプログラム番号（Ｏ番号）及び／又はプログラム名称、ＰＭＣ信号、プログラム中で使用されるマクロ変数、及びデータ取得回数のうち少なくとも１つに係る情報であってよい。
具体的には、「第１のトリガ情報」が、工作機械２０で実行中のプログラムのプログラム番号及び／又はプログラム名称である場合には、イベント監視部１１２は、工作機械２０において、特定のプログラムの実行が開始又は終了したか否かを監視する。「第１のトリガ情報」が、ＰＭＣ信号である場合には、イベント監視部１１２は、工作機械２０が特定のＰＭＣ信号を発したか否かを監視する。ＰＭＣ信号とは、具体的には、工作機械２０で選択している工具番号等を示すビット型又は値型のＰＭＣ信号であってよい。「第１のトリガ情報」が、プログラム中で使用されるマクロ変数である場合には、イベント監視部は、工作機械２０において実行されているプログラム中で、特定のマクロ変数が使用されたか否かを監視する。「第１のトリガ情報」が、データ取得回数である場合には、データ取得部１１４による工作機械２０からのデータ取得回数を監視する。以下、「第１のトリガ情報」を「低速トリガ」ともいう。

イベント監視部１１２は、低速トリガ監視により、データ取得部１１４による測定対象データの取得の開始条件が成立したと判定した場合には、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング開始指示信号を出力する。一方で、データ取得部１１４による測定データの取得の終了条件が成立したと判定した場合には、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング終了信号を出力する。

サンプリング制御部１１３は、イベント監視部１１２からサンプリング開始指示信号が入力された際に、工作機械２０に対して、第１の周期よりも短い第２の周期での測定対象データのサンプリングの開始を指示する。また、サンプリング制御部１１３は、イベント監視部１１２からサンプリング終了信号が入力された際に、工作機械２０に対して、測定データのサンプリングの終了を指示する。

より具体的には、サンプリング制御部１１３は、データ取得の開始条件が成立した際に、データ取得対象（測定対象の軸、データの種類等）を工作機械２０に通知し、取得するデータの種類に対応したチャンネルを、データ取得部１１４と工作機械２０との間に構築する。その後、サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に対してサンプリングの開始を指示する。

ここで、「第２の周期」とは、例えば１ｍｓ〜１０ｍｓであってよいが、これには限定されない。以下、「第２の周期」を「高速周期」ともいう。
また、サンプリング制御部１１３からのサンプリングの開始指示には、トリガ条件が含まれる。ここで、「トリガ条件」とは、工作機械２０による測定対象データのサンプリングの際に、サンプリングデータに対して、いずれの種類の測定対象データを第２のトリガ情報として付加するかを指定する条件のことである。より具体的には、「トリガ条件」とは、工作機械２０で実行中のプログラムに含まれるシーケンス番号、ＰＭＣ信号、工作機械２０からのアラームのうち少なくとも１つを、第２のトリガ情報の種類として指定する条件であってよい。以下、「第２のトリガ情報」を「高速トリガ」ともいう。

データ取得部１１４は、工作機械２０から、サンプリングデータを第２のトリガ情報と共に取得し、自身が有するバッファ（不図示）に格納する。更に、第２のトリガ情報に基づいて、データ取得部１１４によるデータベース部１２０への、サンプリングデータの保存条件が成立したか否かを監視し、保存条件が成立したデータを、データベース部１２０に保存する。この監視を、本明細書では、「高速トリガ監視」と呼称する。

具体的には、高速トリガ監視においては、工作機械２０により測定された高速サンプリングデータを、ネットワーク３０を介して高速で取得（受信）すると共に、データ取得部１１４は、第２のトリガ情報を監視する。高速トリガ監視において、トリガを待っている間も、工作機械２０は測定データをサンプリングして、測定データを、ネットワーク３０を介してデータ収集装置１０に送信するため、「第２のトリガ情報」によるトリガイベント発生前のデータ取得が可能である。また、周期が比較的早いため、高速で変化する信号でもトリガを掛けることが可能である。
その反面、データ収集装置１０のデータ取得部１１４及び工作機械２０は、高速トリガ監視中、常にデータ取得を行っているため、データ収集装置１０側及び工作機械２０側の双方の負荷が大きい。

