JP6591070B2 - 診断装置および診断システム - Google Patents

Description

本発明は、モータを駆動源とする機械に振動現象が発生した場合に、当該振動現象を診断する診断装置および診断システムに関する。

産業用機械（以下、単に「機械」という。）の駆動源である、サーボモータといったモータが、機械に数多く使用されている。機械を設計するユーザは、機械の動作仕様に応じて機械に適したモータを選定する。そして、ユーザは、選定したモータを機械に取り付けて、調整を経て、機械の立上げ作業を行う。しかし、立上げ作業時に、機械に振動現象が発生してしまうことがある。

機械に発生する振動現象は、機械に起因するもの、またはモータを制御するアンプといったモータ制御装置に起因するものがある。振動現象は様々であり、振動現象に応じた対策を講じなければ、振動現象を抑制することはできない。発生している振動現象の診断を誤り、誤った対策を講じると、振動現象を抑制することができないばかりか、かえって振動現象を悪化させてしまうことがある。

機械、モータおよびモータ制御装置に関する知識および経験が豊富なユーザであれば、振動現象を現場で診断し、振動現象に応じた正しい対策を講じることが可能である。一方、機械、モータおよびモータ制御装置に関する知識および経験が少ないユーザは、振動現象を現場で診断することができず、機械、モータおよびモータ制御装置に関する知識および経験が豊富な専門家を、例えば現場に呼び出し、当該専門家に診断をしてもらった上で、対策を講じているため、振動現象の抑制に時間を要していた。

振動現象の種別を判定する技術として、特許文献１では、振動波形データを、振動センサを用いて取得し、取得したデータの各特徴量を算出し、算出された特徴量からいずれの種類の振動現象を示すものかを判定する技術が開示されている。

特開平１１−２７８０４１号公報

上記特許文献１に記載の技術では、モータが取り付けられる機械が特定の構造をとるという場合であれば、振動現象の診断をすることができる場合もある。しかしながら、一般に、機械は特定の構造をとるとは限らないため、上記特許文献１に記載の技術では、機械の振動現象を正確に診断することができないという問題があった。一般に機械は様々な種類の機械部品を使用して構成されることから構造は定まっておらず、それらの機械部品がモータを駆動源として様々な動作を行うため、振動波形データのみから機械の振動現象を正確に診断することは困難だからである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータを駆動源とする機械に振動現象が発生した場合に、当該振動現象を正確に診断することができる診断装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる、モータを駆動源とする機械に発生している振動現象を診断する診断装置は、機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、振動現象の動画とを関連付けして記憶する記憶部を備える。診断装置は、記憶部から、複数の種類の振動現象それぞれの、動画を読み出す動画読出部を備える。診断装置は、動画読出部が読み出した、複数の種類の振動現象それぞれの、動画を表示する動画表示部を備える。診断装置は、複数の種類の振動現象それぞれの、動画からユーザにより選択された動画を示す選択結果を受け付ける現象選択部を備える。診断装置は、選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された振動現象の情報を、記憶部から読み出し、診断結果である読み出した振動現象の情報を出力する診断部を備える。診断装置は、診断結果を表示する診断結果表示部を備える。

本発明によれば、モータを駆動源とする機械に振動現象が発生した場合に、当該振動現象を正確に診断することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる診断装置の機能構成例を示す図 図１における機械の一例を概略的に示す図 第１の振動現象の動画、第２の振動現象の動画および第３の振動現象の動画のそれぞれを撮影するための機械の一例を概略的に示す図 本実施の形態の診断装置の構成例を示す図 図１における診断装置が実行する診断処理のフローチャート 図１における診断装置の記憶部に関連付けされて記憶される情報の一例を説明するための図 図１における診断装置の動画表示部および現象選択部の一例を説明するための図 本発明の実施の形態２にかかる診断装置の機能構成例を示す図 実施の形態２の第４の振動現象の動画、第５の振動現象の動画および第６の振動現象の動画のそれぞれを撮影するための機械の一例を概略的に示す図 図８における診断装置が実行する診断処理のフローチャート 図８における診断装置の記憶部に関連付けされて記憶される情報の一例を説明するための図 図８における診断装置の機械部品選択部の一例を説明するための図 本発明の実施の形態３にかかる診断システムの機能構成例を示す図 実施の形態４にかかる制御装置の操作状況および振動現象の動画を撮影するための機械の一例を概略的に示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる診断装置および診断システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１にかかる診断装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる診断装置の機能構成例を示す図である。図１における診断装置１００は、機械２００に振動現象が発生した場合に、当該振動現象を診断する装置である。機械２００は、製造機械または加工機械といった産業用機械である。ユーザ１０は、機械２００の立上げ作業または調整作業といった作業を行う。ユーザ１０は、機械２００に振動現象が発生した場合に、診断装置１００を使用して、機械２００に発生した振動現象を把握し、機械２００に対して振動現象に応じた対策を講ずる。

まず、図１における機械２００について説明する。図２は、図１における機械２００の一例を概略的に示す図である。図２における機械２００は、機械部品であるボールねじ２０５と、機械負荷である加工ヘッド２０７と、ヒータ２２０とを備える。機械２００は、ボールねじ２０５を使用し、モータ２０１の駆動力がボールねじ２０５を介して加工ヘッド２０７に伝達され、テーブル２０９上に載置されたワーク２０８に対して加圧加工を施す。機械２００は、モータ２０１を駆動源とする機械であれば、どのような機械であってもよい。

モータ２０１は、モータ制御装置２０４から供給される電流２１２により駆動され、加工ヘッド２０７を動作させるための駆動源である。モータ２０１は、例えばサーボモータである。加工ヘッド２０７は、モータ２０１により駆動される。ワーク２０８は、テーブル２０９に載置され、加工ヘッド２０７が接触して加圧することで加工される加圧対象物である。

モータ２０１に取り付けられるエンコーダ２０２は、モータ２０１の回転位置およびモータ２０１の回転速度を検出し、検出した回転位置を位置フィードバック信号２１０Ａとして出力し、検出した回転速度を速度フィードバック信号２１０Ｂとして出力する。モータ２０１の回転軸２０１Ａには、モータ２０１の回転運動を並進運動に変換するためのボールねじ２０５が設けられている。モータ２０１およびボールねじ２０５はカップリング２０６により結合されている。加工ヘッド２０７はボールねじ２０５に接合される。加工ヘッド２０７が紙面下方向に移動し、ワーク２０８に接触することにより、ワーク２０８の加圧加工が実現される。

指令生成装置２０３は、モータ２０１の動作パターンを示す動作パターン信号２１１を生成し、モータ２０１を駆動させるモータ制御装置２０４へ出力する。動作パターン信号２１１は、位置指令値または速度指令値を含んで構成されている。位置指令値は、可動部分である加工ヘッド２０７のある時間における位置を示す情報である。速度指令値は、ある時間における加工ヘッド２０７の移動速度を示す情報である。指令生成装置２０３は、モーションコントローラ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、またはＰＬＣに付随する位置決めユニットである。

