JP2020151817A

JP2020151817A - Diagnostic device, diagnostic system, and diagnostic program

Info

Publication number: JP2020151817A
Application number: JP2019053892A
Authority: JP
Inventors: 岳士宮良; Takeshi Miyayoshi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP7310195B2

Abstract

To provide a diagnostic device which can conduct a proper machine tool operation, from among various machine tool operations, according to an abnormality degree of a machine tool, and to provide a diagnostic system and a diagnostic program.SOLUTION: A diagnostic device according to one embodiment includes: an acquisition part which acquires information on an operation of a machine tool from a sensor provided at the machine tool; a determination part which determines an abnormality degree of the machine tool based on a feature amount calculated from the information on the operation to determine an operation of the machine tool according to the abnormality degree; and an output part which outputs a control command of the machine tool based on the determined operation.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、診断装置、診断システム及び診断プログラムに関する。 The present invention relates to diagnostic devices, diagnostic systems and diagnostic programs.

工作機械の加工状況の把握や切削異常などを検知するためのモニタリング・診断システムが存在している。この診断システムは、工作機械の振動などをセンシングすることで、切削状態や加工品質の監視や使用工具の異常検知をし、検知した異常をもとに工作機械を単に停止するものである。 There is a monitoring / diagnosis system for grasping the machining status of machine tools and detecting cutting abnormalities. This diagnostic system monitors the cutting state and machining quality and detects abnormalities in the tools used by sensing the vibration of the machine tool, and simply stops the machine tool based on the detected abnormalities.

特許文献１には、工作機械の工具の異常を検知することが目的で、測定データが異常と診断されたときに、異常処理、例えば、警報を発したり、アラームを表示したり、加工機の工具による加工を停止する技術が開示されている。 In Patent Document 1, for the purpose of detecting an abnormality in a tool of a machine tool, when the measurement data is diagnosed as an abnormality, an abnormality processing, for example, an exception is issued, an alarm is displayed, or a processing machine is used. A technique for stopping machining with a tool is disclosed.

しかしながら、今までの診断システムでは、異常検知した情報をもとに単に停止指令を出すなどしか明記しておらず、異常の段階（異常度合い）に応じて、加工停止や警告を鳴らすなど工作機械の動作を変更する適切な工作機械動作を実現できない。特許文献に開示された技術についても、複数の工作機械動作の中から判定された異常度に合わせた適切な動作を行うことはできない。 However, conventional diagnostic systems only specify that a stop command is issued based on the information that an abnormality is detected, and the machine tool such as processing stop or sounding a warning according to the stage of abnormality (degree of abnormality). It is not possible to realize proper machine tool operation that changes the operation of. Even with respect to the technique disclosed in the patent document, it is not possible to perform an appropriate operation according to the degree of abnormality determined from a plurality of machine tool operations.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、工作機械の異常度に応じて、多様にある工作機械動作の中から適切な工作機械動作を実行することができる診断装置、診断システム及び診断プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a diagnostic device, a diagnostic system, and a diagnostic device capable of executing an appropriate machine tool operation from among various machine tool operations according to the degree of abnormality of the machine tool. The purpose is to provide a diagnostic program.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、工作機械に設けられたセンサから、前記工作機械の動作に関する情報を取得する取得部と、前記動作に関する情報から算出された特徴量に基づいて前記工作機械の異常度を判定し、前記異常度に応じた前記工作機械の動作を決定する判定部と、前記決定された動作に基づいて、前記工作機械の制御指示を出力する出力部と、を具備する診断装置である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention has an acquisition unit that acquires information on the operation of the machine tool from a sensor provided in the machine tool, and a feature calculated from the information on the operation. A determination unit that determines the degree of abnormality of the machine tool based on the amount and determines the operation of the machine tool according to the degree of abnormality, and outputs a control instruction of the machine tool based on the determined operation. A diagnostic device including an output unit.

本発明によれば、工作機械の異常度に応じて、多様にある工作機械動作の中から適切な工作機械動作を実行することができる診断装置、診断システム及び診断プログラムを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a diagnostic device, a diagnostic system and a diagnostic program capable of executing an appropriate machine tool operation from among various machine tool operations according to the degree of abnormality of the machine tool.

図１は、第一の実施形態に係る診断システムの構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a diagnostic system according to the first embodiment. 図２は、加工機２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the processing machine 200. 図３は、加工機２００の一例を示す外観図である。FIG. 3 is an external view showing an example of the processing machine 200. 図４は、本実施形態に係る診断システムが対象とする加工処理を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a processing process targeted by the diagnostic system according to the present embodiment. 図５は、本実施形態に係る診断システムが対象とする加工処理と検知情報との紐付処理について説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the processing process targeted by the diagnostic system according to the present embodiment and the linking process with the detection information. 図６は、診断装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the diagnostic device 100. 図７は、診断装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the diagnostic apparatus 100. 図８は、工作機械動作種別テーブルの一例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a machine tool operation type table. 図９（ａ）は、閾値テーブルの一例を、図９（ｂ）は、異常度テーブルの一例を、それぞれ示した図である。FIG. 9A is a diagram showing an example of a threshold value table, and FIG. 9B is a diagram showing an example of an abnormality degree table. 図１０は、異常度毎の工作機械動作を設定する工作機械動作設定テーブルの一例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a machine tool operation setting table for setting machine tool operation for each degree of abnormality. 図１１は、第一の実施形態に係る診断処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the diagnostic process according to the first embodiment. 図１２は、工具Ａについて診断処理を行った場合において、経時的にプロットされた異常値変化の一例を示したグラフである。FIG. 12 is a graph showing an example of outlier changes plotted over time when the diagnostic process is performed on the tool A. 図１３は、工具Ａ、工具Ｂのそれぞれについて診断処理を行った場合に、経時的にプロットされた異常値変化の一例を示したグラフである。FIG. 13 is a graph showing an example of changes in outliers plotted over time when diagnostic processing is performed on each of the tool A and the tool B. 図１４は、第二の実施形態に係る診断システム２の構成例を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of the diagnostic system 2 according to the second embodiment. 図１５は、第二の実施形態に係る診断システムの機能構成の一例を示したブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the diagnostic system according to the second embodiment. 図１６は、第二の実施形態に係る診断処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing the flow of the diagnostic process according to the second embodiment. 図１７は、第二の実施形態に係る診断処理の情報の流れを説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the flow of information in the diagnostic process according to the second embodiment.

以下に添付図面を参照して、本診断装置、診断システム及び診断プログラムの一実施形態を詳細に説明する。 An embodiment of the diagnostic apparatus, diagnostic system and diagnostic program will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態に係る診断システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、診断システム１は、加工機２００と、診断装置１００と、を含む。加工機２００は、診断装置１００による診断の対象となる対象装置の一例である。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a diagnostic system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the diagnostic system 1 includes a processing machine 200 and a diagnostic device 100. The processing machine 200 is an example of a target device to be diagnosed by the diagnostic device 100.

加工機２００と診断装置１００とは、どのような接続形態で接続されてもよい。例えば加工機２００と診断装置１００とは、専用の接続線、有線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などの有線ネットワーク、および、無線ネットワークなどにより接続される。 The processing machine 200 and the diagnostic apparatus 100 may be connected in any connection form. For example, the processing machine 200 and the diagnostic device 100 are connected by a dedicated connection line, a wired network such as a wired LAN (local area network), a wireless network, or the like.

加工機２００は、数値制御部２０１と、通信制御部２０２と、工作機械２０３と、を備えている。工作機械２０３は、センサ２１１と、駆動部２１２と、工具２１３と、を備えている。 The processing machine 200 includes a numerical control unit 201, a communication control unit 202, and a machine tool 203. The machine tool 203 includes a sensor 211, a drive unit 212, and a tool 213.

