特許 6618656 保守支援システム、数値制御装置および保守支援システムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6618656

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】保守支援システム、数値制御装置および保守支援システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20191202BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   G05B23/02 T

   G05B19/18 W

【請求項の数】14

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-517453(P2019-517453)

(86)(22)【出願日】2018年10月22日

(86)【国際出願番号】JP2018039232

【審査請求日】2019年3月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】長岡 弘太朗

(72)【発明者】

【氏名】勝田 喬雄

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 満將

【審査官】 影山 直洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１２３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９７３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８７８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３４１６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置と通信可能な支援装置とを備え、前記産業機械の保守を支援する保守支援システムであって、
前記数値制御装置は、前記動作機構の動作異常が確認されたときに、前記動作異常に関わるデータを前記動作機構の動作状況に関するデータの中から抽出し、抽出されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部を備え、
前記支援装置は、前記保守のために前記数値制御装置へ提案される第２の情報を前記第１の情報の内容に基づいて生成する第２の情報生成部を備え、
前記動作機構は、複数の軸の各々の方向へ移動対象を移動させる機構であって、
前記第１の情報生成部は、移動の目標とする指令位置が推移する経路である指令経路の中から抽出された部分についての前記動作異常に関わるデータであって、前記複数の軸の各々の方向のうち、前記抽出された部分に含まれる移動の方向に基づいて選択された方向についての前記動作異常に関わるデータを抽出することを特徴とする保守支援システム。

【請求項2】

産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置と通信可能な支援装置とを備え、前記産業機械の保守を支援する保守支援システムであって、
前記数値制御装置は、前記動作機構の動作異常が確認されたときに、前記動作異常に関わるデータを前記動作機構の動作状況に関するデータの中から抽出し、抽出されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部を備え、
前記支援装置は、前記保守のために前記数値制御装置へ提案される第２の情報を前記第１の情報の内容に基づいて生成する第２の情報生成部を備え、
前記動作機構は、モータの回転運動を直線運動へ変換することによって移動対象を移動させる機構であって、
前記第１の情報生成部は、移動の目標とする位置を表す指令位置のデータと、前記モータに発生させるトルクを制御するための指令トルクのデータと、前記指令トルクにしたがった前記モータの制御により前記移動対象が到達した位置である応答位置のデータとを抽出することを特徴とする保守支援システム。

【請求項3】

前記第１の情報生成部は、前記動作異常が確認された時点を含む時間範囲における時系列データを取得し、前記時系列データを有する前記第１の情報を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の保守支援システム。

【請求項4】

前記支援装置は、前記時系列データの追加を前記数値制御装置へ要求し、
前記数値制御装置は、前記支援装置からの要求に応じて、時間範囲が拡大された時系列データを含む前記第１の情報を前記支援装置へ送信することを特徴とする請求項３に記載の保守支援システム。

【請求項5】

前記支援装置は、前記第１の情報の内容に基づいた前記動作機構の制御のシミュレーションと、前記第１の情報の内容に基づいた前記動作機構の動作のシミュレーションとによって、前記動作機構の動作状況をシミュレートするシミュレート処理部を備え、
前記第２の情報生成部は、前記シミュレート処理部によるシミュレーションの結果を基に前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の保守支援システム。

【請求項6】

前記第２の情報生成部は、前記動作機構の制御のためのパラメータである制御パラメータの変更についての提案を含む前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の保守支援システム。

【請求項7】

前記数値制御装置は、前記動作機構の動作状況についての指標値を監視する指標監視部を備え、
前記第１の情報生成部は、前記指標値が閾値を超える前記動作異常が確認されたときの前記指標値を含む前記第１の情報を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の保守支援システム。

【請求項8】

前記支援装置は、前記第１の情報の内容を基に、前記動作機構を構成する部品のメンテナンスの要否を判定するメンテナンス判定部を備え、
前記第２の情報生成部は、前記メンテナンスの要否の判定結果を示す前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項７に記載の保守支援システム。

【請求項9】

産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置と通信可能な支援装置とを備え、前記産業機械の保守を支援する保守支援システムであって、
前記数値制御装置は、前記動作機構の動作状況に関するデータの中から前記動作機構の動作異常が確認されたときにおける前記動作機構の動作状況に関するデータを取得し、取得されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部を備え、
前記支援装置は、
前記保守のために前記数値制御装置へ提案される第２の情報を、前記第１の情報の内容に基づいて生成する第２の情報生成部と、
前記第１の情報の内容に基づいた前記動作機構の制御のシミュレーションと、前記第１の情報の内容に基づいた前記動作機構の動作のシミュレーションとによって、前記動作機構の動作状況をシミュレートするシミュレート処理部と、を備え、
前記第２の情報生成部は、前記シミュレート処理部によるシミュレーションの結果を基に前記第２の情報を生成することを特徴とする保守支援システム。

【請求項10】

産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置と通信可能な支援装置とを備え、前記産業機械の保守を支援する保守支援システムであって、
前記数値制御装置は、
前記動作機構の動作異常が確認されたときに、前記動作異常に関わるデータを前記動作機構の動作状況に関するデータの中から抽出し、抽出されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部と、
前記動作機構の動作状況についての指標値を監視する指標監視部と、を備え、
前記支援装置は、前記保守のために前記数値制御装置へ提案される第２の情報を、前記第１の情報の内容に基づいて生成する第２の情報生成部を備え、
前記第１の情報生成部は、前記指標値が閾値を超える前記動作異常が確認されたときの前記指標値を含む前記第１の情報を生成することを特徴とする保守支援システム。

【請求項11】

前記支援装置は、前記第１の情報の内容を基に、前記動作機構を構成する部品のメンテナンスの要否を判定するメンテナンス判定部を備え、
前記第２の情報生成部は、前記メンテナンスの要否の判定結果を示す前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１０に記載の保守支援システム。

【請求項12】

産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置であって、
前記動作機構の動作異常が確認されたときに、前記動作異常に関わるデータを前記動作機構の動作状況に関するデータの中から抽出し、抽出されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部と、
前記産業機械の保守のために前記数値制御装置へ提案する第２の情報を生成する支援装置と通信可能な通信部と、
を備え、
前記動作機構は、複数の軸の各々の方向へ移動対象を移動させる機構であって、
前記第１の情報生成部は、移動の目標とする指令位置が推移する経路である指令経路の中から抽出された部分についての前記動作異常に関わるデータであって、前記複数の軸の各々の方向のうち、前記抽出された部分に含まれる移動の方向に基づいて選択された方向についての前記動作異常に関わるデータを抽出することを特徴とする数値制御装置。

【請求項13】

前記第１の情報生成部は、前記動作異常が確認された時点を含む時間範囲における時系列データを取得し、前記時系列データを有する前記第１の情報を生成することを特徴とする請求項１２に記載の数値制御装置。

