特許 7315627 ケーブル劣化診断装置、ケーブル劣化診断方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】ケーブル劣化診断装置、ケーブル劣化診断方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/58 20200101AFI20230719BHJP

   G01R 31/50 20200101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

G01R31/58

G01R31/50

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021120692

(22)【出願日】2021-07-21

(65)【公開番号】P2023016407

(43)【公開日】2023-02-02

【審査請求日】2022-04-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】北 浩志

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３１８６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０５６７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１５４６７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３７５３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／５６

Ｇ０１Ｒ ３１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一装置と第二装置との間で信号を伝送する一以上の信号線を含む複数の電線を有するケーブルの劣化を診断する装置であって、
前記複数の電線のうち、前記一以上の信号線から絶縁されたテスト信号送信線に波状のテスト信号を出力するテスト信号出力部と、
前記複数の電線のうち、前記一以上の信号線及び前記テスト信号送信線から絶縁されたテスト信号受信線に前記ケーブル内で伝播した信号から、前記テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出するテスト信号抽出部と、
前記テスト信号と、前記受信テスト信号とに基づいて前記ケーブルの劣化を検出する劣化検出部と、を備えるケーブル劣化診断装置。

【請求項2】

前記劣化検出部は、前記テスト信号の強度と、前記受信テスト信号の強度との差の変動量が所定の劣化検知レベルを超えた場合に、前記ケーブルの劣化を検出する、請求項１記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項3】

前記テスト信号出力部は、前記テスト信号をキャリア波に重畳したテスト信号変調波を前記テスト信号送信線に出力し、
前記テスト信号抽出部は、前記テスト信号受信線に前記ケーブル内で伝播した信号から前記テスト信号変調波に対応するテスト信号受信波を抽出し、前記テスト信号受信波から前記受信テスト信号を抽出する、請求項２記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項4】

前記テスト信号出力部は、前記一以上の信号線が伝送する信号の周波数とは異なる周波数を有する前記キャリア波に前記テスト信号を重畳した前記テスト信号変調波を前記テスト信号送信線に出力する、請求項３記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項5】

前記変動量が前記劣化検知レベルを超える頻度に基づいて、前記ケーブルの劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出する残寿命推定部を更に備える、請求項２～４のいずれか一項記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項6】

前記変動量に基づいて、前記ケーブルの劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出する残寿命推定部を更に備える、請求項２～４のいずれか一項記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項7】

前記変動量の複数の帯域ごとの頻度を表す頻度分布データを生成する分布データ生成部と、
前記頻度分布データに基づいて、前記ケーブルの劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出する残寿命推定部と、を更に備える、請求項２～４のいずれか一項記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項8】

前記残寿命推定部は、時系列の二以上の前記頻度分布データに基づいて前記残寿命推定値を算出する、請求項７記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項9】

前記残寿命推定部は、時系列の二以上の前記頻度分布データと、時系列の二以上の前記頻度分布データの入力に応じて前記残寿命推定値を出力する寿命予測モデルと、に基づいて前記残寿命推定値を算出する、請求項８記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項10】

前記頻度分布データを時系列でデータベースに蓄積するデータ蓄積部と、
前記劣化レベルが前記許容レベルを超えた場合に、前記データベースに蓄積されたデータに基づいて、前記二以上の前記頻度分布データと前記残寿命推定値との関係を表す教師データを生成する教師データ生成部と、
前記教師データに基づく機械学習により前記寿命予測モデルを更新するモデル更新部と、を更に備える、請求項９記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項11】

前記残寿命推定値が所定の報知レベルに達したことを報知する報知部を更に備える、請求項５～１０のいずれか一項記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項12】

前記テスト信号出力部と、前記テスト信号抽出部と、前記劣化検出部とを有する本体と、
前記信号線を前記第一装置に接続し、前記テスト信号送信線及び前記テスト信号受信線を前記本体に接続するアダプタと、を備える、請求項１～１１のいずれか一項記載のケーブル劣化診断装置。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項記載のケーブル劣化診断装置と、
前記第一装置と、
前記第二装置と、
前記ケーブルと、を備え、
前記第二装置は、前記ケーブルを曲げながら動作する可動部を有する、マシンシステム。

【請求項14】

前記第二装置は、前記可動部として複数関節を有するロボットである、請求項１３記載のマシンシステム。

【請求項15】

第一装置と第二装置との間で信号を伝送する一以上の信号線を含む複数の電線を有するケーブルの劣化を診断する方法であって、
前記複数の電線のうち、前記一以上の信号線から絶縁されたテスト信号送信線に波状のテスト信号を出力することと、
前記複数の電線のうち、前記一以上の信号線及び前記テスト信号送信線から絶縁されたテスト信号受信線に前記ケーブル内で伝播した信号から、前記テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、
前記テスト信号と、前記受信テスト信号とに基づいて前記ケーブルの劣化を検出することと、を含むケーブル劣化診断方法。

【請求項16】

第一装置と第二装置との間で信号を伝送する一以上の信号線を含む複数の電線を有するケーブルの劣化を診断する方法であって、
前記複数の電線のうち、前記一以上の信号線から絶縁されたテスト信号送信線に波状のテスト信号を出力することと、
前記複数の電線のうち、前記一以上の信号線及び前記テスト信号送信線から絶縁されたテスト信号受信線に前記ケーブル内で伝播した信号から、前記テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、
前記テスト信号と、前記受信テスト信号とに基づいて前記ケーブルの劣化を検出することと、を含むケーブル劣化診断方法を装置に実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ケーブル劣化診断装置、ケーブル劣化診断方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、高周波パルスを電線またはケーブルの導体に注入し、この注入による高周波パルスが電線またはケーブルから反射パルスとして反射してくる波形を測定し、この波形に基づいて電線またはケーブルの導体の断線を検出する電線・ケーブルの断線検出方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－１２１１０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、ケーブル劣化をより簡素な構成で検出するのに有効な装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係るケーブル劣化診断装置は、第一装置と第二装置との間で信号を伝送する一以上の信号線を含む複数の電線を有するケーブルの劣化を診断する装置であって、複数の電線のうち、一以上の信号線から独立したテスト信号送信線に波状のテスト信号を出力するテスト信号出力部と、複数の電線のうち、一以上の信号線及びテスト信号送信線から独立したテスト信号受信線に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出するテスト信号抽出部と、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブルの劣化を検出する劣化検出部と、を備える。

