JP6959214B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、数値制御装置に関する。

工作機械や産業機械等の機械を制御する数値制御装置が知られている。このような数値制御装置は、例えば、強電盤に接続される。強電盤の内部には、複数のケーブルや電子部品が設けられる。

複数のケーブルや電子部品は、動作をすることでノイズを発生することがあり得る。ノイズは、他の電子部品に影響を及ぼすことがある。ノイズが他の電子部品に影響を及ぼすことで、電子部品が誤動作等を起こす場合がある。そこで、ノイズの影響により他の電子部品に誤動作等が発生した場合には、原因究明のためにノイズの発生源を特定することが好ましい。例えば、ノイズの発生に応じて、ノイズにより影響を受けている機器を特定する装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。また、ノイズによる影響を受けている機器を強電盤の形状イメージ上に表示する装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１６−２０１６８７号公報 特開２０１０−４１４４号公報 特開２０１７−６８３２４号公報

特許文献１乃至３のそれぞれに記載の装置では、ノイズによる影響を受けている電子部品と、その配置場所とを特定することができる。これにより、装置のエラーを調査する際に、いずれの電子部品が影響を受けているのかを確認することで、調査に費やす時間を短縮することができる。

一方で、ノイズに対して対処するには、ノイズが発生した原因（ノイズ要因）を特定する必要がある。ノイズが発生した原因を特定することで、装置を調査する時間を短縮できる可能性がある。そのため、ノイズ要因まで特定可能な数値制御装置はより好ましい。

本発明は、ノイズ要因を特定可能な数値制御装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明は、ノイズを発生する可能性のある電子部品（例えば、後述の電子部品１１０）が内部に複数配置された強電盤（例えば、後述の強電盤１００）に接続される数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置１）であって、複数の前記電子部品のそれぞれの相対的な配置位置及び種類を含む機器情報を取得する機器情報取得部（例えば、後述の機器情報取得部１３）と、ノイズの要因となる前記電子部品を特定するための条件を特定条件情報として取得する特定条件情報取得部（例えば、後述の特定条件情報取得部１４）と、複数の前記電子部品のいずれか１つ以上に発生するノイズを検出するとともに、ノイズの発生した前記電子部品を識別するノイズ検出部（例えば、後述のノイズ検出部１５）と、ノイズが発生した前記電子部品の前記機器情報と前記特定条件情報とに基づいて、ノイズの発生要因になった前記電子部品を前記機器情報から特定する電子部品特定部（例えば、後述の電子部品特定部１７）と、を備える数値制御装置に関する。

（２） （１）に記載の数値制御装置において、数値制御装置は、ノイズの発生時における前記電子部品の動作状態を取得する動作状態取得部（例えば、後述の動作状態取得部１６）をさらに備え、前記電子部品特定部は、さらにノイズの発生タイミングを加味してノイズの発生要因になった前記電子部品を前記機器情報から特定してもよい。

（３） （２）に記載の数値制御装置において、前記特定条件情報取得部は、前記特定条件情報として前記電子部品の配置状況及び発生条件に応じて変化する他の前記電子部品への影響度合いを含む特定条件情報を取得し、前記電子部品特定部は、前記特定条件情報に含まれる前記影響度合いに応じて、ノイズの発生要因になった前記電子部品を順位付けしてもよい。

（４） （３）に記載の数値制御装置において、数値制御装置は、前記電子部品特定部によって特定された前記電子部品に関する前記機器情報を外部に出力する出力部（例えば、後述の出力部１８）をさらに備えてもよい。

