DE112020006674T5

DE112020006674T5 - External signal input/output unit, control system, machine learning device and inference device

Info

Publication number: DE112020006674T5
Application number: DE112020006674.6T
Authority: DE
Inventors: Gen Konno
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2023-06-29
Also published as: JP6880353B1; WO2022079838A1; JPWO2022079838A1; CN115335785B; CN115335785A

Abstract

Eine Eingabe-/Ausgabeeinheit (20) für externe Signale umfasst eine Steuereinheit (21) für externe Signale, eine Ausgabeeinheit (22) für externe Signale und eine Wandlungseinheit (24) für externe Ausgabesignale. Die Steuereinheit (21) für externe Signale steuert Signale, die in eine numerische Steuerungsvorrichtung (10) eingegeben und von dieser ausgegeben werden. Die Ausgabeeinheit (22) für externe Signale gibt ein externes Signal, das ein Signal von der Steuereinheit (21) für externe Signale ist, an eine Vorrichtung aus, die über die Ausgabeleitung (221) nach außerhalb verbunden ist. Die Wandlungseinheit (24) für externe Ausgabesignale wandelt mehrere externe Ausgabesignale, die von der Ausgabeleitung (221) abgezweigt werden, in erste Diagnosesignale, die Signale sind, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Ausgabesignale, und sendet die ersten Diagnosesignale an die Steuereinheit (21) für externe Signale zurück.An external signal input/output unit (20) comprises an external signal control unit (21), an external signal output unit (22) and an external output signal conversion unit (24). The external signal control unit (21) controls signals input to and output from a numerical control device (10). The external signal output unit (22) outputs an external signal, which is a signal from the external signal control unit (21), to a device connected to the outside via the output line (221). The external output signal converting unit (24) converts a plurality of external output signals branched from the output line (221) into first diagnostic signals which are signals less in number than the plurality of external output signals, and sends the first diagnostic signals to the control unit ( 21) for external signals.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale, ein Steuerungssystem, eine Maschinenlernvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) und eine Inferenzvorrichtung, die verwendet wird, wenn eine numerische Steuerungsvorrichtung ein Steuerungsziel wie zum Beispiel eine Werkzeugmaschine steuert.The present disclosure relates to an external signal input/output unit, a control system, a machine learning device (machine learning device), and an inference device used when a numerical control device controls a control target such as a machine tool.

Technologischer HintergrundTechnological background

Für den Fall, dass eine numerische Steuerungsvorrichtung ein Steuerungsziel wie zum Beispiel eine Werkzeugmaschine steuert, werden verschiedene externe Signale eingegeben und ausgegeben. Die externen Signale werden durch eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale eingegeben und ausgegeben. Im Folgenden wird die Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale als eine Eingabe-/Ausgabe (E/A)-Einheit bezeichnet. Zu den externen Signalen gehören ein Startsignal, ein Signal bezüglich der Steuerung eines Steuerungsziels, wie zum Beispiel ein Synchronisationssignal einer jeweiligen Servowelle (engl. servo shaft), sowie ein sicherheitsrelevantes Signal, wie zum Beispiel ein Not-Aus-Signal. Daher wurde eine Technik vorgeschlagen, die eine Anomalie sofort detektieren kann, wenn die Anomalie während eines Betriebes der E/A-Einheit auftritt.In the case where a numerical control device controls a control target such as a machine tool, various external signals are input and output. The external signals are input and output through an external signal input/output unit. Hereinafter, the external signal input/output unit is referred to as an input/output (I/O) unit. The external signals include a start signal, a signal related to the control of a control target such as a synchronization signal of each servo shaft, and a safety-related signal such as an emergency stop signal. Therefore, a technique has been proposed that can promptly detect an abnormality when the abnormality occurs during an operation of the I/O unit.

Patentliteratur 1 offenbart ein Diagnoseverfahren zum Diagnostizieren, ob der Betrieb der E/A-Einheit in einem System, in dem die numerische Steuerungsvorrichtung, die das Steuerungsziel steuert, mit mehreren E/A-Einheiten verbunden ist, die eine Ausgabeleitung und eine Eingabeleitung für die externen Signale umfassen, normal ist oder nicht. Bei dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Diagnoseverfahren wird zum Zeitpunkt der Diagnose eine Kurzschlussschleife zum Kurzschließen der Eingabeleitung und der Ausgabeleitung gebildet, und ein Diagnosesignal von der numerischen Steuerungsvorrichtung zu jeder E/A-Einheit tritt von der Ausgabeleitung der E/A-Einheit über die Kurzschlussschleife in die Eingabeleitung ein und wird zu der numerischen Steuerungsvorrichtung zurückgeführt. Dann diagnostiziert die numerische Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage des zurückgeführten Diagnosesignals, ob eine Anomalie im Betrieb der E/A-Einheit auftritt oder nicht.Patent Literature 1 discloses a diagnostic method for diagnosing whether the operation of the I/O unit in a system in which the numerical control device that controls the control target is connected to a plurality of I/O units that have an output line and an input line for the include external signals is normal or not. In the diagnostic method described in Patent Literature 1, a short-circuit loop for short-circuiting the input line and the output line is formed at the time of diagnosis, and a diagnostic signal from the numerical control device to each I/O unit passes through the short-circuit loop from the output line of the I/O unit enters the input line and is fed back to the numerical control device. Then, based on the fed back diagnostic signal, the numerical control device diagnoses whether or not an abnormality occurs in the operation of the I/O unit.

Zitierungslistecitation list

Patentliteraturpatent literature

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer JP 2008 - 152 543 Patent Literature 1: Japanese Patent Application Laid-Open No JP 2008 - 152 543

Kurzbeschreibungshort description

Technisches ProblemTechnical problem

Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Technik weist jedoch das Problem auf, dass die Kurzschlussschleife, die zwischen der Eingabeleitung und der Ausgabeleitung gebildet wird, gemäß der Anzahl der Kombinationen der Eingabeleitungen und der Ausgabeleitungen hergerichtet werden muss. Zum Beispiel müssen im Fall einer E/A-Einheit mit 16 Eingabeleitungen und 16 Ausgabeleitungen 16 Kurzschlussschleifen gebildet werden. Mit zunehmender Anzahl von Kurzschlussschleifen wächst auch der Platzbedarf für das Anordnen von Schaltungskomponenten einschließlich Drähten und Schaltern für die Kurzschlussschleifen in einer Schaltung.However, the technique described in Patent Literature 1 has a problem that the short loop formed between the input line and the output line must be prepared according to the number of combinations of the input lines and the output lines. For example, in the case of an I/O unit having 16 input lines and 16 output lines, 16 short-circuit loops must be formed. As the number of shorting loops increases, so does the space required for arranging circuit components, including wires and switches for the shorting loops in a circuit.

Die vorliegende Offenbarung hat die vorstehenden Ausführungen zum Hintergrund, und die Bereitstellung einer Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale, bei der die Anzahl der für die Selbstdiagnose erforderlichen Kurzschlussschleifen im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann, ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung.The present disclosure is based on the foregoing, and it is an object of the present disclosure to provide an external signal input/output unit in which the number of short-circuit loops required for self-diagnosis can be reduced compared to the prior art.

Lösung des Problemsthe solution of the problem

Um die vorstehenden Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Steuereinheit für externe Signale, eine Ausgabeeinheit für externe Signale und eine Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale. Die Steuereinheit für externe Signale steuert Signale, die in die numerische Steuerungsvorrichtung eingegeben und von dieser ausgegeben werden. Die Ausgabeeinheit für externe Signale gibt ein externes Signal, das ein Signal von der Steuereinheit für externe Signale ist, an eine Vorrichtung aus, die über die Ausgabeleitung nach außerhalb verbunden ist. Die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale wandelt mehrere externe Ausgabesignale, die von den Ausgabeleitungen abgezweigt werden, in erste Diagnosesignale um, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Ausgabesignale, und sendet die ersten Diagnosesignale an die Steuereinheit für externe Signale zurück.In order to solve the above problems and achieve the object, an external signal input/output unit according to the present disclosure includes an external signal control unit, an external signal output unit, and an external output signal conversion unit. The tax external signal unit controls signals input to and output from the numerical control device. The external signal output unit outputs an external signal, which is a signal from the external signal control unit, to a device connected to the outside via the output line. The external output signal converting unit converts a plurality of external output signals branched from the output lines into first diagnostic signals that are fewer in number than the plurality of external output signals, and returns the first diagnostic signals to the external signal control unit.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale gemäß der vorliegenden Offenbarung hat die Wirkung, dass die Anzahl der für die Selbstdiagnose erforderlichen Kurzschlussschleifen im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann.An external signal input/output unit according to the present disclosure has the effect that the number of short-circuit loops required for self-diagnosis can be reduced compared to the prior art.

Figurenlistecharacter list

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel einer Ausgestaltung eines Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 1 14 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of a control system according to a first embodiment.
2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für den Fall zeigt, dass eine Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale einer E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform einen Kettenwiderstand umfasst. 2 12 is a block diagram schematically showing an example of a case where an external output signal conversion unit of an I/O unit according to the first embodiment includes a ladder resistor.
3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für den Fall zeigt, dass die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform einen D/A-Wandler mit mehreren Eingängen und einem einzelnen Ausgang umfasst. 3 14 is a block diagram schematically showing an example of the case where the external output signal converting unit of the I/O unit according to the first embodiment includes a multi-input single-output D/A converter.
4 ist ein Diagramm, das einen Überblick über die Fehlerdiagnose in der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 4 Fig. 12 is a diagram showing an outline of fault diagnosis in the I/O unit according to the first embodiment.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf eines Fehlerdiagnoseverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 14 is a flowchart showing an example of a procedure of a failure diagnosis method according to the first embodiment.
6 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein weiteres Beispiel für den Fall zeigt, dass die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform den Kettenwiderstand umfasst. 6 12 is a block diagram schematically showing another example in the case that the external output signal conversion unit of the I/O unit according to the first embodiment includes the ladder resistor.
7 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für eine Ausgestaltung einer E/A-Einheit gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. 7 14 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of an I/O unit according to a second embodiment.
8 ist ein Diagramm, das einen Überblick über die Fehlerdiagnose in der E/A-Einheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 8th FIG. 14 is a diagram showing an outline of fault diagnosis in the I/O unit according to the second embodiment.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf eines Fehlerdiagnoseverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 9 14 is a flowchart showing an example of a procedure of a failure diagnosis method according to the second embodiment.
10 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die Ausgestaltung eines Steuerungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. 10 14 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a control system according to a fourth embodiment.
11 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel für ein neuronales Netz zeigt, das in der vierten Ausführungsform verwendet wird. 11 Fig. 12 is a diagram schematically showing an example of a neural network used in the fourth embodiment.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf einer Lernverarbeitung einer Maschinenlernvorrichtung in dem Steuerungssystem gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. 12 14 is a flowchart showing an example of a flow of learning processing of a machine learning device in the control system according to the fourth embodiment.
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf eines Fehlerteil-Schätzungsverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. 13 FIG. 14 is a flowchart showing an example of a flow of an error part estimating method according to the fourth embodiment.
14 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die Ausgestaltung eines Steuerungssystems gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. 14 14 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a control system according to a fifth embodiment.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

Im Folgenden werden eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale, ein Steuerungssystem, eine Maschinenlernvorrichtung und eine Inferenzvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.Hereinafter, an external signal input/output unit, a control system, a machine learning device, and an inference device according to embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

Erste Ausführungsform.First embodiment.

