JPH02205926A - 異常診断方法 - Google Patents
異常診断方法Info
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- JPH02205926A JPH02205926A JP1026461A JP2646189A JPH02205926A JP H02205926 A JPH02205926 A JP H02205926A JP 1026461 A JP1026461 A JP 1026461A JP 2646189 A JP2646189 A JP 2646189A JP H02205926 A JPH02205926 A JP H02205926A
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- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 8
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Devices For Executing Special Programs (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、ＮＣ工作機械やエンジン等の機器の装置の異
常を診断する方法であって、診断の対象となる被診断レ
ベルの基準値をブｉシイ推論にょゲ求め、その基準値に
もとずいて診断する方法に関するものである。
常を診断する方法であって、診断の対象となる被診断レ
ベルの基準値をブｉシイ推論にょゲ求め、その基準値に
もとずいて診断する方法に関するものである。
Ｂ１発明の概要
本発明は、例えばＮＣ工作機械の振動レベルについて、
測定値と基準値とにもとすき異常の診断を行う方法にお
いて、 振動レベル（被診断レベル）を変化させる軸回転数等の
パラメータを測定し、その測定値にもとずいてファジィ
推論を実行して被診断レベルの基準値を推定することに
よって、 被診断レベルの基準値がパラメータによって左右される
場合にも高い信頼性をもって診断できるようにしたもの
である。
測定値と基準値とにもとすき異常の診断を行う方法にお
いて、 振動レベル（被診断レベル）を変化させる軸回転数等の
パラメータを測定し、その測定値にもとずいてファジィ
推論を実行して被診断レベルの基準値を推定することに
よって、 被診断レベルの基準値がパラメータによって左右される
場合にも高い信頼性をもって診断できるようにしたもの
である。
Ｃ０従来の技術
第５図に示す設備は、回転軸が固定され、その回転数が
大きく変化せず、振動要因が軸の回転以外にはないとい
う設備である。このような設備が正常に動作していると
きには振動レベルは略一定であるが、ベアリングのキズ
割れや軸受けのキズ等の異常が起これば大きく変化し、
このため第６図に示すように振動レベルの測定値と予め
設定した注意レベルや異常レベルとを比較することによ
り異常判定を行うことができる。
大きく変化せず、振動要因が軸の回転以外にはないとい
う設備である。このような設備が正常に動作していると
きには振動レベルは略一定であるが、ベアリングのキズ
割れや軸受けのキズ等の異常が起これば大きく変化し、
このため第６図に示すように振動レベルの測定値と予め
設定した注意レベルや異常レベルとを比較することによ
り異常判定を行うことができる。
Ｄ１発明が解決しようとする課題
ところで振動レベルを変化させる要因（パラメータ）を
含む設備においては、正常状態であっても振動レベルが
変化する。例えば第７図に示すＮＣ工作機械では、エン
ドミルＥの回転軸Ｓが移動し、またその回転数も変化す
ることから、振動レベルは回転軸Ｓの移動量や回転数に
よって変わり、更にワークＷの硬度や切削量△Ｑ等によ
っても変わってくる。このように振動レベルが他のパラ
メータによって変化する場合、一義的に基準レベルを決
める方法では異常診断を行うことができない。
含む設備においては、正常状態であっても振動レベルが
変化する。例えば第７図に示すＮＣ工作機械では、エン
ドミルＥの回転軸Ｓが移動し、またその回転数も変化す
ることから、振動レベルは回転軸Ｓの移動量や回転数に
よって変わり、更にワークＷの硬度や切削量△Ｑ等によ
っても変わってくる。このように振動レベルが他のパラ
メータによって変化する場合、一義的に基準レベルを決
める方法では異常診断を行うことができない。
本発明の目的は、振動レベル等の被診断レベルがパラメ
