JPH07234987A - 数値制御装置及びその故障診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値制御装置の故障診断を容易にする。
（１）故障発生時の修復作業を容易にする。（２）再現
性の低い、極めて難解な故障に対して、有益な情報を自
動的に提供する。 【構成】 故障発生時のアラーム診断画面に、外部環境
条件、実施処置に応じて変化する確率付きの原因推定図
表示、環境条件表示、ＣＰＵアクセスアドレス履歴表示
等の故障診断機能表示を盛り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械や産業機械を
制御する数値制御装置に係わり、特に故障発生時におけ
る故障診断を容易にする数値制御装置に関するものであ
る。とりわけ、再現性の低い難解な故障に関して、その
原因を種々の角度から探る機能を持たせた数値制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、一般的な構成を図１７に基づいて
説明する。数値制御装置１は、制御ユニット１０と、操
作ボード２０と、サーボＡＭＰ３０とを具備している。
前記数値制御装置１に制御される機械４０は、モータ４
０１と、リミットスイッチやリレー接点等の接点入力４
０２と、リレーやソレノイドの接点出力４０３とを具備
している。前記数値制御装置１の制御ユニット１０にお
いて、１１は、制御ユニット１０自身と、前記接点入力
４０２と、前記接点出力４０３とに直流電力を供給する
安定化電源装置たるＡＶＲ（ＤＣ電源装置）である。

【０００３】１０１は、ＣＰＵである。１０２は、プロ
グラムを記憶しているＰＬＣメモリである。このプログ
ラムは、接点入力４０２と、操作ボード２０に取り付け
られた図１９で示すメカニカルスイッチ２０６等の接点
入力と、数値制御装置１の内部状態とにより、シーケン
ス演算を行い、接点出力４０３と、操作ボード２０に取
り付けられた図１９で示すランプ２０７とに、出力を行
うためののプログラムであり、機械の種類により異な
る。

【０００４】１０３は、数値制御装置１自身を制御する
コントロールプログラムが入っているシステムメモリで
ある。１０４は、操作ボード２０とのインタフェースを
司る操作ボードＩ／Ｆであり、グラフィックコントロー
ラやＣＲＴコントローラのような表示部を含み、さら
に、操作ボード２０に取り付けられた操作ボード制御プ
リント板と通信するマン・マシンインタフェース部を含
んでいる。なお、数値制御装置によっては、図２１の小
型数値制御装置（小型ＮＣ）のように前記表示部を含ま
ない場合もある。この場合、前記操作ボード制御プリン
ト板にグラフィックコントローラやＣＲＴコントローラ
が含まれる。

【０００５】１０５は、サーボＡＭＰ３０とのインタフ
ェースを司るサーボＩ／Ｆである。数値制御装置の制御
する軸数が多い場合や、高速・高精度が要求される場合
には、サーボＩ／Ｆ１０５中にサブＣＰＵを持ち、補間
計算を行う。１０６は、加工プログラムが入っている不
揮発性ＲＡＭである。１０７は、機械入出力Ｉ／Ｆであ
り、接点入力４０２の入力回路や、接点出力４０３の出
力回路や、熱変位補正等のアナログ入力回路や、インバ
ータ等へのアナログ出力回路や、計測用の高速ディジタ
ル信号の入力回路を含んでいる。１０８は、Ｉ／Ｏチャ
ネルであり、ＲＳ−２３２／４２２等のインタフェース
を有する入出力機器５１が接続される。前記ＲＳ−２３
２／４２２等のインタフェースを有する入出力機器５１
には、例えばテープリーダ、テープパンチャ、カセット
テープ装置、フロッピディスク装置、ＰＬＣプログラム
作成装置、加工プログラム作成装置等がある。

【０００６】１０９は、予備Ｉ／Ｏチャネルであり、接
続される機器専用のインタフェースや、ＳＣＳＩや、Ｒ
Ｓ−２３２や、イーサネットや、ＭＡＰ等の通信インタ
フェースを含み、２次メモリ５２や、計算機５３や、シ
ーケンサ５４や、Ｎｅｔｗｏｒｋ上の各種機器５５が接
続される。前記２次メモリ５２には、例えばフロッピデ
ィスク装置や、ハードディスク装置や、ＩＣカード等が
ある。前記Ｎｅｔｗｏｒｋ上の各種機器５５には、例え
ばリモート入出力、セルコントローラ、通信機能付イン
バータ等がある。

【０００７】図１８は前記ＣＰＵ１０１の内部構成を説
明するブロック図である。１０１１はＭＰＵである。１
０１２は、ＭＰＵ１０１１のコプロセッサとして機能す
るＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントロールＩ
Ｃ）であり、ビット演算命令等のシーケンス命令を高速
処理する機能を持つ。１０１３は、電源投入時の最初の
飛び先番地に相当するプログラムや、オフラインで使用
するモニタが入っているブーツＲＯＭである。１０１４
は揮発性ＲＡＭである。１０１５は、ＥＥＰＲＯＭであ
り、機械毎に異なるパラメータを記憶している。１０１
６はタイマ、１０１７は割込制御回路、１０１８はシス
テムＢＵＳコネクタ、１０１９はＰＬＣ１０２が取り付
けられるＰＬＣ ＢＵＳコネクタである。

【０００８】図１９は操作ボード２０の外形図である。
２０１はＣＲＴや、液晶表示装置や、エレクトロルミネ
センスや、プラズマディスプレイ等の表示装置である。
２０２はアルファベットキー、２０３はテンキー、２０
４はメニューキーであり、これらの総称をＮＣ操作ボー
ドという。２０５は、機械操作ボードであり、機械毎に
異なる。２０６はメカニカルスイッチ、２０７はランプ
である。

【０００９】次に動作について説明する。操作ボード２
０に取り付けられた電源ＯＮスイッチ（図示せず）を押
すと安定化電源装置たるＡＶＲ１１がＯＮし、ＣＰＵ１
０１はブーツＲＯＭ１０１３を経て、予めシステムメモ
リ１０３に書き込まれているコントロールプログラムや
ＰＬＣメモリ１０２に書き込まれているプログラムを順
に一命令ずつ実行して処理を進める。前記両プログラム
には、機械４０に対する入出力情報処理を行う機械制御
プログラムや、補間処理を行う補間プログラムや、前記
処理に必要なデータを計算する加工プログラムの解読処
理や演算処理などを行う演算プログラムや、操作ボード
２０の表示画面２０１に設定されたデータなどの処理を
行う設定表示プログラム等がある。これらを総称してＣ
ＮＣプログラムと云う。

【００１０】なお、ＰＬＣメモリ１０２には、ユーザＰ
ＬＣプログラムが入っており、ＰＬＣ１０１２と共に数
値制御装置内蔵シーケンサを構成している。これらのプ
ログラムは、緊急度により優先順位を有している。ある
プログラムの実行中に優先順位の高い別のプログラムの
処理要求（割込み）があれば、現在実行中のプログラム
を中断して、優先順位の高いプログラムの実行に移り、
そのプログラムが終わると先に中断されたプログラムの
実行に戻る。この管理は、ＯＳにより行われる。

【００１１】ＯＳの管理の下、ユーザＰＬＣプログラム
は、接点入力４０２の情報を機械入出力Ｉ／Ｆ１０７を
介して受け取る。また、ＣＮＣプログラムの機械制御プ
ログラムから情報を受け取る。また、設定表示プログラ
ムから操作ボード２０のメカニカルスイッチ２０６の情
報を受け取る。そして、受け取った情報とラダー図とに
従って、ビット演算を行う。そして、機械入出力Ｉ／Ｆ
１０７を介して、接点出力４０３に出力する。また、操
作ボード２０のランプ２０７の表示情報を設定表示プロ
グラムに渡す。また、数値制御装置の動作に必要な信号
をＣＮＣプログラムの機械制御プログラムに渡す。

【００１２】機械制御プログラムは、渡された情報に従
って各種の判断と制御とを行う。演算プログラムは不揮
発性ＲＡＭ１０６に入っているＮＣ指令を解読し、これ
が軸移動指令であれば、一定時間に移動すべき移動量の
演算を行い、補間プログラムに渡す。補間プログラムに
は更に細分化された時間に移動すべき移動量を各軸毎に
算出し、順にサーボＡＭＰ３０に送信する。サーボＡＭ
Ｐ３０は前記情報を受け取り、その内容に応じてモータ
４０１を駆動する。

【００１３】設定表示プログラムは、操作ボード２０と
の間のインタフェースを受け持ち、操作ボード２０内の
ＮＣ操作ボードの各種キー情報や機械操作ボード２０５
のメカニカルスイッチ２０６の情報を、操作ボードＩ／
Ｆ１０４より受け取る。そして、受け取った情報に基づ
いて処理を行う。また、操作ボードＩ／Ｆ１０４を通じ
て、機械操作ボード２０５内のランプ２０７への出力処
理を行う。更に表示画面２０１への表示情報の作成と送
信を行う。

【００１４】なお、操作ボードＩ／Ｆ１０４にグラフィ
ックコントローラやＣＲＴコントローラを有している場
合は、表示情報をビデオ信号で表示画面２０１に出力す
る。一方、これらのコントローラを有しない場合は、機
械操作ボード２０５内のランプ２０７への出力信号と同
様に、図示しないシリアル回路を通じて、操作ボード２
０に送信する。シリアル通信線で送信する場合は、通信
のためのＣＰＵを操作ボード２０に設けるのが一般的で
ある。

【００１５】次に、サーボＡＭＰ３０について説明す
る。図２０はサーボＡＭＰ３０の内部構成を説明するブ
ロック図である。３０１はＭＰＵ、３０３はＲＡＭ、３
０４はＲＯＭであり、これらによりＣＰＵが形成され
る。３０５は、Ａ／Ｄ変換器、３０６は制御回路であ
る。３０７は、前記制御ユニット１０のサーボＩ／Ｆ１
０５とデータの受け渡しをする通信Ｉ／Ｆ回路である。
３１３Ａは、制御ユニット１０または前段のサーボＡＭ
Ｐに接続されるコネクタである。

