JP7435103B2 - 診断装置、診断方法及び診断プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、診断装置、診断方法及び診断プログラムに関する。
素材に工具を圧接して素材を変形させるプレス加工を行うプレス装置の異常を検出する技術がある。例えば、ＡＥ（Acoustic Emission）センサにより工程毎に検出される弾性波に基づき異常を検出する技術が開示されている（特許文献１）。
プレス装置においては、様々な種類の異常が発生する可能性がある。異常の種類を判定しようとするとき、従来技術のように弾性波の特徴から異常を検出する方法では、異常の種類まで十分に判定できない場合がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、プレス装置において発生する異常の種類の判定精度を向上させることができる診断装置、診断方法及び診断プログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、素材に工具を圧接することにより前記素材を変形させるプレス加工を行うプレス装置の状態を診断するための診断装置であって、前記プレス装置の振動の経時的変化を示す振動波形に基づくスペクトログラムを生成する生成部と、前記プレス加工の実行中における所定のタイミングで発生した前記プレス装置の振動に対応する前記スペクトログラムの特徴に基づき前記プレス装置の異常の種類を判定する判定部と、を備え、前記所定のタイミングは、前記素材をせん断するせん断加工中において、前記素材を貫通する貫通工具が前記素材に接触した接触時と、前記貫通工具が前記素材を貫通した貫通時とを含み、前記接触時及び前記貫通時は、前記貫通工具にかかる荷重の経時的変化に基づき特定される、ことを特徴とするものである。
本発明によれば、プレス装置において発生する異常の種類の判定精度を向上させることが可能となる。
以下に、図面を参照しながら、本発明にかかる診断装置、診断方法及び診断プログラムの実施形態を詳細に説明する。
＜プレス加工システムのシステム構成＞
図１は、実施形態に係るプレス加工システム１のシステム構成の一例を示す図である。プレス加工システム１はプレス装置１１及び診断装置１２を含む。
図１は、実施形態に係るプレス加工システム１のシステム構成の一例を示す図である。プレス加工システム１はプレス装置１１及び診断装置１２を含む。
プレス装置１１は金属板等の素材２０に工具を圧接することにより素材２０を変形させるプレス加工を行う装置である。プレス装置１１は下型２１、上型２２、貫通工具２３、モータ２４、加速度センサ２７及び荷重センサ２８を有する。
素材２０は下型２１と上型２２との間に固定される。貫通工具２３はモータ２４の駆動力により図中上下方向に変位する。本実施形態に係るプレス装置１１は貫通工具２３が素材２０を貫通して下型２１に形成された孔部２９内に入り込むように下降することにより、素材２０に穴を形成するせん断加工を行うものである。
加速度センサ２７はプレス装置１１の振動（素材２０の振動も含む）を検出するセンサである。本実施形態に係る加速度センサ２７は上型２２の一部に設置されているが、これに限定されるものではない。加速度センサ２７の設置位置はプレス加工中に発生するプレス装置１１又は素材２０の振動を検出可能な位置であればよく、例えば上型２２の一部等であってもよい。
荷重センサ２８は貫通工具２３にかかる荷重（弾性波）を検出するセンサである。本実施形態にかかる荷重センサ２８は貫通工具２３と一体的に設置されているが、これに限定されるものではない。
なお、図１に例示するプレス層１１はプレス加工としてせん断加工を行うものであるが、プレス装置１１の構成はこれに限定されるものではない。プレス装置１１は工具を交換することによりせん断加工以外のプレス加工を実行可能なものであってもよい。工具は上述した下型２１、上型２２、貫通工具２３等に代わり、例えば、ドリル、エンドミル、バイトチップ、砥石、素材２０が載置され加工に合わせて移動するテーブル等であってもよい。
診断装置１２はプレス装置１１の状態を診断するための処理を行う装置である。本実施形態に係る診断装置１２は加速度センサ２７からの検出信号（振動情報）、荷重センサ２８からの検出信号（荷重情報）等に基づき、プレス装置１１の異常の有無及び異常の種類を判定するための処理を行う。
＜プレス装置１１のハードウェア構成＞