ータによって左右される場合にも、高い信頼性で異常診
断を行い得る方法を提供することにある。
ータによって左右される場合にも、高い信頼性で異常診
断を行い得る方法を提供することにある。
２１課題を解決するための手段及び作用本発明では、例
えばＮＣ工作機械の振動レベルを被診断レベルとして説
明すると、第１図に示すように振動レベルの他に、振動
レベルを変化させる（振動発生の要因となる）パラメー
タ、例えば軸回転数、モータ電流あるいは加工速度（加
工が生じているとき）等についても測定し、パラメータ
の測定値にもとずいてファジィ推論を実行して推論結果
である振動レベルの基準値、例えば注意レベルや異常レ
ベルを得、この基準値と振動レベルの測定値とにもとず
いて異常診断を行う。
えばＮＣ工作機械の振動レベルを被診断レベルとして説
明すると、第１図に示すように振動レベルの他に、振動
レベルを変化させる（振動発生の要因となる）パラメー
タ、例えば軸回転数、モータ電流あるいは加工速度（加
工が生じているとき）等についても測定し、パラメータ
の測定値にもとずいてファジィ推論を実行して推論結果
である振動レベルの基準値、例えば注意レベルや異常レ
ベルを得、この基準値と振動レベルの測定値とにもとず
いて異常診断を行う。
上記ファジィ推論については、被診断レベルを変化させ
るパラメータの各々と被診断レベルとについてメンバシ
ップ関数を与えると共に、前記パラメータの各々につい
て選ばれたメンバシップ関数の組み合わせを条件部とし
、被診断レベルについて選ばれたメンバシップ関数を結
論部とするファジィルールを用意し、 前記パラメータの各々の測定値と前記ルールとによりフ
ァジィ推論を実行する。
るパラメータの各々と被診断レベルとについてメンバシ
ップ関数を与えると共に、前記パラメータの各々につい
て選ばれたメンバシップ関数の組み合わせを条件部とし
、被診断レベルについて選ばれたメンバシップ関数を結
論部とするファジィルールを用意し、 前記パラメータの各々の測定値と前記ルールとによりフ
ァジィ推論を実行する。
Ｆ、実施例
以下に、ＮＣ立型旋盤装置の回転軸の振動レベルを被診
断レベルとしてこのレベルの異常を診断する場合を例に
とって説明する。
断レベルとしてこのレベルの異常を診断する場合を例に
とって説明する。
この実施例では、振動レベルを変化させるパラメータと
して、切削速度、軸の回転数、加工量、ワーク硬さの４
つを採用し、これらパラメータの各々に２つのメンバシ
ップ関数を与える。第２図は切削速度のメンバシップ関
数ＳＬ、ＳＢを示し、同図（イ）は、「遅い」というこ
とに対する適合の度合い示すメンバシップ関数、同図（
ロ）は「速い」ということに対する適合の度合いを示す
メンバシップ関数であり、５ＬＳＳＩ３は夫々これらメ
ンバシップ関数の名称（ファジィラベル）に相当するも
のである。同様にして、回転数についてはＲＬ（遅い）
、ＲＢ（速い）、加工量についてはＭＬ（少ない）、Ｍ
Ｂ（多い）、ワーク硬さについてはＫＬ（軟い） 、Ｋ
Ｂ （１ｍい）というファジィラベルのメンバシップ関
数を与える。
して、切削速度、軸の回転数、加工量、ワーク硬さの４
つを採用し、これらパラメータの各々に２つのメンバシ
ップ関数を与える。第２図は切削速度のメンバシップ関
数ＳＬ、ＳＢを示し、同図（イ）は、「遅い」というこ
とに対する適合の度合い示すメンバシップ関数、同図（
ロ）は「速い」ということに対する適合の度合いを示す
メンバシップ関数であり、５ＬＳＳＩ３は夫々これらメ
ンバシップ関数の名称（ファジィラベル）に相当するも
のである。同様にして、回転数についてはＲＬ（遅い）
、ＲＢ（速い）、加工量についてはＭＬ（少ない）、Ｍ
Ｂ（多い）、ワーク硬さについてはＫＬ（軟い） 、Ｋ
Ｂ （１ｍい）というファジィラベルのメンバシップ関
数を与える。
そして４つのパラメータのファジィラベルの組み合わせ
は１６通りになり、その関数を整理すると次表のように
表される。
は１６通りになり、その関数を整理すると次表のように
表される。
ここで切削速度、回転数、加工量、ワーク硬さのいずれ
のパラメータにもその振動の大きさが比例するとすれば
、４つのパラメータの値のいずれも小さい状態が振動が
最も小さい状態であり、いずれも大きい状態が振動が最
も大きい状態である。
のパラメータにもその振動の大きさが比例するとすれば
、４つのパラメータの値のいずれも小さい状態が振動が
最も小さい状態であり、いずれも大きい状態が振動が最
も大きい状態である。
そこで上記の１６通りの組み合わせを、■４つの値がい