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die Ausgestaltung eines Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Ein Steuerungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine numerische Steuerungsvorrichtung 10 und eine E/A-Einheit 20, die eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale ist, die mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 verbunden ist. Die E/A-Einheit 20 ist mit einer Verbindungsvorrichtung verbunden, die eine Vorrichtung wie zum Beispiel eine Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) ist. Die Verbindungsvorrichtung wird auch als ein Steuerungsziel bezeichnet. 1 14 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a control system according to a first embodiment. A control system 1 according to the first embodiment includes a numerical control device 10 and an I/O unit 20 which is an input/output unit for external signals connected to the numerical control device 10 . The I/O unit 20 is connected to a connection device, which is a device such as a machine tool (not shown). The connection device is also referred to as a control target.

Die numerische Steuerungsvorrichtung 10 ist eine Steuerungsvorrichtung, die externe Signale eingibt und ausgibt, die Signale sind, die über die E/A-Einheit 20 mit der Verbindungsvorrichtung ausgetauscht werden, und die eine maschinelle Bearbeitung durchführt.The numerical control device 10 is a control device that inputs and outputs external signals, which are signals that are exchanged with the connection device via the I/O unit 20, and that performs machining.

Die E/A-Einheit 20 umfasst eine Steuereinheit 21 für externe Signale, eine Ausgabeeinheit 22 für externe Signale, eine Eingabeeinheit 23 für externe Signale und eine Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale.The I/O unit 20 includes an external signal control unit 21 , an external signal output unit 22 , an external signal input unit 23 , and an external output signal conversion unit 24 .

Die Steuereinheit 21 für externe Signale steuert Signale, die in die numerische Steuerungsvorrichtung 10 eingegeben und von dieser ausgegeben werden. Die Steuereinheit 21 für externe Signale umfasst mehrere Ausgabeleitungen 215, die Daten an die Verbindungsvorrichtung ausgeben, mehrere Eingabeleitungen 216, die eine Eingabe von Daten von der Verbindungsvorrichtung empfangen, und eine Diagnosesignal-Eingabeleitung 217, die eine Eingabe eines Diagnosesignals von der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale empfängt. Die mehreren Ausgabeleitungen 215 sind mit der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale verbunden, und die mehreren Eingabeleitungen 216 sind mit der Eingabeeinheit 23 für externe Signale verbunden. Die Diagnosesignal-Eingabeleitung 217 ist mit der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale verbunden. Die Steuereinheit 21 für externe Signale ist weiter mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 verbunden und gibt externe Signale ein und aus. Im Normalbetrieb ist ein externes Signal, das von der Steuereinheit 21 für externe Signale in die numerische Steuerungsvorrichtung 10 eingegeben wird, „normale digitale Eingabe (Digital Input, DI)-Daten“, das heißt ein normales DI-Signal, und ein externes Signal, das von der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 an die Steuereinheit 21 für externe Signale ausgegeben wird, ist „normale digitale Ausgabe (Digital Output, DO)-Daten“, das heißt ein normales DO-Signal.The external signal control unit 21 controls signals input to and output from the numerical control device 10 . The external signal control unit 21 includes a plurality of output lines 215 that output data to the connection device, a plurality of input lines 216 that receive an input of data from the connection device, and a diagnostic signal input line 217 that receives an input of a diagnostic signal from the external conversion unit 24 receives output signals. The multiple output lines 215 are connected to the external signal output unit 22 , and the multiple input lines 216 are connected to the external signal input unit 23 . The diagnostic signal input line 217 is connected to the external output signal converting unit 24 . The external signal control unit 21 is further connected to the numerical control device 10 and inputs and outputs external signals. In normal operation, an external signal input from the external signal control unit 21 to the numerical control device 10 is "normal digital input (DI) data", that is, a normal DI signal, and an external signal that is output from the numerical control device 10 to the external signal control unit 21 is “normal digital output (DO) data”, that is, a normal DO signal.

Die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale umfasst mehrere Ausgabeleitungen 221 und ist mit der Verbindungsvorrichtung verbunden. Die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale gibt das normale DO-Signal, welches das externe Signal ist, über die Ausgabeleitung 221 an eine Vorrichtung aus. Im Folgenden wird das von der E/A-Einheit 20 ausgegebene externe Signal auch als ein externes Ausgabesignal bezeichnet.The external signal output unit 22 includes a plurality of output lines 221 and is connected to the connector. The external signal output unit 22 outputs the normal DO signal, which is the external signal, to a device via the output line 221 . Hereinafter, the external signal output from the I/O unit 20 is also referred to as an external output signal.

Die Eingabeeinheit 23 für externe Signale umfasst mehrere Eingabeleitungen 222 und ist mit der Verbindungsvorrichtung verbunden. Die Eingabeeinheit 23 für externe Signale gibt das normale DI-Signal, das ein externes Signal von einer Vorrichtung ist, das über die Eingabeleitung 222 eingegeben wird, an die Steuereinheit 21 für externe Signale aus. Im Folgenden wird das externe Signal, das in die E/A-Einheit 20 eingegeben wird, auch als ein externes Eingabesignal bezeichnet.The external signal input unit 23 includes a plurality of input lines 222 and is connected to the connector. The external signal input unit 23 outputs the normal DI signal, which is an external signal from a device input through the input line 222 , to the external signal control unit 21 . Hereinafter, the external signal that is input to the I/O unit 20 is also referred to as an external input signal.

Die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale wandelt die normalen DO-Signale, die von den mehreren Ausgabeleitungen 221 abgezweigt werden, in „Diagnosedaten“ um, die als Diagnosesignale eine geringere Anzahl von Signalen als eingegebene normale DO-Signale umfassen. Das Diagnosesignal, das ein erstes Diagnosesignal ist, kann ein digitales Signal oder ein analoges Signal sein. Je nach Ausgestaltung der E/A-Einheit 20 wandelt die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale das normale DO-Signal in ein diagnostisches DI-Signal, das ein digitales Signal ist, oder ein diagnostisches analoges Eingabe (Analog Input, AI)-Signal, das ein analoges Signal ist, um. Das durch die Umwandlung erhaltene Diagnosesignal wird an die Steuereinheit 21 für externe Signale ausgegeben, die eine Fehlerdiagnoseeinheit 211 umfasst, die bestimmt, ob eine Anomalie auftritt oder nicht. Infolge dessen kann die Anzahl der Signale, die in einer Schleife zu der Steuereinheit 21 für externe Signale zurückgeführt werden, das heißt die Anzahl der Drähte, im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden.The external output signal converting unit 24 converts the normal DO signals, which are branched off from the plurality of output lines 221, into “diagnostic data” including, as diagnostic signals, a smaller number of signals than inputted normal DO signals. The diagnostic signal, which is a first diagnostic signal, can be a digital signal or an analog signal. Depending on the configuration of the I/O unit 20, the external output signal conversion unit 24 converts the normal DO signal into a diagnostic DI signal, which is a digital signal, or a diagnostic analog input (Analog Input, AI) signal, which is an analog signal is to. The diagnosis signal obtained by the conversion is output to the external signal control unit 21, which includes a failure diagnosis unit 211 that determines whether or not an abnormality occurs. As a result, the number of signals looped back to the external signal control unit 21, that is, the number of wires can be reduced compared to the prior art.

In einem Beispiel umfasst die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale eine Digital-Analog-Wandlungseinheit. Im Folgenden wird die Wandlung von Digital in Analog als Digital-Analog-Wandlung (D/A-Wandlung) bezeichnet, und die Digital-Analog-Wandlungseinheit wird als eine D/A-Wandlungseinheit bezeichnet. Im Folgenden werden zwei Implementierungsbeispiele der D/A-Wandlungseinheit beschrieben.In one example, the external output signal conversion unit 24 comprises a digital-to-analog conversion unit. Hereinafter, the digital-to-analog conversion is referred to as digital-to-analog (D/A) conversion, and the digital-to-analog conversion unit is referred to as a D/A conversion unit. Two implementation examples of the D/A conversion unit are described below.