（５） （４）に記載の数値制御装置において、前記出力部は、特定された前記電子部品に関する前記機器情報を他の電子部品とは異なる表示属性で表示してもよい。

（６） （４）又は（５）に記載の数値制御装置において、前記出力部は、前記発生条件をさらに出力してもよい。

本発明によれば、ノイズ要因を特定可能な数値制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る数値制御装置が接続される強電盤を示す概略図である。 一実施形態に係る数値制御装置を示すブロック図である。 一実施形態に係る数値制御装置によって検出されるノイズと、機器の動作状態との関係を示す模式図である。 一実施形態に係る数値制御装置において、機器間距離に基づいてノイズ要因の機器を抽出する模式図である。 一実施形態に係る数値制御装置において、ケーブルの並行関係に基づいてノイズ要因のケーブルを抽出する模式図である。 一実施形態に係る数値制御装置において、ケーブル間距離に基づいてノイズ要因のケーブルを抽出する模式図である。 一実施形態に係る数値制御装置において、アースの位置に基づいてノイズ要因のケーブルを抽出する模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る数値制御装置１について、図１から図７を参照して説明する。
まず、本実施形態の数値制御装置１を説明する前に、数値制御装置１が接続される強電盤１００におけるノイズの発生個所とノイズの発生要因について図１を参照して説明する。

強電盤１００は、複数の電子部品（以下、単に機器という）や、機器に接続されるケーブルを基板の上に配置されて構成される。例えば、強電盤１００には、図１に示すように、ノイズの発生要因となり得る第１機器１０１、第２機器１０２、及び第３機器１０３が配置される。また、強電盤１００には、ノイズの発生要因となりえる第１ケーブル２０１、第２ケーブル２０２、及び第３ケーブル２０３が配置される。そして、強電盤１００には、ノイズの影響を受ける可能性があるノイズ受信機器３００が配置される。さらには、強電盤１００には、機器共通のアースとなるグランド板４００が配置される。なお、第１機器１０１、第２機器１０２、及び第３機器１０３は一例であり、図１の配置に限定されない。また、第１ケーブル２０１、第２ケーブル２０２、及び第３ケーブル２０３についても同様に一例であり、図１の配置に限定されない。またノイズ受信機器３００及びグランド板４００についても一例である。

例えば、本実施形態において、第１機器１０１は、第１ケーブル２０１に接続される。第２機器１０２は、第２ケーブル２０２及び第３ケーブル２０３に接続される。また、第２機器１０２は、第３ケーブル２０３を介して共通アース（グランド板４００）に接続される。ノイズ受信機器３００は、第４ケーブル２０４を介して他の機器に接続される。ここで、第４ケーブル２０４は、第１ケーブル２０１及び第２ケーブル２０２と一部で並行に配置される。

ノイズ受信機器３００においてノイズが発生する場合、いくつかの要因ごとに、ノイズ要因となった機器を識別することができる。例えば、ノイズ受信機器３００と第１機器１０１，第２機器１０２，第３機器１０３それぞれとの間の距離、第４ケーブル２０４と他のケーブルとの並行距離、第４ケーブル２０４と他のケーブルとの間の近接距離、第１ケーブル２０１，第２ケーブル２０２に印加される電圧、第１ケーブル２０１，第２ケーブル２０２に流れる電流、及びアース位置を要因とすることができる。なお、以下の説明において、強電盤１００に配置される機器及びケーブルを総じて「電子部品１１０」ともいう。

次に、本実施形態に係る数値制御装置１について説明する。
本実施形態に係る数値制御装置１は、図２に示すように、機器情報格納部１１と、特定条件情報格納部１２と、機器情報取得部１３と、特定条件情報取得部１４と、ノイズ検出部１５と、動作状態取得部１６と、電子部品特定部１７と、出力部１８と、を備える。数値制御装置１は、ノイズを発生する可能性のある電子部品１１０が内部に複数配置された強電盤１００に接続される装置である。