また、上記の「保存条件」とは、データ取得部１１４によって取得されたサンプリングデータをデータベース部１２０に保存するか否かについて、第２のトリガ情報に基づいて判定する条件である。
具体的には、第２のトリガ情報として、プログラムに含まれるシーケンス番号を用いる場合、「保存条件」とは、プログラム内で実行中の工程のシーケンス番号が、事前に設定されたシーケンス番号と合致した場合（又は合致しなかった場合）に、サンプリングデータをデータベース部１２０に保存するという条件であってよい。また、第２のトリガ情報としてＰＭＣ信号を用いる場合、「保存条件」とは、工作機械２０が出力したＰＭＣ信号が、事前に設定されたＰＭＣ信号に合致した場合（又は合致しなかった場合）に、サンプリングデータをデータベース部１２０に保存するという条件であってよい。また、第２のトリガ情報として機械のシーケンス動作を指示するプログラムコード（以降Ｍコードと呼ぶ）の中で使われるＰＭＣ信号を用いる場合、「保存条件」とは、プログラム中で実行中のコマンドが、事前に設定されたＭコード（補助機能）に合致した場合（又は合致しなかった場合）に、サンプリングデータをデータベース部１２０に保存するという条件であってよい。また、第２のトリガ情報としてある位置に軸が移動した時に反応する信号（これをポジションスイッチのＰＭＣ信号と呼ぶ）を用いる場合、「保存条件」とは、工作機械２０の任意の軸が、特定の範囲内の位置に入った際に出力されるポジションスイッチのＰＭＣ信号が、事前に設定された信号に合致した場合（又は合致しなかった場合）に、サンプリングデータをデータベース部１２０に保存するという条件であってよい。また、第２のトリガ情報としてアラームを用いる場合、「保存条件」とは、工作機械２０からアラームが出力された場合（又は出力されなかった場合）に、サンプリングデータをデータベース部１２０に保存するという条件であってよい。
更に、「保存条件」において、データ取得部１１４による測定データの１回の取得時に、何点の測定データをデータベース部１２０に保存するか、事前に設定してもよい。
また、「保存条件」において、データ取得部１１４による測定データの１回の取得時に、どの程度の期間、測定データをデータベース部１２０に保存するか、事前に設定してもよい。

また、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得した測定データを、取得の都度、データベース部１２０に保存してもよい。また、保存条件が成立したデータが、事前に設定された点数溜まった時点で、それまでに取得したデータを、まとめてデータベース部１２０に保存するようにしてもよい。

データベース部１２０は、データ取得部１１４により取得された測定データを保存するデータベースである。なお、図２の構成においては、データベース部１２０は、データ収集装置１０内の構成要素となっているが、データ収集装置１０とは別に、データ収集装置１０と通信可能な装置としてもよい。

図３は、工作機械２０の機能ブロック図の一例である。図３に示す例において、工作機械２０は、数値制御部２１０と、サーボアンプ２１４と、サーボモータ２２０と、スピンドルアンプ２１６と、スピンドルモータ２３０とを備える。更に、数値制御部２１０は、高速サンプリング部２１１と、サーボ制御部２１３と、スピンドル制御部２１５と、シーケンス制御部２１７とを備え、高速サンプリング部２１１は、リングバッファ２１２を備える。

数値制御部２１０は、加工プログラムに基づいて、各軸を駆動するサーボモータ２２０に対する回転指令や、主軸を駆動するスピンドルモータ２３０への回転指令等を含んだ動作指令を生成し、生成した動作指令を、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５によって、サーボアンプ２１４及び／又はスピンドルアンプ２１６に送出することにより、サーボモータ２２０及び／又はスピンドルモータ２３０の駆動を制御する。これにより、工作機械２０による所定の機械加工が実現される。
より具体的には、サーボ制御部２１３は、数値制御部２１０による各軸の移動指令量をサーボアンプ２１４に出力し、サーボアンプ２１４は、この指令を受けて各軸のサーボモータ２２０を駆動する。同様に、スピンドル制御部２１５は、数値制御部２１０による主軸の移動指令量をスピンドルアンプ２１６に出力し、スピンドルアンプ２１６は、この指令を受けて主軸のスピンドルモータ２３０を駆動する。

