JP2020180878A - 異常診断システム、及び異常診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備の適切なメンテナンスとその効率的な稼働の両立を図る。【解決手段】モータ及び該モータにより駆動される出力部を有する制御軸が複数組み込まれた設備において、各制御軸に関連する異常診断を行う異常診断システムであって、複数の制御軸のそれぞれに設けられた複数の振動センサであって、各制御軸に対応するモータの駆動に関連して生じる振動を検出する複数の振動センサと、複数の振動センサのそれぞれにより検出された振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲における振動レベルを複数の制御軸ごとに算出する算出部と、算出部によって算出された、複数の制御軸での、複数の所定の周波数範囲における振動レベルの分布状態に基づいて、各制御軸に関連する異常診断を実行する診断部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の制御軸を有する設備の異常診断を行うシステム、およびその異常診断方法に関する。

ロボットや工作機械、半導体・液晶製造装置等の各種装置類には、可動部の進路を案内するための部品が用いられる。例えば、可動部が直進する箇所にはリニアガイドが用いられる。このような部品の選定に際しては、通常、安全係数を乗じた荷重に対して余裕のある定格荷重を持つものが選定されるが、近年では、例えば、部品に歪ゲージを取り付け、部品に加わる実荷重を算出して部品をより適格に管理する試みも行われている（例えば、特許文献１を参照）。

また、特許文献２では、リニアガイドの製品寿命を高精度に診断する技術が開示されている。そこでは、リニアガイドの軌道部材が形成する軌道に対する移動部材の変位量を基に、移動部材の転動面を軌道の方向沿いに区分けした仮想の区間毎に、移動部材が移動している際に各区間に発生する応力である移動時応力が算出されるとともに、移動部材が軌道沿いに移動する際のウェービングに伴い繰り返し発生する移動時応力の発生回数が、変位量を基に区間毎に算出される。そして、算出された移動時応力の大きさと移動時応力の発生回数とに基づいてリニアガイドの寿命診断が行われている。

特開２００７−２６３２８６号公報 特開２０１８−１０９５３８号公報

ロボットや工作機械等の設備は、様々な部品で構成されている。一般に、当該設備に所望の動作を実行させるために複数のモータが搭載され、その所望動作に合わせて各モータが駆動される。設備を好適に稼働させるためには、発生する不具合を速やかに検出し、適時に設備のメンテナンスを実施する必要がある。一般的な設備は多数の駆動部位が存在するため、設備全体としては異常状態が生じ得る箇所が多数あり、異常状態を検出するためにも多くのセンサ等の検出装置が必要となる。そのため、複数のモータが搭載される設備において異常状態を検出するのは容易ではなく、その検出精度を高めるのは困難である。

設備のメンテナンスについては、設備が実際に故障してしまってから当該故障に対応する事後保全を行う場合や、当該設備に関するこれまでの運転経験や運転履歴等に基づいて、故障が発生していない時点で保全対応を行う場合がある。しかしながら、このような保全対応では、設備を比較的長期にわたって停止させたり、設備としてはまだ安定した運転が可能であるにもかかわらずいたずらに設備を停止させたりすることとなり、効率的な設備稼働ができているとは言い難い。一方で、効率的な設備稼働のためには、故障に至る前にその予兆である異常状態を速やかに検出し、メンテナンスの実施へと繋げていくのが好ましい。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、設備の適切なメンテナンスとその効率的な稼働の両立を可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明において、上記課題を解決するために、本発明の異常診断システムは、設備に含まれる複数の制御軸のそれぞれに振動センサを設置するという簡便な構成によって、複数の制御軸に対応する振動レベルの分布状態に基づいて、各制御軸の異常診断を行う構成を採用した。

詳細には、本発明は、モータ及び該モータにより駆動される出力部を有する制御軸が複数組み込まれた設備であって、該複数の制御軸の少なくとも一軸は、他の制御軸の少なくとも一軸に対応する該モータが駆動したときその駆動による振動が伝達されるように構成された設備において、各制御軸に関連する異常診断を行う異常診断システムであって、前記複数の制御軸のそれぞれに設けられた複数の振動センサであって、各制御軸に対応する前記モータの駆動に関連して生じる振動を検出する複数の振動センサと、前記複数の振動センサのそれぞれにより検出された振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲における振動レベルを前記複数の制御軸ごとに算出する算出部と、前記算出部によって算出された、前記複数の制御軸での、前記複数の所定の周波数範囲における前記振動レベルの分布状態に基づいて、各制御軸に関連する異常診断を実行する診断部と、を備える。

