JP6788137B1 - 検査対象物の異常検出装置及び検査対象物の異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値をより大きくすることができる技術を提供する。【解決手段】図（ｃ）に示すように、標本線Ｌ４においては、この標本線Ｌ４の上に波形Ａの全てが存在するにも拘らず、斜線が施されてはいない。すなわち、標本線Ｌ４に波形Ａが交わらずに、変化量がゼロとなるときは、存在量はゼロとすることにした。【選択図】図５
Description
本発明は、検査対象物の異常検出技術に関する。
マハラノビスの距離を用いて、機器又は装置に発生する異常を検出する異常検出技術が、各種実用に供されている（例えば、特許文献１（図４、表１）参照）。
特許文献１に開示される技術は、調節弁の漏洩診断技術である。調節弁では、弁ハウジングに弁体を内蔵し、この弁体で流路を開閉する。弁体から弁棒（ステム）が弁ハウジングの外まで延ばされる。弁棒は弁ハウジングの外に置かれたアクチュエータに連結される。アクチュエータにより弁棒が上下し、弁体が上下して流路を開閉する。
弁ハウジングと弁棒との間にグランドパッキンが詰められ、弁ハウジング内の流体が外へ漏れないようにする。弁棒が上下するため、グランドパッキンは徐々に摩耗する。この摩耗が一定量を超えると、流体が弁ハウジングの外へ漏れ始める。
グランドパッキンが健全であれば、弁棒（ステム）に所定の摩擦抵抗力が加わる。グランドパッキンが摩耗すると、摩擦抵抗力は減少する。摩擦抵抗力の減少が顕著であると漏れが発生すると考えられる。
そこで、特許文献１では、摩擦抵抗力へ変化を監視することで、弁の漏洩診断を行う。摩擦抵抗力をシール力とみなし、このシール力をロードセルで計測し、この計測値に基づいて計算をし、漏洩診断を行う。
特許文献１の技術を次図に基づいて説明する。
図１５は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）は特許文献１の図４とほぼ同じ波形図であり、（ｂ）は比較検討のために特許文献１の図４を加工した波形図である。波形図の横軸は時間軸であり、縦軸はシール力軸である。
図１５は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）は特許文献１の図４とほぼ同じ波形図であり、（ｂ）は比較検討のために特許文献１の図４を加工した波形図である。波形図の横軸は時間軸であり、縦軸はシール力軸である。
特許文献１では、微分特性に係る特徴量１〜７と、積分特性に係る特徴量８〜１４とに基づいてマハラノビスの距離が演算される。特徴量１と特徴量８は検出ラインＬ１で規定され、特徴量２と特徴量９は検出ラインＬ２で規定され、その他の特徴量も同様に規定される。
図１５（ａ）の波形ＦＷでは、検出ラインＬ１との交点が０であるため、特徴量１は「０」となる。検出ラインＬ２との交点は２個であるため特徴量２は「２」となる。検出ラインＬ６との交点は２個であるため特徴量２は「２」となり、検出ラインＬ７との交点が０であるため特徴量７は「２」となる。
特許文献１の表１を参照すると、特徴量８の最大値は「９．０」である。
図１５（ａ）において、ｔｓは９．０となる。検出ラインＬ１に係る特徴量８は「９．０」となる。検出ラインＬ１の斜線長さと他の検出ラインの斜線長さを比較して、他の検出ラインに係る特徴量を推定する。
図１５（ａ）において、ｔｓは９．０となる。検出ラインＬ１に係る特徴量８は「９．０」となる。検出ラインＬ１の斜線長さと他の検出ラインの斜線長さを比較して、他の検出ラインに係る特徴量を推定する。
検出ラインＬ２に斜線を施した長さは最大の約７３％であったため、ここでの特徴量は、９．０×０．７３の計算により約「６．５」となる。
検出ラインＬ６に斜線を施した長さは最大の約１１％であったため、ここでの特徴量は、９．０×０．１１の計算により約「１．０」となる。
検出ラインＬ７に斜線を施した長さは最大の約５．５％であったため、ここでの特徴量は、９．０×０．０５５の計算により約「０．５」となる。
検出ラインＬ６に斜線を施した長さは最大の約１１％であったため、ここでの特徴量は、９．０×０．１１の計算により約「１．０」となる。
検出ラインＬ７に斜線を施した長さは最大の約５．５％であったため、ここでの特徴量は、９．０×０．０５５の計算により約「０．５」となる。
以上を纏めると「表１」のようになる。
すなわち、ｍ番目の周期ｍの特徴量１〜特徴量７及び特徴量８〜特徴量１４が表記される。
特許文献１では、周期ｍ〜周期（ｍ＋１３）の１４周期について、平均値、標準偏差を求め、マハラノビスの距離（以下、ＭＤ値という）を求める。この表１からＭＤ値（ｍ）が得られたとする。なお、表１において、記載を省略した周期（ｍ＋１）〜周期（ｍ＋１３）での特徴量１のばらつきは大きくない。特徴量２〜特徴量１４についてもばらつきは大きくない。
特許文献１では、周期ｍ〜周期（ｍ＋１３）の１４周期について、平均値、標準偏差を求め、マハラノビスの距離（以下、ＭＤ値という）を求める。この表１からＭＤ値（ｍ）が得られたとする。なお、表１において、記載を省略した周期（ｍ＋１）〜周期（ｍ＋１３）での特徴量１のばらつきは大きくない。特徴量２〜特徴量１４についてもばらつきは大きくない。
ところで、バルブの開閉を繰り返すと、ある時点からグランドパッキンのシール力が減少する。
減少したシール力の波形をＦＷｎとして、図１５（ｂ）に示す。この波形ＦＷｎは波形ＦＷよりも波の高さが小さくなっている。
減少したシール力の波形をＦＷｎとして、図１５（ｂ）に示す。この波形ＦＷｎは波形ＦＷよりも波の高さが小さくなっている。
この波形ＦＷｎによる特徴量１は「０」、特徴量２は「０」、特徴量６は「２」、特徴量７は「０」である。
特徴量８〜特徴量１４は、斜線の長さによる。
検出ラインＬ１に係る特徴量８は「９．０」である。
検出ラインＬ２に係る特徴量９も「９．０」である。
検出ラインＬ６に係る特徴量１３は「１．０」である。
検出ラインＬ７に係る特徴量１４は「０」である。
検出ラインＬ１に係る特徴量８は「９．０」である。
検出ラインＬ２に係る特徴量９も「９．０」である。
検出ラインＬ６に係る特徴量１３は「１．０」である。
検出ラインＬ７に係る特徴量１４は「０」である。
以上を纏めると「表２」のようになる。
すなわち、ｎ番目の周期ｎの特徴量１〜特徴量７及び特徴量８〜特徴量１４が表記される。
周期ｎ〜周期（ｎ＋１３）の１４周期について、平均値、標準偏差を求め、ＭＤ値を求める。この表２からＭＤ値（ｎ）が得られたとする。なお、表２において、記載を省略した周期（ｎ＋１）〜周期（ｎ＋１３）での特徴量１のばらつきは大きくない。特徴量２〜特徴量１４についてもばらつきは大きくない。
周期ｎ〜周期（ｎ＋１３）の１４周期について、平均値、標準偏差を求め、ＭＤ値を求める。この表２からＭＤ値（ｎ）が得られたとする。なお、表２において、記載を省略した周期（ｎ＋１）〜周期（ｎ＋１３）での特徴量１のばらつきは大きくない。特徴量２〜特徴量１４についてもばらつきは大きくない。
図１５（ａ）に示す波形ＦＷと図１５（ｂ）に示す波形ＦＷｎとは波の大きさでは、十分な差が認められる。
対して、表１に示す特徴量１〜１４と表２に示す特徴量１〜１４には大差がなく、結果として、表１から得られるＭＤ値（ｍ）と表２から得られるＭＤ値（ｎ）の差は期待したほど大きくならない。
対して、表１に示す特徴量１〜１４と表２に示す特徴量１〜１４には大差がなく、結果として、表１から得られるＭＤ値（ｍ）と表２から得られるＭＤ値（ｎ）の差は期待したほど大きくならない。
表１から得られるＭＤ値（ｍ）を正常時のＭＤ値（ｍ）、表２から得られるＭＤ値（ｎ）を異常時のＭＤ値（ｎ）と読み替える。
異常判定に供する判定値は、正常時のＭＤ値（ｍ）と異常時のＭＤ値（ｎ）との間に設定する。
しかし、正常時のＭＤ値（ｍ）と異常時のＭＤ値（ｎ）との差が大きくないときには、判定値は、小さめに設定される。判定値が小さいと、正常であっても異常と判定することがあり、判定の信頼性が低下する。
異常判定に供する判定値は、正常時のＭＤ値（ｍ）と異常時のＭＤ値（ｎ）との間に設定する。
しかし、正常時のＭＤ値（ｍ）と異常時のＭＤ値（ｎ）との差が大きくないときには、判定値は、小さめに設定される。判定値が小さいと、正常であっても異常と判定することがあり、判定の信頼性が低下する。
判定の信頼性を高めるために、正常時のＭＤ値（ｍ）に対して異常時のＭＤ値（ｎ）をより大きくすることが望まれる。
本発明は、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値をより大きくすることができる技術を提供することを課題とする。