【請求項14】

産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置と、前記数値制御装置と通信可能な支援装置とを備え、前記産業機械の保守を支援する保守支援システムの制御方法であって、
前記動作機構の動作異常が確認されたときに、前記動作異常に関わるデータを前記動作機構の動作状況に関するデータの中から抽出し、抽出されたデータを含む第１の情報を生成する工程と、
前記保守のために前記数値制御装置へ提案される第２の情報を、前記第１の情報の内容に基づいて生成する工程と、
を含み、
前記動作機構は、複数の軸の各々の方向へ移動対象を移動させる機構であって、
前記第１の情報を生成する工程において、移動の目標とする指令位置が推移する経路である指令経路の中から抽出された部分についての前記動作異常に関わるデータであって、前記複数の軸の各々の方向のうち、前記抽出された部分に含まれる移動の方向に基づいて選択された方向についての前記動作異常に関わるデータを抽出することを特徴とする保守支援システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業機械の保守を支援する保守支援システム、数値制御装置および保守支援システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

産業機械である工作機械は、生産財として長期にわたって安定した動作を行うことが求められる。工作機械の制御系は、工具と被加工物との相対位置を加工プログラムに規定された指令経路に追従させる数値制御によって、工作機械の動作機構を制御する。動作機構は、動作機構を構成する部品の経年劣化により、指令経路と実際の経路との誤差である応答誤差が大きくなって、動作精度が低下することがある。動作機構の動作精度が低下することにより、工作機械の加工精度が低下する。工作機械は、加工精度の低下が確認された場合、動作機構の制御のためのパラメータである制御パラメータの再調整、または動作機構の部品の交換といった保守作業が行われる。かかる保守作業が完了するまでは工作機械の稼動が停止されることになるため、生産性の観点から、保守作業は、加工精度の低下が確認されてから迅速に行われることが望まれる。

【0003】

特許文献１には、生産現場に設置された産業機械であるロボットと、ロボットとは遠隔の場所にあるメーカの解析用コンピュータとをネットワークを介して通信可能に接続し、ロボットの保守のための解析を解析用コンピュータによって行うシステムが開示されている。特許文献１のシステムは、生産現場から解析用コンピュータへ制御系の各種状態量のデータを送信して、解析用コンピュータにおいて制御パラメータを調整する。かかる解析用コンピュータは、調整後の制御パラメータを、生産現場においてロボットを制御するコンピュータへ送信する。特許文献１の遠隔保守システムは、保守作業を行う作業員がメーカから生産現場へ出向く場合よりも早くロボットの保守に対応することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２８７８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１の従来技術では、ロボットが動作する全ての期間における状態量のデータが生産現場からメーカの解析用コンピュータへ転送される。このため、従来技術にかかるシステムは、全ての期間における状態量のデータを転送するためにデータの通信量が多くなり、通信速度が低下する場合がある。また、従来技術にかかるシステムは、データの通信量の低減のために、状態量のデータを単に絞り込んで転送した場合に、動作状況を正確に把握するために必要なデータまで転送されなくなることによって動作状況の正確な把握が困難となることがあり得る。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、産業機械の動作機構による動作状況の正確な把握とデータの通信量の低減とを可能とする保守支援システムを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる保守支援システムは、産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置と、数値制御装置と通信可能な支援装置とを備え、産業機械の保守を支援する。数値制御装置は、動作機構の動作異常が確認されたときに、動作異常に関わるデータを動作機構の動作状況に関するデータの中から抽出し、抽出されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部を備える。支援装置は、保守のために数値制御装置へ提案される第２の情報を第１の情報の内容に基づいて生成する第２の情報生成部を備える。動作機構は、複数の軸の各々の方向へ移動対象を移動させる機構である。第１の情報生成部は、移動の目標とする指令位置が推移する経路である指令経路の中から抽出された部分についての動作異常に関わるデータであって、複数の軸の各々の方向のうち、抽出された部分に含まれる移動の方向に基づいて選択された方向についての動作異常に関わるデータを抽出する。

【発明の効果】

【0008】

本発明にかかる保守支援システムは、産業機械の動作機構による動作状況の正確な把握とデータの通信量の低減とが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１にかかる保守支援システムの構成を示す図

【図2】図１に示す保守支援システムの数値制御装置が有する支援要請処理部の機能構成を示す図

【図3】図１に示す保守支援システムのサーバが有する支援処理部の機能構成を示す図

【図4】実施の形態１にかかる数値制御装置のハードウェア構成を示すブロック図

【図5】実施の形態１にかかるサーバのハードウェア構成を示すブロック図

【図6】図１に示す保守支援システムの工作機械が有する動作機構の概略構成を示す図

【図7】図１に示す数値制御装置が有する駆動制御部と、動作機構を構成するサーボモータとを示す図

【図8】図１に示す工作機械による加工によって得られる加工形状の第１の例を示す図

【図9】図１に示す工作機械による加工によって得られる加工形状の第２の例を示す図

【図10】図１に示す支援処理部が有するシミュレート処理部の機能構成を示す図

【図11】図１０に示すシミュレート処理部によるシミュレーションの結果の第１の例を示す図

【図12】図１０に示すシミュレート処理部によるシミュレーションの結果の第２の例を示す図

【図13】実施の形態１にかかる保守支援システムの制御方法による手順について説明する図

【図14】本発明の実施の形態２にかかる保守支援システムの数値制御装置が有する支援要請処理部の機能構成を示す図

【図15】実施の形態２にかかる保守支援システムのサーバが有する支援処理部の機能構成を示す図

【図16】実施の形態２にかかる保守支援システムの制御方法について説明する図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本発明の実施の形態にかかる保守支援システム、数値制御装置および保守支援システムの制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0011】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる保守支援システム４００の構成を示す図である。実施の形態１において、保守支援システム４００は、産業機械である工作機械１００の保守を支援する。保守支援システム４００は、工作機械１００以外の産業機械、例えば生産現場に設置される産業ロボットの保守を支援するものであっても良い。

【0012】

保守支援システム４００は、数値制御装置１を含む工作機械１００と、数値制御装置１と通信可能な支援装置であるサーバ２００とを備える。数値制御装置１は、工作機械１００の動作機構の駆動を制御する。保守支援システム４００は、工作機械１００の保守の支援のために提案される情報である提案情報をサーバ２００から数値制御装置１へ送ることによって、工作機械１００の保守を支援する。なお、数値制御装置１は、工作機械１００と一体とされた装置であるほか、工作機械１００の外部の装置であって工作機械１００に接続されたものであっても良い。この場合、保守支援システム４００は、数値制御装置１とサーバ２００とを備えるものであっても良い。

【0013】

工作機械１００は、工作機械１００のうちの制御系の構成要素である数値制御装置１を有する。また、工作機械１００は、動作機構を構成するＸサーボモータ１１、Ｙサーボモータ１２およびＺサーボモータ１３を有する。動作機構の詳細については後述する。

