JP3780508B2 - 工作機械の異常診断装置、異常診断方法及び異常診断プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の異常現象を検出し、その異常現象に応じた異常処理に関する情報をユーザーに表示する工作機械の異常診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、工作機械の保全作業においては、異常が発生して機械が停止し、生産ラインが止まってから異常の原因を調査して対策を検討していた。このような方法ではライン停止時間が長くなり、そのため多大な損害をもたらす場合がある。
【０００３】
この問題を解決するため、工作機械に取り付けた振動センサや温度センサ等の各種センサから得られる情報や、サーボモータの実効電流や位置偏差等の情報等から工作機械の運転状態をモニタし、このモニタ結果に基づいて通常稼動時とは異なる異常現象の発生を検出し、工作機械の異常診断を行う技術が種々提案されている（例えば、特開平６−２８８７９６号公報等）。これらのものでは、工作機械の運転状態を示すデータが予め記憶した条件を満たしているか否かを判定し、この条件を満たしていれば異常現象が発生したとみなしてユーザーに対して予防保全を促すための警報を発し、推定される異常原因及び異常処理方法等を表示するようになっている。
【０００４】
これらの技術では、異常現象が発生しているか否かを判定するための条件と、その異常現象に対応する異常原因や異常処置方法等からなる異常処理情報とを予め異常診断装置に登録しなければならない。若しくは、工作機械の稼動中に発生した異常現象と、その異常現象に対応する異常処理情報を随時追加登録又は修正する作業をしなければならない。
【０００５】
異常現象の発生を検出するための条件を予め登録する場合には、その機械で発生する振動や熱を予想し、異常と判定する条件を定めなければならない。この条件を正確に求めることは実際上困難で、条件が厳しすぎれば異常現象を検出する前に機械に故障が発生し、条件が緩すぎれば正常に稼動できる状態であるのに警報を発してしまうこととなる。
【０００６】
また、稼動中に発生した異常現象に対応する異常処理情報を追加登録又は修正し、次回以降の異常発生時に役立てようとする場合には、その異常現象を検出するための条件をユーザーが決めなければならない。しかし、機械に故障が発生してその異常処理を行った後に、どのような異常現象が発生していたのかを正確に把握することは難しい。
【０００７】
以上のように、工作機械の運転状態をモニタし、そのモニタ結果に基づいて異常現象を検出する異常診断装置において、異常と判定する条件を正確に求めることは困難であった。このため、工作機械の異常診断機能が十分に活用できない場合も多かった。
【０００８】
また、従来の工作機械の設備診断装置では、ユーザーが追加登録した情報は、その工作機械に対してしか活用されていなかった。工場の生産ラインでは、同様の構成を持つ複数の工作機械が稼動している場合が多いが、これらの工作機械の間で、ユーザーが追加登録した情報を活用できるようにするには、各々の工作機械の設備診断装置に対して同じ情報を登録しなければならず、ユーザーの作業工数増加を招いていた。
【０００９】
またさらに、異常処理にあたり工作機械を構成するパーツを交換する必要が生じる場合があるが、このような場合にはできるだけ早く保守用のパーツを確保しなければならない。異常現象の発生を検知したとしても、保守用パーツの入手が遅れれば長期間生産ラインを停止させてしまうことになる。
【００１０】
従来は、工作機械が異常により停止してから、若しくは設備診断装置による警報が発せられてから必要な保守用パーツの型式やメーカー、管理番号等の情報をユーザーが調べ、工場内に保管している数量を確認してから当該パーツを手配する等の処理をしていた。このため、保守用パーツの入手に時間が掛かり、異常処理作業に取り掛かるのが遅れる場合があるという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような問題を解決するためになされたものである。請求項１、７及び８に記載の発明では、工作機械の一箇所又は複数箇所に設けられた測定装置から出力される測定データを経時的に記憶し、異常検出条件を追加／修正する際には前記測定データ記憶手段に記憶された測定データを参照可能とした。これにより、過去の測定データに基づいて、精度が良く効果の高い異常検出条件を求めることができる。請求項１、７及び８に記載の発明では、正常稼動時における測定装置からの測定データを記憶しておき、この正常稼動時の測定データと前記経時的に記憶した測定データとを比較して、この比較結果に基づいて異常検出条件を追加／修正することとした。これにより、正常稼動状態との測定データの違いを把握できるので、より精度の高い異常検出条件を効率よく求めることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、正常稼動時の測定データと前記経時的に記憶した測定データとを比較可能にグラフィック表示することとした。これにより、ユーザーは正常稼動状態との測定データの違いを明確に把握できるので、容易に精度の高い異常検出条件を求めることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、通信回線を介して接続された同一の構成を備える他の工作機械の異常診断装置との間で前記異常検出条件及び該異常検出条件に対応する異常処理情報を交換することとした。これにより、ある一台の工作機械の異常診断装置について追加登録又は修正された異常検出条件及び異常処理情報を他の工作機械の異常診断装置でも利用することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、異常処理情報は異常処理に必要な保守パーツの情報を含んでおり、異常現象を検出した際には通信回線を介して前記保守パーツの在庫数量をサーバ等から読込んで、保守パーツの情報及びその在庫状況を表示することとした。これにより、ユーザーは必要な保守パーツの情報（型式やメーカー、管理番号等）及びその在庫状況を直ちに知ることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、工作機械に故障が発生した際には、当該故障が発生する前に記憶しておいた測定データに基づいて異常検出条件を新たに指定すると共にユーザーから前記故障に関する異常処理情報を受け取って、該異常検出条件と該異常処理情報とを対応付けて記憶する。その後の異常現象の検出は、新たに記憶された異常検出条件をも加味して行うこととした。これにより、故障発生前に記憶しておいた測定データに基づいて異常検出条件を精度良く指定できると共に、当該故障の再発防止を図ることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明では、異常処理情報に従ってユーザーが異常処理作業を行った結果に基づいて該異常処理情報の内容を修正することとした。これにより、異常処理情報に従って異常処理作業を行った結果、異常現象の改善が見られなかった場合などには、異常処理情報を修正し、次回以降の異常現象発生時に役立てることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的な実施例に基づいて説明する。図１は、複数のステーションＳＴ１Ｒ，ＳＴ２Ｒ，・・・ＳＴ３ＬからなるトランスファーマシンＴＲの構成を示す。この図に示すように、各ステーションは、機械部（Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｒ，・・・Ｍ３Ｌ）と、これら各機械部を制御する制御装置（ＣＵ１Ｒ，ＣＵ２Ｒ，・・・ＣＵ３Ｌ）と、異常診断装置（ＤＵ１Ｒ，ＤＵ２Ｒ，・・・ＤＵ３Ｌ）とから構成されている。
