▶ アトラス コプコ アイエーエス ユーケー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022047472
(43)【公開日】2022-03-24
(54)【発明の名称】リベット機械
(51)【国際特許分類】
B21J 15/28 20060101AFI20220316BHJP
G05B 23/02 20060101ALI20220316BHJP
【ＦＩ】
B21J15/28 M
G05B23/02 V
B21J15/28 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】29
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021032703
(22)【出願日】2021-03-02
(31)【優先権主張番号】2003015.1
(32)【優先日】2020-03-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(71)【出願人】
【識別番号】520190665
【氏名又は名称】アトラス コプコ アイエーエス ユーケー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＴＬＡＳ ＣＯＰＣＯ ＩＡＳ ＵＫ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】エリオット， ピーター ジョン
【テーマコード（参考）】
3C223
【Ｆターム（参考）】
3C223AA11
3C223FF34
3C223FF44
3C223GG01
3C223HH03
3C223HH13
(57)【要約】 （修正有）
【課題】リベットシステム等の産業機械の故障を診断し、解決する方法及び装置を提供する。
【解決手段】産業機械に関連付けられた第１の状態を特定するステップと、第１の状態に基づいて産業機械に関連付けられた少なくとも１つの第２の状態を特定するステップと、特定された各第２の状態について、第２の状態に関連付けられた状態時間を決定するステップと、少なくとも１つの第２の状態及びそれぞれの状態時間に基づいて、産業機械が少なくとも１つの第２の状態のうちの少なくとも１つにおいて所定の期間とは異なる期間を費やしたと判断したことに応じた故障インジケータ条件を決定するステップと、故障表示の決定に応じて、少なくとも１つの第２の状態のうちの１つの表示を含む診断情報を生成するステップと、診断情報を産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップとを含む。
【選択図】図６
【解決手段】産業機械に関連付けられた第１の状態を特定するステップと、第１の状態に基づいて産業機械に関連付けられた少なくとも１つの第２の状態を特定するステップと、特定された各第２の状態について、第２の状態に関連付けられた状態時間を決定するステップと、少なくとも１つの第２の状態及びそれぞれの状態時間に基づいて、産業機械が少なくとも１つの第２の状態のうちの少なくとも１つにおいて所定の期間とは異なる期間を費やしたと判断したことに応じた故障インジケータ条件を決定するステップと、故障表示の決定に応じて、少なくとも１つの第２の状態のうちの１つの表示を含む診断情報を生成するステップと、診断情報を産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップとを含む。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
産業機械の故障を診断する方法であって、
前記産業機械に関連付けられた第１の状態を特定するステップと、
前記第１の状態に基づいて前記産業機械に関連付けられた少なくとも１つの第２の状態を特定するステップと、
特定された各第２の状態について、前記第２の状態に関連付けられた状態時間を決定するステップと、
前記少なくとも１つの第２の状態及びそれぞれの前記状態時間に基づいて、前記産業機械が前記少なくとも１つの第２の状態のうちの少なくとも１つにおいて所定の期間とは異なる期間を費やしたと判断したことに応じた故障インジケータ条件を決定するステップと、
前記故障表示の決定に応じて、前記少なくとも１つの第２の状態のうちの前記１つの表示を含む診断情報を生成するステップと、
前記診断情報を前記産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップと
を含む、産業機械の故障を診断する方法。
前記産業機械に関連付けられた第１の状態を特定するステップと、
前記第１の状態に基づいて前記産業機械に関連付けられた少なくとも１つの第２の状態を特定するステップと、
特定された各第２の状態について、前記第２の状態に関連付けられた状態時間を決定するステップと、
前記少なくとも１つの第２の状態及びそれぞれの前記状態時間に基づいて、前記産業機械が前記少なくとも１つの第２の状態のうちの少なくとも１つにおいて所定の期間とは異なる期間を費やしたと判断したことに応じた故障インジケータ条件を決定するステップと、
前記故障表示の決定に応じて、前記少なくとも１つの第２の状態のうちの前記１つの表示を含む診断情報を生成するステップと、
前記診断情報を前記産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップと
を含む、産業機械の故障を診断する方法。
【請求項2】
前記産業機械の動作中に、状態の履歴及び関連付けられた状態時間を保守するステップをさらに含み、第２の状態及び前記第２の状態に関連付けられた状態時間を特定するステップは、前記状態の履歴及び関連付けられた状態時間から前記第２の状態及び関連付けられた状態時間を特定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記故障インジケータ条件の決定に応じて、前記状態の履歴及び関連付けられた状態時間の所定数のデータエントリの内容をコピーするステップをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記少なくとも１つの第２の状態のそれぞれに関連付けられた前記状態時間は、前記第２の状態への遷移時のグローバルタイマの値に基づいており、前記グローバルタイマは、前記産業機械のすべての動作を同期させるために前記産業機械によって使用される、請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項5】
前記ユーザインタフェースは、前記産業機械の状態履歴の表示を生成するステップをさらに含み、前記状態履歴は、前記産業機械の現在の状態、前記現在の状態の後にアクティブになる状態、現在の状態の前にアクティブだった状態、及び前記現在の状態に関連付けられた状態時間を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記産業機械のヒューマンマシンインタフェース、又は前記機械に直接若しくは遠隔で取り付けられた診断システムに前記ユーザインタフェースを表示するステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記ユーザインタフェースは、前記現在の状態に到達するために前記産業機械が辿る遷移経路の表示を含む、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項8】
前記ユーザインタフェースにおいて状態強制ユーザインタフェース要素を提供するステップをさらに含み、前記状態強制ユーザインタフェース要素の選択により前記産業機械は所定の状態へと遷移する、請求項５～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記産業機械の動作中に、状態の履歴及び関連付けられた状態時間の保守を、前記状態強制ユーザインタフェース要素の選択後に継続する、請求項２に従属する請求項８に記載の方法。
【請求項10】
診断出力を生成するステップは、前記第２の状態及び状態時間情報を処理して、状態遷移のタイミングを示す出力を生成することを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
状態遷移のタイミングを示す前記出力と共に表示するように構成された時間計算ユーザインタフェース要素を提供するステップをさらに含み、前記時間計算ユーザインタフェースは、オペレータが状態遷移のタイミングを示す前記出力内の２つの位置を選択し、前記選択された２つの位置間の期間を出力することを可能にするように構成されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記産業機械に関連付けられたＩ／Ｏ信号の変化を特定するステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータに、変化を示す値を割り当てるステップであって、前記割り当ては所定の期間持続するように構成されている、割り当てるステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号の現在値及び前記状態インジケータの現在値の表示を含む診断情報を生成するステップと、
前記産業機械のユーザインタフェースにおいて、前記診断情報に基づいて診断出力を出力するステップと
を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
前記Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータに、変化を示す値を割り当てるステップであって、前記割り当ては所定の期間持続するように構成されている、割り当てるステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号の現在値及び前記状態インジケータの現在値の表示を含む診断情報を生成するステップと、
前記産業機械のユーザインタフェースにおいて、前記診断情報に基づいて診断出力を出力するステップと
を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
産業機械の故障を診断する方法であって、
前記産業機械に関連付けられたＩ／Ｏ信号の変化を特定するステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータに、変化を示す値を割り当てるステップであって、前記割り当ては所定の期間持続するように構成されている、割り当てるステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号の現在値及び前記状態インジケータの現在値の表示を含む診断情報を生成するステップと、
前記産業機械のユーザインタフェースに、前記診断情報に基づいて診断出力を出力するステップと
を含む、産業機械の故障を診断する方法。
前記産業機械に関連付けられたＩ／Ｏ信号の変化を特定するステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータに、変化を示す値を割り当てるステップであって、前記割り当ては所定の期間持続するように構成されている、割り当てるステップと、
前記Ｉ／Ｏ信号の現在値及び前記状態インジケータの現在値の表示を含む診断情報を生成するステップと、
前記産業機械のユーザインタフェースに、前記診断情報に基づいて診断出力を出力するステップと
を含む、産業機械の故障を診断する方法。
【請求項14】
前記診断情報を生成するステップは、前記産業機械のヒューマンマシンインタフェースのリフレッシュ間隔ごとに実行される、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項15】
