JP6546209B2

JP6546209B2 - 監視装置及び監視システム

Info

Publication number: JP6546209B2
Application number: JP2017019365A
Authority: JP
Inventors: 和之杉山; 淳一手塚; 肇置田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: US10444729B2; DE102018201379A1; DE102018201379B4; US20180224827A1; JP2018128715A; CN108398926B; CN108398926A

Description

本発明は、工作機械におけるアラーム発生時のデータを収集する監視装置、工作機械及び監視システムに関する。

従来、工作機械には、通常の稼働時とは異なるセンサ値を検知し、アラームを出力する機能が設けられ、故障につながる状況を作業者又は管理者等に報知する。また、工場内では、同種の工作機械が複数稼働している場合が多く、稼働状況が類似していると、これら複数の工作機械で同様の障害が発生する可能性が高い。
特許文献１では、同一仕様の工作機械で情報を共有し、共有情報を自機に利用するシステムが提案されている。

特開２００９−２８２８２２号公報

工作機械でアラームが発生した場合、このアラームの原因を調査するため、各種の測定データが必要とされる。ところが、アラームの種類により必要な測定対象データは多岐に渡るため、あらゆるアラームに対応するには、膨大な量の測定データを常時収集する必要があり処理負荷が大きい。また、特に、ネットワーク内の監視装置で工作機械を集中管理している場合には、トラフィックへの負荷も大きくなる。したがって、工作機械から収集される測定データの種類は制限されるため、アラーム発生時のデータを十分に収集することは難しかった。

本発明は、アラームの調査に必要なデータを効率的に収集できる監視装置、工作機械及び監視システムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係る監視装置（例えば、後述の監視装置１０）は、ネットワークを介して複数の工作機械（例えば、後述の工作機械２０）と接続され、前記工作機械におけるアラームの発生を監視する監視部（例えば、後述の監視部１１）と、アラームの発生時に、当該アラームに対応する測定対象データの組をデータベース（例えば、後述のデータベース１６）から取得する取得部（例えば、後述の取得部１３）と、前記測定対象データの組を前記複数の工作機械に設定し、当該設定に応じて測定されたデータを収集する収集部（例えば、後述の収集部１５）と、を備える。

（２）（１）に記載の監視装置は、アラーム別の発生件数を集計する集計部（例えば、後述の集計部１２）と、前記集計部の集計結果により判定される同一アラームの発生状況に基づいて、前記測定対象データの組を設定する測定対象の工作機械を選択する選択部（例えば、後述の選択部１４）と、を備えてもよい。

（３）（２）に記載の監視装置において、前記選択部は、予め分類されている同種の工作機械を選択してもよい。

（４）（３）に記載の監視装置において、前記選択部は、発生頻度が所定未満のアラームが発生した場合に、前記同種の工作機械の全てを選択してもよい。

（５）（３）に記載の監視装置において、前記選択部は、前記同種の工作機械のうち、一部のグループにのみアラームが発生している場合に、当該グループの工作機械を選択してもよい。

（６）本発明に係る工作機械（例えば、後述の工作機械２０）は、ネットワークを介して監視装置（例えば、後述の監視装置１０）に複数接続され、発生したアラームを監視装置に通知する通知部（例えば、後述の通知部２１）と、前記監視装置に通知されたアラームに対応する測定対象データの組を前記監視装置から受信して設定する設定部（例えば、後述の設定部２２）と、前記測定対象データの組の設定に応じて測定したデータを、前記監視装置へ送信する送信部（例えば、後述の送信部２３）と、を備える。

（７）本発明に係る監視システム（例えば、後述の監視システム１）は、監視装置（例えば、後述の監視装置１０）、及び当該監視装置とネットワークを介して接続された複数の工作機械（例えば、後述の工作機械２０）を備え、前記監視装置は、前記工作機械におけるアラームの発生を監視する監視部（例えば、後述の監視部１１）と、アラームの発生時に、当該アラームに対応する測定対象データの組をデータベース（例えば、後述のデータベース１６）から取得する取得部（例えば、後述の取得部１３）と、前記測定対象データの組を前記複数の工作機械に設定し、当該設定に応じて測定されたデータを収集する収集部（例えば、後述の収集部１５）と、を備え、前記工作機械は、発生したアラームを監視装置に通知する通知部（例えば、後述の通知部２１）と、前記測定対象データの組を前記監視装置から受信して設定する設定部（例えば、後述の設定部２２）と、前記測定対象データの組の設定に応じて測定したデータを、前記監視装置へ送信する送信部（例えば、後述の送信部２３）と、を備える。