【0006】

本開示の更に他の側面に係るケーブル劣化診断方法は、第一装置と第二装置との間で信号を伝送する一以上の信号線を含む複数の電線を有するケーブルの劣化を診断する方法であって、複数の電線のうち、一以上の信号線から独立したテスト信号送信線に波状のテスト信号を出力することと、複数の電線のうち、一以上の信号線及びテスト信号送信線から独立したテスト信号受信線に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブルの劣化を検出することと、を含む。

【0007】

本開示の更に他の側面に係るプログラムは、第一装置と第二装置との間で信号を伝送する一以上の信号線を含む複数の電線を有するケーブルの劣化を診断する方法であって、複数の電線のうち、一以上の信号線から独立したテスト信号送信線に波状のテスト信号を出力することと、複数の電線のうち、一以上の信号線及びテスト信号送信線から独立したテスト信号受信線に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブルの劣化を検出することと、を含むケーブル劣化診断方法を装置に実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ケーブル劣化をより簡素な構成で検出するのに有効な装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】マシンシステムの構成を例示する模式図である。

【図2】ケーブル劣化診断装置の機能的な構成を例示するブロック図である。

【図3】ケーブル劣化診断装置の機能的な構成を例示するブロック図である。

【図4】寿命予測モデルを例示するグラフである。

【図5】マップデータを例示する模式図である。

【図6】ケーブル劣化診断装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図7】ケーブル劣化診断手順を例示するフローチャートである。

【図8】モデル更新手順を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0011】

〔マシンシステム〕
図１に示すマシンシステム１は、第一装置２と、第二装置３と、第一装置２と第二装置３とを接続するケーブル７０と、ケーブル７０の劣化状態を診断するケーブル劣化診断装置１００とを備える。

【0012】

第二装置３は、ケーブル７０を曲げながら動作する可動部４を有する装置であり、第一装置２は第二装置３を制御するコントローラである。第二装置３の具体例としては、ロボットが挙げられる。ロボットは、可動部４として複数関節を有する。

【0013】

図１に例示す第二装置３は、産業用の垂直多関節ロボットであり、基部１１と、旋回部１２と、第一アーム１３と、第二アーム１４と、手首部１５と、先端部１６と、関節４１，４２，４３，４４，４５，４６と、アクチュエータ５１，５２，５３，５４，５５，５６と、センサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６とを有する。

【0014】

基部１１は、作業エリアの床面等に設置される。旋回部１２は、鉛直な軸線３１まわりに回転可能となるように基部１１の上に取り付けられている。例えば第二装置３は、旋回部１２を軸線３１まわりに回転可能となるように基部１１に取り付ける関節４１を有する。第一アーム１３は、軸線３１に交差（例えば直交）する軸線３２まわりに回転可能となるように旋回部１２に接続されている。例えば第二装置３は、第一アーム１３を軸線３２まわりに回転可能となるように旋回部１２に接続する関節４２を有する。交差は、いわゆる立体交差のように、ねじれの関係にあることを含む。以下においても同様である。第一アーム１３は、軸線３２に交差（例えば直交）する一方向に沿って旋回部１２から延びている。

【0015】

第二アーム１４は、軸線３２に平行な軸線３３まわりに回転可能となるように第一アーム１３の端部に接続されている。例えば第二装置３は、第二アーム１４を軸線３３まわりに回転可能となるように第一アーム１３に接続する関節４３を有する。第二アーム１４は、軸線３３に交差（例えば直交）する一方向に沿って第一アーム１３の端部から延びるアーム基部１７と、同じ一方向に沿ってアーム基部１７の端部から更に延びるアーム端部１８とを有する。アーム端部１８は、アーム基部１７に対して軸線３４まわりに回転可能である。軸線３４は、軸線３３に交差（例えば直交）する。例えば第二装置３は、アーム端部１８を軸線３４まわりに回転可能となるようにアーム基部１７に接続する関節４４を有する。

【0016】

手首部１５は、軸線３４に交差（例えば直交）する軸線３５まわりに回転可能となるようにアーム端部１８の端部に接続されている。例えば第二装置３は、手首部１５を軸線３５まわりに回転可能となるようにアーム端部１８に接続する関節４５を有する。手首部１５は、軸線３５に交差（例えば直行）する一方向に沿ってアーム端部１８の端部から延びている。先端部１６は、軸線３５に交差（例えば直交）する軸線３６まわりに回転可能となるように、手首部１５の端部に接続されている。例えば第二装置３は、先端部１６を軸線３６まわりに回転可能となるように手首部１５に接続する関節４６を有する。

【0017】

アクチュエータ５１，５２，５３，５４，５５，５６は、関節４１，４２，４３，４４，４５，４６を駆動する。アクチュエータ５１，５２，５３，５４，５５，５６のそれぞれは、例えば電動モータと、電動モータの動力を関節４１，４２，４３，４４，４５，４６に伝える伝達部（例えば減速機）とを有する。例えばアクチュエータ５１は、軸線３１まわりに旋回部１２を回転させるように関節４１を駆動する。アクチュエータ５２は、軸線３２まわりに第一アーム１３を回転させるように関節４２を駆動する。アクチュエータ５３は、軸線３３まわりに第二アーム１４を回転させるように関節４３を駆動する。アクチュエータ５４は、軸線３４まわりにアーム端部１８を回転させるように関節４４を駆動する。アクチュエータ５５は、軸線３５まわりに手首部１５を回転させるように関節４５を駆動する。アクチュエータ５６は、軸線３６まわりに先端部１６を回転させるように関節４６を駆動する。

【0018】

センサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６は、関節４１，４２，４３，４４，４５，４６の回転角度（又はアクチュエータ５１，５２，５３，５４、５５，５６のロータの回転角度）をそれぞれ検出する。例えばセンサ６１は基部１１に対する旋回部１２の回転角度を検出し、センサ６２は旋回部１２に対する第一アーム１３の回転角度を検出し、センサ６３は第一アーム１３に対する第二アーム１４の回転角度を検出し、センサ６４はアーム基部１７に対するアーム端部１８の回転角度を検出し、センサ６５はアーム端部１８に対する手首部１５の回転角度を検出し、センサ６６は手首部１５に対する先端部１６の回転角度を検出する。例えばセンサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６はロータリーエンコーダであり、対応する関節、又はアクチュエータのロータの回転角に対応する信号に基づいて対応する関節、又はアクチュエータのロータの動作角度を検出する。センサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６は、動作角度の検出結果を表すデジタル信号をケーブル７０により第一装置２に送信する。例えばセンサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６は、上記デジタル信号をシリアル通信により第一装置２に送信する。