前記所定の期間は、前記産業機械のヒューマンマシンインタフェースのリフレッシュレートよりも長い、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記所定の時間が経過した後に、前記Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた前記状態インジケータをリセットするステップをさらに含む、請求項１２～１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記診断情報を前記産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップは、４つの動作モードを有するインジケータを使用して前記診断情報を出力することを含み、前記４つの動作モードは、
前記Ｉ／Ｏ信号がローであり、過去の所定の期間内にハイ信号を受信していないことを示す第１のモードと、
前記Ｉ／Ｏ信号がローであるが、前記過去の所定の期間内に状態の変化が生じたことを示す第２のモードと、
前記Ｉ／Ｏ信号がハイであり、前記過去の所定の期間中に状態の変化が生じたことを示す第３のモードと、
前記Ｉ／Ｏ信号がハイであり、前記過去の所定の期間中に変化していないことを示す第４のモードと
を含む、請求項１２～１６のいずれか一項に記載の方法。
前記Ｉ／Ｏ信号がローであり、過去の所定の期間内にハイ信号を受信していないことを示す第１のモードと、
前記Ｉ／Ｏ信号がローであるが、前記過去の所定の期間内に状態の変化が生じたことを示す第２のモードと、
前記Ｉ／Ｏ信号がハイであり、前記過去の所定の期間中に状態の変化が生じたことを示す第３のモードと、
前記Ｉ／Ｏ信号がハイであり、前記過去の所定の期間中に変化していないことを示す第４のモードと
を含む、請求項１２～１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記Ｉ／Ｏ信号は、複数のＩ／Ｏ信号のうちの１つであり、前記Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた前記状態インジケータは、前記複数のＩ／Ｏ信号に関連付けられ、前記診断情報は、前記複数のＩ／Ｏ信号のうちのいずれかの変化を示す、請求項１２～１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記複数のＩ／Ｏ信号のための診断信号履歴バッファを保守するステップをさらに含み、前記診断信号履歴バッファは、前記複数のＩ／Ｏ信号のいずれかの変化の履歴表示を提供するように構成されている、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記診断信号履歴バッファは、複数のスロットを含み、各スロットは、前記複数のＩ／Ｏ信号のそれぞれのためのエントリを含み、前記スロットのそれぞれは、過去の異なる時点における前記複数のＩ／Ｏ信号の状態を表し、
前記診断出力は、インデックスによって参照される前記診断信号履歴バッファのスロットに基づいており、前記インデックスは、所定の頻度で前記診断信号履歴バッファの前記スロットのうちの次のスロットを参照するように更新される、請求項１９に記載の方法。
前記診断出力は、インデックスによって参照される前記診断信号履歴バッファのスロットに基づいており、前記インデックスは、所定の頻度で前記診断信号履歴バッファの前記スロットのうちの次のスロットを参照するように更新される、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記スロットのうちの少なくとも１つに格納された前記複数のＩ／Ｏ信号の変化の表示を前記所定の頻度で減衰させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
スロットに格納された前記複数のＩ／Ｏ信号の変化の表示を減衰させるステップは、前記スロットに格納された値をリセットすることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記診断情報は前記複数のＩ／Ｏ信号のそれぞれに対してビットを含み、前記診断信号履歴バッファの各スロットは、前記複数のＩ／Ｏ信号のそれぞれに対してビットを含み、前記方法は、
前記複数のＩ／Ｏ信号のうちの少なくとも１つの変化を示す診断情報の生成に応じて、前記診断情報を前記スロットに格納された前記値と論理的に結合することによって各スロットに格納された前記値を更新するステップと、
前記現在インデックスされているスロットの前記値をリセットするステップと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
前記複数のＩ／Ｏ信号のうちの少なくとも１つの変化を示す診断情報の生成に応じて、前記診断情報を前記スロットに格納された前記値と論理的に結合することによって各スロットに格納された前記値を更新するステップと、
前記現在インデックスされているスロットの前記値をリセットするステップと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記所定の頻度は、診断信号履歴バッファにおけるスロット数及び前記産業機械のヒューマンマシンインタフェースのリフレッシュ期間の合計に基づく、請求項２０～２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項25】
前記変化を示す値を状態インジケータに割り当てるステップは、前記変化に関連付けられた時刻を格納することをさらに含む、請求項１２～２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記変化に関連付けられた時間を格納することは、前記変化時のグローバルタイマによって示される時刻を記録することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記産業機械は、リベット機械、接着剤ディスペンシングマシン又はフロードリルシステムである、請求項１～２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
コントローラと、前記コントローラに請求項１～２７のうちいずれかに記載の方法を実行させるように構成されたコンピュータ可読命令を格納するメモリとを備える、産業機械の故障を診断するシステム。
【請求項29】
請求項２８に記載のシステムを備えた産業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、産業機械の動作、診断及び故障の解決のための方法及び装置に関する。特に、本発明は、限定されるものではないが、リベットシステムにおける故障を診断し、解決するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
動作中、産業機械は、機械の動作シーケンスを介して遷移するための正確な時間を決定するためにシステムがシステム入力及びシステム出力に依存しており、これらの信号のタイミング又は存在が、最終的に故障状態につながる漸進的な感知不能な変化を伴って経時的に変化するため、検出することが困難な故障を発生させることがある。例えば、産業機械の動作シーケンスのある状態から別の状態への遷移の間、産業機械は、対応する入力信号及び出力信号を提供してもよい。特定の状況では、産業機械の動作中にエラーが発生した場合、産業機械によって提供される入力信号及び出力信号は、予想される値ではないか、又は予想される時間内に提供されないことがあり、故障の存在を示す。しかしながら、産業機械は、多くの状態が可能であり、それに対応する故障を伴う大型で複雑なものであることが多い。このことにより、産業機械のオペレータにとって、機械が現在どの状態で動作しているか、又はどの状態で故障が発生したかを判断することが困難になり得る。そのため、リベットシステム等の産業機械の故障を診断し、解決する方法及び装置が必要とされている。
【0003】
本明細書に記載された実施形態のうちの１つ又は複数の目的は、上述した課題のうちの少なくとも１つを防止又は緩和することである。
【発明の概要】
【0004】
本明細書に記載される第１の実施例によれば、産業機械の故障を診断する方法が提供される。本方法は、産業機械に関連付けられた第１の状態を特定するステップと、第１の状態に基づいて産業機械に関連付けられた少なくとも１つの第２の状態を特定するステップと、特定された各第２の状態について、第２の状態に関連付けられた状態時間を決定するステップと、少なくとも１つの第２の状態及びそれぞれの状態時間に基づいて、産業機械が少なくとも１つの第２の状態のうちの少なくとも１つにおいて所定の期間とは異なる期間を費やしたと判断したことに応じた故障インジケータ条件を決定するステップと、故障表示の決定に応じて、少なくとも１つの第２の状態のうちの１つの表示を含む診断情報を生成するステップと、診断情報を産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップとを含む。
【0005】
したがって、本発明の第１の態様によれば、産業機械の動作をモデル化する状態機械の少なくとも１つの第２の状態に関連付けられた情報に基づいて診断情報を生成することができる。少なくとも１つの第２の状態は、状態機械の現在アクティブな状態であってもよい。産業機械のユーザインタフェースで出力された診断情報に基づいて、オペレータは、機械がどの状態で現在動作中であるか、又はどの状態で故障が発生したかを判断してもよい。
【0006】
本方法は、産業機械の動作中に、状態の履歴及び関連付けられた状態時間を保守するステップをさらに含んでもよく、第２の状態及び第２の状態に関連付けられた状態時間を特定するステップは、状態の履歴及び関連付けられた状態時間から第２の状態及び関連付けられた状態時間を特定することを含む。状態の履歴及び関連付けられた状態時間は、循環バッファに格納されてもよい。循環バッファは、産業機械の現在アクティブな状態を格納しているメモリ位置を指すポインタを含んでもよい。循環バッファの使用は、本発明の第１の態様に関連する方法の動作速度をさらに向上させることができると理解されるであろう。状態の履歴及び関連付けられた状態時間はまた、任意の固定サイズのバッファに格納されてもよい。
【0007】
本方法は、故障インジケータ条件の決定に応じて、状態の履歴及び関連付けられた状態時間の所定数のデータエントリの内容をコピーするステップをさらに含んでもよい。例えば、所定数は、現在のエントリのすべてであってもよい。このようにして、エントリの後の上書き（例えば、エントリが循環バッファ又は他の固定サイズのバッファに格納されている場合）では、産業機械内の問題を診断するために使用され得る情報を消去しない。実際、産業機械によっては、状態遷移が非常に迅速に起こるため、故障が検出された直後に状態履歴データから関連情報が失われ得ることが理解されるであろう。
【0008】
少なくとも１つの第２の状態のそれぞれに関連付けられた状態時間は、第２の状態への遷移時のグローバルタイマの値に基づいてもよく、グローバルタイマは、産業機械のすべての動作を同期させるために産業機械によって使用される。状態時間がグローバルタイマの値に基づくことによって、状態履歴をＩ／Ｏ信号とクロスチェックすることができ、産業機械内の故障の診断を可能にするさらなるメカニズムを提供することができる。
【0009】
ユーザインタフェースは、産業機械の状態履歴の表示を生成するステップをさらに含んでもよく、状態履歴は、産業機械の現在の状態、現在の状態の後にアクティブになる状態、現在の状態の前にアクティブだった状態、及び現在の状態に関連付けられた状態時間を含む。
【0010】
本方法は、産業機械のヒューマンマシンインタフェースにユーザインタフェースを表示するステップをさらに含んでもよい。産業機械は、限られた量の情報のみを表示することができ、また滅多に表示をリフレッシュすることができないヒューマンマシンインタフェースを有することが多い。本明細書に記載される技術に従って生成されたユーザインタフェースは、特に、産業機械を一般に備えているヒューマンマシンインタフェースの技術的限界に適合されている。
【0011】
ユーザインタフェースは、現在の状態に到達するために産業機械が辿る遷移経路の表示をさらに含んでもよい。