本発明によれば、工作機械で発生したアラームの調査に必要なデータを効率的に収集できる。

実施形態に係る監視システムの構成を示すブロック図である。実施形態に係る監視装置の機能構成を示すブロック図である。実施形態に係る工作機械の機能構成を示すブロック図である。実施形態に係る監視方法を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る監視システム１の構成を示すブロック図である。
監視システム１は、監視装置１０、及び監視装置１０とネットワークを介して接続された複数の工作機械２０を備える。

監視装置１０は、サーバ装置又はＰＣ等の情報処理装置（コンピュータ）であり、複数の工作機械２０におけるアラームの発生を監視し、各工作機械２０から各種の測定データを受信して管理する。
工作機械２０は、センサ出力等に基づく自機のアラームを監視装置１０へ通知する他、測定対象として設定された各種の測定データを監視装置１０へ送信する。
なお、工作機械は、数値制御による加工用の機械の他、工場内で稼働するロボット等も含む。

図２は、本実施形態に係る監視システム１を構成する監視装置１０の機能構成を示すブロック図である。
監視装置１０は、監視部１１と、集計部１２と、取得部１３と、選択部１４と、収集部１５と、データベース１６とを備える。

監視部１１は、工作機械２０におけるアラームの発生を監視する。具体的には、監視部１１は、工作機械２０において通知されたアラーム情報を参照、又は工作機械２０から送信された通知データを受信し、アラームの発生を検知する。

集計部１２は、アラーム別の過去の発生件数を集計し、アラーム毎の発生状況を判定する。
アラームの発生状況とは、例えば、アラームの発生頻度、及びアラームの発生した工作機械の偏り等を含む統計情報である。集計結果及び判定されたアラームの発生状況は、データベース１６に記憶される。

取得部１３は、監視対象である複数の工作機械２０のいずれかにおけるアラームの発生を検知した時に、このアラームに対応する測定対象データの組をデータベース１６から取得する。

選択部１４は、集計部１２の集計結果により判定された同一アラームの発生状況に基づいて、測定対象データの組を設定する測定対象の工作機械２０を選択する。
具体的には、選択部１４は、予め分類されている同種の工作機械２０を選択する。例えば、同一仕様の機種、同一又は類似の動作を行う機種が同種の工作機械２０として分類される。さらに、同一の電源系統、同一地域等、類似の環境にある工作機械２０が分類されてもよい。

選択部１４は、過去の発生頻度が所定未満のアラームが発生した場合に、予め分類されている同種の工作機械２０の全てを選択する。
例えば、アラームＸが１台の工作機械２０で月に０．０１回の頻度で発生している場合、Ｎ台の工作機械２０でデータ収集を開始することにより、監視装置１０は、アラームＸが発生した際の情報をＮ倍（０．０１×Ｎ回／月）多く収集できる。

また、選択部１４は、分類されている同種の工作機械のうち、一部のグループにのみアラームが発生し、他のグループにアラームが発生していない場合に、アラームが発生しているグループの工作機械のみを選択する。
例えば、複数のメーカの機械構成が類似している工作機械２０で同じ加工を行っている場合、これら複数のメーカの工作機械２０が同種として分類されるが、これらのうち、メーカＡの工作機械２０のみでアラームＹが発生していれば、メーカＡの工作機械２０をグループとして選択する。また、例えば、複数の電源系統がある工場で、同種の工作機械２０のうち特定の電源系統ａに接続されている工作機械２０のグループのみでアラームＺが発生していれば、この電源系統ａに接続されているグループを選択する。
このとき選択されなかったグループの工作機械２０は、検出されたアラームに対応した測定対象とならない。したがって、これらの工作機械２０は、例えば新たに別のアラームが発生した際に、新たなアラーム対応して選択が可能になる。