本発明者は、上記表１に示される周期ｍでの特徴量８「９．０」、特徴量９「６．５」と上記表２に示される周期ｎでの特徴量８「９．０」、特徴量９「９．０」とが近似していることに着目した。
この点に基づいて試行・検討する中で、上記表２に示される周期ｎでの特徴量８及び特徴量９を「０」にして、試算してみた。すると、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値が格段に大きくなった。この知見に基づいて、検証した結果、この手法が実用に耐え得ることが確認できた。
以上により、本発明は次のように纏めることができる。
以上により、本発明は次のように纏めることができる。
請求項１に係る発明は、固定部と、この固定部に対して相対的に移動する可動部とを含む検査対象物に発生する異常を検出する検査対象物の異常検出装置であり、
この異常検出装置は、前記検査対象物に取付けられ振動を検出する振動センサと、この振動センサからの振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する計算部と、この計算部で得たマハラノビスの距離が判定値以上であるか否かを判定する判定部とを備え、
前記計算部では、前記振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、前記波形曲線と前記標本線とが交わった交点の数を変化量とし、前記波形曲線で区切られた前記標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量及び前記存在量を前記マハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出装置であって、
前記存在量は、当該標本線より上に存在する前記波形曲線に基づいて計算され、前記変化量がゼロでないときは、前記波形曲線で区切られた当該標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量がゼロであるときは、前記存在量はゼロとすることを特徴とする。
この異常検出装置は、前記検査対象物に取付けられ振動を検出する振動センサと、この振動センサからの振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する計算部と、この計算部で得たマハラノビスの距離が判定値以上であるか否かを判定する判定部とを備え、
前記計算部では、前記振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、前記波形曲線と前記標本線とが交わった交点の数を変化量とし、前記波形曲線で区切られた前記標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量及び前記存在量を前記マハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出装置であって、
前記存在量は、当該標本線より上に存在する前記波形曲線に基づいて計算され、前記変化量がゼロでないときは、前記波形曲線で区切られた当該標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量がゼロであるときは、前記存在量はゼロとすることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の検査対象物の異常検出装置であって、
前記波形曲線は、前記時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれ、
前記計算部は、
異常時に前記振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにし、
異常時に前記振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、プラス側の標本線の数よりもマイナス側の標本線の数を増すようにすることを特徴とする。
前記波形曲線は、前記時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれ、
前記計算部は、
異常時に前記振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにし、
異常時に前記振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、プラス側の標本線の数よりもマイナス側の標本線の数を増すようにすることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の検査対象物の異常検出装置であって、
検査対象物は工作機械であり、前記固定部と前記可動部の一方が切削工具であり、他方が被切削材であり、前記切削工具に発生する異常を検出することを特徴とする。
検査対象物は工作機械であり、前記固定部と前記可動部の一方が切削工具であり、他方が被切削材であり、前記切削工具に発生する異常を検出することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の検査対象物の異常検出装置であって、
検査対象物は電動モータであり、前記固定部はステータ及びモータケースであり、前記可動部はロータ及びモータ軸であることを特徴とする。
検査対象物は電動モータであり、前記固定部はステータ及びモータケースであり、前記可動部はロータ及びモータ軸であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の検査対象物の異常検出装置であって、
検査対象物は内燃機関であり、前記固定部はシリンダブロック及びシリンダヘッドであり、前記可動部はピストン及びクランク軸であることを特徴とする。
検査対象物は内燃機関であり、前記固定部はシリンダブロック及びシリンダヘッドであり、前記可動部はピストン及びクランク軸であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、固定部と、この固定部に対して相対的に移動する可動部とを含む検査対象物に発生する異常を検出する検査対象物の異常検出方法であり、
前記固定部に発生する振動を検出する工程と、
検出した振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する工程と、
計算で得られたマハラノビスの距離が判定値以上であるときに異常を検出する工程と、からなり、
前記マハラノビスの距離を計算する工程では、前記振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、前記波形曲線と前記標本線とが交わった交点の数を変化量とし、前記波形曲線で区切られた前記標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量及び前記存在量を前記マハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出方法であって、
前記存在量は、当該標本線より上に存在する前記波形曲線に基づいて計算され、前記変化量がゼロでないときは、前記波形曲線で区切られた当該標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量がゼロであるときは、前記存在量はゼロとすることを特徴とする。
前記固定部に発生する振動を検出する工程と、
検出した振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する工程と、
計算で得られたマハラノビスの距離が判定値以上であるときに異常を検出する工程と、からなり、
前記マハラノビスの距離を計算する工程では、前記振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、前記波形曲線と前記標本線とが交わった交点の数を変化量とし、前記波形曲線で区切られた前記標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量及び前記存在量を前記マハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出方法であって、