【0012】
本方法は、ユーザインタフェースにおいて状態強制ユーザインタフェース要素を提供するステップをさらに含んでもよく、状態強制ユーザインタフェース要素の選択により産業機械を所定の状態に遷移させる。例えば、状態強制ユーザインタフェースは、産業機械を予め設定した状態（例えば、開始状態又は初期状態）に強制的に遷移させてもよく、又は産業機械をオペレータが選択した状態に強制的に遷移させてもよい。産業機械を特定の状態に強制的に遷移させることにより、産業機械は、その状態に関連付けられた動作を実施してもよい。
【0013】
本方法は、産業機械の動作中に、状態の履歴及び関連付けられた状態時間の保守を、状態強制ユーザインタフェース要素の選択後に継続するステップをさらに含んでもよい。この特徴により、オペレータが強制した動作の後であっても、産業機械に対して継続的な診断動作が実行され得る。このようにして、オペレータは、産業機械に特定の状態（例えば、故障状態の根源として疑われる状態）を強制して、産業機械の動作を監視し続けてもよい。
【0014】
診断出力を生成するステップは、第２の状態及び状態時間情報を処理して、状態遷移のタイミングを示す出力を生成することをさらに含んでもよい。本方法は、状態遷移のタイミングを示す出力と共に表示するように構成された時間計算ユーザインタフェース要素を提供するステップをさらに含んでもよく、時間計算ユーザインタフェースは、オペレータが状態遷移のタイミングを示す出力内の２つの位置を選択し、選択された２つの位置間の期間を出力することを可能にするように構成されている。時間計算ユーザインタフェース要素によって、ユーザはその状態に費やす時間を容易に決定できる。
【0015】
本方法は、産業機械に関連付けられたＩ／Ｏ信号の変化を特定するステップと、Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータに、変化を示す値を割り当てるステップであって、この割り当ては所定の期間持続するように構成されている、割り当てるステップと、Ｉ／Ｏ信号の現在値及び状態インジケータの現在値の表示を含む診断情報を生成するステップと、産業機械のユーザインタフェースにおいて、診断情報に基づいて診断出力を出力するステップとをさらに含んでもよい。
【0016】
本明細書に記載される第２の実施例によれば、産業機械の故障を診断する方法が提供される。本方法は、産業機械に関連付けられたＩ／Ｏ信号の変化を特定するステップと、Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータに、変化を示す値を割り当てるステップであって、この割り当ては所定の期間持続するように構成されている、割り当てるステップと、Ｉ／Ｏ信号の現在値及び状態インジケータの現在値の表示を含む診断情報を生成するステップと、産業機械のユーザインタフェースに、診断情報に基づいて診断出力を出力するステップとを含む。所定の期間持続するように構成された値を用いて状態インジケータを更新することにより、産業機械にしばしば提供されているヒューマンマシンインタフェースの種類にＩ／Ｏ信号の変化を表示することができる。特に、状態変化は、比較的遅いリフレッシュレートを有するヒューマンマシンインタフェースに表示することができる。診断出力は、診断情報であってもよく、又は診断情報に基づく出力であってもよい。
【0017】
診断情報を生成するステップは、産業機械のヒューマンマシンインタフェースのリフレッシュ間隔ごとに実行されてもよい。所定の期間は、産業機械のヒューマンマシンインタフェースのリフレッシュレートよりも長くてもよい。例えば、所定の期間は、産業機械のヒューマンマシンインタフェースの２つのリフレッシュ期間以上であってもよい。
【0018】
本方法は、所定の期間が経過した後に、Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータをリセットするステップをさらに含んでもよい。診断情報を産業機械のユーザインタフェースにおいて出力するステップは、４つの動作モードを有するインジケータを使用して診断情報を出力することをさらに含んでもよく、４つの動作モードは、Ｉ／Ｏ信号がローであり、過去の所定の期間内にハイ信号を受信していないことを示す第１のモードと、Ｉ／Ｏ信号がローであるが、過去の所定の期間内に状態の変化が生じたことを示す第２のモードと、Ｉ／Ｏ信号がハイであり、過去の所定の期間中に状態の変化が生じたことを示す第３のモードと、Ｉ／Ｏ信号がハイであり、過去の所定の期間中に変化していないことを示す第４のモードとを含む。
【0019】
Ｉ／Ｏ信号は、複数のＩ／Ｏ信号のうちの１つであってもよく、Ｉ／Ｏ信号に関連付けられた状態インジケータは、複数のＩ／Ｏ信号に関連付けられていてもよく、診断情報は、複数のＩ／Ｏ信号のうちのいずれかへの変化を示すものであってもよい。
【0020】
本方法は、複数のＩ／Ｏ信号のための診断信号履歴バッファを保守するステップを含み、診断信号履歴バッファは、複数のＩ／Ｏ信号のいずれかの変化の履歴表示を提供するようにさらに構成されている。
【0021】
診断信号履歴バッファは、複数のスロットを含んでもよく、各スロットは、複数のＩ／Ｏ信号のそれぞれのためのエントリを含み、スロットのそれぞれは、過去の異なる時点における複数のＩ／Ｏ信号の状態を表し、診断出力は、インデックスによって参照される診断信号履歴バッファのスロットに基づいていてもよく、インデックスは、所定の頻度で診断信号履歴バッファのスロットのうちの次のスロットを参照するように更新される。
【0022】
本方法は、スロットのうちの少なくとも１つに格納された複数のＩ／Ｏ信号に対する変化の表示を所定の頻度で減衰させるステップをさらに含んでもよい。スロットに格納された複数のＩ／Ｏ信号に対する変化の表示を減衰させるステップは、スロットに格納された値をリセットすることを含んでもよい。
【0023】
診断情報は複数のＩ／Ｏ信号のそれぞれに対してビットを含んでもよく、診断信号履歴バッファの各スロットは、複数のＩ／Ｏ信号のそれぞれに対してビットを含み、本方法は、複数のＩ／Ｏ信号のうちの少なくとも１つに対する変化を示す診断情報の生成に応じて、診断情報をスロットに格納された値と論理的に結合することによって各スロットに格納された値を更新するステップと、現在インデックスされているスロットの値をリセットするステップとをさらに含んでもよい。現在インデックスされているスロットは、インデックスを次のスロットへと更新する前又は後にリセットされてもよいことが理解されるであろう。スロットの数は、複数のＩ／Ｏ信号におけるＩ／Ｏ信号の数以上であってもよい。
【0024】
所定の頻度は、診断信号履歴バッファにおけるスロット数及び産業機械のヒューマンマシンインタフェースのリフレッシュ期間の合計に基づいていてもよい。
【0025】
変化を示す値を状態インジケータに割り当てるステップは、変化に関連付けられた時間を格納することをさらに含んでもよい。変化に関連付けられた時間を格納することは、変化時のグローバルタイマによって示される時刻を記録することをさらに含んでもよい。
【0026】
産業機械は、リベット機械、接着剤ディスペンシングマシン又はフロードリルシステムであってもよい。
【0027】
本明細書に記載される第３の実施例によれば、産業機械の故障を診断するシステムが提供される。システムは、コントローラと、コントローラに本発明の第１又は第２の態様による方法を実行させるように構成されてもよいコンピュータ可読命令を格納するメモリとをさらに備えてもよい。
【0028】
本明細書に記載される第４の実施例によれば、産業機械が提供される。産業機械は、上記及び本明細書の他の箇所に記載の実施例によるシステムを備えてもよい。
【0029】
特徴が例示的な一実施態様との関連で上述されている場合、適切であれば、そのような特徴は他の例示的実施態様に適用されてもよいことが理解されるであろう。実際、上記及び本明細書の他の箇所に記載の特徴のいずれかは、任意の操作的な組み合わせで組み合わせることができ、そのような組み合わせは、本開示において明示的に予見される。
【0030】
適切な範囲で、本明細書に記載される方法は、適切なコンピュータプログラムによって実施されてもよく、そのため、そのような制御方法をプロセッサに実行させるように構成されたプロセッサ可読命令を含むコンピュータプログラムが提供される。このようなコンピュータプログラムは、任意の適切なキャリア媒体（有形又は非有形のキャリア媒体であってもよい）に保持されてもよい。
【0031】
ここで添付の図面を参照して、単なる例として本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【発明を実施するための形態】
【0033】
図１を参照して、本明細書に記載される技術に関連して使用されてもよい例示的状態機械の例が示されている。一般に、状態機械は、「状態」と呼ばれる動作シーケンス内のいくつかのフェーズを含む論理構成である。状態機械は、必要な遷移条件（図１のｔ１～ｔ９）が真になったときにアクティブになり得るいくつかの追加状態（図１のＳ１～Ｓ５）と一緒に、動作論理が開始されたときにアクティブになる初期状態（図１のＳ０）を有する。遷移は、タイミング信号、入力信号及び出力信号からなる制御入力から構成される論理的条件であり、開発者によって優先順位がつけられ、任意に所与される動作条件のセットに対してシーケンスを最適な経路で通過しようとすることができる。状態機械は、直前の状態及び制御入力の現在値に応じて、設定された数の状態のうちのいずれか１つであり得る。動作中、状態機械は、遷移を定義する条件が満たされると、初期状態又は現在の状態から、指定された順序で１つ又は複数の異なる状態に遷移する。
【0034】
例示的な状態機械１００は、Ｓ０～Ｓ５の値で表される６つの状態を含む。各遷移がソース（開始状態）及び宛先（終了状態）を有するように、各状態は遷移によってリンクされている。条件の評価が「真」と評価された場合（すなわち、条件が満たされた場合）、状態機械１００は、ソース状態から遷移に関連付けられた宛先状態に遷移し、典型的には、他の遷移を評価して機械のシーケンスの優先順位をつけることを停止するように、状態は各遷移に関連付けられている。これは、例えば、各状態内にアクティブなより高い優先度の遷移が存在しないという条件を設定することによって、又はより高い優先度の遷移の条件が満たされると、より低い優先度の遷移を評価した論理をスキップすることによって実行できる。
【0035】
例示的な状態機械１００では、これらの条件のうちのいずれか１つが実行されると状態機械１００がＳ０から状態Ｓ１、Ｓ２又はＳ３のうちの１つに遷移するように、状態Ｓ０は、条件ｔ１、ｔ２及びｔ３によってそれぞれ状態Ｓ１、Ｓ２及びＳ３にリンクされている。典型的には、状態遷移は、２つ以上の遷移が同時にアクティブである場合、１つの遷移が優先されるように優先順位がつけられる。状態Ｓ１及びＳ２はそれぞれ条件ｔ５及びｔ６によって状態Ｓ４にリンクされ、状態Ｓ１、Ｓ３及びＳ４はそれぞれ遷移条件ｔ４、ｔ７及びｔ８によって状態Ｓ５にリンクされる。状態Ｓ５は、遷移条件ｔ９によってさらにデフォルト状態Ｓ０にリンクされる。
【0036】
状態遷移後、状態機械１００は、状態の通常の論理が評価される前に、新たにアクティブになった状態に関連付けられたすべての開始動作［Ｅ］を処理する。次いで、状態機械１００は、有効な遷移（ｔ）条件がアクティブになるまで、状態に対して指定された任意の動作を実行して現在アクティブな状態で動作し続ける。これにより、シーケンスの次の状態、すなわち宛先状態に遷移する前に、現在の状態の任意の終了動作［Ｘ］が実行される。状態が非アクティブのとき、その状態に関連付けられたコード又は遷移論理は実行されない。
【0037】
状態内に開始動作Ｅ及び／又は終了動作Ｘを含めることにより、状態機械が辿る遷移経路にかかわらず、特定の動作のセットが状態の開始及び終了時に実行されてもよいことを保証し、これは、新たにアクティブになった状態によって使用されるデータを初期化するために有用であり、状態シーケンス内で遷移する前に未処理の操作を整理する。