【0014】

図１には、数値制御装置１が有する機能構成を示している。数値制御装置１は、数値制御装置１全体を制御する制御部２と、数値制御装置１の外部の装置の通信を行う通信部３と、情報を入力する入力部４と、情報を表示する表示部５と、情報を記憶する記憶部６とを有する。制御部２は、動作機構の駆動を制御する駆動制御部７と、工作機械１００の保守の支援を要請するための処理を行う支援要請処理部８とを有する。

【0015】

図１には、サーバ２００が有する機能構成を示している。サーバ２００は、サーバ２００全体を制御する制御部２０と、サーバ２００の外部の装置との通信を行う通信部２１と、情報を記憶する記憶部２２とを有する。制御部２０は、工作機械１００の保守の支援のための処理を行う支援処理部２３を有する。サーバ２００は、工作機械１００の保守業務を行う保守業者の拠点に設置される。保守業者は、例えば工作機械１００を製造する製造メーカ、または製造メーカから保守業務を委託された業者である。

【0016】

数値制御装置１の通信部３とサーバ２００の通信部２１とは、ネットワーク３００を介して通信可能に接続されている。ネットワーク３００は、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）またはＶＰＮ（Virtual Private Network）といった通信網である。

【0017】

図２は、図１に示す保守支援システム４００の数値制御装置１が有する支援要請処理部８の機能構成を示す図である。支援要請処理部８は、入力部４へのプログラム番号の入力によって指定されたプログラムを解析するプログラム解析部１４を有する。また、支援要請処理部８は、第１の情報生成部である動作情報生成部１５を有する。動作情報生成部１５は、動作機構の動作の異常が確認されたときにおける動作機構の動作状況に関するデータを取得する。動作情報生成部１５は、取得されたデータを含む第１の情報である動作情報を生成する。プログラム解析部１４および動作情報生成部１５の詳細については後述する。

【0018】

図３は、図１に示す保守支援システム４００のサーバ２００が有する支援処理部２３の機能構成を示す図である。支援処理部２３は、動作機構の制御のシミュレーションと動作機構の動作のシミュレーションとによって、動作機構の動作状況をシミュレートするシミュレート処理部２４を有する。また、支援処理部２３は、第２の情報生成部である提案情報生成部２５を有する。提案情報生成部２５は、工作機械１００の保守のために数値制御装置１へ提案される第２の情報である提案情報を、動作情報に基づいて生成する。シミュレート処理部２４および提案情報生成部２５の詳細については後述する。

【0019】

図１に示す数値制御装置１の各機能部は、実施の形態１の保守支援システム４００の制御方法を実行するための制御プログラムがハードウェアを用いて実行されることによって実現される。

【0020】

図４は、実施の形態１にかかる数値制御装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。数値制御装置１は、各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、データ格納領域を含むＲＡＭ（Random Access Memory）３２と、不揮発性メモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）３３と、制御プログラムと各種情報とを記憶する外部記憶装置３４とを備える。数値制御装置１は、数値制御装置１の外部の装置との接続インタフェースである通信インタフェース（Interface：Ｉ／Ｆ）３５と、情報を入力する入力デバイス３６と、画面にて情報を表示する出力デバイスであるディスプレイ３７とを備える。図４に示す数値制御装置１の各部は、バス３８を介して相互に接続されている。

【0021】

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３および外部記憶装置３４に記憶されているプログラムを実行する。図１に示す制御部２の機能は、ＣＰＵ３１を使用して実現される。外部記憶装置３４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）あるいはＳＳＤ（Solid State Drive）である。図１に示す記憶部６の機能は、外部記憶装置３４を使用して実現される。ＲＯＭ３３には、数値制御装置１であるコンピュータまたはコントローラの基本となる制御のためのプログラムであるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）あるいはＵＥＦＩ（Unified Extensible Firmware Interface）といったブートローダであって、ハードウェアを制御するソフトウェアまたはプログラムが記憶されている。なお、制御プログラムは、ＲＯＭ３３に記憶されても良い。

【0022】

ＲＯＭ３３および外部記憶装置３４に記憶されている各種プログラムは、ＲＡＭ３２にロードされる。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３２に制御プログラムを展開して各種処理を実行する。入力デバイス３６は、キーボードおよびポインティングデバイスを含む。図１に示す入力部４の機能は、入力デバイス３６を使用して実現される。ディスプレイ３７の１つの例は、液晶パネルを備える液晶ディスプレイである。図１に示す表示部５の機能は、ディスプレイ３７を使用して実現される。図１に示す通信部３の機能は、通信Ｉ／Ｆ３５を使用して実現される。

【0023】

図１に示すサーバ２００は、実施の形態１の保守支援システム４００の制御方法を実行するための制御プログラムがインストールされたコンピュータである。サーバ２００の各機能部も、制御プログラムがハードウェアを用いて実行されることによって実現される。

【0024】

図５は、実施の形態１にかかるサーバ２００のハードウェア構成を示すブロック図である。サーバ２００は、各種処理を実行するＣＰＵ４１と、データ格納領域を含むＲＡＭ４２と、不揮発性メモリであるＲＯＭ４３と、制御プログラムと各種情報とを記憶する外部記憶装置４４と、サーバ２００の外部の装置との接続インタフェースである通信Ｉ／Ｆ４５とを備える。図５に示すサーバ２００の各部は、バス４６を介して相互に接続されている。

【0025】

図１に示す制御部２０の機能は、ＣＰＵ４１を使用して実現される。図１に示す記憶部２２の機能は、外部記憶装置４４を使用して実現される。図１に示す通信部２１の機能は、通信Ｉ／Ｆ４５を使用して実現される。図５に示す各部について、図４に示す各部と重複する説明は省略する。

【0026】

制御プログラムは、コンピュータによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。外部記憶装置３４，４４には、記憶媒体に記憶された制御プログラムが格納されても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。制御プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して、数値制御装置１とサーバ２００とへインストールされても良い。

【0027】

図６は、図１に示す保守支援システム４００の工作機械１００が有する動作機構１０１の概略構成を示す図である。工作機械１００は、３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれの並進運動が可能な動作機構１０１を有する３軸制御工作機械である。工作機械１００は、かかる３軸の並進運動のほかに２軸のそれぞれの回転を可能にする５軸制御加工を行うものであっても良い。

【0028】

動作機構１０１は、コラム５０に設けられた主軸ヘッド５１と、被加工物５４が載置されるステージ５３とを含む。被加工物５４を加工するための工具５２は、主軸ヘッド５１に取り付けられる。図１に示す駆動制御部７は、三次元空間における工具５２と被加工物５４との相対位置を制御する。工作機械１００は、Ｚ軸を中心に工具５２を回転させながら、被加工物５４に工具５２を接触させることによって、被加工物５４の切削加工を行う。主軸ヘッド５１には、工具５２を回転させる主軸モータが設けられている。図６において、主軸モータの図示を省略している。