【００１６】３１３Ｂは、後段のサーボＡＭＰに接続さ
れるコネクタである。３０８は電流検出回路、３０９は
点弧回路、３１０はパワー回路である。３１１は、前記
モータ４０１に接続されるコネクタである。３１２は、
モータ４０１に取り付けられた検出器に接続されるコネ
クタである。３１４は、軸番号選択スイッチであり、複
数のサーボＡＭＰ３０が接続される場合に、各々を区別
するのに使用される。３１５は、サーボＡＭＰの種類設
定スイッチである。サーボＡＭＰの種類は、ハードウェ
アが決まると自動的に決まるためスイッチにせずに、ハ
ードウェア毎固定してもよい。

【００１７】なお、サーボＡＭＰは、サーボ軸ＡＭＰと
主軸ＡＭＰの総称である。前記ＭＰＵ３０１は、制御ユ
ニット１０からの指令を通信Ｉ／Ｆ回路３０７を介して
受け取り、その内容に応じて指令を制御回路３０６に渡
し点弧回路３０９を介して、パワー回路３１０内部のト
ランジスタ等のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を
行い、コネクタ３１１を介してモータを駆動する。

【００１８】前記Ａ／Ｄ変換器３０５と電流検出回路３
０８は、電流ループを組むのに使用される。コネクタ３
１２より入力されるエンコーダＦ／Ｂ信号は速度ループ
と位置ループを組むのに使用される。これらの制御を司
っているのがＲＯＭ３０４に入っているサーボＡＭＰフ
ァームウェアである。図２１は、数値制御装置の分類を
示す表である。この表に示すように、数値制御装置には
単能盤やトランスファーマシンに使用される１軸ＮＣ、
小型工作機械に使用される小型ＮＣ、通常の工作機械に
使用される標準ＮＣに分類される。

【００１９】次に、従来の故障発生時の表示について説
明する。数値制御装置の故障は、ハードウェア関連のも
の、ソフトウェア関連のものに分けられるが、ここで
は、説明の便宜上、先ず、ハードウェア関連のもので制
御ユニット１０に係るシステムにとって致命的な故障表
示について説明する。制御ユニット１０の致命的な故障
表示としては、例えば次の３つのアラーム表示がある。

【００２０】（１）Ｗａｔｃｈ ｄｏｇ ｅｒｒｏｒ システムの安全性を保証するためシステムが正しくＲＵ
Ｎしていない時に発生するＥｒｒｏｒで、これにより速
やかにシステムを停止する機能を持っている。数値制御
装置のようにリアルタイムでＲＵＮするシステムにおい
ては、周期的に毎回通るルーティンを設けてそのルーテ
ィンを通る毎に特殊なカウンタ（Ｗａｔｃｈ ｄｏｇ
ｔｉｍｅｒ）をリセットしている。何らかの理由でシス
テムが正常にＲＵＮしなくなった場合には、このルーテ
ィンを通らなくなるので、このカウンタをリセットする
事もなくなる。このカウンタの入力クロック端子に一定
の周波数のクロックを入れておけば、このカウンタはオ
ーバフローし、この出力でＭＰＵ１０１１に割り込みを
かけ、画面表示した後、システムを停止する。

【００２１】（２）Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ ＣＰＵ１０１内の揮発性ＲＡＭ１０１４、不揮発性ＲＡ
Ｍ１０６内のＲＡＭ（バッテリバックアップ付）には信
頼性を上げるためにパリティビット用メモリがついてい
る。これらのＲＡＭにデータを書き込むときに、バイト
毎にパリティビットを含めた”１”のビット数が奇数に
なるようにパリティビット用メモリにも書き込んでお
き、データ読み取り時に、何らかの理由でメモリ内容が
変化した場合、１ビットのみの変化であれば全体が偶数
になるので、これを検出してＰａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ
とし、画面表示した後、システムを停止する。尚、シス
テムが停止する事により、同時にＷａｔｃｈ ｄｏｇ
ｅｒｒｏｒにもなる。

【００２２】（３）Ｂｕｓ ｅｒｒｏｒ 制御ユニット１０に実装されている各種プリント板（及
びその内部回路）は、ＣＰＵ１０１内のＭＰＵ１０１１
より見て、それぞれの固有アドレスが割り付けられてい
る。（これをアドレスＭＡＰとか、メモリＭＡＰとか云
う）ハードウェアの故障やソフトウェアの暴走等によ
り、これら決まったアドレス以外の領域をアクセスする
と、アンサーが返らずＢｕｓ ｅｒｒｏｒとなるのでこ
れを表示装置２０１に画面表示した後、システムを停止
する。尚、システムが停止する事により同時にＷａｔｃ
ｈ ｄｏｇ ｅｒｒｏｒにもなる。

【００２３】図２２は、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発
生した場合の、従来よく使用されている画面表示であ
る。図２３は、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発生した場
合の原因推定に使用される保守説明書のようなマニュア
ル類の原因推定図である。このアラームが発生すると数
値制御装置１のオペレータは、保守部門に連絡し、保守
担当者は保守説明書のようなマニュアル類で推定原因を
調べて、不良部品を推定し、カットアンドトライの方法
で、推定原因が当たるまで、手持ちの予備品と交換す
る。

【００２４】また、保守担当者を置いていない場合は、
サービス部門に電話等の通信手段を用いて、アラーム内
容と発生状況を連絡する。原因を特定するためには、適
切な対策をたてるため正確な発生状況の確認が必要であ
る。通常、数値制御装置の故障に際して、サービス部門
に次の発生状況を連絡する必要がある。

【００２５】（１）故障内容・・・・・今の場合はＰａ
ｔｉｔｙ ｅｒｒｏｒ （２）いつ発生したか？ （３）ＮＣの運転モード（どのプログラムを実行した
時）は？ （４）故障の頻度 （５）外部環境（ノイズ、周囲温度、電源事情、バッテ
リ電圧） サービス部門は、この発生状況の連絡を受けると、この
発生状況と過去のデータを照らし合わせて推定原因を調
べて、不良部品を推定し、交換部品を準備してに出向
く。

【００２６】図２４〜図２９には特開昭６４ー８１０１
０号公報に示された、エキスパートシステムを利用した
故障診断方法が示している。但し、特開昭６４−８１０
１０号公報においては手動パルス発生器を例にとって説
明してあるが、ここではＰａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒを例
にとって説明する。また図１７、図１８との整合性を保
つため図の内容について一部変更している。図２４、図
２５は特開昭６４−８１０１０号公報に示された、エキ
スパートシステムを含む数値制御装置に相当するブロッ
ク図である。

【００２７】図２４の１０３２は故障原因を推論する推
論機構プログラムが入っている推論ソフトウェア、１０
６２は種々の故障に対する原因究明とその処置方法につ
いての専門知識、各種情報を読み取って現象を判断する
知識が備えられた知識ベース、１０３３はアラーム検知
部、図２５の１０１４２はＮＣ内部情報である。アラー
ム検知部１０３３を破線で示した理由は、実際の数値制
御装置においてアラーム検知部１０３３は独立した回路
ブロックを持っているのではなく、図２４の全ての回路
ブロックに分散されてふくまれているからである。 ま
た、加工プログラムの誤り、操作ミス等はソフトウェア
で検知するからである。

【００２８】次に動作について説明する。推論ソフトウ
ェア１０３２と、知識ベース１０６２と、対話入力手段
である操作ボード２０とで故障診断エキスパートシステ
ムを構成する。ここで、エキスパートシステムとは、専
門家（エキスパート）が持っている知識をコンピュータ
に蓄積し、専門家がその知識をもとにして判断したり推
論したりするのと同様なプロセスをコンピュータ上で実
現することによって、ユーザが得たい情報を専門家にな
りかわって提供するシステムである。

【００２９】以下、推論ソフトウェア１０３２と対話し
ながら故障原因を究明する場合について説明する。Ｐａ
ｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発生して機械が停止したとす
る。Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒの原因として考えられる
原因は図２３の通りであるが、簡単のため次の３つ 原因１． バッテリ不良 原因２． 不揮発性ＲＡＭ（プリント板）不良 原因３． ＣＰＵ（揮発性メモリの乗っいるプリント
板）不良 だけだとする。

【００３０】さて、上記３つの原因からどの故障原因に
よるものであるかを特定するために、原因探究のための
専門知識を予め知識ベース１０６２に、コンピュータで
処理しやすいデータ形式で蓄える。例えば、下記のよう
なプロダクションルールと呼ばれる。 「ＩＦ〜ＴＨＥＮ〜」 形式のルールを専門知識として知識ベース１０６２に、
コンピュータで処理しやすいデータ形式で格納してお
く。

【００３１】ルール１．ＩＦ「不揮発性ＲＡＭのＬＥＤ
が点灯」かつ「バッテリアラームのＬＥＤが点灯」 ＴＨＥＮ 「原因１」 ルール２．ＩＦ「不揮発性ＲＡＭのＬＥＤが点灯」かつ
「バッテリアラームのＬＥＤは点灯していない」 ＴＨＥＮ 「原因２」 ルール３．ＩＦ「不揮発性ＲＡＭのＬＥＤが点灯してい
ない。」 ＴＨＥＮ 「原因３」

【００３２】かかる状態において、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒ
ｒｏｒが発生して機械が停止したとき、オペレータは操
作ボード２０の所定のメニューキー２０４を押してエキ
スパートシステムの故障診断を起動する。これにより、
図２６に示すように予め考えられるいくつかの故障の現
象が表示画面２０１に表示されるから、故障の現象に応
じた番号をテンキー２０３から入力する。尚、本例では
数値２を入力して「Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ」を選択
する。

【００３３】現象の入力により、推論ソフトウェア１０
３２が働き入力された故障の現象に応じた知識ベース１
０６２をもとに原因を探究しようとするが、ルール１〜
３より理解されるように原因を見つけ出すためには、ど
のルールの判定条件が成立するかチェックしなければな
らない。そして、これはオペレータに対する問いかけと
いう形で行われる。すなわち、推論ソフトウェア１０３
２はどのルールが成立するかを求めるためにまず図２７
に示す問いかけを行う。これにより、オペレータが
「１．不揮発性ＲＡＭのＬＥＤが点灯している」を選択
すると推論ソフトウェアは原因１か原因２のいずれかで
あると推論し、続いて図２８に示す問いかけを行う。こ
こで、もし、オペレータが「１．バッテリアラームのＬ
ＥＤが点灯している」を選択すると、これはルール１の
条件を満足するため、推論ソフトウェアは故障の原因が
「原因１」であると判断し、その判断結果を図２９に示
すように表示する。

