JP2023095753A - 異常検知装置、異常検知システム、異常検知方法および異常検知プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の異常検知システム1は、切削加工機10の工具13の摩耗または破損による異常を検知する。具体的には、異常検知システム1は、図1に示すように、切削加工機10、センサ20、異常検知装置30および警報装置40を備える。
第2実施形態では、異常検知装置30の処理が異なる。これ以外は、第1実施形態と同様である。この異常検知装置30の処理について、図10のフローチャートおよび図11を参照して説明する。
第3実施形態では、異常検知装置30の処理が異なる。これ以外は、第1実施形態および第2実施形態と同様である。この異常検知装置30の処理について、図12のフローチャートを参照して説明する。
第4実施形態では、異常検知装置30のステップS104の処理が第1実施形態と異なる。これ以外は、第1実施形態と同様である。
第5実施形態では、異常検知装置30のステップS114、ステップS116およびステップS118の処理が第1実施形態と異なる。これ以外は、第1実施形態と同様である。次に、これらのステップS114、ステップS116およびステップS118の処理について、図13のフローチャートを参照して説明する。
第6実施形態では、異常検知装置30の処理が第1実施形態と異なる。これ以外は、第1実施形態と同様である。次に、この異常検知装置30の処理について、図14のフローチャートを参照して説明する。
第7実施形態では、図15に示すように、異常検知システム1のセンサ20が2つ備えられる。また、異常検知装置30の処理が第1実施形態と異なる。これ以外は、第1実施形態と同様である。
第8実施形態では、図17に示すように、異常検知装置30は、インターネット等のネットワークに接続されている。また、切削加工機10、センサ20および警報装置40は、このネットワークを介して異常検知装置30と通信する図示しない通信部を有する。さらに、異常検知装置30は、ネットワークを介して切削加工機10、センサ20および警報装置40と通信することで、切削加工機10、センサ20および警報装置40を作動させる。また、異常検知装置30は、ネットワークを経由して切削加工機10、センサ20および警報装置40と通信することで、切削加工機10、センサ20および警報装置40についての情報を切削加工機10、センサ20および警報装置40から取得する。これら以外は、第1実施形態と同様である。この第8実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。また、第8実施形態では、下記に記載する効果も奏する。
第9実施形態では、図18に示すように、切削加工機10は、加工制御部11、工具用モータ12、工具13、ステージ14、スライド15および工具交換機50に加えて、測定器80を有する。また、異常検知装置30の処理が第1実施形態と異なる。これら以外は、第1実施形態と同様である。
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
[請求項1]
加工機(10)の加工によって発生する物理量の周波数成分を取得する解析部(S102)と、
前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出する算出部(S110)と、
前記算出部によって平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する判定部(S112、S114、S116、S120)と、
を備える異常検知装置。
[請求項2]
前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値は、前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値から、前記加工機の工具(13)の回転による周波数のうち前記所定範囲に含まれる周波数に対応する強度に関する値を減算した値であって、
前記算出部は、前記減算した値を平滑化した値を算出する請求項1に記載の異常検知装置。
[請求項3]
前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値は、前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値から、前記加工機の空転時に発生する前記物理量の周波数のうち前記所定範囲に含まれる周波数に対応する強度に関する値を減算した値であって、
前記算出部は、前記減算した値を平滑化した値を算出する請求項1に記載の異常検知装置。
[請求項4]
前記算出部は、前記所定範囲の周波数に含まれる前記加工機の加工による摩耗に関するピーク値よりも大きいピーク値を算出する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項5]
前記判定部(S112、S114、S116)は、前記算出部によって平滑化された値が前記摩耗閾値以上であるとき、前記加工機の工具(13)が摩耗による異常であると判定する請求項1ないし4のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項6]
前記破損閾値は、前記摩耗閾値よりも小さくなっており、
前記判定部(S120)は、前記算出部によって平滑化された値が前記摩耗閾値以上から前記破損閾値未満に変化したとき、前記加工機の工具(13)が破損したと判定する請求項1ないし5のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項7]
前記判定部(S114、S116)は、前記算出部によって平滑化された値の積算値が閾値以上であるとき、前記工具が摩耗による異常であると判定する請求項5に記載の異常検知装置。
[請求項8]
前記解析部は、複数のセンサ(20)によって検出された前記物理量の周波数成分を取得する請求項1ないし7のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項9]
前記異常検知装置は、ネットワークに接続されており、前記ネットワークを介して前記加工機と通信する請求項1ないし8のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項10]
前記判定部によって前記加工機が異常であると判定されたとき、前記加工機が異常であることを警報装置(40)に報知させる報知部(S118、S122)さらに備える請求項1ないし9のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項11]
前記判定部によって前記加工機が異常であると判定されたとき、前記加工機の工具(13)を工具交換機(50)に自動交換させる交換部(S124)をさらに備える請求項1ないし10のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項12]
前記判定部によって前記加工機が異常であると判定されたとき、光を用いて前記加工機の工具(13)の形状を測定する測定器(80)に前記工具の形状を測定させる測定部(S150)と、
前記工具の形状変化を算出することにより前記工具の異常度合を算出する度合算出部(S152)と、
をさらに備える請求項1ないし11のいずれか1つに記載の異常検知装置。