設備の適切なメンテナンスとその効率的な稼働の両立を図ることが可能となる。

実施形態に係る設備である縦型マシニングセンタの概略構成を示す図である。 実施形態に係る異常診断システムの機能的な構成を表す図である。 異常診断システムにより実行される異常診断制御のフローチャートである。 図３に示す異常診断制御で利用される、振動レベルの分布状態を表す第１の図である。 図３に示す異常診断制御で利用される、振動レベルの分布状態を表す第２の図である。

本実施形態の異常診断システムは、制御軸が複数組み込まれた設備であって、複数の制御軸の少なくとも一軸は、他の制御軸のうち少なくとも一軸においてそのモータが駆動したときに生じる振動が伝達されるように構成された設備において、各制御軸の異常診断を行う。ここで言う制御軸間の振動の伝達とは、制御軸間で振動が相互作用するように当該設備が構成されていることを意味する。また、各制御軸は、対応するモータと出力部を有している。一つの制御軸に、複数のモータや複数の出力部が含まれていても構わない。制御軸の出力部は、設備における出力部と必ずしも一致する必要はなく、複数の制御軸の出力部が組み合わされて設備における出力部として形成されてもよい。

このように構成される設備においては、複数の制御軸のうちある制御軸に対応するモータが駆動すると、その駆動に起因して生じた振動が他の制御軸に作用し得る。そこで、各制御軸に設けられた振動センサによって、その際の振動が検出される。換言すると、複数の制御軸に設けられた複数の振動センサは、各制御軸に設けられた、対応するモータが駆動したときに設備全体に伝わる振動を検出することができる。また、設備において各制御軸に設けられた振動センサにより検出される振動レベル（振動の大きさ）はすべて同じではなく、設備の機械構成を反映したものとなる。

ここで、設備においてその機械構成が正常状態にある場合と、当該機械構成が異常状態にある場合とでは、振動伝達の観点から機械的な条件に相違が生じる。なお、本実施形態
における「異常状態」とは、設備のメンテナンスの観点から、当該設備を継続的に稼働させるためのメンテナンスを必要とする、設備の稼働状況に関する状態であり、当該設備が完全に稼働できなくなるような、いわゆる故障状態とは異なる。換言すれば、設備における異常状態とは、設備はまだ稼働可能である状態ではあるもののいずれ部品交換等のメンテナンスが必要となる状態であり、正常状態とは区別される状態を意味する。そして、設備における異常状態の程度（以下、異常状態の有無を含むものとする）に応じて、各制御軸で検出される振動レベルは、設備が正常状態にある場合と比べて変化することになる。また、設備で生じ得る異常状態の種類によっては、当該設備での振動伝達に関する機械的条件も当該種類ごとに異なり得るため、制御軸全体で見たときの振動レベルの分布状態を異常状態の種類ごとに関連付けることが可能となる。

そこで、本実施形態の異常診断システムでは、設備で生じ得る異常状態の種類を好適に見分けることができるようにするために、算出部が、振動センサで検出される振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲ごとに振動レベルを算出した上で、診断部は、複数の制御軸にわたって得られる、制御軸全体での振動レベルの分布状態に基づいて、設備における各制御軸に関連する異常診断を実行する。上記複数の所定の周波数範囲は、設備の機械構成や、そこで想定される異常状態を検出しやすくするための振動特性（振動の共振周波数等）を考慮して適宜設定することができる。複数の周波数範囲は、それぞれが必ずしも連続した周波数範囲である必要はなく、また、必ずしも各周波数範囲の広さが同じである必要はない。