図２は、実施形態に係るプレス装置１１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図２は、実施形態に係るプレス装置１１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
プレス装置１１はＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、通信Ｉ／Ｆ（Interface）５４及び駆動制御回路５５がバス５０を介して通信可能に接続された構成となっている。
ＣＰＵ５１はプレス装置１１の全体を制御する演算装置である。ＣＰＵ５１は例えば、ＲＡＭ５３をワークエリアとしてＲＯＭ５２等に格納されたプログラムを実行することでプレス装置１１全体の動作を制御し、プレス加工を実現する。
通信Ｉ／Ｆ５４は診断装置１２等の外部装置との通信に用いられるインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ５４は例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）に対応したＮＩＣ（Network Interface Card）等である。
駆動制御回路５５はプレス加工に用いられる工具５７を変位させるモータ２４の駆動を制御する回路である。駆動制御回路５５はＣＰＵ５１からの指示信号等に応じて駆動する。
加速度センサ２７及び荷重センサ２８が接続されたセンサアンプ５９は診断装置１２に通信可能に接続されている。加速度センサ２７、荷重センサ２８及びセンサアンプ５９はプレス装置１１に予め備えられていてもよく、後から取り付けられてもよい。センサアンプ５９はプレス装置１１に設置されることに限定されるものではなく、診断装置１２側に設置されてもよい。
なお、図２に示したハードウェア構成は一例であり、プレス装置１１は必ずしも上記構成要素の全てを備える必要はなく、又他の構成要素を備えてもよい。
＜診断装置のハードウェア構成＞
図３は、実施形態に係る診断装置１２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図３は、実施形態に係る診断装置１２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
診断装置１２はＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、通信Ｉ／Ｆ６４、センサＩ／Ｆ６５、補助記憶装置６６、入力装置６７及びディスプレイ６８がバス６０を介して通信可能に接続された構成となっている。
ＣＰＵ６１は診断装置１２の全体を制御する演算装置である。ＣＰＵ６１は例えば、ＲＡＭ６３をワークエリアとしてＲＯＭ６２等に格納された診断プログラム等のプログラムを実行することで診断装置１２全体の動作を制御し、診断機能を実現する。
通信Ｉ／Ｆ６４はプレス装置１１等の外部装置との通信に用いられるインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ６４は例えば、ＴＣＰ／ＩＰに対応したＮＩＣ等である。
センサＩ／Ｆ６５はプレス装置１１に設置された加速度センサ２７及び荷重センサ２８からセンサアンプ５９を介して検出信号（振動情報及び荷重情報）を受信するインターフェースである。
補助記憶装置６６は診断装置１２の設定情報、プレス装置１１から受信された検出信号、コンテキスト情報、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム等の各種データを記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性の記憶装置である。
なお、補助記憶装置６６は診断装置１２が備えるものとされているが、これに限定されるものではない。補助記憶装置６６は例えば、診断装置１２の外部に設置された記憶装置、診断装置１２とデータ通信可能なクラウドサーバが備えた記憶装置等であってもよい。
入力装置６７は文字、数字等の入力、各種指示の選択、カーソルの移動等の操作を行うマウス、キーボード等のデバイスである。
ディスプレイ６８は文字、数字、各種画面、操作用アイコン等を表示するＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の表示装置である。
