JP7275008B2 - Diagnostic device, motor drive device and diagnostic method - Google Patents

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Description

本開示は、ギヤの状態を診断する診断装置、モータ駆動装置および診断方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a diagnostic device, a motor driving device, and a diagnostic method for diagnosing the state of gears.

工作機械（例えば、鉄鋼用圧延機など）のような機械の故障の要因の１つとして、摩耗などによるギヤの異常が挙げられる。 2. Description of the Related Art One of the causes of machine failures such as machine tools (for example, rolling mills for steel) is malfunction of gears due to wear and the like.

これに対して、ギヤの状態を検出することが可能な技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術では、モータにて駆動される駆動部に対して診断用駆動を実行させて駆動部のバックラッシュのような評価データを取得し、その評価データの値と予め用意した設定値と比較することで、異常診断を行っている。設定値は、初回または所定回目の診断用駆動において算出された評価データの値に所定割合を加算して設定される。 On the other hand, Patent Literature 1 describes a technique capable of detecting the state of the gear. In the technique described in Patent Document 1, a driving unit driven by a motor is caused to perform diagnostic driving to obtain evaluation data such as backlash of the driving unit. Abnormal diagnosis is performed by comparing with the set value. The set value is set by adding a predetermined percentage to the value of the evaluation data calculated in the initial or predetermined diagnostic drive.

特開２０１８－７３３２７号公報JP 2018-73327 A

産業界においては、ギヤの異常診断機能を備えていない既設の機械に対してギヤの異常診断を行う必要が生じることがある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、異常診断を行うために、初回または所定回目の診断用駆動において算出された評価データから設定値を求める必要があるが、既設の機械の場合、既にギヤが摩耗している可能性があるため、異常診断の基準として用いる適切な設定値を得ることが難しい。このため、既設の機械に対してはギヤの状態を診断することが困難である。 In the industrial world, it may be necessary to perform gear abnormality diagnosis on existing machines that do not have a gear abnormality diagnosis function. However, in the technique described in Patent Document 1, in order to perform abnormality diagnosis, it is necessary to obtain the setting value from the evaluation data calculated in the initial or predetermined diagnostic drive. may be worn out, it is difficult to obtain an appropriate setting value to use as a criterion for diagnosing anomalies. For this reason, it is difficult to diagnose the state of gears for existing machines.

本発明の目的は、既設の機械に対してもギヤの状態を診断することが可能な診断装置、モータ駆動装置および診断方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a diagnostic device, a motor driving device, and a diagnostic method capable of diagnosing the state of a gear even in an existing machine.

本開示の一態様に従う診断装置は、モータの回転に応じて動作するギヤの状態を診断する診断装置であって、前記モータの回転数を取得する回転数取得部と、前記モータのトルク電流に応じたモータ電流を取得する電流取得部と、前記回転数に関する特徴値に所定の変化が起きた時点を基準時点として複数特定し、前記基準時点ごとに、当該基準時点に応じた所定期間における前記モータ電流の時系列データを生成する生成部と、各時系列データ間の類似度を算出する算出部と、前記類似度に基づいて、前記ギヤの状態を診断する診断部と、を有する。 A diagnostic device according to an aspect of the present disclosure is a diagnostic device for diagnosing the state of a gear that operates according to the rotation of a motor, and includes a rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the motor, and a torque current of the motor. a current acquisition unit that acquires the motor current according to the motor current; The apparatus includes a generation unit that generates time-series data of motor current, a calculation unit that calculates a degree of similarity between pieces of time-series data, and a diagnosis unit that diagnoses the state of the gear based on the degree of similarity.

本発明によれば、既設の機械に対してもギヤの状態を診断することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to diagnose the state of gears even for existing machines.

本開示の実施例１に係る駆動システムを示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a drive system according to Example 1 of the present disclosure; FIG. モータの角速度指令値とモータ電流との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship between a motor angular velocity command value and a motor current; ギヤ異常時に電流脈動が生じる理由を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the reason why current pulsation occurs when a gear is abnormal; モータの角速度指令値とモータ電流との関係の別の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the relationship between the motor angular velocity command value and the motor current; ギヤ異常時に電流脈動が生じる理由を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the reason why current pulsation occurs when a gear is abnormal; 時系列データ生成部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of the operation of a time-series data generator; 時系列データ生成部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of the operation of a time-series data generator; 時系列データ生成部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of the operation of a time-series data generator; 時系列モータ電流データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of time series motor current data. 類似度計算部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。9 is a flowchart for explaining an example of the operation of a similarity calculation unit; 図１０で説明する動作中の時系列モータ電流データの電流波形の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of a current waveform of time-series motor current data during operation described in FIG. 10; FIG. 異常診断部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of the operation of an abnormality diagnosis section; 本開示の実施例２に係る駆動システムを示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a drive system according to Example 2 of the present disclosure; 角速度指令の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an angular velocity command. 角速度指令の他の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of angular velocity commands; 角速度指令の他の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of angular velocity commands; 時系列データ生成部の動作の他の例を説明するためのフローチャートである。9 is a flowchart for explaining another example of the operation of the time-series data generator; 本開示の実施例３に係る駆動システムを示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing a drive system according to Example 3 of the present disclosure;

以下、本開示の実施例について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

先ず、本開示の実施例１に係る異常診断装置について図１から図１２を用いて説明する。 First, an abnormality diagnosis device according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG.

図１は、実施例１に係る駆動システムを示す構成図である。図１に示す駆動システム１は、異常診断装置１００と、回転機械部２００と、モータ駆動装置３００と、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）４００とを備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a drive system according to a first embodiment. The drive system 1 shown in FIG. 1 includes an abnormality diagnosis device 100 , a rotating machine section 200 , a motor drive device 300 and a PLC (Programmable Logic Controller) 400 .

先ず、回転機械部２００について説明する。
回転機械部２００は、ギヤを必要とする機械（例えば、鉄鋼用圧延機など）に適用される。回転機械部２００は、モータ２０１と、第１出力軸２０２と、ギヤ２０３と、第２出力軸２０４と、回転動作部２０５とを備える。 First, the rotary machine section 200 will be described.
The rotary machine section 200 is applied to machines that require gears (for example, steel rolling mills, etc.). The rotary machine section 200 includes a motor 201 , a first output shaft 202 , a gear 203 , a second output shaft 204 and a rotary action section 205 .

モータ２０１は、モータ駆動装置３００からの駆動信号に応じて回転駆動される。モータ２０１の回転子は、第１出力軸２０２と接続されている。ギヤ２０３は、第１出力軸２０２および第２出力軸２０４と接続されている。第２出力軸２０４は、回転動作部２０５と接続されている。 Motor 201 is rotationally driven according to a drive signal from motor drive device 300 . A rotor of the motor 201 is connected to the first output shaft 202 . Gear 203 is connected to first output shaft 202 and second output shaft 204 . The second output shaft 204 is connected to the rotary motion part 205 .

モータ２０１が回転駆動されると、モータ２０１の回転子の回転に連動して第１出力軸２０２が回転する。ギヤ２０３は、第１出力軸２０２の回転を減速または増速させ、その減速または増速した回転を第２出力軸２０４に伝達する。第２出力軸２０４の回転に連動して回転動作部２０５が回転する。これにより、機械の所定の動作（例えば、鉄鋼用圧延機の圧延動作）が実現する。 When the motor 201 is rotationally driven, the first output shaft 202 rotates in conjunction with the rotation of the rotor of the motor 201 . Gear 203 reduces or accelerates the rotation of first output shaft 202 and transmits the reduced or accelerated rotation to second output shaft 204 . The rotation operation part 205 rotates in conjunction with the rotation of the second output shaft 204 . Thereby, a predetermined operation of the machine (for example, rolling operation of a steel rolling mill) is realized.

次に、モータ駆動装置３００について説明する。
モータ駆動装置３００は、エンコーダ３０１と、モータ駆動回路３０２と、制御部３０３とを備える。 Next, the motor driving device 300 will be described.
The motor drive device 300 includes an encoder 301 , a motor drive circuit 302 and a control section 303 .

エンコーダ３０１は、回転機械部２００のモータ２０１の回転子と接続され、モータ２０１の回転に関する回転値を検出する。エンコーダ３０１は、具体的には、回転値として、モータ２０１の回転角（回転位置）を検出する。エンコーダ３０１は、検出した回転角を示す回転検出信号を制御部３０３に送信する。なお、モータ２０１が誘導機などによって構成され、位置制御が行われない場合、エンコーダ３０１の代わりに、モータ２０１の回転数を回転値として検出する回転数検知器が設けられてもよい。 The encoder 301 is connected to the rotor of the motor 201 of the rotary machine section 200 and detects a rotation value regarding the rotation of the motor 201 . The encoder 301 specifically detects the rotation angle (rotation position) of the motor 201 as the rotation value. The encoder 301 transmits a rotation detection signal indicating the detected rotation angle to the control unit 303 . If the motor 201 is configured by an induction machine or the like and position control is not performed, instead of the encoder 301, a rotation speed detector that detects the rotation speed of the motor 201 as a rotation value may be provided.

モータ駆動回路３０２は、モータ２０１に電圧または電流の駆動信号を供給することでモータ２０１を駆動する駆動回路である。モータ駆動回路３０２は、電流検出器（図示せず）を備え、その電流検出器を用いてモータ２０１に供給される電流をモータ２０１のトルク電流として検出し、その検出したトルク電流を示す電流検出信号を制御部３０３に出力する。 The motor drive circuit 302 is a drive circuit that drives the motor 201 by supplying a voltage or current drive signal to the motor 201 . The motor drive circuit 302 includes a current detector (not shown) that detects a current supplied to the motor 201 as a torque current of the motor 201 using the current detector, and detects a current that indicates the detected torque current. A signal is output to the control unit 303 .

制御部３０３は、エンコーダ３０１からの回転検出信号と、モータ駆動回路３０２からの電流検出信号と、ＰＬＣ４００からの角速度指令信号とに基づいて、モータ２０１に流す電流に対する指令値である電流指令値を示す電流指令信号を生成してモータ駆動回路３０２に出力する。角速度指令信号は、モータ２０１の角速度に対する指令値である角速度指令値を示す。なお、モータ２０１はエンコーダ３０１のような回転検出部を用いないセンサレスで駆動されてもよい。この場合、制御部３０３は、エンコーダ３０１からの回転検出信号の代わりに、制御部３０３自身が算出するモータ２０１の回転角または回転数の予測値に基づいて電流指令値を算出してもよい。また、制御部３０３は、自身で角速度指令値を算出してもよい。 Based on the rotation detection signal from the encoder 301, the current detection signal from the motor drive circuit 302, and the angular velocity command signal from the PLC 400, the control unit 303 sets a current command value, which is a command value for the current to be supplied to the motor 201. A current command signal is generated and output to the motor drive circuit 302 . The angular velocity command signal indicates an angular velocity command value that is a command value for the angular velocity of the motor 201 . Note that the motor 201 may be driven sensorless without using a rotation detection unit such as the encoder 301 . In this case, instead of the rotation detection signal from the encoder 301, the control unit 303 may calculate the current command value based on the predicted value of the rotation angle or rotation speed of the motor 201 calculated by the control unit 303 itself. Also, the control unit 303 may calculate the angular velocity command value by itself.

次に、ＰＬＣ４００について説明する。
ＰＬＣ４００は、異常診断装置１００およびモータ駆動装置３００の上位システムである。ＰＬＣ４００は、回転機械部２００の回転動作部２０５の回転数を制御するために、モータ２０１の角速度指令値を示す角速度指令信号を制御部３０３および異常診断装置１００に出力する。 Next, PLC400 is demonstrated.
PLC 400 is a host system of abnormality diagnosis device 100 and motor drive device 300 . PLC 400 outputs an angular velocity command signal indicating the angular velocity command value of motor 201 to control section 303 and abnormality diagnosis device 100 in order to control the number of rotations of rotary operation section 205 of rotary machine section 200 .

次に、異常診断装置１００を説明する。
異常診断装置１００は、回転機械部２００のモータ２０１の回転に応じて動作するギヤ２０３の状態を診断する診断装置である。異常診断装置１００は、回転数取得部１０１と、電流取得部１０２と、負荷状態取得部１０３と、時系列データ生成部１０４と、一時記憶部１０５と、類似度計算部１０６と、異常診断部１０７と、表示部１０８とを備える。異常診断装置１００の各部は、プロセッサの動作を規定するプログラムをプロセッサが読み取り、その読み取ったプログラムを実行することで実現されてもよい。 Next, the abnormality diagnosis device 100 will be described.
The abnormality diagnostic device 100 is a diagnostic device that diagnoses the state of a gear 203 that operates according to the rotation of the motor 201 of the rotary machine section 200 . The abnormality diagnosis device 100 includes a rotation speed acquisition unit 101, a current acquisition unit 102, a load condition acquisition unit 103, a time series data generation unit 104, a temporary storage unit 105, a similarity calculation unit 106, and an abnormality diagnosis unit. 107 and a display unit 108 . Each part of abnormality diagnosis device 100 may be implemented by a processor reading a program that defines the operation of the processor and executing the read program.