また、各軸のサーボモータ２２０及び主軸のスピンドルモータ２３０は、位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号をサーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。

高速サンプリング部２１１は、データ収集装置１０から、データ取得対象（測定対象の軸、データの種類等）を通知されると、測定対象の軸を選択し、この軸の制御部、すなわちサーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５との間にチャンネルを構築する。その後、高速サンプリング部２１１は、例えば、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５において測定されるデータを収集する。高速サンプリング部２１１は、データ収集装置１０からサンプリングの開始を指示されると、例えばサーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５から収集した測定データを、第２のトリガ情報と共に、リングバッファ２１２に格納する。リングバッファ２１２に格納されるデータセットは、データサイズ情報、第２のトリガ情報、及び１周期分のサンプリングデータからなるデータ構造を有する。
なお、高速サンプリング部２１１によってサンプリングされる測定データは、波形データであってよいが、これには限定されない。また、図３に示す例においては、高速サンプリング部２１１は、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５において測定されるデータをサンプリングするとしたが、これには限定されない。例えば、高速サンプリング部２１１は、工作機械２０に設置された各種のセンサや、工作機械２０の周囲に設置された各種のセンサにより測定されるデータをサンプリングしてもよい。

リングバッファ２１２に格納されたデータセットは、データ収集装置１０に転送される。すなわち、高速サンプリング部２１１によってサンプリングされた測定データは、ネットワーク３０を介してデータ収集装置１０に対して転送される。
なお、図３に示す例においては、高速サンプリング部２１１によってサンプリングされた測定データはリングバッファ２１２に格納されるとしたが、これには限定されず、リングバッファ以外のバッファを用いてもよい。

なお、シーケンス制御部２１７は、数値制御部２１０に内蔵されたシーケンスプログラムで、工作機械２０の補助装置（例えば、工具交換用のロボットハンドといったアクチュエータ）に、Ｉ／Ｏユニットを介して、ＰＭＣ信号を出力し制御する。また、工作機械２０の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、数値制御部２１０に渡す。上述のように、ＰＭＣ信号は、トリガ情報に用いられる。

また、図３に示されるのは工作機械２０の一例であって、これには限定されない。工作機械２０は、例えば、５軸加工機や６軸加工機であってもよく、鍛圧機械や射出成型機であってもよい。

発明の構成に係る説明は、以上の通りである。次に、本発明に係るデータ収集システムの動作について説明する。

〔２ 本発明の動作〕
図４〜図６は、本発明の動作例を示すタイムチャートである。各図の左端に、本発明に係るデータ収集システム１の構成要素を記載し、図中の左側から右側に移動するに伴って、時間が経過するものとする。図中の矢印は、データ及び信号の流れ、及び時間の範囲を示す。また、図中の記載に付された「Ｓ」で始まる添え字は、以下の説明における各動作の順番に対応する。

〔２．１ 動作例１〕
図４は、本発明の実施形態に係る動作例１を示す。動作例１は、データ収集装置１０において、イベント監視部１１２が監視する開始条件及び終了条件が１つしか存在しないと共に、データ取得部１１４によるデータベース部１２０へのデータ保存を繰り返した後、データ収集の途中で、イベント監視部１１２により終了条件が成立したことが検知された結果、工作機械２０によるサンプリングが終了する例を示す。

Ｓ１において、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）により計時された現在時刻が、開始時刻に合致したため、イベント監視部１１２の動作を開始させる。

Ｓ２において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を開始する。なお、開始条件の監視は、５００ｍｓ〜１ｓの低速周期（第１の周期）で実行される。また、動作例１において、第１のトリガ情報として、工作機械２０で実行されるプログラムのプログラム番号を例示するが、これには限定されない。例えば、第１のトリガ情報として、工作機械２０で選択している工具番号等を示すビット型又は値型のＰＭＣ信号や、工作機械２０で実行されるプログラム中で使用されるマクロ変数を用いてもよい。