工作機械２０３は、数値制御部２０１の制御に従い加工対象を加工する機械である。工作機械２０３は、数値制御部２０１の制御により動作する駆動部２１２を含む。駆動部２１２は、例えばモータなどである。工具２１３は、駆動部２１２により実際に駆動される動作対象であり、対象物に対する加工を実施するドリルおよびエンドミルなど、加工に用いられ、数値制御の対象となるものであればどのようなものであってもよい。駆動部２１２は１以上備えられていてもよい。 The machine tool 203 is a machine that processes a machining target under the control of the numerical control unit 201. The machine tool 203 includes a drive unit 212 that operates under the control of the numerical control unit 201. The drive unit 212 is, for example, a motor or the like. The tool 213 is an operation target that is actually driven by the drive unit 212, and is used for machining such as a drill and an end mill that performs machining on an object, and is any object that is subject to numerical control. There may be. One or more drive units 212 may be provided.

なお、本実施形態においては、工作機械２０３及び当該工作機械２０３を含む加工機２００を診断対象装置としている。しかしながら、本発明の技術的思想は、診断対象装置を工作機械及びこれを含む装置に限定されるものではない。すなわち、診断対象装置は診断対象となり得る機械であればよく、例えば、組立機、測定機、検査機、または洗浄機等の機械とすることも可能である。 In the present embodiment, the machine tool 203 and the processing machine 200 including the machine tool 203 are set as the diagnostic target devices. However, the technical idea of the present invention is not limited to the machine tool and the device including the machine tool to be diagnosed. That is, the device to be diagnosed may be any machine that can be diagnosed, and may be, for example, a machine such as an assembly machine, a measuring machine, an inspection machine, or a washing machine.

数値制御部２０１は、工作機械２０３による加工を数値制御（Numerical Control）により実行する。例えば数値制御部２０１は、駆動部２１２の動作を制御するための数値制御データを生成して出力する。また数値制御部２０１は、稼動情報を通信制御部２０２に出力する。稼動情報とは、工作機械２０３の動作の種類ごとに複数定められる情報であり、コンテキスト情報とも呼ばれる。稼動情報は、例えば、駆動部２１２によって駆動される工具２１３を識別する情報（例えば、工具種、工具メーカ、工具径などの情報等）、加工時における駆動部２１２の主軸回転数、加工時における駆動部２１２の回転速度や送り速度、加工時における駆動部２１２及び工具２１３の移動情報（主軸座標値）、加工時における駆動部２１２の主軸の電流値などを含む情報である。 The numerical control unit 201 executes machining by the machine tool 203 by numerical control (Numerical Control). For example, the numerical control unit 201 generates and outputs numerical control data for controlling the operation of the drive unit 212. Further, the numerical control unit 201 outputs the operation information to the communication control unit 202. The operation information is a plurality of information defined for each type of operation of the machine tool 203, and is also called context information. The operation information includes, for example, information for identifying the tool 213 driven by the drive unit 212 (for example, information such as tool type, tool maker, tool diameter, etc.), the spindle speed of the drive unit 212 during machining, and the spindle rotation speed during machining. Information including the rotation speed and feed speed of the drive unit 212, movement information (spindle coordinate values) of the drive unit 212 and the tool 213 during machining, and a current value of the spindle of the drive unit 212 during machining.

数値制御部２０１は、例えば現在の動作に関する稼動情報を、通信制御部２０２を介して診断装置１００に逐次送信する。数値制御部２０１は、加工対象を加工する際、加工の工程に応じて、駆動する駆動部２１２によって駆動される工具２１３の種類、駆動部２１２の駆動状態（回転数、回転速度など）を変更する。数値制御部２０１は、動作の種類を変更するごとに、変更した動作の種類に対応する稼動情報を、通信制御部２０２を介して診断装置１００に逐次送信する。 For example, the numerical control unit 201 sequentially transmits operation information regarding the current operation to the diagnostic apparatus 100 via the communication control unit 202. When machining an object to be machined, the numerical control unit 201 changes the type of tool 213 driven by the driven drive unit 212 and the drive state (rotation speed, rotation speed, etc.) of the drive unit 212 according to the machining process. To do. Each time the numerical control unit 201 changes the operation type, the numerical control unit 201 sequentially transmits the operation information corresponding to the changed operation type to the diagnostic apparatus 100 via the communication control unit 202.

通信制御部２０２は、診断装置１００などの外部装置との間の通信を制御する。例えば通信制御部２０２は、現在の動作に対応する稼動情報を診断装置１００に送信する。 The communication control unit 202 controls communication with an external device such as the diagnostic device 100. For example, the communication control unit 202 transmits the operation information corresponding to the current operation to the diagnostic device 100.

センサ２１１は、加工機２００の動作に応じて変化する物理量を検知し、検知情報（センサデータ）を出力する検知部である。センサ２１１の種類、および、検知する物理量はどのようなものであってもよい。例えば、センサ２１１は、工作機械２０３に設置されたドリル、エンドミル、バイトチップもしくは砥石等の工具と加工対象とが加工動作中に接触することにより発する振動もしくは音等、または、工具もしくは工作機械自体が発する振動もしくは音等の物理量を検知し、検知した物理量の情報を検知情報（センサデータ）として、診断装置へ出力するセンサである。センサ２１１は、例えば、マイク、振動センサ、加速度センサ、または、ＡＥ（アコースティックエミッション）センサ等であり、それぞれ、音響データ、振動データ、加速度データ、または、ＡＥ波を示すデータを検知情報として検知する。センサ２１１は、振動または音等が検出できる工具２１３の近傍や工作機械２０３のモータ付近などに設置される。なお、センサ２１１の個数は任意である。同一の物理量を検知する複数のセンサ２１１を備えてもよいし、相互に異なる物理量を検知する複数のセンサ２１１を備えてもよい。 The sensor 211 is a detection unit that detects a physical quantity that changes according to the operation of the processing machine 200 and outputs detection information (sensor data). The type of the sensor 211 and the physical quantity to be detected may be any. For example, the sensor 211 is a vibration or sound generated when a tool such as a drill, an end mill, a bite tip, or a grindstone installed on the machine tool 203 and a machining object come into contact with each other during a machining operation, or the tool or the machine tool itself. It is a sensor that detects a physical quantity such as vibration or sound generated by the sensor and outputs the detected physical quantity information as detection information (sensor data) to a diagnostic device. The sensor 211 is, for example, a microphone, a vibration sensor, an acceleration sensor, an AE (acoustic emission) sensor, or the like, and detects acoustic data, vibration data, acceleration data, or data indicating an AE wave as detection information, respectively. .. The sensor 211 is installed near a tool 213 capable of detecting vibration or sound, or near a motor of a machine tool 203. The number of sensors 211 is arbitrary. A plurality of sensors 211 that detect the same physical quantity may be provided, or a plurality of sensors 211 that detect different physical quantities may be provided.

例えば加工に用いる工具２１３の刃の折れ、および、刃のチッピングなどが発生すると、加工時の音が変化する。このため、センサ２１１（マイク）で音響データを検知し、正常音を示すモデルなどと比較することにより、工作機械２０３の動作異常を検知可能となる。 For example, when the blade of the tool 213 used for machining is broken or chipping of the blade occurs, the sound during machining changes. Therefore, by detecting the acoustic data with the sensor 211 (microphone) and comparing it with a model showing a normal sound, it is possible to detect an operation abnormality of the machine tool 203.