【0029】

主軸ヘッド５１は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに移動可能である。ステージ５３は、Ｙ軸方向へ移動可能である。動作機構１０１は、図１に示すＸサーボモータ１１の回転運動を直線運動へ変換する機構と、図１に示すＹサーボモータ１２の回転運動を直線運動へ変換する機構と、図１に示すＺサーボモータ１３の回転運動を直線運動へ変換する機構とを有する。回転運動を直線運動へ変換する機構は、ボールねじといった運動伝達要素を含む。Ｘサーボモータ１１は、Ｘ軸方向において主軸ヘッド５１を駆動する。Ｙサーボモータ１２は、Ｙ軸方向においてステージ５３を駆動する。Ｚサーボモータ１３は、Ｚ軸方向において主軸ヘッド５１を駆動する。動作機構１０１は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とへの主軸ヘッド５１の移動と、Ｙ軸方向へのステージ５３の移動とによって、工具５２と被加工物５４との相対位置を変化させる。なお、主軸ヘッド５１の移動可能な方向とステージ５３の移動可能な方向とは、上記のとおりである場合に限られず、３軸の方向において適宜変更しても良い。

【0030】

図７は、図１に示す数値制御装置１が有する駆動制御部７と、動作機構を構成するサーボモータとを示す図である。以下の説明にて、被加工物５４に対する工具５２の相対位置を、単に「位置」と称することがあるものとする。

【0031】

駆動制御部７は、Ｘ軸方向の指令位置ＣＰｘと、Ｙ軸方向の指令位置ＣＰｙと、Ｚ軸方向の指令位置ＣＰｚとを生成する指令値生成部１６を有する。指令値生成部１６は、動作機構１０１の数値制御のためのプログラムである加工プログラムを解釈して、加工プログラムにしたがった指令位置ＣＰｘ，Ｃｐｙ，ＣＰｚを生成する。指令位置ＣＰｘ，Ｃｐｙ，ＣＰｚは、移動の目標とされる位置を表す。

【0032】

駆動制御部７は、指令トルクＣＴｘ，ＣＴｙ，ＣＴｚを生成するサーボ制御部１７を有する。指令トルクＣＴｘは、Ｘサーボモータ１１に発生させるトルクを制御するための指令である。指令トルクＣＴｙは、Ｙサーボモータ１２に発生させるトルクを制御するための指令である。指令トルクＣＴｚは、Ｚサーボモータ１３に発生させるトルクを制御するための指令である。応答位置ＲＰｘは、指令トルクＣＴｘによるＸサーボモータ１１の制御によって到達した位置を表す。応答位置ＲＰｙは、指令トルクＣＴｙによるＹサーボモータ１２の制御によって到達した位置を表す。応答位置ＲＰｚは、指令トルクＣＴｚによるＺサーボモータ１３の制御によって到達した位置を表す。

【0033】

Ｘサーボモータ１１には、応答位置ＰＲｘを検出する位置検出器が取り付けられている。Ｙサーボモータ１２には、応答位置ＰＲｙを検出する位置検出器が取り付けられている。Ｚサーボモータ１３には、応答位置ＰＲｚを検出する位置検出器が取り付けられている。図７では、位置検出器の図示を省略している。駆動制御部７には、応答位置ＰＲｘ，ＲＰｙ，ＲＰｚの検出結果が入力される。駆動制御部７は、応答位置ＲＰｘを指令位置ＣＰｘに追従させるように指令トルクＣＴｘを調整するための演算によって、指令トルクＣＴｘのフィードバック制御を行う。駆動制御部７は、応答位置ＲＰｙを指令位置ＣＰｙに追従させるように指令トルクＣＴｙを調整するための演算により、指令トルクＣＴｙのフィードバック制御を行う。駆動制御部７は、応答位置ＲＰｚを指令位置ＣＰｚに追従させるように指令トルクＣＴｚを調整するための演算により、指令トルクＣＴｚのフィードバック制御を行う。

【0034】

図８は、図１に示す工作機械１００による加工によって得られる加工形状の第１の例を示す図である。図８に示す被加工物５５は、半円柱形状をなしている。被加工物５５は、長手方向をＸ軸方向に一致させて配置されている。被加工物５５の曲面の加工において、工作機械１００は、ＹＺ平面における円弧に沿うように工具５２を移動させ、円弧に沿った移動を終えるごとに工具５２の位置をＸ軸方向にシフトさせることを繰り返す。図８に示す破線の矢印は、工具５２の経路を表している。

【0035】

図９は、図１に示す工作機械１００による加工によって得られる加工形状の第２の例を示す図である。図９に示す被加工物６０は、図８に示す被加工物５５の場合と同じ加工プログラムによって加工されたものである。被加工物６０には、被加工物５５には無い直線状の筋目６１が生じている。Ｚ軸方向において工具５２が移動する方向が反転した際に、動作機構１０１のうちＺサーボモータ１３によって駆動する要素間における摩擦の方向が反転する。摩擦の方向の反転は、Ｚサーボモータ１３の制御を乱す外的な作用である外乱となり得る。かかる外乱の影響によって、サーボ制御部１７によって生成される指令トルクＣＴｚに追従誤差が生じることがある。かかる追従誤差によって、被加工物６０の曲面のうちＺ軸方向における頂部には、曲面上の位置よりもＺ軸方向において突起した削り残しが生じ得る。Ｚ軸方向において工具５２が移動する方向が反転するごとに生じる追従誤差によって、Ｚ軸方向における最上部にＸ軸方向へ延びる筋目６１が形成される加工不良が生じる。

【0036】

数値制御装置１には、このような追従誤差を補正するための補正機能が備えられている。かかる補正機能のための制御パラメータである補正パラメータは、動作機構１０１における摩擦の大きさといった特性に応じて調整される。動作機構１０１の経年変化によって動作機構１０１の特性に変化が生じた場合、特性の変化に応じて補正パラメータが調整されなければ、数値制御装置１は、追従誤差の補正ができなくなる。

【0037】

実施の形態１にかかる保守支援システム４００は、動作機構１０１の動作精度の低下による加工不良が確認されたときにおける動作状況を、サーバ２００でのシミュレートによって検証する。サーバ２００は、検証の結果を基に、動作機構１０１の制御のためのパラメータである制御パラメータの変更についての提案情報を生成して、生成された提案情報を数値制御装置１へ送る。工作機械１００を操作するオペレータは、サーバ２００から送られた提案情報を数値制御装置１において確認することができる。このようにして、保守支援システム４００は、工作機械１００の保守を支援する。

【0038】

次に、工作機械１００の保守を支援するための保守支援システム４００の動作について説明する。生産現場における工作機械１００のオペレータは、加工不良を発見した場合に、加工不良が生じた被加工物６０についての加工プログラムのプログラム番号を入力部４へ入力する。数値制御装置１は、プログラム番号の入力画面を表示部５に表示しても良い。生産現場には、プログラム番号の入力のための操作端末が設置されても良い。