機器情報格納部１１は、例えば、ハードディスク等の二次記憶媒体である。機器情報格納部１１は、複数の電子部品１１０の相対的な配置位置及び種類を含む機器情報を格納する。機器情報格納部１１は、例えば、電子部品１１０のそれぞれの種類、ケーブルのルート（始点、終点、折れ曲がり点の座標）及び接続先の情報（電子部品１１０）等を機器情報として格納する。機器情報格納部１１は、例えば、図１に示す強電盤１００の各電子部品１１０の配置位置及び種類を含む機器情報を格納する。本実施形態において、機器情報格納部１１は、機器情報として、第１機器１０１から第３機器１０３、第１ケーブル２０１から第４ケーブル２０４、及びノイズ受信機器３００の配置位置及び種類を含む機器情報を格納する。

特定条件情報格納部１２は、例えば、ハードディスク等の二次記憶媒体である。特定条件情報格納部１２は、ノイズの要因となる電子部品１１０を特定するための条件を特定条件情報として格納する。特定条件情報格納部１２は、例えば、ノイズ源となりやすい電子部品１１０（モータ、アンプ、電磁接触器などのアクチュエータ類等）と、この電子部品１１０に接続されるケーブル（第１ケーブル２０１、第２ケーブル２０２、及び第３ケーブル２０３）とを特定条件情報として格納する。また、特定条件情報格納部１２は、特定条件情報として電子部品１１０の配置状況及び発生条件に応じて変化する他の電子部品１１０への影響度合いを含む特定条件情報を格納する。ここで、発生条件とは、例えば、機器間の距離、ケーブルの並行距離、ケーブルの間の近接距離、ケーブルに印加される電圧、ケーブルを流れる電流、アースの位置をいう。特定条件情報格納部１２は、ノイズ受信機器３００に対して、ノイズ源となりやすい電子部品１１０の発生条件に対する影響度合いを特定条件情報として格納する。

機器情報取得部１３は、機器情報を取得する。機器情報取得部１３は、例えば、機器情報格納部１１から機器情報を読み出すことで機器情報を取得する。

特定条件情報取得部１４は、特定条件情報を取得する。特定条件情報取得部１４は、例えば、特定条件情報格納部１２から特定条件情報を読み出すことで機器情報を取得する。

ノイズ検出部１５は、複数の電子部品１１０のいずれか１つ以上に発生するノイズを検出するとともに、ノイズの発生した電子部品１１０を識別する。ノイズ検出部１５は、例えば、ノイズによる影響でエラーを出力した電子部品１１０をノイズの発生した電子部品１１０として識別する。

動作状態取得部１６は、ノイズ検出部１５及び特定条件情報取得部１４に接続される。動作状態取得部１６は、ノイズ検出部１５からノイズの発生に関するトリガを取得する。また、動作状態取得部１６は、特定条件情報取得部１４から特定条件情報を取得する。そして、動作状態取得部１６は、特定条件が付された電子部品１１０の動作状態を取得する。動作状態取得部１６は、例えば、図３に示すように、ノイズ検出タイミング（期間Ｔ）の間の第１機器１０１，第２機器１０２，第３機器１０３の動作状態を取得する。図３の例において、動作状態取得部１６は、ノイズ検出タイミング（期間Ｔ）において、第１機器１０１及び第３機器１０３が動作中であることを取得する。

電子部品特定部１７は、機器情報取得部１３から機器情報を受信する。電子部品特定部１７は、特定条件情報取得部１４から特定条件情報を取得する。電子部品特定部１７は、ノイズ検出部１５からノイズ受信機器３００を識別する情報を取得する。そして、電子部品特定部１７は、動作状態取得部１６から、特定条件情報に含まれる機器の動作状態を取得する。電子部品特定部１７は、ノイズが発生した電子部品１１０（ノイズ受信機器３００）の機器情報と特定条件情報とに基づいて、ノイズの発生要因になった電子部品１１０を機器情報から特定する。また、電子部品特定部１７は、さらにノイズの発生タイミングを加味してノイズの発生要因になった電子部品１１０を機器情報から特定する。例えば、電子部品特定部１７は、ノイズの発生要因になった電子部品１１０について、動作中の機器のみを機器情報から特定する。本実施形態において、電子部品特定部１７は、第１機器１０１，第２機器１０２、及び第１ケーブル２０１，第２ケーブル２０２，第３ケーブル２０３を機器情報から特定する。