【0038】
産業機械をモデル化する場合、状態機械の状態は、産業機械がその動作を実行するためにとるステップに対応する。ある状態から別の状態への遷移は、産業機械に提供される入力信号、時間、又はその両方の組み合わせに基づいて生じる。例えば、１つ又は複数の状態機械は、モーション及び供給論理の動作をモデル化し、システムが適切な入力信号に応じて所望の機能を実行することを保証するためにリベットシステムで使用されてもよい。
【0039】
産業機械からの出力は、現在アクティブな状態及びその状態で動作している論理に依存し、通常、出力は状態間の遷移時にのみ変化する。ある状況では、故障が発生した場合、状態機械への入力が正しくなく、したがって状態機械が正しく遷移することを妨げていることがある。これにより今度は、産業機械によって提供される出力信号が予想される値から外れるか、又は予想される時間内に（又はまったく）提供されない。
【0040】
状態機械はリベットシステムのような複雑な産業機械のモデル化を可能にし得るが、そのような状態機械は大きく複雑であるため、状態機械の使用者がその動作、ひいては産業機械の動作を理解することが困難になり得る。結果的に、複雑な状態機械によってモデル化された産業機械のエラー又は故障を特定することが困難であることが多い。そのため、リベットシステムのような、複雑な状態機械によって動作がモデル化された産業機械の故障を診断し、解決する方法及び装置が必要とされている。
【0041】
産業機械の動作をモデル化するために、図１に示すような状態機械を使用することができる。一般に、状態機械を産業機械の動作をモデル化するために使用する場合、各状態に関連付けられた動作の実行時に生成される出力は予め分かっている。状態機械の現在アクティブな状態に関連付けられた動作の実行時に状態機械によって生成された出力が予想される出力と異なる場合、出力の生成に遅延がある場合、又は出力が生成されない場合、これは状態機械によって動作がモデル化されている産業機械の機能に故障があることを意味している。
【0042】
リベットシステムのような複雑な産業機械では、産業機械の動作をモデル化した状態機械は、例えば、約２５６以上の状態を含んでもよい。結果的に、オペレータがトラブルシューティングの目的で状態機械の動作を理解することは困難になり得る。そのような場合、オペレータが状態機械の現在アクティブな状態に基づいて産業機械の故障を診断し、解決することを可能にする情報にオペレータがアクセスできれば有用である。
【0043】
本明細書に記載される技術は、状態機械の現在アクティブな状態に関連付けられた情報に基づいて産業機械の動作をモデル化する状態機械を使用して産業機械の故障を診断し、解決する方法及び装置を提供する。例示的な構成は、リベットシステム及びリベットシステムによって実行されるスプロケット供給動作の例を用いて、図２～図８を参照してさらに詳細に説明する。
【0044】
図２において、Ｃ型フレーム２００の下部アームに支持されたリベット据込みダイ１２の上の、従来のＣ型フレーム２００の上部アームに取り付けられたリベットセットアクチュエータ１５を備えたリベットセットツール１０が示されている。リベットは、当該技術分野で周知のように、ツール１０によってダイ１２の上に支持されたワークＷに挿入される。Ｃ型フレーム２００は、必要に応じてロボットによってワークＷに対してツール１０と共に近づいたり遠ざかったりに移動可能であるように、ロボットマニピュレータ（図示せず）に設置される。Ｃ型フレーム２００のそばにある供給装置（図示せず）は、リベットＲをバルク源から所定の制御可能な方法でセットツール１０に供給するように設計されている。
【0045】
セットツール１０は、油圧、空気圧又は電気駆動によってハウジングに対して並進駆動される往復プランジャを収容した円筒形ハウジングを備える。ハウジングは、接合部が形成されるワークＷと接触するための環状表面を有する端部ノーズ部分１４を有し、プランジャは、ノーズを通って延びる通路（図３で最も良く見てとれる）を往復するパンチ（図示せず）で終端する。リベットをワークＷに挿入するために、パンチがノーズ１４を越えて延びる通路を下降し、ノーズ１４内の通路の端部に供給されたリベットと接触するように、プランジャが駆動される。力の継続的な印加によって、リベットがワークＷに挿入されるようにパンチを駆動してノーズ１４に通す。
【0046】
リベットセットツール１０のリベット供給システムの動作は、一般に、図１に示す状態機械１００のような状態機械によってモデル化することができる。
【0047】
図３は、リベットテープ３００ａと共にリベット供給装置ツール３００（リベット挿入ツールとも呼んでもよい）の斜視図を示す。リベット供給装置３００にはリベットテープ３００ａによってリベットが供給され、リベットテープ３００ａに沿ってリベット３００ｂが配される。リベットテープ３００ａは、スプールキャリア３００ｃのリールに巻かれ、リールからリベットセットツール３００のノーズアセンブリ３００ｄ（すなわち、図２のノーズ１４に対応する）を通って供給される。ノーズアセンブリ３００ｄは、典型的には、リベットセットツールの一方の端部に設けられ、パンチ（図示せず）を備える。パンチは、ノーズアセンブリ３００ｄに対して移動し、パンチの位置に応じて、ノーズアセンブリは、静止位置又は後退位置にある。パンチがワークに向かって延びている場合、ノーズアセンブリは静止位置にあり、パンチがワークに向かって延びておらず、パンチとワークとの間にリベットが配置されるスペースを残す場合、ノーズアセンブリは後退位置にある。
【0048】
図４Ａ及び図４Ｂは、テープ供給リベットセットツールの供給経路を示す。図４Ａは、スプールキャリア３００ｃに巻かれたテープ３００ａの断面を示し、リベット３００ｂを載せたリベットテープはチューブ３００ｅを通過する。リベットテープ３００ａは、チューブ３００ｅを通ってリベットセットツール１０へと供給される。リベットテープ３００ａは、スプロケット供給アクチュエータ３００ｆ（例えば、スプロケットホイールを有する空気圧モータ）によって、リベットセットツールの供給サブシステム３００（図示せず）を通って引き込まれる。図４Ａに示すように、チューブ３００ｅは、リベットテープの端部を感知するためのセンサ３００ｇを任意選択で備えていてもよい。図４Ｂにおいて、テープカッターアセンブリ３００ｈ及びリベットセンサ３００ｉを備えたリベットセットツール１０の供給サブシステムの斜視図が示される。
【0049】
供給モータ３００ｆは、リベットがリベット受け部材（図示せず）に入るまでノーズアセンブリ３００ｄを介してリベットテープ３００ａを引っ張り、リベットは図４Ｂに示すセンサ３００ｉによって検出される。その後、供給モータ３００ｆは停止し、リベットセットツール１０（図示せず）のアクチュエータ（図示せず）によってリベットがワーク内へと駆動される。その後、供給モータ３００ｆは、例えば次のリベットを検出するまで、再び移動する。センサ３００ｇはさらに、用途に応じて３０～１００個のリベットが残った状態でスプールが端部に達したことを検知するため、リベットセットツール１０のオペレータは、部品のリベット締めを積極的に行っていないときに交換のスケジュールを決めることができる。テープ３００ａがノーズアセンブリ３００ｄを通って供給されると、使用済みテープ３００ｊは、固定システムの廃棄物受けへと巻き取られるか、又はテープカッターブレード（図示せず）を備えた図４Ｂに示す空気圧式テープカッターアセンブリ３００ｈによって管理可能な長さに切断される。ある種のリベットセットツールでは、空気圧スプール又は単純なスプールキャリアを有するスプリングスプール構成が、スプールキャリア３００ｃを介してリベットを供給するために使用されてもよいことが理解されるであろう。
【0050】
図５は、リベットセットツール１０のリベット供給動作を実行するテープ供給制御論理のモデル化に適した状態機械５００の概略図を示す。まず、リベットセットツールのリベット供給動作が無効化されると、供給制御論理は非動作状態にあり、状態機械５００はデフォルト状態の「供給オフ」（Ｓ０）にある。供給オフ状態Ｓ０に関連付けられた終了条件ｔ１は、リベットセットツール１０の供給動作が（例えば、任意の機械停止入力を除去し、供給制御論理を有効化することによって）有効化された場合に満たされる。ｔ１が満たされると、状態機械５００は、供給オフ状態Ｓ０から「準備完了」状態（Ｓ１）に遷移する。
【0051】
「準備完了」状態（Ｓ１）にある間、外部停止入力が検出されると、ｔ２の条件がアクティブになり、システムは「供給オフ」状態（Ｓ０）に戻る。しかしながら、機械停止入力が非アクティブのままであり、リベット供給要求がアクティブではなく、テープ切断要求がアクティブである場合には、終了条件ｔ４の条件が満たされ、システム５００は「テープ切断」状態（Ｓ３）に遷移する。
【0052】
状態機械５００のアクティブ状態が「テープ切断」状態（Ｓ３）であれば、テープ切断が開始され、テープカッターアセンブリ３００ｈのテープカッターブレードにより使用済みリベットテープ３００ｊが切断される。リベットテープ３００ｊが切断されると、テープ切断状態（Ｓ３）に関連付けられた終了条件ｔ９が満たされ、状態機械５００は「切断戻り」状態（Ｓ７）に遷移する。
【0053】
「切断戻り」状態（Ｓ７）がアクティブになると、テープカッターブレードが引っ込められ、使用済みテープ３００ｊの供給経路が空けられる。テープカッターブレードが引っ込められた後、リベットセットツール１０の供給制御論理は、テープ切断要求信号がなくなるのを待ち、その時点で終了条件ｔ１５がアクティブになり、状態機械５００は「準備完了」状態（Ｓ１）に遷移する。「テープ切断」状態（Ｓ３）又は「切断戻り」状態（Ｓ７）にある間は、システムはリベット供給要求に応答しないため、テープ切断プロセス中にスプロケットテープが動く可能性がなくなり、供給の信頼性が向上する。
【0054】
「準備完了」状態（Ｓ１）において、供給制御論理が「供給要求」又は「次の供給」コマンド信号を受信したときに停止条件又はテープ切断要求がアクティブでなければ、終了条件ｔ３がアクティブになり、状態機械５００は「供給アクティブ」状態（Ｓ２）に遷移する。「準備完了」状態（Ｓ１）から「供給アクティブ」状態（Ｓ２）への遷移において、供給プルカウンタは、終了動作を介してゼロにリセットされる。
【0055】
「供給アクティブ」状態（Ｓ２）になると、開始動作を介して供給プルカウンタは増分され、供給制御論理が「供給アクティブ」状態（Ｓ２）にある間、供給アクチュエータ３００ｆが作動し、リベットテープ３００ａをノーズ３００ｄ内に引き込む。「供給アクティブ」状態（Ｓ２）に関連付けられた４つの終了条件がある。
【0056】
第１に、ノーズスイッチセンサ３００ｉがツールの移動条件（静止時又は後退時）に応じて選択された所定の期間アクティブになるか、又は「次の供給」コマンドにより最大の供給プル回数が満たされた場合、終了条件ｔ７がアクティブになり、状態機械５００は「完了」状態（Ｓ６）に遷移する。例えば、供給制御論理は、ノーズスイッチセンサ３００ｉがツールの移動に基づいて必要な持続時間（典型的には、静止時に０．１２５秒又は後退時に０．１秒）アクティブになる場合、「完了」状態（Ｓ６）に遷移してもよい。
【0057】
第２に、ノーズスイッチセンサ３００ｉがアクティブになることなく、供給アクチュエータ３００ｆが所定の時間アクティブであり、供給プルサイクル数が許容される最大値、例えば１秒間及び３プル未満である場合、終了条件ｔ５が満たされ、供給制御論理５００は「供給一時停止」状態（Ｓ４）に遷移する。
【0058】
第３に、ノーズスイッチセンサ３００ｉがアクティブになることなく、供給アクチュエータ３００ｆが所定の時間アクティブであり、供給プルサイクル数が最大値に、例えば１秒間及び３プルに達した場合、終了条件ｔ６が満たされ、供給制御論理５００は「供給故障」状態（Ｓ５）に遷移する。
【0059】
最後に、「供給要求」及び「次の供給」の両方のコマンド信号がなくなると、終了条件ｔ８が満たされ、供給制御論理は「準備完了」状態（Ｓ１）に遷移し、進行中であり得る供給が中断される。