Ｓ３において、数値制御部２１０は、例えば加工プログラムを実行する。

Ｓ４において、イベント監視部１１２は、数値制御部２１０が実行したプログラムのプログラム番号が、開始条件として事前に設定したプログラム番号に一致したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング開始指示信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、高速サンプリング部２１１にデータサンプリングの開始を指示する。

Ｓ５において、高速サンプリング部２１１は、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５から、測定対象データのサンプリングを実行すると共に、シーケンス制御部２１７から、トリガ情報に用いるＰＭＣ信号を取得する。

Ｓ６において、イベント監視部１１２は、データ取得の終了条件が成立したか否かの監視を開始する。終了条件には、第１のトリガ情報を用いてもよく、データ取得部１１４によるデータ取得回数を用いてもよい。なお、終了条件の監視は、５００ｍｓ〜１ｓの低速周期（第１の周期）で実行される。

Ｓ７において、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得するデータセットに含まれる第２のトリガ情報を監視し、保存条件が成立するまで、測定データの保存を保留する。なお、第２のトリガ情報の監視は、１ｍｓ〜１０ｍｓの周期で実行される。とりわけ、第２のトリガ情報を監視する周期としては、データをサンプリングする周期と同じか、データをサンプリングする周期の整数倍の周期が想定される。

Ｓ８において、第２のトリガ情報を用いた保存条件が成立したため、データ取得部１１４は、測定データをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存は、１回目のデータ保存であるとする。

Ｓ９において、データ取得部１１４が、データベース部１２０に保存したデータ数が、事前に保存条件の中で設定された点数（ここでは１００００点とする）に達したため、データ取得部１１４は、測定データの保存を終了する。

Ｓ１０において、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得するデータセットに含まれる第２のトリガ情報を監視し、保存条件が成立するまで、データの保存を保留する。

Ｓ１１において、第２のトリガ情報に基づいた保存条件が成立したため、データ取得部１１４は、測定データをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存は、２回目のデータ保存であるとする。

Ｓ１２において、データ取得部１１４が、データベース部１２０に保存した測定データのデータ数が、事前に保存条件の中で設定された点数（ここでは１００００点とする）に達したため、データ取得部１１４は、測定データの保存を終了する。

Ｓ１３において、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得するデータセットに含まれる第２のトリガ情報を監視し、保存条件が成立するまで、データの保存を保留する。

Ｓ１４において、第２のトリガ情報を用いた保存条件が成立したため、データ取得部１１４は、測定データをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存は、ｎ回目のデータ保存であるとする。

Ｓ１５において、イベント監視部１１２は、数値制御部２１０が実行したプログラムのプログラム番号が、終了条件として事前に設定したプログラム番号に一致したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング終了信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に対し、サンプリングの終了を指示する。これにより、高速サンプリング部２１１は、サンプリングを終了する。

Ｓ１６において、データ取得部１１４は、事前に保存条件の中で設定された点数（ここでは１００００点とする）に満たない点数の測定データを、データベース部１２０に保存した後、測定データの保存を終了する。

Ｓ１７において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を再開する。

Ｓ１８において、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）により計時された現在時刻が、終了時刻に合致したため、イベント監視部１１２の動作を終了させる。また、サンプリング制御部１１３は、データ取得のために、データ取得部１１４と工作機械２０との間に構築したチャンネルを解除する。

〔２．２ 動作例２〕
図５は、本発明の実施形態に係る動作例２を示す。動作例２においては、データ収集装置１０において、イベント監視部１１２が監視するデータ取得の開始条件として、第１の開始条件及び第２の開始条件が存在し、データ取得の終了条件として、各々が第１の開始条件及び第２の開始条件に対応する第１の終了条件及び第２の終了条件が存在する。第１の開始条件が成立した際には、イベント監視部１１２は、第１の開始条件に対応する測定データＡの取得を開始すると共に、第２の開始条件の監視を中断し、第１の終了条件のみを監視する。第２の開始条件が成立した際には、イベント監視部１１２は、第２の開始条件に対応する測定データＢの取得を開始すると共に、第１の開始条件の監視を中断し、第２の終了条件のみを監視する。