回転数取得部１０１は、モータ２０１の回転数を取得して、一時的に保存する。本実施例では、回転数取得部１０１は、ＰＬＣ４００からの角速度指令信号が示す角速度指令値をモータ２０１の回転数として取得する。なお、回転数取得部１０１は、角速度指令値を制御部３０３から取得してもよい。また、回転数取得部１０１は、角速度指令値の代わりに、エンコーダ３０１からの回転角に基づいて、モータ２０１の回転数を取得してもよい。また、エンコーダ３０１の代わりに回転数検知器が設けられている場合、回転数取得部１０１は、回転数検知器からの回転数を取得してもよい。 The rotation speed acquisition unit 101 acquires the rotation speed of the motor 201 and temporarily stores it. In this embodiment, the rotation speed acquisition unit 101 acquires the angular velocity command value indicated by the angular velocity command signal from the PLC 400 as the rotation speed of the motor 201 . Note that the rotational speed acquisition unit 101 may acquire the angular velocity command value from the control unit 303 . Further, the rotation speed acquisition unit 101 may acquire the rotation speed of the motor 201 based on the rotation angle from the encoder 301 instead of the angular velocity command value. Further, when a rotation speed detector is provided instead of the encoder 301, the rotation speed acquisition unit 101 may acquire the rotation speed from the rotation speed detector.

電流取得部１０２は、モータ２０１のトルク電流に応じたモータ電流を取得して、一時的に保存する。モータ電流は、具体的には、トルク電流自体またはトルク電流と相関関係を有する電流である。本実施例では、電流取得部１０２は、モータ駆動回路３０２からの電流検出信号が示すモータ電流を取得する。なお、電流取得部１０２は、制御部３０３が出力する電流指令信号が示す電流指令値をモータ電流として取得してもよい。 A current acquisition unit 102 acquires a motor current corresponding to the torque current of the motor 201 and temporarily stores it. The motor current is specifically the torque current itself or a current correlated with the torque current. In this embodiment, the current acquisition unit 102 acquires the motor current indicated by the current detection signal from the motor drive circuit 302 . Note that the current acquisition unit 102 may acquire the current command value indicated by the current command signal output by the control unit 303 as the motor current.

負荷状態取得部１０３は、回転動作部２０５にかかる負荷の状態である負荷状態を取得する。負荷状態は、回転動作部２０５にかかる負荷の程度を表す数値を示してもよいし、回転動作部２０５に対する負荷の有無を示してもよい。例えば、回転機械部２００が鉄鋼用圧延機に適用される場合、鋼板を圧延している状態が負荷のある有負荷状態となり、鋼板を圧延していない状態が負荷のない無負荷状態となる。 The load state acquisition unit 103 acquires the load state, which is the state of the load applied to the rotating operation unit 205 . The load state may indicate a numerical value representing the degree of load applied to the rotary motion unit 205 or may indicate the presence or absence of a load on the rotary motion unit 205 . For example, when the rotary machine unit 200 is applied to a steel rolling mill, a state in which a steel plate is rolled is a loaded state with a load, and a state in which a steel plate is not rolled is a no-load state.

本実施例では、ＰＬＣ４００が回転動作部２０５の負荷状態を検出し、その負荷状態を負荷状態取得部１０３に出力する。負荷状態取得部１０３は、ＰＬＣ４００からの負荷状態を取得する。また、回転動作部２０５の近傍などに負荷状態を検出するセンサ（図示せず）を設け、負荷状態取得部１０３は、そのセンサから負荷状態を取得してもよい。このセンサとしては、例えば、回転動作部２０５の近傍に負荷（例えば、鉄鋼圧延機の場合は鋼板材料）が存在するか否かを検知するセンサなどが挙げられる。また、負荷状態取得部１０３は、回転数取得部１０１にて取得される回転数の変化に応じたモータ電流を計算し、そのモータ電流と電流取得部１０２にて取得されるモータ電流と比較することで回転動作部２０５の負荷状態を推定してもよい。 In this embodiment, the PLC 400 detects the load state of the rotation operation unit 205 and outputs the load state to the load state acquisition unit 103 . The load condition acquisition unit 103 acquires the load condition from the PLC 400 . Further, a sensor (not shown) that detects the load state may be provided in the vicinity of the rotation operation unit 205, and the load state acquisition unit 103 may acquire the load state from the sensor. As this sensor, for example, there is a sensor that detects whether or not a load (for example, a steel plate material in the case of a steel rolling mill) exists in the vicinity of the rotary motion unit 205, or the like. Further, the load state acquisition unit 103 calculates the motor current according to the change in the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit 101, and compares the motor current with the motor current acquired by the current acquisition unit 102. Thus, the load state of the rotating operation unit 205 may be estimated.

時系列データ生成部１０４は、回転数取得部１０１にて取得された回転数、具体的には角速度指令値に基づいて、ギヤ２０３の状態が診断可能な時系列モータ電流データを生成する。具体的には、時系列データ生成部１０４は、回転数取得部１０１にて取得された角速度指令値に関する特徴値に所定の変化が起きた時点を基準時点として複数特定し、基準時点ごとに、当該基準時点に応じた所定期間における、電流取得部１０２にて取得されたモータ電流の時系列データを時系列モータ電流データとして生成する。 The time-series data generation unit 104 generates time-series motor current data that enables the state of the gear 203 to be diagnosed based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit 101, specifically, the angular velocity command value. Specifically, the time-series data generation unit 104 identifies a plurality of time points at which a predetermined change occurs in the characteristic value related to the angular velocity command value acquired by the rotational speed acquisition unit 101 as reference time points. Time-series data of the motor current acquired by the current acquisition unit 102 is generated as time-series motor current data in a predetermined period corresponding to the reference time.

本実施例では、角速度指令値に関する特徴値は、角速度指令値を時間で微分した角加速度であり、所定期間は、基準時点である角加速度変化時点以降の所定の長さを有する期間であるとする。また、時系列データ生成部１０４は、角加速度変化時点を２つ特定し、その２つの角加速度変化時点のそれぞれに対応する時系列モータ電流データを第１時系列モータ電流データおよび第２時系列モータ電流データとして生成する。 In this embodiment, the characteristic value related to the angular velocity command value is the angular acceleration obtained by differentiating the angular velocity command value with respect to time, and the predetermined period is a period having a predetermined length after the angular acceleration change point, which is the reference time point. do. In addition, the time-series data generation unit 104 identifies two time points of change in angular acceleration, and generates time-series motor current data corresponding to each of the two time points of change in angular acceleration as first time-series motor current data and second time-series motor current data. Generate as motor current data.

一時記憶部１０５は、時系列データ生成部１０４にて生成された複数の時系列モータ電流データを一時的に記憶する。具体的には、一時記憶部１０５は、第１時系列モータ電流データおよび第２時系列モータ電流データをそれぞれ第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２として一時的に記憶する。 Temporary storage unit 105 temporarily stores a plurality of pieces of time-series motor current data generated by time-series data generation unit 104 . Specifically, temporary storage unit 105 temporarily stores first time-series motor current data and second time-series motor current data as first time-series motor current data 501 and second time-series motor current data 502, respectively. do.

類似度計算部１０６は、一時記憶部１０５に記憶された第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２間の類似度を算出して出力する算出部である。 The similarity calculation unit 106 is a calculation unit that calculates and outputs the similarity between the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 stored in the temporary storage unit 105 .

異常診断部１０７では、類似度計算部１０６からの類似度に基づいて、ギヤ２０３の状態を診断する診断部である。 The abnormality diagnosis unit 107 is a diagnosis unit that diagnoses the state of the gear 203 based on the degree of similarity from the degree of similarity calculation unit 106 .

表示部１０８は、異常診断部１０７による診断結果を表示する。表示部１０８は、異常診断装置１００の外部に設けられてもよい。この場合、異常診断装置１００は、表示部１０８の代わりに、診断結果を外部に出力するためのインタフェースを備える。 A display unit 108 displays the diagnosis result by the abnormality diagnosis unit 107 . The display unit 108 may be provided outside the abnormality diagnosis device 100 . In this case, instead of the display unit 108, the abnormality diagnosis device 100 has an interface for outputting the diagnosis result to the outside.

図２は、モータ２０１の角速度指令値とモータ２０１のモータ電流との関係の一例を説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the relationship between the angular velocity command value of motor 201 and the motor current of motor 201. As shown in FIG.

図２（ａ）は、角速度指令値の時間変化を示す。図２の例では、角速度指令値は、時点ｔ１まで減少し、時点ｔ１から時点ｔ２までは増加し、時点ｔ２以降では減少している。つまり、ギヤ２０３は、時点ｔ１まで減速し、時点ｔ１から時点ｔ２までは増速し、時点ｔ２以降では減速している。 FIG. 2(a) shows the temporal change of the angular velocity command value. In the example of FIG. 2, the angular velocity command value decreases until time t1 , increases from time t1 to time t2 , and decreases after time t2 . That is, the gear 203 decelerates until time t1 , accelerates from time t1 to time t2 , and decelerates after time t2 .

図２（ｂ）は、角速度指令値を時間で微分した微分値である角加速度の時間変化を示す。図２の例では、角加速度は、時点ｔ１まで負であり、時点ｔ１で正に変化し、その後、時点ｔ２まで正であり、時点ｔ２で負に変化する。時点ｔ１で変化する前の角加速度を「Ａ１Ａ」、時点ｔ１で変化した後の角加速度を「Ａ１Ｂ」、時点ｔ２で変化する前の角加速度を「Ａ２Ａ」、時点ｔ２で変化した後の角加速度を「Ａ２Ｂ」とする。図２の例では、角加速度「Ａ１Ｂ」は角加速度「Ａ２Ａ」と等しく、角加速度「Ａ２Ｂ」の絶対値は、角加速度「Ａ１Ｂ」の絶対値よりも小さい。 FIG. 2(b) shows temporal changes in angular acceleration, which is a differential value obtained by differentiating the angular velocity command value with respect to time. In the example of FIG. 2, the angular acceleration is negative until time t1 , changes positive at time t1 , then positive until time t2 , and changes negative at time t2 . Angular acceleration before change at time t1 is " A1A ", angular acceleration after change at time t1 is " A1B ", angular acceleration before change at time t2 is " A2A ", time t Let the angular acceleration after the change in 2 be "A 2B ". In the example of FIG. 2, the angular acceleration "A 1B" is equal to the angular acceleration "A 2A ", and the absolute value of the angular acceleration "A 2B " is less than the absolute value of the angular acceleration "A 1B ".

図２（ｃ）および（ｄ）は、モータ電流の時間変化を示す。具体的には、図２（ｃ）は、ギヤ２０３が正常状態であるギヤ正常時のモータ電流の時間変化を示し、図２（ｄ）は、ギヤ２０３が異常状態であるギヤ異常時のモータ電流の時間変化を示す。図２（ｃ）および（ｄ）に示されたように、角加速度が負の場合、モータ電流が負となり、角加速度が正の場合、モータ電流が正となる。 FIGS. 2(c) and 2(d) show changes in motor current over time. Specifically, FIG. 2(c) shows the time change of the motor current when the gear 203 is normal, and FIG. 2(d) shows the motor current when the gear 203 is in the abnormal state. It shows the time change of current. As shown in FIGS. 2(c) and (d), if the angular acceleration is negative, the motor current will be negative, and if the angular acceleration is positive, the motor current will be positive.

また、ギヤ異常時には、図２（ｄ）に示されたように、ギヤ２０３の角加速度の符号が反転（変化）する時点ｔ１およびｔ２の後で、モータ電流に電流脈動が生じる。具体的には、時点ｔ１＋Δｔ１において、モータ電流に脈動振幅（最大脈動振幅）ΔＩ１の電流脈動が生じ、時点ｔ２＋Δｔ２において、モータ電流に脈動振幅ΔＩ２の電流脈動が生じる。なお、これらの電流脈動（時点ｔ１後の電流脈動と時点ｔ２後の電流脈動）では、角加速度の符号が反転する時点ｔ１およびｔ２から電流脈動が生じるまで時間Δｔ１およびΔｔ２の間に差が生じ、さらには、脈動振幅ΔＩ１およびΔＩ２の間に差が生じる。 Further, when the gear is abnormal, current pulsation occurs in the motor current after time points t1 and t2 when the sign of the angular acceleration of the gear 203 is reversed (changed), as shown in FIG. 2(d). Specifically, at time t 1 +Δt 1 , current pulsation with pulsation amplitude (maximum pulsation amplitude) ΔI 1 occurs in the motor current, and at time t 2 +Δt 2 , current pulsation with pulsation amplitude ΔI 2 occurs in the motor current. In these current pulsations (the current pulsation after time t1 and the current pulsation after time t2 ), the time Δt1 and Δt2 from time t1 and t2 when the sign of the angular acceleration is reversed until the current pulsation occurs and a difference between pulsation amplitudes ΔI 1 and ΔI 2 .