Das erste Beispiel ist der Fall, dass die D/A-Wandlungseinheit einen Kettenwiderstand (engl. ladder resistor) oder einen Netzwerkwiderstand umfasst. 2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für den Fall zeigt, dass die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform den Kettenwiderstand umfasst. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale eine D/A-Wandlungseinheit 241, die einen Kettenwiderstand 242 umfasst. Die D/A-Wandlungseinheit 241 weist Eingänge gemäß der Anzahl von Ausgabeleitungen 221 der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale auf. Die D/A-Wandlungseinheit 241 wandelt das normale DO-Signal in jeder Ausgabeleitung 221 in einen eindeutigen analogen Spannungswert gemäß einem Ein/Aus-Muster um und gibt den analogen Spannungswert an die Steuereinheit 21 für externe Signale aus. Der analoge Spannungswert dient als ein Diagnosesignal. Es ist zu beachten, dass, da das Diagnosesignal ein analoger Wert ist, das Diagnosesignal auch als ein Diagnose-AI-Signal bezeichnet wird. Außerdem werden in der D/A-Wandlungseinheit 241 Dioden verwendet, um einen Rückstrom zu verhindern. Außerdem kann anstelle des Kettenwiderstands 242 von 2 ein Netzwerkwiderstand verwendet werden.The first example is the case where the D/A conversion unit includes a ladder resistor or a network resistor. 2 12 is a block diagram schematically showing an example of the case where the external output signal conversion unit of the I/O unit according to the first embodiment includes the ladder resistor. As in 2 As shown, the external output signal conversion unit 24 includes a D/A conversion unit 241 including a ladder resistor 242 . The D/A conversion unit 241 has inputs corresponding to the number of output lines 221 of the external signal output unit 22 . The D/A conversion unit 241 converts the normal DO signal in each output line 221 into a unique analog voltage value according to an on/off pattern, and outputs the analog voltage value to the external signal control unit 21 . The analog voltage value serves as a diagnostic signal. Note that since the diagnostic signal is an analog value, the diagnostic signal is also referred to as a diagnostic AI signal. Also, in the D/A conversion unit 241, diodes are used to prevent reverse current. In addition, instead of the chain resistor 242 of 2 a network resistor can be used.

Das zweite Beispiel ist der Fall, dass die D/A-Wandlungseinheit einen D/A-Wandler mit mehreren Eingängen und einem einzelnen Ausgang umfasst. 3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für den Fall zeigt, dass die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform einen D/A-Wandler mit mehreren Eingängen und einem einzelnen Ausgang umfasst. Wie in 3 gezeigt, umfasst die D/A-Wandlungseinheit 241 mehrere D/A-Wandler 243 mit mehreren Eingängen und einem einzelnen Ausgang. Die D/A-Wandlungseinheit 241 weist Eingänge gemäß der Anzahl von Ausgabeleitungen 221 der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale auf. Jede Ausgabeleitung 221 ist mit einem der D/A-Wandler 243 verbunden. Jeder D/A-Wandler 243 gibt ein Diagnosesignal an die Steuereinheit 21 für externe Signale aus. Dann wird ein eindeutiger analoger Spannungswert gemäß einer Kombination der mehreren Diagnosesignale erhalten.The second example is the case where the D/A conversion unit comprises a multi-input single-output D/A converter. 3 14 is a block diagram schematically showing an example of the case where the external output signal converting unit of the I/O unit according to the first embodiment includes a multi-input single-output D/A converter. As in 3 1, the D/A conversion unit 241 includes a plurality of multi-input single-output D/A converters 243 . The D/A conversion unit 241 has inputs corresponding to the number of output lines 221 of the external signal output unit 22 . Each output line 221 is connected to one of the D/A converters 243 . Each D/A converter 243 outputs a diagnosis signal to the external signal control unit 21 . Then, a unique analog voltage value is obtained according to a combination of the multiple diagnostic signals.

In beiden Fällen der 2 und 3 kann die Anzahl von Komponenten, wie zum Beispiel die Kombination der Kettenwiderstände 242, oder die Anzahl von D/A-Wandlern 243 mit mehreren Eingängen und einem einzelnen Ausgang jede beliebige Anzahl von eins oder mehr sein, solange die Anzahl diagnostischer AI-Signale geringer ist als die Anzahl normaler DO-Signale.In both cases the 2 and 3 For example, the number of components, such as the combination of ladder resistors 242, or the number of multi-input, single-output D/A converters 243 can be any number of one or more, as long as the number of diagnostic AI signals is less than the number of normal DO signals.

Zurückkommend auf 1 umfasst die Steuereinheit 21 für externe Signale die Fehlerdiagnoseeinheit 211, die unter Verwendung des von der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale eingegebenen Diagnosesignals eine Fehlerdiagnose der E/A-Einheit 20 durchführt. Die Steuereinheit 21 für externe Signale überträgt ein durch die Fehlerdiagnoseeinheit 211 berechnetes Fehlerdiagnoseergebnis zu der numerischen Steuerungsvorrichtung 10. Bei Empfang des Fehlerdiagnoseergebnisses benachrichtigt die numerische Steuerungsvorrichtung 10 einen Maschinenbediener unter Verwendung beliebiger Mittel, wie zum Beispiel eines Alarms oder eines Summers, zum Zeitpunkt der Anomalie über eine Anomalie. Das Fehlerdiagnoseergebnis umfasst Informationen über den Betrag der Abweichung des analogen Spannungswertes von einem Standardwert, und der Maschinenbediener kann einen Verschlechterungszustand der E/A-Einheit 20 erkennen.coming back on 1 the external signal control unit 21 includes the fault diagnosis unit 211 that performs fault diagnosis of the I/O unit 20 using the diagnosis signal input from the external output signal conversion unit 24 . The external signal control unit 21 transmits a failure diagnosis result calculated by the failure diagnosis unit 211 to the numerical control device 10. Receiving the failure diagnosis result, the numerical control device 10 notifies a machine operator using any means such as an alarm or a buzzer at the time of the abnormality an anomaly. The fault diagnosis result includes information on the amount of deviation of the analog voltage value from a standard value, and the machine operator can recognize a deterioration state of the I/O unit 20 .

Für den Fall, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die D/A-Wandlungseinheit 241 ist, wird für das durch die D/A-Wandlungseinheit 241 umgewandelte AI-Diagnosesignal ein eindeutiger analoger Spannungswert gemäß dem Ein/Aus-Muster der normalen DO-Signale erhalten. Daher kann die Fehlerdiagnoseeinheit 211 eine Fehlerdiagnose unter Verwendung des analogen Spannungswertes durchführen. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 stellt einen erwarteten Wert der für jedes Muster erhaltenen analogen Spannung als einen Standardwert ein und diagnostiziert es als normal, wenn ein Betrag der Abweichung vom Standardwert innerhalb eines angegebenen Bereichs liegt, und diagnostiziert es als anormal, wenn der Betrag der Abweichung außerhalb des Bereichs liegt. Wenn sich eine DO-Ausgabekomponente, die in der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 enthalten ist, oder die mit der E/A-Einheit 20 verbundene Verbindungsvorrichtung im Lauf der Zeit verschlechtert, so nimmt die Abweichung der analogen Spannung vom Standardwert zu, und dementsprechend kann ein Grad des Verschlechterungszustands der Komponente oder der Verbindungsvorrichtung anhand der Abweichung der analogen Spannung vom Standardwert erfasst werden. In einem Beispiel kann bestimmt werden, dass der Verschlechterungsgrad der Komponente oder der Verbindungsvorrichtung umso größer ist, je größer die Abweichung vom Standardwert ist.In the case where the external output signal conversion unit 24 is the D/A conversion unit 241, the AI diagnosis signal converted by the D/A conversion unit 241 becomes a unique analog voltage value according to the on/off pattern of the normal DO received signals. Therefore, the failure diagnosis unit 211 can perform failure diagnosis using the analog voltage value. The failure diagnosis unit 211 sets an expected value of the analog voltage obtained for each sample as a standard value, and diagnoses it as normal when an amount of deviation from the standard value is within a specified range, and diagnoses it as abnormal when the amount of deviation outside the range area. If a DO output component included in the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device connected to the I/O unit 20 deteriorates with the lapse of time, the deviation of the analog voltage increases from the standard value, and accordingly a degree of deterioration of the component or the connection device can be detected from the deviation of the analog voltage from the standard value. In one example, it may be determined that the greater the deviation from the standard value, the greater the degree of degradation of the component or connecting device.

4 ist ein Diagramm, das einen Überblick über die Fehlerdiagnose in der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Hier ist der Fall gezeigt, dass ein digitaler Ausgang mit vier Ausgängen durch die D/A-Wandlungseinheit 241, die den Kettenwiderstand 242 von 2 umfasst, in ein diagnostisches AI-Signal umgewandelt wird. Da der digitale Ausgang vier Bits sind, gibt es 16 Ein/Aus-Muster von „0000“ bis „1111“. Wenn angenommen wird, dass eine Spannung, wenn das normale DO-Signal an ist, gleich V [V] ist und eine D/A-gewandelte analoge Spannung gleich V_A [V] ist, so wird ein Standardwert V_{A_typ} durch die folgende Formel (1) ausgedrückt. $V_{A_typ} = {({DO}_{0} \times 2^{3} + {DO}_{1} \times 2^{2} + {DO}_{2} \times 2^{1} + {DO}_{3} \times 2^{0}) / 16} \times V$

4 Fig. 12 is a diagram showing an outline of fault diagnosis in the I/O unit according to the first embodiment. Here, the case is shown that a four-output digital output is converted by the D/A conversion unit 241 using the ladder resistor 242 of 2 included, in a diagnostic AI signal is converted. Since the digital output is four bits, there are 16 on/off patterns from "0000" to "1111". Assuming that a voltage when the normal DO signal is on is V [V] and a D/A converted analog voltage is V _A [V], a standard value V _{A_typ} becomes by the following formula (1) expressed.

V_{A_typ} = {({DO}_{0} \times 2^{3} + {DO}_{1} \times 2^{2} + {DO}_{2} \times 2^{1} + {DO}_{3} \times 2^{0}) / 16} \times V

DO₀ bis DO₃ sind Werte normaler DO-Signale, die von den Ausgabeleitungen DO00 bis DO03 ausgegeben werden. DO₀ bis DO₃ sind null, wenn das normale DO-Signal aus ist, und sind eins, wenn das normale DO-Signal an ist. Für den Fall, dass ein zulässiger Betrag der Abweichung der analogen Spannung vom Standardwert als (1/16) V [V] ± 27 % bezeichnet wird, diagnostiziert die Fehlerdiagnoseeinheit 211, dass sich die E/A-Einheit 20 in einem anormalen Zustand befindet, falls der Grad der Abweichung vom Standardwert mindestens ± 27 % beträgt. Des Weiteren kann selbst dann, wenn der Grad der Abweichung vom Standardwert weniger als ± 27 % beträgt, diagnostiziert werden, dass die Möglichkeit eines Ausfalls der Komponente oder der Verbindungsvorrichtung zunimmt, falls der Grad der Abweichung ein Wert nahe ± 27 % ist.DO ₀ to DO ₃ are values of normal DO signals output from output lines DO00 to DO03. DO ₀ to DO ₃ are zero when the normal DO signal is off and are one when the normal DO signal is on. In the case where an allowable amount of deviation of the analog voltage from the standard value is designated as (1/16) V [V] ± 27%, the fault diagnosis unit 211 diagnoses that the I/O unit 20 is in an abnormal state , if the degree of deviation from the standard value is at least ± 27%. Furthermore, even if the degree of deviation from the standard value is less than ±27%, it can be diagnosed that the possibility of failure of the component or the connecting device increases if the degree of deviation is a value close to ±27%.