ずれも小さい、■４つの値のうち１つが大きく３つが小
さい、■４つの値のうち２つの大きく２つが小さい、■
４つの値のうち３つが大きく１つが小さい、■４つの値
がいずれも大きい、の５つのパターンに分け、これらパ
ターン■〜■に夫々対応して振動レベルの状態を、■非
常に小さい、■小さい、■普通、■大きい、■非常に大
きいの５つのパターンに分類する。この５つの状態に対
応してメンバシップ関数を作成し、夫々１゛ＭＢＳＴＢ
ＳＴＮ、ＴＭＬというファジィラベルを割り当てる。上
記の表にもとすいてファジィのルールを記述すると次の
ような１６個のルールが作成される。ただしＳＤは切削
速度、ＲＤは回転数、ＭＤは加工量、ＫＤはワーク硬さ
を夫々示す記号である。
ずれも小さい、■４つの値のうち１つが大きく３つが小
さい、■４つの値のうち２つの大きく２つが小さい、■
４つの値のうち３つが大きく１つが小さい、■４つの値
がいずれも大きい、の５つのパターンに分け、これらパ
ターン■〜■に夫々対応して振動レベルの状態を、■非
常に小さい、■小さい、■普通、■大きい、■非常に大
きいの５つのパターンに分類する。この５つの状態に対
応してメンバシップ関数を作成し、夫々１゛ＭＢＳＴＢ
ＳＴＮ、ＴＭＬというファジィラベルを割り当てる。上
記の表にもとすいてファジィのルールを記述すると次の
ような１６個のルールが作成される。ただしＳＤは切削
速度、ＲＤは回転数、ＭＤは加工量、ＫＤはワーク硬さ
を夫々示す記号である。
１１ＰＳ’Ｌ ｉｓ ５ＤａｎｄＲＬ ｉｓ ＲＤ ａ
ｎｄ ＭＬ ｉｓ ＭＤａｎｄ ＫＬ ｉｓ ＫＤＴＩ
ＩＥＮ ＴＭｔ。
ｎｄ ＭＬ ｉｓ ＭＤａｎｄ ＫＬ ｉｓ ＫＤＴＩ
ＩＥＮ ＴＭｔ。
２ ＩＦ Ｓ’Ｌ ｉｓ ＳＤ ａｎｄ ＲＬ ｉｓ
ＲＤ ａｎｄ ＭＬ ｉｓ ＭＤ ａｎｄ ＫＢ ｉｓ
ＫＤ ＴＩＩＥＮ ＴＬＩｓ ＩＦ Ｓ Ｅｌ ｉｓ
ＳＤ ａｎｄ ＲＩｔ ｉｓ ＲＤ ａｎｄ Ｍｌｌ
ｉｓ ＭＤ ａｎｄ ＫＬ ｉｓ ＫＤ ＴＩＩＥＮ
Ｔｌ３１６ Ｉｔ’ Ｓ ８ ｉｓ ＳＤ ａ
ｎｄ ＲＩ３ ｉｓ ＲＤ ａｎｄ Ｍｌｌ
ｉｓ ＭＤ ａｎｄ Ｋｒｌ ｉｓ ＫＤ
ＴＩＩＥＮ ＴＭ［ｌこのようにして作成されたルール
を用い、ファジィ推論を実行して実際の振動レベルを推
定する。ファジィ推論については、例えばマムダ二法に
より実行することができ、この場合には各パラバシップ
関数にあてはめて各メンバシップ値の最小値を求め、こ
の値で結論部のメンバシップ関数をカットしてその下側
部分を全ルールについて重ね合わせ、最大値部分よりな
る合成関数の重心を推論値とする。このファジィ推論は
、取り込んだパラメータの測定値の下における正常時の
振動レベル、つまり正常時ならば得られるであろう実際
の振動レベルを推定していることになる。推論結果の振
動レベ７１＜は、この例では注意レベルに相当するもの
であり、振動レベルの測定値が注意レベルを越えていれ
ば注意の表示が出力される。
ＲＤ ａｎｄ ＭＬ ｉｓ ＭＤ ａｎｄ ＫＢ ｉｓ
ＫＤ ＴＩＩＥＮ ＴＬＩｓ ＩＦ Ｓ Ｅｌ ｉｓ
ＳＤ ａｎｄ ＲＩｔ ｉｓ ＲＤ ａｎｄ Ｍｌｌ
ｉｓ ＭＤ ａｎｄ ＫＬ ｉｓ ＫＤ ＴＩＩＥＮ
Ｔｌ３１６ Ｉｔ’ Ｓ ８ ｉｓ ＳＤ ａ
ｎｄ ＲＩ３ ｉｓ ＲＤ ａｎｄ Ｍｌｌ
ｉｓ ＭＤ ａｎｄ Ｋｒｌ ｉｓ ＫＤ
ＴＩＩＥＮ ＴＭ［ｌこのようにして作成されたルール
を用い、ファジィ推論を実行して実際の振動レベルを推
定する。ファジィ推論については、例えばマムダ二法に
より実行することができ、この場合には各パラバシップ
関数にあてはめて各メンバシップ値の最小値を求め、こ
の値で結論部のメンバシップ関数をカットしてその下側
部分を全ルールについて重ね合わせ、最大値部分よりな
る合成関数の重心を推論値とする。このファジィ推論は
、取り込んだパラメータの測定値の下における正常時の
振動レベル、つまり正常時ならば得られるであろう実際
の振動レベルを推定していることになる。推論結果の振
動レベ７１＜は、この例では注意レベルに相当するもの
であり、振動レベルの測定値が注意レベルを越えていれ
ば注意の表示が出力される。
また注意レベルよりも大きい異常レベルを設定する場合
には、異常レベルについてのメンバシップ関数を定義し
て同様の推論を行えばよいが、−般に異常レベル＝注意
レベル×２となるので、注意レベルについてのみ推論を
行うようにしてもよい。
には、異常レベルについてのメンバシップ関数を定義し
て同様の推論を行えばよいが、−般に異常レベル＝注意