【００１９】
各異常診断装置はリンクラインＬによって相互に結合されており、生産ライン全体を管理するサーバＳとも結合されている。
【００２０】
各ステーションには、機械の運転状態を測定するための測定装置（図略）が設けられている。この測定装置は、例えば振動センサや温度センサ等の各種センサ、若しくは各機構部を駆動するサーボモータの現在位置を検出するためのエンコーダ等である。
【００２１】
トランスファーマシンＴＲは例えば車両の部品を加工する工作機械であり、ステーションＳＴ１Ｌ，ＳＴ２Ｌ，ＳＴ３Ｌは車両の左側に使用する部品を加工し、ステーションＳＴ１Ｒ，ＳＴ２Ｒ，ＳＴ３Ｒは車両の右側に使用する部品を加工するステーションである。従って、ＳＴ１ＬとＳＴ１Ｒ，ＳＴ２ＬとＳＴ２Ｒ，ＳＴ３ＬとＳＴ３Ｒは、それぞれ類似の構成を備えている。
【００２２】
図２は、本実施の形態における異常診断装置の構成例を示すブロック図である。この図に示すように、異常診断装置は、測定装置からの測定データの入力処理や異常検出処理等の各処理を行うＣＰＵ１０、その処理のためのプログラム及び処理に必要な情報を記憶するハードディスクＨＤ、電源オン時にハードディスクＨＤから読み出したプログラムを記憶するとともにＣＰＵ１０で行われる処理に必要な変数等のデータを記憶するＤＲＡＭ１１、ＣＰＵ１０と測定装置や制御装置との間に介在するインタフェース１２、リンクラインＬを介して他の異常診断装置等との通信を行うために通信装置１３、各種情報を表示するためのディスプレイ１４、ユーザーが異常診断装置に対して入力を行うためのキーボード１５及びマウス１６から構成されている。
【００２３】
ＤＲＡＭ１１には、正常稼動時に測定装置等からインタフェース１２を介して入力した測定データを記憶する正常時測定データ記憶部１１０が設けられている。正常時測定データ記憶部１１０に記憶される測定データは、工作機械製作後の調整終了時における測定データでもよいし、定期的に測定装置等から取り込むものでもよい。正常時測定データ記憶部１１０には、当該ステーションで行われる加工サイクルの少なくとも１サイクルタイム分の各測定装置からの測定データが記憶される。さらに、ＤＲＡＭ１１には、各測定装置からインタフェース１２を介して入力した測定データを随時、経時的に記憶する測定データ記憶部１１１、この測定データに基づいて前記工作機械に異常現象が発生しているか否かを判断するための異常検出条件を記憶する異常検出条件記憶部１１２、異常現象を検出した際に参照されるべき異常原因や異常処理方法等からなる異常処理情報を記憶する異常処理情報記憶部１１３が設けられている。
【００２４】
また、各異常診断装置は、リンクラインＬを介して他の異常診断装置との間で異常検出条件記憶部１１２及び異常処理情報記憶部１１３に記憶された情報を交換できるようになっている。
【００２５】
図３は、ＣＰＵ１０によって処理される手順を示したフローチャートである。ステップ１００において、所定時間（例えば５００ｍｓ）が経過するまで待機し、この時間が経過すれば次以降のステップに処理が進むように制御される。即ち、所定時間毎に１回ずつ、ステップ１０２以降の処理が実行される。この所定時間の管理はタイマー割り込みに基づいて行うようにしてもよい。
【００２６】
ステップ１０２では、機械の各所に設けた測定装置から機械の運転状態を示す測定データを読み込む。次に、ステップ１０４において、読み込んだ測定データが測定データ記憶部１１１に記憶される。この測定データは読み込み時の時刻と共に記憶され、当該ステーションで行われる加工サイクルの少なくとも１サイクルタイム分の測定データが過去に遡って記憶されている。
【００２７】
ステップ１０６では、ステップ１０２で読み込んだ測定データに、異常検出条件記憶部１１２に記憶されている異常検出条件を当てはめて、異常検出条件が成立するか否かを判定する。異常検出条件は一つの測定データに対する閾値を定義したものでもよいし、複数の測定データに対するデータ範囲を組み合わせて定義したものでもよい。例えば、ポンプの流量を測定する流量計からの測定データと、ポンプの振動を測定する振動センサからの測定データを組み合わせ、流量が少ない（例えば、１Ｌ／ｍｉｎ以下）にもかかわらず振動が激しい（例えば、０．５Ｇ以上）場合にはポンプに異常が発生したと判定するように異常検出条件を定義する。ステップ１０６では、異常検出条件記憶部１１２に複数の異常検出条件が登録されていれば、そのそれぞれについて条件成立／不成立の判定を行う。いずれの異常検出条件も不成立であればステップ１００に処理を戻す。いずれかの異常検出条件が成立すればステップ１０８以降の処理を行う。
【００２８】
ステップ１０８では、ステップ１０６で条件成立と判定した異常検出条件に対応する異常処理情報を異常処理情報記憶部１１３から読み出す。異常処理情報記憶部１１３に記憶されている異常処理情報は、ユーザーが異常処理を行う際に有用な情報であり、推定される異常原因や異常発生箇所、異常処理方法などの情報である。続くステップ１１０では、読み出した異常処理情報をディスプレイ１４に表示する。例えば上記のようにポンプに異常が発生したと判定した際には、ポンプに異常振動が発生している旨の表示や、ポンプの固定状態の確認又はポンプの交換をすべきこと等の表示がなされる。これにより、ユーザーは機械の稼動ができなくなるような致命的な異常（故障）が発生する前に、異常の兆候を示す異常現象が発生していることを認識でき、予防保全作業を行うことができる。この予防保全作業は例えば休憩時間やライン稼動終了後の時間、若しくは休日等を利用して行うことができるので、生産ラインの停止を伴うことなく機械の調整や部品の交換などが行える。
【００２９】
ステップ１１２では、ユーザーが異常処理を完了したか否かを判定する。この判定は、ユーザー自身がキーボード１５及びマウス１６を使用して異常診断装置に入力を行った内容に基づいて行うものでもよいし、測定装置からの測定データに基づいて異常が治癒したことを検知して行うものでもよい。異常処理が完了すれば、ステップ１００に処理を戻す。
【００３０】
以上は、予め異常検出条件記憶部１１２及び異常処理情報記憶部１１２に登録されていた異常検出条件及び異常処理情報に基づいて故障診断を行う場合の方法である。異常検出条件及び異常処理情報は、工作機械の設計段階において設計者が予想される異常現象について登録を行うが、実際の稼動時においてどのような異常現象が発生し、その際にどのような測定データが得られるかを予測することは非常に難しい。設計者が登録した異常検出条件が緩いものであった場合には、異常診断装置により異常現象が検出される前に致命的な故障が発生することもあり、異常検出条件が必要以上に厳しいものであった場合には、まだ相当期間正常に稼動できる状態であるのに異常現象とみなしてしまうことがある。
【００３１】
このような場合には、測定データ記憶部１１１に記憶された測定データに基づいて異常検出条件を見直すとよい。例えば、ユーザーが音や振動などにより異常現象の発生を知覚しても、異常診断装置が異常現象の発生を認識していない場合には、その時点で測定データ記憶部１１１に記憶されている測定データを基に異常処理条件として設定してもよい。より具体的には、その時点で測定データ記憶部１１１に記憶されている各測定装置から得た測定データの中から、ユーザーが知覚した異常現象に関する測定データを選択し、この測定データに所定の幅を持たせて異常処理条件とする。こうして求めた異常処理条件を異常検出条件記憶部１１２に追加登録し、次回以降、この異常処理条件が成立すれば異常現象とみなすのである。
【００３２】
また、異常検出条件が比較的緩いものであった場合には、工作機械に故障が発生する直前まで異常現象の発生がユーザーに報知されない場合がある。このような場合には保守パーツの入手が間に合わないこともあるので、異常検出条件をより厳しくする修正する必要がある。このような場合には測定データ記憶部１１１に記憶された故障発生前の測定データを参照し、適切な時期に異常現象が検出されるよう、異常検出条件を修正すればよい。