【0019】

第一装置２は、予め定められた動作プログラムに基づいて第二装置３を制御する。動作プログラムは、時系列の複数の動作指令を含む。複数の動作指令のそれぞれは、少なくとも先端部１６の位置、姿勢及び移動速度に対する指令を含む。第一装置２は、少なくとも以下の処理を含む制御サイクルを所定サイクルで繰り返す。
処理１）動作指令に基づいて、先端部１６の目標位置及び目標姿勢を算出する。
処理２）先端部１６の目標位置及び目標姿勢に逆運動演算を行って関節４１，４２，４３，４４，４５，４６の目標角度を算出する。
処理３）センサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６から受信した関節４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作角度に基づいて、関節４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作角度を目標角度に追従させるように、アクチュエータ５１，５２，５３，５４，５５，５６を制御する。

【0020】

ケーブル７０は、第一装置２に接続される第一端部７７と、第二装置３に接続される第二端部７８とを有し、第一装置２と第二装置３との間で一以上の信号を伝送する。図２に示すように、ケーブル７０は、複数の電線７１と、シールド線７５と、絶縁シース７６と、コネクタ８０とを含む。複数の電線７１は、一以上の信号線７２と、テスト信号送信線７３と、テスト信号受信線７４とを含む。複数の電線７１のそれぞれは絶縁性の個別シースにより被覆されており、他の電線７１から絶縁されている。このため、テスト信号送信線７３は一以上の信号線７２から独立しており、テスト信号受信線７４は一以上の信号線７２及びテスト信号送信線７３から独立している。

【0021】

一以上の信号線７２は、第一装置２と第二装置３との間で上記一以上の信号をそれぞれ伝送する。第一装置２と第二装置３との間で複数の信号を伝送する場合、複数の電線７１は、複数の信号にそれぞれ対応する複数の信号線７２を有する。複数の信号の具体例としては、センサ６１，センサ６２，センサ６３，センサ６４，センサ６５，センサ６６がそれぞれ送信する複数のデジタル信号が挙げられる。複数の電線７１は、複数の信号にそれぞれ対応する複数対の信号線７２を有してもよい。複数対のそれぞれは、例えばツイステッドペアを構成し、対応する信号を差動信号として伝送する。テスト信号送信線７３及びテスト信号受信線７４は、第一端部７７においてケーブル劣化診断装置１００に電気的に接続される。テスト信号送信線７３及びテスト信号受信線７４は、第二端部７８において第二装置３に接続されず、周囲から絶縁された状態で解放されている。

【0022】

シールド線７５は、複数の電線７１を被覆するように編まれた網状の導電部材である。絶縁シース７６は、シールド線７５を被覆するように成形された絶縁性のチューブである。

【0023】

コネクタ８０は、第一端部７７に設けられており、導電性の複数の端子８１を有する。複数の端子８１は、一以上の信号端子８２と、テスト信号送信端子８３と、テスト信号受信端子８４とを含む。一以上の信号端子８２は、一以上の信号線７２にそれぞれ接続される。テスト信号送信端子８３はテスト信号送信線７３に接続される。テスト信号受信端子８４はテスト信号受信線７４に接続される。複数の電線７１が複数対の信号線７２を含む場合、複数の端子８１は、複数対の信号線７２にそれぞれ対応する複数対の信号端子８２を含む。

【0024】

ケーブル劣化診断装置１００は、ケーブル７０の劣化を診断する。劣化とは、損傷による電気的伝導性の変化、不平衡等がケーブル７０に生じることを意味する。電気的特性の変化の具体例としては、個々の電線７１の電気抵抗、インダクタンス等の変化、二以上の電線７１間の静電容量の変化等が挙げられる。損傷のないケーブル７０に曲げ伸ばし等の動きを加えたとしても、電気的特性は実質的に変化しない。一方、ケーブル７０に損傷が生じると電気的特性の変化が生じる。更に、損傷が生じた箇所に曲げ伸ばしなどの動きが加わることによりケーブル７０の電気的特性が更に変化する。ケーブル７０の損傷の具体例としては、電線７１の導電性の芯線が部分的又は全体的に断線すること、電線７１の個別シースが薄肉化すること等が挙げられる。芯線の断線及び個別シースの薄肉化は、第二装置３の動作に伴う曲げ伸ばし等の繰り返しストレスにより生じ得る。また、芯線の断線及び個別シースの薄肉化は、ケーブル７０の挟み込み等の突発性のストレスによっても生じ得る。

【0025】

一以上の信号線７２の劣化を検出するためには、一以上の信号線７２自体にテスト信号を付加し、応答を確認することが考えられる。しかしながら、一以上の信号線７２自体にテスト信号を付加する方式によれば、ケーブル７０が複数の信号線７２を有する場合に、複数の信号線７２のそれぞれに対してテスト信号を付加することが必要となる。これに対し、ケーブル劣化診断装置１００は、テスト信号送信線７３に波状のテスト信号を出力することと、テスト信号受信線７４に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブル７０の劣化を検出することと、を実行するように構成されている。

【0026】

このため、信号線７２の本数によらず、一本のテスト信号送信線７３に出力されたテスト信号と、一本のテスト信号受信線７４に伝播した受信テスト信号とに基づいて、ケーブル７０の劣化を検出することができる。従って、ケーブル７０の劣化をより簡素な構成で検出するのに有効である。

【0027】

例えばケーブル劣化診断装置１００は、本体１０１と、アダプタ２００とを備える。ケーブル劣化診断装置１００は、本体１０１と、アダプタ２００とを備える。本体１０１は、機能上の構成（以下、「機能ブロック」という。）として、テスト信号出力部１１１と、テスト信号抽出部１１２と、劣化検出部１１３とを有する。

【0028】

テスト信号出力部１１１は、信号線７２に波状のテスト信号を出力する。例えばテスト信号出力部１１１は、テスト信号をキャリア波に重畳したテスト信号変調波を信号線７２に出力する。

【0029】

例えばテスト信号出力部１１１は、機能ブロックとして、テスト信号生成部１２１と、キャリア波生成部１２２と、変調波生成部１２３とを有する。テスト信号生成部１２１は、波状のテスト信号を生成する。テスト信号の波形に特に制限はない。例えばテスト信号生成部１２１は、矩形波状のテスト信号を生成してもよく、鋸波状のテスト信号を生成してもよく、正弦波状のテスト信号を生成してもよい。キャリア波生成部１２２は、キャリア波を生成する。キャリア波の波形にも特に制限はない。例えばキャリア波生成部１２２は、矩形波状のテスト信号を生成してもよく、鋸波状のテスト信号を生成してもよく、正弦波状のテスト信号を生成してもよい。変調波生成部１２３は、キャリア波生成部１２２が生成したキャリア波に、テスト信号生成部１２１が生成したテスト信号を重畳したテスト信号変調波を生成し、信号線７２に出力する。

