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(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】P2024026983
(43)【公開日】2024-02-29
(54)【発明の名称】異常検知装置、及び機械加工システム
(51)【国際特許分類】
G05B 19/18 20060101AFI20240221BHJP
B23Q 17/00 20060101ALI20240221BHJP
B24B 5/04 20060101ALI20240221BHJP
B24B 49/10 20060101ALI20240221BHJP
【ＦＩ】
G05B19/18 X
B23Q17/00 A
B24B5/04
B24B49/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022129623
(22)【出願日】2022-08-16
(71)【出願人】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】沖野 祐介
(72)【発明者】
【氏名】後藤 牧生
【テーマコード（参考）】
3C029
3C034
3C043
3C269
【Ｆターム（参考）】
3C029EE01
3C034AA01
3C034BB92
3C034CA24
3C034CA26
3C034CA30
3C034CB11
3C034DD18
3C043AA03
3C043CC03
3C043DD06
3C269AB07
3C269BB12
3C269KK11
3C269MN07
3C269MN40
3C269MN44
3C269MN50
3C269QB03
(57)【要約】
【課題】音データを取得できないデータ落ちの発生を抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】異常検知装置１１は、ワークＷに対する研削加工処理を行う研削加工装置２用の装置である。異常検知装置１１は、研削加工装置２の音を集音する集音マイク１０と、集音マイク１０の出力が与えられる処理装置４と、を備える。処理装置４は、前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理１６ａと、取得処理１６ａにて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理１６ｂとを行う処理部１４を備える。前記異常判定プロセスは、前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された音データ群が機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセスである。
【選択図】 図４
【解決手段】異常検知装置１１は、ワークＷに対する研削加工処理を行う研削加工装置２用の装置である。異常検知装置１１は、研削加工装置２の音を集音する集音マイク１０と、集音マイク１０の出力が与えられる処理装置４と、を備える。処理装置４は、前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理１６ａと、取得処理１６ａにて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理１６ｂとを行う処理部１４を備える。前記異常判定プロセスは、前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された音データ群が機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセスである。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置用の異常検知装置であって、
前記機械加工装置の音を集音する集音部と、
前記集音部の出力が与えられる処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理と、
前記取得処理にて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理と、
を行う処理部を備える
異常検知装置。
異常判定プロセス：前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された複数の音データからなる音データ群が前記機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定し、前記音データ群が前記機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると判定すると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセス
前記機械加工装置の音を集音する集音部と、
前記集音部の出力が与えられる処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理と、
前記取得処理にて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理と、
を行う処理部を備える
異常検知装置。
異常判定プロセス：前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された複数の音データからなる音データ群が前記機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定し、前記音データ群が前記機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると判定すると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセス
【請求項2】
前記音データ群は、前記異常判定プロセスの前に生成された他の異常判定プロセスの他の音データ群と、前記音データと、に基づいて得られる
請求項１に記載の異常検知装置。
請求項１に記載の異常検知装置。
【請求項3】
前記所定期間は、前記機械加工処理期間よりも長い期間である
請求項１に記載の異常検知装置。
請求項１に記載の異常検知装置。
【請求項4】
前記音データは、音圧を含み、
前記異常判定プロセスにおける、前記音データ群に、前記機械加工処理期間に対応する音データが含まれているか否かの判定は、音圧に基づいて行われる
請求項１に記載の異常検知装置。