Es ist zu beachten, dass hier der Fall beschrieben wird, dass die Fehlerdiagnoseeinheit 211 in der Steuereinheit 21 für externe Signale angeordnet ist. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 kann jedoch auch außerhalb der Steuereinheit 21 für externe Signale angeordnet sein. In diesem Fall wird das Diagnosesignal von der Steuereinheit 21 für externe Signale zu der Fehlerdiagnoseeinheit 211 übertragen, die eine Fehlerdiagnosefunktion aufweist, und die Fehlerdiagnoseeinheit 211 führt eine Fehlerdiagnose durch.Note that the case where the failure diagnosis unit 211 is arranged in the external signal control unit 21 is described here. However, the failure diagnosis unit 211 may be arranged outside the external signal control unit 21 . In this case, the diagnosis signal is transmitted from the external signal control unit 21 to the fault diagnosis unit 211 having a fault diagnosis function, and the fault diagnosis unit 211 performs fault diagnosis.

Als Nächstes wird ein konkretes Fehlerdiagnoseverfahren beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf eines Fehlerdiagnoseverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Hier wird, wie in 2 oder 3 gezeigt, als ein Beispiel der Fall beschrieben, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die D/A-Wandlungseinheit 241 umfasst, die ein digitales Signal in ein analoges Signal umwandelt, und dass die Fehlerdiagnose unter Verwendung eines Diagnosesignals durchgeführt wird. Es ist zu beachten, dass in der Beschreibung von 5 das Diagnosesignal als ein diagnostisches AI-Signal bezeichnet wird.Next, a concrete failure diagnosis method will be described. 5 14 is a flowchart showing an example of a procedure of a failure diagnosis method according to the first embodiment. Here, as in 2 or 3 1, the case that the external output signal conversion unit 24 includes the D/A conversion unit 241 that converts a digital signal into an analog signal and that the failure diagnosis is performed using a diagnosis signal is described as an example. It should be noted that in the description of 5 the diagnostic signal is referred to as a diagnostic AI signal.

Zuerst gibt die numerische Steuerungsvorrichtung 10 normale DO-Daten, das heißt Daten, die zum Steuern der Verbindungsvorrichtung verwendet werden, an die E/A-Einheit 20 aus. Bei Empfang der normalen DO-Daten gibt die Steuereinheit 21 für externe Signale die normalen DO-Daten an die Ausgabeleitungen 215, die dem Ausgabeziel entsprechen, als die normalen DO-Signale aus. Die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale gibt die von der Steuereinheit 21 für externe Signale empfangenen normalen DO-Signale von den Ausgabeleitungen 221 aus. Die normalen DO-Signale werden an die Verbindungsvorrichtung ausgegeben und werden auch an die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale ausgegeben.First, the numerical control device 10 outputs normal DO data, that is, data used to control the connection device, to the I/O unit 20 . Upon receipt of the normal DO data, the external signal control unit 21 outputs the normal DO data to the output lines 215 corresponding to the output destination as the normal DO signals. The external signal output unit 22 outputs the normal DO signals received from the external signal control unit 21 from the output lines 221 . The normal DO signals are output to the connection device and are also output to the external output signal conversion unit 24 .

Die D/A-Wandlungseinheit 241, welche die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale ist, wandelt die eingegebenen normalen DO-Signale in die diagnostischen AI-Signale um (Schritt S11). Dabei ist die Anzahl von diagnostischen AI-Signalen geringer als die Anzahl normaler DO-Signale. Das heißt, die D/A-Wandlungseinheit 241 erzeugt aus den eingegebenen normalen DO-Signalen die diagnostischen AI-Signale, deren Anzahl geringer ist als die der eingegebenen normalen DO-Signale.The D/A conversion unit 241, which is the external output signal conversion unit 24, converts the inputted normal DO signals into the diagnostic AI signals (step S11). The number of diagnostic AI signals is lower than the number of normal DO signals. That is, the D/A conversion unit 241 generates the diagnostic AI signals, which are fewer in number than the inputted normal DO signals, from the inputted normal DO signals.

Als Nächstes gibt die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die erzeugten diagnostischen AI-Signale an die Steuereinheit 21 für externe Signale aus (Schritt S12). Das diagnostische AI-Signal wird über die Diagnosesignal-Eingabeleitung 217 in die Fehlerdiagnoseeinheit 211 der Steuereinheit 21 für externe Signale eingegeben. Auf diese Weise werden die normalen DO-Signale, die durch die Steuereinheit 21 für externe Signale ausgegeben werden, in einer Schleife als das diagnostische AI-Signal zu der Steuereinheit 21 für externe Signale zurückgeführt.Next, the external output signal converting unit 24 outputs the generated diagnostic AI signals to the external signal control unit 21 (step S12). The diagnostic AI signal is input to the fault diagnosis unit 211 of the external signal control unit 21 via the diagnosis signal input line 217 . In this way, the normal DO signals output by the external signal control unit 21 are looped back to the external signal control unit 21 as the diagnostic AI signal.

Danach führt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 an dem eingegebenen diagnostischen AI-Signal eine Analog/Digital-Wandlung durch und erzeugt ein digitales Signal (Schritt S13). Im Folgenden wird die Wandlung von Analog in Digital als Analog-Digital-Wandlung (A/D-Wandlung) bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt führt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 für den Fall, dass die Anzahl von in die D/A-Wandlungseinheit 241 eingegebenen Signalen als N angenommen wird, eine A/D-Wandlung des diagnostischen AI-Signals durch, um eine Auflösung zu erhalten, die um n (n ist eine natürliche Zahl) Bits höher als N ist. Je größer der Wert von n ist, desto höher ist die Auflösung. Daher kann der Verschlechterungszustand detaillierter beobachtet werden, und es ist möglich, eine Fehlerdiagnose mit höherer Genauigkeit durchzuführen. Es ist zu beachten, dass bezüglich der Bitbreiten N und n ein im Voraus durch die numerische Steuerungsvorrichtung 10 bestimmter Sollwert übertragen wird. Außerdem kann die Bitbreite auf N gesetzt werden, das heißt, n kann auf null gesetzt werden. In diesem Fall wird der Verschlechterungszustand nicht überprüft, und es kann nur eine Fehlerdiagnose durchgeführt werden.Thereafter, the failure diagnosis unit 211 performs analog-to-digital conversion on the inputted diagnostic AI signal and generates a digital signal (step S13). In the following, the conversion from analog to digital is referred to as analog-to-digital conversion (A/D conversion). At this time, in the case where the number of signals inputted to the D/A conversion unit 241 is assumed to be N, the failure diagnosis unit 211 performs A/D conversion of the diagnostic AI signal to obtain a resolution that by n (n is a natural number) bits higher than N. The larger the value of n, the higher the resolution. Therefore, the state of deterioration can be observed in more detail, and it is possible to perform fault diagnosis with higher accuracy. It should be noted that is, with respect to the bit widths N and n, a target value determined in advance by the numerical control device 10 is transmitted. Also, the bit width can be set to N, that is, n can be set to zero. In this case, the deterioration state is not checked and only fault diagnosis can be performed.

Als Nächstes beginnt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 mit der Durchführung der Fehlerdiagnose unter Verwendung des A/D-gewandelten Signals (Schritt S14). In einer Ausgestaltung des A/D-gewandelten (N+n)-Bit-Signals zeigen die oberen N Bits ein Loopback-Ergebnis der normalen DO-Signale an, die von der Steuereinheit 21 für externe Signale ausgegeben werden, und die unteren n Bits stellen den Verschlechterungszustand dar. Im Folgenden wird das digitale Signal, welches das Loopback-Ergebnis umfasst, auch als Loopback-Informationen bezeichnet. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 stellt einen Bitwert der oberen N Bits, die durch A/D-Wandlung des diagnostischen AI-Signals mit der analogen Spannung V_A erhalten wurden, als D1_UB ein und stellt einen Bitwert der unteren n Bits als D1_LB ein, und stellt einen Bitwert der unteren n Bits, die durch A/D-Wandlung des diagnostischen AI-Signals mit der analogen Spannung V_{A_typ} erhalten wurden, die ein Standardwert einer analogen Spannung ist, die für jedes Muster erhalten wurde, als einen Standardwert D1_{LB_typ} ein.Next, the failure diagnosis unit 211 starts performing the failure diagnosis using the A/D converted signal (step S14). In an embodiment of the A/D converted (N+n) bit signal, the upper N bits indicate a loopback result of the normal DO signals output from the external signal control unit 21 and the lower n bits represent the state of deterioration. In the following, the digital signal including the loopback result is also referred to as loopback information. The failure diagnosis unit 211 sets a bit value of upper N bits obtained by A/D converting the diagnostic AI signal with the analog voltage V _A as D1 _UB and sets a bit value of lower n bits as D1 _LB , and sets a bit value of the lower n bits obtained by A/D converting the diagnostic AI signal with the analog voltage _{VA_typ} , which is a standard value of an analog voltage obtained for each pattern, as a standard value D1 _{LB_typ} .

Danach bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211, ob das Loopback-Ergebnis korrekt ist oder nicht (Schritt S15). Insbesondere vergleicht die Fehlerdiagnoseeinheit 211 den Bitwert D1_UB, der das Loopback-Ergebnis ist, und einen Bitwert der normalen DO-Daten, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind, und bestimmt, ob beide Werte übereinstimmen oder nicht. Es ist zu beachten, dass der Bitwert der normalen DO-Daten, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind, Informationen sind, die von der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 ausgegeben werden.Thereafter, the failure diagnosis unit 211 determines whether the loopback result is correct or not (step S15). Specifically, the failure diagnosis unit 211 compares the bit value D1 _UB which is the loopback result and a bit value of the normal DO data stored in the external signal control unit 21 and determines whether both values match or not. Note that the bit value of the normal DO data stored in the external signal control unit 21 is information output from the numerical control device 10 .