【0030】

例えば変調波生成部１２３は、テスト信号によりキャリア波の周波数を変調したＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調波をテスト信号変調波として生成する。変調波生成部１２３は、テスト信号によりキャリア波の振幅を変調したＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調波をテスト信号変調波として生成してもよい。変調波生成部１２３は、テスト信号によりキャリア波の位相を変調したＰＭ（Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調波をテスト信号変調波として生成してもよい。

【0031】

テスト信号抽出部１１２は、テスト信号送信線７３に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出する。例えばテスト信号抽出部１１２は、テスト信号送信線７３に伝播した信号からテスト信号変調波に対応するテスト信号受信波を抽出し、テスト信号受信波から受信テスト信号を抽出する。

【0032】

例えばテスト信号抽出部１１２は、機能ブロックとして、変調波抽出部１３１と、復調部１３２とを有する。変調波抽出部１３１は、テスト信号送信線７３に伝播した信号からテスト信号変調波に対応するテスト信号受信波を抽出する。例えば変調波抽出部１３１は、テスト信号変調波の周波数帯域に対応するバンドパスフィルタによって、テスト信号受信波を抽出する。復調部１３２は、テスト信号変調波を生成するための変調処理に対応する復調処理をテスト信号受信波に施して受信テスト信号を抽出する。

【0033】

劣化検出部１１３は、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブル７０の劣化を検出する。例えば劣化検出部１１３は、テスト信号の強度（例えば振幅）と、受信テスト信号の強度（例えば振幅）との差の変動に基づいてケーブル７０の劣化を検出する。

【0034】

例えば劣化検出部１１３は、テスト信号の強度（例えば振幅）と、受信テスト信号の強度（例えば振幅）との差の変動量が所定の劣化検知レベルを超えた場合に、ケーブル７０の劣化を検出する。劣化検出部１１３は、上記変動量が劣化検知レベルに満たない場合、ケーブル７０の劣化を検出しない（ケーブル７０に劣化がないことを検出する）。

【0035】

テスト信号出力部１１１は、一以上の信号線７２が伝送する信号の周波数とは異なる周波数を有するキャリア波にテスト信号を重畳したテスト信号変調波を信号線７２に出力してもよい。例えばキャリア波生成部１２２は、複数の信号線７２のそれぞれが伝送する信号の周波数とは異なる周波数を有するキャリア波を生成する。

【0036】

この場合、キャリア波の周波数をいかなる大きさとすべきかは、ケーブルの太さと複数の信号線７２のそれぞれが伝送する信号の周波数によって変わることとなる。そこで、ケーブル劣化診断装置１００は、キャリア波の周波数を変更し得るように構成されていてもよい。例えば本体１０１は、機能ブロックとして周波数設定部１４１を更に有する。周波数設定部１４１は、オペレータによる操作入力（例えば後述の入力デバイス１９９に対する入力）に基づいてキャリア波の周波数を設定する。キャリア波生成部１２２は、周波数設定部１４１が設定した周波数のキャリア波を生成する。この構成によれば、操作入力によって、キャリア波の周波数を変更することが可能となる。

【0037】

テスト信号送信線７３及びテスト信号受信線７４を電気的に接続するために、本体１０１はコネクタ１８０を更に有する。コネクタ１８０は、導電性のテスト信号送信端子１８１と、導電性のテスト信号受信端子１８２とを有する。テスト信号送信端子１８１は、テスト信号送信線７３に電気的に接続され、テスト信号受信端子１８２は、テスト信号受信線７４に電気的に接続される。変調波生成部１２３は、テスト信号変調波をテスト信号送信端子１８１に出力し、変調波抽出部１３１は、テスト信号受信線７４に伝播した信号をテスト信号受信端子１８２から取得する。

【0038】

アダプタ２００は、一以上の電線７１を第一装置２に接続し、テスト信号送信線７３及びテスト信号受信線７４を本体１０１に接続する。アダプタ２００は、第一コネクタ２１０と、メインケーブル２３０と、第二コネクタ２２０と、分岐ケーブル２４０と、第三コネクタ２５０とを有する。

【0039】

第一コネクタ２１０は、コネクタ８０に接続される。第一コネクタ２１０は、導電性の複数の端子２１１を有する。複数の端子２１１は、コネクタ８０の複数の端子８１にそれぞれ接触する。複数の端子２１１は、一以上の信号端子８２にそれぞれ接触する一以上の信号端子２１２と、テスト信号送信端子８３に接触するテスト信号送信端子２１３と、テスト信号受信端子８４に接触するテスト信号受信端子２１４とを含む。

【0040】

メインケーブル２３０は、第一装置２に接続される第一端部２３４と、ケーブル７０に接続される第二端部２３５とを有する。メインケーブル２３０は、一以上の信号線２３１と、シールド線２３２と、ケーブルシース２３３とを有する。一以上の信号線２３１と、シールド線２３２と、ケーブルシース２３３とのそれぞれは絶縁性の個別シースにより被覆されており、他の電線から絶縁されている。シールド線２３２は、一以上の信号線２３１を被覆するように編まれた網状の導電部材である。ケーブルシース２３３は、シールド線２３２を被覆するように成形された絶縁性のチューブである。

【0041】

第二端部２３５は、上記第一コネクタ２１０に接続される。第一コネクタ２１０において、一以上の信号線２３１は、一以上の信号端子２１２にそれぞれ接続されている。第一端部２３４には、第二コネクタ２２０が設けられる。第二コネクタ２２０は、導電性の一以上の信号端子２２１を有する。第二コネクタ２２０において、一以上の信号線２３１は、一以上の信号端子２２１にそれぞれ接続されている。第二コネクタ２２０は、第一装置２に接続される。一以上の信号端子２２１のそれぞれは、第一装置２の制御回路に電気的に接続される。これにより、一以上の電線７１が、メインケーブル２３０の一以上の信号線２３１を介して第一装置２に接続される。