前記異常判定プロセスにおける、前記音データ群に、前記機械加工処理期間に対応する音データが含まれているか否かの判定は、音圧に基づいて行われる
請求項１に記載の異常検知装置。
【請求項5】
前記機械加工装置は、研削加工装置である
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の異常検知装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の異常検知装置。
【請求項6】
ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置と、
請求項１に記載の異常検知装置と、を備える機械加工システム。
請求項１に記載の異常検知装置と、を備える機械加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異常検知装置、及び機械加工システムに関する。
【背景技術】
【0002】
機械加工装置用の異常検知装置には、機械加工による作業期間におけるモータの状態や加工音等の状態データに基づいて異常の有無を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１６９００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の異常検知装置では、作業期間の音を集音マイクで集音し、集音した音に基づいて異常の有無を判定することが考えられる。この場合、異常検知装置は、集音マイクの出力から取得される音データに基づいて異常の有無を判定することができる。
集音される作業期間の音は連続的である。よって、集音マイクの出力に基づいて作業期間の音をデータとして取得する方法としては、一定の取得間隔ごとに音データを経時的に取得するといった方法が考えられる。
集音される作業期間の音は連続的である。よって、集音マイクの出力に基づいて作業期間の音をデータとして取得する方法としては、一定の取得間隔ごとに音データを経時的に取得するといった方法が考えられる。
【0005】
この場合、一定の取得間隔ごとに音データを経時的に取得し、１つのワークに対する機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データ群を取得する取得処理と、前記音データ群を用いて異常の有無を判定する判定処理と、をコンピュータに実行させることが考えられる。
この場合、取得処理では、取得した音データ群を判定処理へ与える間、集音マイクの出力に基づく音データの経時的な取得を行うことができない。
ここで、取得処理から判定処理へ与える音データ群のデータ量が大きくなると、取得処理において音データの取得が行えない期間が増加し、作業期間の音のうちの一部が取得されない、所謂データ落ちが生じるおそれがある。
この場合、取得処理では、取得した音データ群を判定処理へ与える間、集音マイクの出力に基づく音データの経時的な取得を行うことができない。
ここで、取得処理から判定処理へ与える音データ群のデータ量が大きくなると、取得処理において音データの取得が行えない期間が増加し、作業期間の音のうちの一部が取得されない、所謂データ落ちが生じるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）実施形態である異常検知装置は、ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置用の異常検知装置である。異常検知装置は、前記機械加工装置の音を集音する集音部と、前記集音部の出力が与えられる処理装置と、を備える。前記処理装置は、前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理と、前記取得処理にて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理と、を行う処理部を備える。
前記異常判定プロセスは、前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された複数の音データからなる音データ群が前記機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定し、前記音データ群が前記機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると判定すると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセスである。
前記異常判定プロセスは、前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された複数の音データからなる音データ群が前記機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定し、前記音データ群が前記機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると判定すると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセスである。
【0007】
（６）また、他の観点から見た本実施形態は、機械加工システムである。この機械加工システムは、ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置と、上記（１）に記載の異常検知装置と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、音データを取得できないデータ落ちの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
（１）実施形態である異常検知装置は、ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置用の異常検知装置である。異常検知装置は、前記機械加工装置の音を集音する集音部と、前記集音部の出力が与えられる処理装置と、を備える。前記処理装置は、前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理と、前記取得処理にて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理と、を行う処理部を備える。