なお、図３に示したハードウェア構成は一例であり、診断装置１２は必ずしも上記構成要素の全てを備えている必要はなく、又他の構成要素を備えていてもよい。
＜診断装置の機能構成＞
図４は、実施形態の係る診断装置１２の機能構成の一例を示すブロック図である。診断装置１２は取得部１０１、生成部１０２、判定部１０３及び出力部１０４を有する。以下に説明するこれらの機能部は図３に示す診断装置１２のハードウェア構成要素６０～６８と、ＲＯＭ６２や補助記憶装置６６に記憶されたプログラム（診断プログラム等）との協働により実現される。
図４は、実施形態の係る診断装置１２の機能構成の一例を示すブロック図である。診断装置１２は取得部１０１、生成部１０２、判定部１０３及び出力部１０４を有する。以下に説明するこれらの機能部は図３に示す診断装置１２のハードウェア構成要素６０～６８と、ＲＯＭ６２や補助記憶装置６６に記憶されたプログラム（診断プログラム等）との協働により実現される。
取得部１０１はプレス装置１１から送信される各種情報を取得する。本実施形態に係る取得部１０１は振動情報取得部１１１及び荷重情報取得部１１２を有する。
振動情報取得部１１１は加速度センサ２７の検出信号（振動情報）を取得する。荷重情報取得部１１２は荷重センサ２８の検出信号（荷重情報）を取得する。
生成部１０２は取得部１０１により取得された情報に基づき、プレス装置１１の異常を判定するための情報を生成する。本実施形態に係る生成部１０２は振動波形生成部１２１、スペクトログラム生成部１１２及び荷重波形生成部１２３を有する。
振動波形生成部１２１は振動情報取得部１１１により取得された振動情報に基づき、プレス加工の実行中に発生するプレス装置１１の振動の経時的変化を示す振動波形を生成する。
スペクトログラム生成部１２２は振動波形生成部１２１により生成された振動波形に基づくスペクトログラムを生成する。
荷重波形生成部１２３は荷重情報取得部１１２により取得された荷重情報に基づき、プレス加工の実行中に貫通工具２３にかかる荷重の経時的変化を示す荷重波形を生成する。
判定部１０３は生成部１０２により生成された情報に基づき、プレス装置１１の異常を判定する。本実施形態に係る判定部１０３は異常有無判定部１３１及び異常種類判定部１３２を有する。
異常有無判定部１３１は振動波形生成部１２１により生成された振動波形に基づきプレス装置１１の異常の有無を判定する。異常有無判定部１３１は例えば、予め用意された正常時における振動波形とプレス加工中に取得される振動波形との比較結果に基づき異常の有無を判定する。
異常種類判定部１３２はスペクトログラム生成部１２２により生成されたスペクトログラムに基づきプレス装置１１に発生している異常の種類を判定する。異常種類判定部１３２はプレス加工の実行中における所定のタイミングで発生したプレス装置１１の振動に対応するスペクトログラムの特徴に基づき異常の種類を判定（特定）する。
異常の種類とは、例えば、工具の不具合、素材２０の成形不良等であり得る。工具の不具合とは、例えば、貫通工具２３の摩耗等であり得る。成形不良とは、例えば、せん断加工における素材２０の貫通孔の形状不良等であり得る。所定のタイミングとは、例えば、せん断加工の実行中において貫通工具２３が素材２０に接触した接触時、貫通工具２３が素材２０を貫通した貫通時等であり得る。当該接触時及び貫通時は荷重波形生成部１２３により生成される荷重波形に基づき特定され得る。異常の種類及び所定のタイミングは上記に限定されるものではなく、実行するプレス加工の種類、使用する工具の種類、素材２０の種類等に応じて適宜決定されるべきものである。
出力部１０４は判定部１０３による判定結果を出力する。本実施形態に係る出力部１０４はスペクトログラム出力部１４１及び判定結果出力部１４２を有する。
スペクトログラム出力部１４１はスペクトログラム生成部１２２により生成されたスペクトログラムを出力する。スペクトログラム出力部１４１は例えば、プレス加工の実行中における所定のタイミング（例えば上記接触時及び貫通時）を含む時間帯に対応するスペクトログラムを可視化する。
判定結果出力部１４２は異常有無判定部１３１により判定された異常の有無を示す情報、及び／又は、異常種類判定部１３２により判定された異常の種類を示す情報を出力する。
なお、図４に示した機能構成は一例であり、診断装置１２は必ずしも上記構成要素の全てを備えている必要はなく、又他の構成要素を備えていてもよい。例えば、出力部１０４はスペクトログラム出力部１４１及び判定結果出力部１４２だけでなく、振動波形や荷重波形を出力する機能部を更に有してもよい。