【0042】

分岐ケーブル２４０は、本体１０１に接続される第一端部２４５と、ケーブル７０に接続される第二端部２４６とを有する。分岐ケーブル２４０は、テスト信号送信線２４１と、テスト信号受信線２４２と、シールド線２４３と、ケーブルシース２４４とを有する。テスト信号送信線２４１と、テスト信号受信線２４２とのそれぞれは絶縁性の個別シースにより被覆されており、互いに絶縁されている。シールド線２４３は、テスト信号送信線２４１とテスト信号受信線２４２とを被覆するように編まれた網状の導電部材である。ケーブルシース２４４は、シールド線２４３を被覆するように成形された絶縁性のチューブである。第二端部２４６は、上記第一コネクタ２１０に接続される。第一コネクタ２１０において、テスト信号送信線２４１はテスト信号送信端子２１３に接続され、テスト信号受信線２４２はテスト信号受信端子２１４に接続されている。

【0043】

第一端部２４５には第三コネクタ２５０が設けられる。第三コネクタ２５０は、導電性のテスト信号送信端子２５１と、導電性のテスト信号受信端子２５２とを有する。第三コネクタ２５０において、テスト信号送信線２４１はテスト信号送信端子２５１に接続され、テスト信号受信線２４２はテスト信号受信端子２５２に接続される。第三コネクタ２５０は、本体１０１のコネクタ１８０に接続される。テスト信号送信端子２５１はテスト信号送信端子１８１に接触し、テスト信号受信端子２５２はテスト信号受信端子１８２に接触する。これにより、テスト信号送信線７３及びテスト信号受信線７４が、分岐ケーブル２４０のテスト信号送信線２４１及びテスト信号受信線２４２を介して本体１０１に接続される。

【0044】

ケーブル劣化診断装置１００は、上記変動量が劣化検知レベルを超える頻度に基づいて、ケーブル７０の劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出するように構成されていてもよい。頻度とは、例えば単位時間当たりの発生回数である。

【0045】

例えば本体１０１は、図３に示すように、機能ブロックとして、データ蓄積部１４２と、データベース１４３と、モデル保持部１４５と、残寿命推定部１４４とを更に有する。データ蓄積部１４２は、変動量が劣化検知レベルを超える度に、変動量の値と時刻とを対応付けた変動レコードをデータベース１４３に蓄積する。モデル保持部１４５は、寿命予測モデルを記憶する。寿命予測モデルは、上記頻度を含むデータの入力に応じて、残寿命推定値を出力する。

【0046】

図４は、寿命予測モデルを例示するグラフである。図４において、横軸は頻度を表し、縦軸は残寿命推定値を表す。図４に実線ラインで示される寿命予測モデル１４８は、頻度の入力に応じて残寿命推定値を出力するように、例えば一変数の関数等によって定義されている。

【0047】

図３に戻り、残寿命推定部１４４は、変動量が劣化検知レベルを超える頻度に基づいて、残寿命推定値を算出する。例えば残寿命推定部１４４は、データベース１４３に蓄積された変動レコードに基づいて、変動量が劣化検知レベルを超える頻度を算出する。残寿命推定部１４４は、算出した頻度を寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出する。

【0048】

ケーブル劣化診断装置１００は、上記変動量に基づいて残寿命推定値を算出するように構成されていてもよい。例えばモデル保持部１４５が記憶する寿命予測モデル１４８は、変動量を含むデータの入力に応じて、残寿命推定値を出力するように構成されていてもよい。例えば寿命予測モデル１４８は、変動量の入力に応じて残寿命推定値を出力するように、例えば一変数の関数等によって定義されていてもよい。残寿命推定部１４４は、最新の変動レコードに含まれる変動量を寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出する。

【0049】

ケーブル劣化診断装置１００は、上記変動量と、上記頻度とに基づいて残寿命推定値を算出するように構成されていてもよい。例えばモデル保持部１４５が記憶する寿命予測モデル１４８は、変動量と頻度とを含むデータの入力に応じて、残寿命推定値を出力するように構成されていてもよい。例えば寿命予測モデル１４８は、変動量及び頻度の入力に応じて残寿命推定値を出力するように、例えば二変数の関数等によって定義されていてもよい。残寿命推定部１４４は、データベース１４３に蓄積された変動レコードに基づいて、変動量が劣化検知レベルを超える頻度を算出する。残寿命推定部１４４は、算出した頻度と、最新の変動レコードに含まれる変動量とを寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出する。

【0050】

ケーブル劣化診断装置１００は、変動量の複数の帯域ごとの頻度を表す頻度分布データに基づいて、残寿命推定値を算出するように構成されていてもよい。例えば本体１０１は、機能ブロックとして分布データ生成部１４６を更に有する。分布データ生成部１４６は、データベース１４３に蓄積された変動レコードに基づいて、複数の帯域ごとの頻度を表す頻度分布データを生成する。

【0051】

例えば分布データ生成部１４６は、変動量の大きさを、等間隔に並ぶ複数の境界値により区画して得られる複数の帯域ごとの頻度を表す頻度分布データ（例えば度数分布表）を生成する。モデル保持部１４５が記憶する寿命予測モデル１４８は、頻度分布データの入力に応じて、残寿命推定値を出力するように構成されていてもよい。寿命予測モデル１４８の具体例としては、機械学習により構築されるニューラルネットワーク又は自己組織化マップ等が挙げられる。残寿命推定部１４４は、分布データ生成部１４６が生成した頻度分布データと、寿命予測モデル１４８とに基づいて残寿命推定値を算出する。例えば残寿命推定部１４４は、分布データ生成部１４６が生成した頻度分布データを寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出する。

【0052】

ケーブル劣化診断装置１００は、時系列の二以上の頻度分布データに基づいて残寿命推定値を算出するように構成されていてもよい。例えば分布データ生成部１４６は、所定数の変動レコードがデータベース１４３に追加される度に、頻度分布データを繰り返し生成する。所定数は一つであってもよく、二つ以上であってもよい。データ蓄積部１４２は、分布データ生成部１４６が繰り返し生成する頻度分布データを時系列でデータベース１４３に蓄積する。例えばデータ蓄積部１４２は、頻度分布データを時刻（例えば頻度分布データの生成時刻）に対応付けてデータベース１４３に蓄積する。