【0060】
状態機械５００が「供給一時停止」状態（Ｓ４）にあるときには、供給アクチュエータが非アクティブになり、リベット供給（３００ｆ）を行うリベットセットツール１０の部品は初期位置に戻る。状態機械５００が「供給一時停止」状態（Ｓ４）にあるときに供給制御論理が無効化されると、終了条件ｔ１０が満たされ、状態機械５００は「供給オフ」状態（Ｓ０）に遷移する。アクチュエータが所定の期間、例えば０．２５秒間非アクティブであった場合、終了条件ｔ１１が満たされ、状態機械５００は「供給アクティブ」状態（Ｓ２）に遷移する。
【0061】
状態機械５００が「供給故障」状態（Ｓ５）に遷移すると、テープセンサ３００ｇの端部の状態に応じて供給の問題に対応する故障コードが設定され、状態機械５００は、故障確認信号入力を受信するまで「供給故障」状態（Ｓ５）のままであり、故障確認信号入力の受信時点で遷移ｔ１２が満たされ、「供給オフ」状態（Ｓ０）に遷移して戻る前に供給故障コードがゼロにリセットされる。
【0062】
供給システムの現在アクティブな状態が「完了」状態（Ｓ６）である場合、供給システムは、ノーズ３００ｄに取り付けられたパンチの下にリベットを供給するか、又は「次の供給」コマンド中にタイムアウトしている。この状態では、システムは、終了条件ｔ１４を満たす「供給要求」コマンド及び「次の供給」コマンドがなくなるのを待ち、供給システムがまだ有効である場合、状態機械５００が「準備完了」状態（Ｓ１）に戻るか、又は供給制御論理が無効である場合、終了条件ｔ１３が満たされ、状態機械５００が「供給オフ」状態（Ｓ０）に戻る。
【0063】
図５から見てとれるように、状態機械５００は、リベットプルが所定の限界値を超えるなど、故障の原因が予め分かっている場合に故障に対処し、その故障をオペレータに報知する準備が整っている。しかしながら、故障が発生する前だが、未知の問題によりリベットセットツールの性能が低下している場合、故障は産業機械が行う動作のいずれか１つに起因していることがあるため、オペレータが状態機を用いて産業機械の動作における故障を特定することが困難になる。このような状況では、故障を特定して産業機械を診断するためには、オペレータは、産業機械の動作をモデル化した状態機械におけるありとあらゆる遷移経路を通過することにより、産業機械の動作及び遷移経路の各状態に関連付けられた動作を理解しなければならない場合がある。図２及び図３に示すリベットセットツール１０のような複雑な産業機械の場合、遷移経路は約数百あってもよく、オペレータが産業機械の動作を適切に診断することは困難である。
【0064】
ここで、図６を参照して、図５に示す産業機械の動作をモデル化した状態機械の現在及び以前のアクティブな状態に関連する情報に基づいて、図３に示すリベットセットツールのような産業機械を診断する方法について説明する。
【0065】
図６において、産業機械の診断を実行する処理を示すフローチャートが示されている。ステップ６００では、産業機械に関連付けられた第１の状態が特定される。特定された第１の状態は、産業機械の機能をモデル化した状態機械の現在アクティブな状態である。例えば、図５に示す状態機械５００を参照して、現在アクティブな状態が「供給アクティブ」状態Ｓ２である場合、状態Ｓ２は、リベットセットツールのような産業機械に関連付けられた第１の状態となる。産業機械に関連付けられた第１の状態が特定されると、処理はステップ６００からステップ６０１に進み、ここでは、第１の状態に関連付けられた情報を得るためにさらなる処理が実行される。
【0066】
ステップ６０１では、第１の状態に基づいて、産業機械に関連付けられた１つ又は複数の第２の状態を特定するための処理が実行される。第２の状態は、状態機械が第１の状態に遷移する前の任意の時点でアクティブであった状態機械の状態である。すなわち、第２の状態とは、状態機械が第１の状態に到達するまでに遷移する状態である。例えば、図５で説明した状態機械５００を参照すると、「供給アクティブ」状態Ｓ２が現在アクティブな状態である場合、第２の状態は、「準備完了」状態Ｓ１に到達するために状態機械５００が辿った遷移経路に応じて、「準備完了」状態Ｓ１又は「供給一時停止」状態Ｓ４のいずれかであってもよい。
【0067】
状態時間は、第２の状態それぞれに関連付けられている。第２の状態に関連付けられた状態時間は、状態機械が第２の状態に遷移した時点である。第２の状態に関連付けられた状態時間は、産業機械に関連付けられたタイマによって取得することができる。タイマは、産業機械のすべての動作を同期させるグローバルタイマであってもよい。すなわち、グローバルタイマは、産業機械の各態様に対する時間を測定し、システムの異なる部分の動作を時間的に比較できるようにするために使用されるタイマであってもよい。
【0068】
複数の第２の状態及び第２の状態それぞれに関連付けられた状態時間が特定された後、処理はステップ６０１からステップ６０２へと進む。ステップ６０２では、第２の状態のための状態時間閾値と、第２の状態に関連付けられた状態時間とを用いて、状態機械が第２の状態のいずれかで予期しない長さの時間を費やしたかどうかを判断する。第２の状態のための状態時間閾値は、産業機械がその第２の状態に関連付けられた動作のセットを実行するのに費やすと予想される時間を示す。したがって、少なくとも１つの第２の時間のうちの１つが、その第２の状態の予想される状態時間と異なる場合、これは故障、又は産業機械の性能が予想された性能よりも低いことを示すことができる。例えば、少なくとも１つの第２の時間が、その第２の状態の状態時間閾値を超える場合、これは故障、又は産業機械の性能が予想された性能よりも低いことを示すことができる。産業機械が第２の状態に費やす時間は、第２の状態に関連付けられた状態時間と、産業機械が遷移する次の状態に関連付けられた状態時間との間の期間として決定されてもよいことが理解されるであろう。
【0069】
図５に示す状態機械を考慮すると、リベットセットツール１０の完全な供給プロセスは、準備完了状態Ｓ１を終えてから完了状態Ｓ６に入るまでの間のいくつかの状態遷移によって決定される。準備完了状態Ｓ１から供給アクティブ状態Ｓ２に入ったグローバル時間はｔｍ１であり、完了状態Ｓ６に入ったグローバル時間はｔｍ２であるとすると、供給プロセスがアクティブであった期間は、（ｔｍ２－ｔｍ１）であると決定できる。供給プロセスに関連付けられた時間閾値がｔｈ１であり、（ｔｍ２－ｔｍ１）がｔｈ１を超える場合、リベットセットツール１０の供給制御論理は、リベット供給動作を実行するのに必要だと予め決定されたよりも長い時間を費やしており、したがってシステムが故障しているかもしれないと判断できる。その結果、図５の状態機械に関連付けられたタイミングを分析して、リベットセットツール１０の動作における故障を特定することができる。
【0070】
しかし、上述したように、状態の数及び産業機械が状態間を遷移する速度は、単に状態遷移が起こったときにこれを表示するだけでは、特定の故障をタイムリーに特定するのに十分ではない場合がある。この問題は、産業機械で使用するために典型的に設けられているインタフェースによって悪化する。例えば、コストが適切であることを保証するために、産業機械は、一般に、他のコンピューティングデバイスで使用されるディスプレイと比較して比較的遅いリフレッシュレートを有するディスプレイを備えている。図６に記載された処理の一部として、第２の状態及び関連付けられた状態時間も格納されてもよい。任意選択で、第１の状態及び第１の状態に関連付けられた状態時間も格納されてもよい。いくつかの実施形態では、循環バッファは、産業機械の診断を可能にするように、状態時間及び複数の状態を格納する特に有益なメカニズムをもたらす。
【0071】
機械の動作を診断する際には、最新状態変化ポインタ７０１に対して対応する状態機械の構成に含まれる循環バッファ７００（図７）から、状態及び状態時間のシーケンスを抽出することができる。
【0072】
以下の表１～３は、「通常」供給、「低速」供給及び「故障」供給プロセス中に図５の特定の状態に費やした時間を示す。上述したように、各状態遷移は、その状態がアクティブになった時間と共に記録される。したがって、特定の状態がアクティブであった期間は、次の状態に入った時間からその状態に入った時間を差し引くことによって計算できる。最新の状態開始時間を現在のグローバルタイマ値から差し引くことによって、現在の状態がどれくらいの時間アクティブであるかを決定することができる。
【表1】
【表2】
【表3】
【0073】
通常供給では準備完了状態Ｓ１からアクティブ状態Ｓ２への遷移を伴うことが表１で見てとれる。システムは、完了状態Ｓ６に遷移する前に、アクティブ状態Ｓ２に０．４秒間費やした。対照的に、低速供給（表２）ではアクティブ状態Ｓ２に最初に遷移し、その後、一時停止状態Ｓ４への遷移が行われ、アクティブ状態Ｓ２への２回目の遷移が行われた後、完了状態Ｓ６へ遷移した。低速供給の例の間、アクティブ状態に費やす合計時間は１．６秒であった。最後に、故障供給の例（表３）では、システムは、供給プルを完了することなく、それぞれ１秒ずつ、合計３回アクティブ状態Ｓ２に入り、最終的に故障状態Ｓ５に遷移した。
【0074】
図７を参照すると、改良された診断を必要とする各状態機械のために、以下の情報を含んでもよいデータ構造が格納されてもよい。
【0075】
ステップ － この値は現在の状態を表す。
【0076】
次 － この値は、ある状態から別の状態への遷移を要求するために状態機械ハンドラ関数を呼び出す前に設定される。これにより、タイマのリセットだけでなくステップ、シーケンス及び最後の変数の更新が行われ、新しい状態及びグローバル遷移時間が履歴バッファに格納され、履歴ポインタが更新される。この値は、遷移条件（状態機械５００における遷移ｔ１～ｔ１５など）が発生する度に制御論理に基づいた値が割り当てられ、状態機械をその動作の次の状態に進める。
【0077】
強制 － 以下に説明するように、本明細書に記載される技術は、オペレータが状態機械を所望の状態に手動でリセットすることを可能にし得る。強制値は、「非アクティブ」に設定されていない場合、状態機械ハンドラ関数が呼び出されたときに次値を上書きし、強制的に状態遷移を行い、その後、この強制的な状態遷移が状態履歴バッファに格納された状態で、再び非アクティブにされる。
【0078】
最後 － 状態が変化する前に、現在の状態の値が将来の参照を容易にするために格納されるが、その理由は、ある状態における、遷移前の状態に基づいた動作を決定するのに有用であることが多いからである。
【0079】
タイマ － この値は現在の状態がアクティブである時間を表し、状態機械ハンドラ論理が実行される度に増分される。この値は、状態遷移までの最小時間を確保するか、又は故障などの事象に基づく時間をトリガするために使用されてよい。
【0080】
シーケンス － 状態の値が変化する度に、この３２ビット値の最下位８ビットにシフトされ、３２ビット値内の他のデータも同様にシフトされる。このように、この単一の変数は、アクティブであった現在及び過去の３つの状態を保存する。これは、ユーザインタフェースディスプレイに過去の状態を表示するのに特に有益である。
【0081】
最新－監視される状態機械はそれぞれ、２つの循環バッファ（図７の内側及び真ん中のリングにより描かれる）を有し、これらの循環バッファは状態番号と、複数の状態遷移に対して状態に入った時間とを含む。最新の値は、最新の状態遷移を格納するこれらのアレイへのポインタであり、分析のために必要に応じて履歴データをさかのぼって追跡するために使用される。
【0082】
描写されている状態［］及び時間［］値は、図７に概略的に描写されているように、現在及び過去の状態及び関連付けられた時間のための循環バッファを提供する。概念的にも機能的にも、状態及び状態時間の履歴バッファは循環バッファによって提供されているが、アレイのような任意の適切な基礎となるデータ構造が使用されてもよいことが理解されるであろう。
【0083】