このように上記異常診断システムでは、各制御軸に振動センサを設置するという比較的簡便な構成によって、制御軸間で振動が相互作用することを考慮することで設備における異常診断を好適に実行することができる。特に、異常診断に供する情報は、実際に設備が稼働して得られる情報であるから、その際の設備の異常状態の程度が的確に反映されているものであり、以て設備の稼働を好適に維持しながら当該異常診断を好適に実現できる。この結果、設備の部品交換等のメンテナンスを実施するタイミングを適切に設定することも可能となる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施形態＞
図１は、本実施形態の異常診断システムが適用される設備１の一例である縦型マシニングセンタの概略構成を示す。特に、図１の上段（ａ）は、設備１の加工エリアの外観を表しており、下段（ｂ）は、設備１を構成する３つの制御軸の概略構成を表している。設備１は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３つの制御軸を有する縦型マシニングセンタであり、Ｘ軸及びＹ軸が水平面上に配置され、Ｚ軸は鉛直方向に配置される。図１の上段（ａ）に示すように、設備１の加工エリアにおいて、ワークが置かれるテーブル２が配置される。テーブル２は、Ｘ軸及びＹ軸に従って制御される。Ｘ軸にはカバー１１が配置され、Ｙ軸にはカバー２１が配置される。また、テーブル２に配置されたワークに対して切削加工が可能となるように、スピンドル３１が配置され、スピンドル３１はＺ軸に従ってその位置が制御される。なお、スピンドル３１のモータ本体はカバー３２内に配置される。

ここで、各制御軸の詳細について、図１の下段（ｂ）に基づいて説明する。Ｘ軸においては、Ｘ軸のアクチュエータであるモータ１３が配置され、モータ１３の出力軸はボールねじ１４に連結され、ボールねじ１４に対応するナット１５がＸ軸の出力部に相当する。また、Ｘ軸はテーブル２を直接駆動する制御軸であり、そのＸ軸に沿った移動は、レール１２ａとその上をスライドしながらテーブル２を支持する移動部材１２ｂによって実現さ
れる。同じように、Ｙ軸においても、Ｙ軸のアクチュエータであるモータ２３が配置され、モータ２３の出力軸はボールねじ２４に連結され、ボールねじ２４に対応するナット２５がＹ軸の出力部に相当する。なお、Ｙ軸はテーブル２と上記のＸ軸の構成を駆動する制御軸であり、そのＹ軸に沿った移動は、レール２２ａとその上をスライドしながらテーブル２及びＸ軸構成を支持する移動部材２２ｂによって実現される。また、Ｚ軸においては、Ｚ軸のアクチュエータであるモータ３３が配置され、モータ３３の出力軸はボールねじ３４に連結され、ボールねじ３４に対応するナット３５がＺ軸の出力部に相当する。また、Ｚ軸はスピンドル３１を鉛直方向に駆動する制御軸であり、そのＺ軸に沿った移動は、レール３２ａとその上をスライドしながらスピンドル３１を支持する移動部材３２ｂによって実現される。

このように構成される設備１では、Ｘ軸とＹ軸はともに水平面でのテーブル２の移動を実現する制御軸であり、Ｘ軸に関連する機械構成はＹ軸上に配置されている。このことから、Ｘ軸及びＹ軸は、それぞれでのモータ１３、２３の駆動により生じた振動は、互いに伝達され得る構成となっていることが理解できる。また、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸とは異なりスピンドル３１を鉛直方向に移動させる制御軸であるが、マシニングセンタである設備１の筐体を介して、Ｚ軸と、Ｘ軸及びＹ軸との間でも振動が伝達され得る構成となっていることが理解できる。なお、Ｘ〜Ｚ軸では全ての振動が互いに伝達するものではなく、振動の特性（振幅や周波数等）によっては実質的に制御軸間で伝達されない振動も存在し得る。

更に、Ｘ軸〜Ｚ軸の各制御軸には、それぞれでの振動を検出するために振動センサ１６、２６、３６が配置されている。なお、Ｘ軸の振動センサ１６によって検出される振動方向はＸ軸方向であり、Ｙ軸の振動センサ２６によって検出される振動方向はＹ軸方向であり、Ｚ軸の振動センサ３６によって検出される振動方向はＺ軸方向である。各振動センサ１６、２６、３６は、各制御軸での出力部の移動の妨げにならないように、各制御軸に含まれるレール１２ａ、２２ａ、３２ａの端部に配置されている。なお、振動センサ１６、２６、３６としては、公知の振動センサ又は加速度センサを利用することができ、その詳細な説明は省略する。