前記存在量は、当該標本線より上に存在する前記波形曲線に基づいて計算され、前記変化量がゼロでないときは、前記波形曲線で区切られた当該標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量がゼロであるときは、前記存在量はゼロとすることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項６記載の検査対象物の異常検出方法であって、
前記波形曲線は、前記時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれ、
前記計算部は、
異常時に前記振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにし、
異常時に前記振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、プラス側の標本線の数よりもマイナス側の標本線の数を増すようにすることを特徴とする。
前記波形曲線は、前記時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれ、
前記計算部は、
異常時に前記振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにし、
異常時に前記振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、プラス側の標本線の数よりもマイナス側の標本線の数を増すようにすることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項７記載の検査対象物の異常検出方法であって、
前記偏り情報は、欠陥を有する検査対象物に、前記振動を検出する工程を実施し、得られた振動値に基づいて決定することを特徴とする。
前記偏り情報は、欠陥を有する検査対象物に、前記振動を検出する工程を実施し、得られた振動値に基づいて決定することを特徴とする。
請求項１に係る発明では、変化量及び存在量をマハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出装置において、存在量は、当該標本線より上に存在する波形曲線に基づいて計算され、変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとする。
変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとすると、正常時のＭＤ値に比べて異常時のＭＤ値が著しく大きくなる。
すなわち、本発明により、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値をより大きくすることができる技術が提供される。
変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとすると、正常時のＭＤ値に比べて異常時のＭＤ値が著しく大きくなる。
すなわち、本発明により、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値をより大きくすることができる技術が提供される。
Ｘ軸が時間軸で、Ｙ軸が振動値の軸であるＸＹ面に振動の波形曲線が描かれ、Ｘ軸に平行に複数本の標本線を引くとき、一般に、プラス側の標本線の数とマイナス側の標本線の数を合わせる。
対して、請求項２に係る発明では、プラス側の標本線の数とマイナス側の標本線の数を異ならせる。異常時に波の高さが大きくなる方の数を多くする。これにより、異常時のＭＤ値をより大きくすることができる。
対して、請求項２に係る発明では、プラス側の標本線の数とマイナス側の標本線の数を異ならせる。異常時に波の高さが大きくなる方の数を多くする。これにより、異常時のＭＤ値をより大きくすることができる。
請求項３に係る発明では、検査対象物を工作機械とした。切削工具の異常を、従来よりも早期に検出することができる。
請求項４に係る発明では、検査対象物を電動モータとした。電動モータは各種の用途に供され、その数は膨大である。本発明によれば、電動モータの異常を、従来よりも早期に検出することができる。
請求項５に係る発明では、検査対象物を内燃機関とした。内燃機関は車両等に搭載され、その数は膨大である。本発明によれば、内燃機関の異常を、従来よりも早期に検出することができる。
請求項６に係る発明では、請求項１と同様に、変化量及び存在量をマハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出装置において、存在量は、当該標本線より上に存在する波形曲線に基づいて計算され、変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとする。
変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとすると、正常時のＭＤ値に比べて異常時のＭＤ値が著しく大きくなる。
すなわち、本発明により、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値をより大きくすることができる技術が提供される。
変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとすると、正常時のＭＤ値に比べて異常時のＭＤ値が著しく大きくなる。
すなわち、本発明により、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値をより大きくすることができる技術が提供される。
請求項７に係る発明では、請求項２と同様に、プラス側の標本線の数とマイナス側の標本線の数を異ならせる。異常時に波の高さが大きくなる方の数を多くする。これにより、異常時のＭＤ値をより大きくすることができる。
請求項８に係る発明では、欠陥を有する検査対象物を準備し、この欠陥を有する検査対象物に振動を検出する工程を実施して、偏り情報を得る。
工程数が増えるものの、信頼性の高い偏り情報が、容易に得られる。
工程数が増えるものの、信頼性の高い偏り情報が、容易に得られる。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１に示すように、検査対象物の異常検出装置１０（以下、異常検出装置１０と略記する。）は、例えば、工作機械２１に備えられる。すなわち、本例では、工作機械２１が検査対象物２０となる。
図１は平面図であり、工作機械２１の一種である旋盤では、ベッド２２に主軸台２３が備えられ、この主軸台２３に主軸２４が回転自在に備えられる。主軸２４の長手軸をｘ軸、水平面上でｘ軸に直交する軸をｙ軸と呼ぶ。
主軸２４は、図中のｘ軸回りにモータ２５で回される。このような主軸２４に、可動部２６としての被切削材２７が取付けられる。
主軸２４は、図中のｘ軸回りにモータ２５で回される。このような主軸２４に、可動部２６としての被切削材２７が取付けられる。
また、ベッド２２に往復台２８が備えられ、この往復台２８に切削工具３２が備えられる。往復台２８は、ｘ軸に沿って往復する。また、往復台２８は、ｙ軸に沿って切込み量だけ移動される。この切削工具３２の先端にチップ３３が取付けられる。
この例では、被切削材２７と切削工具３２は、共に移動するが、切削工具３２の移動は被切削材２７の高速回転に比較して格段に軽微である。そこで、便宜的に、切削工具３２を固定部３１と呼ぶことにする。
この例では、被切削材２７と切削工具３２は、共に移動するが、切削工具３２の移動は被切削材２７の高速回転に比較して格段に軽微である。そこで、便宜的に、切削工具３２を固定部３１と呼ぶことにする。
チップ３３は、極めて硬い三角形の板であり、切削工具３２に着脱自在に取付けられる。チップ３３は極めて硬いために脆く、切削中に、局部的に欠けることがある。この欠けをチッピングと呼ぶ。チッピングが発生したときにもチップ３３は交換される。
摩耗は切削時間に比例して穏やかに進行する。一方、チッピングは、突然起こり、予測できない。よって、チップ３３等の刃具を備える切削工具においては、チッピングの検出が重要となる。
一方、誤検出で生産を停止すると生産性の低下を招く。生産性を高めるためには、検出の信頼性が高くなければならない。
一方、誤検出で生産を停止すると生産性の低下を招く。生産性を高めるためには、検出の信頼性が高くなければならない。
異常検出装置１０は、固定部３１としての切削工具３２に取付ける振動センサ１１と、この振動センサ１１からの振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する計算部１３と、この計算部１３で得たＭＤ値が判定値以上であるか否かを判定する判定部１４と、この判定部１４がＭＤ値は判定値以上であると判定したときに異常を表示する異常表示部１５とを備えている。