図７の循環バッファ７００は、状態及び関連付けられた状態時間のそれぞれに対して３２個のセグメントを含む。しかし、循環バッファは、任意の数のセグメントを含んでもよいことが理解されるであろう。循環バッファの対応するセグメントの各対は、状態番号及び関連する状態エントリ時間を格納することができる。循環バッファ７００は、循環バッファ７００のセグメントのメモリ位置を指すポインタ７０１を含む。最初、産業機械が動作していないとき、ポインタ７０１はセグメント０を指す。産業機械がその動作を開始すると、産業機械の動作をモデル化した状態機械は、上述したように産業機械によって実行される遷移又は終了条件に応じて、デフォルト状態から別の状態に遷移する。その後、ポインタ７０１は、循環バッファ７００の次の格納セグメントを指すように増分され、状態の番号及びその状態に関連付けられた状態時間は、ポインタ７０１が指す循環バッファ７００のセグメントに書き込まれる。
【0084】
上記履歴構造の代替策は、現在の状態番号及び状態遷移が起こったときに状態がアクティブになっていた時間を履歴バッファに格納することである。これは、例えば、グローバルタイマが利用できないシステム、又は個々の状態のアクティブな時間をより単純に扱うことが好ましいシステムに使用されてもよい。どちらの方法も同様の情報を提供するが、グローバルタイマが使用されていない場合、複数の状態機械又は他の診断機能間でのデータの同期化はそれほど容易ではないことがある。
【0085】
図５に示す状態機械５００を考慮すると、状態機械５００がある状態から別の状態に遷移するとき、ポインタ７０１は増分され、新たな状態番号及びグローバルシステムタイマの値が、ポインタ７０１が指すセグメントエントリに書き込まれる。
【0086】
その後、図６のステップ６０１において、第２の状態及び関連付けられた状態時間の決定は、ポインタ７０１の値を単純に減分し、ポインタ７０１の値がゼロよりも小さくなる場合には折り返すことによって実行されてもよい。加えて、第２の状態及び状態時間は、オペレータが時間閾値を超えた第２の状態を特定できるようにオペレータに表示されてもよい。
【0087】
図８は、図６を参照して上述した処理が実行された後にオペレータに提供されてもよい例示的な診断ディスプレイ８００を示す。ディスプレイ８００は、状態機械５００の複数の状態間の関連付けを描写する簡略化された論理フロー図８００ａを含む。現在アクティブな状態は、色の変化又は他の方法を介して論理フロー図８００ａ内で視覚的に強調表示されてもよいが、初期状態は、状態Ｓ０の周囲の二重の四角によって描写される。
【0088】
ディスプレイ８００の部分８００ｂには、現在アクティブな状態、典型的には現在の状態と同じになるであろう現在アクティブな状態の後に要求される（「次」）状態、現在アクティブな状態の前の状態、及び現在アクティブな状態に関連付けられた状態時間が表示される。状態機械５００の現在アクティブな状態が状態Ｓ４である場合、部分８００ｂは、状態遷移がアクティブであったか否かに応じて、「ステップ」が「Ｓ４」、「次」が「Ｓ４」、「Ｓ２」又は「Ｓ０」とし、「最後」が「Ｓ２」、「タイマ」が状態Ｓ４の状態時間である値を表示する。ディスプレイ８００の部分８００ｃには、現在アクティブな状態に到達するために状態機械が辿る遷移経路が表示される。例えば、状態機械５００の現在アクティブな状態が状態Ｓ４である場合、部分８００ｃに表示される遷移経路は、Ｓ０（古い）、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４（新しい）であってもよい。
【0089】
したがって、ディスプレイ８００は、産業機械の内部状態及び内部状態に関連する技術的状態若しくは事象に関する情報をオペレータに提供する。状態機械の内部状態のいかなる変化も自動的に検出され、オペレータに提示されて、オペレータにシステムの故障の特定及び解決など、システムとの対話を促す。
【0090】
例えば、ディスプレイ８００は、現在アクティブな状態に到達するために状態機械が辿る遷移経路及び遷移経路の各状態に関連付けられた状態時間と一緒に、産業機械の動作をモデル化した状態機械の現在アクティブな状態に関する情報をオペレータに提供する。ディスプレイ８００で使用することにより、オペレータは、産業機械が予想よりも長い時間作動した状態機械の遷移経路における状態を特定できる。このように、オペレータは、状態に関連付けられた動作を分析することによって、産業機械の故障を診断できる。
【0091】
加えて、産業機械が特定の状態でデッドロックされている場合、ディスプレイ８００は、オペレータに産業機械を異なる状態に強制的に遷移させることも可能である。例えば、ディスプレイ８００のセクション８００ｂの「次」エントリは、システム内のデッドロックをなくすか、又は特定の状態に関連付けられた動作をトリガするために、状態ジャンプを強制的に行うように変更されてもよい。すなわち、例えば、システムが「供給一時停止」状態Ｓ４でデッドロックされている場合、オペレータは、状態機械を状態Ｓ２又は状態Ｓ０に遷移させるように強制することができる。場合によっては、オペレータは、状態機械８００ａの論理フロー図に基づいて、産業機械をどの状態に強制的に遷移させるかを決定できる。図８では、オペレータが強制状態構造変数を設定することによって状態ジャンプ又は遷移を強制することを可能にするのは、セクション８００ｂの「次」エントリであるが、この機能は、別のユーザインタフェース要素（例えば、図８に描かれる別のユーザインタフェース、又は図８に描かれていないユーザインタフェース）によって提供されてもよいことが理解されるであろう。したがって、ディスプレイ８００は、産業機械の機能における故障の特定及び解決の両方において、オペレータを支援する。
【0092】
状態遷移のさらなる視覚化が提供されてもよい。状態遷移が、図８Ａに示す表示１２０２を提供するように処理され、ｘ軸線が時間を表し、ｙ軸線がアクティブなステップ番号を表す場合、エラーの決定は容易になり得る。産業機械で使用するために提供されるインタフェースの種類では、表示１２０２の２点間の時間を容易に求めることができないことがある。これに関して、それぞれがディスプレイ１２０２に沿ってオペレータによって移動可能な、論理アナライザスタイルのカーソル機能１２０４ａ及び１２０４ｂが提供されてもよい。システムは、カーソル１２０４ａ、１２０４ｂによって示される期間を自動的に計算して出力してもよく、これにより、オペレータは、状態機械が特定の状態に費やした時間をより容易に求めることができる。
【0093】
図９は、状態機械の機能をさらに詳細に実行、閲覧及び診断するのに適したコンピュータ９００を示す。コンピュータ９００は、診断システムと考えられてもよい。コンピュータ９００は、ランダムアクセスメモリの形態をとる揮発性メモリ９００ｂに格納された命令を読み出して実行するように構成されたＣＰＵ９００ａを備えていることが見てとれる。揮発性メモリ９００ｂは、ＣＰＵ９００ａによって実行される命令と、それらの命令によって使用されるデータとを格納する。
【0094】
コンピュータ９００は、例えばハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブ９００ｃの形態の不揮発性ストレージをさらに備える。コンピュータ９００は、コンピュータ９００に関連して使用される周辺装置が接続されたＩ／Ｏインタフェース９００ｄをさらに備える。より詳細には、ディスプレイ９００ｅは、状態機械のグラフ表示又はコンピュータ９００からの任意の出力を表示するように構成される。入力デバイスもＩ／Ｏインタフェース９００ｄに接続されている。そのような入力デバイスは、キーボード９００ｆ及びマウス９００ｇ、又はディスプレイ９００ｅに取り付けられたタッチスクリーンを含んでもよく、これらは、オペレータのコンピュータ９００との対話を可能にする。入力デバイス（９００ｆ、９００ｇ及び９００ｅ）は、オペレータがシステム１００と対話することを可能にする。加えて、Ｉ／Ｏインタフェース９００ｄは、産業機械の１つ又は複数のセンサに接続されてもよい。例えば、産業機械がリベットシステムである場合、Ｉ／Ｏインタフェース９００ｄは、テープ位置センサ、リベット存在センサ（センサ３００ｉなど）などに接続されてもよい。
【0095】
ネットワークインタフェース９００ｈにより、他のコンピューティングデバイスとの間でデータを受信及び送信するためにコンピュータ９００を適切なコンピュータネットワークに接続することが可能になる。ＣＰＵ９００ａ、揮発性メモリ９００ｂ、固定記憶装置（ディスク／フラッシュ）９００ｃ、Ｉ／Ｏインタフェース９００ｄ及びネットワークインタフェース９００ｈは、バス９００ｉによって互いに接続されている。
【0096】
図９に示すコンポーネントの配置は例示的なものであり、本明細書に記載される技術の文脈内で他の配置が使用されてもよいことが理解されるであろう。
【0097】
産業機械を制御する状態機械のシーケンスの重要な部分は、システムのセンサ及びアクチュエータに関連付けられたＩ／Ｏ信号の状態に影響される。産業機械を診断する方法は、状態機械に関連付けられた動作に関して記載されているが、本明細書に記載される技術は、状態機械に関連付けられた動作、産業機械に関連付けられたＩ／Ｏ信号、又は実際にはその両方に基づいて状態機械を診断するために使用できることが理解されるであろう。
【0098】
しかし、受信するＩ／Ｏ信号の数が多くなり得、各Ｉ／Ｏ信号がほんの短い持続時間だけ持続することがある。上述のように、典型的には産業機械で使用するために提供されるインタフェースは、他のコンピューティングデバイスで使用されるディスプレイと比較して比較的遅いリフレッシュレートを有することが多く、信号の持続時間が短すぎてディスプレイで認識できないことがある。したがって、既存のインタフェースで動作し、高価なインタフェースハードウェアとの交換を必要としない診断ツール及び方法を提供することが望ましい。
【0099】
標準的な診断ツールの問題の例として、産業機械のセンサが、対象とする状態を検出するときに、１０ミリ秒間だけＩ／Ｏ信号（例えば、ハイ信号）を提供し、産業機械が１００ミリ秒の画面更新速度のディスプレイ（ディスプレイ９００ｅなど）を備える場合、平均して、そのセンサからの１０のうちの１つのＩ／Ｏ信号だけ、ひいては検出するには短すぎるかもしれない短い持続時間（１００ミリ秒）の間だけ表示され得る。そのため、オペレータは、故障の事前警告を提供でき、故障が発生したか又は重大になる前にオペレータが改善策を講じることを可能にできる信号を見逃すことがある。本明細書に記載されるいくつかの例示的実施態様では、診断システムは、センサによって現在提供される信号に加えて、センサの状態履歴を監視するように構成されてもよい。診断システムは、オペレータが、短い持続時間の故障を表し得る事象を処理するのに十分な時間を与え、産業機械の継続的で誘導的な動作及び保守を支援するために使用されてもよい診断出力を提供するように構成されてもよい。
【0100】
図１０は、標準的な方法に従って産業機械のセンサ又はアクチュエータ（図示せず）からのＩ／Ｏ信号に対する診断システム（システム９００など）による診断情報の生成、及び本明細書に記載される技術に従って同じＩ／Ｏ信号に対する改善された診断情報の生成の例を概略的に示す。図１０において、時間は、ページの左から右に描かれている。ディスプレイ（例えばディスプレイ９００ｅ）のリフレッシュは、矢印１００２によって示されており、各矢印１００２ａ～１００２ｇは、ディスプレイのそれぞれのリフレッシュを示す。リフレッシュ動作の下に示されているのは、産業機械のセンサから受信したＩ／Ｏ信号１００４である。Ｉ／Ｏ信号１００４の下には、リフレッシュ時の信号の現在の状態を表示する公知の方法によって提供される標準的な診断出力１００６が示されている。診断出力１００６の下には、本明細書に記載される技術に従って生成された改良された診断出力１００８が示されており、改良された診断出力１００８の下には、状態事象１０１０ａ～１０１０ｆの変化があり、これらは、後の分析及び表示のために変化が生じた時間ｔａ～ｔｆと共に、任意選択で履歴データアレイに記録されてもよい。
