JP7316498B2 - 診断システム、診断方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
1.1 概要
図1は、実施形態の診断システム10を示す。診断システム10は、取得部11と、判定部13とを備える。取得部11は、機器30の駆動装置31に供給される電流I30に関する波形を示す波形データを取得する。判定部13は、波形データから得られる、駆動装置31にかかる力の特定方向の成分に起因する変化から、機器30の状態を判定する。
以下、診断システム10について更に詳細に説明する。診断システム10は、機器30の診断を行うように構成されている。診断システム10での診断の対象となる機器30は、一例としては、作業機器である。作業機器は、所定の作業を実行する機器である。所定の作業の例としては、材料や物品の加工、搬送、配置、及び実装が挙げられる。加工は、例えば、中ぐり、穴あけ、ねじ立て、切断、研磨等の物理的な処理、及び、加熱、冷却等の化学的な処理を含み得る。また、搬送は、部品や製品等の固体物品の搬送に限らず、流路内での流体の搬送等も含む。このような作業機器としては、旋盤、マシニングセンタ、エンドミル、グラインダ、ドリル等の工作機械、部品実装機、搬送機、熱処理装置、ポンプ(例えば、真空ポンプ)、コンプレッサ、研磨装置(例えば、化学機械研磨装置)、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。
図2は、機器30の一例である機器40を示す。機器40は、旋盤としての機能を有する。機器40は、マシニングセンタとしての機能を有していてよい。機器40は、機構部41と、駆動装置42と、制御装置43とを含む。
機器40に関しては、診断システム10は、機器40の状態として刃具411の状態を判定する。刃具411の状態は、損傷の有無で大きく2種類に大別される。診断システム10は、刃具411に損傷がない場合に、機器40の状態が正常であると判定する。刃具411の損傷の例としては、逃げ面摩耗(フランク摩耗)、すくい面摩耗(クレータ摩耗)、チッピング、欠損、塑性変形、構成刃先(溶着)、熱亀裂(サーマルクラック)、境界摩耗、フレーキングが挙げられる。ここで、刃具411の摩耗は、同じ機器40であれば、同じように起きる。しかし、刃具411の欠損及びその予兆については、どのような欠損が起きるのかは同じ機器40であってもケースバイケースであり、特定が難しい。つまり、刃具411の損傷は、特定しやすい損傷と、特定しにくい損傷とがあり得る。診断システム10は、刃具411の特定しやすい損傷がある場合に、機器40の状態を異常と判定する。一方で、診断システム10は、刃具411の特定しにくい損傷がある場合に、機器40の状態を不特定状態と判定する。つまり、本実施形態でいう、異常は、診断システム10にとって特定しやすい損傷に起因する既知の異常であって、不特定状態は、診断システム10にとって特定しにくい損傷に起因する未知の異常であるといえる。未知の異常には、欠損の予兆も含まれることになる。
次に、診断システム10の基本的な動作について簡単に説明する。以下では、説明を簡略化するために、機器40の機構部41に関する診断について説明する。図5は診断システム10の動作のフローチャートである。
1.4.1 適用例1
図6は、図1に示す機器30の一例である機器50の説明図である。診断システム10は、図6に示す機器50にも適用可能である。取得部11、抽出部12、判定部13、出力部14、収集部15、生成部16、及び記憶部17のそれぞれについては、上記の機器40の場合の説明を、機器40及びその関連要素(駆動装置42等)を、機器50及びその関連要素(駆動装置52等)に読み替えて援用する。
図7は、図1に示す機器30の一例である機器60の説明図である。診断システム10は、図7に示す機器60にも適用可能である。取得部11、抽出部12、判定部13、出力部14、収集部15、生成部16、及び記憶部17のそれぞれについては、上記の機器40の場合の説明を、機器40及びその関連要素(駆動装置42等)を、機器60及びその関連要素(駆動装置62等)に読み替えて援用する。
図8は、図1に示す機器30の一例である機器70の説明図である。診断システム10は、図8に示す機器70にも適用可能である。取得部11、抽出部12、判定部13、出力部14、収集部15、生成部16、及び記憶部17のそれぞれについては、上記の機器40の場合の説明を、機器40及びその関連要素(駆動装置42等)を、機器70及びその関連要素(駆動装置72等)に読み替えて援用する。
以上述べた診断システム10は、取得部11と、判定部13とを備える。取得部11は、機器30の駆動装置31に供給される電流I30に関する波形を示す波形データを取得する。判定部13は、波形データから得られる、駆動装置31にかかる力の特定方向の成分に起因する変化から、機器30の状態を判定する。診断システム10によれば、機器30の状態の判定の精度を向上できる。