振動センサ１１は、１軸加速度ピックアップが小型で安価であるため好適であるが、種類や形式は問わない。
計算部１３は、変化量と存在量に基づいてＭＤ値を求める。ＭＤ値（マハラノビスの距離）を計算するためのＭＴ法計算式及び計算方法は周知であるため、その数式及び計算については説明を省略する。
異常表示部１５は、ランプ、ブザーなど周辺にいる作業者に光学的及び／又は音響的に知らせる手段が望ましい。ただし、判定部１４に電気的な異常信号を発生する機能を付加したときには、異常表示部１５は省くことができる。
振動センサ１１は、切削工具３２の他、ベッド２２、主軸台２３、モータ２５など、検査対象物２０を構成している静止部位であれば、取付け可能である。
計算部１３におけるサンプリング周波数は、例えば１６００Ｈzである。
被切削材１個当りの測定時間は、例えば２．０６２５秒である。
１６００（サンプル／秒）×２．０６２５（秒）＝３３００（サンプル）の計算により、１個の被切削材当り３３００個の振動情報を得る。
被切削材１個当りの測定時間は、例えば２．０６２５秒である。
１６００（サンプル／秒）×２．０６２５（秒）＝３３００（サンプル）の計算により、１個の被切削材当り３３００個の振動情報を得る。
得られた波形図を、図２に示す。
図２に示すように、時間軸がＸ軸で振動値がＹ軸であるＸＹ面に、波形図が描かれている。振動情報は、加速度（ｍ／ｓ2）であるが、本発明では、振動値として扱う。
２〜３サンプルで１つの波が描かれる。図２では１０００個以上の波が密集している。
図２に示すように、時間軸がＸ軸で振動値がＹ軸であるＸＹ面に、波形図が描かれている。振動情報は、加速度（ｍ／ｓ2）であるが、本発明では、振動値として扱う。
２〜３サンプルで１つの波が描かれる。図２では１０００個以上の波が密集している。
密集して見づらいため、波の数を１０個程度にした模式図で、本発明を説明する。
なお、図３及び図４は比較例１に対応する模式図であり、図５及び図６は実施例１に対応する模式図である。
なお、図３及び図４は比較例１に対応する模式図であり、図５及び図６は実施例１に対応する模式図である。
図３（ａ）に示すように、時間ｔｍで切り出した波形Ａが、ＸＹ面に描かれている。波形Ａは、ブラス側の波の高さとマイナス側の波の高さが、ほぼ同じである。
図３（ｂ）に示すように、標本線Ｌ１〜Ｌ４をＸ軸に平行に引く。この例では、Ｘ軸に対称になるように、プラス側に標本線Ｌ１、Ｌ２を引き、マイナス側に標本線Ｌ３、Ｌ４を引く。なお、標本線は、計算部１３の内部で仮想的に引かれるが、実施例では理解を促すために、図で説明する。
標本線Ｌ１と波形Ａとの交点（丸）の数が、標本線Ｌ１に係る変化量（後述の変化量１）となる。
標本線Ｌ２と波形Ａとの交点（丸）の数が、標本線Ｌ２に係る変化量（変化量２）となる。他の標本線Ｌ３〜Ｌ４についても同様に変化量３〜４を求める。
標本線Ｌ２と波形Ａとの交点（丸）の数が、標本線Ｌ２に係る変化量（変化量２）となる。他の標本線Ｌ３〜Ｌ４についても同様に変化量３〜４を求める。
図３（ｃ）にて、存在量を求める。存在量は、当該標本線より上に存在する波形曲線（波形Ａ）で区切られた線分の和として求める。
具体的には、標本線Ｌ１においては、この標本線Ｌ１より上に波形Ａが存在しないため、存在量（存在量１）は０となる。
具体的には、標本線Ｌ１においては、この標本線Ｌ１より上に波形Ａが存在しないため、存在量（存在量１）は０となる。
標本線Ｌ２においては、この標本線Ｌ２より上に波形Ａの一部が存在する。区切られた線分に斜線を施した。斜線を施した線分の和が標本線Ｌ２における存在量（存在量２）となる。
標本線Ｌ３については、標本線Ｌ２と同様に存在量（存在量３）を求めることができる。
標本線Ｌ３については、標本線Ｌ２と同様に存在量（存在量３）を求めることができる。
標本線Ｌ４においては、この標本線Ｌ４より上に波形Ａの全部が存在する。そのため、標本線Ｌ４の全てに斜線が付される。
時間ｔｍに対応する標本線の長さを、便宜的に「６４」とする。
すると、標本線Ｌ４における存在量４は６４となる。この例では、標本線Ｌ３における存在量３は６４より小さくなり、標本線Ｌ２における存在量２は更に小さくなる。
時間ｔｍに対応する標本線の長さを、便宜的に「６４」とする。
すると、標本線Ｌ４における存在量４は６４となる。この例では、標本線Ｌ３における存在量３は６４より小さくなり、標本線Ｌ２における存在量２は更に小さくなる。
以上により求めた変化量１〜４と存在量１〜４とを、表３に示す。この表３からＭＤ値Ａが計算される。
チッピングが発生すると波形曲線の波の高さが大きくなる。チッピングが発生する前段階ではチップ３３にマイクロクラック（微細な亀裂）が発生し、波形Ａの波の一部が変化すると思われる。
この一部の変化で異常が検出できれば、被切削材２７に、不良品を造らなくてすみ、望ましい。
この一部の変化で異常が検出できれば、被切削材２７に、不良品を造らなくてすみ、望ましい。
図４（ａ）に示す波形Ｂでは、丸で囲ったｂ部の波がマイナス側に高くなっている。すなわち、波形Ａの波の一部が高くなっている。
この波形Ｂについて検討する。
この波形Ｂについて検討する。
図４（ｂ）に示すように、標本線Ｌ４において、変化量４が「２」となった。その他は図３（ｂ）と大きな変化はない。
また、図４（ｃ）に示すように、標本線Ｌ４において、存在量４が小さくなった。その他は図３（ｃ）と大きな変化はない。
また、図４（ｃ）に示すように、標本線Ｌ４において、存在量４が小さくなった。その他は図３（ｃ）と大きな変化はない。
以上により求めた変化量１〜４と存在量１〜４とを、表４に示す。この表４からＭＤ値Ｂが計算される。
表３と表４とを合成したものを、表５に示す。
図３（ａ）の波形から得た変化量１〜４と、図４（ａ）の波形から得た変化量１〜４とに殆ど差がない。
そして、図３（ａ）の波形から得た存在量１〜４と、図４（ａ）の波形から得た存在量１〜４とに殆ど差がない。
結果、ＭＤ値ＡとＭＤ値Ｂとに期待したほどの差が出なかった。
差を大きくすることができる本発明を、図５及び図６に基づいて説明する。
そして、図３（ａ）の波形から得た存在量１〜４と、図４（ａ）の波形から得た存在量１〜４とに殆ど差がない。
結果、ＭＤ値ＡとＭＤ値Ｂとに期待したほどの差が出なかった。
差を大きくすることができる本発明を、図５及び図６に基づいて説明する。
図５（ａ）には、図３（ａ）と同じ波形Ａが描かれている。
図５（ｂ）には、図３（ｂ）と同じ標本線Ｌ１〜Ｌ４が引かれている。
図５（ｂ）には、図３（ｂ）と同じ標本線Ｌ１〜Ｌ４が引かれている。
図５（ｃ）に示すように、標本線Ｌ４においては、この標本線Ｌ４の上に波形Ａの全てが存在するにも拘らず、斜線が施されてはいない。
すなわち、標本線Ｌ４に波形Ａが交わらずに、変化量がゼロとなるときは、存在量はゼロとすることにした。
すなわち、標本線Ｌ４に波形Ａが交わらずに、変化量がゼロとなるときは、存在量はゼロとすることにした。
以上により求めた変化量１〜４と存在量１〜４とを、表６に示す。この表６からＭＤ値Ｃが計算される。
次に、図６を説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）は、図４（ａ）〜（ｃ）と同じ図である。
すなわち、図６（ａ）には、図４（ａ）と同じ波形Ｂが描かれている。
図６（ｂ）には、図４（ｂ）と同じ標本線Ｌ１〜Ｌ４が引かれている。
図６（ｃ）には、図４（ｃ）と同様に標本線Ｌ１〜Ｌ４に斜線が付されている。
図６（ａ）〜（ｃ）は、図４（ａ）〜（ｃ）と同じ図である。
すなわち、図６（ａ）には、図４（ａ）と同じ波形Ｂが描かれている。
図６（ｂ）には、図４（ｂ）と同じ標本線Ｌ１〜Ｌ４が引かれている。
図６（ｃ）には、図４（ｃ）と同様に標本線Ｌ１〜Ｌ４に斜線が付されている。
以上により求めた変化量１〜４と存在量１〜４とを、表７に示す。この表７からＭＤ値Ｄが計算される。
表６と表７とを合成したものを、表８に示す。
図５（ａ）の波形に基づく変化量１〜４及び存在量１〜３は、図６（ａ）の波形に基づく変化量１〜４及び存在量１〜３と殆ど同じである。
対して、図５（ａ）の波形に基づく存在量４と、図６（ａ）の波形に基づく存在量４とに大きな差ができた。
結果、ＭＤ値ＣとＭＤ値Ｄとに、大きな差が出ることが期待される。
対して、図５（ａ）の波形に基づく存在量４と、図６（ａ）の波形に基づく存在量４とに大きな差ができた。
結果、ＭＤ値ＣとＭＤ値Ｄとに、大きな差が出ることが期待される。
この期待の達成可能性を、図１に示す異常検出装置１０で検証する。