【００３３】
異常検出条件の追加／修正にあたっては、正常時測定データ記憶部１１０に記憶しておいた正常稼動時における測定データと、測定データ記憶部１１１に記憶された測定データを比較するようにすれば、正常時とは値が異なる測定データを浮き彫りにすることができる。例えば、測定データの比較の結果、所定の割合以上の際が認められた測定データを抽出し、この抽出された測定データに基づいて異常検出条件を求めるようにすれば、効率よく異常検出条件を決めることができる。また、正常稼動時における測定データとの差分を把握できるので、異常検出条件の精度を上げることも可能となる。
【００３４】
上記のように異常検出条件を追加又は修正するようにしてもなお、設計者が予想していなかったような故障が発生することもある。このような故障が発生した場合には、次回以降に同様な故障が発生する前に、その兆候である異常現象を捉え、ユーザーに予防保全作業を促すことが肝要である。以下、このための処理について具体例を挙げて詳細に説明する。
【００３５】
図４及び図５は、既に発生した故障について新たに異常検出条件及び異常処理情報を登録する際の手順を示したフローチャートである。なお、図４及び図５に示す処理は、図３に示した処理とは独立して行われる。
【００３６】
図４のステップ２００では、工作機械に故障が発生したか否かを判断する。この判断は、ユーザーがキーボード１５及びマウス１６を使用して異常が発生したことを入力することによって行うものでもよいし、Ｉ／Ｆ１２を介して制御装置から受け取った異常情報によって判断するものでもよい。ステップ２００で故障が発生したと判定した際には、ステップ２０２に処理を移す。ステップ２０２は、ユーザーが異常処理情報を入力するステップである。工作機械に異常が発生した場合には、ユーザーが原因を調査して異常処理を行うが、この異常処理の内容を次回以降に活用するために、異常の原因や異常処理方法、異常処理作業時の留意事項等を入力する。
【００３７】
ステップ２０４は、異常検出条件を演算により求めるステップである。このステップの処理内容の具体例を図５により詳しく説明する。図５のステップ３００は、正常時測定データ記憶部１１０に記憶された正常稼動時における測定データと、測定データ記憶部１１１に記憶された異常発生前の時点における測定データとを比較するステップである。正常時測定データ記憶部１１０及び測定データ記憶部１１１には、前述のように、少なくとも１サイクル分の測定データが記憶されている。このステップでは、工作機械の１サイクルの開始時点を基準時として、その基準時からの経過時間に基づいて両測定データを比較する。次のステップ３０２では、ステップ３００での比較の結果、所定の閾値以上の有意な差異があったか否かを判定する。この閾値は、予め工作機械の設計者等により設定されているもので、例えば両測定データに１．２倍以上の違いがあれば、有意な差異があるとみなすように設定されている。これにより、故障が発生する前にその前兆を捉えていた測定装置からの測定データを抽出することができる。
【００３８】
ステップ３０２で閾値以上の差異があると認められた場合には、ステップ３０４で異常発生条件を演算する。このステップでは、次回以降、故障が発生する前にその前兆が捉えられるように、例えば「正常時の測定データ ＋（異常発生前の測定データ − 正常時のデータ）×係数」のような演算式により異常発生条件を定める。係数は、例えば「０．８」等の固定値でもよいし、測定装置の種類毎に異なる値を使用するものでもよい。ステップ３０６では、全ての測定装置からの測定データについて異常発生条件を演算したか否かを判定する。未完であればステップ３００へ処理を戻し、全て終了すればリターンして図４のステップ２０６以降の処理を行う。
【００３９】
ステップ２０６では、ステップ２０２で入力された異常処理情報及びステップ２０４で求めた異常検出条件を、ＤＲＡＭ１１の異常処理情報記憶部１１３及び異常検出条件記憶部１１２に追加記憶（登録）する処理を行う。この処理は、異常検出条件と異常処理情報との対応関係が明確になる形で記憶され、例えば、共通の引数で参照される配列変数のデータとして記憶される。
【００４０】
ステップ２０８では、図３のステップ１１２と同様、ユーザーが異常処理を完了したか否かを判定する。異常処理が完了すればステップ２００へ処理を戻し、異常発生の監視を再開する。
【００４１】
なお、図５では、異常診断装置のＣＰＵ１０が行う処理として異常処理検出条件を演算によって自動的に求める手順を説明したが、これ以外にも、ユーザーが異常検出条件を入力するものでもよい。この場合には、正常時の測定データと異常発生前の測定データを１サイクルの開始時を基準時としてグラフィック表示し、ユーザーの異常検出条件決定の補助データとするとよい。図６にグラフィック表示画面の一例を示す（正常時及び異常発生前の測定データは実際には色分けされている）。ユーザーがこの表示を見て異常検出条件を設定するようにすれば、ユーザーの知識や経験に基づいて異常の前兆現象を総合的に判断し、より精度の高い異常検出条件を定めることができる。
【００４２】
以上、一台の異常診断装置のみについて故障診断の処理を説明したが、ある一台の異常診断装置に登録した異常検出条件及び異常処理情報の情報を、同一又は類似の構成を持つ他の機械の異常診断装置でも利用できるようにすれば、その異常診断装置が監視する機械で同様な故障が発生する前にその前兆を捉え、ユーザーに知らせることができる。例えば、図４のステップ２０６の処理で異常検出条件及び異常処理情報を登録した際に、これらの情報をリンクラインＬを介して同一又は類似の構成を持つ他の異常診断装置に送り、これらの情報を受信した異常診断装置では、その情報を記憶するようにするのである。同様の構成を持つ機械では同じような故障が発生する蓋然性が高く、同時期に稼動を開始したものであればなおさらである。例えば図１のトランスファーマシンＴＲにおいて、Ｒ側のステーションで発生した故障は近い時期にＬ側でも発生することが予想される。このように、異常検出条件及び異常処理情報の情報を異常診断装置間で共有することにより、故障診断を効率的に行うことができる。
【００４３】
また、異常処理には部品の交換を要する場合があるが、この交換用の部品（保守パーツ）が直ちに入手できない場合がある。例えば、直動軸の送り装置に異常振動が発生し、ボールネジを交換しなければならない場合があるが、ボールネジは径や長さ、溝のピッチ等の仕様が様々で、必要なものがすぐ確保できないことが多い。従って、異常診断装置により異常現象を検出した場合には、できるだけ早期に必要な部品の型式やメーカーの情報等を調べ、当該部品が予備品として工場に保管されているかを確認し、保管されていなければメーカー等に手配しなければならない。
【００４４】
異常処理情報記憶部１１３に記憶される異常処理情報に、異常処理に必要な交換用部品の情報を含むようにすれば、異常診断装置が異常現象を検出した時点で直ちに当該交換用部品の型式やメーカーの情報がディスプレイ１４に表示され、この情報をユーザーが知ることができる。さらに、工場を管理するサーバＳに交換用部品の在庫状況を記憶させておき、異常診断装置が異常現象を検出した際には当該交換用部品の在庫状況をサーバＳに問い合わせ、その結果をディスプレイ１４に表示することにより、工場での部品の在庫状況が直ちに確認できる。またさらに、インターネットなどの広域ネットワークを使用して部品のメーカーの在庫状況を確認し、ディスプレイ１４に表示するようにしてもよい。これにより、ユーザーは部品の在庫状況に応じた的確な処理を早期に行うことができる。
【００４５】
