JP6764516B1 - 工作機械および表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部と、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出する算出部と、
前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された第1境界線及び第2境界線と、を表示する表示部と、
を備え、
前記第2境界線は、前記第1境界線を囲むように前記表示部に表示される工作機械である。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の工作機械は、
ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部と、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出する算出部と、
前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記少なくとも2つの境界線のうち、選択された前記境界線の形状を変更する補正を行う補正部と、
を備えた工作機械である。
ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表示する表示装置であって、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出し、前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された第1境界線及び第2境界線と、を表示する際に、前記第2境界線を、前記第1境界線を囲むように表示する表示装置である。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の表示装置は、
ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表示する表示装置であって、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出し、前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記境界線の線を選択し、選択した線の形状を変更する補正を行う補正部と、
を備えた表示装置。
本発明の第1実施形態としての工作機械100について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る工作機械100の構成を説明するための図である。
次に本発明の第2実施形態に係る工作機械について、図2乃至図5を用いて説明する。図2は、本実施形態に係る工作機械の外観およびボールねじを説明するための図である。第2実施形態の工作機械200について、複合機を用いて説明する。工作機械200は、ボールねじ210、ステージ211およびモータ212を有する。モータ212の回転がボールねじ210に伝わり、ボールねじ210の回転駆動力によりステージ211が往復移動する。ステージ211を往復移動させることにより、ステージ211に載置された工作対象物を所望の位置へと移動させることができる。ボールねじ210とは、ねじ軸、ナット、ボールなどから構成される機械要素部品のひとつであり、直線運動を回転運動に変換、または回転運動を直線運動に変換するためのものである。
ここで、図3Dを参照して、特徴量抽出部302による特徴量の抽出方法について詳細に説明する。周波数分解部(図中FFT)321は、工作機械200による暖機運転中に検知部301が検知した電流値の周波数成分を抽出して、周波数スペクトルを生成する。周波数分解は、例えば、FFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)により行われるが、これには限定されない。
実験番号βの印加電流波形のFFTデータxβは、以下の式(6)のようにR次元のベクトルの集合で表される。
は、実験番号βのr番目の区間、Rは区間総数である。
は、元信号
に類似したものとなる。
β2=0.999
ここで、ν0=0で初期化したとすると、以下の式(10)が得られる。
学習したオートエンコーダのエンコーダを次元圧縮に用いる。
から次元圧縮された64次元の
が出力される。
入力のデータ行列をX、単一のデータ点を含む列ベクトルをxとする。データの分散最大化問題を定式化すると、
W=Vk
である。ここで、kは、主成分Vに含まれる相関のない変数群の個数である。よって、次元圧縮後のベクトルをZとすると、射影座標のベクトルは、
Z=XVk
と表される。
学習により求めた主成分Vを用いて、次元圧縮を行う。例えば、オートエンコーダ処理後のベクトル次元が64次元の場合、64次元の入力X64を2次元のベクトルZ2に次元圧縮するように設定できる。
より、64次元のX64を入力すると主成分V2により2次元ベクトルZ2が出力される。ベクトルZ2の2つのベクトル成分が第1特徴量および第2特徴量に相当する。ベクトルZ2の2つの成分を第1軸および第2軸として2次元マップへプロットする。
モデル構築用データが線型分離不可能な場合、SVMでは非線形関数を用いてモデル構築用データを高次元空間に写像し、高次元空間内で分離超平面を求める。これは、オリジナルの低次元空間において、非線形な分離境界を求めることに等しい。高次元空間へはカーネル関数Kを用いて写像される。
学習させたOne Class SVMにPCAで次元圧縮したデータを入力することで、上記の式(23)より、出力f(x)が得られる。
g(x)=−f(x)
と表される。つまり、異常判定部308は、異常度スコアg(x)が負の値の場合は正常、0以上の場合は異常と判定する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の技術的範囲で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (6)
- ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部と、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出する算出部と、
前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された第1境界線及び第2境界線と、を表示する表示部と、
を備え、
前記第2境界線は、前記第1境界線を囲むように前記表示部に表示される工作機械。 - 前記境界線の形状の補正を行う補正部をさらに備えた請求項1に記載の工作機械。
- ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部と、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出する算出部と、
前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記境界線の線を選択し、選択した線の形状を変更する補正を行う補正部と、
を備えた工作機械。 - 前記表示部は、前記プロットした点を選択すると、前記プロットした点に関連した情報を表示する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の工作機械。
- ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表示する表示装置であって、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出し、前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された第1境界線及び第2境界線と、を表示する際に、前記第2境界線を、前記第1境界線を囲むように表示する表示装置。 - ボールねじの動作を伴う暖機運転中においてボールねじを駆動するために印加される電流を検知値として検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表示する表示装置であって、
前記検知値を複数のデータに分解し、前記複数のデータの次元を圧縮して2次元の第1算出量と第2算出量とを算出し、前記第1算出量に係る数値を第1軸とし前記第2算出量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記ボールねじに異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記境界線の線を選択し、選択した線の形状を変更する補正を行う補正部と、
を備えた表示装置。
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