【0039】

プログラム解析部１４は、入力されたプログラム番号によって指定された加工プログラムについて、加工プログラムに記述されている指令経路を解析する。指令経路は、指令位置を推移させる経路である。プログラム解析部１４は、指令経路から、加工不良が発生し得る部分を抽出する。図８に示す指令経路の場合、プログラム解析部１４は、Ｚ軸方向において指令位置が変化する方向の正負が反転する位置である反転位置と、指令経路のうち反転位置より手前の位置と反転位置より先の位置とを含む部分を抽出する。

【0040】

次に、プログラム解析部１４は、抽出された部分の付近において、各軸方向のうち位置の移動が含まれる方向を判定して、動作情報の生成のためのデータを取得する対象とする軸を選択する。図８に示す指令経路の場合、上記反転位置の付近において位置の移動が含まれる方向はＹ軸方向とＺ軸方向であって、Ｘ軸方向の移動はない。この場合、プログラム解析部１４は、Ｙ軸とＺ軸とを選択する。

【0041】

動作情報生成部１５は、プログラム解析部１４によって抽出された部分について、加工プログラムにしたがって動作機構１０１を動作させる。動作情報生成部１５は、プログラム解析部１４によって選択された軸について、動作情報の生成のための時系列データを取得する。時系列データは、動作機構１０１の動作の際における時系列の各種位置データであって、動作機構１０１を動作させた時間範囲における指令位置のデータと、当該時間範囲における応答位置のデータと、当該時間範囲における指令トルクのデータとを含む。Ｙ軸とＺ軸とが選択された場合に、動作情報生成部１５は、指令位置ＣＰｙ，ＣＰｚと、応答位置ＲＰｙ，ＲＰｚと、指令トルクＣＴｙ，ＣＴｚとを含む時系列データを取得する。これにより、動作情報生成部１５は、動作機構１０１の異常である動作精度の低下が確認されたときにおける動作状況に関するデータである時系列データを取得する。すなわち、動作情報生成部１５は、動作機構１０１の異常が確認された場合に、動作機構１０１の正常時を含む動作状況に関するデータの中から、その異常が確認された時点を含む時間範囲における時系列データを取得する。

【0042】

また、動作情報生成部１５は、動作機構１０１を動作させたときにおける制御パラメータを記憶部６から読み出す。動作情報生成部１５は、記憶部６に記憶されている制御パラメータのうち、フィードバック制御におけるゲイン、または追従誤差の補正のための補正パラメータなど、動作機構１０１の位置変化に影響を与える可能性がある制御パラメータを読み出す。動作情報生成部１５は、取得された時系列データと、読み出された制御パラメータとを含む動作情報を生成する。通信部３は、動作情報生成部１５によって生成された動作情報をサーバ２００へ送信する。

【0043】

数値制御装置１は、工作機械１００による加工において各種位置データを常時記憶部６に記憶することによって、時系列データを保持しても良い。時系列データが保持されている場合、動作情報生成部１５は、加工プログラムにしたがった動作機構１０１の動作を行わなくても良い。動作情報生成部１５は、保持されている時系列データのうち、プログラム解析部１４によって抽出された部分についての時系列データを読み出す。動作情報生成部１５は、動作機構１０１の動作による時系列データの取得に代えて、保持されている時系列データを読み出すことによって、動作精度の低下が確認されたときにおける動作状況に関する時系列データを取得することができる。この場合、動作情報生成部１５は、時系列データの取得のための動作機構１０１の動作が不要となることにより、動作情報の生成に要する時間を短縮することができる。

【0044】

サーバ２００の通信部２１は、数値制御装置１の通信部３によって送信された動作情報を受信する。シミュレート処理部２４は、受信された動作情報を基に、動作機構１０１の動作状況をシミュレートする。

【0045】

図１０は、図１に示す支援処理部２３が有するシミュレート処理部２４の機能構成を示す図である。シミュレート処理部２４は、動作機構１０１の制御のシミュレーションを行う制御シミュレート部２６と、動作機構１０１の動作のシミュレーションを行う動作シミュレート部２７とを有する。なお、上述の例のように、Ｙ軸とＺ軸とについての時系列データが動作情報に含まれ、かつＸ軸についての時系列データが動作情報に含まれない場合には、シミュレート処理部２４は、Ｙ軸およびＺ軸についての動作および制御のシミュレーションを行い、Ｘ軸についての動作および制御のシミュレーションを行わない。以下の説明では、シミュレート処理部２４は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸についての動作および制御のシミュレーションを行うものとする。

【0046】

制御シミュレート部２６には、動作情報に含まれる時系列データのうち、各軸についての指令位置ＣＰｘ，ＣＰｙ，ＣＰｚのデータが入力される。制御シミュレート部２６は、サーボ制御部１７による制御のシミュレーションを行うことによって、指令位置ＣＰｘから生成される指令トルクの推定値ＣＴｘ’と、指令位置ＣＰｙから生成される指令トルクの推定値ＣＴｙ’と、指令位置ＣＰｚから生成される指令トルクの推定値ＣＴｚ’とを求める。制御シミュレート部２６は、求めた推定値ＣＴｘ’，ＣＴｙ’，ＣＴｚ’を出力する。

【0047】

動作機構１０１に作用する摩擦に起因する外乱は、各軸の外乱トルクとして表現される。推定値ＣＴｘ’には、Ｘ軸についての外乱トルクＤＴｘが加算される。推定値ＣＴｙ’には、Ｙ軸についての外乱トルクＤＴｙが加算される。推定値ＣＴｚ’には、Ｚ軸についての外乱トルクＤＴｚが加算される。動作シミュレート部２７には、外乱トルクＤＴｘが加算された推定値ＣＴｘ’と、外乱トルクＤＴｙが加算された推定値ＣＴｙ’と、外乱トルクＤＴｚが加算された推定値ＣＴｚ’とが入力される。

【0048】

動作シミュレート部２７は、外乱トルクＤＴｘが加算された推定値ＣＴｘ’を基に、Ｘサーボモータ１１の動作をシミュレーションすることによって、応答位置の推定値ＰＲｘ’を求める。動作シミュレート部２７は、外乱トルクＤＴｙが加算された推定値ＣＴｙ’を基に、Ｙサーボモータ１２の動作をシミュレーションすることによって、応答位置の推定値ＰＲｙ’を求める。動作シミュレート部２７は、外乱トルクＤＴｚが加算された推定値ＣＴｚ’を基に、Ｚサーボモータ１３の動作をシミュレーションすることによって、応答位置の推定値ＰＲｚ’を求める。