レベル×２となるので、注意レベルについてのみ推論を
行うようにしてもよい。
以上において、第３図に示すように予め定めた正常レベ
ルと推論により求めた注意レベル、異常レベルとを用い
て、正常状態である確率を示すグラフ（１）、注意状態
である確率を示すグラフ（２）、異常状想である確率を
示すグラフ（３）を作成し、これらグラフに振動レベル
の測定値を適用して、各状態の確率を求めるようにして
もよい。
ルと推論により求めた注意レベル、異常レベルとを用い
て、正常状態である確率を示すグラフ（１）、注意状態
である確率を示すグラフ（２）、異常状想である確率を
示すグラフ（３）を作成し、これらグラフに振動レベル
の測定値を適用して、各状態の確率を求めるようにして
もよい。
更に本発明では、取り込んだ振動レベルの測定値と異常
レベルとにもとずいて、現時点からどのくらいの時間で
異常レベルに達するかを予測してその余命を計算するよ
うにしてもよい。通常振動レベルの対数値は時間に比例
することから、第４図に示すように、異常レベルの対数
値を１００％としたときの振動レベルの対数値の百分率
を縦軸にとり、時間を横軸にとった座標系にプロットし
ていき、そのプロットを結ぶグラフにの傾きから、当該
グラフｋが異常レベルに達するまでの時間Ｔ（余命）を
求めることができる。第４図中ｔ０は現在時刻、ｔ、は
異常レベルに達する時刻である。
レベルとにもとずいて、現時点からどのくらいの時間で
異常レベルに達するかを予測してその余命を計算するよ
うにしてもよい。通常振動レベルの対数値は時間に比例
することから、第４図に示すように、異常レベルの対数
値を１００％としたときの振動レベルの対数値の百分率
を縦軸にとり、時間を横軸にとった座標系にプロットし
ていき、そのプロットを結ぶグラフにの傾きから、当該
グラフｋが異常レベルに達するまでの時間Ｔ（余命）を
求めることができる。第４図中ｔ０は現在時刻、ｔ、は
異常レベルに達する時刻である。
なお本発明は、工作機械に限られることなく、エンジン
や電車モータ等に対しても適用することができる。
や電車モータ等に対しても適用することができる。
Ｇ６発明の効果
本発明は被診断レベル例えば振動レベルを変化させるパ
ラメータについて測定し、その測定値にもとずきファジ
ィ推論を実行して、そのときの状態における注意レベル
や異常レベルを求め、この値と被診断レベルとにもとず
いて異常診断を行うようにしている。従って例えばＮＯ
工作機械における切削時に生じる振動レベルや移動車輛
の振動レベルの測定を行う場合等、被診断レベルの注意
レベルや異常レベルがそのときの回転数等のパラメータ
によって左右される場合にも、高い信頼性をもって異常
診断を行うことができ、従来一義的に基準レベルを決め
ていた方法に比べて異常診断の対象が拡大する。
ラメータについて測定し、その測定値にもとずきファジ
ィ推論を実行して、そのときの状態における注意レベル
や異常レベルを求め、この値と被診断レベルとにもとず
いて異常診断を行うようにしている。従って例えばＮＯ
工作機械における切削時に生じる振動レベルや移動車輛
の振動レベルの測定を行う場合等、被診断レベルの注意
レベルや異常レベルがそのときの回転数等のパラメータ
によって左右される場合にも、高い信頼性をもって異常
診断を行うことができ、従来一義的に基準レベルを決め
ていた方法に比べて異常診断の対象が拡大する。
第１図は本発明の全体の流れを示す説明図、第２図は切
削速度のメンバシップ関数を示すグラフ、第３図は判定
用のグラフ、第４図は異常予測のためのグラフ、第５図
は異常診断の対象の設備の一例を示す斜視図、第６図は
従来方法の流れを示す説明図、第７図はＮＯ工作機械の
加工の様子を示す斜視図である。 Ｓ・・・回転軸、 Ｅ・・・エンドミル、 Ｗ・・・ワーク。 外２名 第３図 判定用のグラフ 第４図 異常予測のためのグラフ 第１図 本発明の全体説明図 第２図 切削速度のメンバシップ文数 （イ） （ロ） 切削速度 切削速度 第５図 異常診断の対象の設備の斜視図 第６図 従来の方法の説明図
削速度のメンバシップ関数を示すグラフ、第３図は判定
用のグラフ、第４図は異常予測のためのグラフ、第５図
は異常診断の対象の設備の一例を示す斜視図、第６図は
従来方法の流れを示す説明図、第７図はＮＯ工作機械の
加工の様子を示す斜視図である。 Ｓ・・・回転軸、 Ｅ・・・エンドミル、 Ｗ・・・ワーク。 外２名 第３図 判定用のグラフ 第４図 異常予測のためのグラフ 第１図 本発明の全体説明図 第２図 切削速度のメンバシップ文数 （イ） （ロ） 切削速度 切削速度 第５図 異常診断の対象の設備の斜視図 第６図 従来の方法の説明図