Ｓ２１において、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）により計時された現在時刻が、開始時刻に合致したため、イベント監視部１１２の動作を開始させる。

Ｓ２２において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を開始する。なお、ここでの開始条件には、測定対象データＡに対応する第１の開始条件と、測定対象データＢに対応する第２の開始条件とが含まれるとする。

Ｓ２３において、数値制御部２１０は、例えば加工プログラムを実行する。

Ｓ２４において、イベント監視部１１２は、数値制御部２１０が実行したプログラムのプログラム番号が、第１の開始条件として事前に設定したプログラム番号に一致したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング開始指示信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に、測定対象データＡのサンプリングの開始を指示する。

Ｓ２５において、高速サンプリング部２１１は、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５から測定対象データＡのサンプリングを実行すると共に、シーケンス制御部２１７から、トリガ情報に用いるＰＭＣ信号を取得する。

Ｓ２６において、イベント監視部１１２は、測定データＡの取得の終了条件である第１の終了条件の監視を開始する。終了条件には、上記の第１のトリガ情報を用いてもよく、データ取得部１１４によるデータ取得回数を用いてもよい。ここでは、データ取得部１１４による測定データＡの取得回数が２回に達したことが第１の終了条件である場合を例示する。

Ｓ２７において、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得するデータセットに含まれる第２のトリガ情報を監視し、保存条件の成立を示すまで、データの保存を保留する。

Ｓ２８において、第２のトリガ情報を用いた保存条件が成立したため、データ取得部１１４は、測定データＡをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存は、１回目の測定データＡの保存であるとする。

Ｓ２９において、データ取得部１１４によってデータベース部１２０に保存されたデータ数が、事前に保存条件の中で設定された点数（ここでは１００００点とする）に達したため、データ取得部１１４は、測定データの保存を終了する。

Ｓ３０において、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得するデータセットに含まれる第２のトリガ情報を監視し、保存条件が成立するまで、データの保存を保留する。

Ｓ３１において、第２のトリガ情報を用いた保存条件が成立したため、データ取得部１１４は、測定データＡをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存は、２回目の測定データＡの保存であるとする。

Ｓ３２において、データ取得部１１４によってデータベース部１２０に保存されたデータ数が、事前に保存条件の中で設定された点数（ここでは１００００点とする）に達したため、データ取得部１１４は、測定データＡの保存を終了する。

Ｓ３３において、イベント監視部１１２は、データ取得部１１４による測定データＡの取得回数が２回に達したという第１の終了条件が成立したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング終了信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に対し、測定対象データＡのサンプリングの終了を指示する。これにより、高速サンプリング部２１１は、サンプリングを終了する。

Ｓ３４において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を開始する。なお、ここでの開始条件には、測定対象データＡに対応する第１の開始条件と、測定対象データＢに対応する第２の開始条件とが含まれるとする。

Ｓ３５において、イベント監視部１１２は、数値制御部２１０が実行したプログラムのプログラム番号が、第２の開始条件として事前に設定したプログラム番号に一致したことを検知し、サンプリング制御部１１３にサンプリング開始指示信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に、測定データＢのサンプリングの開始を指示する。

Ｓ３６において、高速サンプリング部２１１は、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５から、測定対象データＢのサンプリングを実行すると共に、シーケンス制御部２１７から、トリガ情報に用いるＰＭＣ信号を取得する。

Ｓ３７において、イベント監視部１１２は、測定データＢの取得の終了条件である第２の終了条件の監視を開始する。終了条件には、上記の第１のトリガ情報を用いてもよく、データ取得部１１４によるデータ取得回数を用いてもよい。ここでは、データ取得部１１４による測定データＢの取得回数が１回に達したことが第２の終了条件である場合を例示する。

Ｓ３８において、データ取得部１１４は、工作機械２０から取得するデータセットに含まれる第２のトリガ情報を監視し、保存条件が成立するまで、測定データＢの保存を保留する。