図１において、多数個の被切削材２７を準備し、異常検出装置１０を用いて、被切削材２７に順次切削を施した。４５個目の被切削材２７を切削しているときに、作業員が異常に気づいた。調べてみると、チップ３３にチッピングが発生していた。
図１において、多数個の被切削材２７を準備し、異常検出装置１０を用いて、被切削材２７に順次切削を施した。４５個目の被切削材２７を切削しているときに、作業員が異常に気づいた。調べてみると、チップ３３にチッピングが発生していた。
図２で説明したような波形が、被切削材２７毎に得られる。各波形を調べたところ、４２個目の被切削材２７までは、波形が正常であり、４３個目の被切削材２７に波形の異常が認められた。このことを、図７（ａ）、（ｂ）で説明する。
図７（ａ）は、４２個目の被切削材における波形図であり、正常時の波形を示す。
プラス側の波の高さの最大値をｆａ１とし、マイナス側の波の高さの最大値をｆａ２とすると、波の高さｆａ２は、波の高さｆａ１の約１．１倍であった。
プラス側の波の高さの最大値をｆａ１とし、マイナス側の波の高さの最大値をｆａ２とすると、波の高さｆａ２は、波の高さｆａ１の約１．１倍であった。
図７（ｂ）は、４３個目の被切削材における波形図であり、異常時の波形を示す。
プラス側の波の高さの最大値をｆｂ１とし、マイナス側の波の高さの最大値をｆｂ２とすると、マイナス側のｆｂ２は、ｆｂ１の約１．４倍であった。そして、このときにチッピングが発生していた。
プラス側の波の高さの最大値をｆｂ１とし、マイナス側の波の高さの最大値をｆｂ２とすると、マイナス側のｆｂ２は、ｆｂ１の約１．４倍であった。そして、このときにチッピングが発生していた。
正常時の１．１倍と、異常時の１．４倍の中間値は、１．２５倍となる。この１．２５倍を正常時と異常時とを区別する判定値とすることができる。
すなわち、この例では、プラス側の波の高さとマイナス側の波の高さに、１．２５倍以上の差が出ると異常とみなすことができる。
この場合、波の高さに所定値以上の差があるときの「所定値」は１．２５倍となる。
すなわち、この例では、プラス側の波の高さとマイナス側の波の高さに、１．２５倍以上の差が出ると異常とみなすことができる。
この場合、波の高さに所定値以上の差があるときの「所定値」は１．２５倍となる。
次に、ＭＤ値を検討する。
図７（ａ）に示す波形について、図３、図４で説明した比較例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は３程度又はそれ以下であった。
図７（ａ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は１．７程度又はそれ以下であった。
図７（ａ）に示す波形について、図３、図４で説明した比較例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は３程度又はそれ以下であった。
図７（ａ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は１．７程度又はそれ以下であった。
図７（ｂ）に示す波形について、図３、図４で説明した比較例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４５個目の被切削材におけるＭＤ値は７．４であった。
図７（ｂ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４５個目の被切削材におけるＭＤ値は１１．８であった。
図７（ｂ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１の手法により、ＭＤ値を求めたところ、４５個目の被切削材におけるＭＤ値は１１．８であった。
１個目〜４１個目、４３個目〜４４個目及び４６個目の被切削材についても、比較例１の手法によりＭＤ値を求めた。得られたＭＤ値群を「比較例１によるＭＤ値線」として、図８に破線で示す。
１個目〜４１個目、４３個目〜４４個目及び４６個目の被切削材についても、実施例１の手法によりＭＤ値を求めた。得られたＭＤ値群を「実施例１によるＭＤ値線」として、図８に実線で示す。
１個目〜４１個目、４３個目〜４４個目及び４６個目の被切削材についても、実施例１の手法によりＭＤ値を求めた。得られたＭＤ値群を「実施例１によるＭＤ値線」として、図８に実線で示す。
図８に破線で示した「比較例１によるＭＤ値線」における４５個目のＭＤ値「７．４」は、破線で示した正常時のＭＤ値「３」の２．４倍である。
対して、実線で示した「実施例１によるＭＤ値線」における４５個目のＭＤ値「１１．８」は、実線で示した正常時のＭＤ値「１．７」の６．９倍である。この６．９倍は比較例１の２．４倍より充分に大きい。
すなわち、比較例１に対して、実施例１は正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値を充分に大きくすることができる。加えて、次に述べる評価が可能となる。
対して、実線で示した「実施例１によるＭＤ値線」における４５個目のＭＤ値「１１．８」は、実線で示した正常時のＭＤ値「１．７」の６．９倍である。この６．９倍は比較例１の２．４倍より充分に大きい。
すなわち、比較例１に対して、実施例１は正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値を充分に大きくすることができる。加えて、次に述べる評価が可能となる。
「比較例１によるＭＤ値線」において、仮に判定基準を「５」とした場合、４５個目で異常と判断され、４３個目及び４４個目の被切削材については正常と判定されるため、異常検出が遅れる。
判定基準を「４」とすると、４３個目の被切削材で異常が検出される。しかし、１個目〜４２個目の被切削材における波形の一部が乱れ、ＭＤ値が一時的に４を超える危険性はある。
すなわち、判定基準を下げると、正常であるにも拘らず異常と判定する、誤判定の危険性が増す。
判定基準を「４」とすると、４３個目の被切削材で異常が検出される。しかし、１個目〜４２個目の被切削材における波形の一部が乱れ、ＭＤ値が一時的に４を超える危険性はある。
すなわち、判定基準を下げると、正常であるにも拘らず異常と判定する、誤判定の危険性が増す。
対して、「実施例１によるＭＤ値線」では、判定基準を、「５」又はそれ以上に設定することができる。「実施例１によるＭＤ値線」では、正常時のＭＤ値（１個目〜４２個目）は１．７以下であり、正常時のＭＤ値が乱れても「５」を超える心配はなく、誤判定は起こらない。
すなわち、実施例１によれば、正常時のＭＤ値（１個目〜４２個目）に対して、異常時のＭＤ値（４３個〜４５個）を、充分に大きくすることができる。
よって、本実施例により、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値を充分に大きくすることができる技術が提供される。
よって、本実施例により、正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値を充分に大きくすることができる技術が提供される。
次に、標本線の引き方について検討する。
図３〜図６では、Ｘ軸に対称となるようにして、プラス側とマイナス側とに同数の標本線Ｌ１〜Ｌ４を引いた。
周知の通り、標本線の数を増やすと、計算の精度は高まるが、反面、計算部１３への負担は増す。よって、標本線の数は適正な数で管理される。
図３〜図６では、Ｘ軸に対称となるようにして、プラス側とマイナス側とに同数の標本線Ｌ１〜Ｌ４を引いた。
周知の通り、標本線の数を増やすと、計算の精度は高まるが、反面、計算部１３への負担は増す。よって、標本線の数は適正な数で管理される。
図７（ｂ）に示すように、マイナス側の波の高さが、プラス側の波の高さより１．４倍程大きい。
この場合は、次に述べる手法が有益となる。
すなわち、プラス側の標本線を減らし、マイナス側の標本線を増やす。
具体的には、変更例を説明する模式図である図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プラス側に標本線Ｌ０１を引き、マイナス側に標本線Ｌ０２〜Ｌ０４を引く。
この変更例によるＭＤ値を検証する。
この場合は、次に述べる手法が有益となる。
すなわち、プラス側の標本線を減らし、マイナス側の標本線を増やす。
具体的には、変更例を説明する模式図である図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プラス側に標本線Ｌ０１を引き、マイナス側に標本線Ｌ０２〜Ｌ０４を引く。
この変更例によるＭＤ値を検証する。