診断装置１００は、通信制御部１０１と、特徴量算出部１０３と、判定部１０４とを備えている。通信制御部１０１は、加工機２００などの外部装置との間の通信を制御する。例えば通信制御部１０１は、稼動情報および検知情報を加工機２００から受信する。また、通信制御部１０１は、判定部１０４によって決定された動作に対応する制御信号を加工機２００の通信制御部２０２へ送信（出力）する。 The diagnostic device 100 includes a communication control unit 101, a feature amount calculation unit 103, and a determination unit 104. The communication control unit 101 controls communication with an external device such as the processing machine 200. For example, the communication control unit 101 receives operation information and detection information from the processing machine 200. Further, the communication control unit 101 transmits (outputs) a control signal corresponding to the operation determined by the determination unit 104 to the communication control unit 202 of the processing machine 200.

特徴量算出部１０３は、判定部１０４における判定等で用いる特徴量を、稼働情報と検知情報とから算出する。本実施形態においては、稼働情報及び検知情報を少なくとも含む情報を「動作に関する情報」と呼ぶ。 The feature amount calculation unit 103 calculates the feature amount used in the determination or the like in the determination unit 104 from the operation information and the detection information. In the present embodiment, information including at least operation information and detection information is referred to as "operation-related information".

判定部１０４は、動作に関する情報から算出された特徴量に基づいて工作機械の異常度を判定し、異常度に応じた前記工作機械の動作を決定する。判定部１０４は、決定された動作に基づいて、工作機械２０３の制御指示を発生する。 The determination unit 104 determines the degree of abnormality of the machine tool based on the feature amount calculated from the information on the operation, and determines the operation of the machine tool according to the degree of abnormality. The determination unit 104 generates a control instruction for the machine tool 203 based on the determined operation.

なお、特徴量算出部１０３と、判定部１０４の具体的な機能については、後で詳しく説明する。 The specific functions of the feature amount calculation unit 103 and the determination unit 104 will be described in detail later.

図２は、加工機２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、加工機２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）５４と、駆動制御回路５５と、モータ５６とが、バス５８で接続された構成となっている。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the processing machine 200. As shown in FIG. 2, the processing machine 200 drives a CPU (Central Processing Unit) 51, a ROM (Read Only Memory) 52, a RAM (Random Access Memory) 53, a communication I / F (interface) 54, and the like. The control circuit 55 and the motor 56 are connected by a bus 58.

ＣＰＵ５１は、加工機２００の全体を制御する。ＣＰＵ５１は、例えばＲＡＭ５３をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ５２等に格納されたプログラムを実行することで、加工機２００全体の動作を制御し、加工機能を実現する。 The CPU 51 controls the entire processing machine 200. The CPU 51 controls the operation of the entire processing machine 200 and realizes a processing function by executing a program stored in the ROM 52 or the like with the RAM 53 as a work area (work area), for example.

通信Ｉ／Ｆ５４は、診断装置１００などの外部装置と通信するためのインタフェースである。駆動制御回路５５は、モータ５６の駆動を制御する回路である。モータ５６は、ドリル、カッタ、および、テーブルなどの加工に用いる工具２１３を駆動する。モータ５６は、例えば図１の駆動部２１２に相当する。センサ５７は加工機２００に取り付けられ、加工機２００の動作に応じて変化する物理量を検知し、診断装置１００に検知情報を出力する。センサ５７は、例えば図１のセンサ２１１に相当する。 The communication I / F 54 is an interface for communicating with an external device such as the diagnostic device 100. The drive control circuit 55 is a circuit that controls the drive of the motor 56. The motor 56 drives a tool 213 used for machining drills, cutters, tables, and the like. The motor 56 corresponds to, for example, the drive unit 212 in FIG. The sensor 57 is attached to the processing machine 200, detects a physical quantity that changes according to the operation of the processing machine 200, and outputs the detection information to the diagnostic device 100. The sensor 57 corresponds to, for example, the sensor 211 in FIG.

図１の数値制御部２０１および通信制御部２０２は、図２のＣＰＵ５１にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。 The numerical control unit 201 and the communication control unit 202 of FIG. 1 may be realized by causing the CPU 51 of FIG. 2 to execute a program, that is, by software or by hardware such as an IC (Integrated Circuit). Alternatively, it may be realized by using software and hardware together.

図３は、加工機２００の一例を示す外観図である。図３に示す様に、加工機２００は複数のホルダー（図３では、１〜８の８個のホルダーを例示）を持ち複数の異なる工具を持つことができるものが一般的である。任意のホルダーに対して、任意の工具を装着できる。工具の種類は様々あり、例えば、ドリル径５ｍｍ、ドリル径１０ｍｍ、エンドミル径５ｍｍ、リーマ径５ｍｍなど、複数の工具種類が存在する。そのため、１加工サイクルで複数の工具、異なる加工パラメータで切削加工が行われる。 FIG. 3 is an external view showing an example of the processing machine 200. As shown in FIG. 3, the processing machine 200 generally has a plurality of holders (8 holders 1 to 8 are exemplified in FIG. 3) and can hold a plurality of different tools. Any tool can be attached to any holder. There are various types of tools, for example, there are a plurality of tool types such as a drill diameter of 5 mm, a drill diameter of 10 mm, an end mill diameter of 5 mm, and a reamer diameter of 5 mm. Therefore, cutting is performed with a plurality of tools and different machining parameters in one machining cycle.

図４は、本実施形態に係る診断システムが対象とする加工処理を説明するための図である。未加工のワークを加工プログラムにより加工するとき、通信制御部２０２を介して数値制御部２０１から取得する情報として工具種類に着目すると、工具Ａの加工が複数行われ後、他の工具に切り替えられる。この場合は、図４に示す様に、１加工品目からＮ加工品目における加工１−１、１−２は、同一種類の加工とみなすことができる。 FIG. 4 is a diagram for explaining a processing process targeted by the diagnostic system according to the present embodiment. When machining an unmachined work by a machining program, focusing on the tool type as information acquired from the numerical control unit 201 via the communication control unit 202, the tool A can be machined a plurality of times and then switched to another tool. .. In this case, as shown in FIG. 4, the processes 1-1 and 1-2 in the 1 processed item to the N processed item can be regarded as the same type of processing.

また、異なる加工品を対象として加工プログラムを複数行う場合にも、同様の加工を行っている加工１−１、２−１、Ｎ−１は同一種類の加工とみなすことができる。このように、同一の加工プログラム内や複数の加工品をまたがって、同一種類の加工を紐づけることができる。同一種類の加工か否かは、工具２１３の種類のほか、加工回数・加工サイクル・加工プログラム・主軸回転数・シーケンス番号などの情報（加工情報）によって判定することができる。この加工情報は、診断装置１００が加工機２００から取得することができる。なお、上述した動作に関する情報は、稼働情報及び検知情報に加えて、加工情報を含むこともできる。 Further, even when a plurality of machining programs are performed for different processed products, the machining 1-1, 2-1 and N-1 that are performing the same machining can be regarded as the same type of machining. In this way, the same type of processing can be linked within the same processing program or across a plurality of processed products. Whether or not the same type of machining is performed can be determined by information (machining information) such as the number of machining times, the machining cycle, the machining program, the spindle rotation speed, and the sequence number, in addition to the type of the tool 213. This processing information can be acquired by the diagnostic apparatus 100 from the processing machine 200. The above-mentioned information on the operation may include processing information in addition to the operation information and the detection information.