Für den Fall, dass das Loopback-Ergebnis korrekt ist (JA in Schritt S15), bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211, ob ein Verschlechterungsgrad innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt oder nicht (Schritt S16). Insbesondere dividiert die Fehlerdiagnoseeinheit 211 den Bitwert D1_LB der n Bits, die den Verschlechterungszustand angeben, durch den Standardwert D1_{LB_typ} des Verschlechterungszustands und berechnet ein Ergebnis, das durch Subtrahieren von eins von dem Divisionsergebnis und Multiplizieren des Ergebnisses der Subtraktion mit 100 erhalten wird, als den Verschlechterungsgrad. Dieser Verschlechterungsgrad kann eine positive Zahl oder eine negative Zahl sein. In einem Beispiel wird der Verschlechterungsgrad durch ein einzelnes Bit, das ein positives oder negatives Vorzeichen angibt, und einen numerischen 7-Bit-Wert dargestellt. Dann bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211, ob der berechnete Verschlechterungsgrad, das heißt der Prozentsatz der Abweichung vom Standardwert, innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt oder nicht. In einem Beispiel ist der zulässige Bereich auf ± 27 % eingestellt.In the event that the loopback result is correct (YES in step S15), the failure diagnosis unit 211 determines whether or not a degree of deterioration is within an allowable range (step S16). Specifically, the fault diagnosis unit 211 divides the bit value D1 _LB of the n bits indicating the state of deterioration by the standard value D1 _{LB_typ} of the state of deterioration and calculates a result obtained by subtracting one from the result of division and multiplying the result of the subtraction by 100 as the degree of deterioration. This degree of degradation can be a positive number or a negative number. In one example, the degree of degradation is represented by a single bit indicating a positive or negative sign and a 7-bit numeric value. Then, the failure diagnosis unit 211 determines whether or not the calculated degree of deterioration, that is, the percentage of deviation from the standard value, is within a predetermined allowable range. In one example, the allowable range is set to ±27%.

Für den Fall, dass der Verschlechterungsgrad innerhalb des zulässigen Bereichs liegt (JA in Schritt S16), bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211, dass die E/A-Einheit 20 normal ist (Schritt S17). Andererseits bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 für den Fall, dass das Loopback-Ergebnis in Schritt S15 nicht korrekt ist (NEIN in Schritt S15), oder für den Fall, dass der Verschlechterungsgrad in Schritt S16 nicht innerhalb des zulässigen Bereichs liegt (NEIN in Schritt S16), dass die E/A-Einheit 20 anormal ist (Schritt S18).In the event that the degree of deterioration is within the allowable range (YES in step S16), the failure diagnosis unit 211 determines that the I/O unit 20 is normal (step S17). On the other hand, in the event that the loopback result is not correct in step S15 (NO in step S15) or in the event that the degree of deterioration is not within the allowable range in step S16 (NO in step S16), the failure diagnosis unit 211 determines that the I/O unit 20 is abnormal (step S18).

Danach oder nach Schritt S17 erzeugt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 unter Verwendung der Ergebnisse der Schritte S15 bis S18 ein Fehlerdiagnoseergebnis (Schritt S19). Das Fehlerdiagnoseergebnis umfasst Informationen, die mindestens umfassen: ein Ein-Bit-Diagnoseergebnis-Bit, das ein Ergebnis der umfassenden Bestimmung der Fehlerdiagnose in Schritt S17 oder Schritt S18 anzeigt, ein Ein-Bit-Ausgabeübereinstimmungsbestimmungs-Bit, das ein Ergebnis der Ausgabeübereinstimmungsbestimmung unter Verwendung des Loopback-Ergebnisses in Schritt S15 anzeigt, und ein Ein-Bit-Positiv/Negativ-Vorzeichen-Bit, das ein positives/negatives Vorzeichen des in den Schritten S16 bis S18 berechneten Verschlechterungsgrades anzeigt, und ein Sieben-Bit-Abweichungsbetrags-Bit, das einen absoluten Wert des Verschlechterungsgrades anzeigt. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 diagnostiziert das umfassende Diagnoseergebnis, das ein Ergebnis bezüglich der Normalität oder Anomalie der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 ist, auf der Grundlage der drei Informationselemente des Ausgabeübereinstimmungsbestimmungs-Bits, des Positiv/Negativ-Vorzeichen-Bits und des Abweichungsbetrags-Bits. Dann erzeugt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 ein Fehlerdiagnoseergebnis, in dem die Ergebnisse der Schritte S 15 bis S 18 in bestimmten Bits gespeichert sind.Thereafter or after step S17, the failure diagnosis unit 211 generates a failure diagnosis result using the results of steps S15 to S18 (step S19). The failure diagnosis result includes information at least including: a one-bit diagnosis result bit indicating a result of the comprehensive determination of the failure diagnosis in step S17 or step S18, a one-bit output matching determination bit indicating a result of the output matching determination using of the loopback result in step S15, and a one-bit positive/negative sign bit indicating a positive/negative sign of the degree of deterioration calculated in steps S16 to S18, and a seven-bit deviation amount bit, which indicates an absolute value of the degree of deterioration. The failure diagnosis unit 211 diagnoses the comprehensive diagnosis result, which is a result regarding the normality or abnormality of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20, based on the three pieces of information of the output match determination bit, the plus/minus sign bit and the deviation amount bit. Then, the failure diagnosis unit 211 generates a failure diagnosis result in which the results of steps S15 to S18 are stored in specific bits.

Es ist zu beachten, dass das Ausgabeübereinstimmungsbestimmungs-Bit angibt, dass die Ausgaben übereinstimmen, falls das Loopback-Ergebnis korrekt ist, und angibt, dass die Ausgaben nicht übereinstimmen, falls das Loopback-Ergebnis nicht korrekt ist. Für den Fall, dass das Ausgabeübereinstimmungsbestimmungs-Bit keine Übereinstimmung angibt und es als anormal diagnostiziert wird, wird der Bitwert D1_UB, der das Loopback-Ergebnis ist, mit dem Bitwert der normalen DO-Daten verglichen, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind, und ein Bit, das sich von den normalen DO-Daten unterscheidet, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind, kann als eine Fehlerteil spezifiziert werden. Daher ist es möglich, das Fehlerteil eindeutig zu spezifizieren. Darüber hinaus kann für den Fall, dass es als anormal diagnostiziert wird, da das Positiv/Negativ-Vorzeichen-Bit und das Abweichungsbetrags-Bit nicht innerhalb des zulässigen Bereichs liegen, jedes einzelne von N-Bit-Signalen, die in die D/A-Wandlungseinheit 241 eingegeben werden, als ein Fehlerteil spezifiziert werden. Das Fehlerdiagnoseergebnis kann das Loopback-Ergebnis einschließlich der Informationen über das Fehlerteil, wie oben beschrieben, oder das Fehlerteil umfassen.Note that the output match determination bit indicates that the outputs match if the loopback result is correct, and indicates that the outputs do not match if the loopback result is incorrect. In the event that the output match determination mung bit indicates no match and it is diagnosed as abnormal, the bit value D1 _UB which is the loopback result is compared with the bit value of the normal DO data stored in the external signal control unit 21 and one bit , which is different from the normal DO data stored in the external signal control unit 21, can be specified as an error part. Therefore, it is possible to uniquely specify the error part. In addition, in the event that it is diagnosed as abnormal, since the positive/negative sign bit and the deviation amount bit are not within the allowable range, each one of N-bit signals input to the D/A -conversion unit 241 can be specified as an error part. The error diagnosis result may include the loopback result including the information about the error part as described above or the error part.

Als Nächstes gibt die Steuereinheit 21 für externe Signale das durch die Fehlerdiagnoseeinheit 211 erzeugte Fehlerdiagnoseergebnis an die numerische Steuerungsvorrichtung 10 aus (Schritt S20). Danach bestimmt die numerische Steuerungsvorrichtung 10 anhand des eingegebenen Fehlerdiagnoseergebnisses, ob die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 anormal ist oder nicht (Schritt S21). Für den Fall, dass die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 anormal ist (Ja in Schritt S21), benachrichtigt die numerische Steuerungsvorrichtung 10 den Maschinenbediener über einen Anomaliezustand mit gegebenen Mitteln (Schritt S22). Es ist zu beachten, dass es selbst für den Fall, dass die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 normal ist, möglich ist, auf den Inhalt des Fehlerdiagnoseergebnisses durch eine Operation des Maschinenbedieners zurückzugreifen und den Verschlechterungszustand der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung zu überprüfen. Danach oder für den Fall, dass die Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 nicht anormal ist (NEIN in Schritt S21), endet das Fehlerdiagnoseverfahren.Next, the external signal control unit 21 outputs the failure diagnosis result generated by the failure diagnosis unit 211 to the numerical control device 10 (step S20). After that, the numerical control device 10 determines whether or not the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 is abnormal based on the inputted failure diagnosis result (step S21). In the event that the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 is abnormal (Yes in step S21), the numerical control device 10 notifies the machine operator of an abnormal state with given means (step S22). Note that even if the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 is normal, it is possible to refer to the contents of the fault diagnosis result by an operator's operation and determine the deterioration state of the output unit 22 for to check external signals of the I/O unit 20 or the connecting device. Thereafter, or if the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 is not abnormal (NO in step S21), the failure diagnosis process ends.