モータ制御装置２０４は、位置フィードバック信号２１０Ａおよび速度フィードバック信号２１０Ｂが動作パターン信号２１１に追従するよう、すなわち、位置フィードバック信号２１０Ａおよび速度フィードバック信号２１０Ｂが示すモータ２０１の動作が動作パターン信号２１１で示された動作に追随するよう、モータ２０１に電流２１２を供給する。モータ制御装置２０４は、モータ２０１の動作についてフィードバック制御を行う。モータ制御装置２０４は、サーボアンプである。モータ制御装置２０４は、インバータであってもよい。この場合、モータ制御装置２０４は、モータ２０１の動作についてフィードバック制御を行わない。

加工ヘッド２０７には、ヒータ２２０が取り付けられている。これにより、ワーク２０８には加圧加工と共に加熱加工が施される。ヒータ２２０の加熱動作はヒータコントローラ２２１によって制御される。

次に、図２における機械２００に発生し得る振動現象について説明する。振動現象としては、発振、残留振動および機械ショック振動が挙げられる。

第１の振動現象である発振、いわゆるハンチングは、エンコーダ２０２の出力に基づいて、モータ制御装置２０４がモータ２０１の動作についてフィードバック制御を行っていることに起因するものである。原因としては、フィードバックループが不安定となることが挙げられる。第１の振動現象の特徴としては、振動の周波数が高いことが挙げられ、振動が音として認識可能であることが挙げられる。また、振動が持続することが挙げられる。さらに、モータ２０１の動作を停止している状態においても振動が発生することが挙げられる。

第２の振動現象である残留振動は、加工ヘッド２０７の機械剛性が低いことに起因するものである。加工ヘッド２０７の位置決め動作における、減速動作をして停止動作をした後に、加工ヘッド２０７が揺動する。第２の振動現象の特徴としては、振動の周波数が低く、そのため振動は音として認識不可能であることが挙げられる。

第３の振動現象である機械ショック振動は、動作パターン信号２１１による指令によって、モータ２０１を動作させることに起因するものである。機械ショック振動は、例えば、加工ヘッド２０７の位置決め動作における、動作パターン信号２１１による指令において、加工ヘッド２０７の加速時間または減速時間が短いまたは０になる場合に発生する。第３の振動現象の特徴としては、モータ２０１の動き出しの瞬間に「ゴツ」という音が発生することが挙げられる。また、振動および音は、モータ２０１の動き出しの瞬間だけ発生し、持続しないことが挙げられる。

機械２００、モータ２０１およびモータ制御装置２０４に関する知識および経験が豊富なユーザであれば、振動現象を現場で診断し、振動現象に応じた正しい対策を講じることが可能である。一方、機械２００、モータ２０１およびモータ制御装置２０４に関する知識および経験が少ないユーザは、振動現象を現場で診断することができず、振動現象に応じた正しい対策を講じることは困難である。

本発明の実施の形態１にかかる診断装置１００では、後述する図５の診断処理を実行することにより、モータ２０１を駆動源とする機械２００の振動現象を正確に診断することができる。これにより、機械２００、モータ２０１およびモータ制御装置２０４に関する知識および経験が少ないユーザであっても、診断装置１００を使用して、機械２００の振動現象を現場で正確に診断することができ、振動現象に応じた正しい対策を講じることが可能である。

次に、図１における診断装置１００について説明する。診断装置１００は、記憶部１０１を備える。記憶部１０１は、第１の振動現象の名称と、第１の振動現象の動画と、第１の振動現象の原因と、第１の振動現象の対策案とを関連付けして記憶し、第２の振動現象の名称と、第２の振動現象の動画と、第２の振動現象の原因と、第２の振動現象の対策案とを関連付けして記憶し、第３の振動現象の名称と、第３の振動現象の動画と、第３の振動現象の原因と、第３の振動現象の対策案とを関連付けして記憶する。対策案とは、診断装置１００からユーザ１０への振動現象を防止するための指示を示す情報である。振動現象の名称、振動現象の動画および振動現象の対策案は、振動現象の情報の一例である。

診断装置１００は、記憶部１０１から、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とを読み出す動画読出部１０２を備える。

診断装置１００は、動画読出部１０２が読み出した、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とをそれぞれ表示する動画表示部１０３を備える。ユーザ１０は、動画表示部１０３が表示した、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とをそれぞれ視聴可能である。

診断装置１００は、ユーザ１０による、第１の振動現象の動画、第２の振動現象の動画および第３の振動現象の動画のうちから、機械２００の振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付ける現象選択部１０４を備える。

診断装置１００は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００の振動現象を診断する診断部１０５を備える。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの名称を記憶部１０１から読み出し、読み出した振動現象の名称を診断結果として出力する。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの原因を記憶部１０１から読み出し、読み出した振動現象の原因を診断結果として出力してもよい。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの対策案を記憶部１０１から読み出し、読み出した振動現象の対策案を診断結果として出力してもよい。診断部１０５は、同様に読み出した振動現象の名称、振動現象の原因および振動現象の対策案を組み合わせて診断結果として出力してもよい。

診断装置１００は、診断部１０５による診断結果を表示する診断結果表示部１０６を備える。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの名称を表示する。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの原因を表示してもよい。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの対策案を表示してもよい。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の名称、振動現象の原因および振動現象の対策案を組み合わせて表示してもよい。ユーザ１０は、診断結果表示部１０６が表示した、第１の振動現象、第２の振動現象もしくは第３の振動現象のいずれかの名称、第１の振動現象、第２の振動現象もしくは第３の振動現象のいずれかの原因、または第１の振動現象、第２の振動現象もしくは第３の振動現象のいずれかの対策案を視認可能である。

次に、第１の振動現象、第２の振動現象および第３の振動現象のそれぞれの動画の撮影方法、原因および対策案について説明する。

図３は、第１の振動現象の動画、第２の振動現象の動画および第３の振動現象の動画のそれぞれを撮影するための機械３００の一例を概略的に示す図である。図３における機械３００は、図２における機械２００と類似の構成である。機械３００は、機械２００と類似の構成であればよく、機械２００と同一の構成である必要はない。機械３００の構成が機械２００の構成と類似であれば、機械３００には機械２００に発生している振動現象と類似の振動現象が発生するからである。機械３００は、モータ３０１の駆動力を、機械部品であるボールねじ３０５を介してテーブル３０７に伝達し、テーブル３０７を移動させる。

図３に示すように、モータ３０１は、モータ制御装置３０４から供給される電流３１２により駆動され、テーブル３０７を動作させるための駆動源である。テーブル３０７は、モータ３０１により駆動される機械負荷である。

モータ３０１に取り付けられるエンコーダ３０２は、モータ３０１の回転位置およびモータ３０１の回転速度を検出し、検出した回転位置を位置フィードバック信号３１０Ａとして出力し、検出した回転速度を速度フィードバック信号３１０Ｂとして出力する。モータ３０１の回転軸３０１Ａには、モータ３０１の回転運動を並進運動に変換するためのボールねじ３０５が設けられている。モータ３０１およびボールねじ３０５はカップリング３０６により結合されている。テーブル３０７はボールねじ３０５に接合され、紙面左右方向に移動する。

指令生成装置３０３は、モータ３０１の動作パターンを示す動作パターン信号３１１を生成し、モータ３０１を駆動させるモータ制御装置３０４へ出力する。動作パターン信号３１１は、位置指令値または速度指令値を含んで構成されている。位置指令値は、可動部分であるテーブル３０７のある時間における位置を示す情報である。速度指令値は、ある時間におけるテーブル３０７の移動速度を示す情報である。