前記異常判定プロセスは、前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された複数の音データからなる音データ群が前記機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定し、前記音データ群が前記機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると判定すると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセスである。
［実施形態の概要］
（１）実施形態である異常検知装置は、ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置用の異常検知装置である。異常検知装置は、前記機械加工装置の音を集音する集音部と、前記集音部の出力が与えられる処理装置と、を備える。前記処理装置は、前記出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する取得処理と、前記取得処理にて前記音データが取得されるごとに、下記の異常判定プロセスを生成し、前記異常判定プロセスを並列して実行する生成処理と、を行う処理部を備える。
前記異常判定プロセスは、前記音データが取得されたタイミングから過去所定期間までの間で取得された複数の音データからなる音データ群が前記機械加工処理の開始から終了までの機械加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定し、前記音データ群が前記機械加工処理期間に対応する音データを含んでいると判定すると、前記音データ群に基づいて異常の有無を判定するプロセスである。
【0011】
上記異常検知装置によれば、取得処理において音データが取得されるごとに、異常判定プロセスが生成され、異常の有無の判定が並列して実行される。よって、取得処理においては、多くの音データを一度に生成処理へ与える必要がない。
この結果、取得処理から生成処理へ一度に与えられるデータ量を抑圧することができ、取得処理における音データの取得の行えない期間をなくすことができ、ワークに対する機械加工の異常の有無を音データで判定する際において、データ落ちの発生を抑制することができる。
この結果、取得処理から生成処理へ一度に与えられるデータ量を抑圧することができ、取得処理における音データの取得の行えない期間をなくすことができ、ワークに対する機械加工の異常の有無を音データで判定する際において、データ落ちの発生を抑制することができる。
【0012】
（２）上記異常検知装置において、前記音データ群は、前記異常判定プロセスの前に生成された他の異常判定プロセスの他の音データ群と、前記音データと、に基づいて得られることが好ましい。
この場合、音データの取得に応じて音データ群を更新しつつ、複数の異常判定プロセスを実行することができる。
この場合、音データの取得に応じて音データ群を更新しつつ、複数の異常判定プロセスを実行することができる。
【0013】
（３）上記異常検知装置において、前記所定期間は、前記機械加工処理期間よりも長い期間であることが好ましい。
この場合、音データ群が機械加工処理期間の全域に対応する音データを含むことが可能となり、異常判定プロセスにおいて、音データ群が機械加工処理期間の全域に対応する音データを含む場合に、音データ群に基づいて異常の有無を判定するように構成することができる。
この場合、音データ群が機械加工処理期間の全域に対応する音データを含むことが可能となり、異常判定プロセスにおいて、音データ群が機械加工処理期間の全域に対応する音データを含む場合に、音データ群に基づいて異常の有無を判定するように構成することができる。
【0014】
（４）前記音データが音圧を含んでいてもよく、この場合、前記異常判定プロセスにおける、前記音データ群に、前記機械加工処理期間に対応する音データが含まれているか否かの判定は、音圧に基づいて行うことができる。
【0015】
（５）上記異常検知装置において、前記機械加工装置は、研削加工装置であることが好ましい。
【0016】
（６）また、他の観点から見た本実施形態は、機械加工システムである。この機械加工システムは、ワークに対する機械加工処理を行う機械加工装置と、上記（１）に記載の異常検知装置と、を備える。
【0017】
［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔全体構成について〕
図１は、実施形態に係る機械加工システムの外観図である。
実施形態に係る機械加工システム１は、研削加工装置２と、ワーク搬送装置３と、処理装置４とを含む。
機械加工装置である研削加工装置２は、ベッド２ａと、カバー２ｂとを含む。ベッド２ａの上面には、後に説明する主軸台や砥石等が配置される。カバー２ｂは、ベッド２ａの上面に配置される主軸台や砥石等を内部に収容する。カバー２ｂは、加工時の冷却液（クーラント）が外部へ飛散するのを防止する。
ワーク搬送装置３は、カバー２ｂの上方に配置されている。ワーク搬送装置３は、研削加工装置２のカバー２ｂ内のワークＷを把持し搬送するアームを有する。ワーク搬送装置３は、前記アームによって、加工後のワークＷを研削加工装置２から取り出し、加工前の新たなワークＷを研削加工装置２へ供給する機能を有する。
カバー２ｂは、開閉可能なシャッタを上面に有する。カバー２ｂのシャッタを開放することで、ワーク搬送装置３はベッド２ａ上のワークＷにアクセス可能となる。
処理装置４は、例えば、コンピュータである。処理装置４は、研削加工時に生じる異常の有無を判定する処理を実行する機能を有する。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔全体構成について〕
図１は、実施形態に係る機械加工システムの外観図である。
実施形態に係る機械加工システム１は、研削加工装置２と、ワーク搬送装置３と、処理装置４とを含む。
機械加工装置である研削加工装置２は、ベッド２ａと、カバー２ｂとを含む。ベッド２ａの上面には、後に説明する主軸台や砥石等が配置される。カバー２ｂは、ベッド２ａの上面に配置される主軸台や砥石等を内部に収容する。カバー２ｂは、加工時の冷却液（クーラント）が外部へ飛散するのを防止する。
ワーク搬送装置３は、カバー２ｂの上方に配置されている。ワーク搬送装置３は、研削加工装置２のカバー２ｂ内のワークＷを把持し搬送するアームを有する。ワーク搬送装置３は、前記アームによって、加工後のワークＷを研削加工装置２から取り出し、加工前の新たなワークＷを研削加工装置２へ供給する機能を有する。
カバー２ｂは、開閉可能なシャッタを上面に有する。カバー２ｂのシャッタを開放することで、ワーク搬送装置３はベッド２ａ上のワークＷにアクセス可能となる。