＜所定のタイミングの例＞
図５は、実施形態に係るプレス加工の実行中における所定のタイミングの一例を示すグラフである。図５において、せん断加工の実行中における振動波形及び荷重波形、並びに所定のタイミングとしての接触時Ａ及び貫通時Ｂが例示されている。
図５は、実施形態に係るプレス加工の実行中における所定のタイミングの一例を示すグラフである。図５において、せん断加工の実行中における振動波形及び荷重波形、並びに所定のタイミングとしての接触時Ａ及び貫通時Ｂが例示されている。
図５において、貫通工具２３が素材２０に接触するタイミングである接触時Ａには荷重波形が急激に上昇し、貫通孔部２３が素材２０を貫通したタイミングである貫通時Ｂには荷重波形が急激に下降することが示されている。また、接触時Ａ及び貫通時Ｂにおいて振動波形の振幅が大きくなることが示されている。このように、荷重波形を参照することにより、特徴的な振動が発生しやすいタイミングである接触時Ａ及び貫通時Ｂを特定することができる。
＜異常の判定方法について＞
以下に、図６～図９を参照し、せん断加工の実行中に発生した異常（貫通工具２３の摩耗）を判定する場合について説明する。
以下に、図６～図９を参照し、せん断加工の実行中に発生した異常（貫通工具２３の摩耗）を判定する場合について説明する。
図６は、実施形態に係る基準振動波形２０１の一例を示すグラフである。図７は、実施形態に係る基準スペクトログラム２０２の一例を示すグラフである。図８は、実施形態に係る異常時における振動波形２１１の一例を示すグラフである。図９は、実施形態に係る異常時におけるスペクトログラム２１２の一例を示すグラフである。
図６に示す基準振動波形２０１は、せん断加工が正常に行われた場合に取得される振動波形の一例であり、上述した接触時Ａ及び貫通時Ｂを含む時間帯に対応するものである。図７に示す基準スペクトログラム２０２は、図６に示す基準振動波形２０１に基づくスペクトログラム、即ちせん断加工が正常に行われた場合におけるスペクトログラムの一例である。
図８に示す振動波形２１１は、貫通工具２３が摩耗した状態でせん断加工が行われた場合に取得される振動波形の一例であり、接触時Ａ及び貫通時Ｂを含む時間帯に対応するものである。図９に示すスペクトログラム２１２は、図８に示す振動波形２１１に基づくスペクトログラム、即ち貫通工具２３が摩耗した状態でせん断加工が行われた場合におけるスペクトログラムの一例である。
＜＜異常の有無の判定＞＞
図６に示す基準振動波形２０１と図８に示す振動波形２１１とを比較すると、接触時Ａ及び貫通時Ｂにおける振幅が大きく異なっている。このように、基準振動波形２０１と診断対象となる振動波形２１１との間に一定度合以上の相違が検出された場合、せん断加工中に何らかの異常が発生したと判定することができる。このように、せん断加工の実行中における所定のタイミング（接触時Ａ及び貫通時Ｂ）に対応する振動波形の特徴に基づき、プレス装置１１の異常の有無を判定することができる。
図６に示す基準振動波形２０１と図８に示す振動波形２１１とを比較すると、接触時Ａ及び貫通時Ｂにおける振幅が大きく異なっている。このように、基準振動波形２０１と診断対象となる振動波形２１１との間に一定度合以上の相違が検出された場合、せん断加工中に何らかの異常が発生したと判定することができる。このように、せん断加工の実行中における所定のタイミング（接触時Ａ及び貫通時Ｂ）に対応する振動波形の特徴に基づき、プレス装置１１の異常の有無を判定することができる。
＜＜異常の種類の判定＞＞
上記のように、振動波形の特徴から異常の有無を判定できるが、振動波形の特徴のみからでは異常の種類を判定できない場合がある。本実施形態においては、スペクトログラムの特徴から異常の種類を判定する。
上記のように、振動波形の特徴から異常の有無を判定できるが、振動波形の特徴のみからでは異常の種類を判定できない場合がある。本実施形態においては、スペクトログラムの特徴から異常の種類を判定する。