モータ制御装置３０４は、位置フィードバック信号３１０Ａおよび速度フィードバック信号３１０Ｂが動作パターン信号３１１に追従するよう、すなわち、位置フィードバック信号３１０Ａおよび速度フィードバック信号３１０Ｂが示すモータ３０１の動作が動作パターン信号３１１で示された動作に追随するよう、モータ３０１に電流３１２を供給する。モータ制御装置３０４は、モータ３０１の動作についてフィードバック制御を行う。

図１における診断装置１００の記憶部１０１に記憶されている、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とは、それぞれ機械３００に振動現象を発生させて、撮影されたものである。

第１の振動現象の動画は、機械３００において、モータ制御装置３０４がモータ３０１をフィードバック制御する際の、フィードバックループのゲインが通常よりも大きく設定された状態で撮影される。当該ゲインは、電流３１２の大きさを決定するためのものである。これにより、フィードバックループが不安定となり、機械３００に振動現象が発生する。このときの様子がビデオカメラをはじめとした撮影装置により撮影される。撮影された動画は、振動現象が発生している機械３００の映像データと音データとを含む。撮影された動画の特徴としては、振動の周波数が高いことが挙げられ、振動が音として認識可能であることが挙げられる。また、振動が持続することが挙げられる。さらに、モータ３０１の動作を停止している状態においても振動が発生することが挙げられる。

第２の振動現象の動画は、機械３００において、ボールねじ３０５とテーブル３０７とを薄い板状部材といった弾性変形が生じやすい部材を介して接続し、テーブル３０７の機械剛性が低くなった状態で撮影される。これにより、テーブル３０７の位置決め動作における、減速動作をして停止動作をした後に、テーブル３０７が揺動する。このときの様子がビデオカメラをはじめとした撮影装置により撮影される。撮影された動画の特徴としては、振動の周波数が低く、そのため振動は音として認識不可能であることが挙げられる。

第３の振動現象の動画は、機械３００において、テーブル３０７の位置決め動作における、動作パターン信号３１１による指令において、テーブル３０７の加速時間または減速時間が通常よりも短くまたは０になるように設定された状態で撮影される。このときの様子がビデオカメラをはじめとした撮影装置により撮影される。撮影された動画の特徴としては、モータ３０１の動き出しの瞬間に「ゴツ」という音が発生することが挙げられる。振動および音は、モータ３０１の動き出しの瞬間だけ発生し、持続しないことが挙げられる。

第１の振動現象の原因については、上述したようにフィードバックループの不安定化が挙げられる。第２の振動現象の原因については、上述したように機械剛性の不足が挙げられる。第３の振動現象の原因については、上述したように加速時間または減速時間の短時間化が挙げられる。

第１の振動現象の対策案については、フィードバックループのゲインまたはフィルタの再調整が挙げられる。第２の振動現象の対策案については、動作パターン信号のフィルタに残留振動の周波数を除去するノッチフィルタを使用することが挙げられる。第３の振動現象の対策案については、加速時間または減速時間の再調整が挙げられる。

診断装置１００は、具体的には、計算機システム、すなわちコンピュータである。この計算機システム上で後述する診断処理を実現する診断プログラムが実行されることにより、計算機システムが診断装置１００として機能する。図４は、本実施の形態の診断装置の構成例を示す図である。図４に示すように、この計算機システムは、制御部１１と入力部１２と記憶部１３と表示部１４と出力部１５とを備え、これらはシステムバス１６を介して接続されている。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等であり、本実施の形態の診断プログラムを実行する。入力部１２は、たとえばキーボードおよびマウスなどで構成され、計算機システムのユーザが、各種情報の入力を行うために使用する。記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種メモリおよびハードディスクなどのストレージデバイスを含み、上記制御部１１が実行すべきプログラム、処理の過程で得られた必要なデータ、などを記憶する。また、記憶部１３は、プログラムの一時的な記憶領域としても使用される。表示部１４は、ＬＣＤ（液晶表示パネル）などで構成され、計算機システムのユーザに対して各種画面を表示する。なお、図４は、一例であり、計算機システムの構成は図４の例に限定されない。例えば、計算機システムは、通信処理を実施する通信部を備えてもよい。

ここで、本実施の形態の診断プログラムが実行可能な状態になるまでの計算機システムの動作例について説明する。上述した構成をとる計算機システムには、たとえば、図示しないＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭドライブにセットされたＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭから、診断プログラムが記憶部１３にインストールされる。そして、診断プログラムの実行時に、記憶部１３から読み出された診断プログラムが記憶部１３の所定の場所に格納される。この状態で、制御部１１は、記憶部１３に格納されたプログラムに従って、本実施の形態の診断処理を実行する。

なお、本実施の形態においては、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭを記録媒体として、診断処理を記述したプログラムを提供しているが、これに限らず、計算機システムの構成、提供するプログラムの容量などに応じて、たとえば、通信部を経由してインターネットなどの伝送媒体により提供されたプログラムを用いることとしてもよい。

図１に示した動画読出部１０２、動画表示部１０３、現象選択部１０４、診断部１０５および診断結果表示部１０６は、図４の制御部１１に含まれる。図１の現象選択部１０４は、図４の入力部１２に含まれる。図１の記憶部１０１は、図４の記憶部１３の一部である。図１の動画表示部１０３および診断結果表示部１０６は、図４の表示部１４に含まれる。図１の診断結果表示部１０６は、図４の出力部１５に含まれる。

次に、図１における診断装置１００が実行する診断処理について説明する。図５は、図１における診断装置１００が実行する診断処理のフローチャートである。診断装置１００の記憶部１０１には、図６に示すように、第１の振動現象の動画と、第１の振動現象の名称と、第１の振動現象の原因と、第１の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されているものとする。診断装置１００の記憶部１０１には、同様に、第２の振動現象の動画と、第２の振動現象の名称と、第２の振動現象の原因と、第２の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されているものとする。診断装置１００の記憶部１０１には、同様に、第３の振動現象の動画と、第３の振動現象の名称と、第３の振動現象の原因と、第３の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されているものとする。本実施の形態１では、診断装置１００の記憶部１０１には、３種類の振動現象についての情報が記憶されているが、他の振動現象についての情報が記憶されていてもよい。すなわち、診断装置１００の記憶部１０１には、他の振動現象の動画と、他の振動現象の名称と、他の振動現象の原因と、他の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されていてもよい。

まず、診断装置１００の動画読出部１０２は、記憶部１０１から、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とを読み出す（ステップＳ１０１）。

次いで、診断装置１００の動画表示部１０３は、動画読出部１０２が読み出した、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とをそれぞれ表示する（ステップＳ１０２）。図７は、図１における診断装置１００の動画表示部１０３および現象選択部１０４の一例を説明するための図である。図７において、再生ボタン１１１は、第１の振動現象の動画を再生するためのボタンである。ユーザ１０が再生ボタン１１１を選択すると、診断装置１００の動画表示部１０３は、動画読出部１０２が読み出した、第１の振動現象の動画をウィンドウ１２１に表示する。これにより、第１の振動現象の動画がウィンドウ１２１に再生される。再生ボタン１１２は、第２の振動現象の動画を再生するためのボタンである。ユーザ１０が再生ボタン１１２を選択すると、同様に、第２の振動現象の動画がウィンドウ１２２に再生される。再生ボタン１１３は、第３の振動現象の動画を再生するためのボタンである。ユーザ１０が再生ボタン１１３を選択すると、同様に、第３の振動現象の動画がウィンドウ１２３に再生される。