図５は、加工情報と検知情報との紐付処理について説明するための図である。特定の加工処理の特徴量の変化を観察するためには、加工プログラム内の同一加工情報とみなすことができる加工が複数存在する場合や、複数回加工プログラムを実行してそのうち同じ加工情報の加工をグループ化して処理することが好ましい。本実施形態においては、加工情報が同一の検知情報を関連付けしグループ化することで、特徴量の算出を行うものとする。 FIG. 5 is a diagram for explaining the linking process between the processing information and the detection information. In order to observe the change in the feature amount of a specific machining process, when there are multiple processes that can be regarded as the same machining information in the machining program, or when the machining program is executed multiple times, the same machining information is machined. Are preferably grouped and processed. In the present embodiment, the feature amount is calculated by associating and grouping the detection information having the same processing information.

図６は、診断装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、診断装置１００は、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、通信Ｉ／Ｆ６４と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）６５とが、バス６６で接続された構成となっている。 FIG. 6 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the diagnostic device 100. As shown in FIG. 6, the diagnostic apparatus 100 has a configuration in which a CPU 61, a ROM 62, a RAM 63, a communication I / F 64, and an HDD (Hard Disk Drive) 65 are connected by a bus 66.

ＣＰＵ６１は、診断装置１００の全体を制御する。ＣＰＵ６１は、例えばＲＡＭ６３をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ６２等に格納されたプログラムを実行することで、診断装置１００全体の動作を制御し、診断機能を実現する。通信Ｉ／Ｆ６４は、加工機２００などの外部装置と通信するためのインタフェースである。ＨＤＤ６５は、診断装置１００の設定情報、加工機２００の数値制御部２０１が送信し、通信制御部２０２から受信された稼動情報及び加工情報、センサ２１１の送信する検知情報などの情報を記憶する。ＨＤＤ６５に代えて、または、ＨＤＤ６５とともに、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記憶手段を備えてもよい。 The CPU 61 controls the entire diagnostic device 100. The CPU 61 controls the operation of the entire diagnostic apparatus 100 and realizes a diagnostic function by executing a program stored in the ROM 62 or the like with the RAM 63 as a work area (work area), for example. The communication I / F64 is an interface for communicating with an external device such as the processing machine 200. The HDD 65 stores information such as setting information of the diagnostic apparatus 100, operation information and processing information transmitted by the numerical control unit 201 of the processing machine 200 and received from the communication control unit 202, and detection information transmitted by the sensor 211. Instead of the HDD 65, or together with the HDD 65, a non-volatile storage means such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or an SSD (Solid State Drive) may be provided.

図７は、診断装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、診断装置１００は、上述の通信制御部１０１、特徴量算出部１０３、判定部１０４に加え、受付部１０２と、生成部１０５と、信号処理部１０６と、記憶部１１１と、を備えている。 FIG. 7 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the diagnostic apparatus 100. As shown in FIG. 7, in addition to the above-mentioned communication control unit 101, feature amount calculation unit 103, and determination unit 104, the diagnostic device 100 includes a reception unit 102, a generation unit 105, a signal processing unit 106, and a storage unit 111. And have.

なお図７の各部（通信制御部１０１、判定部１０４、受付部１０２、特徴量算出部１０３、生成部１０５）は、図６のＣＰＵ６１にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。 Even if each unit (communication control unit 101, determination unit 104, reception unit 102, feature amount calculation unit 103, generation unit 105) of FIG. 7 is made to execute the program by the CPU 61 of FIG. 6, that is, it is realized by software. It may be realized by hardware such as an IC (Integrated Circuit), or it may be realized by using software and hardware together.

通信制御部１０１は、受信部１０１ａと、送信部１０１ｂと、を備えている。受信部１０１ａは、加工機２００などの外部装置から送信された各種情報を受信する。例えば受信部１０１ａは、工作機械２０３の現在の動作に対応する稼動情報と、加工情報と、センサ２１１により送信された（工作機械２０３の現在の動作に対応する）検知情報と、を受信する。受信された稼動情報、加工情報、検知情報は、紐付されて信号処理部１０６に送り出される。また、送信部１０１ｂは、外部装置に対して各種情報を送信する。特に、送信部１０１ｂは、判定部１０４において異常度に応じて発生された制御信号を、加工機２００の通信制御部２０２に対して送信（出力）する。 The communication control unit 101 includes a reception unit 101a and a transmission unit 101b. The receiving unit 101a receives various information transmitted from an external device such as the processing machine 200. For example, the receiving unit 101a receives operation information corresponding to the current operation of the machine tool 203, machining information, and detection information transmitted by the sensor 211 (corresponding to the current operation of the machine tool 203). The received operation information, processing information, and detection information are linked and sent to the signal processing unit 106. Further, the transmission unit 101b transmits various information to the external device. In particular, the transmission unit 101b transmits (outputs) a control signal generated by the determination unit 104 according to the degree of abnormality to the communication control unit 202 of the processing machine 200.

信号処理部１０６は、互いに紐付された稼動情報、加工情報、検知情報を受け取り、前処理を行う。 The signal processing unit 106 receives operation information, processing information, and detection information associated with each other, and performs preprocessing.

特徴量算出部１０３は、前処理済の稼動情報、加工情報、検知情報（動作に関する情報）を受け取り、稼動情報、検知情報を同一種類の加工毎に分類して工作機械２０３の現在の動作に対応する特徴量（特徴情報）を算出する。特徴量は、検知情報の特徴を示す情報であればどのような情報であってもよい。例えば検知情報がマイクにより集音された音響データである場合、特徴量算出部１０３は、エネルギー、周波数スペクトル、および、ＭＦＣＣ（メル周波数ケプストラム係数：Mel-Frequency Cepstrum Coefficients）などの特徴量を算出してもよい。 The feature amount calculation unit 103 receives preprocessed operation information, processing information, and detection information (information about operation), classifies the operation information and detection information for each type of processing, and sets the current operation of the machine tool 203. Calculate the corresponding feature amount (feature information). The feature amount may be any information as long as it indicates the features of the detection information. For example, when the detection information is acoustic data collected by a microphone, the feature amount calculation unit 103 calculates the feature amount such as energy, frequency spectrum, and MFCC (Mel-Frequency Cepstrum Coefficients). You may.

判定部１０４は、動作に関する情報から算出された特徴量に基づいて工作機械２０３の異常度を判定し、異常度に応じた工作機械２０３の動作を決定する。判定部１０４は、決定された動作に基づいて、工作機械２０３の制御指示を発生する。 The determination unit 104 determines the degree of abnormality of the machine tool 203 based on the feature amount calculated from the information on the operation, and determines the operation of the machine tool 203 according to the degree of abnormality. The determination unit 104 generates a control instruction for the machine tool 203 based on the determined operation.

すなわち、判定部１０４は、特徴量算出部１０３において算出された特徴量を用いて、工作機械２０３の現在の動作に対応する異常値を算出する。この異常値は、加工機２００の工具２１３、駆動部２１２のモータや主軸などに関して、特徴量に基づいて算出される定量値である。この異常値は、特徴量の閾値処理、特徴量を入力とする機械学習（ＳＶＮ、ニューラルネットワーク）等を用いて算出することができる。なお、異常値の算出方法はこれに限られるものではなく、特徴量から算出できる方法であればどのような方法であってもよい。例えば、異常度を直接閾値と比較する代わりに、異常度の変動を示す値と閾値とを比較して、間接的に算出するようにしてもよい。 That is, the determination unit 104 calculates an abnormal value corresponding to the current operation of the machine tool 203 by using the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 103. This abnormal value is a quantitative value calculated based on the feature amount with respect to the tool 213 of the processing machine 200, the motor and the spindle of the drive unit 212, and the like. This abnormal value can be calculated by using threshold processing of the feature amount, machine learning (SVN, neural network) using the feature amount as an input, or the like. The method for calculating outliers is not limited to this, and any method may be used as long as it can be calculated from the feature amount. For example, instead of directly comparing the degree of abnormality with the threshold value, the value indicating the fluctuation of the degree of abnormality may be compared with the threshold value and calculated indirectly.