図７に示す基準スペクトログラム２０２と図９に示すスペクトログラム２１２とを比較すると、診断対象となるスペクトログラム２１２には、接触時Ａから貫通時Ｂまでの時間帯において、基準スペクトログラム２０２には現れていない特徴Ｘが現れている。本例に係る特徴Ｘは摩耗した貫通工具２３で素材２０をせん断する際に発生する特有の振動に対応する特徴の一例である。当該特徴Ｘはカラー画像においては基準スペクトログラム２０２の対応する部分の色彩とは異なる色彩を有する複数の線で表現される。このように、スペクトログラムには異常の種類毎に特有の特徴が視覚的に認識しやすい状態で現れる。そして、このようなスペクトログラムの特徴は異常の種類毎に存在すると考えられる。従って、プレス加工の実行中に取得されるスペクトログラムに所定の特徴（特徴Ｘ等）が出現するか否かを監視することにより、異常の有無だけでなく、異常の種類をリアルタイムに判定することが可能となる。
なお、診断対象となるスペクトログラム２１２に特徴Ｘのような特有の特徴が出現しているか否かを判定する方法は特に限定されるべきものではなく、公知又は新規な技術を適宜利用して実現されればよい。例えば、当該特徴が出現しているか否かの判定は公知の画像認識処理、人工知能等を利用して実現可能なものである。また、ユーザ（プレス装置１１の管理者等）がディスプレイ等に表示されたスペクトログラム２１２を見て人為的に判定することも可能である。
また、上記においては貫通工具２３に摩耗が発生した場合の例を示したが、診断装置１２により検出可能な異常の種類はこれに限定されるものではない。例えば、素材２０の成形不良を検出しようとする場合には、上記と同様に、成形不良時に発生する振動に特有のスペクトログラム上の特徴が診断対象となるスペクトログラムに出現するか否かを判定すればよい。
＜診断フローの例＞
以下に、図１０～図１２を参照し、上記診断装置１２による診断フローの一例を示す。
以下に、図１０～図１２を参照し、上記診断装置１２による診断フローの一例を示す。
図１０は、実施形態に係る診断装置１２における診断フローの全体的な流れの一例を示すフローチャートである。プレス装置１１によるプレス加工が開始されると、先ず、リファレンスデータを取得するためのリファレンスデータ取得処理（Ｓ１０１）が実行され、その後、取得されたリファレンスデータを利用して異常の有無及び異常の種類を判定する異常判定処理（Ｓ１０２）が実行される。リファレンスデータとは、プレス加工が正常に行われた場合に取得されるデータであり、上記基準振動波形２０１及び基準スペクトログラム２０２はリファレンスデータの一例である。
＜＜リファレンスデータ取得処理＞＞
図１１は、実施形態に係るリファレンスデータ取得処理Ｓ１０１の流れの一例を示すフローチャートである。プレス加工が開始されると、振動情報取得部１１１は加速度センサ２７から振動情報を取得し（Ｓ１０２）、振動波形生成部１２１は振動情報に基づく振動波形を生成し、スペクトログラム生成部１２２は振動波形に基づくスペクトログラムを生成する（Ｓ１０３）。生成された振動波形及びスペクトログラムはリファレンスデータ（基準振動波形２０１及び基準スペクトログラム２０２）を生成するための素材データとして所定の記憶装置に蓄積される（Ｓ１０４）。その後、素材データ数が所定値に達したか否かが判定される（Ｓ１０５）。所定値は、リファレンスデータを生成するために必要な素材データの数を示す値であり、ユーザが任意に設定可能なものであってもよい。
図１１は、実施形態に係るリファレンスデータ取得処理Ｓ１０１の流れの一例を示すフローチャートである。プレス加工が開始されると、振動情報取得部１１１は加速度センサ２７から振動情報を取得し（Ｓ１０２）、振動波形生成部１２１は振動情報に基づく振動波形を生成し、スペクトログラム生成部１２２は振動波形に基づくスペクトログラムを生成する（Ｓ１０３）。生成された振動波形及びスペクトログラムはリファレンスデータ（基準振動波形２０１及び基準スペクトログラム２０２）を生成するための素材データとして所定の記憶装置に蓄積される（Ｓ１０４）。その後、素材データ数が所定値に達したか否かが判定される（Ｓ１０５）。所定値は、リファレンスデータを生成するために必要な素材データの数を示す値であり、ユーザが任意に設定可能なものであってもよい。
素材データ数が所定値に達していない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０２以降の処理が再度実行される。素材データ数が所定値に達した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、蓄積されている複数の素材データを平均化してリファレンスデータを生成し、保存する（Ｓ１０６）。例えば、所定値が５である場合、５つの振動波形を平均化して基準振動波形２０１を生成し、５つのスペクトログラムに基づき基準スペクトログラム２０２を生成する。その後、異常判定処理Ｓ２０１が実行される。