【００３４】一方、図２８に示す問２の対話画面におい
て、オペレータが「２．バッテリアラームのＬＥＤが点
灯していない。」を選択するとこれはルール２の条件を
満足するため、推論ソフトウェアは故障の原因が「原因
２」であると判断し、その判断結果を表示する。又、図
２７に示す問１の対話画面において「２．不揮発性ＲＡ
ＭのＬＥＤが点灯していない。」を選択すると、推論ソ
フトウェアは問１の問いかけだけでルール３より「原因
３」と判断し、その判断結果を表示する。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御装置の
故障時の表示画面は故障内容しか表示していなかったの
で、保守部門で修理する場合は、過去のデータの蓄積が
不足しているため、原因を推定する場合にマニュアルを
見て、カットアンドトライの方法で、推定原因が当たる
まで、手持ちの予備品と交換しなければならず時間がか
かるという欠点があった。また、サービス部門で修理す
る場合は、過去のデータの蓄積はあるものの、前記表示
画面においては故障内容しか表示していないため、正確
な発生状況の連絡が大変困難な場合が多く間違った情報
が伝わり、サービス部門が何回も出動しなければ直らな
い場合も生じるという欠点があった。

【００３６】又、特開昭６４−８１０１０号公報に示さ
れた技術においては次の欠点がある。 （１）ここでは、制御ユニットに係わるハードウェアの
致命的な３つの故障の内Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒにつ
いて原因が３つだけとして説明したが、実際には、Ｐａ
ｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒの原因は３つだけではないし、更
に数値制御装置には数百〜数千のアラームがあり、膨大
なプロダクションルールと知識ベースが必要である。さ
らに、問いかけを表示するためにも膨大なメモリ容量が
必要となる。 （２）更に、ハードウェアの致命的な故障が発生した場
合にはシステムが正常に動作することは保証されず、操
作ボードにてマンマシンで対話形式で何時間も対話でき
る保証はないということである。

【００３７】（３）更に重要なことは、ハードウェアの
致命的な故障が発生した場合において、プロダクション
ルールで原因が推定できるのは簡単な場合だけで、外部
ノイズとか電源電圧の異常とか周囲温度の急変等で起こ
る再現性のない故障に関しては全く無力であり、電源を
入れ直したら直ってしまったり、エキスパートシステム
で指示された通りプリント板を交換しても、再発したり
することがあり得る。実際、サービス部門が本当に知り
たいのはこうした難解な不具合に対する対策であり、エ
キスパートシステムなどで対応できるような故障は、実
は発生状況さえ明確であれば電話１本で対処できるもの
がほとんどである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る数値制御
装置は、種々の故障に対する原因の究明ついての専門知
識が蓄えられた知識ベース部と、知識ベース部の専門知
識に基き外部環境条件及び内部条件に応じて故障の原因
及び故障の確率を推定し、故障の確率を変更する推論機
構部と、推論機構部で推定された故障原因と故障内容と
を木の形態で配置した原因推定図並びに各故障原因の確
率及びその変更を表示する画面表示部とを備えたもので
ある。

【００３９】前記表示部としては、故障発生時に交流電
源電圧、交流電源のノイズ、周囲温度のような数値制御
装置に対する外部環境条件を表示するものが好ましい。
また、故障原因に係る安定化電源装置を制御するシーケ
ンス回路は、前記外部環境条件を監視するマイクロコン
ピュータと、マイクロコンピュータと数値制御装置全体
を制御するメインＣＰＵとの通信を媒介する２ポートＲ
ＡＭとからなるものである。なお、故障原因に係る安定
化電源装置を制御するシーケンス回路は、安定化電源装
置のＯＮ．ＯＦＦにかかわらず前記外部環境条件を監視
するマイクロコンピュータと、前記外部環境条件を記憶
するＮＶＲＡＭと、安定化電源装置のＯＮ時にマイクロ
コンピュータと数値制御装置全体を制御するメインＣＰ
Ｕとの通信を媒介する２ポートＲＡＭとから成るものと
しても良い。

【００４０】さらに、この発明に係る数値制御装置は、
数値制御装置全体を制御するメインＣＰＵの内部のマイ
クロプロセッサのアクセスするアドレス履歴を保持する
手段と、そのアドレス、履歴の内容を故障発生時に読み
出す手段と、読み出したアクセスアドレス履歴を表示す
る画面表示部とを備えたものである。また、この発明に
係る数値制御装置は、サブＣＰＵ内部のマイクロプロセ
ッサのアクセスするアドレス履歴を保持する手段と、数
値制御装置全体を制御するメインＣＰＵ側でそのアドレ
ス履歴の内容を故障発生時に読み出す手段と、読み出し
たサブＣＰＵのマイクロプロセッサのアクセスアドレス
履歴を表示する画面表示部とを備えたものである。

【００４１】また、この発明に係る数値制御装置は、種
々の故障に対する原因の究明についての専門知識が蓄え
られた知識ベース部と、知識ベース部の専門知識に基づ
いて故障部位及びその故障確率を推定する推論機構部
と、推論機構部で推定された故障部位を要因分類に応じ
て色分けし、更に故障推定確率に応じて色の濃淡をつけ
て表示する画面表示部とを備えたものである。

【００４２】さらに、この発明に係る数値制御装置は、
種々の故障に対する原因の究明についての専門知識が蓄
えられた知識ベース部と、知識ベース部の専門知識に基
づいて故障の原因を推定する推論機構部と、交流電源電
圧、交流電源のノイズ・周囲温度のような数値制御装置
に対する外部環境条件を監視するマイクロコンピュータ
と、マイクロコンピュータと数値制御装置全体を制御す
るメインＣＰＵとの通信を媒介する２ポートＲＡＭとか
ら成る故障診断ユニットを、故障原因に係る安定化電源
装置に接続したものである。

【００４３】また、この発明に係る数値制御装置の故障
診断システムは、複数の数値制御装置をホストコンピュ
ータに接続し、故障診断をホストコンピュータ側で行う
システムにおいて、ホストコンピュータに、種々の故障
に対する原因の究明についての専門知識が蓄えられた知
識ベース部と、知識ベース部の専門知識に基づいて故障
の原因及びその確率並びに各数値制御装置で発生した故
障内容をもとに故障原因の確率を変更する推論機構部と
を備えたものである。

【００４４】

【作用】上記のように構成された数値制御装置によれ
ば、推論機構部は、トラブルシューティングの知識をも
とに作られた故障内容と故障原因とを木の形態で配置し
た原因推定図が蓄積された知識ベース部の枝の確率を、
内部条件、外部環境条件に応じて、推論機構部に備えら
れた計算式に基づき計算する。画面表示部は、原因推定
図並びに故障原因の確率及び、内部条件及び外部条件及
び現在の状態での最善の処置を表示する。

【００４５】作業者が、指示された処置を実施した後、
再度運転を再開すると、推論機構部は、原因推定図が蓄
積された知識ベース部の枝の確率を、この処置に応じて
変更し、画面表示部は、その変更した確率を表示する。
さらに、画面表示部は、交流電源電圧、交流電源ノイ
ズ、周囲温度のような外部環境条件をも表示する。ま
た、安定化電源装置のＯＮ・ＯＦＦを制御するシーケン
ス回路に備えられたマイクロコンピュータは、交流電源
の電圧及びノイズ並びに周囲温度を監視し、その結果
を、数値制御装置全体を制御するメインＣＰＵとの通信
を媒介する２ポートＲＡＭへ書き込む。

【００４６】尚、マイクロコンピュータに上記作用と異
なる作用をさせることができ、その場合には、安定化電
源装置のＯＮ・ＯＦＦを制御するシーケンス回路に備え
られたマイクロコンピュータは、交流入力がある限り動
作するので、安定化電源装置のＯＮ・ＯＦＦに関わら
ず、交流電源電圧、瞬時停電履歴、交流電源のノイズ、
周囲温度のような数値制御装置に対する外部環境条件を
数値制御装置の電源がＯＦＦ状態でも監視し、ＮＶＲＡ
Ｍに書き込む。そして、数値制御装置がＯＮ時にその内
容を読みだし、その結果を数値制御装置全体を制御する
メインＣＰＵとの通信を媒介する２ポートＲＡＭへ書き
込む。

【００４７】さらに、上記のように構成された数値制御
装置によれば、アドレス履歴を保持する手段は、数値制
御装置全体を制御するメインＣＰＵの内部のマイクロプ
ロセッサのアクセスするアドレスの最新の数ステップ分
を保持する。アドレス履歴の内容を故障発生時に読み出
す手段は、通常ソフトウェアの例外処理ルーティンに設
けられ、故障発生時には割り込みまたはバスエラーを発
生する事により、通常ルーティンより例外処理ルーティ
ンにソフトウェアの流れを変える事によりアクセスアド
レス履歴を読み出す。数値制御装置の画面表示部は読み
出したアクセスアドレス履歴を表示する。

【００４８】また、上記のように構成された数値制御装
置によれば、サブＣＰＵ内部のマイクロプロセッサのア
ドレス履歴を保持する手段は、数値制御装置のサブシス
テムを制御するサブＣＰＵ内部のマイクロプロセッサの
アクセスするアドレスの最新の数ステップ分を保持す
る。アドレス履歴の内容を故障発生時に読み出す手段
は、メインＣＰＵ側の例外処理ルーティンに設けられ、
故障発生時には割り込みをメインＣＰＵ側に対して発生
することにより、通常ルーティンより例外処理ルーティ
ンにソフトウェアの流れを変える事によりサブＣＰＵの
アクセスアドレス履歴を読み出す。数値制御装置の画面
表示部は読み出したサブＣＰＵのアクセスアドレス履歴
を表示する。

【００４９】また、上記のように構成された数値制御装
置によれば、知識ベース部の専門知識に基づいて数値制
御装置およびその故障確率を推定する推論機構部は、故
障発生時に、数値制御装置を構成する各部品を自動判別
する事により、数値制御装置の画面表示部に、数値制御
装置の実際の形状に近い形で表示し、その中の故障部位
を要因分類に応じて表示し、更に推定確率に応じて色の
濃淡をつけて表示する。

【００５０】また、上記のように構成された数値制御装
置によれば、故障診断ユニットは故障の発生した数値制
御装置の安定化電源に取り付けられ、知識ベース部と推
論機構部とインタフェース回路及び２ポートＲＡＭによ
り故障診断及び数値制御装置のメインＣＰＵとの通信を
実施する。また、上記のような構成された数値制御装置
の故障診断システムによれば、ホストコンピュータに設
けられた知識ベース部と推論機構部により故障診断を実
施する。