図３は、ギヤ異常時に電流脈動が生じる理由を説明するための図であり、図２の時点ｔ１の直前（角加速度変化前）、ｔ１＋Δｔ１およびｔ２＋Δｔ２のそれぞれのギヤ２０３の状態を２次元で模式的に示す。図３では、ギヤ２０３は、第１出力軸２０２と接続されたモータ側ギヤ７０１と、第２出力軸２０４と接続され、モータ側ギヤ７０１と噛み合う回転動作部側ギヤ７０２とを含む。 FIG . 3 is a diagram for explaining the reason why current pulsation occurs when the gear is abnormal . Immediately before time t1 in FIG. The state of is shown schematically in two dimensions. In FIG. 3 , the gear 203 includes a motor-side gear 701 connected to the first output shaft 202 , and a rotary motion part-side gear 702 connected to the second output shaft 204 and meshing with the motor-side gear 701 .

時点ｔ１の直前では、モータ側ギヤ７０１は、反時計回りに回転し、回転動作部側ギヤ７０２は時計回りに回転している。そして、時点ｔ１において、モータ側ギヤ７０１の角加速度の符号が反転し、モータ側ギヤ７０１の角速度が変化する。一方、回転動作部側ギヤ７０２は、回転動作部側ギヤ７０２および回転動作部２０５などの慣性により角速度は変化しないため、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とが接触しなくなる。 Immediately before time t1 , the motor-side gear 701 rotates counterclockwise, and the rotary motion unit-side gear 702 rotates clockwise. Then, at time t1 , the sign of the angular acceleration of the motor-side gear 701 is reversed, and the angular velocity of the motor-side gear 701 changes. On the other hand, since the angular velocity of the rotary motion part side gear 702 does not change due to the inertia of the rotary motion part side gear 702 and the rotary motion part side gear 705, the motor side gear 701 and the rotary motion part side gear 702 do not contact each other.

その後、時点ｔ１＋Δｔ１において、モータ側ギヤ７０１の上向きの歯面７０１Ａと、回転動作部側ギヤ７０２の下向きの歯面７０２Ａとが衝突し、その衝突によってトルクがモータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とに印加される。モータ側ギヤ７０１に印加されたトルクは、第１出力軸２０２を経由してモータ２０１に伝達し、モータ電流に電流脈動を生じさせる。 After that, at time t 1 +Δt 1 , the upward tooth flank 701 A of the motor side gear 701 collides with the downward tooth flank 702 A of the rotational movement part side gear 702 , and the collision causes the torque to be transferred to the motor side gear 701 and the rotational movement. It is applied to the outside gear 702 . The torque applied to the motor-side gear 701 is transmitted to the motor 201 via the first output shaft 202, causing current pulsation in the motor current.

同様に、時点ｔ２においても、モータ側ギヤ７０１の角加速度の符号が反転し、モータ側ギヤ７０１の角速度が変化する。一方、回転動作部側ギヤ７０２は、回転動作部側ギヤ７０２および回転動作部２０５などの慣性により角速度が変化しないため、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とが接触しなくなる。 Similarly, at time t2 , the sign of the angular acceleration of the motor-side gear 701 is reversed, and the angular velocity of the motor-side gear 701 changes. On the other hand, since the angular velocity of the rotary motion part side gear 702 does not change due to the inertia of the rotary motion part side gear 702 and the rotary motion part side gear 705, the motor side gear 701 and the rotary motion part side gear 702 do not contact each other.

その後、時点ｔ２＋Δｔ２において、モータ側ギヤ７０１の下向きの歯面７０１Ｂと、回転動作部側ギヤ７０２の下向きの歯面７０２Ｂとが衝突し、その衝突によってトルクがモータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とに印加される。モータ側ギヤ７０１に印加されたトルクは、第１出力軸２０２を経由してモータ２０１に伝達し、モータ電流に電流脈動を生じさせる。 After that, at time t 2 +Δt 2 , the downward tooth surface 701 B of the motor side gear 701 collides with the downward tooth surface 702 B of the rotational movement part side gear 702 , and the collision causes torque to be transferred to the motor side gear 701 and the rotational movement. It is applied to the outside gear 702 . The torque applied to the motor-side gear 701 is transmitted to the motor 201 via the first output shaft 202, causing current pulsation in the motor current.

上記の動作において、ギヤ２０３が正常でギヤ２０３のバックラッシュ７０３が十分小さい場合、ギヤ２０３の角加速度の符号反転後に生じる、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とが接触しない非接触時間は非常に短く、衝突時におけるモータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２との角速度の差が小さい。このため、衝突によって生成されるトルクが小さく、電流脈動は無視できるほど小さい。一方、ギヤ２０３が異常でギヤ２０３のバックラッシュが大きい場合、非接触時間はギヤ２０３が正常の場合と比べて長くなり、衝突時におけるモータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２との角速度の差が大きくなる。このため、衝突によって生成されるトルクが大きく、電流脈動は顕著に大きくなる。 In the above operation, if the gear 203 is normal and the backlash 703 of the gear 203 is sufficiently small, the non-contact time that occurs after the sign of the angular acceleration of the gear 203 is reversed, during which the motor-side gear 701 and the rotary motion part-side gear 702 do not contact each other. is very short, and the difference in angular velocity between the motor-side gear 701 and the rotational motion part-side gear 702 at the time of collision is small. Therefore, the torque generated by the collision is small and the current ripple is negligibly small. On the other hand, when the gear 203 is abnormal and the backlash of the gear 203 is large, the non-contact time is longer than when the gear 203 is normal, and the angular velocity of the motor-side gear 701 and the rotational movement part-side gear 702 at the time of collision is increased. the difference becomes larger. Therefore, the torque generated by the collision is large and the current ripple is significantly large.

ギヤ２０３が異常でギヤ２０３のバックラッシュが大きい場合、時点ｔ１から電流脈動が生じるまでの時間Δｔ１と、時点ｔ２から電流脈動が生じるまでの時間Δｔ２とに差が生じる理由について説明する。時点ｔ２後の角加速度の大きさは、時点ｔ１後かつ時点ｔ２以前の角加速度と比べて小さい。したがって、ギヤ２０３の角加速度が小さい時点ｔ２後の方が、時点ｔ１後と比べて、非接触時間が長くなる。このため、時点ｔ２から電流脈動が生じるまでの時間Δｔ２は、時点ｔ１から電流脈動が生じるまでの時間Δｔ１よりも長くなる。つまり、Δｔ１＜Δｔ２となる。 The reason why there is a difference between the time Δt1 from time t1 until the current pulsation occurs and the time Δt2 from time t2 until the current pulsation occurs when the gear 203 is abnormal and the backlash of the gear 203 is large will be explained. do. The magnitude of the angular acceleration after time t2 is smaller than the angular acceleration after time t1 and before time t2 . Therefore, after time t2 when the angular acceleration of gear 203 is small, the non-contact time is longer than after time t1 . Therefore, the time Δt2 from time t2 to the occurrence of current pulsation is longer than the time Δt1 from time t1 to the occurrence of current pulsation. That is, Δt 1 <Δt 2 .

ギヤ２０３が異常でギヤ２０３のバックラッシュが大きい場合、時点ｔ１後の電流脈動の脈動振幅ΔＩ１と、時点ｔ２後の電流脈動の脈動振幅ΔＩ２とに差が生じる理由について説明する。モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２との角速度の差は、ギヤ２０３の角加速度が小さい時点ｔ２後の方が、ギヤ２０３の角加速度が大きい時点ｔ１後よりも小さい。このため、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２との衝突によって生じるトルクも、ギヤ２０３の角加速度が小さい時点ｔ２後の方が、ギヤ２０３の角加速度が大きい時点ｔ１後よりも小さい。したがって、時点ｔ１後の電流脈動の脈動振幅ΔＩ１は、時点ｔ２後の電流脈動の脈動振幅ΔＩ２よりも大きくなる。つまり、ΔＩ１＞ΔＩ２となる。 The reason why there is a difference between the pulsation amplitude ΔI1 of the current pulsation after time t1 and the pulsation amplitude ΔI2 of the current pulsation after time t2 when the gear 203 is abnormal and the backlash of the gear 203 is large will be explained. The difference in angular velocity between the motor-side gear 701 and the rotational motion part-side gear 702 is smaller after time t2 when the angular acceleration of the gear 203 is small than after time t1 when the angular acceleration of the gear 203 is high. For this reason, the torque generated by the collision between the motor-side gear 701 and the rotational motion part-side gear 702 is also greater after time t2 when the angular acceleration of the gear 203 is small than after time t1 when the angular acceleration of the gear 203 is large. small. Therefore, the pulsation amplitude ΔI1 of the current pulsation after time t1 is greater than the pulsation amplitude ΔI2 of the current pulsation after time t2 . That is, ΔI 1 >ΔI 2 .

図４は、モータ２０１の角速度指令値とモータ２０１のモータ電流との関係の別の例を説明するための図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining another example of the relationship between the angular velocity command value of motor 201 and the motor current of motor 201. In FIG.

図４（ａ）は、角速度指令値の時間変化を示す。図４の例では、角速度指令値は、時点ｔ１まで減少し、時点ｔ１から時点ｔ２までと時点ｔ２以降とでは増加している。また、角速度指令値の増加率は、時点ｔ１から時点ｔ２までよりも時点ｔ２以降の方が大きい。 FIG. 4(a) shows the temporal change of the angular velocity command value. In the example of FIG. 4, the angular velocity command value decreases until time t1 , and increases from time t1 to time t2 and after time t2 . Also, the rate of increase of the angular velocity command value is greater after time t2 than from time t1 to time t2 .

図４（ｂ）は、角速度指令値を時間で微分した微分値である角加速度の時間変化を示す。図４の例では、角加速度は、時点ｔ１まで負であり、時点ｔ１で正に変化し、時点ｔ２でさらに大きくなる。したがって、時点ｔ２で変化した後の角加速度「Ａ２Ｂ」は、時点ｔ１で変化した後の角加速度「Ａ１Ｂ」よりも大きい。 FIG. 4(b) shows temporal changes in angular acceleration, which is a differential value obtained by differentiating the angular velocity command value with respect to time. In the example of FIG. 4, the angular acceleration is negative until time t1 , changes positive at time t1 , and becomes even greater at time t2 . Therefore, the angular acceleration "A 2B " after the change at time t2 is greater than the angular acceleration "A 1B " after the change at time t1.

図４（ｃ）および（ｄ）は、モータ電流の時間変化を示す。具体的には、図４（ｃ）は、ギヤ正常時のモータ電流の時間変化を示し、図４（ｄ）は、ギヤ異常時のモータ電流の時間変化を示す。ギヤ異常時には、図４（ｄ）に示されたように、ギヤ２０３の角加速度が負から正に変化する時点ｔ１の後でモータ電流に電流脈動が生じる。具体的には、時点ｔ１＋Δｔ１において電流脈動が生じる。 FIGS. 4(c) and (d) show temporal changes in the motor current. Specifically, FIG. 4(c) shows the time variation of the motor current when the gear is normal, and FIG. 4(d) shows the time variation of the motor current when the gear is abnormal. When the gear is abnormal, current pulsation occurs in the motor current after time t1 when the angular acceleration of the gear 203 changes from negative to positive, as shown in FIG. 4(d). Specifically, current pulsation occurs at time t 1 +Δt 1 .

図５は、ギヤ異常時に電流脈動が生じる理由を説明するための図であり、図４の時点ｔ１の直前（角加速度変化前）、ｔ１＋Δｔ１およびｔ２＋Δｔ２のそれぞれのギヤ２０３の状態を２次元で模式的に示す。図５では、ギヤ２０３は、図３の例と同様に、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とを含む。 FIG . 5 is a diagram for explaining the reason why current pulsation occurs when the gear is abnormal. Immediately before time t1 in FIG. The state of is shown schematically in two dimensions. In FIG. 5, the gear 203 includes a motor-side gear 701 and a rotary motion part-side gear 702, as in the example of FIG.

時点ｔ１の直前では、モータ側ギヤ７０１は、反時計回りに回転し、回転動作部側ギヤ７０２は時計回りに回転している。そして、時点ｔ１において、モータ側ギヤ７０１の角加速度の符号が反転し、モータ側ギヤ７０１の角速度が変化する。一方、回転動作部側ギヤ７０２は、回転動作部側ギヤ７０２および回転動作部２０５などの慣性により角速度が変化しないため、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２とが接触しなくなる。このため、図３を用いて説明した原理と同様な原理により、ギヤ異常時には、時点ｔ１＋Δｔ１において、モータ側ギヤ７０１の上向きの歯面７０１Ａと、回転動作部側ギヤ７０２の下向きの歯面７０２Ａとが衝突し、その衝突によってモータ電流に電流脈動を生じる。 Immediately before time t1 , the motor-side gear 701 rotates counterclockwise, and the rotary motion unit-side gear 702 rotates clockwise. Then, at time t1 , the sign of the angular acceleration of the motor-side gear 701 is reversed, and the angular velocity of the motor-side gear 701 changes. On the other hand, since the angular velocity of the rotary motion part side gear 702 does not change due to the inertia of the rotary motion part side gear 702 and the rotary motion part side gear 705, the motor side gear 701 and the rotary motion part side gear 702 do not contact each other. For this reason, due to the same principle as that explained using FIG . 702A, and the collision causes current pulsation in the motor current.