さらに、判定部１０４は、算出された異常値の経時的な情報に基づいて、工作機械２０３に関する異常度を逐次決定し、当該決定された異常度に応じた工作機械２０３に関する動作の制御を決定し、当該制御に対応した制御信号を発生する。例えば、判定部１０４は、異常度がこれまで同様の加工と比べ著しく乖離のある特徴（変化）を示した際に、当該異常度に基づいて加工を直ちに停止する動作を決定し、工作機械のコントローラにそのための制御信号を発生する。 Further, the determination unit 104 sequentially determines the degree of abnormality of the machine tool 203 based on the calculated abnormal value over time, and determines the control of the operation of the machine tool 203 according to the determined degree of abnormality. Then, a control signal corresponding to the control is generated. For example, when the degree of abnormality shows a feature (change) that is significantly different from the same machining so far, the determination unit 104 determines the operation of immediately stopping the machining based on the degree of abnormality, and determines the operation of the machine tool. A control signal for that is generated in the controller.

記憶部１１１は、診断装置１００による診断機能で必要な各種情報、後述する診断処理を実行するための専用プログラム等を記憶する。記憶部１１１は、例えば図３のＲＡＭ６３およびＨＤＤ６５などにより実現できる。記憶部１１１は、工作機械２０３の現在の動作に対応する稼動情報、加工情報、検知情報、判定部１０４において算出された異常度を、相互に紐付して記憶する。なお、記憶部１１１は、必要に応じて、異常値の算出、特徴量の算出に用いる少なくとも一つ以上の深層学習モデルを記憶することもできる。 The storage unit 111 stores various information necessary for the diagnostic function of the diagnostic apparatus 100, a dedicated program for executing the diagnostic process described later, and the like. The storage unit 111 can be realized by, for example, the RAM 63 and the HDD 65 of FIG. The storage unit 111 stores the operation information, the machining information, the detection information, and the degree of abnormality calculated by the determination unit 104 corresponding to the current operation of the machine tool 203 in association with each other. The storage unit 111 can also store at least one or more deep learning models used for calculating outliers and calculating feature amounts, if necessary.

また、記憶部１１１は、図８に示す様な工作機械動作種別テーブルを記憶する。工作機械動作種別テーブルとは、工作機械２０３がとり得る各動作（工作機械動作）につき、動作番号と制御信号とを工作機械の種類・機種に応じて定義するテーブルである。工作機械動作は対象となる工作機械のコントローラとなるCNCやプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などのインタフェースを通じて操作できるものであればどのような動作でもよい。 Further, the storage unit 111 stores a machine tool operation type table as shown in FIG. The machine tool operation type table is a table in which an operation number and a control signal are defined according to the type and model of the machine tool for each operation (machine tool operation) that the machine tool 203 can take. The machine tool operation may be any operation as long as it can be operated through an interface such as CNC or programmable logic controller (PLC) which is the controller of the target machine tool.

また、記憶部１１１は、図９（ａ）に示す様な閾値テーブル、図９（ｂ）に示す様な異常度テーブルを記憶する。閾値テーブルは、異常値に対して任意の閾値を任意の個数で設定することができる。また、異常度テーブルは、異常値の範囲によって常度を定義するためのテーブルである。なお、閾値テーブル及び異常度テーブルは、同一加工情報グループ毎に作成することができる。 Further, the storage unit 111 stores a threshold value table as shown in FIG. 9A and an abnormality degree table as shown in FIG. 9B. In the threshold table, any number of arbitrary thresholds can be set for outliers. The anomaly degree table is a table for defining the normality according to the range of outliers. The threshold table and the abnormality degree table can be created for each of the same machining information groups.

また、記憶部１１１は、図１０に示す様な異常度毎の工作機械動作を設定する工作機械動作設定テーブルを記憶する。工作機械動作設定テーブルとは、異常度に応じて工作機械をどのように動作させるかを定義するためのデーブルであり、図８に示した工作機械動作種別テーブルと図９に示した閾値テーブルとを利用して予め作成される。判定部１０４は、当該工作機械動作設定テーブルを参照することで、異常度に応じて工作機械の動作を制御することができる。例えば、判定部１０４は、異常レベル０の領域は加工異常がない領域として設定され、工作機械への動作指令は行わない。異常レベル1の領域では、加工自体は問題がないが、警告ランプを点滅させるなど警告を促し、異常度レベル2であった場合は、現在の加工が終わるのを待ち安全に加工を停止する動作指令を出す。異常レベル3では、工作機械を非常停止する動作指令を出す。 Further, the storage unit 111 stores a machine tool operation setting table for setting the machine tool operation for each degree of abnormality as shown in FIG. The machine tool operation setting table is a table for defining how the machine tool is operated according to the degree of abnormality, and includes the machine tool operation type table shown in FIG. 8 and the threshold table shown in FIG. Is created in advance using. The determination unit 104 can control the operation of the machine tool according to the degree of abnormality by referring to the machine tool operation setting table. For example, the determination unit 104 sets the region of abnormality level 0 as a region where there is no machining abnormality, and does not give an operation command to the machine tool. In the area of abnormality level 1, there is no problem in machining itself, but a warning is issued by blinking the warning lamp, and if the abnormality level is 2, the operation of waiting for the current machining to finish and safely stopping machining is performed. Issue a command. At abnormal level 3, an operation command is issued to stop the machine tool in an emergency.

なお、記憶部１１１に記憶された工作機械種別設定テーブル、閾値テーブル、工作機械動作設定テーブルは、それぞれ、図示していない入力部からの入力操作により、その内容を任意に変更することができる。また、通信Ｉ／Ｆ６４を介して、外部より新たなテーブルを取得することも可能である。 The contents of the machine tool type setting table, the threshold value table, and the machine tool operation setting table stored in the storage unit 111 can be arbitrarily changed by an input operation from an input unit (not shown). It is also possible to acquire a new table from the outside via the communication I / F64.

次に、このように構成された第一の実施形態に係る診断装置１００による診断処理について図１１を用いて説明する。図１１は、第一の実施形態における診断処理の一例を示すフローチャートである。なお、同図に示すフローチャートは、異常値を図４に示した同一種類の加工処理を単位として、逐次的に実行されるものである。 Next, the diagnostic process by the diagnostic apparatus 100 according to the first embodiment configured in this way will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing an example of the diagnostic process according to the first embodiment. In the flowchart shown in the figure, the outliers are sequentially executed in units of the same type of machining process shown in FIG.

図１１に示す様に、受信部１０１ａは、加工機２００の通信制御部２０２より、稼働情報、加工情報、検知情報を受信する（ステップＳ１）。信号処理部１０６は、稼働情報と検知情報に対して前処理を実行する。特徴量算出部１０３は、前処理後の稼働情報と検知情報とを用いて、特徴量を算出する（ステップＳ２）。 As shown in FIG. 11, the receiving unit 101a receives the operation information, the processing information, and the detection information from the communication control unit 202 of the processing machine 200 (step S1). The signal processing unit 106 executes preprocessing on the operation information and the detection information. The feature amount calculation unit 103 calculates the feature amount using the operation information and the detection information after the preprocessing (step S2).