【0049】

なお、制御シミュレート部２６は、応答位置の推定値ＲＰｘ’を指令位置ＣＰｘに追従させるように推定値ＣＴｘ’を調整するための演算によって、推定値ＣＴｘ’のフィードバック制御を行う。制御シミュレート部２６は、応答位置の推定値ＲＰｙ’を指令位置ＣＰｙに追従させるように推定値ＣＴｙ’を調整するための演算によって、推定値ＣＴｙ’のフィードバック制御を行う。制御シミュレート部２６は、応答位置の推定値ＲＰｚ’を指令位置ＣＰｚに追従させるように推定値ＣＴｚ’を調整するための演算によって、推定値ＣＴｚ’のフィードバック制御を行う。制御シミュレート部２６は、動作情報に含まれる制御パラメータのうち、フィードバック制御におけるゲインを読み出して、読み出されたゲインを用いたフィードバック制御を行う。

【0050】

このようにして、シミュレート処理部２４は、動作機構１０１の制御のシミュレーションと動作機構１０１の動作のシミュレーションとを行い、動作機構１０１の動作状況のシミュレーション結果である応答位置の推定値ＲＰｘ’，ＲＰｙ’，ＲＰｚ’を求める。

【0051】

シミュレート処理部２４には、各軸についての制御をシミュレートするための制御モデルと、各軸についての動作をシミュレートするための動作モデルと、各軸についての外乱トルクのモデルとが必要となる。制御シミュレート部２６は、各軸についての制御をシミュレートするために、軸ごとにサーボ制御部１７と同じ処理を実行可能とする構成を備えている。動作シミュレート部２７にて各軸についての動作をシミュレートするための構成と、軸についての外乱トルクのモデルとは、動作情報に含まれる応答位置ＲＰｘ，ＲＰｙ，ＲＰｚと、指令トルクＣＴｘ，ＣＴｙ，ＣＴｚとを用いたシステム同定を行うことによって決定される。システム同定の手法には、ＡＲＸ（autoregressive with exogenous input）モデルを用いた同定または部分空間同定法といった手法を用いることができる。

【0052】

なお、上記のシステム同定に用いられるデータが不足している場合、モデルの同定が正しく行われず、シミュレート処理部２４でのシミュレートによって得られる推定値ＲＰｘ’，ＲＰｙ’，ＲＰｚ’による経路６５と、動作情報に含まれる応答位置ＲＰｘ，ＲＰｙ，ＲＰｚによる経路とに大きな差が生じる場合がある。かかる場合に、サーバ２００は、シミュレート処理部２４による動作状況のシミュレーションの結果に基づいて、時系列データの追加を数値制御装置１へ要求しても良い。

【0053】

例えば、サーバ２００による要求に応じて、数値制御装置１のプログラム解析部１４は、加工プログラムに記述されている指令経路から抽出される部分の範囲を拡大、すなわち、抽出される時系列データの時間範囲を拡大して、指令経路の部分の再抽出を行う。動作情報生成部１５は、再抽出された部分についての時系列データを取得して、動作情報を生成する。数値制御装置１の通信部３は、生成された動作情報をサーバ２００へ送信する。これにより、数値制御装置１は、時系列の時間範囲が拡大された時系列データを含む動作情報をサーバ２００へ送信する。シミュレート処理部２４は、範囲が拡大された時系列データを基に、シミュレートを再度実行する。これにより、シミュレート処理部２４は、正確なシミュレートを行うことが可能となる。

【0054】

図１１は、図１０に示すシミュレート処理部２４によるシミュレーションの結果の第１の例を示す図である。図１１に示す経路６５は、図９に示す被加工物６０を加工する場合について、応答位置の推定値ＲＰｙ’，ＲＰｚ’をプロットすることにより得られた工具５２の経路のシミュレーション結果を示している。経路６５は、被加工物６０のＹＺ平面における円弧に相当する。また、経路６５には、推定値ＣＴｚ’の追従誤差によって生じる突起部６６が含まれている。突起部６６は、図１１では、かかる追従誤差による突起部６６を拡大して示している。

【0055】

突起部６６は、Ｚ軸方向における経路６５の移動方向が反転した直後、すなわち経路６５上の位置の象限が切り換わったときの追従誤差によって生じている。突起部６６は、外乱である摩擦の方向が反転した影響で追従性が低下して、円弧よりもＹ軸およびＺ軸の原点から遠ざかる側である外側へ経路６５が膨らむことによって生じる。経路６５におけるこのような誤差は、象限突起と称される。象限突起である突起部６６は、図９に示す筋目６１の原因となる。

【0056】

シミュレート処理部２４は、シミュレーションの結果を基に象限突起を確認すると、制御シミュレート部２６におけるＺ軸についてのシミュレーションについて、象限突起の補正度合いを調整するために、象限突起の補正のための制御パラメータである補正パラメータを変更する。図１１に示す突起部６６については、象限突起の補正度合いが不足していることから、シミュレート処理部２４は、補正度合いを強めるように補正パラメータを変更する。

【0057】

なお、補正パラメータの設定あるいは動作機構１０１の状態によっては、象限突起は、円弧よりもＹ軸およびＺ軸の原点へ近づく側である内側へ経路６５が入り込むように生じることがある。この場合、象限突起の補正度合いが過剰であることから、シミュレート処理部２４は、補正度合いを弱めるように補正パラメータを変更する。

【0058】

シミュレート処理部２４は、制御パラメータを変更した後に、動作機構１０１の制御および動作のシミュレーションを再度実行する。シミュレート処理部２４は、シミュレーションを実行するごとに、象限突起の補正が適切であるか否かを判断する。保守支援システム４００は、制御パラメータの変更による効果をこのようなシミュレーションによって確認できることから、効果の確認のための実際の加工を行う場合に比べて、確認に要する時間を短縮できる。

【0059】

図１２は、図１０に示すシミュレート処理部２４によるシミュレーションの結果の第２の例を示す図である。図１２に示す経路６７は、象限突起の補正が適切であると判断されたときにおけるシミュレーション結果を示している。シミュレート処理部２４は、象限突起の補正が適切であるとの判断が得られたときの制御パラメータを提案情報生成部２５へ出力する。

【0060】

提案情報生成部２５は、動作情報に含まれる変更前の制御パラメータと、シミュレート処理部２４による変更後の制御パラメータとの差分を求める。提案情報生成部２５は、求めた差分を基に、制御パラメータの変更プランを含む提案情報を生成する。通信部２１は、提案情報生成部２５によって生成された提案情報を数値制御装置１へ送信する。

【0061】

数値制御装置１の通信部３は、サーバ２００の通信部２１によって送信された提案情報を受信する。表示部５は、提案情報のうち、制御パラメータの変更プランを表示する。工作機械１００のオペレータは、表示された変更プランにしたがって制御パラメータを変更することができる。また、数値制御装置１は、表示された変更プランの承認のための操作を入力部４において受け付けても良い。工作機械１００のオペレータの操作によって変更プランが承認されると、制御部２は、変更プランにしたがって制御パラメータを変更する。工作機械１００のオペレータは、経験あるいは熟練度に関わらず、サーバ２００からの提案情報を参照することによって、制御パラメータを適切に調整することができる。保守業者は、工作機械１００が設置されている生産現場へ出向かなくても、保守のための提案情報をオペレータへ提供することができる。また、保守業者は、工作機械１００の加工不良があったときに、迅速に対応することができる。