また、工作機械の構成によっては、ある異常現象が複数の異なる原因によって発生する場合もある。例えば、直動軸の送り装置に異常振動が発生した場合、その原因はボールネジにある場合もあるし、ベアリングにある場合もある。又はこれらの取り付けに緩みが発生した場合にも同様の異常現象が検出される場合がある。このため、異常処理情報記憶部１１３に記憶される異常処理情報に従って異常処理をしても、異常現象の解決が図れない場合もある。このような場合には、ユーザーが様々な可能性を検討して原因を調査しなければならないが、この調査の結果を基に当該異常処理情報を修正することにより、次回以降の異常現象発生時に役立てることができる。この異常処理情報修正処理の具体例を図７に示す。
【００４６】
図７はユーザーが異常処理情報記憶部１１３に記憶される異常処理情報に従って異常処理をした結果の良／否を判定し、良好な結果が得られなければ異常処理情報を修正する処理である。この処理は、前述した図３のステップ１１２（異常処理完了判定）の次に行われるべき処理である。
【００４７】
ステップ４００では、図３のステップ１１０でディスプレイ１４に表示した異常処理情報に基づいて異常処理をした結果の良／否を、ユーザーがマウス１６等を使用して入力した内容に基づいて判定する処理である。この結果が「良」であれば異常処理情報修正処理を終了する。結果が「否」であれば、ステップ４０２で、ディスプレイ１４に図８に例示するような異常処理情報修正画面を表示し、ユーザーはこの画面でキーボート１５を使用して異常処理情報を修正する。この修正作業が終わると、ステップ４０４で、修正された異常処理情報を異常処理情報記憶部１１３に記憶する。これにより、次回以降、同様な異常現象が発生した場合には修正された異常処理情報に基づいて、より迅速に異常処理作業が行える。リンクラインＬを介して他の機械にも異常処理情報を送信するように構成されていれば、修正された異常処理情報に基づいて他の機械でも同様の異常処理作業を迅速に行えるようになる。
【００４８】
なお、本発明の異常診断装置は単体の装置として構成されたものに限られるものではない。つまり、同様の機能を実現できる限り、例えば特開２００１−１５４７０９号公報に示すような設備制御操作盤に組み込まれたものでもよく、コンピュータの処理プログラムとして構成されたものでもよい。さらには、数値制御装置やプログラマブルコントローラに組み込んだものでもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の異常診断装置によれば、工作機械に故障が発生する前にその前兆である異常現象を検出してユーザーに警告し、その異常処理に関する情報を表示器に表示するので、故障に至る前に的確な予防保全を行うことができる。また、ユーザーに警告することなく、故障が発生してしまった場合でも、その故障に至る前の時点における測定装置からの測定データが記憶されているので、この記憶された測定データに基づいて当該故障の前兆である異常現象を検出するための異常検出条件を的確に求めることができ、次回以降は同様の故障が発生する前にユーザーに警告をし、予防保全によって故障の発生を回避することができる。
【００５０】
またさらに、正常稼動時に記憶した測定データと、故障発生前の測定データとを比較して、この比較結果に基づいて異常検出条件を指定できるので、異常検出条件をより的確に求めることができる。
【００５１】
またさらに、正常稼動時に記憶した測定データと故障発生前の測定データとを比較可能にグラフィック表示するようにすれば、ユーザーの経験や知識に基ずく総合的判断により異常検出条件を指定することができる。
【００５２】
またさらに、通信回線を介して接続された複数の異常診断装置間で異常検出条件及び異常処理情報を交換することにより、ある機械に設けられた異常診断装置に追加登録された異常検出条件及び異常処理情報を、他の機械に設けられた異常診断装置でも有効に利用することができる。
【００５３】
またさらに、異常現象を検出した際に、異常処理に必要な保守パーツの型式等の情報を表示するとともに、通信回線を介してその保守パーツの在庫状況を確認し、この確認結果を合わせて表示することができるので、ユーザーはその保守パーツの情報及び在庫状況に応じて的確な対応を直ちにとることができる。
【００５４】
またさらに、表示器に表示された異常処理に関する情報に従って異常処理作業を行った結果、異常現象の改善が見られなかった場合等でも、当該異常処理情報を修正し、次回以降の異常現象発生時に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるトランスファーマシンの構成を示す図である。
【図２】本発明の異常診断装置の構成例を示す図である。
【図３】異常現象の検出及び異常処理情報の表示をする処理を示すフローチャートである。
【図４】異常検出条件及び異常処理情報の登録処理を示すフローチャートである。
【図５】異常検出条件の演算処理を示すフローチャートである。
【図６】測定データのグラフィック表示画面の一例である。
【図７】異常処理情報修正処理を示すフローチャートである。
【図８】異常処理情報修正画面の一例である。
【符号の説明】
ＴＲ・・・トランスファーマシン
Ｍ１Ｒ〜Ｍ３Ｌ・・・トランスファーマシン各ステーションの機械部
ＣＵ１Ｒ〜ＣＵ３Ｌ・・・各ステーションの機械部を制御する制御装置
ＤＵ１Ｒ〜ＤＵ３Ｌ・・・各ステーションの異常診断装置
１０・・・ＣＰＵ
１１・・・ＤＲＡＭ
１２・・・Ｉ／Ｆ（インタフェース）
１３・・・通信装置
１４・・・ディスプレイ
１５・・・キーボード
１６・・・マウス
Ｌ・・・リンクライン（通信回線）
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の異常現象を検出し、その異常現象に応じた異常処理に関する情報をユーザーに表示する工作機械の異常診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、工作機械の保全作業においては、異常が発生して機械が停止し、生産ラインが止まってから異常の原因を調査して対策を検討していた。このような方法ではライン停止時間が長くなり、そのため多大な損害をもたらす場合がある。
【０００３】
この問題を解決するため、工作機械に取り付けた振動センサや温度センサ等の各種センサから得られる情報や、サーボモータの実効電流や位置偏差等の情報等から工作機械の運転状態をモニタし、このモニタ結果に基づいて通常稼動時とは異なる異常現象の発生を検出し、工作機械の異常診断を行う技術が種々提案されている（例えば、特開平６−２８８７９６号公報等）。これらのものでは、工作機械の運転状態を示すデータが予め記憶した条件を満たしているか否かを判定し、この条件を満たしていれば異常現象が発生したとみなしてユーザーに対して予防保全を促すための警報を発し、推定される異常原因及び異常処理方法等を表示するようになっている。
【０００４】
これらの技術では、異常現象が発生しているか否かを判定するための条件と、その異常現象に対応する異常原因や異常処置方法等からなる異常処理情報とを予め異常診断装置に登録しなければならない。若しくは、工作機械の稼動中に発生した異常現象と、その異常現象に対応する異常処理情報を随時追加登録又は修正する作業をしなければならない。
【０００５】
異常現象の発生を検出するための条件を予め登録する場合には、その機械で発生する振動や熱を予想し、異常と判定する条件を定めなければならない。この条件を正確に求めることは実際上困難で、条件が厳しすぎれば異常現象を検出する前に機械に故障が発生し、条件が緩すぎれば正常に稼動できる状態であるのに警報を発してしまうこととなる。
【０００６】
また、稼動中に発生した異常現象に対応する異常処理情報を追加登録又は修正し、次回以降の異常発生時に役立てようとする場合には、その異常現象を検出するための条件をユーザーが決めなければならない。しかし、機械に故障が発生してその異常処理を行った後に、どのような異常現象が発生していたのかを正確に把握することは難しい。