判定部１０４は、特徴量を用いて異常値を算出し、当該算出された異常値と図９（ａ）に示した閾値テーブル及び図９（ｂ）に示した異常度テーブルとを用いて、異常度を判定する（ステップＳ３）。判定部１０４は、判定された異常度と図１０に示す工作機械動作設定テーブルとを用いて、現在の工作機械の動作制御を決定する（ステップＳ４）。例えば、算出された異常値が８である場合には、判定部１０４は、閾値テーブルと異常度テーブルとから現在の動作の異常度は「０」と判定し、判定された異常度「０」と工作機械動作設定テーブルとから、「なにもしない（異常なし）」として現在の工作機械の動作制御を決定する。一方、例えば、算出された異常値が２５である場合には、判定部１０４は、閾値テーブルと異常度テーブルとから現在の動作の異常度は「３」と判定し、判定された異常度「３」と工作機械動作設定テーブルとから、「非常停止」として現在の工作機械の動作制御を決定する。 The determination unit 104 calculates an abnormal value using the feature amount, and uses the calculated abnormal value, the threshold value table shown in FIG. 9 (a), and the abnormality degree table shown in FIG. 9 (b). The degree of abnormality is determined (step S3). The determination unit 104 determines the current operation control of the machine tool by using the determined abnormality degree and the machine tool operation setting table shown in FIG. 10 (step S4). For example, when the calculated abnormal value is 8, the determination unit 104 determines from the threshold value table and the abnormality degree table that the abnormality degree of the current operation is “0”, and determines the abnormality degree “0”. And the machine tool operation setting table, the operation control of the current machine tool is determined as "do nothing (no abnormality)". On the other hand, for example, when the calculated abnormal value is 25, the determination unit 104 determines from the threshold value table and the abnormality degree table that the abnormality degree of the current operation is "3", and determines the abnormality degree "3". From "3" and the machine tool operation setting table, the operation control of the current machine tool is determined as "emergency stop".

判定部１０４は、ステップＳ４において決定された動作制御から、加工機２００に対して動作指令を行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ５）。その結果、動作指令を行う必要がある場合（例えば、「非常停止」として現在の工作機械の動作制御する場合）には（ステップＳ５のＹｅｓ）、判定部１０４は、決定された動作制御を実行させる制御信号を、加工機２００の通信制御部２０２に対して送信する（ステップＳ６）。一方、動作指令を行う必要がない場合には（ステップＳ５のＮｏ）、判定部１０４は、ステップＳ１において受け取った稼働情報、検知情報に基づく診断処理を終了する。 The determination unit 104 determines whether or not it is necessary to issue an operation command to the processing machine 200 from the operation control determined in step S4 (step S5). As a result, when it is necessary to issue an operation command (for example, when the operation of the current machine tool is controlled as "emergency stop") (Yes in step S5), the determination unit 104 executes the determined operation control. The control signal to be generated is transmitted to the communication control unit 202 of the machine tool 200 (step S6). On the other hand, when it is not necessary to issue an operation command (No in step S5), the determination unit 104 ends the diagnostic process based on the operation information and the detection information received in step S1.

なお、上述したステップＳ１乃至ステップＳ６の処理は、当該加工処理の間継続的に実施されるものである。また、当該加工処理が非常停止等により停止しない限り、次の加工処理へと移行し、同様の診断処理が継続して実行される。 The processing of steps S1 to S6 described above is continuously performed during the processing. Further, unless the processing is stopped due to an emergency stop or the like, the process proceeds to the next processing and the same diagnostic processing is continuously executed.

図１２は、例えば工具Ａについて上記診断処理を行った場合において、経時的にプロットされた異常値変化の一例を示したグラフである。同図の例では、加工数ｎ１（時刻ｔ１）までの期間は異常度「０」と判定した結果、診断装置１００は、現在の工作機械２０３の動作制御に関して加工機２００に対し制御信号を送信しない。加工数ｎ１（時刻ｔ１）から加工数ｎ２（時刻ｔ２）までの期間は異常度「１」と判定した結果、診断装置１００は、現在の工作機械２０３の動作制御に関して加工機２００に対し警告を出力させる制御信号を送信する。加工数ｎ２（時刻ｔ２）から加工数ｎ３（時刻ｔ３）までの期間は異常度「２」と判定した結果、現在の工作機械の動作制御として、工作機械を安全状態にした後停止させる。加工数ｎ３（時刻ｔ３）以降においては異常度「３」と判定した結果、診断装置１００は、現在の工作機械２０３の動作制御に関して加工機２００に対し工作機械を非常停止させる制御信号を送信する。 FIG. 12 is a graph showing an example of outlier changes plotted over time when the above diagnostic process is performed on the tool A, for example. In the example of the figure, as a result of determining the abnormality degree "0" during the period up to the number of machining n1 (time t1), the diagnostic apparatus 100 transmits a control signal to the machining machine 200 regarding the operation control of the current machine tool 203. do not do. As a result of determining the degree of abnormality "1" during the period from the number of machining n1 (time t1) to the number of machining n2 (time t2), the diagnostic apparatus 100 warns the machine tool 200 regarding the operation control of the current machine tool 203. The control signal to be output is transmitted. As a result of determining the degree of abnormality "2" during the period from the number of machining n2 (time t2) to the number of machining n3 (time t3), the machine tool is stopped after being put into a safe state as the operation control of the current machine tool. As a result of determining the abnormality degree "3" after the number of machining n3 (time t3), the diagnostic apparatus 100 transmits a control signal for emergency stopping the machine tool 200 to the machining machine 200 regarding the operation control of the current machine tool 203. ..

なお、同一種類の加工としてグルーピングされた稼働情報及び検知情報であるに関わらず、異常値及びその経時的変化が全く異なる傾向を示す場合がある。これは、使用工具、回転数、加工種類等の稼働情報が異なることに起因する。 In addition, regardless of the operation information and the detection information grouped as the same type of processing, the outliers and their changes with time may tend to be completely different. This is because the operation information such as the tool used, the rotation speed, and the machining type is different.

この問題を解決するため、事前に複数サイクルの加工を行うなどして、手動または機械学習などの学習手段を用いて図９に示した閾値テーブルを再設定（再定義）することで、異常値及びその経時的変化の傾向を調整することも可能である。また、例えば工具Ａにおいて非常停止の動作制御が実行された場合、これに連動させて別の工具Ｂの閾値を調整するようにしてもよい。この閾値の調整は、図９に示した閾値テーブルを再定義することで実現することができる。その結果、例えば図１３に示す様に、工具Ａ、工具Ｂのそれぞれに関する動作診断、診断に基づく現在の工作機械の動作制御が実行されることになる。また、工具Ａの動作制御の結果に基づいて工具Ｂの閾値等を下げることで早い段階で動作異常を発見するようにでき、工作機械動作を安全な状態に保つことができる。 In order to solve this problem, the threshold table shown in FIG. 9 is reset (redefined) by using learning means such as manual or machine learning by performing multiple cycles of machining in advance, thereby performing outliers. And it is also possible to adjust the tendency of its change over time. Further, for example, when the emergency stop operation control is executed in the tool A, the threshold value of another tool B may be adjusted in conjunction with this. This threshold adjustment can be realized by redefining the threshold table shown in FIG. As a result, for example, as shown in FIG. 13, the motion diagnosis of each of the tool A and the tool B, and the motion control of the current machine tool based on the diagnosis are executed. Further, by lowering the threshold value of the tool B or the like based on the result of the operation control of the tool A, it is possible to detect the operation abnormality at an early stage, and the machine tool operation can be kept in a safe state.