一方、角加速度の符号が反転しない時点ｔ２では、モータ側ギヤ７０１の角加速度の方向が変化しないため、モータ側ギヤ７０１と回転動作部側ギヤ７０２との接触面は変化しない。したがって、時点ｔ２以降では、ギヤ異常時でも、ギヤ２０３の衝突による電流脈動は生じない。 On the other hand, at time t2 when the sign of the angular acceleration is not reversed, the direction of the angular acceleration of the motor-side gear 701 does not change, so the contact surface between the motor-side gear 701 and the rotating motion part-side gear 702 does not change. Therefore, after time t2 , current pulsation due to the collision of the gear 203 does not occur even when the gear is abnormal.

図６～図８は、時系列データ生成部１０４の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 6 to 8 are flowcharts for explaining an example of the operation of the time-series data generator 104. FIG.

図６のステップＳ１０１では、時系列データ生成部１０４は、回転数取得部１０１から角速度指令値を読み込み、電流取得部１０２からモータ電流を読み込み、負荷状態取得部１０３から回転動作部２０５の負荷状態を読み込み、ステップＳ１０２へ進む。 In step S101 of FIG. 6, the time-series data generation unit 104 reads the angular velocity command value from the rotation speed acquisition unit 101, reads the motor current from the current acquisition unit 102, is read, and the process proceeds to step S102.

ステップＳ１０２では、時系列データ生成部１０４は、角速度指令値を微分してギヤ２０３の角加速度を算出し、ステップＳ１０３へ進む。 In step S102, the time-series data generator 104 differentiates the angular velocity command value to calculate the angular acceleration of the gear 203, and proceeds to step S103.

ステップＳ１０３では、時系列データ生成部１０４は、角加速度の変化量と所定の変化閾値とを比較して、角加速度の変化量＞変化閾値が成立するか否かを判断する。角加速度の変化量＞変化閾値が成立する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、時系列データ生成部１０４は、角加速度が変化したと判定して、ステップＳ１０４へ進む。一方、角加速度の変化量＞変化閾値が成立しない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、時系列データ生成部１０４は、角加速度が変化していないと判定して、ステップＳ１０１に戻る。 In step S103, the time-series data generation unit 104 compares the amount of change in angular acceleration with a predetermined change threshold, and determines whether or not the amount of change in angular acceleration>change threshold is satisfied. If the amount of change in angular acceleration>change threshold is satisfied (step S103: YES), the time-series data generation unit 104 determines that the angular acceleration has changed, and proceeds to step S104. On the other hand, when the amount of change in angular acceleration>change threshold does not hold (step S103: NO), the time-series data generation unit 104 determines that the angular acceleration has not changed, and returns to step S101.

ステップＳ１０４では、時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷状態が所定条件を満たすか否かを判断する。以下では、負荷状態は、回転動作部２０５にかかる負荷の程度を表す数値である負荷度を示し、時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷度と負荷閾値とを比較して、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立するか否かを判断する。 In step S104, the time-series data generation unit 104 determines whether or not the load state of the rotating operation unit 205 satisfies a predetermined condition. In the following description, the load state indicates a degree of load, which is a numerical value representing the degree of load applied to the rotary motion unit 205, and the time-series data generation unit 104 compares the load degree of the rotary motion unit 205 with a load threshold, It is determined whether or not the degree of load of the rotating operation unit 205>the load threshold is established.

時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、回転動作部２０５の負荷状態が所定条件を満たさないと判断して、ステップＳ１０１に戻る。一方、時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立しない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、回転動作部２０５の負荷状態が所定条件を満たすと判断して、ステップＳ１０５へ進む。なお、負荷状態が負荷の有無を示す場合、時系列データ生成部１０４は、負荷がある場合、回転動作部２０５の負荷状態が所定条件を満たさないと判断して、ステップＳ１０１に戻り、負荷がない場合、回転動作部２０５の負荷状態が所定条件を満たすと判断して、ステップＳ１０５へ進む。 When the degree of load of the rotary motion unit 205>the load threshold is satisfied (step S104: YES), the time-series data generation unit 104 determines that the load state of the rotary motion unit 205 does not satisfy the predetermined condition, and proceeds to step S101. return. On the other hand, when the degree of load of the rotary motion unit 205>the load threshold does not hold (step S104: NO), the time-series data generation unit 104 determines that the load state of the rotary motion unit 205 satisfies a predetermined condition, and performs step S105. proceed to Note that when the load state indicates the presence or absence of a load, the time-series data generation unit 104 determines that the load state of the rotation operation unit 205 does not satisfy the predetermined condition when there is a load, returns to step S101, and returns to step S101. If not, it is determined that the load state of the rotation operation unit 205 satisfies the predetermined condition, and the process proceeds to step S105.

ステップＳ１０５では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１０３で角加速度が変化したと判断した時点を基準時点（角加速度変化時点）として特定し、その基準時点に応じた所定期間におけるモータ電流、角速度指令値および負荷状態の時系列データを時系列データ生成部１０４内に一時的に保存して、ステップＳ１０６へ進む。所定期間は、本実施例では、基準時点以降の所定の長さＴ０を有する期間であり、例えば、図２の時点ｔ１を基準時点として特定した場合、所定期間は、時点ｔ１から時点ｔ１＋Ｔ０までの期間である。 In step S105, the time-series data generation unit 104 specifies the point in time at which it is determined that the angular acceleration has changed in step S103 as a reference point in time (angular acceleration change point), and the motor current, angular velocity, and motor current during a predetermined period corresponding to the reference point in time. The command value and the time-series data of the load state are temporarily stored in the time-series data generation unit 104, and the process proceeds to step S106. In this embodiment, the predetermined period is a period having a predetermined length T0 after the reference point in time. For example, when the point in time t1 in FIG . It is the period up to t 1 +T 0 .

ステップＳ１０６では、時系列データ生成部１０４は、所定期間内の負荷度と負荷閾値とを比較して、所定期間内において常に負荷度が負荷閾値よりも小さいか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、所定期間内において常に負荷度が負荷閾値よりも小さい場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、所定期間内において常に負荷状態が所定条件を満たすと判断して、ステップＳ１０７へ進み、所定期間内において負荷度が負荷閾値以上となることがある場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、所定期間内において負荷状態が所定条件を満たさなくなることがあると判断して、ステップＳ１０１に戻る。 In step S106, the time-series data generation unit 104 compares the load degree within the predetermined period with the load threshold, and determines whether the load degree is always smaller than the load threshold within the predetermined period. When the load degree is always smaller than the load threshold within the predetermined period (step S106: YES), the time-series data generation unit 104 determines that the load state always satisfies the predetermined condition within the predetermined period, and proceeds to step S107. If the degree of load is greater than or equal to the load threshold within the predetermined period (step S106: NO), it is determined that the load condition may not satisfy the predetermined condition within the predetermined period, and the process returns to step S101.

ステップＳ１０７では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１０５で保存したモータ電流の時系列データを第１時系列モータ電流データとして一時記憶部１０５に出力して記憶させ、ステップＳ１０８へ進む。なお、後述するように時系列モータ電流データを規格化する場合、時系列データ生成部１０４は、第１時系列モータ電流データに対応する基準時点前後の角加速度を第１時系列モータ電流データに付与して一時記憶部１０５に記憶させてもよい。 In step S107, the time-series data generation unit 104 outputs the time-series data of the motor current saved in step S105 to the temporary storage unit 105 as first time-series motor current data to store the first time-series motor current data, and proceeds to step S108. When normalizing the time-series motor current data as described later, the time-series data generation unit 104 converts the angular acceleration around the reference time corresponding to the first time-series motor current data into the first time-series motor current data. It may be given and stored in the temporary storage unit 105 .

ステップＳ１０８では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１０３にて角加速度が変化したと判断した後（ステップＳ１０５で特定した基準時点後）の角加速度を第１角加速度Ａ１として時系列データ生成部１０４内に一時的に保存し、ステップＳ１０９へ進む。 In step S108, the time-series data generation unit 104 sets the angular acceleration after determining that the angular acceleration has changed in step S103 (after the reference time specified in step S105) as the first angular acceleration A1. 104 temporarily, and proceeds to step S109.

ステップＳ１０９では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１０３にて角加速度が変化したと判断した時点（ステップＳ１０５で特定した基準時点後）前後の角加速度の符号が互いに一致するか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、それらの角加速度の符号が互いに一致する場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、図７のステップＳ１１０へ進み、それらの角加速度の符号が互いに異なる場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、図８のステップＳ１１８へ進む。 In step S109, the time-series data generation unit 104 determines whether or not the signs of the angular accelerations before and after the point in time when it is determined that the angular acceleration has changed in step S103 (after the reference time specified in step S105) match each other. do. If the signs of the angular accelerations match each other (step S109: YES), the time-series data generator 104 proceeds to step S110 in FIG. 7, and if the signs of the angular accelerations differ from each other (step S109: NO). , the process proceeds to step S118 in FIG.

図７のステップＳ１１０～Ｓ１１５の処理は、図６のステップＳ１０１～１０６の処理と同様である。ステップＳ１１５でＹＥＳの場合、ステップＳ１１６へ進む。 The processing of steps S110-S115 in FIG. 7 is the same as the processing of steps S101-106 in FIG. If YES in step S115, the process proceeds to step S116.

ステップＳ１１６では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１１２にて角加速度が変化したと判断した時点（ステップＳ１１４で特定した基準時点後）前後の角加速度の符号が互いに一致するか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、それらの角加速度の符号が互いに一致する場合（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１１７へ進み、それらの角加速度の符号が互いに異なる場合（ステップＳ１１６：ＮＯ）、ステップＳ１１０へ戻る。 In step S116, the time-series data generation unit 104 determines whether or not the signs of the angular acceleration before and after the point in time (after the reference time specified in step S114) when it is determined that the angular acceleration has changed in step S112 match each other. do. If the signs of the angular accelerations match each other (step S116: YES), the time-series data generation unit 104 proceeds to step S117. back to

ステップＳ１１７では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１１４で保存したモータ電流の時系列データを第２時系列モータ電流データとして一時記憶部１０５に出力し、処理を終了する。なお、後述するように時系列モータ電流データを規格化する場合、時系列データ生成部１０４は、第２時系列モータ電流データに対応する基準時点前後の角加速度を第２時系列モータ電流データに付与して一時記憶部１０５に記憶させてもよい。 In step S117, the time-series data generation unit 104 outputs the time-series data of the motor current saved in step S114 to the temporary storage unit 105 as second time-series motor current data, and ends the process. When normalizing the time-series motor current data as described later, the time-series data generation unit 104 converts the angular acceleration around the reference time corresponding to the second time-series motor current data into the second time-series motor current data. It may be given and stored in the temporary storage unit 105 .

図８のステップＳ１１８～Ｓ１２３の処理は、図６のステップＳ１０１～１０６の処理と同様である。ステップＳ１２３でＹＥＳの場合、ステップＳ１２４へ進む。 The processing of steps S118-S123 in FIG. 8 is the same as the processing of steps S101-106 in FIG. If YES in step S123, the process proceeds to step S124.

ステップＳ１２４では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１２０にて角加速度が変化したと判断した後（ステップＳ１２２で特定した基準時点後）の角加速度を第２角加速度Ａ２として時系列データ生成部１０４内に一時的に保存し、ステップＳ１２５へ進む。 In step S124, the time series data generation unit 104 sets the angular acceleration after it is determined in step S120 that the angular acceleration has changed (after the reference time specified in step S122) as the second angular acceleration A2. 104, and proceeds to step S125.