処理装置４は、例えば、コンピュータである。処理装置４は、研削加工時に生じる異常の有無を判定する処理を実行する機能を有する。
【0018】
図２は、ベッド２ａ上に配置される機器を示す図である。
研削加工装置２は、テーブル５と、主軸台６と、砥石７と、心押台８とをさらに含む。
主軸台６は、主軸６ａ及びチャック６ｂを回転可能に支持する。チャック６ｂは、ワークＷの一端を把持する。チャック６ｂは、アクチュエータ等によって開閉制御可能である。心押台８はワークＷの他端を保持する。主軸６ａ、チャック６ｂ、及びチャック６ｂに把持されたワークＷは主軸台６が有するモータによって回転する。砥石７は、図示しない砥石台に支持されている。砥石７は、砥石台が有するモータによって回転可能である。また、砥石７は、アクチュエータ等によって移動可能である。
主軸台６及び心押台８は、テーブル５上に設けられている。テーブル５は、アクチュエータ等によって長手方向（紙面左右方向）に移動可能である。テーブル５は、主軸台６、心押台８、及びこれらに保持されるワークＷを砥石７に対して相対移動させる。これにより、ワークＷの軸方向における必要な箇所を砥石７によって研磨することができる。
なお、テーブル５、主軸台６、砥石７、及び心押台８は、ワークＷに対して研削加工処理を行う本体部１５を構成する。
また、研削加工装置２は、ワークＷと砥石７とが接触する箇所に冷却液を供給するためのノズル９を有する。
研削加工装置２は、テーブル５と、主軸台６と、砥石７と、心押台８とをさらに含む。
主軸台６は、主軸６ａ及びチャック６ｂを回転可能に支持する。チャック６ｂは、ワークＷの一端を把持する。チャック６ｂは、アクチュエータ等によって開閉制御可能である。心押台８はワークＷの他端を保持する。主軸６ａ、チャック６ｂ、及びチャック６ｂに把持されたワークＷは主軸台６が有するモータによって回転する。砥石７は、図示しない砥石台に支持されている。砥石７は、砥石台が有するモータによって回転可能である。また、砥石７は、アクチュエータ等によって移動可能である。
主軸台６及び心押台８は、テーブル５上に設けられている。テーブル５は、アクチュエータ等によって長手方向（紙面左右方向）に移動可能である。テーブル５は、主軸台６、心押台８、及びこれらに保持されるワークＷを砥石７に対して相対移動させる。これにより、ワークＷの軸方向における必要な箇所を砥石７によって研磨することができる。
なお、テーブル５、主軸台６、砥石７、及び心押台８は、ワークＷに対して研削加工処理を行う本体部１５を構成する。
また、研削加工装置２は、ワークＷと砥石７とが接触する箇所に冷却液を供給するためのノズル９を有する。
【0019】
心押台８には、集音マイク１０が固定されている。集音マイク１０（集音部）は、超音波マイク又は汎用マイクである。集音マイク１０は、固定台１１によって、心押台８に固定されている。集音マイク１０は、カバー２ｂ内に配置される。よって、集音マイク１０に冷却液が降りかかるのを防止するために、集音マイク１０には防水カバー１２が装着されている。
集音マイク１０は、カバー２ｂ内に配置され、カバー２ｂ内における音を集音する。
集音マイク１０は、処理装置４に接続されている。集音マイク１０の出力は、処理装置４へ与えられる。
集音マイク１０は、カバー２ｂ内に配置され、カバー２ｂ内における音を集音する。
集音マイク１０は、処理装置４に接続されている。集音マイク１０の出力は、処理装置４へ与えられる。
【0020】
研削加工装置２は、さらに、各部を制御する制御部（図示せず）有する。制御部は、主軸６ａを回転させるモータや、砥石７を回転させるモータを制御する。また、制御部は、チャック６ｂの開閉や、テーブル５及び砥石７の移動、カバー２ｂのシャッタの開閉等のためのアクチュエータを制御する。さらに、制御部は、冷却液の供給を制御する。この制御部は、予め設定された手順に従って各部を動作させ、ワーク搬送装置３から供給されるワークＷの研削加工を行う機能を有する。
【0021】
図３は、研削加工装置２を用いてワークＷを研削加工する際の作業工程の一例を示す図である。
ワークＷに対する研削加工を行う場合、まず、研削加工装置２の電源がオフ状態からオン状態に切り替えられる（図３中、ステップＳ１）。
その後、砥石７の準備や、ワークＷに応じた治具の準備や、試し研削加工等を含む研削加工に必要な準備作業が行われる（図３中、ステップＳ２）。
ワークＷに対する研削加工を行う場合、まず、研削加工装置２の電源がオフ状態からオン状態に切り替えられる（図３中、ステップＳ１）。
その後、砥石７の準備や、ワークＷに応じた治具の準備や、試し研削加工等を含む研削加工に必要な準備作業が行われる（図３中、ステップＳ２）。
【0022】
なお、研削加工装置２の電源がオフ状態とは、研削加工装置２の電源スイッチ等がオフであり、研削加工装置２の各部のうちの一部又は全部に電力が供給されていないことにより加工動作が即座に行えない状態をいう。また、研削加工装置２の電源がオン状態とは、研削加工装置２の電源スイッチ等がオンであり、加工動作が即座に実行可能な状態をいう。
【0023】
次いで、研削加工装置２への加工前のワークＷの搬入が行われる（図３中、ステップＳ３）。
ワークＷの搬入では、カバー２ｂのシャッタが開放され、ワーク搬送装置３が加工前のワークＷをカバー２ｂ内へ搬入し、ワークＷが研削加工装置２へ供給される。ワークＷが供給されると、研削加工装置２は、供給されたワークＷをチャック６ｂ及び心押台８で保持し、カバー２ｂのシャッタを閉鎖する。これにより、研削加工装置２へのワークＷの搬入が終了する。
ワークＷの搬入では、カバー２ｂのシャッタが開放され、ワーク搬送装置３が加工前のワークＷをカバー２ｂ内へ搬入し、ワークＷが研削加工装置２へ供給される。ワークＷが供給されると、研削加工装置２は、供給されたワークＷをチャック６ｂ及び心押台８で保持し、カバー２ｂのシャッタを閉鎖する。これにより、研削加工装置２へのワークＷの搬入が終了する。
【0024】
その後、研削加工装置２は、ワークＷに対して研削加工処理（機械加工処理）を行う（図３中、ステップＳ４）。
研削加工処理では、研削加工装置２が、ワークＷ（主軸６ａ）及び砥石７の回転を開始するとともに、冷却液の供給を開始する（図３中、ステップＳ１１）。
研削加工処理では、研削加工装置２が、ワークＷ（主軸６ａ）及び砥石７の回転を開始するとともに、冷却液の供給を開始する（図３中、ステップＳ１１）。
【0025】