【００５１】

【実施例】

実施例１．図１、図２、図３は本発明の数値制御装置の
一実施例の故障表示画面を表す図であり、この例では簡
単のためにＰａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発生した場合の
画面表示を示す。２０１１は原因推定図表示であり、発
生したアラームは太線で囲んだブロックとしておりＰａ
ｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発生したことを示している。ブ
ロックとブロックを結ぶ線の下の括弧で囲んだ数字は左
側のブロックを結果と見なし、右側のブロックを推定原
因とした場合の推定原因確率を示す。２０１２は故障発
生時刻表示である。２０１３は故障発生時点及びその少
し前の環境条件表示である。

【００５２】２０１４は電源ＯＦＦ時に不揮発性ＲＡＭ
１０６に電源を供給し、メモリバックアップをするため
のバッテリの電圧を示す表示である。２０１５は制御ユ
ニット１０内部のマイクロプロセッサＭＰＵ１０１１の
アクセスアドレス履歴表示である。その一行目はメイン
ＣＰＵ１０１内部の図１６のＭＰＵ１０１１のアクセス
アドレスの履歴である。二行目は図１５のサーボＩ／Ｆ
１０５内部にサブＭＰＵを持っているシステムにおいて
付加されるもので、そのサブＭＰＵのアクセスアドレス
の履歴である。２０１６は動作中の加工プログラム表示
である。２０１７は操作履歴表示である。

【００５３】図４は、知識ベース１０６２の中味を説明
する図である。図５は図１の画面表示を実現するための
具体的なハードウェア構成を説明するブロック図であ
る。１１Ａは環境条件表示するために改良された安定化
電源装置たるＡＶＲ、１１２は温度センサ、１０１Ａは
メインＣＰＵ１０１内部のＭＰＵ１０１１のアクセス履
歴を実現するように改良されたＣＰＵ、１０５１Ａはア
クセスアドレス履歴回路、１０５ＡはサブＣＰＵのアク
セスアドレスの履歴を実現するように改良されたサーボ
Ｉ／Ｆ、１０５１はアクセスアドレス履歴回路である。
図６は環境条件表示を実現するために改良されたＡＶＲ
１１Ａの構成を説明するブロック図である。

【００５４】１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃは
整流回路、１５２、１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃは平
滑回路、１５３はスイッチング手段、１５４、１５４
Ａ、１５４Ｂはレギュレータ、１５５、１５５Ａは電流
検出回路、１５６は電圧検出回路、１５８はＴＴＬやＣ
ＭＯＳ ＩＣ（図示せず）等のディジタルＩＣとＯＰア
ンプ等のアナログＩＣよりなるシーケンス回路、１５７
はシーケンス回路１５８に電力を与える補助電源、１５
９はトランス、１６０は絶縁ＡＭＰである。シーケンス
回路１５８には外部よりＯＮスイッチ、ＯＦＦスイッチ
が入力され、更にバッテリと温度センサが接続されてい
る。

【００５５】シーケンス回路１５８の外部出力として
は、ＣＰＵ１０１ＡにＡＣ入力断等によりＤＣ出力がも
うすぐ無くなる事を知らせるＡＣ入力断信号、ＡＣ入力
断信号出力後暫くの時間経過後に出力されるメモリ保護
に使用されるメモリ保護信号、ＡＶＲの異常をＣＰＵ１
０１Ａに知らせるＡＶＲ異常信号、バッテリ電圧が低下
した事をＣＰＵ１０１Ａに知らせるバッテリ異常信号が
ある。更に、シーケンス回路１５８はシステムＢＵＳ１
１１に接続されている。その他の入出力信号はＡＶＲ１
１Ａ内部で使用される。

【００５６】図７はシーケンス回路１５８の内部構成を
説明するブロック図である。１５８Ａは通常の電源とし
ての機能を司る標準シーケンス回路部分で１５８１は内
部にマイクロコンピュータＭＣＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タ
イマ、Ａ／Ｄ変換器、パラレル入力、パラレル出力等を
含むワンチップマイコン、１５８２はＣＭＯＳディレー
回路、１５８３は入力信号の雑音を除去するために設け
られたフィルタ回路、１５８４は不揮発性ＲＡＭ（以後
ＮＶＲＡＭと云う）である。

【００５７】１５８Ｂは本発明の主体となる追加シーケ
ンス回路で、１５８５はノイズ検知回路、１５８６は２
ＰＯＲＴ ＲＡＭである。図８、図９はシーケンス回路
１５８の動作を説明するフローチャートであり、太線で
囲ったブロックが本発明に関する部分である。図１０と
図１１は本発明のアクセスアドレス履歴表示を実現する
ハードウェア構成を示すブロック図であり、図１０はＣ
ＰＵ１０１Ａのブロック図である。図１１はサーボＩ／
Ｆ１０５Ａのブロック図である。図１０の１０５１Ａ，
図１１の１０５１はアドレス履歴回路、１０５０７はＭ
ＰＵ１０１１のアドレスをラッチしアドレス履歴を記憶
しておくｎ個のラッチ、１０５０８はラッチしたｎ段の
アドレス履歴をＭＰＵ１０１１が読み出すためのｎ個の
バッファである。１０５２Ａ、１０５２はＷａｔｃｈ
ｄｏｇ ｅｒｒｏｒ、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ、Ｂｕ
ｓ ｅｒｒｏｒが発生した事を検知するアラーム検知回
路である。

【００５８】次いで、図５〜図１１を参照して図１の表
示動作について説明する。説明の順序は、原因推定図表
示２０１１、故障発生時刻表示２０１２、環境条件表示
２０１３、バッテリ電圧表示２０１４、アクセスアドレ
ス履歴表示２０１５の順で行う。Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒ
ｏｒが発生して機械が停止したとする。Ｐａｒｉｔｙ
ｅｒｒｏｒの検知はアラーム検知部１０３３が行うが、
前述したように実際の数値制御装置においてアラーム検
知部１０３３は独立した回路ブロックを持っているので
はなく、図５の全ての回路ブロックに分散されており、
Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒのようなハードウェアで検知
できるアラームの場合図１０のアラーム検知回路１０５
２Ａ、及び図１１のアラーム検知回路１０５２がこれを
行う。

【００５９】ＣＰＵ１０１Ａ側のＰａｒｉｔｙ ｅｒｒ
ｏｒが発生したとする。アラーム検知回路１０５２Ａは
Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒを検出し、アラーム信号を出
力し、割込制御回路１０１７で割込みを発生させＭＰＵ
１０１１に知らせる。この割込みを受けたＭＰＵ１０１
１は図５の通常のＮＣソフトウェア１０３１による運転
を停止し、制御を推論ソフトウェア１０３２に渡す。知
識ベース部１０６２には、通常のエキスパートシステム
の知識ベースとは別に、通常のエキスパートシステムで
は対応できない難解な故障に対して、サービス部門にて
蓄積された知識を元に、図４に示すように結果とその推
定原因の接続図と推定原因の確率の形態で蓄積されてい
る。

【００６０】通常のエキスパートシステムにおいては、
従来例において述べたように、確率の代わりに条件が来
る。ここで、通常のエキスパートシステムでは対応でき
ない難解な故障とは、条件を満足しているか調べるため
に特別な測定器を必要としたり、のソフトウェア不正
アクセスやノイズのように、条件自体をそもそも設定す
ることができない接続を含むものである。

【００６１】また、ＡＶＲ不良、その他のプリント板不
良にしても、条件としては、結局、「ＡＶＲを交換して
正常に動作しますか？」とか、「プリント板を１枚１枚
交換して正常に動作しますか？」程度の条件となってし
まい、こういう接続を含むものもやや難解な故障と云え
る。推論ソフトウェアは図４のとを組み合わせて、
図１の原因推定図表示２０１１に示すようにＰａｒｉｔ
ｙ ｅｒｒｏｒの原因として考えられる原因を故障Ｔｒ
ｅｅの形で原因推定図表示２０１１として表示画面２０
１に表示する。

【００６２】ここで、故障Ｔｒｅｅの枝の下に括弧付で
与えられている数字はその右側のブロックが原因である
場合の推定確率である。この推定確率は今までの出荷台
数と受けつけたクレームを元にサービス部門にて作成さ
れ、常に更新される性質のものである。そしてこの推定
確率は知識ベース１０６２に入っており、サービス部門
より供給される。Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒはハイライ
トされており、現在発生している不具合はＰａｒｉｔｙ
ｅｒｒｏｒであることをオペレータは認識する。

【００６３】次に、このＰａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒのブ
ロックより右側に６つの枝が延びており、確率の高い順
序で６つの推定原因のブロック図が表示されている。不
揮発性ＲＡＭ１０６のＰａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが７０
％と最も高いので先ずこのプリント板に関連した不良で
ある事を疑う。不揮発性ＲＡＭ１０６は通常バッテリ
（図示せず）でバックアップされているので、不揮発性
ＲＡＭ１０６の不良としてはプリント板自身の不良以外
にこのバッテリの容量抜けが考えられ、このブロックの
右側は２つに枝分かれしている。実は、バッテリ電圧表
示２０１４を実現する回路においてバッテリ電圧を検出
しているので、この２つの枝の推定確率は、サービス部
門より供給される知識ベース１０６２の値そのものでは
ない。

【００６４】推論ソフトウェア１０３２は知識ベース１
０６２とこのバッテリ電圧測定値より計算して、バッテ
リ不良確率を表示する。つまり、バッテリ不良確率はバ
ッテリ電圧の関数として与えられる。ここで、バッテリ
電圧が２．５Ｖでバッテリバックアップ保証電圧２．６
Ｖ以下であり、バッテリ不良確率が９０％であるので、
バッテリ不良である確率が非常に高いのである。オペレ
ータは、この画面の処置の欄に表示されたメッセージに
従ってバッテリを交換する。

【００６５】この後、２次メモリ５２等を使用して不揮
発性ＲＡＭ１０６へのデータの再ローディング等の適切
な処置を実施した後、電源を再投入するなどして、ＮＣ
運転のモードに戻し、運転を再開する。この処置が当た
りであれば、通常のＮＣ運転を実施するが、外れの場合
は再び、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発生し、アラーム
表示画面が現れる。但し、今度はバッテリを正常なもの
と交換したので、バッテリ電圧表示は３．２Ｖとなり正
常であるので、全体の推定確率もがらりと変わった図２
の画面になる。