【0053】

モデル保持部１４５が記憶する寿命予測モデル１４８は、時系列の二以上の頻度分布データの入力に応じて残寿命推定値を出力するように構成されていてもよい。残寿命推定部１４４は、データベース１４３に蓄積された時系列の二以上の頻度分布データと、寿命予測モデル１４８とに基づいて残寿命推定値を算出する。例えば残寿命推定部１４４は、データベース１４３に蓄積された時系列の二以上の頻度分布データを寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出する。図５は、寿命予測モデル１４８に入力される二以上の頻度分布データを例示するグラフである。図５において、横軸は変動量を表し、縦軸は経過時間を表す。横一列に並ぶ複数の丸印が、一セットの頻度分布データである。複数の丸印のそれぞれの大きさは、頻度を表す。図５のグラフは、時系列の六セットの頻度分布データを含んでいる。

【0054】

図３に戻り、ケーブル劣化診断装置１００は、残寿命推定値が所定の報知レベルに達したことを報知するように構成されていてもよい。例えば本体１０１は、機能ブロックとして報知部１４７を更に有する。報知部１４７は、残寿命推定部１４４により算出された残寿命推定値が所定の報知レベルに達するまで低下したことを報知する警告表示を後述の表示デバイス１９８等に表示させる。例えば報知部１４７は、残寿命推定部１４４により算出された残寿命推定値と報知レベルとを比較し、残寿命推定値が報知レベルを下回っている場合に警告表示を表示デバイス１９８等に表示させる。

【0055】

ケーブル劣化診断装置１００は、劣化レベルが許容レベルを超えた場合に、データベース１４３に蓄積されたデータに基づいて寿命予測モデル１４８を更新するように構成されていてもよい。例えば本体１０１は、機能ブロックとして、寿命検知部１５１と、教師データ生成部１５２と、モデル更新部１５３とを更に有する。

【0056】

寿命検知部１５１は、劣化レベルが許容レベルを超えたことを検知する。以下、劣化レベルが許容レベルを超えることを「ケーブル７０の寿命」という。許容レベルの具体例としては、ケーブル７０による通信不良の発生が第一装置２において検出されるレベルが挙げられる。この場合、寿命検知部１５１は、ケーブル７０による通信不良の発生を示す信号を第一装置２から取得した場合に、ケーブル７０の寿命を検知する。許容レベルは、上記変動量が劣化検知レベルを超える頻度が所定の上限値を超えるレベルであってもよい。この場合、寿命検知部１５１は、データベース１４３に蓄積された変動レコードに基づいて頻度を算出し、頻度が上限値を上回った場合に、ケーブル７０の寿命を検知する。許容レベルは、上記変動量が所定の上限値を超えるレベルであってもよい。この場合、寿命検知部１５１は、最新の変動レコードに含まれる変動量が上限値を上回った場合に、ケーブル７０の寿命を検知する。寿命検知部１５１は、後述の入力デバイス１９９に対する入力に基づいて、ケーブル７０の寿命を検知してもよい。

【0057】

教師データ生成部１５２は、劣化レベルが許容レベルを超えた場合に、データベース１４３に蓄積されたデータに基づいて、二以上の頻度分布データと残寿命推定値との関係を表す教師データを生成する。例えば教師データ生成部１５２は、寿命検知部１５１によりケーブル７０の寿命が検知された場合に、データベース１４３に蓄積されたデータに基づいて教師データを生成する。以下、教師データの生成に必要な二以上の頻度分布データをマップデータという。

【0058】

データベース１４３に蓄積された頻度分布データの数が、マップデータにおける頻度分布データの数よりも多い場合に、教師データ生成部１５２は、二以上の教師データを生成してもよい。データベース１４３に蓄積された頻度分布データの数が、マップデータにおける頻度分布データの数よりも多い場合、データベース１４３には、最新の頻度分布データと、最古の頻度分布データとが互いに異なる二以上のマップデータを含むこととなる。教師データ生成部１５２は、二以上のマップデータのそれぞれについて、最新の頻度分布データの生成タイミングから、ケーブル７０の寿命の検知タイミングまでの期間を生成する。以下、ここで生成される期間を、「実測寿命期間」という。教師データ生成部１５２は、二以上のマップデータのそれぞれに実測寿命期間を対応付けて二以上の教師データを生成する。

【0059】

データ蓄積部１４２は、教師データ生成部１５２が生成する教師データをデータベース１４３に蓄積する。モデル更新部１５３は、データベース１４３に蓄積された教師データに基づく機械学習により寿命予測モデル１４８を更新し、更新済の寿命予測モデル１４８をモデル保持部１４５に記憶させる。

【0060】

図６は、本体１０１のハードウェア構成を例示するブロック図である。図６に例示するように、本体１０１は、回路１９０と、上記１８０とを備える。回路１９０は、一以上のプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、キャリア波生成回路１９４と、ベースバンド生成回路１９５と、変調回路１９６と、ＡＤ変換回路１９７と、表示デバイス１９８と、入力デバイス１９９とを有する。ストレージ１９３は、テスト信号送信線７３に波状のテスト信号を出力することと、テスト信号受信線７４に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブル７０の劣化を検出することと、を含む劣化診断方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶する。例えばストレージ１９３は、上記各機能ブロックをケーブル劣化診断装置１００に構成させるためのプログラムを記憶している。

【0061】

ストレージ１９３は、プログラムを記憶する記憶媒体を含む。記憶媒体の具体例としては、ハードディスク、不揮発性メモリ等の据え置き型の媒体と、ＵＳＢメモリ、光ディスク、磁気ディスク等の可搬型の媒体とが挙げられる。

【0062】

メモリ１９２は、ストレージ１９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。一以上のプロセッサ１９１は、メモリ１９２にロードされたプログラムを実行することで、上記各機能ブロックを本体１０１に構成する。プログラムの実行過程で一以上のプロセッサ１９１が生成するデータは適宜メモリ１９２に格納される。

【0063】

キャリア波生成回路１９４は、一以上のプロセッサ１９１により定められた周波数にて上記キャリア波を生成する。ベースバンド生成回路１９５は、一以上のプロセッサ１９１により定められた上記テスト信号を生成する。変調回路１９６は、キャリア波生成回路１９４が生成したキャリア波を、ベースバンド生成回路１９５が生成したテスト信号により変調して上記テスト信号変調波を生成し、コネクタ１８０のテスト信号送信端子１８１を介してテスト信号送信線７３に出力する。

【0064】

ＡＤ変換回路１９７は、コネクタ１８０のテスト信号受信端子１８２を介してテスト信号送信線７３からアナログ信号を取得し、取得したアナログ信号をデジタル信号に変換する。この変換によりＡＤ変換回路１９７が生成したデジタル信号に対し、デジタル信号処理を施すことにより、上記テスト信号受信波の抽出、及び上記受信テスト信号の抽出とが行われる。