Claims (1)
- （１）診断の対象である被診断レベルを変化させるパラ
メータの各々と被診断レベルとについてメンバシップ関
数を与えると共に、 前記パラメータの各々について選ばれたメンバシップ関
数の組み合わせを条件部とし、被診断レベルについて選
ばれたメンバシップ関数を結論部とするファジィルール
を用意し、 前記パラメータの各々の測定値と前記ルールとによりフ
ァジィ推論を実行して、推論結果をそのときの被診断レ
ベルの基準値とし、この基準値と被診断レベルの測定値
とにもとずいて被診断レベルの異常を診断することを特
徴とする異常診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026461A JPH02205926A (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | 異常診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026461A JPH02205926A (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | 異常診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02205926A true JPH02205926A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12194150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1026461A Pending JPH02205926A (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | 異常診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02205926A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04194412A (ja) * | 1990-11-27 | 1992-07-14 | Yamamoto Denki Kogyo Kk | ころがり軸受の故障検出方法 |
| WO1995016226A1 (en) * | 1993-12-06 | 1995-06-15 | Komatsu Ltd. | Measuring value judging method |
| KR20200132313A (ko) * | 2019-05-16 | 2020-11-25 | 한국전기연구원 | 수치제어 공작기계 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 |
-
1989
- 1989-02-04 JP JP1026461A patent/JPH02205926A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04194412A (ja) * | 1990-11-27 | 1992-07-14 | Yamamoto Denki Kogyo Kk | ころがり軸受の故障検出方法 |
| WO1995016226A1 (en) * | 1993-12-06 | 1995-06-15 | Komatsu Ltd. | Measuring value judging method |
| US5621158A (en) * | 1993-12-06 | 1997-04-15 | Komatsu Ltd. | Measurement value judging method |
| AU687945B2 (en) * | 1993-12-06 | 1998-03-05 | Komatsu Limited | Measuring value judging method |
| KR20200132313A (ko) * | 2019-05-16 | 2020-11-25 | 한국전기연구원 | 수치제어 공작기계 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 |
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