次いで、診断装置１００の現象選択部１０４は、動画表示部１０３が表示した、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とを視聴したユーザ１０による、機械２００の振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付ける（ステップＳ１０３）。図７において、ラジオボタン１３１は、第１の振動現象の動画を選択するためのボタンである。ラジオボタン１３２は、第２の振動現象の動画を選択するためのボタンである。ラジオボタン１３３は、第３の振動現象の動画を選択するためのボタンである。ユーザ１０は、ラジオボタン１３１，１３２，１３３のいずれかのボタンを選択することによって、機械２００の振動現象と類似する振動現象の動画を選択することができる。

次いで、診断装置１００の診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００の振動現象を診断する（ステップＳ１０４）。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果である振動現象の動画と関連付けされて記憶された、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの名称を記憶部１０１から読み出す。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果である振動現象の動画と関連付けされて記憶された、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの原因を記憶部１０１から読み出してもよい。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果である振動現象の動画と関連付けされて記憶された、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの対策案を記憶部１０１から読み出してもよい。

次いで、診断装置１００の診断結果表示部１０６は、診断部１０５による診断結果を表示する（ステップＳ１０５）。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの名称を表示する。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの原因を表示してもよい。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、第１の振動現象、第２の振動現象または第３の振動現象のいずれかの対策案を表示してもよい。そして、本処理を終了する。

実施の形態１における診断処理によれば、第１の振動現象の動画、第２の振動現象の動画、および第３の振動現象の動画を視聴したユーザ１０による、機械２００の振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付けて、機械２００の振動現象を診断し、診断結果を表示する。すなわち、ユーザに、診断装置１００で再生される振動現象と、機械２００で生じている振動現象とを直感的に比較する手段が提供される。また、ユーザに、診断装置１００により各振動現象の名称、原因または対策案が提供される。これにより、機械２００、モータ２０１およびモータ制御装置２０４に関する知識および経験が少ないユーザ１０であっても、診断装置１００を使用して、機械２００の振動現象を現場で正確に診断することができ、振動現象に応じた正しい対策を講じることが可能である。

本実施の形態１では、第１の振動現象である発振の原因として、フィードバックループの不安定化が関連付けされて記憶され、対策案として、フィードバックループのゲインまたはフィルタの再調整が関連付けされて記憶されていたが、これに限られない。第１の振動現象の原因として、機械部品の経年劣化が関連付けされて記憶され、対策案として、機械部品の見直しまたは取り替えが関連付けされて記憶されていてもよい。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２にかかる診断装置について説明する。図８は、本発明の実施の形態２にかかる診断装置の機能構成例を示す図である。本発明の実施の形態２にかかる診断装置１００Ａは、機械部品選択部１０７を備えている点が上述した実施の形態１と異なる。重複した構成および作用については説明を省略し、異なる構成および作用について説明する。

まず、図８における機械２００Ａについて説明する。図９は、図８における機械２００Ａの一例を概略的に示す図である。図９における機械２００Ａは、機械部品であるタイミングベルト２３１を使用している。機械２００Ａは、モータ２０１の駆動力をタイミングプーリ２３０に伝達し、タイミングベルト２３１を動作させて、ヘッド２３２を並進運動させる。

モータ２０１は、モータ制御装置２０４から供給される電流２１２により駆動され、ヘッド２３２を並進運動させるための駆動源である。ヘッド２３２は、モータ２０１により駆動される機械負荷である。

モータ２０１に取り付けられるエンコーダ２０２は、モータ２０１の回転位置およびモータ２０１の回転速度を検出し、検出した回転位置を位置フィードバック信号２１０Ａとして出力し、検出した回転速度を速度フィードバック信号２１０Ｂとして出力する。モータ２０１には、タイミングプーリ２３０が接続されている。モータ２０１が回転すると、タイミングプーリ２３０が回転する。タイミングプーリ２３０とタイミングベルト２３１とには、それぞれ図示しないティースが設けられている。タイミングプーリ２３０のティースとタイミングベルト２３１のティースとが噛み合うことによって、タイミングプーリ２３０の回転力がタイミングベルト２３１に伝達される。これにより、タイミングベルト２３１が動作し、ヘッド２３２が並進運動する。

指令生成装置２０３は、モータ２０１の動作パターンを示す動作パターン信号２１１を生成し、モータ２０１を駆動させるモータ制御装置２０４へ出力する。動作パターン信号２１１は、位置指令値または速度指令値を含んで構成されている。位置指令値は、可動部分であるヘッド２３２のある時間における位置を示す情報である。速度指令値は、ある時間におけるヘッド２３２の移動速度を示す情報である。

モータ制御装置２０４は、位置フィードバック信号２１０Ａおよび速度フィードバック信号２１０Ｂが動作パターン信号２１１に追従するよう、すなわち、位置フィードバック信号２１０Ａおよび速度フィードバック信号２１０Ｂが示すモータ２０１の動作が動作パターン信号２１１で示された動作に追随するよう、モータ２０１に電流２１２を供給する。モータ制御装置２０４は、モータ２０１の動作についてフィードバック制御を行う。

次に、図９における機械２００Ａに発生し得る振動現象について説明する。振動現象としては、発振、機械ショック振動および回転同期振動が挙げられる。

第４の振動現象である発振、いわゆるハンチングは、エンコーダ２０２の出力に基づいて、モータ制御装置２０４がモータ２０１の動作についてフィードバック制御を行っていることに起因するものである。第４の振動現象も原因としては、フィードバックループが不安定となることが挙げられる。第４の振動現象の特徴としては、振動の周波数が高いことが挙げられ、振動が音として認識可能であることが挙げられる。また、振動が持続することが挙げられる。さらに、モータ２０１の動作を停止している状態においても振動が発生することが挙げられる。なお、タイミングベルト２３１の機械共振周波数は、ボールねじ２０５の機械共振周波数と比較して、一般的に低くなり易い。このため、タイミングベルト２３１に発振が生じた際の振動の周波数は、ボールねじ２０５に発振が生じた際の振動の周波数よりも低くなる。よって、第４の振動現象は、第１の振動現象と比較して、振動の周波数が低くなり、音も低いものとなる。

第５の振動現象である機械ショック振動は、動作パターン信号２１１による指令によって、モータ２０１を動作させることに起因するものである。機械ショック振動は、例えば、ヘッド２３２の位置決め動作における、動作パターン信号２１１による指令において、ヘッド２３２の加速時間または減速時間が短いまたは０になる場合に発生する。第５の振動現象の特徴としては、モータ２０１の動き出しの瞬間に「ゴツ」という音が発生することが挙げられる。振動および音は、モータ２０１の動き出しの瞬間だけ発生し、持続しないことが挙げられる。