[請求項13]
加工機(10)の加工によって発生する物理量を検出するセンサ(20)と、
前記物理量の周波数成分を取得する解析部(S102)と、前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出する算出部(S110)と、前記算出部によって平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する判定部(S112、S114、S116、S120)と、を有する異常検知装置(30)と、
を備える異常検知システム。
[請求項14]
加工機(10)の加工によって発生する物理量の周波数成分を取得し、
前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出し、
平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する、異常検知方法。
[請求項15]
異常検知装置を、
加工機(10)の加工によって発生する物理量の周波数成分を取得する解析部(S102)、
前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出する算出部(S110)、および、
前記算出部によって平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する判定部(S112、S114、S116、S120)として、機能させる異常検知プログラム。
10 切削加工機
11 加工制御部
12 工具用モータ
13 工具
20 センサ
30 異常検知装置
40 警報装置
50 工具交換機
Claims (15)
- 加工機(10)の加工によって発生する物理量の周波数成分を取得する解析部(S102)と、
前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出する算出部(S110)と、
前記算出部によって平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する判定部(S112、S114、S116、S120)と、
を備える異常検知装置。 - 前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値は、前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値から、前記加工機の工具(13)の回転による周波数のうち前記所定範囲に含まれる周波数に対応する強度に関する値を減算した値であって、
前記算出部は、前記減算した値を平滑化した値を算出する請求項1に記載の異常検知装置。 - 前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値は、前記所定範囲の周波数に対応する強度に関する値から、前記加工機の空転時に発生する前記物理量の周波数のうち前記所定範囲に含まれる周波数に対応する強度に関する値を減算した値であって、
前記算出部は、前記減算した値を平滑化した値を算出する請求項1に記載の異常検知装置。 - 前記算出部は、前記所定範囲の周波数に含まれる前記加工機の加工による摩耗に関するピーク値よりも大きいピーク値を算出する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
- 前記判定部(S112、S114、S116)は、前記算出部によって平滑化された値が前記摩耗閾値以上であるとき、前記加工機の工具(13)が摩耗による異常であると判定する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
- 前記破損閾値は、前記摩耗閾値よりも小さくなっており、
前記判定部(S120)は、前記算出部によって平滑化された値が前記摩耗閾値以上から前記破損閾値未満に変化したとき、前記加工機の工具(13)が破損したと判定する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。 - 前記判定部(S114、S116)は、前記算出部によって平滑化された値の積算値が閾値以上であるとき、前記工具が摩耗による異常であると判定する請求項5に記載の異常検知装置。
- 前記解析部は、複数のセンサ(20)によって検出された前記物理量の周波数成分を取得する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
- 前記異常検知装置は、ネットワークに接続されており、前記ネットワークを介して前記加工機と通信する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
- 前記判定部によって前記加工機が異常であると判定されたとき、前記加工機が異常であることを警報装置(40)に報知させる報知部(S118、S122)さらに備える請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
- 前記判定部によって前記加工機が異常であると判定されたとき、前記加工機の工具(13)を工具交換機(50)に自動交換させる交換部(S124)をさらに備える請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。
- 前記判定部によって前記加工機が異常であると判定されたとき、光を用いて前記加工機の工具(13)の形状を測定する測定器(80)に前記工具の形状を測定させる測定部(S150)と、
前記工具の形状変化を算出することにより前記工具の異常度合を算出する度合算出部(S152)と、
をさらに備える請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異常検知装置。 - 加工機(10)の加工によって発生する物理量を検出するセンサ(20)と、
前記物理量の周波数成分を取得する解析部(S102)と、前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出する算出部(S110)と、前記算出部によって平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する判定部(S112、S114、S116、S120)と、を有する異常検知装置(30)と、
を備える異常検知システム。 - 加工機(10)の加工によって発生する物理量の周波数成分を取得し、
前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出し、
平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する、異常検知方法。 - 異常検知装置を、
加工機(10)の加工によって発生する物理量の周波数成分を取得する解析部(S102)、
前記周波数成分において前記加工機の加工により摩耗するときの周波数を含む所定範囲の周波数に対応する強度に関する値を平滑化した値を算出する算出部(S110)、および、
前記算出部によって平滑化された値が破損閾値(Sb_th)および摩耗閾値(Sw_th)の間の範囲外であるとき、前記加工機が異常であると判定する判定部(S112、S114、S116、S120)として、機能させる異常検知プログラム。
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