Es ist zu beachten, dass für den Fall, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die D/A-Wandlungseinheit 241 umfasst, es notwendig ist zu identifizieren, ob die Variation analoger Werte durch Alterung oder Rauschen verursacht wird. 6 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein weiteres Beispiel für den Fall zeigt, dass die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale der E/A-Einheit gemäß der ersten Ausführungsform den Kettenwiderstand umfasst. In 6 umfasst die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale eine Rauschentfernungseinheit 244 in einer der D/A-Wandlungseinheit 241 nachfolgenden Stufe. Die Rauschentfernungseinheit 244 entfernt Rauschen, so dass es möglich ist, eine durch Rauschen verursachte Verschlechterung der Diagnosegenauigkeit zu verhindern. Zum Beispiel umfasst die Rauschentfernungseinheit 244 ein analoges Filter, das mit einem Widerstand und einem Kondensator arbeitet. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 21 für externe Signale ein digitales Filter umfassen.Note that in the case where the external output signal converting unit 24 includes the D/A converting unit 241, it is necessary to identify whether the variation of analog values is caused by aging or noise. 6 12 is a block diagram schematically showing another example in the case that the external output signal conversion unit of the I/O unit according to the first embodiment includes the ladder resistor. In 6 the external output signal converting unit 24 includes a noise removing unit 244 at a subsequent stage of the D/A converting unit 241 . The noise removal unit 244 removes noise, so that it is possible to prevent the diagnosis accuracy from deteriorating due to noise. For example, the noise removal unit 244 includes an analog filter that uses a resistor and a capacitor. In addition, the external signal control unit 21 may include a digital filter.

In der ersten Ausführungsform umfasst die E/A-Einheit 20 die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale, welche die mehreren externen Ausgabesignale, die von den Ausgabeleitungen 221 der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale abgezweigt werden, in Signale umwandelt, deren Anzahl geringer ist als die der externen Ausgabesignale, und welche die Signale an die Steuereinheit 21 für externe Signale zurücksendet. Infolge dessen kann die Anzahl von Drähten, die zum Zurücksenden der Signale verwendet werden, im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden, und es kann eine Einsparung von Drähten erreicht werden. Das heißt, es wird die Wirkung erhalten, dass die Anzahl von Kurzschlussschleifen, die für die Selbstdiagnose einschließlich der Anomaliedetektion benötigt werden, im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann.In the first embodiment, the I/O unit 20 includes the external output signal converting unit 24 that converts the plurality of external output signals branched from the output lines 221 of the external signal output unit 22 into signals fewer in number than the external output signals, and which returns the signals to the external signal control unit 21 . As a result, the number of wires used to return the signals can be reduced compared to the prior art, and wire saving can be achieved. That is, there is obtained the effect that the number of short-circuit loops required for the self-diagnosis including the abnormality detection can be reduced compared to the prior art.

Darüber hinaus ist es im Stand der Technik für den Fall, dass eine Selbstdiagnose einschließlich der Anomaliedetektion durchgeführt wird, notwendig, einen Betriebsmodus von einem Normalbetrieb zu einem Selbstdiagnosebetrieb umzuschalten, um für die Diagnose eine Kurzschlussschleife unter Verwendung eines Signals für die Diagnose zu bilden. Daher ist es während des Selbstdiagnosebetriebes nicht möglich, den Normalbetrieb, wie zum Beispiel die Eingabe und Ausgabe der externen Signale, durchzuführen. Da die Werkzeugmaschine während des Selbstdiagnosevorgangs keine maschinelle Bearbeitung durchführen kann, steht die Produktion vorübergehend still. Im Gegensatz dazu wird bei der ersten Ausführungsform die Fehlerdiagnose unter Verwendung mehrerer externer Ausgabesignale durchgeführt, die erhalten werden, indem veranlasst wird, dass die normalen DO-Signale, welche die externen Signale sind, die von der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 zum Zeitpunkt des Normalbetriebes ausgegeben werden, von den Ausgabeleitungen 221 der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale abgezweigt werden. Daher ist es nicht notwendig, den Betrieb zum normalen Zeitpunkt und zum Zeitpunkt der Diagnose umzuschalten, und somit können die Zustände der E/A-Einheit 20 und der Verbindungsvorrichtung ständig überwacht werden.In addition, in the prior art, when self-diagnosis including abnormality detection is performed, it is necessary to switch an operation mode from a normal operation to a self-diagnosis operation to form a short-circuit loop for diagnosis using a signal for diagnosis. Therefore, during the self-diagnostic operation, it is not possible to perform the normal operation such as inputting and outputting the external signals. Since the machine tool cannot perform machining during the self-diagnosis process, production is temporarily halted. In contrast, in the first embodiment, the failure diagnosis is performed using a plurality of external output signals obtained by causing the normal DO signals, which are the external signals output from the numerical control device 10 at the time of normal operation, to be output , are branched off from the output lines 221 of the external signal output unit 22 . Therefore, it is not necessary to switch the operation at the normal time and the time of diagnosis, and thus the states of the I/O unit 20 and the connection device can be constantly monitored.

Die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale führt eine Wandlung in einen eindeutigen analogen Spannungswert gemäß dem Ein/Aus-Muster der mehreren externen Ausgabesignale durch. Darüber hinaus vergleicht die Fehlerdiagnoseeinheit 211 das durch A/D-Wandlung des analogen Spannungswertes erhaltene Loopback-Ergebnis mit dem Bitwert der normalen DO-Daten, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo nur bestimmt werden kann, ob es ein Fehlerteil gibt oder nicht, ist es daher möglich, ein Fehlerteil zu spezifizieren. Darüber hinaus ist es durch Bestimmen der Abweichung des digitalen Eingabewertes, wie zum Beispiel der Spannung, vom Standardwert für den Fall, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die D/A-Wandlungseinheit 241 umfasst, möglich, den Verschlechterungszustand zu erkennen und einen Ausfall der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung vorherzusagen.The external output signal converting unit 24 converts into a unique analog voltage value according to the on/off pattern of the plurality of external output signals. In addition, the failure diagnosis unit 211 compares the loopback result obtained by A/D converting the analog voltage value with the bit value of the normal DO data stored in the external signal control unit 21 . Therefore, unlike the prior art where it can only be determined whether or not there is a defective part, it is possible to specify a defective part. In addition, by determining the deviation of the digital input value such as the voltage from the standard value in the case that the external output signal conversion unit 24 includes the D/A conversion unit 241, it is possible to detect the deterioration state and failure of the Predict external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device.

Zweite Ausführungsform.Second embodiment.

In der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die D/A-Wandlungseinheit 241 umfasst und das diagnostische AI-Signal ausgibt. In einer zweiten Ausführungsform wird der Fall beschrieben, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale ein digitales Diagnosesignal ausgibt.In the first embodiment, the case where the external output signal converting unit 24 includes the D/A converting unit 241 and outputs the diagnostic AI signal has been described. In a second embodiment, the case where the external output signal converting unit 24 outputs a digital diagnosis signal will be described.

7 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für eine Ausgestaltung einer E/A-Einheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale umfasst zusätzlich eine Pulsweitenausgabeeinheit 245. Die Pulsweitenausgabeeinheit 245 ist mit einer der D/A-Wandlungseinheit 241 nachfolgenden Stufe verbunden, führt eine Spannungs-Frequenz-Wandlung durch und gibt ein digitales Diagnosesignal aus. Das digitale Diagnosesignal wird als ein diagnostisches DI-Signal bezeichnet. Die Steuereinheit 21 für externe Signale führt eine Fehlerdiagnose unter Verwendung des durch Wandlung erhaltenen diagnostischen DI-Signals durch. Es ist zu beachten, dass die gleiche Komponente wie in der ersten Ausführungsform mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet wird, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. 7 14 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of an I/O unit according to the second embodiment. The conversion unit 24 for external output signals additionally includes a pulse width output unit 245. The pulse width output unit 245 is connected to a stage subsequent to the D/A conversion unit 241, performs voltage-frequency conversion and outputs a digital diagnosis signal. The digital diagnostic signal is referred to as a diagnostic DI signal. The external signal control unit 21 performs trouble diagnosis using the diagnostic DI signal obtained by conversion. It should be noted that the same component as in the first embodiment is denoted by the same reference numeral and its description is omitted.

Die Pulsweitenausgabeeinheit 245 wird durch eine Kombination aus einem integrierten Zeitnehmerschaltkreis (IC) und einem Komparator oder einem Spannungs-Frequenz (V-F)-Wandler realisiert. Solange die Anzahl der diagnostischen DI-Signale geringer ist als die Anzahl normaler DO-Signale, kann - wie im Fall der ersten Ausführungsform - die Anzahl von Komponenten, wie zum Beispiel der V-F-Wandler, jede beliebige Anzahl von eins oder mehr sein.The pulse width output unit 245 is realized by a combination of a timer integrated circuit (IC) and a comparator or a voltage-to-frequency (V-F) converter. As is the case with the first embodiment, as long as the number of diagnostic DI signals is less than the number of normal DO signals, the number of components such as the V-F converter can be any number of one or more.

Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 der Steuereinheit 21 für externe Signale führt eine Fehlerdiagnose der E/A-Einheit 20 unter Verwendung des diagnostischen DI-Signals durch, das von der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale eingegeben wird. Die Pulsweitenausgabeeinheit 245 gibt eine eindeutige Pulsweite t_pls gemäß einem eingegebenen analogen Wert aus. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, wird der analoge Spannungswert gemäß dem Ein/Aus-Muster der normalen DO-Signale eindeutig umgewandelt. Daher ist auch die Pulsweite ein eindeutiger Wert gemäß dem Ein/Aus-Muster. Daher wird bei der zweiten Ausführungsform eine Fehlerdiagnose anhand des Wertes dieser Pulsweite durchgeführt. Durch Einstellen des Wertes der für jedes Muster erhaltenen Pulsweite als einen Standardwert t_{pls_typ} ist es möglich, eine Fehlerdiagnose durchzuführen und den Verschlechterungszustand wie in der ersten Ausführungsform zu erkennen.The fault diagnosis unit 211 of the external signal control unit 21 performs fault diagnosis of the I/O unit 20 using the diagnostic DI signal input from the external output signal conversion unit 24 . The pulse width output unit 245 outputs a unique pulse width t _pls according to an input analog value. As described in the first embodiment, the analog voltage value is uniquely converted according to the on/off pattern of the normal DO signals. Therefore, the pulse width is also a unique value according to the on/off pattern. Therefore, in the second embodiment, a fault diagnosis is performed based on the value of this pulse width. By setting the value of the pulse width obtained for each pattern as a standard value t _{pls_typ} , it is possible to perform failure diagnosis and recognize the state of deterioration as in the first embodiment.