ここで、本実施形態の異常診断システムの構成について、図２に基づいて説明する。なお、当該異常診断システムは、処理装置５と、それに電気的に接続されているＸ軸〜Ｚ軸の振動センサ１６、２６、３６で構成されている。処理装置５は、実質的に演算処理装置及びメモリを有するコンピュータであり、そこで所定の制御プログラムが実行されることで、図２に示す機能部が形成される。なお、振動センサ１６、２６、３６のそれぞれにより検出された振動情報は、処理装置５へと引き渡される。

処理装置５は、算出部５１、診断部５２、及び格納部５３を有している。算出部５１は、振動センサ１６、２６、３６のそれぞれから各制御軸での振動情報を受け取るとともに、当該振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲における振動レベルを制御軸ごとに算出する。設備１において発生が想定される複数の異常状態は、各制御軸において発生する様々な振動と関連付けることができる。例えば、第１の異常状態では、他の制御軸と比べてＸ軸に振動が発生しやすく、第２の異常状態では、他の制御軸と比べてＺ軸に振動が発生しやすい場合がある。また、第３の異常状態と第４の異常状態では、他の制御軸と比べてＹ軸に振動が発生する傾向があるものの、Ｙ軸に発生する振動の周波数特性（例えば、振動の共振周波数）が異なる場合がある。このように設備１で生じる様々な異常状態と、各制御軸での振動に関する特徴が関連付けられるとき、その振動に関する特徴を利用することで、設備１における異常状態を診断することができる。この点を考慮して、所定の周波数範囲が複数設定される。すなわち、設備１で発生が想定される異常状態を検出しやすくするための振動特性に基づいて、所定の周波数範囲のそれぞれが適宜設定できる。

例えば、後述の図４では、所定の周波数範囲として５つの範囲（バンド１〜バンド５）が設定されている。各周波数範囲間では周波数の重複はなく、各範囲に属する周波数の相関については、バンド１＜バンド２＜バンド３＜バンド４＜バンド５の関係となっている。各周波数範囲は、それぞれが必ずしも連続した周波数範囲である必要はなく、また、必ずしも各周波数範囲の広さ（各バンドの幅）が同じである必要はない。なお、設定された複数の所定の周波数範囲は、各制御軸に対して共通に使用される。

算出部５１は、振動センサ１６、２６、３６のそれぞれから受け取った振動情報に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を施して、予め設定されている周波数範囲における、周波数に関する所定の特徴量に基づいて、当該周波数範囲での振動レベルを算出する。当該所定の特徴量としては、例えば、当該周波数範囲におけるＦＦＴ処理値のピーク値や平均値等を採用してもよい。算出部５１は、同じタイミングで各制御軸における、複数の所定の周波数範囲のそれぞれに対応する振動レベルを算出する。本実施形態では、振動レベルは、設備１において異常状態が発生していない正常状態での、各制御軸の上記所定の特徴量を基準として、例えば、下記の式のように相対的に算出される指数である。
振動レベル ＝ （実際の所定の特徴量）／（正常状態での所定の特徴量）
したがって、例えば、図４で示す例では、実際の所定の特徴量が正常状態での所定の特徴量と同値である場合には振動レベルは「１」とされ、設備１における異常状態の程度が実際の所定の特徴量に反映されることで振動レベルの数値は変動する。すなわち、振動レベルの数値が１を超えて大きくなるに従い、設備１における異常状態の程度が大きくなっていることを意味する。