【0062】

図１３は、実施の形態１にかかる保守支援システム４００の制御方法による手順について説明する図である。ステップＳ１において、数値制御装置１の入力部４は、プログラム番号を受け付ける。ステップＳ２において、数値制御装置１のプログラム解析部１４は、ステップＳ１におけるプログラム番号によって指定された加工プログラムを解析する。ステップＳ３において、数値制御装置１の動作情報生成部１５は、ステップＳ２における解析結果を基に、時系列データと制御パラメータとを含む動作情報を生成する。ステップＳ４において、数値制御装置１の通信部３は、ステップＳ３において生成された動作情報をサーバ２００へ送信する。

【0063】

サーバ２００の通信部２１は、ステップＳ４において送信された動作情報を受信する。ステップＳ５において、サーバ２００のシミュレート処理部２４は、受信された動作情報を基に、動作機構１０１の動作状況のシミュレーションを実行する。ステップＳ６において、サーバ２００の提案情報生成部２５は、ステップＳ５におけるシミュレーションの結果を基に、制御パラメータの変更レシピを含む提案情報を生成する。ステップＳ７において、通信部２１は、ステップＳ６において生成された提案情報を数値制御装置１へ送信する。

【0064】

数値制御装置１の通信部３は、ステップＳ７において送信された提案情報を受信する。表示部５は、受信された提案情報を表示する。ステップＳ８では、数値制御装置１の制御部２は、工作機械１００のオペレータの操作によって、制御パラメータを変更する。以上により、保守支援システム４００は、図１３に示す手順による動作を終了する。

【0065】

実施の形態１によると、動作情報生成部１５は、加工不良が確認されたときにおける動作機構１０１の動作状況に関する時系列データを基に、動作情報を生成する。支援要請処理部８は、サーバ２００での制御パラメータの調整によるトラブルシュートに必要な情報を適切に選択し、サーバ２００でのシミュレーションにて過不足なく活用可能な情報をサーバ２００へ送ることができる。保守支援システム４００は、数値制御装置１からサーバ２００へ過大なデータが送られることを抑制可能とし、データの通信量の低減が可能となる。保守支援システム４００は、数値制御装置１からサーバ２００へ送られるデータが絞り込まれることによって必要な情報まで送られなくなるという事態を回避できる。サーバ２００は、数値制御装置１から送られる動作情報によって、動作機構１０１の動作状況を正確に把握することができる。以上により、保守支援システム４００は、産業機械の動作機構１０１による動作状況の正確な把握とデータの通信量の低減とが可能となるという効果を奏する。

【0066】

実施の形態２．
実施の形態２にかかる保守支援システム４００は、動作機構１０１の動作状況についての指標値を数値制御装置１において監視し、指標値が閾値を超えたことによって、動作不良の予兆を検知する。保守支援システム４００は、指標値が閾値を超えたときにおける指標値のログデータをサーバ２００にて検証して、動作機構１０１を構成する部品についてのメンテナンスの要否を判定する。サーバ２００は、メンテナンスの要否についての判定の結果を基に、部品のメンテナンスに関する提案情報を生成して、生成された提案情報を数値制御装置１へ送る。工作機械１００を操作するオペレータは、サーバ２００から送られた提案情報を数値制御装置１において確認することができる。このようにして、保守支援システム４００は、工作機械１００の保守を支援する。

【0067】

図１４は、本発明の実施の形態２にかかる保守支援システム４００の数値制御装置１が有する支援要請処理部７０の機能構成を示す図である。実施の形態２において、支援要請処理部７０は、図２に示す支援要請処理部８に代えて、数値制御装置１に設けられている。支援要請処理部７０は、工作機械１００の保守の支援を要請するための処理を行う。

【0068】

支援要請処理部７０は、動作機構１０１の動作状況についての指標値を監視する指標監視部７１を有する。また、支援要請処理部７０は、動作機構の動作精度の低下が確認されたときにおける動作状況に関するデータを基に、保守の支援を要請するためにサーバ２００へ送信される動作情報を生成する動作情報生成部７２を有する。

【0069】

図１５は、実施の形態２にかかる保守支援システム４００のサーバ２００が有する支援処理部８０の機能構成を示す図である。実施の形態２において、支援処理部８０は、図３に示す支援処理部２３に代えて、サーバ２００に設けられている。支援処理部８０は、工作機械１００の保守の支援のための処理を行う。

【0070】

動作機構１０１の構成要素には、送り駆動系あるいは主軸を構成するボールねじおよびベアリングといった部品が含まれる。ボールねじとベアリングとは、負荷を受けながら回転する転動体を有する。転動体は、長期の使用によって摩耗あるいは傷が生じることがある。転動体は、摩耗あるいは傷によって、送り軸の負荷の増加、または特定の周波数成分での共振といった、動作不良の予兆となる現象を生じ得る。ボールねじとベアリングとは、このような現象を生じたまま使用が継続されることによって、動作機構１０１の構成要素に作用する摩擦による外乱が増大し、象限突起の増大といった動作不良を生じさせる。ボールねじまたはベアリングが完全に損傷した場合、動作機構１０１が動作不能となることによって、工作機械１００は加工を行うことができなくなる。損傷した部品が交換されるまでの期間が長引くほど、工作機械１００の稼動が停止される期間が長くなるため、生産への支障が大きくなる。

【0071】

保守支援システム４００は、指標値のログデータを基に、部品の損傷の予兆を検知する。部品が完全に損傷するよりも前に部品を交換可能とすることで、工作機械１００は、稼働が停止される事態を回避することが可能となり、生産性の低下を最小限に抑えることができる。

【0072】

指標監視部７１は、指標値として、各軸の負荷と共振ピークの高さとを監視する。各軸の負荷は、Ｘサーボモータ１１、Ｙサーボモータ１２、Ｚサーボモータ１３および主軸モータの各指令トルクの二乗平均によって得られる。共振ピークの高さは、Ｘサーボモータ１１、Ｙサーボモータ１２およびＺサーボモータ１３の各指令トルクの高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）解析によって得られる。記憶部６には、指標値のログデータを格納する領域であるリングバッファが確保されている。リングバッファに格納されたログデータのデータ量が、リングバッファに格納可能なデータ量の上限に達すると、リングバッファのうち最古のデータが最新のデータに書き換えられる。

【0073】

あらかじめ設定された閾値を超える負荷が指標監視部７１によって検知された場合に、動作情報生成部７２は、リングバッファに保持されているログデータのうちの負荷の履歴データである負荷データを読み出す。動作情報生成部７２は、読み出された負荷データを含む動作情報を生成する。あらかじめ設定された閾値を超える共振ピーク高さが指標監視部７１によって検知された場合に、動作情報生成部７２は、そのときのＦＦＴ解析の結果を含む動作情報を生成する。通信部３は、動作情報生成部７２によって生成された動作情報をサーバ２００へ送信する。