次いで、研削加工装置２は、ワークＷ及び砥石７を移動させ、ワークＷに対して研削加工を行う（図３中、ステップＳ１２）。ステップＳ１２の研削加工では、ワークＷの研削箇所へ砥石７を相対移動させた後、砥石７をワークＷに接触させて加工を行う。その後、ワークＷの他の研削箇所へ砥石７を相対移動させ、砥石７をワークＷに接触させて加工を行う。このように、研削加工では、１つのワークＷを研削加工する際に、砥石７がワークＷに接触している実加工期間と、砥石７の移動により砥石７がワークＷに接触していない非加工期間とが含まれる。
【0026】
ステップＳ１２の切削加工の手順は予め数値制御等により設定される。設定された手順に従って切削加工を終えると、研削加工装置２は、冷却液の供給及びワークＷ及び砥石７の回転を停止し（図３中、ステップＳ１３）、研削加工処理を終える。
【0027】
以上のように、本実施形態では、ワークＷの回転及び冷却液の供給の開始（図３中、ステップＳ１１）から、ワークＷの回転及び冷却液の供給の停止（図３中、ステップＳ１３）までを、１つのワークＷに対する研削加工処理（機械加工処理）という。
また、研削加工処理の開始から終了までを研削加工処理期間という。
また、研削加工処理の開始から終了までを研削加工処理期間という。
【0028】
研削加工処理を終えると、研削加工装置２に対するワークＷの搬入出が行われる（図３中、ステップＳ５）。
ワークＷの搬入出では、カバー２ｂのシャッタが開放され、研削加工装置２はワークＷを開放する。開放されたワークＷは、ワーク搬送装置３によって把持されてカバー２ｂの外側へ搬出される。また、ワーク搬送装置３は加工前の新たなワークＷをカバー２ｂ内へ搬入し、ワークＷが研削加工装置２へ供給される。ワークＷが供給されると、研削加工装置２は、ステップＳ３と同様に、供給されたワークＷを保持し、カバー２ｂのシャッタを閉鎖する。
ワークＷの搬入出では、カバー２ｂのシャッタが開放され、研削加工装置２はワークＷを開放する。開放されたワークＷは、ワーク搬送装置３によって把持されてカバー２ｂの外側へ搬出される。また、ワーク搬送装置３は加工前の新たなワークＷをカバー２ｂ内へ搬入し、ワークＷが研削加工装置２へ供給される。ワークＷが供給されると、研削加工装置２は、ステップＳ３と同様に、供給されたワークＷを保持し、カバー２ｂのシャッタを閉鎖する。
【0029】
研削加工装置２は、新たなワークＷに対して研削加工処理を行う（図３中、ステップＳ６）。研削加工処理は、上述した通りである。
研削加工処理を終えると、研削加工装置２に対するワークＷの搬入出が行われる（図３中、ステップＳ７）。ワークＷの搬入出は、上述した通りである。
機械加工システム１は、研削加工装置２による研削加工処理と、ワークＷの搬入出とを繰り返すことで、複数のワークＷを連続的に研削加工する。
研削加工処理を終えると、研削加工装置２に対するワークＷの搬入出が行われる（図３中、ステップＳ７）。ワークＷの搬入出は、上述した通りである。
機械加工システム１は、研削加工装置２による研削加工処理と、ワークＷの搬入出とを繰り返すことで、複数のワークＷを連続的に研削加工する。
【0030】
複数のワークＷのうち、最後のワークＷの研削加工処理を終えると、最後のワークＷの搬出が行われる（図３中、ステップＳ８）。
ワークＷの搬出では、ワークＷが研削加工装置２から開放され、ワーク搬送装置３は開放されたワークＷを搬出する。
その後、研削加工装置２の電源がオン状態からオフ状態に切り替えられる（図３中、ステップＳ９）。これにより、複数のワークＷを研削加工する際の作業工程が終了する。
ワークＷの搬出では、ワークＷが研削加工装置２から開放され、ワーク搬送装置３は開放されたワークＷを搬出する。
その後、研削加工装置２の電源がオン状態からオフ状態に切り替えられる（図３中、ステップＳ９）。これにより、複数のワークＷを研削加工する際の作業工程が終了する。
【0031】
図４は、処理装置４の構成例を示すブロック図である。
本実施形態において、処理装置４及び集音マイク１０は、研削加工装置２用の異常検知装置１３を構成する。つまり、異常検知装置１３は、処理装置４と、集音マイク１０とを含む。
図４に示すように、処理装置４は、は、プロセッサ等からなる処理部１４と、メモリやハードディスクからなる記憶部１６とを備える。
本実施形態において、処理装置４及び集音マイク１０は、研削加工装置２用の異常検知装置１３を構成する。つまり、異常検知装置１３は、処理装置４と、集音マイク１０とを含む。
図４に示すように、処理装置４は、は、プロセッサ等からなる処理部１４と、メモリやハードディスクからなる記憶部１６とを備える。
【0032】
記憶部１６には、処理部１４に実行させるためのコンピュータプログラムや、必要な情報等が記憶されている。
処理部１４は、記憶部１６のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、処理部１４が有する各種処理機能を実現する。
また、記憶部１６には、後述する判定モデル１６ａ、及び音データ群１６ｂが記憶されている。
音データ群１６ｂは、所定期間の間で処理部１４によって取得された複数の音データを含むデータ群である。
処理部１４は、記憶部１６のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、処理部１４が有する各種処理機能を実現する。
また、記憶部１６には、後述する判定モデル１６ａ、及び音データ群１６ｂが記憶されている。
音データ群１６ｂは、所定期間の間で処理部１４によって取得された複数の音データを含むデータ群である。
【0033】
処理部１４は、上述のコンピュータプログラムを実行することで、取得処理１４ａ、及び生成処理１４ｂを実行することができる。これら処理については、後に説明する。
【0034】
〔処理装置が実行する処理について〕
図５は、処理装置４の処理部１４が行う処理の一例を示す図である。
処理部１４は、集音マイク１０の出力から得られる音データに基づいて、研削加工処理期間における異常の有無を判定する処理を実行する。
図５に示すように、処理部１４は、取得処理、及び生成処理を実行する。
図５は、処理装置４の処理部１４が行う処理の一例を示す図である。
処理部１４は、集音マイク１０の出力から得られる音データに基づいて、研削加工処理期間における異常の有無を判定する処理を実行する。
図５に示すように、処理部１４は、取得処理、及び生成処理を実行する。
【0035】
取得処理は、集音マイク１０からの出力に基づいて、所定の取得間隔で音データを経時的に取得する処理である。
生成処理は、取得処理にて１つの音データが取得されるごとに、異常判定プロセスを生成し、生成した異常判定プロセスを並列して実行する処理である。
処理部１４は、取得処理、及び生成処理を並列に実行可能である。
なお、異常判定プロセスについては後に説明する。