【００６６】この新しい推定確率は、次の方法で計算し
たものである。旧不良確率は、 バッテリ不良・・・・・６３％ 不揮発性ＲＡＭプリント板不良・・・・・７％ ＣＰＵ内揮発性ＲＡＭ不良・・・・・１５％ ＡＶＲ不良・・・・・５％ その他のプリント板不良・・・・・５％ ソフトウェアアクセス不良・・・・・４％ ノイズ・・・・・１％ であるが、バッテリを交換した事により、バッテリ不良
の６３％は消滅し、但しバッテリ自身の不良はなくなっ
たものの接触不良等が残りこれが３％とすると、 ３＋７＋１５＋５＋５＋４＋１＝４０％ となり、それぞれの推定原因確率を０．４で除し、合計
が１００％になるように適当に丸めることにより求めら
れる。

【００６７】オペレータは、この画面の処置の欄に表示
されたメッセージに従ってＣＰＵプリント板を交換す
る。この処置が当たりであれば、通常のＮＣ運転を実施
するが、外れの場合は再び、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ
が発生し、再び図２のアラーム表示画面が現れる。しか
も、今度はバッテリ電圧が変わっていないため、ＣＰＵ
プリント板を良品と交換したにもかかわらず故障Ｔｒｅ
ｅの推定確率はほとんど図２と同じものである。

【００６８】この不都合を解決するのが、原因推定図表
示２０１１の処置欄の下のメッセージで、メッセージ
「前回実施した処置に対応する番号をＫＥＹでインプッ
トしてください」に従って、オペレータは前回処置した
内容に応じた番号を図１７のテンキー２０３から入力す
る。今の場合は”１”を入力する。すると、表示画面の
内容が変化して図３の表示画面に変わる。オペレータ
は、この画面の処置の欄に表示されたメッセージに従っ
て不揮発性ＲＡＭプリント板を交換する。次に、故障発
生時刻表示２０１２について図１０を参照して説明す
る。アラーム検出回路１０５２Ａの出力であるアラーム
信号による割り込みにより、ＭＰＵ１０１１は時計１０
１６１の現在時刻を読み取り、故障発生時刻表示を行
う。

【００６９】次に、環境条件表示２０１３について図５
〜図９を参照して説明する。この方法は著者が最近提案
した、電源シーケンス可変なＡＶＲで使用した方法の拡
張である。図６、図７、図８、図９で太線で示した部分
が環境条件表示に関連する部分である。本実施例では、
ワンチップマイコン１５８１を使用し、Ａ／Ｄ変換器で
アナログデータからディジタルデータに変換するのに時
間を要するため、図９に示すようなサブルーティンを使
用したが、図８で必要なＳｔｅｐでその都度読み込んで
もよい。先ず、サブルーティン図９より説明する。この
サブルーティンは５ｍｓｅｃ毎に起動する。５ｍｓｅｃ
にしたのは通常のＡＶＲにおいて、瞬時停電許容時間が
２０ｍｓｅｃであるため、２０ｍｓｅｃ以下の瞬時停電
を検知するため、それより一桁低い値にする必要がある
ためである。

【００７０】図９において、Ｓｔｅｐ１２１でＡＣモニ
タのＡ／Ｄ変換値をＲｅａｄし、図７の２ＰＯＲＴ Ｒ
ＡＭ１５８６に書き込む。ここでＡＣモニタとはＡＣ入
力電圧を直接ワンチップマイコンに入力するわけにはい
かないため、図６の補助電源１５７にてレベル変換する
と共に整流、平滑した入力の事である。但し、ノイズの
測定は実施しないため、高周波はパスさせるものとす
る。高周波カットは図７のフィルタ回路１５８３で行う
ものとする。これが、ＡＣ入力記録処理であり、図１の
環境条件表示２０１３の「ＡＣ入力１２５Ｖ」はこのル
ーティンによって得られたデータである。

【００７１】Ｓｔｅｐ１２１でＡＣモニタのＡ／Ｄ変換
値をＲｅａｄし、不足電圧か過電圧の場合、ＡＣ電圧不
足ＦＬＡＧ又は、ＡＣ電圧過電圧ＦＬＡＧをＯＮする。
Ｓｔｅｐ１２３でＡＣ入力が無くなったと診断される場
合、瞬時停電ＰＡＲＡに１を加えて瞬時停電ＦＬＡＧに
挿入する。さらに、図７のＮＶＲＡＭ１５８４と２ＰＯ
ＲＴ ＲＡＭ１５８６に瞬時停電が起こった旨を知らせ
るため瞬時停電時間（５×瞬時停電ＰＡＲＡ）を記憶す
る。これが、瞬時停電記録処理であり、図１の環境条件
表示２０１３の「瞬時停電’９２ ６−１９ ＡＭ０：
００ １５ｍｓｅｃ」はこのルーティンによって得られ
たデータである。Ｓｔｅｐ１２４で瞬時停電ＰＡＲＡが
規定値（例えば５×４＝２０ｍｓｅｃ）以上になつた
ら、ＡＣ入力断ＦＬＡＧをＯＮする。

【００７２】次いで、Ｓｔｅｐ１２５の説明の前にＡＣ
電源ノイズを検出する回路を説明する。図７のノイズ検
知回路１５８５はＡＣ電源ノイズ検出に使用される回路
で、予めワンチップマイコン１５８１にてこれ以上の電
圧をノイズと見なす値をラッチ１５１８１にセットして
あるとする。この値はＤ／Ａコンバータ１５１８２でＤ
／Ａ変換されコンパレータ１５１８３の端子に入力され
基準電圧となる。ＡＣ入力にノイズが乗って、コンパレ
ータ１５１８３の出力がＯＮするとフリップフロップ１
５１８４をセットする。

【００７３】Ｓｔｅｐ１２５でＦ／Ｆ１５１８４がセッ
トされているかチェックし、セットされていたらその旨
をＮＶＲＡＭ１５８４と２ＰＯＲＴ ＲＡＭ１５８６に
記録する。これが、ＡＣ電源ノイズ記録処理であり、図
１の環境条件表示２０１３の「ＡＣ電源ノイズ１ＫＶ以
上 ’９３−６−２１ ＡＭ９：００」はこのルーティ
ンによって得られたデータである。周囲温度検知におい
て、温度センサがフィルタ回路１５８３に入力され、ノ
イズを除去される。そして、ワンチップマイコン１５８
１のＡ／Ｄ変換器に入力され、ディジタル量に変換され
る。

【００７４】Ｓｔｅｐ１２６でタイマＩＴを数えて、規
定時間が来たら、例えば１時間ごとに、周囲温度Ａ／Ｄ
変換値をＲｅａｄし、ＮＶＲＡＭと２ＰＯＲＴ ＲＡＭ
に記録する。これが、周囲温度記録処理であり、図１の
環境条件表示２０１３の「周囲温度変化・・・・・」は
このルーティンによって得られたデータである。Ｓｔｅ
ｐ１２７で５Ｖ、＋１２Ｖ、−１２ＶのＡ／Ｄ変換値を
Ｒｅａｄし、不足電圧か過電圧の場合、５Ｖ電圧不足Ｆ
ＬＡＧ、５Ｖ電圧過電圧ＦＬＡＧ、１２Ｖ電圧不足ＦＬ
ＡＧ、／１２Ｖ電圧過電圧ＦＬＡＧ、−１２Ｖ電圧不足
ＦＬＡＧ又は、−１２Ｖ電圧過電圧ＦＬＡＧをＯＮす
る。Ｓｔｅｐ１２３で２４Ｖ絶縁電圧のＡ／Ｄ変換値を
Ｒｅａｄし、不足電圧か過電圧の場合、２４Ｖ電圧不足
ＦＬＡＧ又は２４Ｖ電圧過電圧ＦＬＡＧをＯＮする。

【００７５】次いで、ＡＶＲ１１Ａのシーケンスのメイ
ンルーティンを図８に従って説明する。ＡＣ入力が入力
されるとワンチップマイコン１５８１はリセット解除さ
れ、Ｓｔｅｐ１００に進む。Ｓｔｅｐ１００は環境条件
表示のための初期ルーティンであり、前記の瞬時停電Ｐ
ＡＲＡの初期化とか、ＡＣノイズ測定のためのスレッシ
ョルド値のラッチ１５１８１へのセット等を行う。例え
ば、ＡＣノイズ測定のためのスレッショルド値はＮＶＲ
ＡＭ１５８４に予め書き込まれており、この値を利用す
るものとする。勿論、２ＰＯＲＴ ＲＡＭ１５８６を介
してＣＰＵ１０１Ａより設定できるようにすれば、オペ
レータがパラメータ等により操作ボード２０によりいつ
でも設定変更できるのでよりよいが、この方法はソフト
ウェアが複雑になるので説明の都合上省略する。

【００７６】図６の整流回路１５１と補助電源１５７に
ＡＣ入力が入っている状態で、Ｓｔｅｐ１０１でＯＮス
イッチが押されるとＳｔｅｐ１０２に進む。Ｓｔｅｐ１
０２でＯＦＦスイッチが押されていないとＳｔｅｐ１０
３に進む。Ｓｔｅｐ１０２でＯＦＦスイッチが押されて
いるとＯＦＦスイッチ優先によりＳｔｅｐ１０１に戻り
ＯＮスイッチが押されるのを待つ。

【００７７】Ｓｔｅｐ１０３にてＯＮ／ＯＦＦをアサー
トしてスイッチング手段１５３をＯＮする。すると、整
流回路１５１、平滑回路１５２にて直流に変換された電
力はスイッチング手段１５３でスイッチングされ、トラ
ンス１５９、整流回路１５１Ｃ、平滑回路１５２Ｃを経
て５Ｖが、整流回路１５１Ａ、平滑回路１５２Ａ、レギ
ュレータ１５４、１５４Ａを経て±１２Ｖが出力され始
める。出力を５Ｖにするための制御は電圧検出回路１５
６で検出した電圧をフィードバックするフィードバック
制御で行っている。５Ｖ出力がショートされた状態でス
イッチング手段１５３がＯＮされると電流検出回路１５
５Ａの出力がスイッチング手段１５３にオーヴァカレン
トである事を知らせスイッチング手段１５３の出力を遮
断する。ＳＴＥＰ１０４で５Ｖ、±１２Ｖ出力が正常に
立ち上がるまで待つ。このためには５Ｖ、±１２Ｖ出力
が定格値になりＤＣアラーム（５Ｖ、±１２Ｖ出力それ
ぞれの不足電圧／過電圧アラームの論理和）が無くなる
まで待てばよい。