なお、選択部１４は、不特定の工作機械２０でアラームが発生している場合に、グループの絞り込みができないため、分類されている同種の工作機械２０の全てを選択する。

収集部１５は、測定対象データの組を、選択部１４により選択された複数の工作機械２０に設定し、この設定に応じて工作機械２０で測定されたデータ（波形データ）を収集する。
なお、測定データを収集する期間は適宜設定可能であり、所定の期間が予め設定されてもよいし、次のアラームが発生するまで、又は新たな設定がされるまで等の条件が規定されてもよい。

また、複数の異なるアラームに同時に対応し、同一の工作機械２０を測定対象として選択する場合、測定対象データの組を複数設定することは制限されるため、アラーム間の優先順位が予め設定されてよい。この場合、収集部１５は、優先順位の高いアラームに対するデータ収集を終了するまで、優先順位の低いアラームへの対応を保留する。
このとき、複数のアラームに対応する測定対象データの組の合計が制限内であれば、収集部１５は、同一の工作機械２０に対して、これら複数のアラームに対応する測定対象データを同時に収集するように設定してもよい。

データベース１６は、工作機械２０において発生し得るアラーム毎に、原因調査等のために必要な測定対象データの組を記憶する。
なお、データベース１６は、監視装置１０に設けられるものとして説明するが、外部装置に設けられてもよい。

データベース１６において、例えば、「過電流アラーム」に対して、速度偏差、位置偏差、トルク指令、電流フィードバックの組が対応付けられる。これらの測定データが収集されることにより、速度偏差、位置偏差、トルク指令が大きくなっていないのに、電流フィードバックだけが大きくなっていたら、ショートの可能性が高い、あるいは、速度偏差、位置偏差、トルク指令が大きく、電流フィードバックも大きい場合は、加工条件に問題がある、といった判断ができる。

また、例えば、「アンプのＤＣリンク電圧低下アラーム」に対して、共通電源の入力電源電圧、ＤＣリンク電圧、モータの速度フィードバック、モータの消費電力の組が対応付けられる。これらの測定データが収集されることにより、入力電源電圧は下がっていないのに、ＤＣリンク電圧だけが下がっていたら、ＤＣリンク接続が不良又はアンプが不良、あるいは、モータの加速時すなわち消費電力が大きいときに入力電源電圧及びＤＣリンク電圧が下がっていたら、電源の設備容量が不足、といった判断ができる。

図３は、本実施形態に係る監視システム１を構成する工作機械２０の機能構成を示すブロック図である。
工作機械２０は、通知部２１と、設定部２２と、送信部２３とを備える。

通知部２１は、自機で発生したアラームを監視装置１０に通知する。具体的には、通知部２１は、工作機械２０内にアラーム情報を外部から参照可能に保持することにより、監視装置１０がこのアラーム情報を読み取ってもよいし、通知部２１は、アラーム情報を監視装置１０へ能動的に送信してもよい。

設定部２２は、いずれかの工作機械２０から監視装置１０に通知されたアラームに対応する測定対象データの組を監視装置１０から受信し、対象データの測定を開始するように設定する。

送信部２３は、設定部２２による設定に応じて測定したデータを、監視装置１０へ送信する。

図４は、本実施形態に係る監視システム１による監視方法を示すシーケンス図である。
ステップＳ１において、工作機械２０ａは、所定のセンサ情報に基づいて、自機の異常状態を検知する。
ステップＳ２において、工作機械２０ａは、検知した異常状態をアラームとして監視装置１０へ通知する。

ステップＳ３において、監視装置１０は、工作機械２０ａから通知されたアラームに対応する測定対象データの組をデータベース１６から取得する。
ステップＳ４において、監視装置１０は、過去のアラームの発生状況に基づいて、測定対象データを収集する工作機械２０（例えば、２０ａ、２０ｂ及び２０ｃ）を選択する。

ステップＳ５において、監視装置１０は、取得した測定対象データの組を、選択した工作機械２０（この例では、上記の２０ａ、２０ｂ及び２０ｃ）に通知して測定対象として設定させる。
ステップＳ６において、測定対象となった工作機械２０は、通知された測定対象データの組を設定し、データ測定を開始する。
ステップＳ７において、測定対象となった工作機械２０は、測定データを監視装置１０へ送信する。