ステップＳ１２５では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１２０にて角加速度が変化したと判断した時点（ステップＳ１２２で特定した基準時点）前後の角加速度の符号が互いに一致するか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、それらの角加速度の符号が互いに一致する場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２７へ進み、それらの角加速度の符号が互いに異なる場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１２６へ進む。 In step S125, the time-series data generation unit 104 determines whether or not the signs of the angular accelerations before and after the time when it is determined that the angular acceleration has changed in step S120 (the reference time specified in step S122) match each other. . If the signs of the angular accelerations match each other (step S125: YES), the time-series data generation unit 104 proceeds to step S127. proceed to

ステップＳ１２６では、時系列データ生成部１０４は、第１角加速度Ａ１の絶対値と第２角加速度Ａ２の絶対値の差分の絶対値である評価値と基準値とを比較して、評価値が基準値よりも大きいか否かを判断する。つまり、時系列データ生成部１０４は、｜｜Ａ１｜－｜Ａ２｜｜＞基準値が成立するか否かを判断する。なお、｜Ｘ｜はＸの絶対値を示す。時系列データ生成部１０４は、｜｜Ａ１｜－｜Ａ２｜｜＞基準値が成立する場合（ステップＳ１２７：ＹＥＳ）、ステップＳ１２７へ進み、｜｜Ａ１｜－｜Ａ２｜｜＞基準値が成立しない場合（ステップＳ１２７：ＮＯ）、ステップＳ１１８に戻る。 In step S126, the time-series data generation unit 104 compares the evaluation value, which is the absolute value of the difference between the absolute value of the first angular acceleration A1 and the absolute value of the second angular acceleration A2, with a reference value. Determine whether or not it is greater than the reference value. That is, the time-series data generation unit 104 determines whether ||A1|-|A2||>reference value holds. |X| indicates the absolute value of X. If ||A1|-|A2||> reference value holds (step S127: YES), the time-series data generation unit 104 proceeds to step S127, where ||A1|-|A2||> reference value holds. If not (step S127: NO), the process returns to step S118.

ステップＳ１２７では、時系列データ生成部１０４は、ステップＳ１２２で保存したモータ電流の時系列データを第２時系列モータ電流データとして一時記憶部１０５に出力して記憶させ、処理を終了する。なお、後述するように時系列モータ電流データを規格化する場合、時系列データ生成部１０４は、第２時系列モータ電流データに対応する基準時点前後の角加速度を第２時系列モータ電流データに付与して一時記憶部１０５に記憶させてもよい。 In step S127, the time-series data generation unit 104 outputs the time-series data of the motor current saved in step S122 to the temporary storage unit 105 as the second time-series motor current data to store it, and ends the process. When normalizing the time-series motor current data as described later, the time-series data generation unit 104 converts the angular acceleration around the reference time corresponding to the second time-series motor current data into the second time-series motor current data. It may be given and stored in the temporary storage unit 105 .

なお、以上説明した時系列データ生成部１０４の動作では、時系列モータ電流データとして、以下の２種類の組み合わせのいずれかが生成されることとなる。第１の組み合わせでは、角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で角加速度の符号が異なる第１の時点と、角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で角加速度の符号が一致する第２の時点とのそれぞれに応じた時系列モータ電流データが生成される。第２の組み合わせでは、角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が異なる第１の時点と、角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で角加速度の符号が異り、かつ、当該変化後の角加速度の絶対値と第１の時点後の前記角加速度の絶対値との差の絶対値が基準値以上である第２の時点とのそれぞれに応じた時系列モータ電流データが生成される。 In addition, in the operation of the time-series data generation unit 104 described above, one of the following two types of combinations is generated as the time-series motor current data. In the first combination, the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration is different before and after the change, and the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration is the same before and after the change. Time-series motor current data corresponding to each of the second points in time is generated. In the second combination, the first time point when the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration differs before and after the change, and the first time point when the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration before and after the change different, and corresponding to a second point in time when the absolute value of the difference between the absolute value of the angular acceleration after the change and the absolute value of the angular acceleration after the first point in time is equal to or greater than the reference value Series motor current data is generated.

また、以上説明した時系列データ生成部１０４の動作は、単なる一例であって、これに限るものではない。例えば、モータ２０１の回転数が低い場合、エンコーダ３０１またはエンコーダ３０１の代わりに用いられる回転数検知器の検出精度が低くなることがある。また、モータ２０１に対して弱め界磁制御が行われると、回転数が高くなるが、その場合には、モータ電流とモータ２０１にかかるトルクとが比例関係とならないことがある。このため、時系列データ生成部１０４は、所定期間において角速度指令値（回転数）が所定範囲に含まれている場合に、時系列モータ電流データを生成して出力してもよい。 Also, the operation of the time-series data generation unit 104 described above is merely an example, and the present invention is not limited to this. For example, when the rotation speed of the motor 201 is low, the detection accuracy of the encoder 301 or a rotation speed detector used instead of the encoder 301 may be low. Further, when field-weakening control is performed on the motor 201, the number of revolutions increases, but in that case, the motor current and the torque applied to the motor 201 may not be in a proportional relationship. Therefore, the time-series data generator 104 may generate and output time-series motor current data when the angular velocity command value (rotational speed) is within a predetermined range for a predetermined period.

図９は、一時記憶部１０５に記憶された時系列モータ電流データの一例を示す図である。図９の例では、第１時系列モータ電流データ５０１として、図２の時点ｔ１からｔ１＋Ｔ０までのモータ電流の時系列データが記憶され、第２時系列モータ電流データ５０２として、図２の時点ｔ２からｔ２＋Ｔ０までのモータ電流の時系列データが記憶されている。また、図９（ａ）は、ギヤ正常時の時系列モータ電流データの一例を示し、図９（ｂ）は、ギヤ異常時の時系列モータ電流データの一例を示す。 FIG. 9 is a diagram showing an example of time-series motor current data stored in the temporary storage unit 105. As shown in FIG. In the example of FIG. 9, as the first time-series motor current data 501, the time-series data of the motor current from time t1 to t1 + T0 in FIG. 2 is stored, and as the second time-series motor current data 502, 2, the time-series data of the motor current from time t2 to t2 + T0 are stored. FIG. 9A shows an example of time-series motor current data when the gear is normal, and FIG. 9B shows an example of time-series motor current data when the gear is abnormal.

図９に示されたように、ギヤ異常時には、ギヤ正常時には確認できない電流脈動が第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２に生じている。 As shown in FIG. 9, when the gear is abnormal, current pulsation that cannot be confirmed when the gear is normal occurs in the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 .

図１０は、類似度計算部１０６の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１１は、図１０で説明する動作中の第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２の一例を示す図である。図１１（ａ）は、ギヤ正常時の時系列モータ電流データの一例を示し、図１１（ｂ）は、ギヤ異常時の時系列モータ電流データの一例を示す。 FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of the operation of the similarity calculation unit 106. As shown in FIG. FIG. 11 is a diagram showing an example of first time-series motor current data 501 and second time-series motor current data 502 during operation described in FIG. FIG. 11(a) shows an example of time-series motor current data when the gear is normal, and FIG. 11(b) shows an example of time-series motor current data when the gear is abnormal.

ステップＳ２０１では、類似度計算部１０６は、一時記憶部１０５から第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２と、それらに対応する基準時点前後の角加速度とを読み込む。そして、類似度計算部１０６は、第１時系列モータ電流データ５０１に対応する基準時点ｔ１の前後の角加速度の差Ｇ１（＝Ａ１Ｂ―Ａ１Ａ）と、第２時系列モータ電流データ５０２に対応する基準時点ｔ２の前後の角加速度の差Ｇ２（＝Ａ２Ｂ―Ａ２Ａ）とを算出して、ステップＳ２０２へ進む。なお、一時記憶部１０５に記憶されている時系列モータ電流データが３つ以上ある場合、類似度計算部１０６は、例えば、それらの時系列モータ電流データから任意の２つの時系列モータ電流データを第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２として読み込む。 In step S201, the similarity calculation unit 106 reads the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 from the temporary storage unit 105, and the corresponding angular accelerations before and after the reference time. Then, the similarity calculation unit 106 calculates the difference G 1 (=A 1B −A 1A ) between the angular accelerations before and after the reference time t 1 corresponding to the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data A difference G 2 (=A 2B −A 2A ) between the angular accelerations before and after the reference time t 2 corresponding to 502 is calculated, and the process proceeds to step S202. If there are three or more pieces of time-series motor current data stored in the temporary storage unit 105, the similarity calculation unit 106, for example, selects any two pieces of time-series motor current data from the time-series motor current data. It is read as first time-series motor current data 501 and second time-series motor current data 502 .

図１１（ａ‐１）および図１１（ｂ－１）は、ステップＳ２０１で読み込まれた第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２を示す。図１１（ａ－１）および図１１（ｂ－１）に示した第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２は、図９（ａ）および（ｂ）に示した第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２と同じである。 11(a-1) and 11(b-1) show the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 read in step S201. The first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 shown in FIGS. 11(a-1) and 11(b-1) are the same as those shown in FIGS. It is the same as the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 .

ステップＳ２０２では、類似度計算部１０６は、第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２の初期値（時点ｔ１およびｔ２の値）が０となるように、第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２のオフセット調整を行い、ステップＳ２０３へ進む。 In step S202, the similarity calculation unit 106 performs the first Offset adjustment of the time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 is performed, and the process proceeds to step S203.

例えば、ステップＳ２０１で読み込まれた第１時系列モータ電流データ５０１の値を「Ｉ１０」、第２時系列モータ電流データ５０２の値を「Ｉ２０」、第１時系列モータ電流データ５０１の時点ｔ１での値をＩ１０（ｔ１）、第２時系列モータ電流データ５０２の時点ｔ２での値をＩ２０（ｔ２）とした場合、類似度計算部１０６は、以下の式（１）および（２）を用いて、オフセット調整された第１時系列モータ電流データ５０１の値「Ｉ１１」および第２時系列モータ電流データ５０２の値「Ｉ２１」を求める。
Ｉ１１＝Ｉ１０－Ｉ１０（ｔ１）・・・（１）
Ｉ２１＝Ｉ２０－Ｉ２０（ｔ２）・・・（２） For example, the value of the first time-series motor current data 501 read in step S201 is " I10 ", the value of the second time-series motor current data 502 is " I20 ", and the time of the first time-series motor current data 501 is Assuming that the value at t 1 is I 10 (t 1 ) and the value at time t 2 of the second time-series motor current data 502 is I 20 (t 2 ), the similarity calculation unit 106 calculates the following formula ( Using 1) and (2), the value “I 11 ” of the offset-adjusted first time-series motor current data 501 and the value “I 21 ” of the second time-series motor current data 502 are obtained.
I 11 =I 10 -I 10 (t 1 ) (1)
I 21 =I 20 -I 20 (t 2 ) (2)

図１１（ａ-２）および図１１（ｂ-２）は、ステップＳ２０２でオフセット調整された第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２を示す。 FIGS. 11(a-2) and 11(b-2) show the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 offset-adjusted in step S202.

ステップＳ２０３では、類似度計算部１０６は、第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２のそれぞれの符号および大きさを角加速度の差により規格化して、ステップＳ２０４へ進む。 In step S203, similarity calculation unit 106 normalizes the sign and magnitude of each of first time-series motor current data 501 and second time-series motor current data 502 by the difference in angular acceleration, and proceeds to step S204.

例えば、類似度計算部１０６は、以下の式（３）および（４）を用いて、規格化された第１時系列モータ電流データ５０１の値「Ｉ１２」および第２時系列モータ電流データ５０２の値「Ｉ２２」を求める。
Ｉ１２＝Ｉ１１／Ｇ１＝Ｉ１１／（Ａ１Ｂ－Ａ１Ａ）・・・（３）
Ｉ２２＝Ｉ２１／Ｇ２＝Ｉ２１／（Ａ２Ｂ－Ａ２Ａ）・・・（４） For example, the similarity calculation unit 106 calculates the normalized value “I 12 ” of the first time-series motor current data 501 and the normalized value “I 12 ” of the second time-series motor current data 502 using equations (3) and (4) below. 'I 22 '.
I 12 =I 11 /G 1 =I 11 /(A 1B −A 1A ) (3)
I22 = I21 / G2 = I21 /( A2B - A2A ) (4)

図１１（ａ-３）および図１１（ｂ-３）は、ステップＳ２０３で規格化された第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２を示す。 FIGS. 11(a-3) and 11(b-3) show the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 normalized in step S203.

ステップＳ２０４では、類似度計算部１０６は、第１時系列モータ電流データ５０１および第２時系列モータ電流データ５０２の時間軸を揃え（例えば、ｔ１＝ｔ２＝ｔ０とする）、その後、第１時系列モータ電流データ５０１と第２時系列モータ電流データ５０２との類似度を算出して、処理を終了する。 In step S204, the similarity calculation unit 106 aligns the time axes of the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 (for example, t 1 =t 2 =t 0 ), and then The degree of similarity between the first time-series motor current data 501 and the second time-series motor current data 502 is calculated, and the process ends.

次に類似度の具体例について説明する。 Next, a specific example of similarity will be described.