Ｓ３９において、第２のトリガ情報に基づいた保存条件が成立したため、データ取得部１１４は、測定データＢをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存は、１回目の測定データＢの保存であるとする。

Ｓ４０において、データ取得部１１４が、データベース部１２０に保存した測定データＢのデータ数が、事前に保存条件の中で設定された点数（１００００点）に達したため、データ取得部１１４は、測定データの保存を終了する。

Ｓ４１において、イベント監視部１１２は、データ取得部１１４によるデータＢの取得回数が１回に達したという第２の終了条件が成立したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング終了信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に対し、測定データＢのサンプリングの終了を指示する。これにより、高速サンプリング部２１１は、サンプリングを終了する。

Ｓ４２において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を開始する。なお、ここでの開始条件には、データＡに対応する第１の開始条件と、データＢに対応する第２の開始条件とが含まれるとする。

Ｓ４３において、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）により計時された現在時刻が終了時刻に合致したため、イベント監視部１１２の動作を終了させる。また、サンプリング制御部１１３は、データ取得のために、データ取得部１１４と工作機械２０との間に構築したチャンネルを解除する。

なお、動作例２において、高速サンプリング部２１１による測定対象データＡのサンプリング中には、イベント監視部１１２は、第２の開始条件が成立したか否かの監視をしない。同様に、高速サンプリング部２１１による測定対象データＢのサンプリング中には、イベント監視部１１２は、第１の開始条件が成立したか否かの監視をしない。

〔２．３ 動作例３〕
図６は、本発明の実施形態に係る動作例３を示す。動作例３は、データ収集装置１０のデータ取得部１１４が、第２のトリガ情報を用いた高速トリガ監視をすることなく、工作機械２０から転送される測定データを、無条件でデータベース部１２０に保存する例を示す。

Ｓ５１において、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）により計時された現在時刻が開始時刻に合致したため、イベント監視部１１２の動作を開始させる。

Ｓ５２において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を開始する。

Ｓ５３において、数値制御部２１０は、例えば加工プログラムを実行する。

Ｓ５４において、イベント監視部１１２は、数値制御部２１０が実行したプログラムのプログラム番号が、開始条件として事前に設定したプログラム番号に一致したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング開始指示信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、高速サンプリング部２１１にデータサンプリングの開始を指示する。

Ｓ５５において、高速サンプリング部２１１は、サーボ制御部２１３及び／又はスピンドル制御部２１５から、測定対象データのサンプリングを実行すると共に、シーケンス制御部２１７から、トリガ情報に用いるＰＭＣ信号を取得する。更に、データ取得部１１４は、第２のトリガ情報を監視することなく、測定データをデータベース部１２０に保存する。なお、このデータ保存を１回目のデータ保存であるとする。

Ｓ５６において、イベント監視部１１２は、データ取得の終了条件の監視を開始する。終了条件には、第１のトリガ情報を用いてもよく、データ取得部１１４によるデータ取得回数を用いてもよい。ここでは、データ取得部１１４による測定データの取得回数が１回に達したことが終了条件である場合を例示する。

Ｓ５７において、データ取得部１１４によってデータベース部１２０に保存されたデータ数が、事前に保存条件の中で設定された点数（ここでは１００００点とする）に達したため、データ取得部１１４は、測定データの保存を終了する。

Ｓ５８において、イベント監視部１１２は、データ取得部１１４による測定データの取得回数が１回に達したという終了条件が成立したことを検知し、サンプリング制御部１１３に対して、サンプリング終了信号を出力する。サンプリング制御部１１３は、工作機械２０に対し、サンプリングの終了を指示する。これにより、高速サンプリング部２１１は、サンプリングを終了する。

Ｓ５９において、イベント監視部１１２は、第１のトリガ情報に基づいて、データ取得の開始条件が成立したか否かの監視を再開する。

Ｓ６０において、スケジューラ部１１１は、計時部（不図示）により計時された現在時刻が終了時刻に合致したため、イベント監視部１１２の動作を終了させる。また、サンプリング制御部１１３は、データ取得のために、データ取得部１１４と工作機械２０との間に構築したチャンネルを解除する。