8 ist ein Diagramm, das einen Überblick über die Fehlerdiagnose in der E/A-Einheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Hier wird der Fall beschrieben, dass die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale in der Ausgestaltung in 7 normale DO-Signale mit vier Ausgaben in ein diagnostisches DI-Signal umwandelt. Wenn eine Frequenz, die zum Zeitpunkt der Eingabe der D/A-gewandelten analogen Spannung V_A umgewandelt wird, als f_pls angenommen wird, so wird die Pulsweite t_pls, die gemäß dem Ein/Aus-Muster der normalen DO-Signale erhalten wird, durch die folgende Formel (2) ausgedrückt. $t_{pls} = 1 / f_{pls}$

8th FIG. 14 is a diagram showing an outline of fault diagnosis in the I/O unit according to the second embodiment. Here, the case where the external output signal conversion unit 24 in the embodiment in FIG 7 converts normal four-output DO signals into a diagnostic DI signal. When a frequency converted at the time of inputting the D/A converted analog voltage V _A is assumed to be f _pls , the pulse width becomes t _pls obtained according to the on/off pattern of the normal DO signals , expressed by the following formula (2).

t_{pls} = 1 / f_{pls}

In der zweiten Ausführungsform, wenn ein Standardwert einer Frequenz, die für jedes Ein/Aus-Muster Spannungs-Frequenz-gewandelt wird, als f_{pls_xxxx} angenommen wird (wobei xxxx eine Binärzahl von „0000“ bis „1111“ ist), wird der Standardwert t_{pls_typ} der Pulsweite für jedes Ein/Aus-Muster durch die folgende Formel (3) ausgedrückt. $t_{pls_typ} = 1 / f_{pls_xxxx}$

In the second embodiment, when a default value of a frequency that is voltage-frequency converted for each on/off pattern is assumed to be f _{pls_xxxx} (where xxxx is a binary number from "0000" to "1111"), the default value becomes t _{pls_typ} of the pulse width for each on/off pattern is expressed by the following formula (3).

t_{pls_type} = 1 / f_{pls_xxxx}

Wie in einem Fall von 4, diagnostiziert die Fehlerdiagnoseeinheit 211 dann für den Fall, dass eine Abweichung der Pulsweite t_pls, die gemäß dem Ein/Aus-Muster der normalen DO-Signale von dem Standardwert t_{pls_typ} erhalten wird, mindestens ± 27 % beträgt, dass sich die E/A-Einheit 20 in einem Anomaliezustand befindet.As in a case of 4 , in the event that a deviation of the pulse width t _pls , which is obtained according to the on/off pattern of the normal DO signals from the standard value t _{pls_typ} , is at least ±27%, the fault diagnosis unit 211 then diagnoses that the E/ A unit 20 is in an abnormal state.

Ein Wert der Pulsweite t_pls des diagnostischen DI-Signals, das in die Steuereinheit 21 für externe Signale eingegeben wird, wird durch Zählen der Anzahl von Takten während der Pulseingabe berechnet. Für den Fall, dass eine Taktfrequenz f_CLK ist und die Anzahl von Takten N_pls ist, wird die Pulsweite t_pls des diagnostischen DI-Signals durch die folgende Formel (4) ausgedrückt. $t_{pls} = N_{pls} \times (1 / f_{CLK})$

A value of the pulse width t _pls of the diagnostic DI signal input to the external signal control unit 21 is calculated by counting the number of clocks during the pulse input. In the case that a clock frequency f is _CLK and the number of clocks is N _pls , the pulse width t _pls of the diagnostic DI signal is expressed by the following formula (4).

t_{pls} = N_{pls} \times (1 / f_{CLK})

Das heißt, je höher die Taktfrequenz f_CLK ist, desto detaillierter kann der Wert der Pulsweite t_pls berechnet werden. Wenn ein Standardwert der Anzahl von Takten, die für jedes Ein/Aus-Muster erhalten werden, als N_{pls_typ} eingestellt wird, so wird der Standardwert t_{pls_typ} der Pulsweite für jedes Ein/Aus-Muster durch die folgende Formel (5) ausgedrückt. $t_{pls_typ} = N_{pls_typ} \times (1 / f_{CLK})$

This means that the higher the clock frequency f _CLK , the more detailed the value of the pulse width t _pls can be calculated. When a default value of the number of clocks obtained for each on/off pattern is set as N _{pls_typ} , the default value t _{pls_typ} of the pulse width for each on/off pattern is expressed by the following formula (5).

t_{pls_type} = N_{pls_type} \times (1 / f_{CLK})

9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf eines Fehlerdiagnoseverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Zuerst wandelt die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die eingegebenen normalen DO-Signale durch die D/A-Wandlungseinheit 241 in ein analoges Signal um und wandelt das analoge Signal durch die Pulsweitenausgabeeinheit 245 in ein diagnostisches DI-Signal um (Schritt S31). 9 14 is a flowchart showing an example of a procedure of a failure diagnosis method according to the second embodiment. First, the external output signal converting unit 24 converts the input normal DO signals into an analog signal through the D/A converting unit 241, and converts the analog signal into a diagnostic DI signal through the pulse width output unit 245 (step S31).

Als Nächstes gibt die Pulsweitenausgabeeinheit 245 das erzeugte diagnostischen DI-Signal an die Steuereinheit 21 für externe Signale aus (Schritt S32).Next, the pulse width output unit 245 outputs the generated diagnostic DI signal to the external signal control unit 21 (step S32).

Danach wandelt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 eine Pulsweite des diagnostischen DI-Signals in Loopback-Informationen der normalen DO-Signale um (Schritt S33). Die Pulsweite des diagnostischen DI-Signals, das von der Pulsweitenausgabeeinheit 245 ausgegeben wird, wird gemäß dem Ein/Aus-Muster der normalen DO-Signale eindeutig bestimmt. Daher kann die Pulsweite in das Loopback-Ergebnis der normalen DO-Signale umgewandelt werden. Die Ausgabeinformationen der normalen DO-Signale werden so umgewandelt, dass sie (N+n)-Bit-Daten umfassen, wobei die oberen N Bits das Loopback-Ergebnis der normalen DO-Signale sind, die von der Steuereinheit 21 für externe Signale ausgegeben werden, und die unteren n Bits den Verschlechterungszustand darstellen. Hier sind die Loopback-Informationen ein digitales Signal, welches das Loopback-Ergebnis und den Verschlechterungszustand umfasst. Es ist zu beachten, dass, wie in der ersten Ausführungsform, bezüglich N und n ein Sollwert, der im Voraus durch die numerische Steuerungsvorrichtung 10 bestimmt wurde, übertragen wird.Thereafter, the failure diagnosis unit 211 converts a pulse width of the diagnostic DI signal into loopback information of the normal DO signals (step S33). The pulse width of the diagnostic DI signal output from the pulse width output unit 245 is uniquely determined according to the on/off pattern of the normal DO signals. Therefore, the pulse width can be converted into the loopback result of the normal DO signals. The output information of the normal DO signals is converted to include (N+n)-bit data in which the upper N bits are the loopback result of the normal DO signals output from the external signal control unit 21 , and the lower n bits represent the state of degradation. Here, the loopback information is a digital signal that includes the loopback result and the state of degradation. Note that, as in the first embodiment, with respect to N and n, a target value determined in advance by the numerical control device 10 is transmitted.

Als Nächstes beginnt die Fehlerdiagnoseeinheit 211 unter Verwendung der aus der Pulsweite umgewandelten Loopback-Informationen der normalen DO-Signale mit der Fehlerdiagnose (Schritt S34). In den Loopback-Informationen der normalen DO-Signale wird, wenn die Pulsweite t_pls ist, ein Bitwert der oberen N Bits als D2_UB eingestellt und ein Bitwert der unteren n Bits wird als D2_LB eingestellt, und in den Ausgabeinformationen der normalen DO-Signale wird, wenn der Standardwert der Pulsweite, der für jedes Muster erhalten wird, t_{pls_typ} ist, ein Bitwert der oberen N Bits als D2_{UB_typ} eingestellt und ein Bitwert der unteren n Bits wird als D2_{LB_typ} eingestellt. Die Pulsweite t_pls und der Bitwert (D2_UB, D2_LB) werden so zugeordnet, dass eine Auflösung von 2^(N+n) erhalten wird. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 vergleicht den Bitwert (D2_UB, D2_LB), welcher der Pulsweite t_pls des diagnostischen DI-Signals zugeordnet ist, mit dem Bitwert (D2_{UB_typ}, D2_{LB_typ}), der dem Standardwert t_{pls_typ} der Pulsweite zugeordnet ist, die für jedes Ein/Aus-Muster erhalten wird.Next, the fault diagnosis unit 211 starts fault diagnosis using the pulse width converted loopback information of the normal DO signals (step S34). In the loopback information of the normal DO signals, when the pulse width is t _pls , a bit value of upper N bits is set as D2 _UB and a bit value of lower n bits is set as D2 _LB , and in the output information of the normal DO signals, when the standard value of the pulse width obtained for each pattern is t _{pls_typ} , a bit value of the upper N bits is set as D2 _{UB_typ} and a bit value of the lower n bits is set as D2 _{LB_typ} . The pulse width t _pls and the bit value (D2 _UB , D2 _LB ) are assigned such that a resolution of 2 ^(N+n) is obtained. The error diagnosis unit 211 compares the bit value (D2 _UB , D2 _LB ), which is assigned to the pulse width t _pls of the diagnostic DI signal, with the bit value (D2 _{UB_typ} , D2 _{LB_typ} ), which is assigned to the standard value t _{pls_typ} of the pulse width, which is assigned for each on/off pattern is obtained.

Danach bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211, ob das Loopback-Ergebnis korrekt ist oder nicht (Schritt S35). Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 vergleicht den Bitwert D_UB, der das Loopback-Ergebnis ist, und den Bitwert der normalen DO-Daten, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind. Es ist zu beachten, dass der Bitwert der normalen DO-Daten, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind, Informationen sind, die von der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 ausgegeben werden.Thereafter, the failure diagnosis unit 211 determines whether the loopback result is correct or not (step S35). The failure diagnosis unit 211 compares the bit value D _UB which is the loopback result and the bit value of the normal DO data stored in the external signal control unit 21 . Note that the bit value of the normal DO data stored in the external signal control unit 21 is information output from the numerical control device 10 .