【0074】

サーバ２００の通信部２１は、数値制御装置１の通信部３によって送信された動作情報を受信する。メンテナンス判定部８１は、動作情報に含まれる負荷データまたはＦＦＴ解析の結果を基に、部品のメンテナンスの要否を判定する。記憶部２２は、ボールねじまたはベアリングといった部品について、部品の損傷の予兆となる負荷の推移を示す第１のプロファイル情報と、部品の損傷の予兆となる共振ピーク高さの推移を示す第２のプロファイル情報とを保持している。メンテナンス判定部８１は、負荷データの推移が第１のプロファイル情報と一致する場合に、部品のメンテナンスが要るものと判定する。また、メンテナンス判定部８１は、共振ピーク高さの推移が第２のプロファイル情報と一致する場合に、部品のメンテナンスが要るものと判定する。メンテナンス判定部８１は、負荷データの推移が第１のプロファイル情報と一致しない場合と、共振ピーク高さの推移が第２のプロファイル情報と一致しない場合とにおいて、部品のメンテナンスは不要と判定する。

【0075】

提案情報生成部８２は、部品のメンテナンスが要るとの判定がメンテナンス判定部８１によってなされた場合、当該部品の交換を促す提案情報を生成する。提案情報生成部８２は、部品のメンテナンスは不要との判定がメンテナンス判定部８１によってなされた場合、部品の交換は不要であることを示す提案情報を生成する。通信部２１は、提案情報生成部８２によって生成された提案情報を数値制御装置１へ送信する。

【0076】

数値制御装置１の通信部３は、サーバ２００の通信部２１によって送信された提案情報を受信する。表示部５は、受信された提案情報を表示する。工作機械１００のオペレータは、部品の交換を促す提案情報が表示された場合に、部品の交換を行うか、保守業者へ部品の交換を依頼する。工作機械１００は、オペレータの経験あるいは熟練度に関わらず、サーバ２００からの提案情報を参照することによって、部品の損傷を未然に防止することができる。オペレータは、部品が損傷するよりも前に、交換のための部品あるいは部品交換に関連する資材をあらかじめ準備することができる。保守業者は、交換のための部品あるいは部品交換に関連する資材を生産現場へあらかじめ提供することによって、保守サービスの効率的な運営が可能となる。

【0077】

図１６は、実施の形態２にかかる保守支援システム４００の制御方法について説明する図である。ステップＳ１１において、数値制御装置１の指標監視部７１は、指標値を監視する。ステップＳ１１における監視において、閾値を超える指標値が検知された場合に、ステップＳ１２において、数値制御装置１の動作情報生成部７２は、指標値のログデータを含む動作情報を生成する。ステップＳ１３において、数値制御装置１の通信部３は、ステップＳ１２において生成された動作情報をサーバ２００へ送信する。

【0078】

サーバ２００の通信部２１は、ステップＳ１３において送信された動作情報を受信する。ステップＳ１４において、サーバ２００のメンテナンス判定部８１は、受信された動作情報を基に、部品のメンテナンスの要否を判定する。ステップＳ１５において、動作情報生成部１５は、ステップＳ１４における判定の結果を示す提案情報を生成する。ステップＳ１６において、通信部２１は、ステップＳ１５において生成された提案情報を数値制御装置１へ送信する。

【0079】

数値制御装置１の通信部３は、ステップＳ１６において送信された提案情報を受信する。ステップＳ１７では、表示部５は、受信された提案情報を表示する。以上により、保守支援システム４００は、図１６に示す手順による動作を終了する。

【0080】

実施の形態２によると、保守支援システム４００は、部品の損傷の予兆が生じている時期に部品のメンテナンスを促す提案情報を工作機械１００のオペレータに示すことで、部品の損傷を未然に防ぐための支援を行うことができる。動作情報生成部７２は、指標値が閾値を超えた場合に、指標値のログデータを含む動作情報を生成する。指標値が閾値を超えたことによって当該指標値のログデータを含む動作情報が生成されることで、閾値を超えていない指標値についてのデータは送信されない。支援要請処理部７０は、メンテナンスの要否の判定に必要な情報を適切に選択し、判定に過不足なく活用可能な情報をサーバ２００へ送ることができる。保守支援システム４００は、数値制御装置１からサーバ２００へ過大なデータが送られることを抑制可能とし、データの通信量の低減が可能となる。保守支援システム４００は、数値制御装置１からサーバ２００へ送られるデータが絞り込まれることによって必要な情報まで送られなくなるという事態を回避できる。サーバ２００は、数値制御装置１から送られる動作情報によって、動作機構１０１の動作状況を正確に把握することができる。以上により、保守支援システム４００は、産業機械の動作機構１０１による動作状況の正確な把握とデータの通信量の低減とが可能となるという効果を奏する。

【0081】

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ 数値制御装置、２，２０ 制御部、３，２１ 通信部、４ 入力部、５ 表示部、６，２２ 記憶部、７ 駆動制御部、８，７０ 支援要請処理部、１１ Ｘサーボモータ、１２ Ｙサーボモータ、１３ Ｚサーボモータ、１４ プログラム解析部、１５，７２ 動作情報生成部、１６ 指令値生成部、１７ サーボ制御部、２３，８０ 支援処理部、２４ シミュレート処理部、２５，８２ 提案情報生成部、２６ 制御シミュレート部、２７ 動作シミュレート部、３１，４１ ＣＰＵ、３２，４２ ＲＡＭ、３３，４３ ＲＯＭ、３４，４４ 外部記憶装置、３５，４５ 通信Ｉ／Ｆ、３６ 入力デバイス、３７ ディスプレイ、３８，４６ バス、５０ コラム、５１ 主軸ヘッド、５２ 工具、５３ ステージ、５４，５５，６０ 被加工物、６１ 筋目、６５，６７ 経路、６６ 突起部、７１ 指標監視部、８１ メンテナンス判定部、１００ 工作機械、１０１ 動作機構、２００ サーバ、３００ ネットワーク、４００ 保守支援システム。

【要約】

保守支援システム（４００）は、産業機械の動作機構の駆動を制御する数値制御装置（１）と、数値制御装置（１）と通信可能な支援装置であるサーバ（２００）とを備え、産業機械の保守を支援する。数値制御装置（１）は、動作機構の動作状態に関するデータの中から動作機構の動作の異常が確認されたときにおける動作機構の動作状況に関するデータを取得し、取得されたデータを含む第１の情報を生成する第１の情報生成部を備える。サーバ（２００）は、保守のために数値制御装置（１）へ提案される第２の情報を、第１の情報の内容に基づいて生成する第２の情報生成部を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】