【００７８】Ｓｔｅｐ１０５ではＡＣ入力断信号をネゲ
ートすると共に２４Ｖ ＯＮをアサートする。すると、
レギュレータ１５４Ｂを０Ｎし整流回路１５１Ｂ、平滑
回路１５２Ｂを経てレギュレータ１５４Ｂに入力されて
いた直流電力がレギュレータ１５４Ｂで２４Ｖに調節さ
れ２４Ｖが出力され始める。この場合も２４Ｖ出力がシ
ョートされた状態でレギュレータ１５４ＢがＯＮされる
と電流検出回路１５５が過電流である事を検知し、レギ
ュレータ１５４Ｂの出力を遮断する。尚、数値制御装置
では一般に５Ｖと±１２Ｖは図５の制御ユニット１０内
部で使用し、２４Ｖは操作ボード２０や機械４０の接点
入力４０２や接点出力４０３で使用されるため、２４Ｖ
は負荷によっては相当の突入電流がある場合がある。

【００７９】Ｓｔｅｐ１０６はこの突入電流の期間だけ
２４Ｖにアラームがあっても無視するために設けられ、
一定時間待つ。Ｓｔｅｐ１０７は負荷に定格電流を越え
た電流が流れ、電圧が定格より低い、即ち不足電圧にな
っていないかチェックする。不足電圧になっている場合
はＳｔｅｐ１１６に進む。

【００８０】Ｓｔｅｐ１０８ではＡＶＲ１１Ａは立上げ
完了した。バッテリ電圧が正常かどうかチェックし電圧
不足の場合、バッテリ異常信号をアサートする。Ｓｔｅ
ｐ１１１以降は正常に立ち上がった後のルーチンであ
る。Ｓｔｅｐ１１１ではＡＣ入力が電圧不足又は過電圧
になってないかチェックし電圧不足又は過電圧の場合Ｓ
ｔｅｐ１１２でＡＶＲ異常信号をアサートする。

【００８１】Ｓｔｅｐ１１３では５、±１２Ｖ電圧が不
足または過電圧になってないかチェックし５、±１２Ｖ
電圧が不足または過電圧になっている場合Ｓｔｅｐ１１
４にてＯＮ／ＯＦＦをネゲートしスイッチング手段をＯ
ＦＦする。即ちＤＣ出力を全てＯＦＦする。Ｓｔｅｐ１
１５では２４Ｖ電圧が不足または過電圧になってないか
チェックし２４Ｖ電圧が不足または過電圧になっていれ
ばＳｔｅｐ１１６で２４Ｖ ＯＮをネゲートし２４Ｖ出
力をＯＦＦする。Ｓｔｅｐ１１７ではＡＣ入力断又はＯ
ＦＦスイッチが押されてないかチェックしＡＣ入力断又
はＯＦＦスイッチが押された場合Ｓｔｅｐ１１８で電源
ＯＦＦ処理をする。

【００８２】次いで、バッテリ電圧表示２０１４に関し
て図７、図８、図１０を参照して説明する。図７におい
て、バッテリ電圧はフィルタ回路１５８３を介してワン
チップマイコン１５８１に入力され、その内部のＡ／Ｄ
コンバータによりディジタルデータに変換される構成に
なっている。図８においては、この値を電源立ち上げ時
にＲｅａｄしている。アラーム検知回路１０５２Ａの出
力であるアラーム信号による割り込みにより、ＭＰＵ１
０１１はこの値を図７の２ＰＯＲＴ ＲＡＭ１５８６経
由で読み取り、バッテリ電圧表示２０１４を行う。次い
で、アクセスアドレス履歴に関して、図１０、図１１を
参照して説明する。

【００８３】図１０において、ＭＰＵ１０１１から出力
されるアドレス信号はｎ段のラッチ１０５０７の最初の
ラッチ１に入力される。ＭＰＵ１０１１の出力信号には
通常アドレスＢＵＳに正しいアドレスが出力されている
事を示すアドレスストローブがあり、正常運転時におい
て、アラーム検知回路１０５２Ａはこの信号をそのまま
アドレスラッチ信号としてラッチ１〜ラッチｎのクロッ
ク端子に入力する。すると、現在のＭＰＵアドレスはラ
ツチ１に保持されると共にバッファ１に入力される。

【００８４】ＭＰＵ１０１１の次のＢＵＳサイクルが来
ると、上記と同様な方法で新たなアドレスがラッチ１に
保持されると共に、ラッチ１に保持された前回のＭＰＵ
ＢＵＳサイクルにおけるアドレスがラッチ２に移動す
る。以下同様にしてラッチ１には最新ＭＰＵアドレス
が、ラッチ２にはその直前のＭＰＵアドレスが、という
具合に、ｎサイクルのＭＰＵアドレスの履歴がラッチ１
〜ラッチｎに記憶され、その出力がバッファ１〜バッフ
ァｎに入力される。アラーム検知回路１０５２ＡがＷａ
ｔｃｈ ｄｏｇ ｅｒｒｏｒ、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏ
ｒ、Ｂｕｓ ｅｒｒｏｒ等のアラームを検出すると、ラ
ッチ１〜ラッチｎのクロック端子へのアドレスラッチ信
号ラインへのアドレスストローブ信号の通過を阻止す
る。

【００８５】かくして、アラーム検知後のＭＰＵアドレ
スはアドレス履歴回路１０５１Ａのラッチ１にはラッチ
されないし、ラッチ１に保持されたＭＰＵアドレスがラ
ッチ２に移動することもない。アラーム検出回路１０５
２Ａより出力されるアラーム信号は割り込み制御回路１
０１７に入力されＭＰＵ１０１１に割り込みをかける。
すると、割り込み処理ルーティンが起動され、バッファ
ｎからバッファ１に至るバッファ１０５０８のゲート端
子（図示せず）を順番にＥｎａｂｌｅにし、ラッチｎに
保持されたｎサイクル前のアドレスからラッチ１に保持
された最新のアドレスまで順番にＲｅａｄし、これを図
１のアクセスアドレス履歴２０１５のＣＰＵの欄に表示
する。

【００８６】次いで、サーボＩ／Ｆ１０５Ａの場合をＣ
ＰＵ１０１Ａの場合と異なる点を中心に説明する。図１
１におけるサーボＩ／Ｆ１０５Ａの場合もＣＰＵ１０１
Ａの場合と同様にしてアラーム検知直前のｎサイクルの
ＭＰＵサイクルのアドレスがアドレス履歴回路１０５１
のラッチｎ〜ラッチ１に記憶されるのであるが、アラー
ム検知回路１０５２より出力されるアラーム信号はＭＰ
Ｕ１０５０１に対して割り込みをかけるのではなく、シ
ステムＢＵＳコネクタ１０５１０と図１０のシステムＢ
ＵＳコネクタ１０１８を経由して割り込み制御回路１０
１７に入力されＣＰＵ側のＭＰＵ１０１１に割り込みを
かける。そして、割り込み処理ルーティンが起動され、
バッファｎからバッファ１に至るバッファ１０５０８の
ゲート端子（図示せず）を順番にＥｎａｂｌｅにし、ラ
ッチｎに保持されたｎサイクル前のアドレスからラッチ
１に保持された最新のアドレスまで順番にシステム側の
ＣＰＵがＲｅａｄし、これを図１のアクセスアドレス履
歴２０１５のサーボＩ／Ｆの欄に表示する。

【００８７】この方法の利点は、アラーム発生時の暴走
の仕方が激しくてＭＰＵ１０５０１自身が内部的に誤動
作して割り込みすら受け付けないという場合において
も、ＣＰＵ１０１Ａ側においてアクセスアドレス履歴を
Ｒｅａｄできる点である。勿論、図１０のＣＰＵ１０１
Ａの場合のように、アラーム信号をサーボＩ／Ｆ１０５
Ａ側の割り込み制御回路１０５１１に入力し、サーボＩ
／Ｆ１０５Ａ側の割り込みルーティンを起動し、アクセ
スアドレス履歴をＰＯＲＴ ＲＡＭ１０５０２経由でＣ
ＰＵ１０１Ａに渡す事も可能である。

【００８８】また、図５においてＣＰＵ１０１Ａとサー
ボＩ／Ｆ１０５Ａが同格で、共にバスマスタになりうる
システムにおいては、つまり図１１のようにサーボＩ／
Ｆ１０５Ａと２ＰＯＲＴ ＲＡＭ１０５０２で通信する
のでなく、コモンメモリ（図示せず）経由で通信するシ
ステムにおいては、ＣＰＵ１０１Ａ側のアラーム発生時
におけるアクセスアドレス履歴をサーボＩ／Ｆ１０５Ａ
側がＲｅａｄし、図１のアクセスアドレス履歴２０１５
のＣＰＵの欄に表示する事も可能である。

【００８９】実施例２．実施例１はどちらかといえばあ
る程度数値制御装置に関する知識を持ったサービスマン
や保守担当者を対象にした故障診断表示であるが、実施
例２では、より素人に分かり易い故障診断表示を提供す
る。そのために、実施例１の原因推定図表示２０１１の
代わりに、より実際の形状に近い形の表示形態をとる。
図１２は本発明の数値制御装置の他の実施例の故障部位
表示画面を表す図である。この図は図５のブロック図を
オペレータに分かりやすいように実際の形状に合わせて
いる。１１０１はバッテリ、３０Ａは主軸ＡＭＰ、４０
１Ａは主軸モータ、４０１１は検出器である。

【００９０】図１〜図３、図５を参照にして、図１２の
動作について説明する。故障部位表示自身はコピー機等
にて既に実施されているので、ここでは、それらとの違
いを中心に説明する。数値制御装置とコピー機の構成の
主な違いは数値制御装置においては工作機械の機種毎に
サーボＡＭＰ、主軸ＡＭＰの軸数が異なり、制御ユニッ
トの内部構成も異なり、操作ボードも色々な種類がある
点である。つまり、仕様により図１２の図面自体が異な
り、コピー機のように機種対応の標準図を準備しておい
て、ＣＲＴや液晶表示装置等に表示し、故障部位を表示
させる事が出来ない。