また、電子部品特定部１７は、特定条件情報に含まれる影響度合いに応じて、ノイズの要因になった電子部品１１０を順位付けする。電子部品特定部１７は、例えば、機器間距離、ケーブルの並行距離、ケーブルの間の近接距離、ケーブルに印加される電圧、ケーブルを流れる電流、及びアース位置のそれぞれについて、特定条件情報に含まれる電子部品を順位付けする。以下に、図１で示した強電盤１００において、図３の動作状態を加味して、それぞれの発生条件で影響度合いを判断した結果を説明する。図３において、第２機器１０２は、ノイズ発生時に動作していないので、ノイズ発生要因としては除外される。

（機器間距離）
図４に示すように、特定条件情報に含まれる第１機器１０１及び第３機器１０３のうち、第３機器１０３が第１機器１０１よりもノイズ受信機器３００に近い（距離Ｌ１１＜距離Ｌ１３）。放射ノイズは、空間的な距離に依存して減衰するので、ノイズ要因との距離が近い電子部品は、ノイズの影響を受けやすい。電子部品特定部１７は、機器間距離について、第３機器１０３、第１機器１０１の順にノイズ要因として順位付けする。

（ケーブルの並行距離）
図５に示すように、特定条件情報に含まれる第１ケーブル２０１及び第２ケーブル２０２のうち、第４ケーブル及び第２ケーブル２０２の並行な距離が、第４ケーブル２０４及び第１ケーブル２０１の並行な距離よりも長い（距離Ｌ２１＜距離Ｌ２２）。並行な距離が長いケーブル程、ノイズ受信機器３００はノイズの影響を受けやすい。電子部品特定部１７は、ケーブルの並行距離について、第２ケーブル２０２、第１ケーブル２０１の順にノイズ要因として順位付けする。

（ケーブルの間の近接距離）
図６に示すように、特定条件情報に含まれる第１ケーブル２０１及び第２ケーブル２０２のうち、第１ケーブル２０１が第４ケーブル２０４に近接して配置される（距離Ｌ３１＞Ｌ３２）。ケーブルの間の距離が近接するケーブル程、ノイズ受信機器３００はノイズの影響を受けやすい。電子部品特定部１７は、ケーブルの間の近接距離について、第１ケーブル２０１、第２ケーブル２０２の順にノイズ要因として順位付けする。

（電圧及び電流について）
特定条件情報に含まれる第１ケーブル２０１及び第２ケーブル２０２のうち、流れる電力の電圧値又は電流値が大きいケーブル程、ノイズ受信機器３００はノイズの影響を受けやすい。第１ケーブル２０１の電圧値及び電流値が第２ケーブル２０２の電圧値及び電流値よりも高い場合、電子部品特定部１７は、電圧及び電流について、第１ケーブル２０１、第２ケーブル２０２の順にノイズ要因として順位付けする。

（アース位置について）
図７に示すように、特定条件情報に含まれる第１機器１０１及び第３機器１０３のうち、第３機器１０３が、ノイズ受信機器３００と共通のグランド板４００に第３ケーブル２０３を介して接続される。第３機器１０３によって発生したノイズが、第３ケーブル２０３、グランド板４００、第４ケーブル２０４で回り込むことがある。電子部品特定部１７は、アース位置について、第３機器１０３がノイズ要因とされる。
電子部品特定部１７は、それぞれの発生要件について、機器情報、ノイズ受信機器３００、及びノイズ要因の情報を出力する。