【０００７】
以上のように、工作機械の運転状態をモニタし、そのモニタ結果に基づいて異常現象を検出する異常診断装置において、異常と判定する条件を正確に求めることは困難であった。このため、工作機械の異常診断機能が十分に活用できない場合も多かった。
【０００８】
また、従来の工作機械の設備診断装置では、ユーザーが追加登録した情報は、その工作機械に対してしか活用されていなかった。工場の生産ラインでは、同様の構成を持つ複数の工作機械が稼動している場合が多いが、これらの工作機械の間で、ユーザーが追加登録した情報を活用できるようにするには、各々の工作機械の設備診断装置に対して同じ情報を登録しなければならず、ユーザーの作業工数増加を招いていた。
【０００９】
またさらに、異常処理にあたり工作機械を構成するパーツを交換する必要が生じる場合があるが、このような場合にはできるだけ早く保守用のパーツを確保しなければならない。異常現象の発生を検知したとしても、保守用パーツの入手が遅れれば長期間生産ラインを停止させてしまうことになる。
【００１０】
従来は、工作機械が異常により停止してから、若しくは設備診断装置による警報が発せられてから必要な保守用パーツの型式やメーカー、管理番号等の情報をユーザーが調べ、工場内に保管している数量を確認してから当該パーツを手配する等の処理をしていた。このため、保守用パーツの入手に時間が掛かり、異常処理作業に取り掛かるのが遅れる場合があるという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような問題を解決するためになされたものである。請求項１、７及び８に記載の発明では、工作機械の一箇所又は複数箇所に設けられた測定装置から出力される測定データを経時的に記憶し、異常検出条件を追加／修正する際には前記測定データ記憶手段に記憶された測定データを参照可能とした。これにより、過去の測定データに基づいて、精度が良く効果の高い異常検出条件を求めることができる。請求項１、７及び８に記載の発明では、正常稼動時における測定装置からの測定データを記憶しておき、この正常稼動時の測定データと前記経時的に記憶した測定データとを比較して、この比較結果に基づいて異常検出条件を追加／修正することとした。これにより、正常稼動状態との測定データの違いを把握できるので、より精度の高い異常検出条件を効率よく求めることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、正常稼動時の測定データと前記経時的に記憶した測定データとを比較可能にグラフィック表示することとした。これにより、ユーザーは正常稼動状態との測定データの違いを明確に把握できるので、容易に精度の高い異常検出条件を求めることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、通信回線を介して接続された同一の構成を備える他の工作機械の異常診断装置との間で前記異常検出条件及び該異常検出条件に対応する異常処理情報を交換することとした。これにより、ある一台の工作機械の異常診断装置について追加登録又は修正された異常検出条件及び異常処理情報を他の工作機械の異常診断装置でも利用することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、異常処理情報は異常処理に必要な保守パーツの情報を含んでおり、異常現象を検出した際には通信回線を介して前記保守パーツの在庫数量をサーバ等から読込んで、保守パーツの情報及びその在庫状況を表示することとした。これにより、ユーザーは必要な保守パーツの情報（型式やメーカー、管理番号等）及びその在庫状況を直ちに知ることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、工作機械に故障が発生した際には、当該故障が発生する前に記憶しておいた測定データに基づいて異常検出条件を新たに指定すると共にユーザーから前記故障に関する異常処理情報を受け取って、該異常検出条件と該異常処理情報とを対応付けて記憶する。その後の異常現象の検出は、新たに記憶された異常検出条件をも加味して行うこととした。これにより、故障発生前に記憶しておいた測定データに基づいて異常検出条件を精度良く指定できると共に、当該故障の再発防止を図ることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明では、異常処理情報に従ってユーザーが異常処理作業を行った結果に基づいて該異常処理情報の内容を修正することとした。これにより、異常処理情報に従って異常処理作業を行った結果、異常現象の改善が見られなかった場合などには、異常処理情報を修正し、次回以降の異常現象発生時に役立てることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的な実施例に基づいて説明する。図１は、複数のステーションＳＴ１Ｒ，ＳＴ２Ｒ，・・・ＳＴ３ＬからなるトランスファーマシンＴＲの構成を示す。この図に示すように、各ステーションは、機械部（Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｒ，・・・Ｍ３Ｌ）と、これら各機械部を制御する制御装置（ＣＵ１Ｒ，ＣＵ２Ｒ，・・・ＣＵ３Ｌ）と、異常診断装置（ＤＵ１Ｒ，ＤＵ２Ｒ，・・・ＤＵ３Ｌ）とから構成されている。
【００１９】
各異常診断装置はリンクラインＬによって相互に結合されており、生産ライン全体を管理するサーバＳとも結合されている。
【００２０】
各ステーションには、機械の運転状態を測定するための測定装置（図略）が設けられている。この測定装置は、例えば振動センサや温度センサ等の各種センサ、若しくは各機構部を駆動するサーボモータの現在位置を検出するためのエンコーダ等である。
【００２１】
トランスファーマシンＴＲは例えば車両の部品を加工する工作機械であり、ステーションＳＴ１Ｌ，ＳＴ２Ｌ，ＳＴ３Ｌは車両の左側に使用する部品を加工し、ステーションＳＴ１Ｒ，ＳＴ２Ｒ，ＳＴ３Ｒは車両の右側に使用する部品を加工するステーションである。従って、ＳＴ１ＬとＳＴ１Ｒ，ＳＴ２ＬとＳＴ２Ｒ，ＳＴ３ＬとＳＴ３Ｒは、それぞれ類似の構成を備えている。
【００２２】
図２は、本実施の形態における異常診断装置の構成例を示すブロック図である。この図に示すように、異常診断装置は、測定装置からの測定データの入力処理や異常検出処理等の各処理を行うＣＰＵ１０、その処理のためのプログラム及び処理に必要な情報を記憶するハードディスクＨＤ、電源オン時にハードディスクＨＤから読み出したプログラムを記憶するとともにＣＰＵ１０で行われる処理に必要な変数等のデータを記憶するＤＲＡＭ１１、ＣＰＵ１０と測定装置や制御装置との間に介在するインタフェース１２、リンクラインＬを介して他の異常診断装置等との通信を行うために通信装置１３、各種情報を表示するためのディスプレイ１４、ユーザーが異常診断装置に対して入力を行うためのキーボード１５及びマウス１６から構成されている。
【００２３】
ＤＲＡＭ１１には、正常稼動時に測定装置等からインタフェース１２を介して入力した測定データを記憶する正常時測定データ記憶部１１０が設けられている。正常時測定データ記憶部１１０に記憶される測定データは、工作機械製作後の調整終了時における測定データでもよいし、定期的に測定装置等から取り込むものでもよい。正常時測定データ記憶部１１０には、当該ステーションで行われる加工サイクルの少なくとも１サイクルタイム分の各測定装置からの測定データが記憶される。さらに、ＤＲＡＭ１１には、各測定装置からインタフェース１２を介して入力した測定データを随時、経時的に記憶する測定データ記憶部１１１、この測定データに基づいて前記工作機械に異常現象が発生しているか否かを判断するための異常検出条件を記憶する異常検出条件記憶部１１２、異常現象を検出した際に参照されるべき異常原因や異常処理方法等からなる異常処理情報を記憶する異常処理情報記憶部１１３が設けられている。