【００９１】そのため、仕様に応じた図を表示する必要
があるが、これを自動的に行うために、著者が以前に提
案した「制御装置 特開平４−１２０１２９」に示すシ
リアル方式のハードウェア実装判別の方法を応用する。
つまり、制御ユニット１０の内部構成を知る方式とは、
制御ユニット１０内部の全てのプリント板をシリアルの
通信ラインで接続し、ＣＰＵ１０１をホストとしてこの
通信ラインに実装位置（制御ユニット１０内部左から何
番目に実装されるかを示すスロット番号）を示す実装位
置アドレス信号を送り、この実装位置に対応するプリン
ト板は自身のプリント板名称をアンサーとして返すこと
により、実装位置に対応するプリント板名称を知る方式
である。実装位置アドレスに対応する実装位置に何も実
装されていなければ、アンサーは返らないため、その位
置に対応するプリント板は実装されていない事が分か
る。

【００９２】さらに、操作ボード２０と複数のサーボＡ
ＭＰ３０、複数の主軸ＡＭＰ３０Ａに対しても、接続ケ
ーブル９９Ａ、９９Ｂ内部にこの実装判別用の通信ライ
ンを入れ、上記と同様な方法で、仮想の実装位置を示す
実装位置アドレス信号を送り、この実装位置に対応する
ユニット名称をアンサーとして返す事により、ユニット
名称、具体的には、操作ボード名称、サーボＡＭＰ名
称、主軸ＡＭＰ名称を知る。尚、サーボモータ４０１と
検出器４０１１はサーボＡＭＰに必ず１：１で接続され
るため、自動的に決まる。主軸モータ４０１Ａについて
も同様である。図１２の画面表示は、このようにして得
られた実装情報に基づきなされたものである。

【００９３】図５において、アラーム検知部１０３３が
アラームを検出すると、アラーム診断画面に図１２が表
示される。具体的に、Ｐａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒが発生
したとすると、図１の確率に応じて、図１２の対応する
構成要素の部分が色付けされる。ここで、ハードウェア
関連推定原因を赤、ソフトウェア関連推定原因を青、そ
の他の推定原因を緑で表し、推定確率の高い順序に濃い
色で表すとしよう。

【００９４】すると、バッテリ１１０１は極めて濃い赤
色、ＣＰＵ１０１は濃い赤色、不揮発性ＲＡＭ１０６は
普通の赤色、ＡＶＲ１１は淡い赤色、システムメモリ１
０３は淡い青色、外部環境”ノイズ”が淡い緑色に色付
けされる。オペレータは、この色情報に従ってバッテリ
を交換する。以後の操作は実施例１の原因推定図表示２
０１１で説明した操作と同様にして行われ、実施例１の
原因推定図表示２０１１では推定原因確率が変化した代
わりに故障推定部位の色が変化する。

【００９５】実施例３．さらに他の実施例では、故障診
断に関する構成要素を独立した故障診断ユニットとし、
故障発生時にこの故障診断ユニットを制御ユニット１０
に取り付けて故障診断を実施する。図１３は本発明の数
値制御装置の故障診断ユニットの構成を説明するブロッ
ク図である。１５８Ｃは故障診断ユニットであり、基本
的には実施例１で制御ユニット各部にバラバラに存在し
ていた故障診断に関する構成要素を、アドレス履歴回路
を除いて追加シーケンス回路に集約して、独立したユニ
ット形態としたものである。１０３２Ａは推論ソフトウ
ェア、１０６２Ａは知識ベースである。

【００９６】図１４は、この故障診断ユニット１５８Ｃ
を数値制御装置の制御ユニット１０に取り付けた状態を
説明する図である。図に示すように、この故障診断ユニ
ット１５８Ｃは数値制御装置の制御ユニット１０の最も
左のＡＶＲ１１の横にＡＶＲ１１とバックパネル（図示
せず）に設けられたコネクタに差し込む方式で取り付け
られる。図１５は、この故障診断ユニット１５８ＣをＡ
ＶＲ１１に取り付ける方式を示す図である。

【００９７】故障発生時に、作業者はＡＶＲ１１を制御
ユニット１０より取り外す。そして、故障診断ユニット
１５８Ｃのコネクタ１５８８とＡＶＲ１１のコネクタ１
５８８Ａを嵌合させる形でＡＶＲに装着する。そして、
ＡＶＲ１１と故障診断ユニット１５８Ｃのセットを制御
ユニット１０のバックパネル（図示せず）に挿入する。
尚、制御ユニット１０のバックパネルは故障診断ユニッ
ト１５８Ｃ用のコネクタが余分に取り付けられているも
のとする。動作については、実施例１、実施例２と全く
同一であるので省略する。

【００９８】実施例４．図１６は数値制御装置１が複数
台ネットワークでホスト計算機５５に接続された場合の
故障診断に関する構成を説明するブロック図である。１
０９１はネットワークである。図２１における１軸ＮＣ
においては、ラインにおいて数十台の数値制御装置１が
ホストと接続されホスト側の指示により運転される。こ
こでホストとしては、計算機５５やシーケンサ５４やセ
ルコントローラのような機器が相当する。このような構
成において、故障診断システムを数値制御装置一台一台
にもつのは不経済であり、図５のホスト計算機５５に推
論ソフトウェアと知識ベースをもち、数値制御装置１に
故障が発生した場合、ネットワーク１０９１を介してホ
スト計算機５５の推論ソフトウェアを起動し、ホスト計
算機５５の画面上で実施例１や実施例２で行った故障診
断を実施する。

【００９９】但し、実施例１や実施例２においては、知
識ベースの確率は、サービス部門より供給されたものを
そのまま使用して、故障診断の過程においては、環境条
件、処置等により確率を変更していた。しかし、ベース
となる確率は変更しなかった。これは、数値制御装置が
一台のみの場合は、そもそも故障自体の発生する可能性
が極めて低いことによる。他方、数十台の数値制御装置
１がホストと接続される場合は、故障自体の発生する頻
度も高くなるし、そのラインに特有の故障モードがある
はずである。実施例４ではベースとなる確率を故障発生
毎に更新するように推論ソフトウェアを構築する。具体
的には図４の知識ベースにおける基本接続における枝に
付属した確率を故障が発生し、原因が特定される度に変
更し、新たな知識ベースとする。

【０１００】

【発明の効果】以上のように本発明の数値制御装置によ
れば、故障の発生時に結果と原因を結ぶ故障木の形態で
配置した原因推定図と、故障木における推定原因の確率
とを画面表示し、さらに外部環境条件、内部条件に応じ
て、推定原因の確率を変更して画面表示したので、個々
の機械固有の状態を反映でき、精度の高い故障診断が実
現できる。また、故障の発生時に実施した処置に応じて
推定原因の確率を変更して画面表示したので、故障修復
作業が容易になる。

【０１０１】また、本発明の数値制御装置によれば、故
障の発生時に、外部環境条件を画面表示したので、難解
な故障に対して、有益な情報を得る事が出来る。

【０１０２】また、本発明の数値制御装置によれば、元
々安定化電源装置自身の直流出力を制御するために備え
られたマイクロコンピュータで外部環境条件が監視で
き、別の外部条件を監視する専用のマイクロコンピュー
タを設ける必要がないので、コストが安くでき、メイン
ＣＰＵが外部環境条件を監視する場合のように、メイン
側の処理時間が余分にかかり、数値制御装置の性能が落
ちる怖れもない。

【０１０３】また、本発明の数値制御装置によれば、故
障の発生時における外部環境条件の監視機能を安定化電
源装置に付属させ、ＮＶＲＡＭに記憶させたので、ＡＶ
Ｒ出力がＯＦＦの場合でも外部環境状態検出が可能にな
るので、夜間における外部環境条件の変化も記憶出来、
電源投入時における外部環境急変による数値制御装置へ
の影響も記録出来る。

【０１０４】また、本発明の数値制御装置によれば、故
障の発生時におけるメインＣＰＵのアクセスアドレス履
歴を画面表示したので、再現性の低い難解な故障に対し
て、極めて有益な情報を得る事が出来る。

【０１０５】また、本発明の数値制御装置によれば、マ
ルチＣＰＵ型数値制御装置において、故障の発生時にお
けるサブＣＰＵのアクセスアドレス履歴をメインＣＰＵ
側より読めるように構成したので、サブＣＰＵ側が完全
に暴走した状態においても、サブＣＰＵのアクセスアド
レス履歴を画面表示できるため、サブＣＰＵ側が関連す
る、再現性の低い難解な故障に対して、極めて有益な情
報を得る事が出来る。

【０１０６】また、本発明の数値制御装置によれば、故
障部位を、推定要因と、原因の確率に応じて色分けして
表示したので、経験の少ない人でも故障修復が可能にな
る。

【０１０７】また、本発明の数値制御装置によれば、故
障診断ユニットを安定化電源装置に接続する構成にした
ので、数値制御装置本体のコストアップが妨げる。

【０１０８】また、複数の数値制御装置がホストコンピ
ュータと接続されるシステムにおいて、ホスト側に故障
診断システムを設け、原因推定確率のベースデータを、
そのシステムにおいて、故障が発生する度に変更できる
ように、即ち学習型の故障診断システムに構成したの
で、そのシステム固有の癖を反映した故障診断システム
が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る数値制御装置の故障表
示画面を示す図である。

【図２】本発明の実施例１に係る数値制御装置の別の故
障表示画面を示す図である。

【図３】本発明の実施例１に係る数値制御装置のさらに
別の故障表示画面を示す図である。

【図４】知識ベース１０６２の中味を説明する図であ
る。

【図５】図１の故障表示画面を実現するための具体的な
ハードウェア構成を示すブロック図である。

【図６】環境条件表示を実現するために改良されたＡＶ
Ｒ１１Ａの構成を示すブロック図である。

【図７】ＡＶＲ１１Ａのシーケンス回路１５８の内部構
成を説明するブロック図である。

【図８】シーケンス回路１５８の動作を説明するフロー
チャートである。

【図９】シーケンス回路１５８の動作を説明するフロー
チャートである。

【図１０】アクセスアドレス履歴表示を実現するために
改良されたＣＰＵ１０１Ａのハードウェア構成を示すブ
ック図である。

【図１１】アクセスアドレス履歴表示を実現するために
改良されたサーボＩ／Ｆ１０５Ａのハードウェア構成を
示すブロック図である。

【図１２】本発明の実施例２に係る数値制御装置の故障
部位表示画面を示す図である。

【図１３】本発明の実施例３に係る故障診断ユニットの
構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の実施例３に係る故障診断ユニットを
数値制御装置の制御ユニットに取り付けた状態の説明図
である。