第６の振動現象である回転同期振動は、タイミングプーリ２３０のティースとタイミングベルト２３１のティースとが衝突することに起因するものである。第６の振動現象の特徴としては、モータ２０１の回転速度が大きくなると、タイミングプーリ２３０のティースとタイミングベルト２３１のティースとが衝突する頻度が増え、振動の周波数が高くなることが挙げられる。また、第６の振動現象の特徴としては、モータ２０１の回転速度が小さくなると、タイミングプーリ２３０のティースとタイミングベルト２３１のティースとが衝突する頻度が減り、振動の周波数が低くなることが挙げられる。

本発明の実施の形態２にかかる診断装置１００Ａでは、後述する図１０の診断処理を実行することにより、モータ２０１を駆動源とする機械２００Ａの振動現象を柔軟かつ正確に診断することができる。これにより、機械２００Ａ、モータ２０１およびモータ制御装置２０４に関する知識および経験が少ないユーザであっても、診断装置１００Ａを使用して、機械２００Ａの振動現象を現場で柔軟かつ正確に診断することができ、振動現象に応じた正しい対策を講じることが可能である。

次に、図８における診断装置１００Ａについて説明する。図８において、診断装置１００Ａは、ユーザ１０Ａによる、ボールねじ、タイミングベルト、ラック・アンド・ピニオンおよび回転テーブルといった複数の機械部品のうちから、機械２００Ａで使用している機械部品と同一または類似の機械部品の選択を受け付ける機械部品選択部１０７を備える。

記憶部１０１は、機械部品の名称と、振動現象の名称と、振動現象の動画と、振動現象の原因と、振動現象の対策案とを関連付けして記憶する。振動現象の名称、振動現象の動画および振動現象の対策案は、振動現象の情報の一例である。動画読出部１０２は、機械部品選択部１０７が受け付けた選択結果である機械部品と関連付けされて記憶された、振動現象の動画を記憶部１０１から読み出す。動画表示部１０３は、動画読出部１０２が読み出した、振動現象の動画を表示する。現象選択部１０４は、ユーザ１０Ａによる、機械２００Ａの振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付ける。

診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００Ａの振動現象を診断する。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果である振動現象の動画と関連付けされて記憶された、振動現象の名称を記憶部１０１から読み出す。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果である振動現象の動画と関連付けされて記憶された、振動現象の原因を記憶部１０１から読み出してもよい。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果である振動現象の動画と関連付けされて記憶された、振動現象の対策案を記憶部１０１から読み出してもよい。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果、および機械部品選択部１０７が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００Ａの振動現象を診断してもよい。診断結果表示部１０６は、診断部１０５による診断結果を表示する。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の名称を表示する。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の原因を表示してもよい。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の対策案を表示してもよい。

次に、第４の振動現象、第５の振動現象および第６の振動現象のそれぞれの動画の撮影方法、原因および対策案について説明する。

図９は、第４の振動現象の動画、第５の振動現象の動画および第６の振動現象の動画のそれぞれを撮影するための機械３００Ａの一例を概略的に示す図である。機械３００Ａと、機械２００Ａとは同一の構成であるが、機械３００Ａは、機械２００Ａと同一の構成である必要はなく、機械２００Ａと類似の構成であればよい。機械３００Ａの構成が機械２００Ａの構成と類似であれば、機械３００Ａには機械２００Ａに発生している振動現象と類似の振動現象が発生するからである。機械３００Ａは、機械２００Ａと同一の構成であるため、説明を省略する。

図８に示す診断装置１００Ａの記憶部１０１に記憶されている、第４の振動現象の動画と、第５の振動現象の動画と、第６の振動現象の動画とは、それぞれ機械３００Ａに振動を発生させて、撮影されたものである。

第４の振動現象の動画は、機械３００Ａにおいて、モータ制御装置３０４がモータ３０１をフィードバック制御する際の、フードバックループのゲインが通常よりも大きく設定された状態で撮影される。これにより、フィードバックループが不安定となり、機械３００Ａに振動現象が発生する。このときの様子がビデオカメラをはじめとした撮影装置により撮影される。撮影された動画は、振動現象が発生している機械３００Ａの映像データと音データとを含む。撮影された動画の特徴としては、振動の周波数が高いことが挙げられ、振動が音として認識可能であることが挙げられる。また、振動が持続することが挙げられる。さらに、モータ３０１の動作を停止している状態においても振動が発生することが挙げられる。

第５の振動現象の動画は、機械３００Ａにおいて、ヘッド３３２の位置決め動作における、動作パターン信号３１１による指令において、ヘッド３３２の加速時間または減速時間を通常よりも短くまたは０になるように設定された状態で撮影される。このときの様子がビデオカメラをはじめとした撮影装置により撮影される。撮影された動画の特徴としては、モータ３０１の動き出しの瞬間に「ゴツ」という音が発生することが挙げられる。振動および音は、モータ３０１の動き出しの瞬間だけ発生し、持続しないことが挙げられる。

第６の振動現象の動画は、機械３００Ａにおいて、モータ３０１の回転速度を徐々に大きくし、また、モータ３０１の回転速度を徐々に小さくして撮影される。このときの様子がビデオカメラをはじめとした撮影装置により撮影される。撮影された動画の特徴としては、モータ３０１の回転速度が大きくなると、タイミングプーリ３３０のティースとタイミングベルト３３１のティースとが衝突する頻度が増え、振動の周波数が高くなることが挙げられる。また、モータ３０１の回転速度が小さくなると、タイミングプーリ３３０のティースとタイミングベルト３３１のティースとが衝突する頻度が減り、振動の周波数が低くなることが挙げられる。

第４の振動現象の原因については、上述したようにフィードバックループの不安定化が挙げられる。第５の振動現象の原因については、上述したように加速時間または減速時間の短時間化が挙げられる。第６の振動現象の原因については、上述したようにティース同士の衝突が挙げられる。

第４の振動現象の対策案については、フィードバックループのゲインまたはフィルタの再調整が挙げられる。第５の振動現象の対策案については、加速時間または減速時間の再調整が挙げられる。第６の振動現象の対策案については、ティース同士の衝突はモータから見ると外乱となるため、外乱オブザーバといった外乱を抑制する制御を使用することが挙げられる。

次に、図８における診断装置１００Ａが実行する診断処理について説明する。図１０は、図８における診断装置１００Ａが実行する診断処理のフローチャートである。

診断装置１００Ａの記憶部１０１には、例えば、図１１に示すように、機械部品の名称であるボールねじと、第１の振動現象の動画と、第１の振動現象の名称と、第１の振動現象の原因と、第１の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶され、ボールねじと、第２の振動現象の動画と、第２の振動現象の名称と、第２の振動現象の原因と、第２の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶され、ボールねじと、第３の振動現象の動画と、第３の振動現象の名称と、第３の振動現象の原因と、第３の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されているものとする。診断装置１００Ａの記憶部１０１には、同様に、機械部品の名称であるタイミングベルトと、第４の振動現象の動画と、第４の振動現象の名称と、第４の振動現象の原因と、第４の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶され、タイミングベルトと、第５の振動現象の動画と、第５の振動現象の名称と、第５の振動現象の原因と、第５の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶され、タイミングベルトと、第６の振動現象の動画と、第６の振動現象の名称と、第６の振動現象の原因と、第６の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されているものとする。