本実施形態によれば、監視システム１は、１台の工作機械２０ａで発生したアラームに対して、同一のアラームが発生し得る同種の複数の工作機械２０（２０ａ、２０ｂ及び２０ｃ）に対して、原因調査に必要な測定対象データの組を設定する。
工作機械２０の処理負荷及びネットワークのトラフィック量等を抑制するため、工作機械２０において測定可能なデータの種別数が、特に、サンプリング周期の短いデータについて制限されている。この場合、工作機械２０は、平常時にはデータ収集を行わないか、あるいは限られた種類の測定データのみを収集しているため、アラームの発生時に適切なデータを収集できていない可能性が高い。監視装置１０は、今後発生する可能性の高い同一のアラームに対して、設定された測定対象のデータを適時に収集でき、効率的にアラームの原因調査を行える。

また、監視装置１０は、アラーム別の発生件数を集計し、集計結果により判定されるアラームの過去の発生状況に基づいて、適切な工作機械２０を選択して測定対象データの組を設定できる。したがって、監視システム１は、処理負荷及びトラフィク量を抑制しつつ効率的に必要な測定データを収集できる。

監視装置１０は、同種の工作機械２０を選択することにより、これらの工作機械２０が同様の環境で同様の動作を行った場合に、同一のアラームが発生する可能性が高いことから、このアラームが発生した際の測定データを高確率で収集できる。
特に、発生頻度が低いアラームに対して、同種の工作機械２０の全てを測定対象とすることで、監視装置１０は、データ収集できる可能性を高められ、アラーム発生原因の調査を効率化できる。

さらに、監視装置１０は、同種の工作機械２０のうち、一部のグループにのみアラームが発生している場合に、このグループの工作機械２０を選択することにより、データ測定の処理負荷を低減すると共に、ネットワークのトラフィック量を低減できる。また、監視装置１０は、選択されなかった工作機械２０から、他のアラームに対応した測定データを収集し、複数のアラームに効率的に対応できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

監視システム１による監視方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。

１監視システム
１０監視装置
１１監視部
１２集計部
１３取得部
１４選択部
１５収集部
１６データベース
２０工作機械
２１通知部
２２設定部
２３送信部

Claims

ネットワークを介して複数の工作機械と接続された監視装置であって、
前記工作機械におけるアラームの発生を監視する監視部と、
アラーム別の発生件数を集計する集計部と、
アラームの発生時に、当該アラームに対応する測定対象データの組をデータベースから取得する取得部と、
前記集計部の集計結果により判定される同一アラームの発生状況に基づいて、前記測定対象データの組を設定する測定対象の工作機械を選択する選択部と、
前記測定対象データの組を前記選択部により選択された工作機械に設定し、当該設定に応じて測定されたデータを収集する収集部と、を備え、
前記選択部は、発生頻度が所定未満のアラームが発生した場合に、予め分類されている同種の工作機械の全てを選択する監視装置。
前記選択部は、前記同種の工作機械のうち、一部のグループに属するいずれかの工作機械でのみアラームが発生し、当該グループに属さない工作機械でアラームが発生していない場合に、当該グループに属する工作機械のみを選択する請求項１に記載の監視装置。
監視装置、及び当該監視装置とネットワークを介して接続された複数の工作機械を備えた監視システムであって、
前記監視装置は、
前記工作機械におけるアラームの発生を監視する監視部と、
アラーム別の発生件数を集計する集計部と、
アラームの発生時に、当該アラームに対応する測定対象データの組をデータベースから取得する取得部と、
前記集計部の集計結果により判定される同一アラームの発生状況に基づいて、前記測定対象データの組を設定する測定対象の工作機械を選択する選択部と、
前記測定対象データの組を前記選択部により選択された工作機械に設定し、当該設定に応じて測定されたデータを収集する収集部と、を備え、
前記選択部は、発生頻度が所定未満のアラームが発生した場合に、予め分類されている同種の工作機械の全てを選択し、
前記工作機械は、
発生したアラームを監視装置に通知する通知部と、
前記測定対象データの組を前記監視装置から受信して設定する設定部と、
前記測定対象データの組の設定に応じて測定したデータを、前記監視装置へ送信する送信部と、を備える監視システム。