【0101】
図１０に描かれている期間内では、信号１００４は、信号がハイである間の３つの期間１００４ａ～ｃを含む。例えば、信号は、産業機械の監視される場所での消耗部品（例えば、リベット）の存在を示してもよい。信号１００４はバイナリであるように図示されているが、診断情報が生成される信号は、他の任意の形態を取ってもよく、例えば、連続的、段階的などであってもよいことが理解されるであろう。
【0102】
第１のハイ信号期間１００４ａは、リフレッシュ１００２ａの後だがリフレッシュ１００２ｂの前に生じる。診断情報１００６は、最後のディスプレイリフレッシュ動作時の信号１００４の性質をオペレータに示す。リフレッシュ動作１００２ａ及び１００２ｂ時には、信号１００４はローであるため、リフレッシュ動作１００２ｂに続いて、診断情報１００６はロー信号の存在を示す。そのため、ハイ信号１００４ａに関連して診断情報１００６によってオペレータに有用な診断が提供されないことが見てとれる。監視される潜在的に多数のセンサ及び信号が受信される速度を考えると、ハイ信号１００４ａが産業機械の故障を予見していた場合、診断情報１００６は、その故障を特定又は診断するにあたってオペレータを支援しないことが理解されるであろう。
【0103】
第２のハイ信号期間１００４ｂは、リフレッシュ１００２ｃの時間と重なる。そのため、診断情報１００６ａがオペレータに提供されて、ハイ信号１００４ｂを示す。診断情報１００６ａは次のリフレッシュ１００２ｄまで持続し、その時点で信号１００４はローであるため、診断情報１００６が信号１００４がローであることを示すことに戻る。最後のハイ信号１００４ｃは、リフレッシュ１００２ｄの後に受信されるが、リフレッシュ１００２ｅの前に終了する。そのため、単一の高出力１００６ａが両方の事象をカバーするため、診断情報１００６はハイ信号１００４ｃに関する情報を提供しない。
【0104】
改良された診断信号１００８を生成するために、診断システムは、信号１００４の状態変化情報を所定の持続時間維持するように構成されている。信号の状態変化（図１０のひし形により表される）時、状態インジケータは、状態の変化を反映するように更新される。状態インジケータは、診断システム９００のメモリ９００ｂに格納されてもよい。
【0105】
状態変化の更新は、改良された診断信号１００８に含まれる状態変化の表示を可能にするのに十分な所定の期間、典型的には、２回のリフレッシュ期間に相当するように示されている１～２秒程度、又は図１０では２００ｍｓ持続する。状態インジケータは、任意の適切な形態をとってもよいが、図１０に示す信号１００４のようなバイナリ信号の場合、状態インジケータは、便利で効率的に、標準的な診断ビットに追加される単一ビットの形態をとり得ることが理解されるであろう。表示が持続する時間の長さは、Ｉ／Ｏデバイスから受信する信号の性質、さらにはディスプレイデバイスのリフレッシュレートにも依存することがさらに理解されるであろう。
【0106】
一例として、図１０及び図１１を参照して、改良された診断信号は、第１の部分１００８ａ及び第２の部分１００８ｂを含む。診断信号の第１の部分１００８ａは、Ｉ／Ｏ信号の状態インジケータの現在値（又は最後のリフレッシュポイントでの値）を示し、標準診断１００６と同様にサンプリングすることができるが、第２の部分１００８ｂは、ディスプレイリフレッシュ動作に先行する期間中に信号１００４が変化したかどうかを示し、標準診断状態１００８ａと一緒にサンプリングされる。図１１を参照すると、状態インジケータを保守するために診断システムによって実行される処理が示されている。処理は２つの部分を有し、それぞれがＩ／Ｏデバイスの状態インジケータを更新するために実質的に同時に動作することが見てとれる。ステップ１１０２では、診断システムは状態変化が発生したかどうかを判断する。図１１では判断として描かれているが、判断のメカニズムは、能動的（例えば「プル」）又は受動的（例えば「プッシュ」）のいずれであってもよいことが理解されるであろう。ステップ１１０２の処理は、Ｉ／Ｏデバイスからの信号が変化したと判断されるまで実行され、その時点で処理はステップ１１０４に進み、状態インジケータは変化を反映するように更新される。処理は、ステップ１１０４から、Ｉ／Ｏ信号の変化を監視し続けるステップ１１０２に戻る。同時に、ステップ１１０６の処理は、（ステップ１１０４で記録された最後の時刻に基づいて）状態インジケータが最後に更新されてから所定の期間が経過したかどうかを判断する。判断が否定的である間、処理はステップ１１０６に留まる。状態インジケータが最後に更新されてから所定の時間が経過したと判断されると、処理はステップ１１０８に進み、ここで状態インジケータはデフォルト状態にリセットされる。
【0107】
次に、図１０を参照しながら、図１１の処理を例として説明する。第１のハイ信号１００４ａに先立って、状態インジケータはデフォルト状態にあり、この場合、信号１００４がローであることを示す。これは、改良された診断信号１００８がローであることを示すことによって、図１０に描かれている。ハイ信号１００４ａが出ると、ステップ１１０２で信号が変化したと判断され、処理はステップ１１０４に進み、ここでハイ信号の受信を示すように状態インジケータが更新され、更新時刻が記録される。処理はステップ１１０４からステップ１１０２に戻る。
【0108】
本実施例の目的のために、ハイ信号１００４ａの受信とハイ信号１００４ｂの受信との間に、ステップ１１０６の処理は、処理がステップ１１０６に留まっているように所定の期間が経過していないと判断することが想定される。そのため、リフレッシュ動作１００２ｂ時には、所定の期間はまだ経過していないため、状態インジケータがハイ信号を受信したことを依然として示す。改良された診断信号は状態インジケータの状態を示すように構成されているため、リフレッシュ動作１００２ｂにおいて、改良された診断信号１００８の部分１００８ａが更新されてハイ信号を示す。描写及び診断信号１００６ａとの区別を明確にするために、部分１００８ａは、（塗りつぶされたブロックではなく）単一の線として示されているが、図１０は、単なる概略図であり、改良された診断の情報内容を表示する特定の方法ではなく、その情報を描写していると理解されるべきである。診断信号１００６と同様に、改良された診断信号１００８は、Ｉ／Ｏ信号１００４の電流値を示す部分１００８ｂをさらに含む。そのため、Ｉ／Ｏ信号１００４のハイ信号は終了したが、オペレータは、信号１００４ａは受信したが、ディスプレイの直近のリフレッシュの前に通過したと依然として判断することができる。
【0109】
上述したように、第２のハイ信号１００４ｂは、改良された診断信号の第２の部分１００８ｂが更新されて、Ｉ／Ｏ信号１００４の現在の状態（リフレッシュ時）を反映するように、リフレッシュ動作１００２ｃと一時的に一致する。加えて、処理１１０２は、信号１００４ｂが受信されたと判断し、ステップ１１０４では、状態インジケータが更新され（この場合は保守され）、更新時刻が記録される。
【0110】
本実施例の目的のために、ハイ信号１００４ｂの受信とハイ信号１００４ｃの受信との間に、ステップ１１０６の処理では、処理がステップ１１０６に留まっているように所定の期間が経過していないと判断することが想定される。そのため、次のリフレッシュ１００２ｄでは、改良された診断信号は、依然としてハイ信号を受信したことを示しているが、ここではでは、リフレッシュ１００２ｄ時にＩ／Ｏ信号がローであったことを示している。
【0111】
本実施例の目的のために、ハイ信号１００４ｃの受信とリフレッシュ１００２ｅとの間に、ステップ１１０６の処理は、処理がステップ１１０６からステップ１１０８に進み、状態インジケータがデフォルト状態にリセットされるように、所定の期間が経過したと判断することが想定される。そのため、リフレッシュ１００２ｅにおいて、両方の部分１００８ａ、１００８ｂが低値を示すように改良された診断信号１００８が更新される。
【0112】
所定の期間の状態変化の表示を記録することにより、診断信号をオペレータに提供することができ、それにより、オペレータは、産業機械内のＩ／Ｏ信号の現在及び過去の状態をより正確に診断することができ、したがって、産業機械内の故障又は故障の可能性をより正確に、タイムリーに診断することができることは、上記から理解されるであろう。
【0113】
図１２は、改良された診断信号１００８が産業機械のオペレータに表示され得る方法の一例を示す。図１２は、図１０に示されているのと同じＩ／Ｏ信号１００４及びリフレッシュ動作１００２を示すが、それらの信号が、グラフィカルヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）において標準診断インジケータランプ１０１４及び改良された診断インジケータランプ１０１６に表示され得る方法を示す。特に、標準診断インジケータランプは、「オフ」１０１４ａ又は「オン」１０１４ｂの２つのモードのうちの１つで動作することが見てとれる。したがって、標準診断インジケータランプは、診断信号１００６によって提供される情報を表すことができる。しかし、対照的に、Ｉ／Ｏ信号１００４がローであり、過去の所定の期間内にハイ信号を受信していないことを示す「静的オフ」モード１０１６ａと、Ｉ／Ｏ信号１００４がローであるが、過去の所定の期間内に状態の変化がアクティブであったことを示す「変化ありオフ」モード１０１６ｂと、最後のリフレッシュ時に信号がハイであり、過去の所定の期間中に信号の変化が生じたことを示す「変化ありオン」モード１０１６ｃと、最後のリフレッシュ時にＩ／Ｏ信号１００４がハイであり、過去の所定の期間中に変化していないことを示す「静的オン」モード１０１６ｄとの４つの動作モードを有する改良された診断インジケータが提供されてもよい。図１２の例では、「変化あり」の状態は、インジケータランプを取り囲む太い外側のリングによって示されるが、追加の診断情報を表示する任意の手段が使用されてもよく、最後のリフレッシュに対するオン／オフ状態がインジケータランプの内側の色を介して示されていることが理解されるであろう。
【0114】
実際のＩ／Ｏ信号１００４は、状態変化診断データから再構築され、再構築されたＩ／Ｏ信号１０１２としてユーザインタフェースに提供されてもよい。特に、診断履歴を使用して、信号の状態を表す複数の線を描くことによって、信号の変化を表示してもよい。線の水平座標は、表示開始時刻（ｔｓｔａｒｔ）及び表示終了時刻（ｔｅｎｄ）と比較して信号が変化した時間の相対位置に対応し、垂直座標は、その期間中の信号の状態に依存する。例えば、図１０に示す再構築されたＩ／Ｏ信号１０１２を表示するために、各期間の開始時の信号の状態によって定義される位置を有する様々な時間値（ｔｓｔａｒｔ、ｔ１～ｔ６、ｔｅｎｄ）の間に７本の横線と、ｔａ～ｔｆにおける状態の変化を表す６本の縦線とを含む１３本の線が描かれていてもよい。この表示は、市販のプログラマブルＨＭＩの能力の範囲外ではない。
【0115】
ランプ１０１６は、例えば、１つ若しくは複数の電球（ＬＥＤなど）によって提供されてもよく、又はＬＣＤディスプレイデバイスなどのディスプレイデバイス上で生成されたユーザインタフェースの一部であってもよい。同様に、上記はシステム９００を参照して説明したが、図１１を参照して説明される処理は、１つ又は複数のＦＰＧＡ又はＡＳＩＣによる方法を含む任意の便利な方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。
【0116】
多数のＩ／Ｏ信号を監視するときにシステムに課される処理負荷を最小限にするために、いくつかの実施態様では、図１４（４ビット値の例）に示すように、データは信号ごとに検査されるのではなく、信号のグループに対して並行して検査される。いくつかの用途では、Ｉ／Ｏ信号は、８ビット、１６ビット、３２ビット又はそれ以上の値に結合され得、（個々の信号の変化ではなく）これらの結合された値の変化は、タイムスタンプと一緒に履歴アレイに格納される。一般に、監視するビット数が多くなればなるほど、必要とされる履歴アレイは大きくなる。多くの用途では、３２個の信号の変化を記録するには１２８エレメントのアレイで十分であろう。