出力部１８は、電子部品特定部１７から、それぞれの発生要件について、機器情報、ノイズ受信機器３００、及びノイズ要因の情報を取得する。出力部１８は、電子部品特定部１７によって特定された電子部品１１０に関する機器情報を外部（例えば、ディスプレイ（図示せず））に出力する。出力部１８は、例えば、特定された電子部品１１０に関する機器情報を他の電子部品１１０とは異なる表示属性で表示する。具体的には、出力部１８は、強電盤１００における機器の配置に関する情報を出力するとともに、発生要件ごとに、順位付けされた電子部品１１０に関する機器情報（ノイズ要因とされた機器）を他の電子部品１１０とは異なる色で表示する。また、出力部１８は、発生要件ごとに、順位付けられた順に、異なる色で表示する。

次に、本実施形態に係る処理の流れを説明する。
まず、ノイズ検出部１５は、ノイズを検出すると、ノイズ受信機器３００を識別する。動作状態取得部１６は、特定条件情報を取得して、ノイズ発生時に稼働中のノイズを発生する可能性のある機器の動作を取得する。動作状態取得部１６は、ノイズ発生時に動作中の電子部品の情報を電子部品特定部１７に送る。

次いで、電子部品特定部１７は、特定条件情報に含まれる発生条件ごとに、特定条件情報に含まれ、ノイズ発生時に動作中であった電子部品をノイズ要因の可能性の高い順に出力部１８に出力する。電子部品特定部１７は、機器情報も出力部１８に出力する。
出力部１８は、機器情報及び順位付けされた情報に基づいて、電子部品の配置位置に合わせて、発生条件ごとに、ノイズ要因の可能性の高い順に表示する。

以上の本発明の一実施形態に係る数値制御装置１によれば、以下のような効果を奏する。
（１） 数値制御装置１は、ノイズを発生する可能性のある電子部品１１０が内部に複数配置された強電盤１００に接続される数値制御装置１であって、複数の電子部品１１０のそれぞれの相対的な配置位置及び種類を含む機器情報を取得する機器情報取得部１３と、ノイズの要因となる電子部品１１０を特定するための条件を特定条件情報として取得する特定条件情報取得部１４と、複数の電子部品１１０のいずれか１つ以上に発生するノイズを検出するとともに、ノイズの発生した電子部品１１０を識別するノイズ検出部１５と、ノイズが発生した電子部品１１０の機器情報と特定条件情報とに基づいて、ノイズの発生要因になった電子部品１１０を機器情報から特定する電子部品特定部１７と、を備える。これにより、ノイズ要因を特定することができる。

（２） 数値制御装置１は、ノイズの発生時における電子部品１１０の動作状態を取得する動作状態取得部１６をさらに備え、電子部品特定部１７は、さらにノイズの発生タイミングを加味してノイズの発生要因になった電子部品１１０を機器情報から特定する。これにより、ノイズの発生時にノイズ要因となる可能性の低い機器を除くとともに、ノイズ要因を特定することができるので、ノイズ要因を特定する処理を軽くすることができる。

（３） 特定条件情報取得部１４は、特定条件情報として電子部品１１０の配置状況及び発生条件に応じて変化する他の電子部品１１０への影響度合いを含む特定条件情報を取得し、電子部品特定部１７は、特定条件情報に含まれる影響度合いに応じて、ノイズの発生要因になった電子部品１１０を順位付けする。これにより、ノイズ要因の可能性が高い電子部品１１０を特定することができ、実際の調査によるノイズの発生原因の特定をより容易にすることができる。

（４） 数値制御装置１は、電子部品特定部１７によって特定された電子部品１１０に関する機器情報を外部に出力する出力部１８をさらに備えてもよい。これにより、ノイズ要因となった電子部品１１０を容易に確認することができる。

（５） 出力部１８は、特定された電子部品１１０に関する機器情報を他の電子部品１１０とは異なる表示属性で表示する。これにより、ノイズ要因となった電子部品１１０をより容易に確認することができる。