第１の例では、類似度計算部１０６は、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との各時点tにおける差分の二乗和であるＳＳＤ（Sum of Squared Difference)を類似度として算出する。ＳＳＤは、以下の式（５）を用いて算出することができる。

Figure 0007275008000001
In a first example, the similarity calculation unit 106 calculates SSD (Sum of Squared Difference), which is the sum of the squares of the differences at each time t between the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502, as the similarity. do. SSD can be calculated using the following equation (5).
Figure 0007275008000001

式（５）では、角加速度変化時点をｔ＝０とし、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２の時間幅をｔ＝０からＴ０までとしている。また、Ｉ１２（ｔ）は時系列モータ電流データ５０１の時点tにおける値であり、Ｉ１２（ｔ）は時系列モータ電流データ５０２の時点tにおける値である。ＳＳＤの値が小さいほど、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との類似度が高い。 In equation (5), the angular acceleration change point is t=0, and the time width of the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 is from t= 0 to T0. Also, I 12 (t) is the value of time series motor current data 501 at time t, and I 12 (t) is the value of time series motor current data 502 at time t. The smaller the SSD value, the higher the similarity between the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 .

第２の例では、類似度計算部１０６は、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との各時点tにおける差分の絶対値和であるＳＡＤ（Sum of Absolute Difference)を類似度として算出する。ＳＡＤは、以下の式（６）を用いて算出することができる。

Figure 0007275008000002
In the second example, the similarity calculation unit 106 uses the SAD (Sum of Absolute Difference), which is the sum of the absolute values of the differences at each time point t, between the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 as the similarity. calculate. SAD can be calculated using Equation (6) below.
Figure 0007275008000002

ＳＡＤの値が小さいほど、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との類似度が高い。 The smaller the SAD value, the higher the similarity between the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 .

第３の例では、類似度計算部１０６は、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との正規化相互相関であるＮＣＣ（Normalized Cross-Correlation）を類似度として算出する。ＮＣＣは、以下の式（７）を用いて算出することができる。

Figure 0007275008000003
In a third example, the similarity calculator 106 calculates NCC (Normalized Cross-Correlation), which is the normalized cross-correlation between the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502, as the similarity. NCC can be calculated using the following equation (7).
Figure 0007275008000003

ＮＣＣは－１～１の範囲の値をとる。ＮＣＣが１の場合、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２とが一致または比例関係となり、ＮＣＣが－１の場合、時系列モータ電流データ５０１の－１倍と時系列モータ電流データ５０２とが一致または比例関係となる。このため、ＮＣＣの値が０から離れるほど、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との類似度が高く、ＮＣＣの値が０に近いほど、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２との類似度が低い。 NCC takes a value in the range of -1 to 1. When the NCC is 1, the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 are in the same or proportional relationship, and when the NCC is -1, -1 times the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data. 502 are coincident or proportional. Therefore, the more the NCC value is away from 0, the higher the similarity between the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 , and the closer the NCC value is to 0, the more the time-series motor current data 501 and the time-series The degree of similarity with the motor current data 502 is low.

以上説明した類似度は、単なる一例であって、それらに限定されるものではない。例えば、類似度計算部１０６は、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２と特徴量をそれぞれ求め、それらの特徴量を比較した比較結果に応じて類似度を算出してもよい。特徴量としては、例えば、角加速度変化時点と所定期間内でモータ電流がピーク値となる時点との差、角加速度変化時点のモータ電流と所定期間内のモータ電流のピーク値との差、所定期間内のモータ電流のピーク値、およびそれらの組み合わせなどが挙げられる。比較結果は、例えば、各特徴量の差分または比率などである。また、特徴量は、時系列データの周波数解析の結果に応じた値でもよい。 The degrees of similarity described above are merely examples, and are not limited to them. For example, the similarity calculation unit 106 may obtain the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 and feature amounts, respectively, and calculate the similarity according to the comparison result of comparing the feature amounts. For example, the feature amount may be the difference between the point at which the angular acceleration changes and the point at which the motor current reaches a peak value within a predetermined period, the difference between the motor current at the point of angular acceleration change and the peak value of the motor current within a predetermined period, and the predetermined A peak value of the motor current within the period, a combination thereof, and the like. The comparison result is, for example, the difference or ratio of each feature amount. Also, the feature amount may be a value according to the result of frequency analysis of time-series data.

図１２は、異常診断部１０７の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１２では、類似度としてＮＣＣを用いているが、他の類似度を使用した場合でも同様である。 FIG. 12 is a flowchart for explaining an example of the operation of the abnormality diagnosis section 107. As shown in FIG. Although NCC is used as the degree of similarity in FIG. 12, the same is true when other degrees of similarity are used.

ステップＳ３０１では、異常診断部１０７は、類似度計算部１０６にて計算された類似度であるＮＣＣを読み込み、ステップＳ３０２へ進む。 In step S301, the abnormality diagnosis unit 107 reads the NCC, which is the similarity calculated by the similarity calculation unit 106, and proceeds to step S302.

ステップＳ３０２では、異常診断部１０７は、ＮＣＣと閾値ＴＨ１Ａとを比較して、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２とが類似しているか否かを判断する。異常診断部１０７は、ＮＣＣ＞閾値ＴＨ１Aが成立する場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２とが類似していると判断して、ステップＳ３０３へ進む。一方、異常診断部１０７は、ＮＣＣ＞閾値ＴＨ１Aが成立しない場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、時系列モータ電流データ５０１と時系列モータ電流データ５０２とが類似していないと判断して、ステップＳ３０４へ進む。閾値ＴＨ１Ａは、一定値でもよいが、閾値ＴＨ１Aは、時系列モータ電流データ５０１および時系列モータ電流データ５０２のそれぞれにおける角加速度変化時点の前後の角加速度に応じて定められてもよい。 In step S302, abnormality diagnosis unit 107 compares NCC with threshold TH 1A to determine whether time-series motor current data 501 and time-series motor current data 502 are similar. When NCC>threshold value TH 1A holds (step S302: YES), the abnormality diagnosis unit 107 determines that the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 are similar, and proceeds to step S303. . On the other hand, when NCC>threshold TH 1A does not hold (step S302: NO), the abnormality diagnosis unit 107 determines that the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 are not similar. proceed to The threshold TH 1A may be a constant value, but the threshold TH 1A may be determined according to the angular acceleration before and after the angular acceleration change time in each of the time-series motor current data 501 and the time-series motor current data 502 .

ステップＳ３０３では、異常診断部１０７は、ギヤ２０３に異常の予兆がないと判断して、異常の予兆がない旨のメッセージ（例えば、「ギヤに異常予兆なし」）を診断結果として表示部１０８に表示して、処理を終了する。 In step S303, the abnormality diagnosis unit 107 determines that there is no sign of abnormality in the gear 203, and displays a message indicating that there is no sign of abnormality (for example, "No sign of abnormality in gear") on the display unit 108 as the diagnosis result. display and terminate the process.

ステップＳ３０４では、異常診断部１０７は、ギヤ２０３に異常の予兆があると判断して、異常の予兆がある旨のアラーム（例えば、「ギヤに異常予兆あり」）を診断結果として表示部１０８に表示して、処理を終了する。 In step S304, the abnormality diagnosis unit 107 determines that there is a sign of abnormality in the gear 203, and displays an alarm indicating that there is a sign of abnormality (for example, "There is a sign of abnormality in the gear") on the display unit 108 as a diagnosis result. display and terminate the process.

なお、異常診断部１０７は、類似度の時間的な変化を解析し、その解析結果に基づいてギヤ２０３の状態を診断してもよい。例えば、類似度が徐々に減少している場合、異常診断部１０７は、類似度の減少速度に基づいて、ギヤ２０３に異常が生じる時期を予測し、その予測結果を診断結果として表示部１０８に表示してもよい。 Incidentally, the abnormality diagnosis unit 107 may analyze the temporal change of the degree of similarity and diagnose the state of the gear 203 based on the analysis result. For example, when the degree of similarity is gradually decreasing, the abnormality diagnosis unit 107 predicts when an abnormality will occur in the gear 203 based on the rate of decrease in the degree of similarity, and displays the prediction result as the diagnosis result on the display unit 108. may be displayed.

以上説明したように本実施例によれば、回転数取得部１０１は、モータ２０１の回転数を取得する。電流取得部１０２は、モータ２０１のトルク電流に応じたモータ電流を取得する。時系列データ生成部１０４は、回転数に関する特徴値に所定の変化が起きた時点を基準時点として複数特定し、基準時点ごとに、当該基準時点に応じた所定期間におけるモータ電流の時系列データである時系列モータ電流データを生成する。類似度計算部１０６は、各時系列モータ電流データ間の類似度を算出する。異常診断部１０７は、類似度に基づいて、ギヤ２０３の状態を診断する。これにより、モータ２０１の回転数に関する特徴値に所定の変化が起きた基準時点ごとに生成された時系列モータ電流データの類似度に基づいて、ギヤ２０３の状態が診断される。したがって、正常時のモータ電流を予め取得しなくても、ギヤ２０３の状態を診断することが可能となるため、既設の機械に対してもギヤ２０３の状態を診断することが可能になる。 As described above, according to this embodiment, the rotation speed acquisition unit 101 acquires the rotation speed of the motor 201 . A current acquisition unit 102 acquires a motor current corresponding to the torque current of the motor 201 . The time-series data generation unit 104 identifies a plurality of reference points in time at which a predetermined change occurs in the characteristic value related to the rotation speed, and generates time-series data of the motor current for a predetermined period corresponding to each reference point in time. Generate some time-series motor current data. A similarity calculation unit 106 calculates a similarity between pieces of time-series motor current data. The abnormality diagnosis unit 107 diagnoses the state of the gear 203 based on the degree of similarity. As a result, the state of the gear 203 is diagnosed based on the degree of similarity of the time-series motor current data generated at each reference point in time when the characteristic value related to the number of revolutions of the motor 201 changes. Therefore, it is possible to diagnose the state of the gear 203 without obtaining the normal motor current in advance, so that it is possible to diagnose the state of the gear 203 even for an existing machine.

また、本実施例では、特徴値は、回転数を時間で微分した角加速度であり、所定期間は、基準時点以降の所定の長さを有する期間である。このため、適切な時系列モータ電流データを生成することが可能となるため、ギヤ２０３の状態をより正確に診断することが可能となる。 Further, in this embodiment, the characteristic value is the angular acceleration obtained by differentiating the number of revolutions with respect to time, and the predetermined period is a period having a predetermined length after the reference point in time. Therefore, it is possible to generate appropriate time-series motor current data, so that the state of the gear 203 can be diagnosed more accurately.

また、本実施例では、上述した第１の組み合わせおよび第２の組み合わせのいずれかの時系列モータ電流データが生成される。このため、適切な時系列モータ電流データを生成することが可能となるため、ギヤ２０３の状態をより正確に診断することが可能となる。 Also, in this embodiment, the time-series motor current data of either the first combination or the second combination described above is generated. Therefore, it is possible to generate appropriate time-series motor current data, so that the state of the gear 203 can be diagnosed more accurately.

また、本実施例では、規格化された時系列モータ電流データに基づいて類似度が算出されるため、類似度をより正確に算出することが可能となり、ギヤ２０３の状態をより正確に診断することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the degree of similarity is calculated based on the standardized time-series motor current data, so that the degree of similarity can be calculated more accurately, and the state of the gear 203 can be diagnosed more accurately. becomes possible.

また、本実施例では、類似度計算部１０６は、各時系列モータ電流データにおける、基準時点と所定期間内でモータ電流がピーク値となる時点との差、基準時点のモータ電流と所定期間内のモータ電流のピーク値との差、および、所定期間内のモータ電流のピーク値の少なくとも１つを比較した比較結果を類似度として算出する。この場合、類似度を容易に算出することが可能となる。 Further, in this embodiment, the similarity calculation unit 106 calculates the difference between the reference point in time and the point in time when the motor current reaches its peak value within a predetermined period, the motor current at the reference point and and the peak value of the motor current within a predetermined period. In this case, it becomes possible to easily calculate the degree of similarity.

また、本実施例では、所定期間において回転動作部２０５にかかる負荷の状態が所定条件を満たす場合、時系列モータ電流データが生成される。負荷によってギヤ２０３の状態が誤って診断されることを抑制することが可能となるため、ギヤ２０３の状態をより正確に診断することが可能となる。 Further, in this embodiment, time-series motor current data is generated when the state of the load applied to the rotating operation unit 205 satisfies a predetermined condition during a predetermined period. Since it is possible to suppress erroneous diagnosis of the state of the gear 203 due to the load, it is possible to diagnose the state of the gear 203 more accurately.

また、本実施例では、所定期間においてモータ２０１の回転数が所定範囲に含まれている場合、時系列モータ電流データを生成する。この場合、ギヤ２０３の状態をより正確に診断することが可能となる。 Further, in this embodiment, time-series motor current data is generated when the number of rotations of the motor 201 is within a predetermined range for a predetermined period of time. In this case, it becomes possible to diagnose the state of the gear 203 more accurately.

また、本実施例では、各時系列モータ電流データが互いに類似していない場合、アラームが出力される。この場合、ギヤ２０３に異常または異常の予兆がある場合に、アラームを通知することが可能となる。 Also, in this embodiment, an alarm is output when the time-series motor current data are not similar to each other. In this case, when there is an abnormality or a sign of abnormality in the gear 203, it is possible to issue an alarm.