【００２４】
また、各異常診断装置は、リンクラインＬを介して他の異常診断装置との間で異常検出条件記憶部１１２及び異常処理情報記憶部１１３に記憶された情報を交換できるようになっている。
【００２５】
図３は、ＣＰＵ１０によって処理される手順を示したフローチャートである。ステップ１００において、所定時間（例えば５００ｍｓ）が経過するまで待機し、この時間が経過すれば次以降のステップに処理が進むように制御される。即ち、所定時間毎に１回ずつ、ステップ１０２以降の処理が実行される。この所定時間の管理はタイマー割り込みに基づいて行うようにしてもよい。
【００２６】
ステップ１０２では、機械の各所に設けた測定装置から機械の運転状態を示す測定データを読み込む。次に、ステップ１０４において、読み込んだ測定データが測定データ記憶部１１１に記憶される。この測定データは読み込み時の時刻と共に記憶され、当該ステーションで行われる加工サイクルの少なくとも１サイクルタイム分の測定データが過去に遡って記憶されている。
【００２７】
ステップ１０６では、ステップ１０２で読み込んだ測定データに、異常検出条件記憶部１１２に記憶されている異常検出条件を当てはめて、異常検出条件が成立するか否かを判定する。異常検出条件は一つの測定データに対する閾値を定義したものでもよいし、複数の測定データに対するデータ範囲を組み合わせて定義したものでもよい。例えば、ポンプの流量を測定する流量計からの測定データと、ポンプの振動を測定する振動センサからの測定データを組み合わせ、流量が少ない（例えば、１Ｌ／ｍｉｎ以下）にもかかわらず振動が激しい（例えば、０．５Ｇ以上）場合にはポンプに異常が発生したと判定するように異常検出条件を定義する。ステップ１０６では、異常検出条件記憶部１１２に複数の異常検出条件が登録されていれば、そのそれぞれについて条件成立／不成立の判定を行う。いずれの異常検出条件も不成立であればステップ１００に処理を戻す。いずれかの異常検出条件が成立すればステップ１０８以降の処理を行う。
【００２８】
ステップ１０８では、ステップ１０６で条件成立と判定した異常検出条件に対応する異常処理情報を異常処理情報記憶部１１３から読み出す。異常処理情報記憶部１１３に記憶されている異常処理情報は、ユーザーが異常処理を行う際に有用な情報であり、推定される異常原因や異常発生箇所、異常処理方法などの情報である。続くステップ１１０では、読み出した異常処理情報をディスプレイ１４に表示する。例えば上記のようにポンプに異常が発生したと判定した際には、ポンプに異常振動が発生している旨の表示や、ポンプの固定状態の確認又はポンプの交換をすべきこと等の表示がなされる。これにより、ユーザーは機械の稼動ができなくなるような致命的な異常（故障）が発生する前に、異常の兆候を示す異常現象が発生していることを認識でき、予防保全作業を行うことができる。この予防保全作業は例えば休憩時間やライン稼動終了後の時間、若しくは休日等を利用して行うことができるので、生産ラインの停止を伴うことなく機械の調整や部品の交換などが行える。
【００２９】
ステップ１１２では、ユーザーが異常処理を完了したか否かを判定する。この判定は、ユーザー自身がキーボード１５及びマウス１６を使用して異常診断装置に入力を行った内容に基づいて行うものでもよいし、測定装置からの測定データに基づいて異常が治癒したことを検知して行うものでもよい。異常処理が完了すれば、ステップ１００に処理を戻す。
【００３０】
以上は、予め異常検出条件記憶部１１２及び異常処理情報記憶部１１２に登録されていた異常検出条件及び異常処理情報に基づいて故障診断を行う場合の方法である。異常検出条件及び異常処理情報は、工作機械の設計段階において設計者が予想される異常現象について登録を行うが、実際の稼動時においてどのような異常現象が発生し、その際にどのような測定データが得られるかを予測することは非常に難しい。設計者が登録した異常検出条件が緩いものであった場合には、異常診断装置により異常現象が検出される前に致命的な故障が発生することもあり、異常検出条件が必要以上に厳しいものであった場合には、まだ相当期間正常に稼動できる状態であるのに異常現象とみなしてしまうことがある。
【００３１】
このような場合には、測定データ記憶部１１１に記憶された測定データに基づいて異常検出条件を見直すとよい。例えば、ユーザーが音や振動などにより異常現象の発生を知覚しても、異常診断装置が異常現象の発生を認識していない場合には、その時点で測定データ記憶部１１１に記憶されている測定データを基に異常処理条件として設定してもよい。より具体的には、その時点で測定データ記憶部１１１に記憶されている各測定装置から得た測定データの中から、ユーザーが知覚した異常現象に関する測定データを選択し、この測定データに所定の幅を持たせて異常処理条件とする。こうして求めた異常処理条件を異常検出条件記憶部１１２に追加登録し、次回以降、この異常処理条件が成立すれば異常現象とみなすのである。
【００３２】
また、異常検出条件が比較的緩いものであった場合には、工作機械に故障が発生する直前まで異常現象の発生がユーザーに報知されない場合がある。このような場合には保守パーツの入手が間に合わないこともあるので、異常検出条件をより厳しくする修正する必要がある。このような場合には測定データ記憶部１１１に記憶された故障発生前の測定データを参照し、適切な時期に異常現象が検出されるよう、異常検出条件を修正すればよい。
【００３３】
異常検出条件の追加／修正にあたっては、正常時測定データ記憶部１１０に記憶しておいた正常稼動時における測定データと、測定データ記憶部１１１に記憶された測定データを比較するようにすれば、正常時とは値が異なる測定データを浮き彫りにすることができる。例えば、測定データの比較の結果、所定の割合以上の際が認められた測定データを抽出し、この抽出された測定データに基づいて異常検出条件を求めるようにすれば、効率よく異常検出条件を決めることができる。また、正常稼動時における測定データとの差分を把握できるので、異常検出条件の精度を上げることも可能となる。
【００３４】
上記のように異常検出条件を追加又は修正するようにしてもなお、設計者が予想していなかったような故障が発生することもある。このような故障が発生した場合には、次回以降に同様な故障が発生する前に、その兆候である異常現象を捉え、ユーザーに予防保全作業を促すことが肝要である。以下、このための処理について具体例を挙げて詳細に説明する。
【００３５】
図４及び図５は、既に発生した故障について新たに異常検出条件及び異常処理情報を登録する際の手順を示したフローチャートである。なお、図４及び図５に示す処理は、図３に示した処理とは独立して行われる。
【００３６】
図４のステップ２００では、工作機械に故障が発生したか否かを判断する。この判断は、ユーザーがキーボード１５及びマウス１６を使用して異常が発生したことを入力することによって行うものでもよいし、Ｉ／Ｆ１２を介して制御装置から受け取った異常情報によって判断するものでもよい。ステップ２００で故障が発生したと判定した際には、ステップ２０２に処理を移す。ステップ２０２は、ユーザーが異常処理情報を入力するステップである。工作機械に異常が発生した場合には、ユーザーが原因を調査して異常処理を行うが、この異常処理の内容を次回以降に活用するために、異常の原因や異常処理方法、異常処理作業時の留意事項等を入力する。
【００３７】