以上述べた様に、本発明の実施形態に係る診断装置及び診断システムによれば、工作機械に設けられたセンサから、工作機械の動作に関する情報を取得し、動作に関する情報から算出された特徴量に基づいて工作機械の異常度を判定し、異常度に応じた工作機械の動作制御を決定し、決定された動作制御に基づいて、工作機械に動作指示を出力する。従って、工作機械動作について、異常度に応じて段階的に適切な制御を実現することができる。 As described above, according to the diagnostic device and the diagnostic system according to the embodiment of the present invention, information on the operation of the machine tool is acquired from the sensor provided in the machine tool, and the feature amount calculated from the information on the operation is obtained. The degree of abnormality of the machine tool is determined based on the above, the operation control of the machine tool is determined according to the degree of abnormality, and the operation instruction is output to the machine tool based on the determined operation control. Therefore, it is possible to realize appropriate control of the machine tool operation stepwise according to the degree of abnormality.

すなわち、工作機械の各加工処理の異常値に対して、工作機械動作決定部で適切な動作を決定する必要があるが、加工処理の異常は、使用する工具・ワーク・主軸回転数・筐体重さ・筐体の個体差・加工プログラムなど様々な要因により変化する。このため、加工処理の異常に対して、画一的な工作機械動作を行うこと（異常と判定される閾値を一つ設定して超えたら常に工作機械を非常停止するなど）は適していない。本発明の実施形態に係る診断装置及び診断システムによれば、工作機械の特徴量に基づいて異常値を算出し、当該異常値に基づいて段階的に設定された異常度を判定し、その結果に基づいて、複数の動作制御から適切な動作を選択し工作機械を制御することができる。 That is, it is necessary for the machine tool operation determination unit to determine an appropriate operation for the abnormal value of each machining process of the machine tool, but the abnormal value of the machine tool is the tool, work, spindle speed, and housing weight to be used. It changes due to various factors such as individual differences in the housing and processing programs. For this reason, it is not suitable to perform a uniform machine tool operation against an abnormality in the machining process (such as setting one threshold value for determining an abnormality and always stopping the machine tool in an emergency). According to the diagnostic apparatus and the diagnostic system according to the embodiment of the present invention, an abnormal value is calculated based on the feature amount of the machine tool, and the degree of abnormality set stepwise is determined based on the abnormal value, and the result is Based on the above, it is possible to control the machine tool by selecting an appropriate motion from a plurality of motion controls.

（第二の実施形態）
図１４は、第二の実施形態に係る診断システム２の構成例を示すブロック図である。同図に示す様に、診断システム２は、加工機２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄと、対応する各加工機に接続して設けられた診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄと、統括装置３００と、を具備する。診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄと統括装置３００とは、ネットワークＮによって通信可能である。 (Second embodiment)
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of the diagnostic system 2 according to the second embodiment. As shown in the figure, the diagnostic system 2 includes the processing machines 200A, 200B, 200C, 200D, the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, 100D connected to the corresponding processing machines, and the control device 300. , Equipped with. The diagnostic devices 100A, 100B, 100C, 100D and the control device 300 can communicate with each other via the network N.

加工機２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄは、それぞれ加工機２００と同様の構成を有する。診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、それぞれ診断装置１００と同様の構成を有する。 The processing machines 200A, 200B, 200C, and 200D each have the same configuration as the processing machine 200. The diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D each have the same configuration as the diagnostic device 100.

統括装置３００は、診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを統括的に制御する。なお、統括装置３００のハードウェア構成は、図６に示した診断装置と実質的に同じであるので、その説明は省略する。また、統括装置３００は、上述した診断装置１００が有する各機能を持つことも可能である。さらに、診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄのいずれかによって統括装置３００を実現するようにしてもよい。 The control device 300 comprehensively controls the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D. Since the hardware configuration of the control device 300 is substantially the same as that of the diagnostic device shown in FIG. 6, the description thereof will be omitted. Further, the control device 300 can also have each function of the diagnostic device 100 described above. Further, the control device 300 may be realized by any one of the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D.

図１５は、第二の実施形態に係る診断システムの機能ブロック図である。診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄのそれぞれが有する機能は、第一の実施形態において説明した通りである。 FIG. 15 is a functional block diagram of the diagnostic system according to the second embodiment. The functions of the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D are as described in the first embodiment.

統括装置３００は、通信制御部３００ａ、診断装置制御部３００ｂを有する。 The control device 300 has a communication control unit 300a and a diagnostic device control unit 300b.

通信制御部３００ａは、診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄのそれぞれから、異常度に基づいて決定された工作機関に関する動作制御結果を受信する。通信制御部３００ａは、診断装置制御部３００ｂにおける判定結果に基づいて、診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの少なくとも一台における工作機関に関する動作制御結果を、他の工作機械に対して送信する。 The communication control unit 300a receives the operation control result regarding the machine tool determined based on the degree of abnormality from each of the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D. The communication control unit 300a transmits the operation control result regarding the machine tool in at least one of the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D to other machine tools based on the determination result in the diagnostic device control unit 300b.

診断装置制御部３００ｂは、診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの少なくとも一台において算出された異常度に対して決定された動作結果を、他の工作機械に対しても適用するか否かの判定を行う。診断装置制御部３００ｂは、決定された動作結果を、他の工作機械に対しても適用すると判定した場合には、診断装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの少なくとも一台における工作機関に関する動作制御結果を、他の工作機械に対して送信させる。 Whether or not the diagnostic device control unit 300b applies the operation result determined for the degree of abnormality calculated by at least one of the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D to other machine tools. Make a judgment. When the diagnostic device control unit 300b determines that the determined operation result is applied to other machine tools, the operation control result regarding the machine tool in at least one of the diagnostic devices 100A, 100B, 100C, and 100D. To other machine tools.

図１６は、第二の実施形態に係る診断処理の流れを示したフローチャートである。図１７は、第二の実施形態に係る診断処理の情報の流れを説明するための図である。 FIG. 16 is a flowchart showing the flow of the diagnostic process according to the second embodiment. FIG. 17 is a diagram for explaining the flow of information in the diagnostic process according to the second embodiment.

図１６、図１７に示す様に、異常度に基づいて「停止」の動作制御が決定さると、診断装置１００Ａは、加工機２００Ａに対して動作を停止させる制御信号（停止指令）を送信する（ステップＳ１０）。また、診断装置１００Ａは、統括装置３００の通信制御部３００ａに、加工機２００Ａに対して動作を停止させる制御信号（停止指令）を行ったことを送信する（ステップＳ１１）。 As shown in FIGS. 16 and 17, when the operation control of "stop" is determined based on the degree of abnormality, the diagnostic apparatus 100A transmits a control signal (stop command) to stop the operation to the processing machine 200A. (Step S10). Further, the diagnostic device 100A transmits to the communication control unit 300a of the control device 300 that a control signal (stop command) for stopping the operation has been sent to the processing machine 200A (step S11).

統括装置３００の診断装置制御部３００ｂは、診断装置１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄのそれぞれに対して、診断装置１００Ａが加工機２００Ａに対して動作を停止させる制御信号（停止指令）を行ったことを送信する（ステップＳ１２）。 The diagnostic device control unit 300b of the control device 300 transmits to each of the diagnostic devices 100B, 100C, and 100D that the diagnostic device 100A has sent a control signal (stop command) to the processing machine 200A to stop the operation. (Step S12).