生成処理は、取得処理にて１つの音データが取得されるごとに、異常判定プロセスを生成し、生成した異常判定プロセスを並列して実行する処理である。
処理部１４は、取得処理、及び生成処理を並列に実行可能である。
なお、異常判定プロセスについては後に説明する。
【0036】
図５に示すように、処理部１４は、取得処理において、音データの取得を開始する（図５中、ステップＳ２１）。処理部１４は、集音マイク１０からの出力に基づいて、音データとして音圧を得る。処理部１４は、集音マイク１０の出力を所定のサンプリングレート（例えば、１９２ｋＨｚ）で取得する。処理部１４が取得する音データは、時系列に並ぶ音圧の離散値群である。
音データは、所定の取得間隔で経時的に取得される。処理部１４は、取得処理において取得間隔分のデータとして音データを取得する。よって、各音データは、各取得間隔内に含まれる音圧の離散値を含む。
なお、取得間隔は、例えば、１秒である。
音データは、所定の取得間隔で経時的に取得される。処理部１４は、取得処理において取得間隔分のデータとして音データを取得する。よって、各音データは、各取得間隔内に含まれる音圧の離散値を含む。
なお、取得間隔は、例えば、１秒である。
【0037】
処理部１４は、所定の取得間隔が経過すると、音データの取得を終え（図５中、ステップＳ２３）、取得した音データを異常判定プロセスへ与える（図５中、ステップＳ２３）。
音データを異常判定プロセスへ与えると、処理部１４は、再度、取得間隔の間、音データを取得する（図５中、ステップＳ２３）。
処理部１４は、取得間隔で音データを取得するごとに、その音データを異常判定プロセスへ与える（図５中、ステップＳ２３、Ｓ２６）。
なお、本実施形態では、比較的短い取得間隔の音データのみを異常判定プロセスへ与えるため、処理部１４は、次の取得期間における音データの取得を開始するまでに、異常判定プロセスに対する音データの出力を終えることができる。
音データを異常判定プロセスへ与えると、処理部１４は、再度、取得間隔の間、音データを取得する（図５中、ステップＳ２３）。
処理部１４は、取得間隔で音データを取得するごとに、その音データを異常判定プロセスへ与える（図５中、ステップＳ２３、Ｓ２６）。
なお、本実施形態では、比較的短い取得間隔の音データのみを異常判定プロセスへ与えるため、処理部１４は、次の取得期間における音データの取得を開始するまでに、異常判定プロセスに対する音データの出力を終えることができる。
【0038】
生成処理において、処理部１４は、取得処理において音データが取得されるごとに、異常判定プロセスを生成する。
図５に示すように、取得処理において音データの取得を開始すると（図５中、ステップＳ２１）、処理部１４は、生成処理において、第１異常判定プロセスを生成する（図５中、ステップＳ２２）。生成された第１異常判定プロセスは、処理部１４によって実行される。
ステップＳ２１で取得された音データは、第１異常判定プロセスへ与えられる（図５中、ステップＳ２３）。
音データが与えられた第１異常判定プロセスは、音データを用いた異常の有無の判定を実行する。
図５に示すように、取得処理において音データの取得を開始すると（図５中、ステップＳ２１）、処理部１４は、生成処理において、第１異常判定プロセスを生成する（図５中、ステップＳ２２）。生成された第１異常判定プロセスは、処理部１４によって実行される。
ステップＳ２１で取得された音データは、第１異常判定プロセスへ与えられる（図５中、ステップＳ２３）。
音データが与えられた第１異常判定プロセスは、音データを用いた異常の有無の判定を実行する。
【0039】
取得処理において、音データを異常判定プロセスへ与え、再度、音データの取得を開始すると（図５中、ステップＳ２３）、処理部１４は、生成処理において、第２異常判定プロセスを生成する（図５中、ステップＳ２５）。生成された第２異常判定プロセスは、処理部１４によって実行される。
ステップＳ２３からステップＳ２６の間で取得された音データは、第２異常判定プロセスへ与えられる（図５中、ステップＳ２６）。
音データが与えられた第２異常判定プロセスは、音データを用いた異常の有無の判定を実行する。
第１異常判定プロセス及び第２異常判定プロセスは、並列に実行される。
図５では、異常判定プロセスを２個しか示していないが、第３異常判定プロセス、第４異常判定プロセスといったように、より多数の異常判定プロセスが生成される。
ステップＳ２３からステップＳ２６の間で取得された音データは、第２異常判定プロセスへ与えられる（図５中、ステップＳ２６）。
音データが与えられた第２異常判定プロセスは、音データを用いた異常の有無の判定を実行する。
第１異常判定プロセス及び第２異常判定プロセスは、並列に実行される。
図５では、異常判定プロセスを２個しか示していないが、第３異常判定プロセス、第４異常判定プロセスといったように、より多数の異常判定プロセスが生成される。
【0040】
なお、処理部１４の各処理のうち、取得処理を親プロセスとしたとき、生成処理のステップＳ２２、Ｓ２５は、親プロセスによって生成された子プロセスである。また、異常判定プロセスは、子プロセスによって生成された孫プロセスである。
これら並列に実行される各プロセスは、フォーク（分岐）によって実現される。取得処理である親プロセスにおいては、フォークによって異常判定プロセスを生成するための子プロセスが生成される。さらに、子プロセスにおいては、ダブルフォークによって孫プロセスである異常判定プロセスが生成される。
これら並列に実行される各プロセスは、フォーク（分岐）によって実現される。取得処理である親プロセスにおいては、フォークによって異常判定プロセスを生成するための子プロセスが生成される。さらに、子プロセスにおいては、ダブルフォークによって孫プロセスである異常判定プロセスが生成される。
【0041】
図６は、異常判定プロセスの一例を示すフローチャートである。
異常判定プロセスにおいて、処理部１４は、まず、取得処理から与えられる音データに基づいて、記憶部１６に記憶されている音データ群１６ｂを更新する（図６中、ステップＳ４２）。
異常判定プロセスにおいて、処理部１４は、まず、取得処理から与えられる音データに基づいて、記憶部１６に記憶されている音データ群１６ｂを更新する（図６中、ステップＳ４２）。
【0042】
図７は、音データ群の更新を説明するための図である。
図７中、音データ群は、予め設定された所定期間の間で取得された複数の音データを含む。音データ群は、経時的に連続する音データの集合である。
処理部１４は、音データが与えられると、与えられた音データを音データ群１６ｂに加える。また、処理部１４は、音データ群１６ｂに含まれる音データのうち最も過去の音データを破棄する。これによって、音データ群は、与えられた音データを含む新たな音データ群として更新される。