ステップ２０４は、異常検出条件を演算により求めるステップである。このステップの処理内容の具体例を図５により詳しく説明する。図５のステップ３００は、正常時測定データ記憶部１１０に記憶された正常稼動時における測定データと、測定データ記憶部１１１に記憶された異常発生前の時点における測定データとを比較するステップである。正常時測定データ記憶部１１０及び測定データ記憶部１１１には、前述のように、少なくとも１サイクル分の測定データが記憶されている。このステップでは、工作機械の１サイクルの開始時点を基準時として、その基準時からの経過時間に基づいて両測定データを比較する。次のステップ３０２では、ステップ３００での比較の結果、所定の閾値以上の有意な差異があったか否かを判定する。この閾値は、予め工作機械の設計者等により設定されているもので、例えば両測定データに１．２倍以上の違いがあれば、有意な差異があるとみなすように設定されている。これにより、故障が発生する前にその前兆を捉えていた測定装置からの測定データを抽出することができる。
【００３８】
ステップ３０２で閾値以上の差異があると認められた場合には、ステップ３０４で異常発生条件を演算する。このステップでは、次回以降、故障が発生する前にその前兆が捉えられるように、例えば「正常時の測定データ ＋（異常発生前の測定データ − 正常時のデータ）×係数」のような演算式により異常発生条件を定める。係数は、例えば「０．８」等の固定値でもよいし、測定装置の種類毎に異なる値を使用するものでもよい。ステップ３０６では、全ての測定装置からの測定データについて異常発生条件を演算したか否かを判定する。未完であればステップ３００へ処理を戻し、全て終了すればリターンして図４のステップ２０６以降の処理を行う。
【００３９】
ステップ２０６では、ステップ２０２で入力された異常処理情報及びステップ２０４で求めた異常検出条件を、ＤＲＡＭ１１の異常処理情報記憶部１１３及び異常検出条件記憶部１１２に追加記憶（登録）する処理を行う。この処理は、異常検出条件と異常処理情報との対応関係が明確になる形で記憶され、例えば、共通の引数で参照される配列変数のデータとして記憶される。
【００４０】
ステップ２０８では、図３のステップ１１２と同様、ユーザーが異常処理を完了したか否かを判定する。異常処理が完了すればステップ２００へ処理を戻し、異常発生の監視を再開する。
【００４１】
なお、図５では、異常診断装置のＣＰＵ１０が行う処理として異常処理検出条件を演算によって自動的に求める手順を説明したが、これ以外にも、ユーザーが異常検出条件を入力するものでもよい。この場合には、正常時の測定データと異常発生前の測定データを１サイクルの開始時を基準時としてグラフィック表示し、ユーザーの異常検出条件決定の補助データとするとよい。図６にグラフィック表示画面の一例を示す（正常時及び異常発生前の測定データは実際には色分けされている）。ユーザーがこの表示を見て異常検出条件を設定するようにすれば、ユーザーの知識や経験に基づいて異常の前兆現象を総合的に判断し、より精度の高い異常検出条件を定めることができる。
【００４２】
以上、一台の異常診断装置のみについて故障診断の処理を説明したが、ある一台の異常診断装置に登録した異常検出条件及び異常処理情報の情報を、同一又は類似の構成を持つ他の機械の異常診断装置でも利用できるようにすれば、その異常診断装置が監視する機械で同様な故障が発生する前にその前兆を捉え、ユーザーに知らせることができる。例えば、図４のステップ２０６の処理で異常検出条件及び異常処理情報を登録した際に、これらの情報をリンクラインＬを介して同一又は類似の構成を持つ他の異常診断装置に送り、これらの情報を受信した異常診断装置では、その情報を記憶するようにするのである。同様の構成を持つ機械では同じような故障が発生する蓋然性が高く、同時期に稼動を開始したものであればなおさらである。例えば図１のトランスファーマシンＴＲにおいて、Ｒ側のステーションで発生した故障は近い時期にＬ側でも発生することが予想される。このように、異常検出条件及び異常処理情報の情報を異常診断装置間で共有することにより、故障診断を効率的に行うことができる。
【００４３】
また、異常処理には部品の交換を要する場合があるが、この交換用の部品（保守パーツ）が直ちに入手できない場合がある。例えば、直動軸の送り装置に異常振動が発生し、ボールネジを交換しなければならない場合があるが、ボールネジは径や長さ、溝のピッチ等の仕様が様々で、必要なものがすぐ確保できないことが多い。従って、異常診断装置により異常現象を検出した場合には、できるだけ早期に必要な部品の型式やメーカーの情報等を調べ、当該部品が予備品として工場に保管されているかを確認し、保管されていなければメーカー等に手配しなければならない。
【００４４】
異常処理情報記憶部１１３に記憶される異常処理情報に、異常処理に必要な交換用部品の情報を含むようにすれば、異常診断装置が異常現象を検出した時点で直ちに当該交換用部品の型式やメーカーの情報がディスプレイ１４に表示され、この情報をユーザーが知ることができる。さらに、工場を管理するサーバＳに交換用部品の在庫状況を記憶させておき、異常診断装置が異常現象を検出した際には当該交換用部品の在庫状況をサーバＳに問い合わせ、その結果をディスプレイ１４に表示することにより、工場での部品の在庫状況が直ちに確認できる。またさらに、インターネットなどの広域ネットワークを使用して部品のメーカーの在庫状況を確認し、ディスプレイ１４に表示するようにしてもよい。これにより、ユーザーは部品の在庫状況に応じた的確な処理を早期に行うことができる。
【００４５】
また、工作機械の構成によっては、ある異常現象が複数の異なる原因によって発生する場合もある。例えば、直動軸の送り装置に異常振動が発生した場合、その原因はボールネジにある場合もあるし、ベアリングにある場合もある。又はこれらの取り付けに緩みが発生した場合にも同様の異常現象が検出される場合がある。このため、異常処理情報記憶部１１３に記憶される異常処理情報に従って異常処理をしても、異常現象の解決が図れない場合もある。このような場合には、ユーザーが様々な可能性を検討して原因を調査しなければならないが、この調査の結果を基に当該異常処理情報を修正することにより、次回以降の異常現象発生時に役立てることができる。この異常処理情報修正処理の具体例を図７に示す。
【００４６】
図７はユーザーが異常処理情報記憶部１１３に記憶される異常処理情報に従って異常処理をした結果の良／否を判定し、良好な結果が得られなければ異常処理情報を修正する処理である。この処理は、前述した図３のステップ１１２（異常処理完了判定）の次に行われるべき処理である。
【００４７】
ステップ４００では、図３のステップ１１０でディスプレイ１４に表示した異常処理情報に基づいて異常処理をした結果の良／否を、ユーザーがマウス１６等を使用して入力した内容に基づいて判定する処理である。この結果が「良」であれば異常処理情報修正処理を終了する。結果が「否」であれば、ステップ４０２で、ディスプレイ１４に図８に例示するような異常処理情報修正画面を表示し、ユーザーはこの画面でキーボート１５を使用して異常処理情報を修正する。この修正作業が終わると、ステップ４０４で、修正された異常処理情報を異常処理情報記憶部１１３に記憶する。これにより、次回以降、同様な異常現象が発生した場合には修正された異常処理情報に基づいて、より迅速に異常処理作業が行える。リンクラインＬを介して他の機械にも異常処理情報を送信するように構成されていれば、修正された異常処理情報に基づいて他の機械でも同様の異常処理作業を迅速に行えるようになる。
【００４８】