次に、診断部５２は、算出部５１によって算出された、複数の所定の周波数範囲のそれぞれにおける、制御軸全体での振動レベルの分布状態に基づいて、各制御軸に関連する異常診断を実行する。設備１における異常状態の種類によって影響を受けやすい制御軸やその影響が表れやすい周波数範囲は変動することから、当該分布状態は、設備１における異常状態の種類を反映する情報と言うことができる。そこで、上記のように診断部５２は、振動レベルの分布状態に基づいて異常診断を実行することができる。そして、その異常診断を行うために、当該分布状態と比較される振動分布情報が、格納部５３に格納されている。当該振動分布情報は、設備１で発生が想定されている異常状態と関連付けられている情報であって、その異常状態が設備１で仮に発生したときに各制御軸で検出される振動情報に基づいて形成された振動レベルの分布情報である。換言すると、振動分布情報は、設備１で生じる一の異常状態を、他の異常状態と区別可能に表す振動分布に関する情報である。したがって、診断部５２は、振動レベルの分布状態が、ある振動分布情報と一致するとき、または当該振動分布情報に近似しているときには、当該振動分布情報が表す異常状態が、設備１において発生していると診断することができる。

ここで、処理装置５による異常診断制御に関する処理の一例について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。当該異常診断制御は、設備１においてワーク加工を開始する前やワーク加工を終了した後等の所定のタイミングにおいて実行することができる。先ず、Ｓ１０１では、設備１における異常状態を検出するために予め設定されている診断用の各制御軸のモータ１３、２３、３３やスピンドル３１の駆動を開始する。例えば、３つの制御軸のモータのうちの１つのモータやスピンドル３１を駆動してもよく、複数の制御軸のモータやスピンドル３１を同時に駆動してもよい。このように異常診断のために予め設定されているモータ等を駆動することで、当該モータ等の駆動に関連する異常状態をある程度絞り込むことができ、異常状態の検出精度を高めることができる。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。

Ｓ１０２では、Ｓ１０１で駆動開始されたモータ等の駆動中に、各制御軸に設置されて
いる振動センサ１６、２６、３６によって、各制御軸での振動が検出され、算出部５１がその振動に関する振動情報を取得する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。そして、Ｓ１０３では、Ｓ１０１で駆動開始されたモータ等の当該駆動が完了したか否かが判定される。Ｓ１０３で肯定判定されると処理はＳ１０４へ進み、否定判定されるとＳ１０２の処理を引き続き行う。

そして、Ｓ１０４では、算出部５１が、Ｓ１０２で取得された各制御軸の振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲における振動レベルを制御軸ごとに算出する。続いて、Ｓ１０５では、診断部５２が振動レベルの分布状態を生成し、更にＳ１０６で、その生成された分布状態に基づいて設備１における異常状態の程度を診断する。

ここで、図４に基づいて、診断部５２による異常状態の程度に関する診断について説明する。図４は、設備１において例示的な３つの異常状態が生じたときの、Ｓ１０５で生成された振動レベルの分布状態を（ａ）〜（ｃ）に表している。より具体的には、図４の上段（ａ）は、Ｙ軸のカバー２１に異常状態が生じた場合の振動レベルの分布状態を表している。当該分布状態は、Ｙ軸のモータ２３が駆動されることで検出、生成される。当該異常状態では、カバー２１の影響を受けてＹ軸の振動センサ２６の振動情報に基づいた振動レベルが、バンド１〜バンド３の周波数範囲で相対的に高くなっている。更に、上述の通り、設備１においてＸ軸はＹ軸に重なって配置されていることから、カバー２１の異常状態に起因する振動がＸ軸に伝達しやすい。一方で、カバー２１の異常状態であれば、その振動はＺ軸には概ね伝達されない。この結果、Ｘ軸の振動レベルは、Ｙ軸と同じようにバンド１〜バンド３の周波数範囲で相対的に高くなっているが、Ｙ軸よりは低いレベルである。更に、Ｚ軸の振動レベルは、Ｘ軸及びＹ軸の影響は受けていない。このように、図４の上段（ａ）に示す振動レベルの分布状態は、Ｙ軸のカバー２１の異常状態と関連付けられていると言える。