図７（ａ）に示す波形について、図３、図４で説明した比較例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は２．３程度又はそれ以下であった。
図７（ａ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は３．１程度又はそれ以下であった。
図７（ａ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めたところ、４２個目の被切削材におけるＭＤ値は３．１程度又はそれ以下であった。
図７（ｂ）に示す波形について、図３、図４で説明した比較例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めたところ、４３個目の被切削材におけるＭＤ値は４２であり、４５個目の被切削材におけるＭＤ値は１０６であった。
図７（ｂ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めたところ、４３個目の被切削材におけるＭＤ値は１．２×１０32であり、４５個目の被切削材におけるＭＤ値は５×１０32あった。
図７（ｂ）に示す波形について、図５、図６で説明した実施例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めたところ、４３個目の被切削材におけるＭＤ値は１．２×１０32であり、４５個目の被切削材におけるＭＤ値は５×１０32あった。
１個目〜４１個目、４４個目及び４６個目の被切削材についても、比較例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めた。比較例１を変更しているため、この例を比較例２と呼ぶ。すなわち、得られたＭＤ値群を「比較例２によるＭＤ値線」として、図１０に破線で示す。
１個目〜４１個目、４４個目及び４６個目の被切削材についても、実施例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めた。実施例１を変更しているため、この例を実施例２と呼ぶ。すなわち、得られたＭＤ値群を「実施例２によるＭＤ値線」として、図１０に実線で示す。
なお、図１０の縦軸は、対数目盛りとした。
１個目〜４１個目、４４個目及び４６個目の被切削材についても、実施例１に変更例で説明した変更を施した上で、ＭＤ値を求めた。実施例１を変更しているため、この例を実施例２と呼ぶ。すなわち、得られたＭＤ値群を「実施例２によるＭＤ値線」として、図１０に実線で示す。
なお、図１０の縦軸は、対数目盛りとした。
図１０に破線で示した「比較例２によるＭＤ値線」における４５個目のＭＤ値「１０６」は、破線で示した正常時のＭＤ値「２．３」の４６倍である。
対して、実線で示した「実施例２によるＭＤ値線」における４５個目のＭＤ値「５×１０32」は、実線で示した正常時のＭＤ値「３．１」の１．６×１０32倍である。
すなわち、比較例２に対して、実施例２は正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値を格段に（天文学的に）大きくすることができる。加えて、次に述べる評価が可能となる。
対して、実線で示した「実施例２によるＭＤ値線」における４５個目のＭＤ値「５×１０32」は、実線で示した正常時のＭＤ値「３．１」の１．６×１０32倍である。
すなわち、比較例２に対して、実施例２は正常時のＭＤ値に対して異常時のＭＤ値を格段に（天文学的に）大きくすることができる。加えて、次に述べる評価が可能となる。
「比較例２によるＭＤ値線」において、仮に判定基準を「５０」とした場合、４５個目で異常と判断され、４３個目及び４４個目の被切削材については正常と判定されるため、異常検出が遅れる。
対して、「実施例２によるＭＤ値線」では、判定基準を、例えば１．０×１０10に設定することができる。この設定であれば、誤判定が発生する心配はない。
すなわち、実施例２によれば、正常時のＭＤ値（１個目〜４２個目）に対して、異常時のＭＤ値（４３個〜４５個）を、極めて大きくすることができる。
すなわち、実施例２によれば、正常時のＭＤ値（１個目〜４２個目）に対して、異常時のＭＤ値（４３個〜４５個）を、極めて大きくすることができる。
異常時のＭＤ値が、極めて大きくなると、作業者が異常を検出するよりも遥か前の段階で異常を検出することができるようになる。
遥か前であれば、チップ３３でのマイクロクラックは小規模であり、チッピングがまだ発生しておらず、廃棄される被切削材２７が発生しないことが期待され、生産性の向上、歩留まりの向上が図れる。
遥か前であれば、チップ３３でのマイクロクラックは小規模であり、チッピングがまだ発生しておらず、廃棄される被切削材２７が発生しないことが期待され、生産性の向上、歩留まりの向上が図れる。
図８で説明した実施例１では、変化量がゼロであるとき、存在量をゼロとすることで、最大１１．７のＭＤ値を得た。
対して、図１０で説明した実施例２では、変化量がゼロであるとき、存在量をゼロとすることに加えて、プラス側の標本線を減らしマイナス側の標本線を増やすことにより、最大５×１０32のＭＤ値を得ることができた。
実施例１よりも実施例２の方が異常検出性能が格段に高まったと言える。
対して、図１０で説明した実施例２では、変化量がゼロであるとき、存在量をゼロとすることに加えて、プラス側の標本線を減らしマイナス側の標本線を増やすことにより、最大５×１０32のＭＤ値を得ることができた。
実施例１よりも実施例２の方が異常検出性能が格段に高まったと言える。
以上に述べた実施例では、固定部３１は切削工具３２、可動部２６は被切削材２７としたが、これらに限定されるものではない。
フライス盤であれば、フライス（フライス刃）が可動部２６で、被切削材が固定部３１となる。よって、本発明は、旋盤及びフライス盤を含む工作機械に広く適用可能である。その具体例を、図１１に基づいて説明する。
フライス盤であれば、フライス（フライス刃）が可動部２６で、被切削材が固定部３１となる。よって、本発明は、旋盤及びフライス盤を含む工作機械に広く適用可能である。その具体例を、図１１に基づいて説明する。
図１１に示すように、本発明をビアスパンチ装置６０に適用することができる。すなわち、検査対象物２０としてのビアスパンチ装置６０は、ベッド６１と、このベッド６１に立てたコラム６２と、コラム６２の上に渡したクラウン６３と、コラム６２に横に渡したクランク軸６４と、このクランク軸６４で上下動されるパンチホルダ６５と、このパンチホルダ６５にホールドされるパンチ６６と、ベッド６１に載せられるダイホルダ６７と、このダイホルダ６７にボルト６８で固定されたダイ６９とからなり、ダイ６９に載せたワーク７１に、パンチ６６で穴を開けることができる装置である。
この例では、ダイ６９、ダイホルダ６７、ボルト６８などが、固定部３１となり、パンチ６６、パンチホルダ６５などが、可動部２６となる。
そして、ダイホルダ６７に振動センサ１１が取付けられる。
そして、ダイホルダ６７に振動センサ１１が取付けられる。
パンチ６６が、下降時にワーク７１を突き抜けるとき、及び上昇時にワーク７１から抜けるときに、振動センサ１１は振動を検知する。加えて、突き抜けた直後及び抜けた直後は、ワーク７１が振動する。この振動も振動センサ１１で検知される。
ワーク７１の１枚を単位に、計算部１３でＭＤ値が計算され、判定部１４で正常／異常の判定がなされ、異常表示部１５で異常表示がなされる。
ワーク７１の１枚を単位に、計算部１３でＭＤ値が計算され、判定部１４で正常／異常の判定がなされ、異常表示部１５で異常表示がなされる。
固定部３１としてのダイ６９の割れ及び可動部２６としてのパンチ６９の欠損の検出が重要であり、これらは本発明により、良好に検出できた。
ビアスパンチ装置６０の作業中に、それまでのＭＤ値が、６又はそれ以下であったものが、突然４．９×１０7に急増した。調べたところ、ダイ６９及びパンチ６９には、異常が認められなかった。そこで、作業を再開したところ、再度ＭＤ値が４．９×１０7に急増した。ダイ６９を外して調べたところ、ボルト６８に異常（割れや切断）が認められた。
このことから、ビアスパンチ装置６０において、ダイ６９、ボルト６８、ダイホルダ６７、パンチ６６、パンチホルダ６５、ベッド６１、コラム６２、クラウン６３、クランク軸６４における異常（割れ、変形など）が、本発明により、良好に検出できることが分かった。
すなわち、金型、金属製の架台、フレーム、その他の構造体、機械要素部品（後述する軸受など）の異常検出に本発明が適用できる。
すなわち、金型、金属製の架台、フレーム、その他の構造体、機械要素部品（後述する軸受など）の異常検出に本発明が適用できる。