次に、本開示の実施例２に係る異常診断装置について図１３から図１７を用いて説明する。以下では、実施例１とは異なる点について主に説明する。 Next, an abnormality diagnosis device according to a second embodiment of the present disclosure will be explained using FIGS. 13 to 17. FIG. Differences from the first embodiment will be mainly described below.

図１３は、実施例２に係る駆動システムを示す構成図である。図１３に示す駆動システム２は、図１で示した駆動システム１と比較して、異常診断装置１００に角速度指令出力部１０９が追加されている点で異なる。 FIG. 13 is a configuration diagram showing a drive system according to the second embodiment. The drive system 2 shown in FIG. 13 differs from the drive system 1 shown in FIG. 1 in that an angular velocity command output unit 109 is added to the abnormality diagnosis device 100 .

角速度指令出力部１０９は、モータ２０１の回転数を制御して、モータ２０１の角加速度に所定の変化を起こす指令部である。角速度指令出力部１０９は、具体的には、時系列データ生成部１０４からの指示に従って、モータ２０１の角加速度に所定の変化を起こす診断用の角速度指令信号の出力をＰＬＣ４００に要求することで、モータ２０１の回転数を制御して、モータ２０１の角加速度に所定の変化を起こす。なお、ＰＬＣ４００は、その要求に従って、診断用の角速度指令信号を制御部３０３に出力する。 The angular velocity command output unit 109 is a command unit that controls the number of revolutions of the motor 201 to cause a predetermined change in the angular acceleration of the motor 201 . Specifically, the angular velocity command output unit 109 requests the PLC 400 to output a diagnostic angular velocity command signal that causes a predetermined change in the angular acceleration of the motor 201 according to an instruction from the time-series data generation unit 104. By controlling the number of rotations of the motor 201, the angular acceleration of the motor 201 is changed in a predetermined manner. PLC 400 outputs an angular velocity command signal for diagnosis to control unit 303 in accordance with the request.

図１４～図１６は、診断用の角速度指令信号の一例を示す図である。 14 to 16 are diagrams showing examples of angular velocity command signals for diagnosis.

図１４～図１６に示されているように、診断用の角速度指令信号は、互いに重複しない時間に出力される第１の角速度指令信号および第２の角速度指令信号を含む。 As shown in FIGS. 14 to 16, the diagnostic angular velocity command signal includes a first angular velocity command signal and a second angular velocity command signal that are output at times that do not overlap each other.

第１の角速度指令信号は、角速度指令値の微分値である角加速度が変化する角加速度変化時点を含む角速度指令値を示す。例えば、第１の角速度指令信号は、図１４および図１５で示されるように、角加速度の符号が角加速度変化時点の前後で反転する角速度指令値を示してもよいし、図１６で示すように、その符号が反転しない角速度指令値を示してもよい。 The first angular velocity command signal indicates an angular velocity command value including an angular acceleration change point at which the angular acceleration, which is a differential value of the angular velocity command value, changes. For example, the first angular velocity command signal may indicate an angular velocity command value in which the sign of the angular acceleration is inverted before and after the angular acceleration changes, as shown in FIGS. may indicate an angular velocity command value whose sign is not reversed.

また、第２の角速度指令信号は、第１の角速度指令信号と同様に、角速度指令値の微分値である角加速度が変化する角加速度変化時点を含む角速度指令値を示す。また、図１６で示すように第１の角速度指令信号の角加速度変化時点前後の角加速度の符号が反転していない場合、第２の角速度指令信号は、図１６で示すように角加速度変化時点前後の角加速度の符号が反転する角速度指令値を示す。一方、図１４および図１５で示すように第１の角速度指令信号の角加速度変化時点前後の角加速度の符号が反転した場合、第２の角速度指令信号は、図１５に示すように、角加速度変化時点前後の角加速度の符号が反転していない角加速度指令値を示してもよいし、図１４に示すように、角加速度変化時点前後の角加速度の符号が反転する角加速度指令値でもよい。ただし、角加速度変化時点前後の角加速度の符号が反転する場合、第１の角速度指令信号の角加速度変化時点の後の角加速度「Ａ１Ｂ」の絶対値と第２の角速度指令信号の角加速度変化時点の後の角加速度「Ａ２Ｂ」の絶対値との差の絶対値が基準値よりも大きくする。 The second angular velocity command signal, like the first angular velocity command signal, indicates an angular velocity command value including an angular acceleration change point at which the angular acceleration, which is the differential value of the angular velocity command value, changes. When the sign of the angular acceleration before and after the angular acceleration change time of the first angular velocity command signal is not inverted as shown in FIG. Angular velocity command values at which the signs of front and rear angular accelerations are inverted. On the other hand, when the sign of the angular acceleration before and after the change in angular acceleration of the first angular velocity command signal is inverted as shown in FIGS. An angular acceleration command value in which the sign of the angular acceleration before and after the change time is not reversed may be indicated, or an angular acceleration command value in which the sign of the angular acceleration before and after the change time of the angular acceleration is reversed as shown in FIG. . However, when the signs of the angular acceleration before and after the angular acceleration change point are inverted, the absolute value of the angular acceleration "A 1B " after the angular acceleration change point of the first angular velocity command signal and the angular acceleration of the second angular velocity command signal The absolute value of the difference from the absolute value of the angular acceleration "A 2B " after the point of change is made larger than the reference value.

図１７は、時系列データ生成部１０４の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart for explaining an example of the operation of the time-series data generator 104. As shown in FIG.

ステップＳ５０１では、時系列データ生成部１０４は、回転数取得部１０１から角速度指令値を読み込み、電流取得部１０２からモータ電流を読み込み、負荷状態取得部１０３から回転動作部２０５の負荷状態を読み込み、ステップＳ５０２へ進む。 In step S501, the time-series data generation unit 104 reads the angular velocity command value from the rotation speed acquisition unit 101, reads the motor current from the current acquisition unit 102, reads the load state of the rotation operation unit 205 from the load state acquisition unit 103, The process proceeds to step S502.

ステップＳ５０２では、時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷状態が示す負荷度と負荷閾値とを比較して、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立するか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立する場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、ステップＳ５０１に戻り、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立しない場合（ステップＳ５０２：ＮＯ）、ステップＳ５０３へ進む。 In step S502, the time-series data generation unit 104 compares the load degree indicated by the load state of the rotating operation unit 205 with the load threshold, and determines whether or not the load degree of the rotating operation unit 205>load threshold is established. do. If the degree of load of the rotary motion unit 205>the load threshold is satisfied (step S502: YES), the time-series data generation unit 104 returns to step S501, and if the degree of load of the rotary motion unit 205>the load threshold is not satisfied (step S502: NO), and proceeds to step S503.

ステップＳ５０３では、時系列データ生成部１０４は、現在の時点（例えば、図１４～図１６の時点ｔ１）から現在の時点よりも所定の長さの時間が経過した時点（例えば、図１４～図１６のｔ１＋Ｔ０）までの所定期間において、回転動作部２０５の負荷状態が変化するか否かを予測する。 In step S503, the time-series data generation unit 104 generates a time point (for example, the It is predicted whether or not the load state of the rotation operation unit 205 changes during a predetermined period up to t 1 +T0 in FIG. 16 .

例えば、ＰＬＣ４００が回転動作部２０５の負荷状態の変化する時点を把握または制御することができる場合、時系列データ生成部１０４は、ＰＬＣ４００から回転動作部２０５の負荷状態の変化する時点を取得し、その時点に基づいて、所定期間において回転動作部２０５の負荷状態が変化するか否かを予測する。また、回転動作部２０５の近傍に負荷の接近を検出可能な検出器を設置し、時系列データ生成部１０４は、検出器からの出力データに基づいて、所定期間において回転動作部２０５の負荷状態が変化するか否かを予測してもよい。また、過去の角速度指令値、モータ電流および負荷状態を学習データとして用いて機械学習を行い、時系列データ生成部１０４は、その学習結果に基づいて、所定期間において回転動作部２０５の負荷状態が変化するか否かを予測してもよい。 For example, if the PLC 400 can grasp or control the time point at which the load state of the rotary motion unit 205 changes, the time-series data generation unit 104 acquires the time point at which the load state of the rotary motion unit 205 changes from the PLC 400, Based on that point in time, it is predicted whether or not the load state of the rotary operation unit 205 will change in a predetermined period. Also, a detector capable of detecting the approach of the load is installed near the rotary operation unit 205, and the time-series data generation unit 104 detects the load state of the rotary operation unit 205 for a predetermined period based on the output data from the detector. will change or not. Machine learning is performed using the past angular velocity command value, motor current, and load state as learning data. You may predict whether it will change or not.

時系列データ生成部１０４は、所定期間において負荷状態が変化しないと予測した場合（ステップＳ５０３：ＮＯ）、ステップＳ５０４へ進み、所定期間において負荷状態が変化すると予測した場合（ステップＳ５０３：ＹＥＳ）、ステップＳ５０１へ戻る。 When the time-series data generation unit 104 predicts that the load state will not change in the predetermined period (step S503: NO), the process proceeds to step S504. Return to step S501.

ステップＳ５０４では、時系列データ生成部１０４は、角速度指令出力部１０９に対して第１の角速度指令信号の出力を指示する第１の指示を出力し、ステップＳ５０５へ進む。第１の角速度指令信号は、例えば、図１４～図１６で示した第１の角速度指令信号のいずれかである。 In step S504, the time-series data generation unit 104 outputs a first instruction to the angular velocity command output unit 109 to output a first angular velocity command signal, and proceeds to step S505. The first angular velocity command signal is, for example, one of the first angular velocity command signals shown in FIGS.

ステップＳ５０５では、時系列データ生成部１０４は、所定期間内の負荷状態が示す負荷度と負荷閾値とを比較して、所定期間内において常に負荷度が負荷閾値よりも小さいか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、所定期間内において常に負荷度が負荷閾値よりも小さい場合（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、ステップＳ５０６へ進み、所定期間内において負荷度が負荷閾値以上となることがある場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）、ステップＳ５０１に戻る。 In step S505, the time-series data generation unit 104 compares the load degree indicated by the load state within a predetermined period with the load threshold, and determines whether the load degree is always smaller than the load threshold within the predetermined period. . If the load degree is always smaller than the load threshold within the predetermined period (step S505: YES), the time-series data generation unit 104 proceeds to step S506. (Step S505: NO), the process returns to step S501.

ステップＳ５０６では、時系列データ生成部１０４は、第１の角速度指令信号の角加速度変化時点以降の所定の長さを有する所定期間におけるモータ電流の時系列データを第１時系列モータ電流データとして一時記憶部１０５に出力し、ステップＳ５０７へ進む。 In step S506, the time-series data generation unit 104 temporarily uses the time-series data of the motor current in a predetermined period having a predetermined length after the angular acceleration change time of the first angular velocity command signal as first time-series motor current data. Output to the storage unit 105 and proceed to step S507.

ステップＳ５０７では、時系列データ生成部１０４は、回転数取得部１０１から角速度指令値を読み込み、電流取得部１０２からモータ電流を読み込み、負荷状態取得部１０３から回転動作部２０５の負荷状態を読み込み、ステップＳ５０８へ進む。 In step S507, the time-series data generation unit 104 reads the angular velocity command value from the rotation speed acquisition unit 101, reads the motor current from the current acquisition unit 102, reads the load state of the rotation operation unit 205 from the load state acquisition unit 103, The process proceeds to step S508.

ステップＳ５０８では、時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷状態が示す負荷度と負荷閾値とを比較して、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立するか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立する場合（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、ステップＳ５０１に戻り、回転動作部２０５の負荷度＞負荷閾値が成立しない場合（ステップＳ５０８：ＮＯ）、ステップＳ５０９へ進む。 In step S508, the time-series data generation unit 104 compares the load degree indicated by the load state of the rotating operation unit 205 with the load threshold, and determines whether or not the load degree of the rotating operation unit 205>load threshold is established. do. If the degree of load of the rotary motion unit 205>the load threshold is satisfied (step S508: YES), the time-series data generation unit 104 returns to step S501, and if the degree of load of the rotary motion unit 205>the load threshold does not S508: NO), and proceeds to step S509.

ステップＳ５０９では、時系列データ生成部１０４は、現在の時点（例えば、図１４～図１６の時点ｔ２）から現在の時点よりも所定の長さの時間が経過した時点（例えば、図１４～図１６のｔ２＋Ｔ０）までの所定期間において、回転動作部２０５の負荷状態が変化するか否かを予測する。時系列データ生成部１０４は、所定期間において負荷状態が変化しないと予測した場合（ステップＳ５０９：ＮＯ）、ステップＳ５１０へ進み、所定期間において負荷状態が変化すると予測した場合（ステップＳ５０９：ＹＥＳ）、ステップＳ５０７へ戻る。 In step S509, the time-series data generation unit 104 generates a time point (for example, the It is predicted whether or not the load state of the rotating operation unit 205 will change in a predetermined period up to t 2 +T0 in FIG. 16 . If the time-series data generation unit 104 predicts that the load state will not change in the predetermined period (step S509: NO), the process proceeds to step S510. If it predicts that the load state will change in the predetermined period (step S509: YES) Return to step S507.