【0117】
診断データの高速かつ効率的な検索及び使用を可能にするために、図１５に示すように、結合されたＩ／Ｏ信号値は、履歴リングバッファに格納されてもよい。Ｉ／Ｏ信号変化バッファの動作は、状態機械データに関連して図７を参照して説明したのと同様の方法であってもよい。Ｉ／Ｏ信号変化バッファは、Ｉ／Ｏ信号データ（又は上述のように結合されたＩ／Ｏ信号）のエントリ及びそれらの変化の時刻を格納してもよい。Ｉ／Ｏ信号変化の時刻は、Ｉ／Ｏ信号の値（又は結合されたＩ／Ｏ信号の値）が以前の値から変化する度に、状態機械バッファ７００と同じグローバルタイマを用いて記録されてもよい。
【0118】
リアルタイムで見ることができる診断信号の表示を可能にするために必要な計算量を最小限にするために、診断出力信号は診断履歴バッファ内に格納されてもよい。例えば、診断履歴バッファは、さらなる先入れ先出しデータ構造（診断ＦＩＦＯ）を含んでもよい。診断ＦＩＦＯは、Ｉ／Ｏ信号変化バッファの更新と並行して更新されてもよい。診断ＦＩＦＯへのポインタは、現在の診断出力（すなわち、診断ＦＩＦＯの現在の「スロット」が出力されている）を決定し、ポインタは、所定の「診断ティック」期間の後に増分される（また、各スロットを通って増分された後に折り返す）。診断ティックは、診断ＨＭＩ表示期間又はリフレッシュ期間（一般には、例えば２秒）及び診断ＦＩＦＯのスロット数に基づいて決定されてもよい。例えば、診断ティックは、診断表示期間及びスロット数の合計であってもよく、例えば、２秒の診断更新及び４つのＦＩＦＯスロットであれば、各スロットは０．５秒間表示される。
【0119】
図１４に示す例を再度参照すると、４つのＩ／Ｏ信号（信号１～信号４）のサブセットは、各Ｉ／Ｏ信号のそれぞれのビットを有する単一の診断値に結合される（図１６を参照して以下に最も明確に描かれ、説明される）。指定された期間内のこの単一の診断値の変化を使用して、診断ＦＩＦＯバッファに含まれるデータ、したがって、オペレータに出力される診断信号が変更される。特に、現在及び以前のＩ／Ｏ値のバイナリＸＯＲ結果によって検出されるように、単一の診断信号が変化するとき（例えば、図１４に示すように）、この値が非ゼロであれば、診断ＦＩＦＯの各スロットに論理的にＯＲされる。これにより、監視されるＩ／Ｏ信号のうちの１つへのいかなる変化も、それがどれだけ高速で生じたかにかかわらず、たとえリフレッシュの遅いヒューマンマシンインタフェースであっても、最低３つの期間の間表示できることが保証される。診断ティックごとに（すなわち、所定の頻度で）、現在のスロットに格納されたデータは減衰され（例えば、現在のスロットがゼロになってもよい）、診断ＦＩＦＯへのポインタが増分され、現在表示されている診断が新たにインデックスされたスロットに設定される。これにより、単一の状態変化がより長い期間（最大４つの診断ティック）表示されることが保証される。
【0120】
この方法を使用して、（特に、診断値が、新しい履歴値（及び関連付けられた時間）をＩ／Ｏ変化バッファに格納する必要があるかどうかを判断するために以前に生成されたものであれば）システムに比較的軽い負荷を課しながら、４スロットの診断ＦＩＦＯアレイ、ポインタ変数及び単一のタイマを使用して、３２（又はそれ以上）の信号の診断表示を実行できる。
【0121】
図１６は、図の左側の垂直タイムラインによって示される期間、４つの信号（信号＃０～＃３）のセットについての診断ＦＩＦＯ内に格納された診断信号の変化の例を示す。図１６を参照すると、最初の期間（１）では、監視されるＩ／Ｏ信号に変化が生じておらず、診断ＦＩＦＯの各スロット内の値は「００００」であることが見てとれる。現在インデックスされているスロットはスロット０である。時刻（２）では、信号＃２の変化により、結合されたＩ／Ｏ信号値の中の信号＃２に対応するビットがハイに設定される。新たに設定されたビット値は、診断ＦＩＦＯの全スロットにＯＲされる。したがって、ここでの診断出力は「０１００」である。時刻（３）にて診断ティックが発生し、現在インデックスされているスロットがゼロになり、ポインタがスロット１に更新される。診断出力は「０１００」のままである。
【0122】
時刻（４）にてさらに診断ティックが発生し、スロット１がゼロになり、ポインタはスロット２に増分される。診断出力は「０１００」のままである。時刻（５）では、Ｉ／Ｏ信号＃１の変化により、Ｉ／Ｏ信号＃１に対応するビットがハイに設定され、新たに設定されたビットが診断ＦＩＦＯの全スロットにＯＲされる。したがって、スロット０及びスロット１は値「００１０」を取り、スロット２及び３は値「０１１０」を有する。したがって、診断出力は「０１１０」である。時刻（６）では、Ｉ／Ｏ信号＃３の変化により、Ｉ／Ｏ信号＃３に対応するビットがハイに設定され、新たに設定されたビットがＦＩＦＯの各スロットにＯＲされる。したがって、スロット０及び１は「１０１０」を格納し、スロット２及び３は「１１１０」を格納する。したがって、診断出力は「１１１０」である。
【0123】
時刻（７）では、診断ティックは現在インデックスされているスロット２をゼロにし、ポインタをスロット３へと増分する。したがって、診断出力は「１１１０」のままである。時刻（８）では、診断ティックはスロット３をゼロにし、ポインタはスロット０へと折り返す。したがって、ここでの診断出力は「１０１０」である。時刻（９）では、さらなる診断ティックはスロット０をゼロにし、ポインタをスロット１へと増分するため、診断出力は「１０１０」のままである。時刻１０では、診断ティックはスロット１をゼロにし、ポインタをスロット２へと増分する。ここで、診断出力（及び実際には診断ＦＩＦＯのスロットすべての値）は「００００」である。
【0124】
各種状態機械及び診断されるシステム内Ｉ／Ｏについて格納される履歴変化データを用いて、機械の動作を監視し、システムが最適な性能で稼働しているときに抽出したデータと比較して、プロセス内でのばらつきが発生している箇所を判断できる。
【0125】
図１３を参照すると、上述したスプロケット供給状態機械５００は、供給ソレノイド出力信号及びノーズスイッチ入力信号と共に表示される。図１３のディスプレイは、スプロケット供給状態機械、供給ソレノイド出力信号及びノーズスイッチ入力信号のそれぞれの履歴に格納された各種状態変化事象から生成される。それぞれがグローバルタイム基準値で格納されているため、システム内の様々なソースからの信号は、利用可能なデータ量に応じて任意の２つの時間インデックスの間に表示されてもよい。例えば図１３では、人間の目及び脳は、このタイプのデータ表示におけるパターンを拾い出すことに特に適応しているため、通常供給プロセス、低速供給プロセス又は故障した供給プロセスによって生じるデータ内のばらつきを見ることが可能である。いくつかの実施態様では、可動カーソル線１２０４ａ及び１２０４ｂは、システム内の異なる動作間の時間間隔を選択して表示するために、出力に重ねられている。カーソルは、ユーザインタラクションをより効率的にするために、状態又はＩ／Ｏ信号が変化した時刻に自動的にスナップしてもよい。
【0126】
いくつかの構成例では、故障条件の発生は、故障条件が発生する度に、対応するタイムスタンプと共に関連するすべての状態機械及びＩ／Ｏ信号データの履歴の内容のコピーの生成を自動的にトリガしてもよい。このようにして、故障が発生する直前のシステムの最大状態量を分析のためにキャプチャできる。図１３を再び参照すると、描写されたディスプレイのためのデータは、単一のソースから得られたものであってもよいが、システム内のすべてのデータは、同期された時間値を使用してタイムスタンプされているため、任意の監視された信号又は状態の変化をシステム内の任意の他の監視された信号又は状態を参照して視覚的に検査する方法を示すことが可能であろう。図１７に示す例では、Ｉ／Ｏ履歴の変化は、産業システムの複数の異なる部分の状態機械履歴と一緒に共通のディスプレイで見ることができることが見てとれる。また、制御されるシステム、この場合ではリベットシステムと、ロボット又は産業用コントローラなどの制御システムとの間を通過する制御信号及び状態信号も、Ｉ／Ｏ信号として扱われ、内部Ｉ／Ｏと同じ方法で処理してもよいことに注目すべきである。このことにより、各種状態機械とその関連付けられたＩ／Ｏ信号及び制御信号との間のタイミングの相互作用を容易に見ることができる。
【0127】
本明細書に記載される技術は、図１８に示されているように、タイミングの変化をより容易に強調するために異なる期間の信号を重ねることをさらに可能にする。これにより、複雑な動作シーケンスにおけるばらつきをより簡単に可視化することができ、故障の原因、さらにはシステムの動作が劣化していることを示すばらつきを迅速に判断することができる。この分析は、内蔵ユーザインタフェース、又は改良された機能を持つリモート診断システムに転送されるデータを使用して機械で実行できる。これらの比較は自動的にスケジュールが立てられ、機械が最適な性能レベルで動作し、計画外の休止事象の数を最小限に抑えることを保証できる。
【0128】
システムの部品の経時的な動作変化を可視化することによって、重要でないコンポーネントの性能をより容易に評価し、実際の性能に基づいてＰＭ期間又は交換期間を延長することもできる。その通常性能の範囲内で動作するほとんどの部品は、性能の低下をもたらすことがある過度の保守又は他の調整を必要としないが、逆に、システム内で性能低下の兆候を示しているそのＰＭレベルを満たしていないコンポーネントは、システム全体をより最適な性能レベルに戻すために、元の限界よりも前に調整又は交換されることで利益を得ることができる。システムのコンポーネントに保守が行われると、関連付けられた信号は、最初に指定された性能と、保守が行われる直前の性能レベルとの両方と比較することができる。システムの保守レベルを最適化することによって、システム全体が適切な保守量で必要なレベルで動作していることを保証し、システムのサブコンポーネントの最適な設置寿命をさらに保証する。
【0129】
ここまでいくつかの例示的な実施態様を説明したが、上記は例示的なものであって限定的なものではなく、例として提示されたことは明らかである。特に、本明細書で提示される例の多くが、方法行為又はシステム要素の特定の組み合わせを含むが、これらの行為及びこれらの要素は、同一の目標を達成するために別様に組み合わされてもよい。一実施態様のみに関連して説明された行為、要素及び特徴は、他の実施態様における同様の役割又は実施態様から除外されることを意図されたものではない。
【0130】
本明細書において単数で言及されるシステム及び方法の実施態様又は要素又は行為へのいかなる参照も、複数のこれら要素を含む実施態様を包含してもよく、本明細書の任意の実施態様又は要素又は行為への複数でのいかなる参照も、単一の要素のみを含む実施態様を包含してもよい。単数形又は複数形での言及は、現在開示されているシステム又は方法、それらの構成部品、行為又は要素を単一又は複数の構成に限定することを意図するものではない。任意の行為又は要素が任意の情報、行為又は要素に基づいているという言及は、当該行為又は要素が任意の情報、行為又は要素に少なくとも部分的に基づいている実施形態を包含してもよい。
【0131】
図面、詳細な説明又は請求項の技術的特徴に参照符号が付されている場合、参照符号は、図面、詳細な説明及び請求項の明瞭度を高めるために含まれている。したがって、参照符号もその不在も、請求項の要素の範囲を制限する効果はない。
【0132】
上記実施態様は、記述されたシステム及び方法を限定するものではなく、例示的なものである。したがって、本明細書に記載されるシステム及び方法の範囲は、上記説明よりもむしろ、添付の特許請求の範囲によって示される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図8A】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【外国語明細書】