〔３ 実施形態が奏する効果〕
本発明の実施形態に係るデータ収集システム１においては、低速周期で高速サンプリングの開始／終了を判定する第１のトリガ判定部と、高速サンプリングデータの保存判定を行う第２のトリガ判定部を組み合わせて使用することで、データ収集処理やネットワーク通信にかかる負荷を低減すると共に、データ測定が必要な所では取りこぼしなく確実にデータ収集することが可能となる。

また、測定条件に応じて、データ取得の開始条件及び終了条件を複数種類設け、同時に複数の開始条件を監視し、成立した開始条件に対応する種類の測定データを収集することが可能となる。

〔４ 変形例〕
本実施形態においては、データベース部１２０は、データ収集装置１０内の構成要素となっているが、これには限定されない。データベース部１２０は、例えば、データ収集装置１０とは別体の、データ収集装置１０と通信可能な装置内に備わっていてもよい。

１ データ収集システム
１０ データ収集装置
２０ 工作機械
３０ ネットワーク
１１０ 制御部
１１１ スケジューラ部
１１２ イベント監視部
１１３ サンプリング制御部
１１４ データ取得部
１２０ データベース
２１０ 数値制御部
２１１ 高速サンプリング部
２１２ リングバッファ
２１３ サーボ制御部
２１４ サーボアンプ
２１５ スピンドル制御部
２１６ スピンドルアンプ
２１７ シーケンス制御部
２２０ サーボモータ
２３０ スピンドルモータ

Claims (9)

1. 工作機械からデータを収集するデータ収集装置であって、
   制御部を備え、
   前記制御部は、
   第１の周期で、前記工作機械から第１のトリガ情報を取得し、前記第１のトリガ情報に基づいて、前記データの取得の開始条件及び終了条件が成立したか否かを監視するイベント監視部と、
   前記開始条件が成立した際に、前記工作機械に対して、前記第１の周期よりも短い第２の周期での前記データのサンプリングの開始を指示し、前記終了条件が成立した際に、前記サンプリングの終了を指示するサンプリング制御部と、
   前記工作機械から、前記工作機械によってサンプリングされた前記データを、第２のトリガ情報と共に取得するデータ取得部と、
   を備える、データ収集装置。
2. データベースを備え、
   前記データ取得部は、前記第２のトリガ情報に基づいて、前記データの保存条件が成立したか否かを監視し、前記保存条件が成立した際に、前記データを前記データベースに保存し、前記保存条件が成立しなくなった際に、前記データの保存を終了する、請求項１に記載のデータ収集装置。
3. 前記開始条件が複数存在し、前記イベント監視部（例えば、後述のイベント監視部１１２）は、複数の開始条件を同時に監視し、前記サンプリング制御部は、前記工作機械に対して、成立した開始条件に対応する種類のデータのサンプリングを指示する、請求項１又は２に記載のデータ収集装置。
4. 前記第１の周期は５００ｍｓ〜１ｓであり、前記第２の周期は、１ｍｓ〜１０ｍｓである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
5. 前記第１のトリガ情報は、前記工作機械で実行中のプログラムのプログラム番号及び／又はプログラム名称、前記工作機械で使用中の工具番号、前記プログラム中で指定され制御に使用される変数のうち少なくとも１つに係る情報である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
6. 前記第２のトリガ情報は、前記工作機械で実行中のプログラムに含まれるシーケンス番号、シーケンス制御を行うシーケンス信号、前記工作機械からのアラームのうち少なくとも１つに係る情報である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
7. 前記データ取得部は、前記工作機械から前記データを含むデータセットを取得し、前記データセットを、前記データ取得部が有するバッファに格納する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
8. 前記データセットは、データサイズ情報、前記第２のトリガ情報、及び１周期分のサンプリングデータからなるデータ構造を有する、請求項７に記載のデータ収集装置。
9. 前記制御部は、
   前記イベント監視部の動作の開始時刻と終了時刻とを設定し、現在時刻が前記開始時刻に合致した際に、前記イベント監視部を動作させ、現在時刻が前期終了時刻に合致した際に、前記イベント監視部の動作を終了させるスケジューラ部を更に備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデータ収集装置。

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