また、本発明は、次に述べる用途に供することができる。
図１２に示すように、検査対象物２０は電動モータ４０であり、固定部３１はステータ４１及びモータケース４２であり、可動部２６はロータ４３及びモータ軸４４である。
異常検出装置１０の振動センサ１１は、モータケース４２に取付けられる。
図１２に示すように、検査対象物２０は電動モータ４０であり、固定部３１はステータ４１及びモータケース４２であり、可動部２６はロータ４３及びモータ軸４４である。
異常検出装置１０の振動センサ１１は、モータケース４２に取付けられる。
例えば、電動モータ４０の生産工場や組立工場において、本発明を出荷検査に供することができる。
電動モータ４０の良品でのＭＤ値を求め、このＭＤ値に基づいて、十分に大きな判定値を設定する。
そして、出荷時に、電動モータ４０の全数について、異常検出検査を実施する。
電動モータ４０の良品でのＭＤ値を求め、このＭＤ値に基づいて、十分に大きな判定値を設定する。
そして、出荷時に、電動モータ４０の全数について、異常検出検査を実施する。
電動モータ４０の軸受４５、４６に、軸受すきまが規定から外れたものが組み込まれていたときなどに、異常が検出される。
また、本発明は、出荷検査の他、工場設備の日常的な管理に適用される。すなわち、一般の工場などに設置される電動モータ４０に、本発明の異常検出装置１０を付設する。そして、ＭＤ値を求め、このＭＤ値に基づいて、十分に大きな判定値を設定する。
そして、電動モータ４０の経年変化を監視する。多数年運転すると、電動モータ４０の軸受４５、４６の軸受すきまが徐々に増大し、モータ軸４４の振れが増大する。
本発明によれば、電動モータ４０に顕著な異常が発生する遥か前に異常を検出することができる。そのため、定期点検時に電動モータ４０を交換するなどの処置を講じることができ、工場の停止を最小限に留めることができる。
本発明によれば、電動モータ４０に顕著な異常が発生する遥か前に異常を検出することができる。そのため、定期点検時に電動モータ４０を交換するなどの処置を講じることができ、工場の停止を最小限に留めることができる。
また、本発明は、内燃機関５０に適用することができる。
図１３に示すように、検査対象物２０は内燃機関５０であり、固定部３１はシリンダブロック５１及びシリンダヘッド５２であり、可動部２６はピストン５３及びクランク軸である。
図１３に示すように、検査対象物２０は内燃機関５０であり、固定部３１はシリンダブロック５１及びシリンダヘッド５２であり、可動部２６はピストン５３及びクランク軸である。
異常検出装置１０の振動センサ１１は、シリンダブロック５１（又はシリンダヘッド５２）に取付けられる。内燃機関５０は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとを含む。
内燃機関５０は、車両用の他、舶用、航空機用の何れであってもよい。また、発電機を回す発電用であってもよく、用途は任意である。
内燃機関５０は、車両用の他、舶用、航空機用の何れであってもよい。また、発電機を回す発電用であってもよく、用途は任意である。
電動モータ４０と同様に、本発明の技術を、内燃機関５０の出荷検査に供することができる。
又は、舶用の内燃機関５０に、本発明の異常検出装置１０を付ける。そして、ＭＤ値を求め、このＭＤ値に基づいて、十分に大きな判定値を設定する。
本発明によれば、舶用の内燃機関５０に顕著な異常が発生する遥か前に異常を検出することができる。そのため、ドック入り時に内燃機関５０を交換するなどの処置を講じることができ、洋上での不具合を最小限に留めることができる。
本発明によれば、舶用の内燃機関５０に顕著な異常が発生する遥か前に異常を検出することができる。そのため、ドック入り時に内燃機関５０を交換するなどの処置を講じることができ、洋上での不具合を最小限に留めることができる。
本発明の技術は、その他の各種用途に供することができる。その具体例を表９に列挙する。
ａ：発電所や大規模工場や大規模病院などに、発電用ガスタービンが設置される。従来は振動や音を監視していた。本発明よれば、従来よりも遥かに早く異常を検出することができる。発電用ガスタービンは、発電用蒸気タービンであってもよい。蒸気タービンは、大型発電所に多数基設置されている。
ｂ：大規模工場や大規模倉庫などに、コンベアが設置される。従来は振動や音を監視していた。本発明よれば、従来よりも遥かに早く異常を検出することができる。
ｃ：大型クレーンに大径軸受が使用される。従来は振動や音を監視していた。本発明よれば、従来よりも遥かに早く異常を検出することができる。
次に、検査対象物の異常検出方法を、図１４に基づいて説明する。
ＳＴ（ステップ番号。以下同じ）０１で、振動波形に関して所定以上の偏り情報が存在するか否かを判別する。
例えば、図７（ｂ）で説明したような偏りの発生要因が、主として図１に示す工作機械２１に依存していれば、被切削材２７を交換しても、同じ傾向がでる可能性が高い。このように経験的に、偏りの存在が分かっていれば、ＳＴ０１で「ＹＥＳ」となる。
ＳＴ（ステップ番号。以下同じ）０１で、振動波形に関して所定以上の偏り情報が存在するか否かを判別する。
例えば、図７（ｂ）で説明したような偏りの発生要因が、主として図１に示す工作機械２１に依存していれば、被切削材２７を交換しても、同じ傾向がでる可能性が高い。このように経験的に、偏りの存在が分かっていれば、ＳＴ０１で「ＹＥＳ」となる。
また、図１２に示す電動モータ４０では、軸受４５、４６の摩耗が振動波形に強く影響し、プラス側の波の高さとマイナス側の波の高さが同じように大きくなることが知られている。このように経験的に、偏りの存在がなければ、ＳＴ０１で「ＮＯ」となる。
経験量が少ない場合には、「ＹＥＳ」、「ＮＯ」の判断ができないことが少なくない。この場合は、ＳＴ０１で「不明」と扱う。
不明のときは、ＳＴ０２で、欠陥を有する検査対象物を準備し、振動を検出する（ＳＴ０３）。例えば、予めチッピングが生じている切削工具を準備し、この切削工具で被切削材を切削し、図７（ｂ）のような振動情報を得る。又は、図１３において、ピストン５３に嵌っているピストンリング５４を、著しく摩耗したものと交換し、その上で振動情報を得る。
得られた振動情報に所定値の偏りがあるか否かを調べる（ＳＴ０４）。
ＳＴ０４でＹＥＳ又はＳＴ０１でＹＥＳ（所定値以上の偏りがある）場合には、プラス側とマイナス側の標本線の数に差をつけるように計算部に命じる（ＳＴ０５）。
ＳＴ０４でＹＥＳ又はＳＴ０１でＹＥＳ（所定値以上の偏りがある）場合には、プラス側とマイナス側の標本線の数に差をつけるように計算部に命じる（ＳＴ０５）。
ＳＴ０１でＮＯ又はＳＴ０４でＮＯ（所定値以上の偏りがない）場合には、ＳＴ０５を迂回して、ＳＴ０６へ進む。
ＳＴ０６で、検査対象物に振動センサを取付ける。
ＳＴ０７で、判定値ＭＤｂを読み込む。
次に、振動センサで振動情報を取得する（ＳＴ０８）。
所定のタイミングでＭＤ値を計算する（ＳＴ０９）。
所定のタイミングは、例えば工作機械であれば、被切削材１個の切削開始から終了まで。電動モータや内燃機関であれば、連続運転中の一定時間毎。
ＳＴ０７で、判定値ＭＤｂを読み込む。
次に、振動センサで振動情報を取得する（ＳＴ０８）。
所定のタイミングでＭＤ値を計算する（ＳＴ０９）。
所定のタイミングは、例えば工作機械であれば、被切削材１個の切削開始から終了まで。電動モータや内燃機関であれば、連続運転中の一定時間毎。
計算で得られたＭＤｃａｌが判定値ＭＤｂ以上であるか否かを判定する（ＳＴ１０）。
ＭＤｃａｌが判定値ＭＤｂ未満であれば、ＳＴ０９に戻る。なお、休憩などで作業を中断するときや人為的に作業を終えるときは、ＳＴ１１によりこのフローを終える。
ＭＤｃａｌが判定値ＭＤｂ未満であれば、ＳＴ０９に戻る。なお、休憩などで作業を中断するときや人為的に作業を終えるときは、ＳＴ１１によりこのフローを終える。
ＳＴ１０で、ＭＤｃａｌが判定値ＭＤｂ以上と判定されたときには、異常表示を行う（ＳＴ１２）。異常表示と共に検査対象物に係る運転を停止することが望ましい。
すなわち、本発明に係る検査対象物の異常検出方法は、例えば、図１に示す固定部３１としての切削工具３２と、この切削工具３２に対して相対的に移動する可動部２６としての被切削材２７とを含む検査対象物２０に発生する異常を検出する異常検出方法であって、次に述べる工程を実施する。
固定部３１に発生する振動を検出する工程(ＳＴ０８)と、検出した振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する工程(ＳＴ０９)と、計算で得られたマハラノビスの距離が判定値以上であるときに異常を検出する工程（ＳＴ１０）と、からなる。
