JP2020086842A - 異常検知装置、異常検知方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
(全体概要)
まず、図2を参照して、本実施形態に係るプレスシステム100について説明する。図2に示すように、本実施形態に係るプレスシステム100は、プレス機(加工装置)1、監視システム2、担当者PC3、および報知部4を含む。
次に、図1を参照して、計測PLC21の制御部210の詳細について説明する。図1は、制御部210の機能ブロック図である。
取得部211は、プレス部11に設置されたセンサから、プレス部11によるプレス処理時のセンシングデータ(例えば、サーボ電流値)を取得し、マスタ波形処理部212に送信する。なお、取得部211は、プレス部11によるショット毎のセンシングデータを取得するものであってもよいし、連続的に取得したセンシングデータをショット毎に分割してもよい。
マスタ波形処理部212は、取得部から取得したショット毎のセンシングデータが示す波形からマスタ波形を決定する処理を行うものであり、組合せ処理部2121、評価スコア算出部2122、マスタ波形決定部2123、およびマスタ波形DB2124を含む。なお、マスタ波形(基準データ)を決定(設定)するための処理の詳細については後述する。
類似度算出部213は、2つの波形の最大類似度を算出するものであり、位置合わせ処理部2131、およびピーク候補処理部2132を含む。
異常判定部214は、マスタ波形DB2124に格納されているマスタ波形21Mに基づき、連続生産中に得られた波形(現在波形)の異常を検知し、プレス部11の異常を判定する。具体的には、異常判定部214は、マスタ波形21Mと現在波形との類似度を算出し、算出した類似度が閾値より小さい場合、プレス部11に異常があると判定する。そして、その旨の通知を、計測PC22、およびプレスPLC14に送信する。また、異常判定部214は、算出した類似度を、類似度時系列DB2141へ格納する。
次に、図5から図9を用いて、プレス機1における処理の流れについて説明する。
図5は、プレス機1における連続生産の開始から終了までの流れを示すフローチャートである。プレス機1によるプレス処理を開始する場合、開始前に作業者は、段替え、関連機器の立ち上げ、ソフトウェアの立ち上げ等を行う。なお、段替えとは、前の製品の生産加工終了時点から次の製品の良品が出来るまでの作業のことであり、具体的には治工具類の取外し、掃除、新たな治工具の取付、調整などである。
次に、図6を参照して、図5のステップS6における波形処理について説明する。図6は、波形処理の流れを示すフローチャートである。図6に示すように、波形処理では、まず、計測PLC21の制御部210が、連続生産数Ncが所定数Nに達したか否かを判定する(S62)。連続生産数Ncが所定数N未満の場合(S62でNO)、波形処理は終了する。一方、連続生産数Ncが所定数N以上の場合(S62でYES)、ステップS63に進む。次に、計測PLC21は、マスタ波形DB2124にマスタ波形が格納されているか否かを判定する(S63)。マスタ波形DB2124にマスタ波形が格納されていなければ(S63でYES)、ステップS64(基準データ設定ステップ)に進み、マスタ波形決定処理を行う。マスタ波形決定処理の詳細については後述する。
次に、図7を参照して、ステップS64におけるマスタ波形決定処理について説明する。図7は、マスタ波形決定処理の流れを示すフローチャートである。
n:元波形から抽出する次元数
i、j:繰り返し変数(i≠j)
Ak:kショット目の波形Ak’から区間[XAk-δ, XAk-δ+n]を抽出したn次元ベクトル
Bj:jショット目の波形Bj’から区間[XBj-δ, XBj-δ+n]を抽出したn次元ベクトル
XAk:波形Ak’のピークインデックス
XBj:波形Bj’のP番目のピークインデックス
δ:オフセット量
第1のループが終了後、マスタ波形決定部2123は、評価スコアが最も高かったWiを、マスタ波形として決定する(S649)。具体的には、以下の式により算出する。
Argmax(評価スコア(k))(k=1、2、…、N)
最後に、マスタ波形決定部2123は、マスタ波形データベースを更新する(S650)。具体的には、決定したマスタ波形をマスタ波形DB2124に格納する。
次に、図8を参照して位置合わせ処理について説明する。図8は、ステップS646の位置合わせ処理の流れを示すフローチャートである。
次に、図9を参照してステップS66の異常検知処理について説明する。図9は、異常検知処理の流れを示すフローチャートである。
以上のように、本実施形態に係る計測PLC21は、プレス機1のプレス部11の動作をセンサによりセンシングしたセンシングデータ(例えば、サーボ電流値、またはプレス荷重値)のうち、ロット毎(金型変更かパラメータ変更があったときから次に金型変更かパラメータ変更があるまで)の最初のNショットのセンシングデータからマスタ波形を決定する。プレス加工では、ロットにより適切なセンシングデータが大きく変わるところ、本実施形態では、ロット毎にマスタ波形を決定するので、適切なマスタ波形を用いて異常検知を行うことができる。