なお、本発明の異常診断装置は単体の装置として構成されたものに限られるものではない。つまり、同様の機能を実現できる限り、例えば特開２００１−１５４７０９号公報に示すような設備制御操作盤に組み込まれたものでもよく、コンピュータの処理プログラムとして構成されたものでもよい。さらには、数値制御装置やプログラマブルコントローラに組み込んだものでもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の異常診断装置によれば、工作機械に故障が発生する前にその前兆である異常現象を検出してユーザーに警告し、その異常処理に関する情報を表示器に表示するので、故障に至る前に的確な予防保全を行うことができる。また、ユーザーに警告することなく、故障が発生してしまった場合でも、その故障に至る前の時点における測定装置からの測定データが記憶されているので、この記憶された測定データに基づいて当該故障の前兆である異常現象を検出するための異常検出条件を的確に求めることができ、次回以降は同様の故障が発生する前にユーザーに警告をし、予防保全によって故障の発生を回避することができる。
【００５０】
またさらに、正常稼動時に記憶した測定データと、故障発生前の測定データとを比較して、この比較結果に基づいて異常検出条件を指定できるので、異常検出条件をより的確に求めることができる。
【００５１】
またさらに、正常稼動時に記憶した測定データと故障発生前の測定データとを比較可能にグラフィック表示するようにすれば、ユーザーの経験や知識に基ずく総合的判断により異常検出条件を指定することができる。
【００５２】
またさらに、通信回線を介して接続された複数の異常診断装置間で異常検出条件及び異常処理情報を交換することにより、ある機械に設けられた異常診断装置に追加登録された異常検出条件及び異常処理情報を、他の機械に設けられた異常診断装置でも有効に利用することができる。
【００５３】
またさらに、異常現象を検出した際に、異常処理に必要な保守パーツの型式等の情報を表示するとともに、通信回線を介してその保守パーツの在庫状況を確認し、この確認結果を合わせて表示することができるので、ユーザーはその保守パーツの情報及び在庫状況に応じて的確な対応を直ちにとることができる。
【００５４】
またさらに、表示器に表示された異常処理に関する情報に従って異常処理作業を行った結果、異常現象の改善が見られなかった場合等でも、当該異常処理情報を修正し、次回以降の異常現象発生時に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるトランスファーマシンの構成を示す図である。
【図２】本発明の異常診断装置の構成例を示す図である。
【図３】異常現象の検出及び異常処理情報の表示をする処理を示すフローチャートである。
【図４】異常検出条件及び異常処理情報の登録処理を示すフローチャートである。
【図５】異常検出条件の演算処理を示すフローチャートである。
【図６】測定データのグラフィック表示画面の一例である。
【図７】異常処理情報修正処理を示すフローチャートである。
【図８】異常処理情報修正画面の一例である。
【符号の説明】
ＴＲ・・・トランスファーマシン
Ｍ１Ｒ〜Ｍ３Ｌ・・・トランスファーマシン各ステーションの機械部
ＣＵ１Ｒ〜ＣＵ３Ｌ・・・各ステーションの機械部を制御する制御装置
ＤＵ１Ｒ〜ＤＵ３Ｌ・・・各ステーションの異常診断装置
１０・・・ＣＰＵ
１１・・・ＤＲＡＭ
１２・・・Ｉ／Ｆ（インタフェース）
１３・・・通信装置
１４・・・ディスプレイ
１５・・・キーボード
１６・・・マウス
Ｌ・・・リンクライン（通信回線）
Claims (8)
- 工作機械の少なくとも一箇所に設けた測定装置からの測定データを入力として、該測定データに予め記憶した異常検出条件を適用し、前記工作機械の故障の前兆となる異常現象の発生を検出し、その異常現象に対応する異常処理情報を表示器に表示する工作機械の異常診断装置において、前記測定装置からの測定データを経時的に記憶する測定データ記憶手段を備え、前記異常検出条件を追加／修正する際には前記測定データ記憶手段に記憶された測定データを参照可能とし、前記工作機械の正常稼動時における前記測定装置からの測定データを記憶する正常時測定データ記憶手段と、前記正常時測定データ記憶手段に記憶した測定データと前記測定データ記憶手段に記憶した測定データとを比較する測定データ比較手段とを備え、前記測定データ比較手段での比較結果に基づいて前記異常検出条件を追加／修正することを特徴とする工作機械の異常診断装置。
- 請求項１記載の工作機械の異常診断装置であって、前記測定データ比較手段は、前記正常時測定データ記憶手段に記憶した測定データと前記測定データ記憶手段に記憶した測定データとを比較可能に前記表示器にグラフィック表示することを特徴とする工作機械の異常診断装置。
- 請求項１乃至２のいずれか１項に記載の工作機械の異常診断装置であって、通信回線を介して接続された同一の構成を備える他の工作機械の異常診断装置との間で前記異常検出条件及び該異常検出条件に対応する異常処理情報を交換する異常情報交換手段を備えたことを特徴とする工作機械の異常診断装置。
- 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の工作機械の異常診断装置であって、前記異常処理情報は異常処理に必要な保守パーツの情報を含み、異常現象が検出された際に該異常現象に対応する異常処理情報に含まれる保守パーツの在庫数量を通信回線を介して読込んで前記保守パーツの情報と共に前記表示器に表示する保守パーツ情報表示手段を備えたことを特徴とする工作機械の異常診断装置。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の工作機械の異常診断装置であって、前記工作機械に故障が発生した際に、前記測定データ記憶手段に記憶された故障発生前の測定データに基づいて前記異常検出条件を新たに指定すると共にユーザーから該故障に関する異常処理情報を受け取り、該異常検出条件と該異常処理情報とを対応付けて記憶する異常情報追加記憶手段を備え、前記異常情報追加記憶手段により新たに記憶された異常検出条件をも加味してその後の異常現象の検出を行うことを特徴とする工作機械の異常診断装置。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の工作機械の異常診断装置であって、前記異常処理情報に従ってユーザーが異常処理作業を行った結果の良否を判定し、結果が良好でなければ該異常処理情報の内容を修正する異常処理情報修正手段を備えたことを特徴とする工作機械の異常診断装置。
- 工作機械の少なくとも一箇所に設けた測定装置からの測定データを入力として、該測定データに予め記憶した異常検出条件を適用し、前記工作機械の故障の前兆となる異常現象の発生を検出し、その異常現象に対応する異常処理情報を表示器に表示する工作機械の異常診断用プログラムにおいて、前記測定装置からの測定データを経時的に記憶するための測定データ記憶処理部を備え、前記異常検出条件を追加／修正する際には前記測定データ記憶処理部により記憶した測定データを参照可能とし、前記工作機械の正常稼動時における前記測定装置からの測定データを記憶する正常時測定データ記憶処理部と、前記正常時測定データ記憶処理部に記憶した測定データと前記測定データ記憶処理部に記憶した測定データとを比較する測定データ比較処理部とを備え、前記測定データ比較処理部での比較結果に基づいて前記異常検出条件を追加／修正することを特徴とする工作機械の異常診断用プログラム。
- 工作機械の少なくとも一箇所に設けた測定装置からの測定データを入力として、該測定データに予め記憶した異常検出条件を適用し、前記工作機械の故障の前兆となる異常現象の発生を検出し、その異常現象に対応する異常処理情報を表示器に表示する工作機械の異常診断方法において、前記測定装置からの測定データを経時的に記憶し、前記異常検出条件を追加／修正する際には前記記憶した測定データを参照可能とし、前記工作機械の正常稼動時における前記測定装置からの測定データを記憶し、前記正常稼動に記憶した測定データと前記経時的に記憶した測定データとを比較し、当該比較結果に基づいて前記異常検出条件を追加／修正することを特徴とする工作機械の異常診断方法。
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