本開示の実施形態は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。
上記実施形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
11 取得部
12 抽出部
13 判定部
M11,M12 学習済みモデル
30 機器
31 駆動装置
32 電線
I30 電流
40 機器
411 刃具
412 ワーク
42 駆動装置
421,422 モータ
421a,422a ロータ
441,442 電線
I41,I42 電流
50 機器
512 インペラ
513 軸受け
52 駆動装置
521 モータ
521a ロータ
541 電線
I50 電流
60 機器
611 部品(第1部品)
612 部品(第2部品)
62 駆動装置
621,622 モータ
621a,622a ロータ
641,642 電線
I61,I62 電流
70 機器
712 研磨パッド
714 ドレッサ
716 対象物
72 駆動装置
721,722,723 モータ
721a,722a,723a ロータ
741,742,743 電線
I71,I72,I73 電流
Claims (16)
- 駆動装置を有する機器を診断するように構成された診断システムであって、
前記駆動装置に供給される電流に関する波形を示す波形データを取得する取得部と、
前記波形データから、前記駆動装置にかかる力の特定方向の成分に起因する変化を得て、
前記得られた変化から前記機器の状態を判定する、
ように構成された判定部と、
を備えた診断システム。 - 前記機器は、所定の作業を実行する作業機器であり、
前記電流は、前記機器の前記所定の作業の実行中に前記駆動装置に供給され、
前記力は、前記機器の前記所定の作業の実行中に前記駆動装置にかかる、請求項1に記載の診断システム。 - 前記駆動装置は、ロータを有するモータを含み、
前記駆動装置にかかる前記力は前記ロータにかかる、請求項2に記載の診断システム。 - 前記所定の作業は、刃具及びワークの一方の他方に対する回転軸を中心にした回転によって前記ワークを加工する作業であり、
前記駆動装置は、前記モータによって、前記回転軸に沿った方向で前記刃具と前記ワークとの一方を他方に押し当てるように構成され、
前記特定方向は前記回転軸に沿った方向である、請求項3に記載の診断システム。 - 前記所定の作業は、回転軸を中心とするインペラの回転によって流体を搬送する作業であり、
前記駆動装置は、前記モータによって前記インペラを回転させるように構成され、
前記特定方向は、前記インペラの前記回転軸に交差する、請求項3に記載の診断システム。 - 前記所定の作業は、第1部品に第2部品を取り付ける作業であり、
前記駆動装置は、前記モータによって、所定方向に前記第2部品を前記第1部品に近付けるように構成され、
前記特定方向は前記所定方向である、請求項3に記載の診断システム。 - 前記所定の作業は、研磨パッドにより対象物を研磨する作業であり、
前記駆動装置は、前記モータによって、所定方向にドレッサを前記研磨パッドへ押し当てるように構成され、
前記特定方向は前記所定方向である、請求項3に記載の診断システム。 - 前記機器の状態は、正常、異常、及び、正常と異常とのどちらでもない不特定状態を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の診断システム。
- 前記判定部は、前記機器の状態が前記不特定状態でない場合に、正常か異常かを判定する、請求項8に記載の診断システム。
- 前記波形を周波数軸波形に変換し、前記周波数軸波形から前記変化を含み得る部分を抽出する抽出部を更に備え、
前記判定部は、前記抽出部で抽出された前記部分に基づいて、前記機器の状態を判定する、請求項1から9のいずれか一項に記載の診断システム。 - 前記判定部は、学習済みモデルを利用して、前記部分から前記機器の状態を判定する、請求項10に記載の診断システム。
- 前記電流を測定して前記波形データを出力する測定部を更に備え、
前記測定部は、微分型の電流センサを含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の診断システム。 - 前記測定部は、前記電流が流れる電線に取り付けられる、請求項12に記載の診断システム。
- 駆動装置を有する機器の診断方法であって、
前記駆動装置に供給される駆動電流に関する波形を示す波形データを取得するステップと、
前記波形データから、前記駆動装置にかかる力の特定方向の成分に起因する変化を得るステップと、
前記得られた変化から前記機器の状態を判定するステップと、
を含む、診断方法。 - 1以上のプロセッサに請求項14に記載の診断方法を実行させるためのプログラム。
- 1以上のプロセッサに請求項14に記載の診断方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
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