また、図４の中段（ｂ）は、Ｚ軸のスピンドル３１に異常状態が生じた場合の振動レベルの分布状態を表している。当該分布状態は、スピンドル３１が駆動されることで検出、生成される。当該異常状態では、スピンドル３１において周期的な機械振動が発生するものとする。このとき、Ｚ軸の振動センサ３６の振動情報に基づいた振動レベルが、バンド１〜バンド２の周波数範囲で相対的に高くなる一方で、その振動はＸ軸及びＹ軸には概ね伝達されない。このように、図４の中段（ｂ）に示す振動レベルの分布状態は、スピンドル３１のある異常状態（すなわち、上記周期的な機械振動を発生させる異常状態）と関連付けられていると言える。また、４の下段（ｃ）も、Ｚ軸のスピンドル３１に異常状態が生じた場合の振動レベルの分布状態を表しているが、当該異常状態では、スピンドル３１において金属同士の擦れが発生しているものとする。なお、当該分布状態も、スピンドル３１が駆動されることで検出、生成される。このとき、Ｚ軸の振動センサ３６の振動情報に基づいた振動レベルは、比較的高い周波数範囲であるバンド４〜バンド５の周波数範囲で相対的に高くなる一方で、その振動はＸ軸及びＹ軸には概ね伝達されない。このように、図４の下段（ｃ）に示す振動レベルの分布状態は、スピンドル３１のある異常状態（すなわち、金属同士の擦れが発生する異常状態）と関連付けられていると言える。

このように図４に示すように、設備１で生じ得る異常状態は、振動レベルの分布状態に関連付けられる。そこで、診断部５２は、このような分布状態と、格納部５３に格納されている振動分布情報とを比較することで、その比較結果に基づいて格納されている振動分布情報の何れかと一致している場合には、当該振動分布情報が表す異常状態が設備１において生じていると診断することができる。なお、生成された分布状態と格納されている振動分布情報とが相違する場合であっても、その相違量が所定の範囲に収まる場合（例えば、振動分布情報と相違する周波数範囲の数が所定数以下である等の条件が成立する場合）には、当該分布状態は当該振動分布情報に近似しているとして、当該振動分布情報が表す
異常状態が設備１において生じていると診断することもできる。

このように本異常診断制御によれば、各制御軸に振動センサ１６、２６、３６を設置するという比較的簡便な構成によって、制御軸間で振動が相互作用することを考慮することで設備１における異常診断を好適に実行することができる。特に、異常診断に供する情報は、実際に設備１が稼働して得られる情報であるから、その際の設備１の異常状態の程度が的確に反映されているものであり、以て設備１の稼働を好適に維持しながら当該異常診断を実現できる。この結果、設備１の部品交換等のメンテナンスを実施するタイミングを適切に設定することも可能となる。

なお、上記の異常診断制御では、Ｓ１０１において異常診断用のモータ等の駆動が行われているが、当該駆動は必ずしも必要な処理ではない。すなわち、設備１においてワークの加工等のためにモータ等の駆動が行われるときに、Ｓ１０２の振動情報の取得が行われてもよい。

また、図４では振動レベルの分布状態を、数値の分布で表しているが、この態様に代えて、図５に示すように各振動レベルを、対応する画像（イメージ）情報で表してもよい。図５では、振動レベルが高くなるに従い画像の色合いが濃くなっていくように、振動レベルと画像が対応付けられている。そして、図５に示す上段（ａ）は図４の上段（ａ）に対応し、図５に示す中段（ｂ）は図４の中段（ｂ）に対応し、図５に示す下段（ｃ）は図４の下段（ｃ）に対応している。このように振動レベルを画像化することで、画像処理を伴う公知の深層学習技術が利用しやすくなる。その結果、振動レベルの分布状態と格納部５３に格納されている振動分布情報とを比較して、その一致や近似程度を判断しやすくなり、以て、設備１における異常状態の程度を好適に診断できる。

＜変形例＞
上述までの実施形態では、振動レベルの分布状態と振動分布情報とを比較して、設備１における異常状態の程度を診断している。ここで、設備１で生じ得る異常状態に関し、当該異常状態が突発的に生じる場合もあれば、ある程度の時間を要しながら次第に当該異常状態が生じてくる場合もある。後者の場合、設備１における異常状態の推移に応じて、振動レベルの分布状態も推移していくものと考えられ、最終的に振動分布状態と一致又は近似した状態となることで、所定の異常状態が発生した状態へと至ることになる。