上記リファレンスデータ取得処理Ｓ１０１は、プレス加工が開始されてから所定回数まではプレス加工が正常に行われるものと仮定して実行される。また、異なるプレス加工を実行する際、工具を交換した後、素材２０の種類、形状等を変更した後等には、上記リファレンスデータ取得処理Ｓ１０１を再度実行することにより、リファレンスデータを適切な状態に更新することができる。なお、リファレンスデータの取得方法は上記に限定されるものではない。例えば、予め行った実験等に基づくリファレンスデータを所定の記憶装置に記憶しておいてもよい。例えば、異常の種類に対応する特徴（特徴Ｘ等）を含むスペクトログラム等は予め所定の記憶装置に記憶しておくことが好ましい。
＜＜異常判定処理＞＞
図１２は、実施形態に係る異常判定処理Ｓ２０１の流れの一例を示すフローチャートである。上記のようにリファレンスデータが取得された後、振動情報取得部１１１は加速度センサ２７から振動情報を取得し（Ｓ２０２）、振動波形生成部１２１は振動情報に基づく振動波形を生成し、スペクトログラム生成部１２２は振動波形に基づくスペクトログラムを生成する（Ｓ２０３）。その後、異常有無判定部１３１はリファレンスデータ取得処理により取得された基準振動波形２０１と現在の振動波形２１１とを比較し、両者の類似度が閾値より低いか否かを判定する（Ｓ２０４）。なお、ステップＳ２０４による判定は振動波形だけでなく、スペクトログラムを比較して行われてもよい。
図１２は、実施形態に係る異常判定処理Ｓ２０１の流れの一例を示すフローチャートである。上記のようにリファレンスデータが取得された後、振動情報取得部１１１は加速度センサ２７から振動情報を取得し（Ｓ２０２）、振動波形生成部１２１は振動情報に基づく振動波形を生成し、スペクトログラム生成部１２２は振動波形に基づくスペクトログラムを生成する（Ｓ２０３）。その後、異常有無判定部１３１はリファレンスデータ取得処理により取得された基準振動波形２０１と現在の振動波形２１１とを比較し、両者の類似度が閾値より低いか否かを判定する（Ｓ２０４）。なお、ステップＳ２０４による判定は振動波形だけでなく、スペクトログラムを比較して行われてもよい。
基準振動波形２０１と現在の振動波形２１１との類似度が閾値より低くない（類似度が高い）場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、プレス装置１１から実行中のプレス加工を終了させる加工終了信号が出力されたか否かが判定される（Ｓ２０５）。加工終了信号が出力された場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、異常判定処理Ｓ２０１は終了し、加工終了信号が出力されていない場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０２以降の処理が再度実行される。
ステップＳ２０４において、基準振動波形２０１と現在の振動波形２１１との類似度が閾値より低い（類似度が低い）場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、異常有無判定部１３１は異常有りと判定する（Ｓ２０６）。その後、スペクトログラム出力部１４１は基準スペクトログラム２０２及び現在のスペクトログラム２１２を可視化（例えばディスプレイ等に表示）する（Ｓ２０７）。異常種類判定部１３２は現在のスペクトログラム２１２に現れている、所定のタイミング（接触時Ａ、貫通時Ｂ等）に対応する特徴（特徴Ｘ等）に基づき異常の種類を判定する（Ｓ２０８）。そして、判定結果出力部１４２は異常有無判定部１３１による判定結果及び異常種類判定部１３２による判定結果を所定の方式（例えばディスプレイへの表示、警告音の出力等）で出力する（Ｓ２０９）。