つまり、異常判定プロセスでは、この異常判定プロセスの前に生成された他の異常判定プロセスの他の音データ群と、与えられた音データと、に基づいて、当該異常判定プロセスで用いる音データ群１６ｂが得られる。
図７中、音データ群は、予め設定された所定期間の間で取得された複数の音データを含む。音データ群は、経時的に連続する音データの集合である。
処理部１４は、音データが与えられると、与えられた音データを音データ群１６ｂに加える。また、処理部１４は、音データ群１６ｂに含まれる音データのうち最も過去の音データを破棄する。これによって、音データ群は、与えられた音データを含む新たな音データ群として更新される。
つまり、異常判定プロセスでは、この異常判定プロセスの前に生成された他の異常判定プロセスの他の音データ群と、与えられた音データと、に基づいて、当該異常判定プロセスで用いる音データ群１６ｂが得られる。
【0043】
なお、音データ群１６ｂは、後に説明するように、異常判定プロセスにおいて異常判定が行われると破棄される。音データ群１６ｂが破棄されると、次の異常判定プロセスにおける音データ群の更新では、与えられた音データのみが音データ群１６ｂとされる。さらに次の異常判定プロセスにおける音データ群の更新では、与えられた音データを音データ群１６ｂに追加したものが新たな音データ群１６ｂとされる。このように、音データ群１６ｂは、一旦破棄されると、連続的に実行される異常判定プロセスによって、音データが順次追加される。音データ群１６ｂが所定期間の音データを含むまで、音データ群１６ｂには音データが追加される。
【0044】
本実施形態において、所定期間は、研削加工処理期間よりも長い期間に設定される。本実施形態において研削加工処理期間を４５秒とすると、所定期間は５０秒である。
よって、音データ群１６ｂは、最大で５０個の音データを含む。
よって、音データ群１６ｂは、最大で５０個の音データを含む。
【0045】
図６中、ステップＳ４２において音データ群１６ｂを更新すると、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間の全域に対応する音データを含むか否かを判定する（図６中、ステップＳ４３）。
処理部１４は、音データ群１６ｂに含まれる音データが示す音圧に基づいて、音データ群１６ｂが研削加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定する。
音データ群１６ｂの中に、音圧の最大値が予め設定された閾値Ｔｈ以上である音データが研削加工処理期間と同じ期間だけ連続して含まれている場合、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間に対応する音データを含むと判定する。
処理部１４は、音データ群１６ｂに含まれる音データが示す音圧に基づいて、音データ群１６ｂが研削加工処理期間に対応する音データを含むか否かを判定する。
音データ群１６ｂの中に、音圧の最大値が予め設定された閾値Ｔｈ以上である音データが研削加工処理期間と同じ期間だけ連続して含まれている場合、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間に対応する音データを含むと判定する。
【0046】
図８は、処理部１４が取得した音データの一例を示す図である。図８では、処理部１４が取得した音データを時間軸に沿って連続的に示している。図８において横軸は時間、縦軸は音圧を示す。図８中の濃色の部分が音圧を示すグラフである。上下が濃色の部分に囲まれている淡色の部分がＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）（音量）を示すグラフである。
図８に示すように、研削加工処理期間Ｐ２１においては、それ以外の期間よりも音圧が高く現れる。互いに隣り合う研削加工処理期間Ｐ２１同士の間のインターバル期間Ｐ２２は、ワークＷの搬入出が行われる搬入出のための期間である。
図８に示すように、研削加工処理期間Ｐ２１においては、それ以外の期間よりも音圧が高く現れる。互いに隣り合う研削加工処理期間Ｐ２１同士の間のインターバル期間Ｐ２２は、ワークＷの搬入出が行われる搬入出のための期間である。
【0047】
図８に示すように閾値Ｔｈは、研削加工処理期間Ｐ２１における音圧の最大値と、０との間の中間の値に設定されている。
例えば、図８中、四角Ｒ１が所定期間であるとする。このとき、四角Ｒ１で囲まれた部分に含まれる音データが音データ群１６ｂとなる。この場合、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１に対応する音データを含んでいないと判定する。音データ群１６ｂの中に、音圧の最大値が予め設定された閾値Ｔｈ以上である音データが研削加工処理期間Ｐ２１と同じ期間だけ連続して含まれていないからである。
また、図８中、四角Ｒ２が所定期間であるとしたとき、四角Ｒ２で囲まれた部分に含まれる音データが音データ群１６ｂとなる。この場合、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１に対応する音データを含んでいると判定する。音データ群１６ｂの中に、音圧の最大値が予め設定された閾値Ｔｈ以上である音データが研削加工処理期間Ｐ２１と同じ期間だけ連続して含まれているからである。
例えば、図８中、四角Ｒ１が所定期間であるとする。このとき、四角Ｒ１で囲まれた部分に含まれる音データが音データ群１６ｂとなる。この場合、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１に対応する音データを含んでいないと判定する。音データ群１６ｂの中に、音圧の最大値が予め設定された閾値Ｔｈ以上である音データが研削加工処理期間Ｐ２１と同じ期間だけ連続して含まれていないからである。
また、図８中、四角Ｒ２が所定期間であるとしたとき、四角Ｒ２で囲まれた部分に含まれる音データが音データ群１６ｂとなる。この場合、処理部１４は、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１に対応する音データを含んでいると判定する。音データ群１６ｂの中に、音圧の最大値が予め設定された閾値Ｔｈ以上である音データが研削加工処理期間Ｐ２１と同じ期間だけ連続して含まれているからである。
【0048】