診断装置１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、統括装置３００の診断装置制御部３００ｂから加工機２００Ａが停止指令されたこと受け、それぞれ対応する加工機２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄに対して、動作制御を実行する（ステップＳ１３）。この動作制御は、各診断装置１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄにおいて、任意に設定することができる。例えば、診断装置１００Ａの加工機２００Ａに対する制御と同様に、動作を停止させてもよい。また、異常度の判定基準が下がるように閾値を変更してもよい。この様な他の診断装置の動作制御に連動した動作指令は、同一種類の加工処理を単位として実行される。また、閾値を下げる場合には、その下げ幅は指令動作（ここでは停止）の異常レベルに応じて変えることができる。 The diagnostic devices 100B, 100C, and 100D receive an instruction to stop the processing machine 200A from the diagnostic device control unit 300b of the control device 300, and execute operation control for the corresponding processing machines 200B, 200C, and 200D, respectively. Step S13). This operation control can be arbitrarily set in each of the diagnostic devices 100B, 100C, and 100D. For example, the operation may be stopped in the same manner as the control of the diagnostic device 100A for the processing machine 200A. Further, the threshold value may be changed so that the criterion for determining the degree of abnormality is lowered. Operation commands linked to the operation control of other diagnostic devices are executed in units of the same type of processing. Further, when lowering the threshold value, the lowering width can be changed according to the abnormal level of the command operation (stop in this case).

以上述べた様に、本発明の第二の実施形態に係る診断装置、診断システムによれば、複数の工作機械に対応して設けられた診断装置から動作制御に関する情報を統括装置において一元管理して共有し、複数の工作機械でそれぞれ行われる異常度の判定、工作機械動作指令を複数の工作機械に対しての動作指令、異常度の判定基準の調整として使用する。 As described above, according to the diagnostic device and the diagnostic system according to the second embodiment of the present invention, information on operation control is centrally managed by the control device from the diagnostic devices provided corresponding to a plurality of machine tools. It is shared and used as the judgment of the degree of abnormality and the machine tool operation command performed by each of the multiple machine tools as the operation command for multiple machine tools and the adjustment of the judgment standard of the degree of abnormality.

従って、例えば、同一加工を複数の工作機械を用いて行っている場合は、一台の工作機械で発生した異常に基づく工作機械の一時的な停止指令を複数台に同時に行うことで、加工中の問題が他の同一加工に対して影響がないか確認することができる。また、製造ラインにおいても、ある工程の加工を行う加工が異常だと判断されたとき、異常加工品を次の工程の工作機械などに流さないために、ある工作機械への診断装置からの動作命令を複数台への指令として行うことができる。 Therefore, for example, when the same machining is performed using a plurality of machine tools, a temporary stop command of the machine tools based on an abnormality generated by one machine tool is issued to the plurality of machines at the same time during machining. It can be confirmed whether the problem of is not affected by other same processing. Also, in the production line, when it is determined that the processing performed in one process is abnormal, the operation from the diagnostic device to the machine tool is performed so that the abnormally processed product is not sent to the machine tool in the next process. The command can be given as a command to multiple units.

これにより、複数台の工作機械が稼働するとき、ある工作機械で異常判定による動作指令が行われるたびに、他の工作機械の上記閾値を下げること閾値を超えやすくなり、早い段階で動作異常を発見するようにでき、工作機械動作を安全な状態に保つことができる。 As a result, when a plurality of machine tools are in operation, each time an operation command is issued by an abnormality determination in one machine tool, the threshold value of another machine tool is lowered to easily exceed the threshold value, and an operation abnormality is caused at an early stage. It can be discovered and the machine tool operation can be kept safe.

なお、本実施形態の診断装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。 The program executed by the diagnostic apparatus of the present embodiment is provided by being incorporated in a ROM or the like in advance.

本実施形態の診断装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供するように構成してもよい。 The program executed by the diagnostic apparatus of this embodiment is a file in an installable format or an executable format and is read by a computer such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, or a DVD (Digital Versatile Disk). It may be configured to be recorded on a possible recording medium and provided as a computer program product.

さらに、本実施形態の診断装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の診断装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。 Further, the program executed by the diagnostic apparatus of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by downloading via the network. Further, the program executed by the diagnostic apparatus of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.

本実施形態の診断装置で実行されるプログラムは、上述した各部（通信制御部、判定部など）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。 The program executed by the diagnostic apparatus of this embodiment has a module configuration including each of the above-mentioned parts (communication control part, judgment part, etc.), and as actual hardware, the CPU (processor) executes the program from the above ROM. By reading and executing, each of the above parts is loaded on the main storage device, and each part is generated on the main storage device.

５１ＣＰＵ
５２ＲＯＭ
５３ＲＡＭ
５４通信Ｉ／Ｆ
５５駆動制御回路
５６モータ
５７センサ
５８バス
６１ＣＰＵ
６２ＲＯＭ
６３ＲＡＭ
６４通信Ｉ／Ｆ
６５ＨＤＤ
６６バス
１００診断装置
１０１通信制御部
１０１ａ受信部
１０１ｂ送信部
１０２受付部
１０３特徴量算出部
１０４判定部
１０５生成部
１０６信号処理部
１１１記憶部
２００加工機
２０１数値制御部
２０２通信制御部
２０３工作機械
２１１センサ
２１２駆動部 51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 Communication I / F
55 Drive control circuit 56 Motor 57 Sensor 58 Bus 61 CPU
62 ROM
63 RAM
64 Communication I / F
65 HDD
66 Bus 100 Diagnostic device 101 Communication control unit 101a Reception unit 101b Transmission unit 102 Reception unit 103 Feature amount calculation unit 104 Judgment unit 105 Generation unit 106 Signal processing unit 111 Storage unit 200 Processing machine 201 Numerical control unit 202 Communication control unit 203 Machine tool 211 Sensor 212 Drive

特許第６４２６６６７号公報Japanese Patent No. 6426667

Claims

An acquisition unit that acquires information on the operation of the machine tool from a sensor provided on the machine tool,
A determination unit that determines the degree of abnormality of the machine tool based on the feature amount calculated from the information on the operation and determines the operation of the machine tool according to the degree of abnormality.
Based on the determined operation, the output unit that outputs the control instruction of the machine tool and
A diagnostic device comprising.

The determination unit
Outliers are calculated based on the features
The degree of abnormality is determined based on a threshold value set stepwise for the abnormal value.
The diagnostic device according to claim 1.

The machine tool is equipped with multiple tools
The determination unit determines the degree of abnormality for each of the plurality of tools.
The diagnostic device according to claim 2.

The determination unit changes the threshold value corresponding to the other tool of the plurality of tools according to the operation of the machine tool determined according to the degree of abnormality corresponding to any of the plurality of tools.
The diagnostic device according to claim 3.

The diagnostic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit determines the degree of abnormality in units of the same type of processing.

The diagnostic device according to any one of claims 1 to 5, wherein the output unit outputs a control signal of the machine tool to the machine tool and a diagnostic device for diagnosing the operation of another machine tool.

The diagnostic device according to claim 6, wherein the diagnostic device for diagnosing the operation of the other machine tool controls the other machine tool based on an output control signal of the machine tool.

The acquisition unit acquires the control instruction output from the diagnostic device for diagnosing another machine tool, and obtains the control instruction.
The diagnostic device according to any one of claims 1 to 5, wherein the determination unit controls the machine tool based on the acquired control signal.

A diagnostic device including a machine tool and a diagnostic device for diagnosing the operation of the machine tool.
The diagnostic device is
An acquisition unit that acquires information on the operation of the machine tool from a sensor provided on the machine tool.
A determination unit that determines the degree of abnormality of the machine tool based on the feature amount calculated from the information on the operation and determines the operation of the machine tool according to the degree of abnormality.
A diagnostic system having an output unit that outputs a control instruction of the machine tool based on the determined operation.

On the computer
A step of acquiring information on the operation of the machine tool from a sensor provided on the machine tool, and
A step of determining the degree of abnormality of the machine tool based on the feature amount calculated from the information on the operation, and
A step of determining the operation of the machine tool according to the degree of abnormality, and
A step of outputting a control instruction of the machine tool based on the determined operation, and
A diagnostic program that realizes.