マハラノビスの距離を計算する工程(ＳＴ０９)では、振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、波形曲線と標本線とが交わった交点の数を変化量とし、波形曲線で区切られた標本線の線分の和を存在量とし、変化量及び存在量をマハラノビスの距離の計算に供する。
図５（ｃ）に示すように存在量は、当該標本線より上に存在する波形曲線（波形Ａ）に基づいて計算される。
図５（ｂ）に示すように標本線Ｌ２、Ｌ３では、変化量はゼロではない。変化量がゼロでないときは、図５（ｃ）に示すように波形曲線で区切られた当該標本線Ｌ２又はＬ３の線分（斜線を施した線分）の和を存在量とする。
図５（ｂ）に示すように標本線Ｌ４では、変化量はゼロである。変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとする。
図５（ｂ）に示すように標本線Ｌ２、Ｌ３では、変化量はゼロではない。変化量がゼロでないときは、図５（ｃ）に示すように波形曲線で区切られた当該標本線Ｌ２又はＬ３の線分（斜線を施した線分）の和を存在量とする。
図５（ｂ）に示すように標本線Ｌ４では、変化量はゼロである。変化量がゼロであるときは、存在量はゼロとする。
必要に応じて、検査対象物の異常検出方法に次に述べる方法を加える。
すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、波形曲線は、時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれる。
図７（ｂ）に示すように、異常時に振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値（例えば、１．２５倍）以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、以降、プラス側の標本線の数（この例では１本）よりもマイナス側の標本線の数（この例では３本）を増すようにする。
仮に、異常時に振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにする。
すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、波形曲線は、時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれる。
図７（ｂ）に示すように、異常時に振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値（例えば、１．２５倍）以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、以降、プラス側の標本線の数（この例では１本）よりもマイナス側の標本線の数（この例では３本）を増すようにする。
仮に、異常時に振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにする。
本発明は、切削工具のチッピング検出に好適である。
１０…検査対象物の異常検出装置（異常検出装置）、１１…振動センサ、１３…計算部、１４…判定部、２０…検査対象物、２６…可動部、３１…固定部、３２…切削工具、３３…チップ、４０…電動モータ、４１…ステータ、４２…モータケース、４３…ロータ、４４…モータ軸、５０…内燃機関、５１…シリンダブロック、５２…シリンダヘッド、５３…ピストン。
Claims (8)
- 固定部と、この固定部に対して相対的に移動する可動部とを含む検査対象物に発生する異常を検出する検査対象物の異常検出装置であり、
この異常検出装置は、前記検査対象物に取付けられ振動を検出する振動センサと、この振動センサからの振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する計算部と、この計算部で得たマハラノビスの距離が判定値以上であるか否かを判定する判定部とを備え、
前記計算部では、前記振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、前記波形曲線と前記標本線とが交わった交点の数を変化量とし、前記波形曲線で区切られた前記標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量及び前記存在量を前記マハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出装置であって、
前記存在量は、当該標本線より上に存在する前記波形曲線に基づいて計算され、前記変化量がゼロでないときは、前記波形曲線で区切られた当該標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量がゼロであるときは、前記存在量はゼロとすることを特徴とする検査対象物の異常検出装置。 - 請求項１記載の検査対象物の異常検出装置であって、
前記波形曲線は、前記時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれ、
前記計算部は、
異常時に前記振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにし、
異常時に前記振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、プラス側の標本線の数よりもマイナス側の標本線の数を増すようにすることを特徴とする検査対象物の異常検出装置。 - 請求項１又は請求項２記載の検査対象物の異常検出装置であって、
検査対象物は工作機械であり、前記固定部と前記可動部の一方が切削工具であり、他方が被切削材であり、前記切削工具に発生する異常を検出することを特徴とする検査対象物の異常検出装置。 - 請求項１又は請求項２記載の検査対象物の異常検出装置であって、
検査対象物は電動モータであり、前記固定部はステータ及びモータケースであり、前記可動部はロータ及びモータ軸であることを特徴とする検査対象物の異常検出装置。 - 請求項１又は請求項２記載の検査対象物の異常検出装置であって、
検査対象物は内燃機関であり、前記固定部はシリンダブロック及びシリンダヘッドであり、前記可動部はピストン及びクランク軸であることを特徴とする検査対象物の異常検出装置。 - 固定部と、この固定部に対して相対的に移動する可動部とを含む検査対象物に発生する異常を検出する検査対象物の異常検出方法であり、
前記固定部に発生する振動を検出する工程と、
検出した振動情報に基づいてマハラノビスの距離を計算する工程と、
計算で得られたマハラノビスの距離が判定値以上であるときに異常を検出する工程と、からなり、
前記マハラノビスの距離を計算する工程では、前記振動情報から得た波形曲線に時間軸に平行な標本線を引き、前記波形曲線と前記標本線とが交わった交点の数を変化量とし、前記波形曲線で区切られた前記標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量及び前記存在量を前記マハラノビスの距離の計算に供する検査対象物の異常検出方法であって、
前記存在量は、当該標本線より上に存在する前記波形曲線に基づいて計算され、前記変化量がゼロでないときは、前記波形曲線で区切られた当該標本線の線分の和を存在量とし、前記変化量がゼロであるときは、前記存在量はゼロとすることを特徴とする検査対象物の異常検出方法。 - 請求項６記載の検査対象物の異常検出方法であって、
前記波形曲線は、前記時間軸がＸ軸で、振動値がＹ軸とされるＸＹ面に描かれ、
前記計算部は、
異常時に前記振動値がマイナス側よりもプラス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、マイナス側の標本線の数よりもプラス側の標本線の数を増すようにし、
異常時に前記振動値がプラス側よりもマイナス側に所定値以上に大きくなるとの偏り情報を得た場合には、以降、プラス側の標本線の数よりもマイナス側の標本線の数を増すようにすることを特徴とする検査対象物の異常検出方法。 - 請求項７記載の検査対象物の異常検出方法であって、
前記偏り情報は、欠陥を有する検査対象物に、前記振動を検出する工程を実施し、得られた振動値に基づいて決定することを特徴とする検査対象物の異常検出方法。
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