上述の実施形態に係る診断装置１２の各機能部１０１～１０４の少なくともいずれかがプログラムの実行によって実現される場合、そのプログラムは、ＲＯＭ６２等に予め組み込まれて提供される。また、上述の実施形態に係る診断装置１２で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Compact Disk-Recordable）、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成されてもよい。また、上述の実施形態に係る診断装置１２で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態に係る診断装置１２で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、上述の実施形態に係る診断装置１２で実行されるプログラムは、上述した各機能部のうち少なくともいずれかを含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ６１が上述の記憶装置（例えば、ＲＯＭ６２、補助記憶装置６６等）からプログラムを読み出して実行することにより、上述の各機能部が主記憶装置（例えば、ＲＡＭ６３）上にロードされて生成されるようになっている。
上述の実施形態によれば、プレス装置１１において発生する異常の種類の判定精度を向上させることが可能となる。
＜変形例＞
以下に、本実施形態の変形例について、図１３を参照して説明するが、上記実施形態と同一又は同様の作用効果を奏する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
以下に、本実施形態の変形例について、図１３を参照して説明するが、上記実施形態と同一又は同様の作用効果を奏する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
図１３は、変形例に係る診断装置３０１の機能構成の一例を示すブロック図である。本変形例に係る診断装置３０１は異常種類判定部１３２を有しない点で上記実施形態に係る診断装置１２と相違する。
本変形例に係る診断装置３０１はスペクトログラム生成部１２２により生成されたスペクトログラム２１２に所定の特徴（特徴Ｘ等）が含まれているか否かに基づいて異常の種類を自動的に判定する機能部を有していない。しかし、スペクトログラム出力部１４１により診断対象となるスペクトログラム２１２は可視化される。そのため、ユーザが可視化されたスペクトログラム２１２を確認して人為的に異常の種類を判定することが可能である。スペクトログラム出力部１４１は例えば、異常有無判定部１３１により異常が有ると判定された場合に対応するスペクトログラム２１２のみを可視化するものであってもよい。
上記のような変形例に係る構成であっても、異常時にスペクトログラムに現れる特徴についての知識を有するユーザが存在するのであれば、異常の種類を判定することが可能となる。これにより、診断装置１２における演算負荷の軽減、ストレージ容量の縮小化等を図ることが可能となる。
以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、上記実施形態又は変形例により本発明が限定されるものではなく、上記実施形態又は変形例における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。また、上記実施形態又は変形例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更及び組み合わせを行うことができる。
１ プレス加工システム
１１ プレス装置
１２ 診断装置
２０ 素材
２１ 下型
２２ 上型
２３ 貫通工具
２４ モータ
２７ 加速度センサ
２８ 荷重センサ
５０ バス
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ 通信Ｉ／Ｆ
５５ 駆動制御回路
５７ 工具
５９ センサアンプ
６０ バス
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＯＭ
６３ ＲＡＭ
６４ 通信Ｉ／Ｆ
６５ センサＩ／Ｆ
６６ 補助記憶装置
６７ 入力装置
６８ ディスプレイ
１０１ 取得部
１０２ 生成部
１０３ 判定部
１０４ 出力部
１１１ 振動情報取得部
１１２ 荷重情報取得部
１２１ 振動波形生成部
１２２ スペクトログラム生成部
１２３ 荷重波形生成部
１３１ 異常有無判定部
１３２ 異常種類判定部
１４１ スペクトログラム出力部
１４２ 判定結果出力部
２０１ 基準振動波形
２０２ 基準スペクトログラム
２１１ 振動波形
２１２ スペクトログラム
Ａ 接触時
Ｂ 貫通時
Ｘ 特徴
１１ プレス装置
１２ 診断装置
２０ 素材
２１ 下型
２２ 上型
２３ 貫通工具
２４ モータ
２７ 加速度センサ
２８ 荷重センサ
５０ バス