本実施の形態２では、診断装置１００Ａの記憶部１０１には、２種類の機械部品のそれぞれについての、３種類の振動現象のそれぞれについての情報が記憶されているが、他の機械部品についての、他の振動現象についての情報が記憶されていてもよい。すなわち、診断装置１００Ａの記憶部１０１には、例えば、図１１に示すように、他の機械部品の名称であるラック・アンド・ピニオンと、他の振動現象の動画と、他の振動現象の名称と、他の振動現象の原因と、他の振動現象の対策案とが関連付けされて記憶されていてもよい。

まず、診断装置１００Ａの機械部品選択部１０７は、ユーザ１０Ａによる、ボールねじ、タイミングベルト、ラック・アンド・ピニオンおよび回転テーブルといった複数の機械部品のうちから、機械２００Ａで使用している機械部品と同一または類似の機械部品の選択を受け付ける（ステップＳ２０１）。図１２は、診断装置１００Ａの機械部品選択部１０７の一例を説明するための図である。図１２において、ラジオボタン１４１は、ボールねじを選択するためのボタンである。ラジオボタン１４２は、タイミングベルトを選択するためのボタンである。ラジオボタン１４３は、ラック・アンド・ピニオンを選択するためのボタンである。ラジオボタン１４４は、回転テーブルを選択するためのボタンである。ユーザ１０Ａは、ラジオボタン１４１，１４２，１４３，１４４のいずれかのボタンを選択し、選択ボタン１５１を押下することによって、機械２００Ａで使用している機械部品と同一または類似の機械部品を選択することができる。図１２では、機械部品を文字で表示しているが、機械部品をイラストまたは写真で表示して、ユーザ１０Ａに機械部品の選択をさせ易くしてもよい。

次いで、診断装置１００Ａの動画読出部１０２は、機械部品選択部１０７が受け付けた選択結果である機械部品と関連付けされて記憶された、振動現象の動画を記憶部１０１から読み出す（ステップＳ２０２）。例えば、動画読出部１０２は、機械部品選択部１０７が受け付けた選択結果がタイミングベルトであった場合は、第４の振動現象の動画と、第５の振動現象の動画と、第６の振動現象の動画とをそれぞれ記憶部１０１から読み出す。

次いで、診断装置１００Ａの動画表示部１０３は、動画読出部１０２が読み出した振動現象の動画を表示する（ステップＳ２０３）。

次いで、診断装置１００Ａの現象選択部１０４は、ユーザ１０Ａによる、機械２００Ａの振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付ける（ステップＳ２０４）。

次いで、診断装置１００Ａの診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００Ａの振動現象を診断する（ステップＳ２０５）。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された、振動現象の名称を記憶部１０１から読み出す。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された、振動現象の原因を記憶部１０１から読み出してもよい。診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された、振動現象の対策案を記憶部１０１から読み出してもよい。診断装置１００Ａの診断部１０５は、現象選択部１０４が受け付けた選択結果、および機械部品選択部１０７が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００Ａの振動現象を診断してもよい。

次いで、診断装置１００Ａの診断結果表示部１０６は、診断部１０５による診断結果を表示する（ステップＳ２０６）。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の名称を表示する。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の原因を表示してもよい。診断結果表示部１０６は、診断部１０５が読み出した、振動現象の対策案を表示してもよい。そして、本処理を終了する。

実施の形態２における図１０に示す診断処理によれば、ユーザ１０Ａによる、機械２００Ａで使用している機械部品と同一または類似の機械部品の選択を受け付けて、振動現象の動画を表示する。そして、振動現象の動画を視聴したユーザ１０Ａによる、機械２００Ａの振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付けて、機械２００Ａの振動現象を診断し、診断結果を表示する。これにより、機械２００Ａ、モータ２０１およびモータ制御装置２０４に関する知識および経験が少ないユーザ１０Ａであっても、診断装置１００Ａを使用して、機械２００Ａの振動現象を現場で柔軟かつ正確に診断することができ、振動現象に応じた正しい対策を講じることが可能である。

また、図１０に示す診断処理によれば、ユーザ１０Ａによる、機械２００Ａで使用している機械部品と同一または類似の機械部品の選択を受け付けて、振動現象の動画を表示する。これにより、ユーザ１０Ａが視聴する、振動現象の動画は、機械２００Ａで使用している機械部品を機械に使用した際に発生しやすい振動現象の動画に限定されることになる。したがって、上述した実施の形態１と同様の効果を奏することに加え、ユーザ１０Ａは、数ある振動現象の動画のうちから適切な候補の動画を視聴することができるため、機械２００Ａの振動現象の診断に要する時間を短縮することができるという効果を奏する。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３にかかる診断システムについて説明する。図１３は、本発明の実施の形態３にかかる診断システムの機能構成例を示す図である。本発明の実施の形態３にかかる診断システム１００Ｂは、例えば、サーバ４００、クライアント４０１およびネットワーク４１０で実現される点が上述した実施の形態１又は２と異なり、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

図１３において、サーバ４００は、ネットワーク４１０に接続されている。サーバ４００は、記憶部１０１と、動画読出部１０２とを備える。サーバ４００は、クライアント４０１から、ネットワーク４１０を介して送信された、クライアント４０１の現象選択部１０４が受け付けた選択結果に基づいて、機械２００Ｂの振動現象を診断する診断部１０５を備える。ここで、ネットワーク４１０の具体例としては、インターネットまたはイントラネットが挙げられるが、これらに限られるものではなく、コンピュータネットワークであればどのようなものであってもよい。

クライアント４０１は、ネットワーク４１０に接続されている。クライアント４０１は、サーバ４００から、ネットワーク４１０を介して送信された、サーバ４００の動画読出部１０２が読み出した、第１の振動現象の動画と、第２の振動現象の動画と、第３の振動現象の動画とをそれぞれ表示する動画表示部１０３を備える。クライアント４０１は、ユーザ１０Ｂによる、第１の振動現象の動画、第２の振動現象の動画および第３の振動現象の動画のうちから、機械２００Ｂの振動現象と類似する振動現象の動画の選択を受け付ける現象選択部１０４を備える。クライアント４０１は、サーバ４００から、ネットワーク４１０を介して送信された、サーバ４００の診断部１０５による診断結果を表示する診断結果表示部１０６を備える。ユーザ１０Ｂは、診断システム１００Ｂを構成するクライアント４０１を使用して、機械２００Ｂの振動現象を診断することができる。

サーバ４００およびクライアント４０１も、具体的には、計算機システム、すなわちコンピュータである。サーバ４００およびクライアント４０１の構成例は、図４に示す構成例に通信部を備えた構成であるため、その説明は省略する。クライアント４０２，４０３は、クライアント４０１と同様の構成および作用であるため、その説明は省略する。診断システム１００Ｂは、サーバ４００、クライアント４０２およびネットワーク４１０、並びにサーバ４００、クライアント４０３およびネットワーク４１０でも実現される。ユーザ１０Ｃは、診断システム１００Ｂを構成するクライアント４０２を使用して、機械２００Ｃの振動現象を把握することができる。ユーザ１０Ｄは、診断システム１００Ｂを構成するクライアント４０３を使用して、機械２００Ｄの振動現象を把握することができる。