（６） 出力部１８は、発生条件をさらに出力する。これにより、発生条件ごとに、ノイズ要因となった電子部品１１０を出力することができるので、発生条件ごとに調査する電子部品１１０を絞ることができる。したがって、ノイズに対する原因究明をより容易にすることができる。

以上、本発明の数値制御装置の好ましい各実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態において、電子部品特定部１７は、ノイズ要因となった電子部品１１０について、順位付けするとしたが、順位付けしない態様であってもよい。
また、上記実施形態において、出力部１８は、ノイズ要因となった電子部品を表示するとしたが、これに制限されない。例えば、出力部１８は、データとして他の端末等に出力してもよい。

また、上記実施形態において、機器情報取得部１３は、機器情報格納部１１から機器情報を取得するとしたが、これに制限されない。例えば、機器情報取得部１３は、ネットワーク等を介して、他の端末（図示せず）から機器情報を取得してもよい。また、特定条件情報取得部１４も同様に、ネットワーク等を介して、他の端末（図示せず）から特定条件情報を取得してもよい。

また、上記実施形態において、数値制御装置１は、動作状態取得部１６を備えるとしたが、これに制限されない。数値制御装置１は、動作状態取得部１６を備えずともよい。この場合、電子部品特定部１７は、ノイズ発生要因となり得る電子部品１１０について、動作状態を考慮せずに、ノイズ要因の電子部品１１０を特定してもよい。

１ 数値制御装置
１３ 機器情報取得部
１４ 特定条件情報取得部
１５ ノイズ検出部
１６ 動作状態取得部
１７ 電子部品特定部
１８ 出力部
１００ 強電盤
１１０ 電子部品

Claims (5)

1. ノイズの発生要因となり得る電子部品と、当該電子部品のノイズを受信するノイズ受信機器とが内部に配置された強電盤に接続される数値制御装置であって、
   前記強電盤に配置される電子部品、ケーブル、及び、前記ノイズ受信機器とのそれぞれの相対的な配置位置及び種類を示す機器情報を取得する機器情報取得部と、
   前記ノイズの発生要因となり得る電子部品の種類と、ノイズの発生要因となり得る電子部品に接続されるケーブルの特徴と、前記ノイズの発生要因となる電子部品の種類及び前記ノイズの発生要因となり得る電子部品に接続されるケーブルの特徴に応じた各種ノイズへの影響度合いと、を特定条件情報として取得する特定条件情報取得部と、
   前記電子部品において発生したノイズについて、前記ノイズ受信機器を用いて検出するノイズ検出部と、
   前記機器情報によって示される前記電子部品、ケーブル、及び前記ノイズ受信機器の相対的な配置位置及び種類に関して、前記特定条件情報によって示される前記ノイズの発生要因となり得る電子部品の種類と、ノイズの発生要因となり得る電子部品に接続されるケーブルの特徴と、前記ノイズの発生要因となる電子部品の種類及び前記ノイズの発生要因となり得る電子部品に接続されるケーブルの特徴に応じたノイズへの影響度合いとを当てはめて、ノイズの発生要因になった前記電子部品及び前記ケーブルを前記機器情報から順位付けする電子部品特定部と、
   を備える数値制御装置。
2. ノイズの発生時における前記電子部品の動作状態を取得する動作状態取得部をさらに備え、
   前記電子部品特定部は、さらにノイズの発生タイミングに動作している前記ノイズの発生要因になり得る電子部品のうちから、ノイズの発生要因になった前記電子部品及び前記ケーブルを前記機器情報から順位付けする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記電子部品特定部によって特定された前記電子部品に関する前記機器情報を外部に出力する出力部をさらに備える請求項１又は２に記載の数値制御装置。
4. 前記出力部は、特定された前記電子部品に関する前記機器情報を他の電子部品とは異なる表示属性で表示する請求項３に記載の数値制御装置。
5. 前記出力部は、前記ノイズの発生条件をさらに出力する請求項３又は４に記載の数値制御装置。

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