以上、本開示の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
なお、上述した実施形態では、プレス機1を例に挙げて説明したが本発明はプレス機1以外にも、複数の被加工物それぞれに対し周期的に同一の処理(シーケンス制御)を行う加工装置であれば適用できる。例えば、かしめ機、半自動溶接機(MIG(Metal Inert Gas)溶接、MAG(Metal Active Gas)溶接、CO2溶接等のガスシールドアーク溶接、ノンガス溶接)等に適用できる。
計測PLC21の制御部210(特にマスタ波形処理部212、類似度算出部213、および異常判定部214)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
14 プレスPLC
2 監視システム
21 計測PLC(異常検知装置、データ解析装置)
211 取得部
212 マスタ波形処理部(基準データ設定部)
2121 組合せ処理部
2122 評価スコア算出部
2123 マスタ波形決定部
213 類似度算出部(決定部)
2131 位置合わせ処理部(位置合わせ部)
214 異常判定部(異常検知部)
2141 類似度時系列DB
Claims (7)
- 複数の被加工物のそれぞれに対し、周期的に同一の処理を施す加工装置の動作をセンサによりセンシングして得られた、上記処理毎のセンシングデータに基づき上記加工装置の異常を検知する異常検知装置であって、
上記センシングデータを取得する取得部と、
上記取得部が取得した上記センシングデータのうち、上記加工装置における加工に用いる器具の変更および上記加工装置の動作を制御するためのパラメータ変更の少なくとも一方があったときから所定数の周期分の上記処理時のセンシングデータである初期センシングデータから基準データを設定する基準データ設定部と、
上記器具の変更または上記パラメータ変更があったときから次に器具の変更またはパラメータ変更があるまでの間、上記基準データと波形を比較して、上記基準データ設定後に取得した上記センシングデータの異常を検知することにより上記加工装置の異常を検知する異常検知部と、
を備えていることを特徴とする異常検知装置。 - 上記基準データ設定部は、上記初期センシングデータに含まれる各センシングデータについて、上記初期センシングデータに含まれる他のセンシングデータとの波形の類似度を算出するともに、当該類似度の平均を算出し、上記初期センシングデータに含まれるセンシングデータのうち、上記類似度の平均が最大であるセンシングデータを上記基準データとして設定することを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
- 上記加工装置はプレス機であり、
上記処理毎のセンシングデータとは、上記プレス機におけるショット毎のセンシングデータであり、
上記所定数の周期分のセンシングデータとは上記プレス機における所定数分のショットのセンシングデータであることを特徴とする請求項1または2に記載の異常検知装置。 - 上記センシングデータは、上記プレス機を動作させるためのサーボ電流値、または上記プレス機によるプレスの荷重値であることを特徴とする請求項3に記載の異常検知装置。
- 複数の被加工物のそれぞれに対し、周期的に同一の処理を施す加工装置の動作をセンサによりセンシングして得られた、上記処理毎のセンシングデータに基づき上記加工装置の異常を検知する異常検知方法であって、
上記センシングデータを取得する取得ステップと、
上記取得ステップで取得した上記センシングデータのうち、上記加工装置における加工に用いる器具の変更および上記加工装置の動作を制御するためのパラメータ変更の少なくとも一方があったときから所定数の周期分の上記処理時のセンシングデータである初期センシングデータから基準データを設定する基準データ設定ステップと、
上記器具の変更または上記パラメータ変更があったときから次に器具の変更かパラメータ変更があるまでの間、上記基準データと波形を比較して、上記基準データ設定後に取得した上記センシングデータの異常を検知することにより上記加工装置の異常を検知する異常検知ステップと、
を含むことを特徴とする異常検知方法。 - 請求項1に記載の異常検知装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記基準データ設定部、および上記異常検知部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
- 請求項6に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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