【図１５】本発明の実施例３に係る故障診断ユニットを
安定化電源装置に取り付ける方式を示す図である。

【図１６】本発明の実施例４に係る数値制御装置が複数
台ホストコンピュータに接続されるシステムにおける、
故障診断に関する構成を示すブロック図である。

【図１７】数値制御装置の一般的構成を示す図である。

【図１８】ＣＰＵ１０１の内部構成を説明するブロック
図である。

【図１９】操作ボード２０の外形図である。

【図２０】サーボＡＭＰ３０の内部構成を説明するブロ
ック図である。

【図２１】数値制御装置の一般的分類を示す表である。

【図２２】従来の故障診断画面を示す図である。

【図２３】従来の原因推定に使用される保守説明書のよ
うなマニュアル類の原因推定図である。

【図２４】従来の、エキスパートシステムを利用した故
障診断方法を実現するための、ハードウェア構成を示す
ブロック図である。

【図２５】従来の、エキスパートシステムを利用した故
障診断方法を実現するための、ＣＰＵ１０１のハードウ
ェア構成を示すブロック図である。

【図２６】従来の、エキスパートシステムを利用した故
障診断方法における、故障診断画面を示す図である。

【図２７】従来の、エキスパートシステムを利用した故
障診断方法における故障診断画面を示す図である。

【図２８】従来の、エキスパートシステムを利用した故
障診断方法における、故障診断画面を示す図である。

【図２９】従来の、エキスパートシステムを利用した故
障診断方法における別の、故障診断画面を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 数値制御装置 １０ 制御ユニット １０１ ＣＰＵ １０１１ ＭＰＵ（マイクロプロセッサ） １０１２ ＰＬＣ １０１３ ブーツＲＯＭ １０１４ 揮発性ＲＡＭ １０１４１ ワ−クＲＡＭ １０１４２ ＮＣ内部情報 １０１５ ＥＥＰＲＯＭ（またはＥ2 ＰＲＯＭ） １０１６ タイマ １０１６１ 時計 １０１７ 割込制御回路 １０１８ システムＢＵＳコネクタ １０１９ ＰＬＣ ＢＵＳ コネクタ １０１Ａ ＣＰＵ １０２ ＰＬＣメモリ １０３ システムメモリ １０３１ ＮＣソフトウェア １０３２ 推論ソフトウェア １０３２Ａ 推論ソフトウェア １０４ 操作ボードＩ／Ｆ １０５ サーボＩ／Ｆ １０５０１ ＭＰＵ １０５０２ ２ ポート ＲＡＭ １０５０３ ＲＡＭ １０５０４ ＲＯＭ １０５０５ 通信Ｉ／Ｆ回路 １０５０７ ラッチ １０５０８ バッファ １０５０９ コネクタ １０５１ アドレス履歴回路 １０５１０ コネクタ １０５１１ 割込み制御回路 １０５１Ａ アドレス履歴回路 １０５２ アドレス検知回路 １０５２Ａ アラーム検知回路 １０５Ａ サーボＩ／Ｆ １０３ 不揮発性ＲＡＭ １０６１ 加工プログラム １０６２ 知識ベース １０６２Ａ 知識ベース １０７ 機械入出力Ｉ／Ｆ １０８ Ｉ／Ｏチャンネル １０９ 予備Ｉ／Ｏチャンネル １０９１ ネットワーク １１ ＡＶＲ １１０１ バッテリ １１１ システムＢＵＳ １１２ 温度センサ １１Ａ ＡＶＲ １５１ 整流回路 １５１８１ ラッチ １５１８２ Ｄ／Ａコンバータ １５１８３ コンパレータ １５１８４ フリップフロップ １５１Ａ 整流回路 １５１Ｂ 整流回路 １５１Ｃ 整流回路 １５２ 平滑回路 １５２Ａ 平滑回路 １５２Ｂ 平滑回路 １５２Ｃ 平滑回路 １５３ スイッチング手段 １５４ レギュレータ １５４Ａ レギュレータ １５５ 電流検出回路 １５５Ａ 電流検出回路 １５６ 電流検出回路 １５７ 補助電源回路 １５８ シーケンス回路 １５８Ｃ 故障診断ユニット １５８１ ワンチップマイコン １５８２ ＣＭＯＳディレー回路 １５８３ フィルタ回路 １５８４ ＮＶＲＡＭ １５８５ ノイズ検知回路 １５８６ ２ポートＲＡＭ １５８Ａ 標準シーケンス回路 １５８Ｂ 追加シーケンス回路 １５９ トランス １６０ 絶縁ＡＭＰ ２０ 操作ボード ２０１ 表面画面 ２０１１ 原因推定図表示 ２０１２ 故障発生時刻表示 ２０１３ 環境条件表示 ２０１４ バッテリ電圧表示 ２０１５ アクセスアドレス履歴表示 ２０１６ 加工プログラム表示 ２０１７ 操作履歴表示 ２０２ アルファベットキー ２０３ テンキー ２０４ メニューキー ２０５ 機械操作ボード ２０６ メカニカルスイッチ ２０７ ランプ ３０ サーボＡＭＰ ３０１ ＭＰＵ ３０３ ＲＡＭ ３０４ ＲＯＭ ３０５ Ａ／Ｄ変換器 ３０６ 制御回路 ３０７ 通信Ｉ／Ｆ回路 ３０８ 電流検出回路 ３０９ 点弧回路 ３０Ａ 主軸ＡＭＰ ３１０ パワー回路 ３１１ コネクタ ３１２ コネクタ ３１３Ａ コネクタ ３１３Ｂ コネクタ ３１４ コネクタ ３１５ サーボＡＭＰ種類設定スイッチ ４０ 機械 ４０１ モータ ４０１１ 検出器 ４０１Ａ 主軸モータ ４０２ 接点入力 ４０３ 接点入力 ５１ ＲＳー２３２／４２２入出力機器 ５２ ２次メモリ ５３ 計算器 ５４ シーケンサ ５５ Ｎｅｔｗａｏｒｋ上の各種機器 ９８ 外部環境表示 ９９Ａ 接続ケーブル ９９Ｂ 接続ケーブル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 種々の故障に対する原因の究明について
   の専門知識が蓄えられた知識ベース部と、知識ベース部
   の専門知識に基き外部環境条件及び内部条件に応じて故
   障の原因及び故障の確率を指定し、故障の確率を変更す
   る推論機構部と、推論機構部で推定された故障原因と故
   障内容とを木の形態で配置した原因推定図並びに各故障
   原因の確率及びその変更を表示する画面表示部とを備え
   たことを特徴とする数値制御装置。
2. 【請求項２】前記画面表示部は、故障発生時に交流電源
   電圧、交流電源のノイズ、周囲温度変化のような数値制
   御装置に対する外部環境条件を表示するものとしたこと
   を特徴とする請求項１記載の数値制御装置。
3. 【請求項３】 故障原因に係る安定化電源装置を制御す
   るシーケンス回路は、前記外部環境条件を監視するマイ
   クロコンピュータと、マイクロコンピュータと数値制御
   装置全体を制御するメインＣＰＵとの通信を媒介する２
   ポートＲＡＭとから成ることを特徴とする請求項２記載
   の数値制御装置。
4. 【請求項４】 故障原因に係る安定化電源装置を制御す
   るシーケンス回路は、安定化電源装置のＯＮ．ＯＦＦに
   かかわらず前記外部環境条件を監視するマイクロコンピ
   ュータと、前記外部環境条件を記憶するＮＶＲＡＭと、
   安定化電源装置のＯＮ時にマイクロコンピュータと数値
   制御装置全体を制御するメインＣＰＵとの通信を媒介す
   る２ポートＲＡＭとから成ることを特徴とする請求項２
   記載の数値制御装置。
5. 【請求項５】 数値制御装置全体を制御するメインＣＰ
   Ｕの内部のマイクロプロセッサのアクセスするアドレス
   履歴を保持する手段と、そのアドレス履歴の内容を故障
   発生時に読み出す手段と、読み出したアクセスアドレス
   履歴を表示する画面表示部とを備えたことを特徴とする
   数値制御装置。
6. 【請求項６】 サブＣＰＵ内部のマイクロプロセッサの
   アクセスするアドレス履歴を保持する手段と、数値制御
   装置全体を制御するメインＣＰＵ側でそのアドレス履歴
   の内容を故障発生時に読み出す手段と、読み出したサブ
   ＣＰＵのマイクロプロセッサのアクセスアドレス履歴を
   表示する画面表示部とを備えたことを特徴とする数値制
   御装置。
7. 【請求項７】 種々の故障に対する原因の究明について
   の専門知識が蓄えられた知識ベース部と、知識ベース部
   の専門知識に基づいて故障部位及びその故障確率を推定
   する推論機構部と、推論機構部で推定された故障部位を
   要因分類に応じて色分けし、更に故障推定確率に応じて
   色の濃淡をつけて表示する画面表示部とを備えたことを
   特徴とする数値制御装置。
8. 【請求項８】 種々の故障に対する原因の究明について
   の専門知識が蓄えられた知識ベース部と、知識ベース部
   の専門知識に基づいて故障の原因を推定する推論機構部
   と、交流電源電圧、交流電源のノイズ・周囲温度のよう
   な数値制御装置に対する外部環境条件を監視するマイク
   ロコンピュータと、マイクロコンピュータと数値制御装
   置全体を制御するメインＣＰＵとの通信を媒介する２ポ
   ートＲＡＭとから成る故障診断ユニットを、故障原因に
   係る安定化電源装置に接続したことを特徴とする数値制
   御装置。
9. 【請求項９】 複数の数値制御装置をホストコンピュー
   タに接続し、故障診断をホストコンピュータ側で行うシ
   ステムにおいて、ホストコンピュータに、種々の故障に
   対する原因の究明についての専門知識が蓄えられた知識
   ベース部と、知識ベース部の専門知識に基づいて故障の
   原因及びその確率並びに各数値制御装置で発生した故障
   内容をもとに故障原因の確率を変更する推論機構部とを
   備えたことを特徴とする数値制御装置の故障診断システ
   ム。