そこで、診断部５２は、このような振動レベルの分布状態の推移を利用することで、異常状態がいつ頃生じるのか予測することができる。具体的には、設備１における各制御軸でのモータ１３、２３、３３やスピンドル３１の駆動履歴と、振動レベルの分布状態の推移とに基づいて、異常状態の予測が可能となる。例えば、現時点での振動レベルの分布状態における、Ｘ軸及びＹ軸に関するバンド１〜バンド３の数値が、図４の上段（ａ）に示す数値の半分であって、それまでのＹ軸のモータ２３の駆動履歴が１０００時間とすれば、モータ２３が更に１０００時間駆動されたときに、図４の上段（ａ）に示す異常状態、すなわち、Ｙ軸のカバー２１の異常状態が生じ得ると予測することができる。

このように診断部５２によって異常状態が予測されると、処理装置５からユーザに対してその予測結果を通知し、ユーザのメンテナンス作業の備えを促すことができる。また、当該異常状態の予測が行われた場合でも、図３に示す異常診断制御が実行されることで、実際に当該異常状態が発生したときには、その発生を速やかに検出できる。

１・・・設備、５・・・処理装置、１３、２３、３３・・・モータ、１６、２６、３６・・・振動センサ、３１・・・スピンドル

Claims (6)

1. モータ及び該モータにより駆動される出力部を有する制御軸が複数組み込まれた設備であって、該複数の制御軸の少なくとも一軸は、他の制御軸の少なくとも一軸に対応する該モータが駆動したときその駆動による振動が伝達されるように構成された設備において、各制御軸に関連する異常診断を行う異常診断システムであって、
   前記複数の制御軸のそれぞれに設けられた複数の振動センサであって、各制御軸に対応する前記モータの駆動に関連して生じる振動を検出する複数の振動センサと、
   前記複数の振動センサのそれぞれにより検出された振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲における振動レベルを前記複数の制御軸ごとに算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された、前記複数の制御軸での、前記複数の所定の周波数範囲における前記振動レベルの分布状態に基づいて、各制御軸に関連する異常診断を実行する診断部と、
   を備える、異常診断システム。
2. 前記複数の所定の周波数範囲は、前記複数の制御軸に共通して設定される、
   請求項１に記載の異常診断システム。
3. 前記振動レベルの分布状態は、該振動レベルごとに区別可能な画像情報として表され、
   前記診断部は、前記振動レベルの分布状態を表す前記画像情報に対して所定の画像処理を施すことで、各制御軸に関連する異常診断を実行する、
   請求項１又は請求項２に記載の異常診断システム。
4. 前記設備において想定される一又は複数の異常状態に関連付けられた、前記振動レベルの分布状態を表す振動分布情報を格納する格納部を、更に備え、
   前記診断部は、前記算出部によって算出された前記振動レベルの分布状態と、前記格納部に格納されている前記振動分布情報とを比較し、その比較結果に基づいて各制御軸に関連する異常診断を実行する、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の異常診断システム。
5. 前記診断部は、前記設備における前記複数の制御軸での前記モータの駆動履歴と、前記算出部によって算出された前記振動レベルの分布状態の推移とに基づいて、各制御軸に関連する異常状態の発生を予測する、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の異常診断システム。
6. モータ及び該モータにより駆動される出力部を有する制御軸が複数組み込まれた設備であって、該複数の制御軸の少なくとも一軸は、他の制御軸の少なくとも一軸に対応する該モータが駆動したときその駆動による振動が伝達されるように構成された設備において、各制御軸に関連する異常診断を行う異常診断方法であって、
   前記複数の制御軸のそれぞれに設けられた複数の振動センサのそれぞれにより検出された、各制御軸に対応する前記モータの駆動に関連して生じる振動に関する振動情報に基づいて、複数の所定の周波数範囲における振動レベルを前記複数の制御軸ごとに算出し、
   前記複数の制御軸での、前記複数の所定の周波数範囲における前記振動レベルの分布状態に基づいて、各制御軸に関連する異常診断を実行する、
   異常診断方法。

Images