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ 通信Ｉ／Ｆ
５５ 駆動制御回路
５７ 工具
５９ センサアンプ
６０ バス
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＯＭ
６３ ＲＡＭ
６４ 通信Ｉ／Ｆ
６５ センサＩ／Ｆ
６６ 補助記憶装置
６７ 入力装置
６８ ディスプレイ
１０１ 取得部
１０２ 生成部
１０３ 判定部
１０４ 出力部
１１１ 振動情報取得部
１１２ 荷重情報取得部
１２１ 振動波形生成部
１２２ スペクトログラム生成部
１２３ 荷重波形生成部
１３１ 異常有無判定部
１３２ 異常種類判定部
１４１ スペクトログラム出力部
１４２ 判定結果出力部
２０１ 基準振動波形
２０２ 基準スペクトログラム
２１１ 振動波形
２１２ スペクトログラム
Ａ 接触時
Ｂ 貫通時
Ｘ 特徴
Claims (6)
- 素材に工具を圧接することにより前記素材を変形させるプレス加工を行うプレス装置の状態を診断するための診断装置であって、
前記プレス装置の振動の経時的変化を示す振動波形に基づくスペクトログラムを生成する生成部と、
前記プレス加工の実行中における所定のタイミングで発生した前記プレス装置の振動に対応する前記スペクトログラムの特徴に基づき前記プレス装置の異常の種類を判定する判定部と、
を備え、
前記所定のタイミングは、前記素材をせん断するせん断加工中において、前記素材を貫通する貫通工具が前記素材に接触した接触時と、前記貫通工具が前記素材を貫通した貫通時とを含み、
前記接触時及び前記貫通時は、前記貫通工具にかかる荷重の経時的変化に基づき特定される、診断装置。 - 前記異常の種類は、前記貫通工具の摩耗を含む、
請求項１に記載の診断装置。 - 前記判定部は、更に、前記振動波形の特徴に基づき前記プレス装置の異常の有無を判定する、
請求項１又は２に記載の診断装置。 - 前記診断装置は、更に、
前記スペクトログラムを可視化する出力部、を備える、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の診断装置。 - 素材に工具を圧接することにより前記素材を変形させるプレス加工を行うプレス装置の状態を診断するための診断装置が行う診断方法であって、
前記プレス装置の振動の経時的変化を示す振動波形に基づくスペクトログラムを生成する工程と、
前記プレス加工の実行中における所定のタイミングで発生した前記プレス装置の振動に対応する前記スペクトログラムの特徴に基づき前記プレス装置の異常の種類を判定する工程と、を備え、
前記所定のタイミングは、前記素材をせん断するせん断加工中において、前記素材を貫通する貫通工具が前記素材に接触した接触時と、前記貫通工具が前記素材を貫通した貫通時とを含み、
前記接触時及び前記貫通時は、前記貫通工具にかかる荷重の経時的変化に基づき特定される、
診断方法。 - 素材に工具を圧接することにより前記素材を変形させるプレス加工を行うプレス装置の状態を診断するための処理を行うコンピュータに、
前記プレス装置の振動の経時的変化を示す振動波形に基づくスペクトログラムを生成する処理と、
前記プレス加工の実行中における所定のタイミングで発生した前記プレス装置の振動に対応する前記スペクトログラムの特徴に基づき前記プレス装置の異常の種類を判定する処理と、
を実行させるプログラムであって、
前記所定のタイミングは、前記素材をせん断するせん断加工中において、前記素材を貫通する貫通工具が前記素材に接触した接触時と、前記貫通工具が前記素材を貫通した貫通時とを含み、
前記接触時及び前記貫通時は、前記貫通工具にかかる荷重の経時的変化に基づき特定される、
診断プログラム。
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- 2020-03-18 JP JP2020048488A patent/JP7435103B2/ja active Active
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2021
- 2021-02-23 US US17/182,345 patent/US20210293613A1/en not_active Abandoned
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