【0065】

表示デバイス１９８は、一以上のプロセッサ１９１からの要求に応じた画像を表示する。表示デバイス１９８の具体例としては、液晶モニタ等が挙げられる。入力デバイス１９９は、オペレータの操作入力を取得し、操作入力の内容を一以上のオペレータに通知する。入力デバイス１９９の具体例としては、キーボード、マウス等が挙げられる。入力デバイス１９９は、所謂タッチパネルとして表示デバイス１９８に一体化されていてもよい。

【0066】

以上に示したハードウェア構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば、上記機能ブロックの少なくともいずれかが、汎用のプロセッサ１９１ではなく、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の専用の回路素子により構成されていてもよい。

【0067】

〔ケーブル劣化診断手順〕
続いて、ケーブル劣化診断方法の一例として、ケーブル劣化診断装置１００が実行するケーブル劣化診断手順を例示する。この手順は、テスト信号送信線７３に波状のテスト信号を出力することと、テスト信号受信線７４に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出することと、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブル７０の劣化を検出することと、を含む。

【0068】

例えば図７に示すように、ケーブル劣化診断装置１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２を実行する。ステップＳ０１では、周波数設定部１４１が、オペレータの操作入力に基づいてキャリア波の周波数を設定する。

【0069】

ステップＳ０２では、テスト信号抽出部１１２が、テスト信号の出力を開始する。例えば、テスト信号生成部１２１がテスト信号の生成を開始し、キャリア波生成部１２２がキャリア波の生成を開始し、変調波生成部１２３が、テスト信号変調波の生成と、テスト信号送信線７３への出力とを開始する。

【0070】

次に、ケーブル劣化診断装置１００はステップＳ０３，Ｓ０４を実行する。ステップＳ０３では、変調波抽出部１３１が、テスト信号送信線７３に伝播した信号からテスト信号変調波に対応するテスト信号受信波を抽出する。ステップＳ０４では、復調部１３２が、テスト信号変調波を生成するための変調処理に対応する復調処理をテスト信号受信波に施して受信テスト信号を抽出する。

【0071】

次に、ケーブル劣化診断装置１００は、ステップＳ０５，Ｓ０６を実行する。ステップＳ０５では、劣化検出部１１３が、テスト信号の強度と、受信テスト信号の強度との差の変動量を算出する。ステップＳ０６では、変動量が劣化検知レベルを上回っているか否かを劣化検出部１１３が確認する。

【0072】

ステップＳ０６において、変動量が劣化検知レベルを下回っていると判定した場合、ケーブル劣化診断装置１００は処理をステップＳ０３に戻す。ステップＳ０６において、変動量が劣化検知レベルを上回っていると判定した場合、ケーブル劣化診断装置１００はステップＳ０７，Ｓ０８を実行する。ステップＳ０７では、データ蓄積部１４２が、変動量の値と時刻とを対応付けた上記変動レコードをデータベース１４３に蓄積する。ステップＳ０８では、分布データ生成部１４６が、データベース１４３に蓄積された変動レコードに基づいて、複数の帯域ごとの頻度を表す上記頻度分布データを生成する。生成された頻度分布データは、データ蓄積部１４２によってデータベース１４３に蓄積される。

【0073】

次に、ケーブル劣化診断装置１００は、ステップＳ０９，Ｓ１１を実行する。ステップＳ０９では、残寿命推定部１４４が、頻度分布データを寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出する。残寿命推定部１４４は、時系列の二以上の頻度分布データを寿命予測モデル１４８に入力して残寿命推定値を算出してもよい。ステップＳ１１では、残寿命推定値が報知レベルを下回っているか否かを報知部１４７が確認する。

【0074】

ステップＳ１１において、残寿命推定値は報知レベルを上回っていると判定した場合、ケーブル劣化診断装置１００は処理をステップＳ０３に戻す。ステップＳ１１において、残寿命推定値は報知レベルを下回っていると判定した場合、ケーブル劣化診断装置１００はステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、報知部１４７が、上記警告表示を表示デバイス１９８に表示させる。その後、ケーブル劣化診断装置１００は処理をステップＳ０３に戻す。ケーブル劣化診断装置１００は、ステップＳ０３～Ｓ１２を繰り返し実行する。

【0075】

上述したように、ケーブル劣化診断装置１００は、劣化レベルが許容れベルを超えた場合に、データベース１４３に蓄積されたデータに基づいて寿命予測モデル１４８を更新するように構成されていてもよい。図８は、寿命予測モデル１４８の更新手順を例示するフローチャートである。この手順は、上述したケーブル劣化診断手順と並行して実行される。

【0076】

図８に示すように、ケーブル劣化診断装置１００は、ステップＳ２１，ステップＳ２２を実行する。ステップＳ２１では、寿命検知部１５１が、ケーブル７０の劣化レベルが許容レベルを超えるのを待機する。ステップＳ２２では、教師データ生成部１５２が、二以上の頻度分布データと残寿命推定値との関係を表す教師データを生成する。生成された教師データは、データ蓄積部１４２によりデータベース１４３に蓄積される。

【0077】

次に、ケーブル劣化診断装置１００はステップＳ２３を実行する。ステップＳ２３では、モデル更新部１５３が、データベース１４３に蓄積された未学習の教師データの数が、所定の更新閾値を上回ったか否かを確認する。未学習の教師データとは、寿命予測モデル１４８の更新に未だ用いられていない教師データを意味する。

【0078】

ステップＳ２３において、未学習の教師データの数が更新閾値を下回っていると判定した場合、ケーブル劣化診断装置１００は処理をステップＳ２１に戻す。ステップＳ２３において、未学習の教師データの数が更新閾値を上回っていると判定した場合、ケーブル劣化診断装置１００はステップＳ２４を実行する。ステップＳ２４では、モデル更新部１５３が、データベース１４３に蓄積された教師データに基づく機械学習により寿命予測モデル１４８を更新し、更新済の寿命予測モデル１４８をモデル保持部１４５に記憶させる。その後、ケーブル劣化診断装置１００は処理をステップＳ２１に戻す。ケーブル劣化診断装置１００は、以上の処理を繰り返し実行する。