ステップＳ５１０では、時系列データ生成部１０４は、角速度指令出力部１０９に対して第２の角速度指令信号を出力する旨の第２の指示を出力し、ステップＳ５１１へ進む。第２の角速度指令信号は、例えば、ステップＳ５０５による第１の指示にて出力が指示された第１の角速度指令信号が図１４～図１６で示した第１の角速度指令信号のいずれかの場合、その第１の角速度指令信号と同じ図面で示された第２の角速度指令信号である。 In step S510, the time-series data generator 104 outputs a second instruction to output a second angular velocity command signal to the angular velocity command output part 109, and proceeds to step S511. The second angular velocity command signal is, for example, when the first angular velocity command signal whose output is instructed by the first instruction in step S505 is any of the first angular velocity command signals shown in FIGS. , the second angular velocity command signal shown in the same drawing as the first angular velocity command signal.

ステップＳ５１１では、時系列データ生成部１０４は、所定期間内の負荷状態が示す負荷度と負荷閾値とを比較して、所定期間内において常に負荷度が負荷閾値よりも小さいか否かを判断する。時系列データ生成部１０４は、所定期間内において常に負荷度が負荷閾値よりも小さい場合（ステップＳ５１１：ＹＥＳ）、ステップＳ５１２へ進み、所定期間内において負荷度が負荷閾値以上となることがある場合（ステップＳ５１１：ＮＯ）、ステップＳ５０７に戻る。 In step S511, the time-series data generation unit 104 compares the load degree indicated by the load state within a predetermined period with the load threshold, and determines whether the load degree is always smaller than the load threshold within the predetermined period. . If the load degree is always smaller than the load threshold within the predetermined period (step S511: YES), the time-series data generation unit 104 proceeds to step S512. (Step S511: NO), the process returns to step S507.

ステップＳ５１２では、時系列データ生成部１０４は、第２の角速度指令信号の角加速度変化時点以降の所定の長さを有する所定期間におけるモータ電流の時系列データを第２時系列モータ電流データとして一時記憶部１０５に出力し、処理を終了する。 In step S512, the time-series data generation unit 104 temporarily uses the time-series data of the motor current in a predetermined period having a predetermined length after the angular acceleration change time of the second angular velocity command signal as second time-series motor current data. Output to the storage unit 105 and terminate the process.

以上説明したように本実施例によれば、角速度指令出力部１０９は、モータ２０１の回転数を制御して、モータ２０１の角加速度に所定の変化を起こす。したがって、ギヤ２０３の状態の診断が可能な状態を生成することが可能になるため、ギヤ２０３の状態を適切に診断することが可能になる。 As described above, according to this embodiment, the angular velocity command output unit 109 controls the rotation speed of the motor 201 to cause the angular acceleration of the motor 201 to change in a predetermined manner. Therefore, it is possible to generate a state that enables diagnosis of the state of the gear 203, so that the state of the gear 203 can be properly diagnosed.

次に、本開示の実施例３に係る異常診断装置について図１８を用いて説明する。以下では、実施例２とは異なる点について主に説明する。 Next, an abnormality diagnosis device according to a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 18. FIG. Differences from the second embodiment will be mainly described below.

図１８は、実施例３に係る駆動システムを示す構成図である。図１８に示す駆動システム３は、図１３で示した駆動システム２と比較して、モータ駆動装置３００が異常診断装置１００を備えている点で異なる。 FIG. 18 is a configuration diagram showing a drive system according to the third embodiment. A drive system 3 shown in FIG. 18 differs from the drive system 2 shown in FIG. 13 in that a motor drive device 300 includes an abnormality diagnosis device 100 .

本実施例によれば、例えば、モータ駆動装置３００の構成（例えば、制御部３０３など）を実現するプロセッサなどを用いて異常診断装置１００の各部を実現することができるため、新たなハードウェアの追加をせずにギヤ２０３の状態を診断することができる。 According to the present embodiment, each unit of the abnormality diagnosis device 100 can be implemented using a processor or the like that implements the configuration of the motor drive device 300 (for example, the control unit 303, etc.). The condition of the gear 203 can be diagnosed without any additions.

上述した本開示の実施形態は、本開示の説明のための例示であり、本開示の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 The above-described embodiments of the present disclosure are illustrative examples of the present disclosure, and are not intended to limit the scope of the present disclosure only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the invention in various other forms without departing from the scope of the invention.

例えば、実施例１で説明した異常診断装置１００がモータ駆動装置３００に備わっていてもよい。また、異常診断装置１００はＰＬＣ４００に備わってもよい。 For example, the motor drive device 300 may include the abnormality diagnosis device 100 described in the first embodiment. Moreover, the abnormality diagnosis device 100 may be provided in the PLC 400 .

１～３：駆動システム １００：異常診断装置 １０１：回転数取得部 １０２：電流取得部 １０３：負荷状態取得部 １０４：時系列データ生成部 １０５：一時記憶部 １０６：類似度計算部 １０７：異常診断部 １０８：表示部 １０９：角速度指令出力部 ２００：回転機械部 ２０１：モータ ２０２：第１出力軸 ２０３：ギヤ ２０４：第２出力軸 ２０５：回転動作部 ３００：モータ駆動装置 ３０１：エンコーダ ３０２：モータ駆動回路 ３０３：制御部 ６０１：第１時系列モータ電流データ５０２：第２時系列モータ電流データ ７０１：モータ側ギヤ ７０２：回転動作部側ギヤ

1 to 3: drive system 100: abnormality diagnosis device 101: rotation speed acquisition unit 102: current acquisition unit 103: load state acquisition unit 104: time series data generation unit 105: temporary storage unit 106: similarity calculation unit 107: abnormality diagnosis Part 108: Display Part 109: Angular Velocity Command Output Part 200: Rotating Machine Part 201: Motor 202: First Output Shaft 203: Gear 204: Second Output Shaft 205: Rotary Operation Part 300: Motor Driving Device 301: Encoder 302: Motor Drive circuit 303: Control unit 601: First time-series motor current data 502: Second time-series motor current data 701: Motor-side gear 702: Rotational operation unit-side gear

Claims (10)

モータの回転に応じて動作するギヤの状態を診断する診断装置であって、
前記モータの回転数を取得する回転数取得部と、
前記モータのトルク電流に応じたモータ電流を取得する電流取得部と、
前記回転数に関する特徴値に所定の変化が起きた時点を基準時点として複数特定し、前記基準時点ごとに、当該基準時点に応じた所定期間における前記モータ電流の時系列データを生成する生成部と、
各時系列データ間の類似度を算出する算出部と、
前記類似度に基づいて、前記ギヤの状態を診断する診断部と、を有し、
前記特徴値は、前記回転数を時間で微分した角加速度であり、
前記所定期間は、前記基準時点以降の所定の長さを有する期間であり、
前記生成部は、前記基準時点として、前記角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が異なる第１の時点と、前記角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が一致する第２の時点とをそれぞれ特定する、診断装置。 A diagnostic device for diagnosing the state of a gear that operates according to the rotation of a motor,
a rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the motor;
a current acquisition unit that acquires a motor current corresponding to the torque current of the motor;
a generation unit that identifies a plurality of reference points in time when a predetermined change occurs in the feature value related to the rotation speed, and generates time-series data of the motor current for a predetermined period corresponding to each reference point in time; ,
a calculation unit that calculates the degree of similarity between each time-series data;
a diagnosis unit that diagnoses the state of the gear based on the degree of similarity ;
The feature value is an angular acceleration obtained by differentiating the number of rotations with respect to time,
The predetermined period is a period having a predetermined length after the reference time ,
The generation unit uses, as the reference time point, a first time point at which the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration differs before and after the change, and a first time point at which the angular acceleration changes and before and after the change. and a second point in time at which the signs of the angular accelerations match, respectively . 前記生成部は、前記基準時点として、前記角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が異なる第１の時点と、前記角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が異り、かつ、当該変化後の前記角加速度の絶対値と前記第１の時点後の前記角加速度の絶対値との差の絶対値が基準値よりも大きい第２の時点とをそれぞれ特定する、請求項１に記載の診断装置。 The generation unit uses, as the reference time point, a first time point at which the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration differs before and after the change, and a first time point at which the angular acceleration changes and before and after the change. and the absolute value of the difference between the absolute value of the angular acceleration after the change and the absolute value of the angular acceleration after the first time point is larger than a reference value. 2. The diagnostic apparatus of claim 1 , which respectively identify the time points of and . 前記モータの回転数を制御して、前記特徴値に前記所定の変化を起こす指令部をさらに有する、請求項１に記載の診断装置。 2. The diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a command section that controls the number of revolutions of said motor to cause said predetermined change in said characteristic value. 前記算出部は、各時系列データを規格化し、当該規格化した時系列データに基づいて前記類似度を算出する、請求項１に記載の診断装置。 The diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit normalizes each piece of time-series data and calculates the similarity based on the normalized time-series data. 前記算出部は、各時系列データにおける、前記基準時点と前記所定期間内で前記モータ電流がピーク値となる時点との差、前記基準時点の前記モータ電流と前記所定期間内の前記モータ電流のピーク値との差、および、前記所定期間内のモータ電流のピーク値の少なくとも１つを比較した比較結果を前記類似度として算出する、請求項１に記載の診断装置。 The calculation unit calculates, in each time-series data, the difference between the reference point in time and the point in time when the motor current reaches a peak value within the predetermined period, the difference between the motor current at the reference point and the motor current within the predetermined period. 2. The diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a comparison result obtained by comparing at least one of a difference from a peak value and a peak value of the motor current within the predetermined period is calculated as the degree of similarity. 前記ギヤと連動する回転動作部にかかる負荷の状態を取得する負荷取得部をさらに有し、
前記生成部は、前記所定期間において前記負荷の状態が所定条件を満たす場合、前記時系列データを生成する、請求項１に記載の診断装置。 further comprising a load acquiring unit that acquires the state of the load applied to the rotating operation unit that interlocks with the gear;
The diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said generator generates said time-series data when said load state satisfies a predetermined condition in said predetermined period. 前記生成部は、前記所定期間において前記回転数が所定範囲に含まれている場合、前記時系列データを生成する、請求項１に記載の診断装置。 The diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said generator generates said time-series data when said number of revolutions is within a predetermined range in said predetermined period. 前記診断部は、前記類似度に基づいて、各時系列データが互いに類似しているか否かを判断し、各時系列データが互いに類似していない場合、アラームを出力する、請求項１に記載の診断装置。 2. The diagnostic unit according to claim 1, wherein the diagnostic unit determines whether or not each piece of time-series data is similar to each other based on the degree of similarity, and outputs an alarm when each piece of time-series data is not similar to each other. diagnostic equipment. 請求項１に記載の診断装置と、
前記モータを駆動する駆動回路と、を含むモータ駆動装置。 A diagnostic device according to claim 1;
and a drive circuit for driving the motor. モータの回転に応じて動作するギヤの状態を診断する診断装置による診断方法であって、
前記モータの回転数を取得し、
前記モータのトルク電流に応じたモータ電流を取得し、
前記回転数に関する特徴値に所定の変化が起きた時点を基準時点として複数特定し、前記基準時点ごとに、当該基準時点に応じた所定期間における前記モータ電流の時系列データを生成し、
各時系列データ間の類似度を算出し、
前記類似度に基づいて、前記ギヤの状態を診断し、
前記特徴値は、前記回転数を時間で微分した角加速度であり、
前記所定期間は、前記基準時点以降の所定の長さを有する期間であり、
前記時系列データの生成では、前記基準時点として、前記角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が異なる第１の時点と、前記角加速度が変化し、かつ、当該変化の前後で前記角加速度の符号が一致する第２の時点とをそれぞれ特定する、診断方法。 A diagnostic method using a diagnostic device for diagnosing the state of a gear that operates according to the rotation of a motor,
obtaining the number of revolutions of the motor;
obtaining a motor current corresponding to the torque current of the motor;
identifying a plurality of time points at which a predetermined change occurs in the characteristic value related to the rotation speed as reference time points, and generating time-series data of the motor current for a predetermined period corresponding to the reference time points for each of the reference time points;
Calculate the similarity between each time series data,
Diagnose the state of the gear based on the similarity ,
The feature value is an angular acceleration obtained by differentiating the number of rotations with respect to time,
The predetermined period is a period having a predetermined length after the reference time ,
In generating the time-series data, the reference time point is a first time point at which the angular acceleration changes and the sign of the angular acceleration differs before and after the change, and a first time point at which the angular acceleration changes and and a second point in time at which the signs of the angular accelerations match before and after the change, respectively .
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