本実施の形態３にかかる診断システム１００Ｂによれば、上述した実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、診断システム１００Ｂでは、多数のユーザであるユーザ１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが同時にそれぞれの機械２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄの診断をすることができる。本実施の形態３にかかる診断システム１００Ｂは、クライアント４０１，４０２，４０３に、記憶部１０１を設ける必要がないため、クライアント４０１，４０２，４０３を安価な構成とすることができる。その結果、診断システム１００Ｂを安価な構成とすることができる。

診断システム１００Ｂのクライアント４０１，４０２，４０３は、上述した実施の形態２の機械部品選択部１０７を備えてもよい。これにより、上述した実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４にかかる診断装置および診断システムについて説明する。本発明の実施の形態４にかかる診断装置および診断システムの構成は、上述した実施の形態１および実施の形態２にかかる診断装置、ならびに実施の形態３にかかる診断システムの構成と同様であるため、重複した構成および作用については説明を省略し、異なる構成および作用について説明する。

上述した実施の形態１から実施の形態３では、記憶部１０１には、振動現象の動画が記憶されていた。本実施の形態では、記憶部１０１には、指令生成装置およびモータ制御装置をユーザが操作する状況（以下、「制御装置の操作状況」と称する。）および当該操作に起因した振動現象（以下、本実施の形態では、当該操作に起因した振動現象を単に「振動現象」と称する。）の動画が記憶されている。上述した実施の形態１から実施の形態３では、ユーザは、診断装置で再生される振動現象と、機械に生じている振動現象とを見比べて、機械に生じている振動現象と類似する振動現象の動画を選択していた。本実施の形態では、ユーザは、診断装置で再生される制御装置の操作状況と、実際の制御装置の操作状況とを比較するとともに、診断装置で再生される振動現象と、機械に生じている振動現象とを見比べて、機械に生じている振動現象と類似する振動現象の動画を選択する。本実施の形態は、ユーザによる機械に生じている振動現象と類似する振動現象の動画の選択の際に、ユーザに他の判断材料を提供するものである。制御装置の操作状況は、ユーザによる類似する振動現象の動画の選択の際の判断材料として有用である。制御装置の操作状況および振動現象の動画は、制御装置の操作状況と振動現象とが連続的に撮影されて作成されたものである。動画読出部１０２は、記憶部１０１から、制御装置の操作状況および振動現象の動画を読み出す。動画表示部１０３は、動画読出部１０２が読み出した、制御装置の操作状況および振動現象の動画を表示する。

本実施の形態では、制御装置の操作状況と振動現象とが別々に撮影されて、別々に動画が作成されていてもよい。記憶部１０１には、制御装置の操作状況の動画、および振動現象の動画が別々に記憶されていてもよい。制御装置の操作状況の動画は、指令生成装置およびモータ制御装置と操作しているユーザとを含む空間領域が撮影されて作成されたものである。この場合、動画読出部１０２は、記憶部１０１から、制御装置の操作状況の動画、および振動現象の動画をそれぞれ読み出す。動画表示部１０３は、動画読出部１０２が読み出した、制御装置の操作状況の動画、および振動現象の動画をそれぞれ表示する。たとえば、動画表示部１０３は、制御装置の操作状況の動画を表示してから、振動現象の動画を表示する。たとえば、動画表示部１０３は、表示画面を２分割して、一方に制御装置の操作状況の動画を表示し、他方に振動現象の動画を表示してもよい。たとえば、動画表示部１０３は、表示画面に振動現象の動画を表示し、表示画面中の小窓画面に制御装置の操作状況の動画をワイプ表示してもよい。

本実施の形態では、制御装置の操作状況と振動現象とが別々に時間同期して撮影されて、別々に動画が作成されていてもよい。この場合、動画表示部１０３は、制御装置の操作状況の動画と、振動現象の動画とを時間同期して表示するのがよい。時間同期して表示するとは、２つの動画において、同一時刻に撮影されたシーンが同時に表示されるようにすることをいう。

次に、制御装置の操作状況および振動現象の動画の撮影方法について説明する。

図１４は、実施の形態４にかかる制御装置の操作状況および振動現象の動画を撮影するための機械３００Ｂの一例を概略的に示す図である。機械３００Ｂは、スイッチ５０１，５０２を備えている点が、上述した図３の機械３００と異なる。機械３００と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。

スイッチ５０１は、モータ制御装置３０４によるサーボ制御をオン（ＯＮ）、すなわち開始させる、またはオフ（ＯＦＦ）、すなわち停止させるためのスイッチである。ユーザがスイッチ５０１を操作して、モータ制御装置３０４によるサーボ制御が開始されると、モータ制御装置３０４は、モータ３０１に電流３１２を供給して、フィードバック制御によりモータ３０１の回転を制御する。ユーザがスイッチ５０１を操作して、モータ制御装置３０４によるサーボ制御が停止されると、モータ制御装置３０４は、モータ３０１への電流３１２の供給を停止して、フィードバック制御を停止する。

スイッチ５０２は、テーブル３０７の位置決め動作を開始させる、すなわち指令生成装置３０３による動作パターン信号３１１の出力をオン（ＯＮ）にさせる、またテーブル３０７の位置決め動作を停止、すなわち指令生成装置３０３による動作パターン信号３１１の出力をオフ（ＯＦＦ）にさせるためのスイッチである。

振動現象としては、発振、残留振動および機械ショック振動が挙げられる。上述したように、第１の振動現象を発振とし、第２の振動現象を残留振動とし、第３の振動現象を機械ショック振動とする。

制御装置の操作状況および第１の振動現象の動画は、ユーザがスイッチ５０１を操作する状況、およびその直後の機械３００Ｂの様子が撮影されて作成される。当該動画は、ユーザがスイッチ５０１を操作して、モータ制御装置３０４によるサーボ制御がＯＦＦからＯＮになった直後に、機械３００Ｂに振動が発生する様子を表示する。上述したように、第１の振動現象は、フィードバックループが不安定となることに起因し、サーボ制御がＯＮになった直後に発生するものだからである。

制御装置の操作状況および第２の振動現象の動画は、ユーザがスイッチ５０１を操作する状況、スイッチ５０１の操作の後の機械３００Ｂの様子、スイッチ５０１の操作の後にユーザがスイッチ５０２を操作する状況、およびスイッチ５０２の操作の後の機械３００Ｂの様子が撮影されて作成される。当該動画は、ユーザがスイッチ５０１を操作して、モータ制御装置３０４によるサーボ制御がＯＦＦからＯＮになった後は、機械３００Ｂに振動が発生しない様子、およびその後にユーザがスイッチ５０２を操作して、指令生成装置３０３による動作パターン信号３１１の出力がＯＮになった後に、機械３００Ｂに振動が発生する様子を表示する。上述したように、第２の振動現象は、機械負荷の機械剛性が低いことに起因し、機械負荷の位置決め動作を行ったときに発生するものだからである。

制御装置の操作状況および第３の振動現象の動画は、ユーザがスイッチ５０１を操作する状況、スイッチ５０１の操作の後の機械３００Ｂの様子、スイッチ５０１の操作の後にユーザがスイッチ５０２を操作する状況、およびスイッチ５０２の操作の後の機械３００Ｂの様子が撮影されて作成される。当該動画は、ユーザがスイッチ５０１を操作して、モータ制御装置３０４によるサーボ制御がＯＦＦからＯＮになった後は、機械３００Ｂに振動が発生しない様子、およびその後にユーザがスイッチ５０２を操作して、指令生成装置３０３による動作パターン信号３１１の出力がＯＮになった後に、機械３００Ｂに振動が発生する様子を表示する。上述したように、第３の振動現象は、動作パターン信号による指令によって、モータを動作させることに起因し、機械負荷の位置決め動作における、動作パターン信号による指令において、機械負荷の加速時間または減速時間が短いまたは０になる場合に発生するものだからである。