図６中、ステップＳ４３において、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１の全域に対応する音データを含んでいないと判定すると、処理部１４は、この異常判定プロセスを終了する。
一方、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１の全域に対応する音データを含んでいると判定すると、処理部１４は、ステップＳ４４へ進み、異常判定を行う（図６中、ステップＳ４４）。
一方、音データ群１６ｂが研削加工処理期間Ｐ２１の全域に対応する音データを含んでいると判定すると、処理部１４は、ステップＳ４４へ進み、異常判定を行う（図６中、ステップＳ４４）。
【0049】
処理部１４は、音データ群１６ｂに基づいて異常判定を行う。
処理部１４は、記憶部１６に記憶されている判定モデル１６ａ（図４）を用いて、研削加工処理期間における異常の有無を判定する。
処理部１４は、記憶部１６に記憶されている判定モデル１６ａ（図４）を用いて、研削加工処理期間における異常の有無を判定する。
【0050】
判定モデル１６ａは、正常な研削加工において取得された研削加工処理期間の音データを含む音データ群を用いて予め機械学習させることで構築されたモデルである。
本実施形態において、機械学習のアルゴリズムとしてＬＳＴＭ（Ｌｏｎｇ Ｓｈｏｒｔ－Ｔｅｒｍ Ｍｅｍｏｒｙ）や、オートエンコーダを用い、半教師あり学習又は教師なし学習によって判定モデル１６ａを構築した。しかし、これに限定されるわけではなく、教師あり学習によってモデルを得てもよいし、他のアルゴリズムも採用することができる。
本実施形態において、機械学習のアルゴリズムとしてＬＳＴＭ（Ｌｏｎｇ Ｓｈｏｒｔ－Ｔｅｒｍ Ｍｅｍｏｒｙ）や、オートエンコーダを用い、半教師あり学習又は教師なし学習によって判定モデル１６ａを構築した。しかし、これに限定されるわけではなく、教師あり学習によってモデルを得てもよいし、他のアルゴリズムも採用することができる。
【0051】
処理部１４は、音データ群１６ｂを判定モデル１６ａに与え、異常の有無を判定する（図６中、ステップＳ４４）。
異常の有無を判定すると、処理部１４は、その判定結果を外部へ出力し（図６中、ステップＳ４５）、音データ群１６ｂを破棄する（図６中、ステップＳ４６）。
音データ群１６ｂが破棄されることで、処理部１４は、判定を終えた研削加工処理期間の次の研削加工処理期間についての音データを音データ群１６ｂとして取得する。
音データ群１６ｂを破棄した処理部１４は、この異常判定プロセスを終了する。
異常の有無を判定すると、処理部１４は、その判定結果を外部へ出力し（図６中、ステップＳ４５）、音データ群１６ｂを破棄する（図６中、ステップＳ４６）。
音データ群１６ｂが破棄されることで、処理部１４は、判定を終えた研削加工処理期間の次の研削加工処理期間についての音データを音データ群１６ｂとして取得する。
音データ群１６ｂを破棄した処理部１４は、この異常判定プロセスを終了する。
【0052】
〔効果について〕
本実施形態では、取得処理において音データが取得されるごとに、異常判定プロセスが生成され、異常の有無の判定が並列して実行される。よって、取得処理においては、多くの音データを一度に生成処理における異常判定プロセスへ与える必要がない。
つまり、図５に示すように、取得間隔における出力期間では、１つの取得間隔で取得された１つの音データだけを出力すればよい。
この結果、取得処理から異常判定プロセスへ一度に与えられるデータ量を抑圧することができ、取得処理における音データの取得の行えない期間をなくすことができ、ワークＷに対する研削加工の異常の有無を音データで判定する際において、データ落ちの発生を抑制することができる。
本実施形態では、取得処理において音データが取得されるごとに、異常判定プロセスが生成され、異常の有無の判定が並列して実行される。よって、取得処理においては、多くの音データを一度に生成処理における異常判定プロセスへ与える必要がない。
つまり、図５に示すように、取得間隔における出力期間では、１つの取得間隔で取得された１つの音データだけを出力すればよい。
この結果、取得処理から異常判定プロセスへ一度に与えられるデータ量を抑圧することができ、取得処理における音データの取得の行えない期間をなくすことができ、ワークＷに対する研削加工の異常の有無を音データで判定する際において、データ落ちの発生を抑制することができる。
【0053】
また、本実施形態では、音データ群が、現在の異常判定プロセスの前に生成された他の異常判定プロセスの他の音データ群と、与えられた音データと、に基づいて得られるので、音データの取得に応じて音データ群を更新しつつ、複数の異常判定プロセスを実行することができる。
【0054】
〔その他〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。
上記実施形態では、機械加工システム１が機械加工装置として研削加工装置２を備える構成とした。しかし、機械加工システム１は、旋盤や、フライス盤等の切削加工を行う装置を備える構成としてもよい。但し、研削加工では、工具がワークに接触したときの音量が切削等よりも小さいため、実加工期間と非加工期間との区別がより困難である。このため、機械加工システム１は、機械加工装置として研削加工装置を備えることが好ましい。
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。
上記実施形態では、機械加工システム１が機械加工装置として研削加工装置２を備える構成とした。しかし、機械加工システム１は、旋盤や、フライス盤等の切削加工を行う装置を備える構成としてもよい。但し、研削加工では、工具がワークに接触したときの音量が切削等よりも小さいため、実加工期間と非加工期間との区別がより困難である。このため、機械加工システム１は、機械加工装置として研削加工装置を備えることが好ましい。
【0055】
また、上記実施形態では、集音マイク１０からの出力から音データとして音圧を取得した場合を例示したが、音データとして音の周波数スペクトルを取得し、これを用いてもよい。
【0056】
本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0057】
１ 機械加工システム
２ 研削加工装置
４ 処理装置
１３ 異常検知装置
１４ 処理部
１４ａ 取得処理
１４ｂ 生成処理
１６ｂ 音データ群
Ｗ ワーク
２ 研削加工装置
４ 処理装置
１３ 異常検知装置
１４ 処理部
１４ａ 取得処理
１４ｂ 生成処理
１６ｂ 音データ群
Ｗ ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