【0079】

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、ケーブル劣化診断装置１００は、第一装置２と第二装置３との間で信号を伝送する一以上の信号線７２を含む複数の電線を有するケーブル７０の劣化を診断する装置であって、複数の電線のうち、一以上の信号線７２から独立したテスト信号送信線７３に波状のテスト信号を出力するテスト信号出力部１１１と、複数の電線のうち、一以上の信号線７２及びテスト信号送信線７３から独立したテスト信号受信線７４に伝播した信号から、テスト信号に対応する受信テスト信号を抽出するテスト信号抽出部１１２と、テスト信号と、受信テスト信号とに基づいてケーブル７０の劣化を検出する劣化検出部１１３と、を備える。

【0080】

劣化の検出対象となる信号線７２自体に高周波パルスを付加する方式によれば、複数本の信号線７２の劣化を検出するために、複数の信号線７２のそれぞれに高周波パルスを注入する必要がある。これに対し、ケーブル劣化診断装置１００によれば、信号線７２の本数によらず、一本のテスト信号送信線７３に出力されたテスト信号と、一本のテスト信号受信線７４に伝播した受信テスト信号とに基づいて、ケーブル７０の劣化を検出することができる。従って、ケーブル７０劣化をより簡素な構成で検出するのに有効である。

【0081】

劣化検出部１１３は、テスト信号の強度と、受信テスト信号の強度との差の変動量が所定の劣化検知レベルを超えた場合に、ケーブル７０の劣化を検出してもよい。この場合、劣化検知レベルを適切に設定することによって、ケーブル７０劣化を高い信頼性で検出することができる。

【0082】

テスト信号出力部１１１は、テスト信号をキャリア波に重畳したテスト信号変調波をテスト信号送信線７３に出力し、テスト信号抽出部１１２は、テスト信号受信線７４に伝播した信号からテスト信号変調波に対応するテスト信号受信波を抽出し、テスト信号受信波から受信テスト信号を抽出してもよい。この場合、キャリア波への重畳によって、受信テスト信号をより高い信頼性で抽出することができる。

【0083】

テスト信号出力部１１１は、一以上の信号線７２が伝送する信号の周波数とは異なる周波数を有するキャリア波にテスト信号を重畳したテスト信号変調波をテスト信号送信線７３に出力してもよい。この場合、キャリア波の周波数を適切に設定することによって、受信テスト信号をより高い信頼性で抽出することができる。

【0084】

変動量が劣化検知レベルを超える頻度に基づいて、ケーブル７０の劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出する残寿命推定部１４４を更に備えてもよい。頻度と、残寿命推定値との間には相関関係がある。そこで、頻度に基づくことで、高い信頼性で残寿命推定値を算出することができる。

【0085】

変動量に基づいて、ケーブル７０の劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出する残寿命推定部１４４を更に備えてもよい。変動量と、残寿命推定値との間には相関関係がある。そこで、変動量に基づくことで、高い信頼性で残寿命推定値を算出することができる。

【0086】

変動量の複数の帯域ごとの頻度を表す頻度分布データを生成する分布データ生成部１４６と、頻度分布データに基づいて、ケーブル７０の劣化レベルが許容レベルを超えるまでの期間の長さを表す残寿命推定値を算出する残寿命推定部１４４と、を更に備えてもよい。変動量の帯域ごとの頻度に基づくことで、より高い信頼性で残寿命推定値を算出することができる。

【0087】

残寿命推定部１４４は、時系列の二以上の頻度分布データに基づいて残寿命推定値を算出してもよい。頻度分布データの時間変化に更に基づくことで、より高い信頼性で残寿命推定値を算出することができる。

【0088】

残寿命推定部１４４は、時系列の二以上の頻度分布データと、時系列の二以上の頻度分布データの入力に応じて残寿命推定値を出力する寿命予測モデルと、に基づいて残寿命推定値を算出してもよい。頻度分布データの時間変化に更に基づくことで、より高い信頼性で残寿命推定値を算出することができる。

【0089】

頻度分布データを時系列でデータベース１４３に蓄積するデータ蓄積部１４２と、劣化レベルが許容レベルを超えた場合に、データベース１４３に蓄積されたデータに基づいて、二以上の頻度分布データと残寿命推定値との関係を表す教師データを生成する教師データ生成部１５２と、教師データに基づく機械学習により寿命予測モデルを更新するモデル更新部１５３と、を更に備えてもよい。この場合、実測された残寿命実績値に基づき、寿命推定モデルを更新することで、寿命予測モデルに基づき算出される残寿命推定値の信頼性を更に向上させることができる。

【0090】

残寿命推定値が所定の報知レベルに達したことを報知する報知部１４７を更に備えてもよい。この場合、より適切なタイミングでケーブル７０の劣化を報知することができる。

【0091】

テスト信号出力部１１１と、テスト信号抽出部１１２と、劣化検出部１１３とを有する本体１０１と、信号線７２を第一装置２に接続し、テスト信号送信線７３及びテスト信号受信線７４を本体１０１に接続するアダプタ２００と、を備えてもよい。この場合、第一装置２とケーブル７０との間に、ケーブル劣化診断装置１００を容易に挿入することができる。

【0092】

マシンシステム１は、上記ケーブル劣化診断装置１００と、第一装置２と第二装置３と、ケーブル７０と、を備え、第二装置３は、ケーブル７０を曲げながら動作する可動部４を有する。ケーブル７０に曲げが加わるマシンシステム１に、ケーブル劣化診断装置１００が適用されているので、ケーブル７０劣化をより簡素な構成で検出できることが更に有益である。なお、ケーブル劣化診断装置１００によれば、例えばマシンシステム１の外部のオブジェクトがケーブル７０に接触することにより生じたケーブル劣化も検知可能である。このため、ケーブル７０を曲げながら動作する可動部４を有しないシステムにも適用可能である。

【0093】

第二装置３は、可動部４として複数関節４１，４２，４３，４４，４５，４６を有するロボットであってもよい。ケーブル７０に対し、より高頻度で曲げが加わり易いロボットに、ケーブル劣化診断装置１００が適用されているので、ケーブル７０劣化をより簡素な構成で検出できることが更に有益である。

【0094】

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

【符号の説明】

【0095】

１…マシンシステム、２…第一装置、３…第二装置、４…可動部、４１，４２，４３，４４，４５，４６…関節、７０…ケーブル、７２…信号線、７３…テスト信号送信線、７４…テスト信号受信線、１００…ケーブル劣化診断装置、１０１…本体、１１１…テスト信号出力部、１１２…テスト信号抽出部、１１３…劣化検出部、２００…アダプタ、１４２…データ蓄積部、１４３…データベース、１４４…残寿命推定部、１４６…分布データ生成部、１４７…報知部、１５２…教師データ生成部、１５３…モデル更新部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】