通常、ユーザが制御装置に対して何らかの操作を行った結果、機械に振動現象が発生する。本実施の形態によれば、ユーザが制御装置の操作状況および振動現象の動画を視聴可能であるため、たとえば第１の振動現象はサーボ制御がＯＮになった直後に発生するという因果関係をユーザが把握することができ、第２の振動現象および第３の振動現象はサーボ制御がＯＮになった直後には発生せずに機械負荷の位置決め動作を行ったときに発生するという因果関係をユーザが把握することができる。これにより、ユーザは現場で遭遇した振動現象と、動画中に再生される振動現象とを対応付けしやすくなる。その結果、ユーザは機械の振動現象と類似する振動現象の動画をさらに正確に選択することができ、ユーザは機械の振動現象を現場でさらに正確に診断することができる。

本実施の形態では、モータ制御装置３０４は、モータ３０１がサーボモータであれば、たとえば、サーボモータに電力を供給するサーボアンプまたはサーボドライバである。指令生成装置３０３は、たとえば、サーボアンプに対し各種制御用ネットワークを介して制御命令を発行し、またはＩ／Ｏ（Input／Output）信号またはパルス列によりサーボアンプに対し制御命令を発行するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、モーションコントローラまたは位置決めユニットといった機器である。上述した制御装置の操作状況の動画は、たとえば、これら機器を操作するためのエンジニアリングソフトウェアの表示画面、またはこれら機器に接続されているスイッチまたはボタンといった入力装置が撮影されて作成されたものであってもよい。指令生成装置３０３およびモータ制御装置３０４は、これらに限られるものではなく、モータ３０１に各種制御命令を直接的または間接的に発行する機器であれば、どのようなものであってもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略または変更することも可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ ユーザ、１１ 制御部、１２ 入力部、１３，１０１ 記憶部、１４ 表示部、１５ 出力部、１００，１００Ａ 診断装置、１００Ｂ 診断システム、１０２ 動画読出部、１０３ 動画表示部、１０４ 現象選択部、１０５ 診断部、１０６ 診断結果表示部、１０７ 機械部品選択部、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，３００，３００Ａ，３００Ｂ 機械、２０１，３０１ モータ、２０１Ａ 回転軸、２０２，３０２ エンコーダ、２０３，３０３ 指令生成装置、２０４，３０４ モータ制御装置、２０５，３０５ ボールねじ、２０６，３０６ カップリング、２０７ 加工ヘッド、２０８ ワーク、２０９，３０７ テーブル、２１０Ａ，３１０Ａ 位置フィードバック信号、２１０Ｂ，３１０Ｂ 速度フィードバック信号、２１１，３１１ 動作パターン信号、２１２，３１２ 電流、２２０ ヒータ、２２１ ヒータコントローラ、２３０，３３０ タイミングプーリ、２３１，３３１ タイミングベルト、２３２，３３２ ヘッド、４００ サーバ、４０１，４０２，４０３ クライアント、４１０ ネットワーク、５０１，５０２ スイッチ。

Claims (8)

1. モータを駆動源とする機械に発生している振動現象を診断する診断装置であって、
   前記機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、振動現象の動画とを関連付けして記憶する記憶部と、
   前記記憶部から、複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画を読み出す動画読出部と、
   前記動画読出部が読み出した、複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画を表示する動画表示部と、
   複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画からユーザにより選択された前記動画を示す選択結果を受け付ける現象選択部と、
   前記選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された前記振動現象の情報を、前記記憶部から読み出し、診断結果である読み出した前記振動現象の情報を出力する診断部と、
   前記診断結果を表示する診断結果表示部と、
   を備えることを特徴とする診断装置。
2. モータを駆動源とする機械に発生している振動現象を診断する診断装置であって、
   前記機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、振動現象の動画とを関連付けして記憶する記憶部を備えるサーバから、ネットワークを介して、複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画を受信して、複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画を表示する動画表示部と、
   複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画からユーザにより選択された前記動画を示す選択結果を受け付ける現象選択部と、
   前記選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された前記振動現象の情報を、前記サーバから、前記ネットワークを介して受信して、診断結果である受信した前記振動現象の情報を表示する診断結果表示部と、
   を備えることを特徴とする診断装置。
3. 複数の種類の機械部品のうち、前記ユーザにより選択された機械部品を示す選択結果を受け付ける機械部品選択部をさらに備え、
   前記記憶部は、前記機械に使用し得る複数の種類の機械部品のそれぞれについて、前記機械部品を使用した前記機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、振動現象の動画とを関連付けして記憶し、
   前記動画読出部は、前記記憶部から、前記機械部品選択部が受け付けた前記選択結果に対応する機械部品と関連付けされて記憶された前記動画を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の診断装置。
4. 複数の種類の機械部品のうち、前記ユーザにより選択された機械部品を示す選択結果を受け付ける機械部品選択部をさらに備え、
   前記動画表示部は、
   前記機械に使用し得る複数の種類の機械部品のそれぞれについて、前記機械部品を使用した前記機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、振動現象の動画とを関連付けして記憶する前記記憶部を備える前記サーバから、前記ネットワークを介して、前記機械部品選択部が受け付けた前記選択結果に対応する機械部品と関連付けされて記憶された前記動画を受信して表示することを特徴とする請求項２に記載の診断装置。
5. 前記記憶部は、前記機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、前記モータを制御する制御装置が操作される状況および当該操作に起因した振動現象の前記動画とを関連付けして記憶することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の診断装置。
6. 前記動画表示部は、前記モータを制御する前記制御装置が操作される状況と、当該操作に起因した振動現象とを時間同期して表示することを特徴とする請求項５に記載の診断装置。
7. 前記振動現象の情報は、振動現象の名称、振動現象の原因、および振動現象を防止するための対策案の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の診断装置。
8. モータを駆動源とする機械に発生している振動現象を診断する診断システムであって、
   ネットワークに接続されたサーバと、
   前記ネットワークに接続されたクライアントとを備え、
   前記クライアントは、
   前記サーバから、前記ネットワークを介して送信された、前記機械に発生し得る複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の動画を表示する動画表示部と、
   複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画からユーザにより選択された前記動画を示す選択結果を受け付ける現象選択部と、
   前記サーバから、前記ネットワークを介して送信された、診断結果である振動現象の情報を表示する診断結果表示部とを備え、
   前記サーバは、
   複数の種類の振動現象それぞれの、振動現象の情報と、前記動画とを関連付けして記憶する記憶部と、
   前記記憶部から、複数の種類の振動現象それぞれの、前記動画を読み出す動画読出部と、
   前記クライアントから、前記ネットワークを介して送信された、前記現象選択部が受け付けた、前記選択結果に対応する動画と関連付けされて記憶された前記振動現象の情報を、前記記憶部から読み出し、診断結果である読み出した前記振動現象の情報を出力する診断部とを備える、
   ことを特徴とする診断システム。

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