Für den Fall, dass das Loopback-Ergebnis korrekt ist (JA in Schritt S35), bestimmt die Fehlerdiagnoseeinheit 211, ob ein Verschlechterungsgrad innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt oder nicht (Schritt S36). Der Verschlechterungsgrad ist ein Ergebnis, das erhalten wird, indem das n-Bit D2_LB, das den Verschlechterungszustand anzeigt, durch den Standardwert D2_{LB_typ} des Verschlechterungszustands, der dem Standardwert der Pulsweite zugeordnet ist, dividiert wird, vom Divisionsergebnis eins subtrahiert wird, und das Ergebnis der Subtraktion mit 100 multipliziert wird, das heißt dem Prozentsatz einer Abweichung vom Standardwert. Dieser Verschlechterungsgrad kann eine positive Zahl oder eine negative Zahl sein. In einem Beispiel wird der Verschlechterungsgrad durch ein einzelnes Bit, das ein positives oder negatives Vorzeichen angibt, und einen numerischen 7-Bit-Wert dargestellt. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 bestimmt, ob der berechnete Verschlechterungsgrad innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt oder nicht. In einem Beispiel ist der zulässige Bereich auf ± 27 % eingestellt.In the event that the loopback result is correct (YES in step S35), the failure diagnosis unit 211 determines whether or not a degree of deterioration is within an allowable range (step S36). The degree of degradation is a result obtained by dividing the n-bit D2 _LB indicating the state of deterioration by the standard value D2 _{LB_typ} of the state of deterioration associated with the standard value of the pulse width, subtracting one from the result of the division, and that result of the subtraction is multiplied by 100, i.e. the percentage of deviation from the standard value. This degree of degradation can be a positive number or a negative number. In one example, the degree of degradation is represented by a single bit indicating a positive or negative sign and a 7-bit numeric value. The failure diagnosis unit 211 determines whether or not the calculated degree of deterioration is within an allowable range. In one example, the allowable range is set to ±27%.

Danach (von Schritt S37 bis Schritt S42) wird eine ähnliche Verarbeitung wie die Verarbeitung im und nach dem Schritt S17 in dem Flussdiagramm von 5 der ersten Ausführungsform ausgeführt; daher wird auf ihre Beschreibung verzichtet.Thereafter (from step S37 to step S42), similar processing to the processing at and after step S17 in the flowchart of FIG 5 of the first embodiment; therefore, their description is omitted.

Es ist zu beachten, dass in der vorstehenden Beschreibung der Fall beschrieben wurde, dass die Pulsweitenausgabeeinheit 245 in der Stufe angeordnet ist, welche der D/A-Wandlungseinheit 241 anschließt. In der der D/A-Wandlungseinheit 241 anschließenden Stufe kann jedoch die Rauschentfernungseinheit 244 angeordnet sein, wie in 6 gezeigt, und die Pulsweitenausgabeeinheit 245 kann in der der Rauschentfernungseinheit 244 anschließenden Stufe angeordnet sein.It should be noted that in the above description, the case where the pulse width output unit 245 is arranged in the stage which follows the D/A conversion unit 241 has been described. However, in the subsequent stage of the D/A conversion unit 241, the noise removing unit 244 may be arranged as shown in FIG 6 1, and the pulse width output unit 245 may be arranged in the subsequent stage of the noise removing unit 244.

In der zweiten Ausführungsform ist in der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale die Pulsweitenausgabeeinheit 245, die eine eindeutige Pulsweite gemäß dem eingegebenen analogen Wert ausgibt, in der Stufe angeordnet, welche an die D/A-Wandlungseinheit 241 oder die Rauschentfernungseinheit 244 anschließt. Dadurch ist es möglich, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Fehlers und den Verschlechterungszustand der E/A-Einheit 20 und der Verbindungsvorrichtung gemäß der Pulsweite zu diagnostizieren.In the second embodiment, in the external output signal converting unit 24, the pulse width output unit 245 that outputs a unique pulse width according to the inputted analog value is arranged in the stage subsequent to the D/A converting unit 241 or the noise remover unit 244. Thereby, it is possible to diagnose the presence or absence of an error and the deteriorated state of the I/O unit 20 and the connection device according to the pulse width.

Dritte Ausführungsform.Third embodiment.

In der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, dass die Fehlerdiagnoseeinheit 211, die das Fehlerdiagnoseergebnis berechnet, in der E/A-Einheit 20 enthalten ist. In einer dritten Ausführungsform wird der Fall beschrieben, dass die Fehlerdiagnoseeinheit 211 in der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 enthalten ist. In diesem Fall überträgt die E/A-Einheit 20 Informationen bezüglich eines Diagnosesignals, das durch Wandlung durch die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale erhalten wurde, an die numerische Steuerungsvorrichtung 10. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 erzeugt unter Verwendung des empfangenen Diagnosesignals ein Fehlerdiagnoseergebnis. Es ist zu beachten, dass die zuvor festgelegte Anzahl von Signalen N in der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 eingestellt wird. Die numerische Steuerungsvorrichtung 10 bezieht sich nach Bedarf auf einen zuvor festgelegten Sollwert und überträgt den Sollwert an die E/A-Einheit 20.In the first and second embodiments, the case that the failure diagnosis unit 211 that calculates the failure diagnosis result is included in the I/O unit 20 has been described. In a third embodiment, the case where the failure diagnosis unit 211 is included in the numerical control device 10 will be described. In this case, the I/O unit 20 transmits information related to a diagnosis signal obtained by conversion by the external output signal conversion unit 24 to the numerical control device 10. The failure diagnosis unit 211 of the numerical control device 10 generates a failure diagnosis result using the received diagnosis signal . Note that the predetermined number of signals N is set in the numerical control device 10 . The numerical control device 10 refers to a preset target value as needed and transmits the target value to the I/O unit 20.

Für den Fall, dass das Diagnosesignal, das durch Wandlung durch die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale erhalten wird, ein diagnostisches AI-Signal ist, müssen Informationen zwischen der Steuereinheit 21 für externe Signale und der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 mit digitalen Signalen übertragen werden. Daher unterzieht die Steuereinheit 21 für externe Signale das diagnostische AI-Signal einer A/D-Wandlung und überträgt das A/D-gewandelte digitale Signal an die numerische Steuerungsvorrichtung 10. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, wird in Bezug auf die Bitbreiten N und n der Sollwert von der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 übertragen, und die Steuereinheit 21 für externe Signale A/D unterzieht das diagnostische AI-Signal gemäß dem Sollwert einer A/D-Wandlung. Das durch A/D-Wandlung erhaltene digitale Signal umfasst ein (N+n)-Bit-Signal, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, wobei die oberen N Bits ein Ausgabeergebnis der normalen DO-Signale anzeigen, die von der Steuereinheit 21 für externe Signale ausgegeben werden, das heißt das Loopback-Ergebnis, und die unteren n Bits den Verschlechterungszustand anzeigen. Die spätere Erzeugung des Fehlerdiagnoseergebnisses durch die Fehlerdiagnoseeinheit 211 der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 und das später beschriebene Fehlerdiagnoseverfahren ähneln denen der ersten Ausführungsform. In den Schritten S15 und S35 wird für den Fall, dass die E/A-Einheit 20 die Fehlerdiagnoseeinheit 211 umfasst, das Loopback-Ergebnis mit den normalen DO-Daten verglichen, die in der Steuereinheit 21 für externe Signale gespeichert sind; für den Fall jedoch, dass die numerische Steuerungsvorrichtung 10 die Fehlerdiagnoseeinheit 211 umfasst, wird das Loopback-Ergebnis mit den normalen DO-Daten verglichen, die in der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 gespeichert sind, um zu bestimmen, ob das Loopback-Ergebnis korrekt ist oder nicht.In the case where the diagnostic signal obtained by conversion by the external output signal converting unit 24 is a diagnostic AI signal, information needs to be transmitted between the external signal control unit 21 and the numerical control device 10 with digital signals. Therefore, the external signal control unit 21 subjects the diagnostic AI signal to A/D conversion and transmits the A/D converted digital signal to the numerical control device 10. As described in the first embodiment, with respect to the bit widths N and n, the target value is transmitted from the numerical control device 10, and the external signal control unit 21 A/D-converts the diagnostic AI signal according to the target value. The digital signal obtained by A/D conversion comprises an (N+n)-bit signal as described in the first embodiment, in which the upper N bits indicate an output result of the normal DO signals output from the external control unit 21 signals are output, i.e. the loopback result, and the lower n bits indicate the state of degradation. The later generation of the failure diagnosis result by the failure diagnosis unit 211 of the numerical control device 10 and the failure diagnosis method described later are similar to those of the first embodiment. In steps S15 and S35, in the case where the I/O unit 20 includes the fault diagnosis unit 211, the loopback result is compared with the normal DO data stored in the external signal control unit 21; however, in the case where the numerical control device 10 includes the failure diagnosis unit 211, the loopback result is compared with the normal DO data stored in the numerical control device 10 to determine whether the loopback result is correct or not .

Andererseits überträgt die Steuereinheit 21 für externe Signale für den Fall, dass das durch Wandlung durch die Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale erhaltene Signal ein diagnostisches DI-Signal ist, Informationen bezüglich der gezählten Anzahl von Takten an die numerische Steuerungsvorrichtung 10. Nach der Übertragung an die numerische Steuerungsvorrichtung 10, wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben, berechnet die Fehlerdiagnoseeinheit 211 der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 die Pulsweite und erzeugt das Fehlerdiagnoseergebnis und führt eine Fehlerdiagnose auf der Grundlage von Informationen bezüglich der berechneten Pulsweite durch. Zu diesem Zeitpunkt bezieht sich die Fehlerdiagnoseeinheit 211 auf den in der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 gespeicherten Sollwert bezüglich der Bitbreiten N und n und wandelt die Pulsweite in das (N+n)-Bit-Signal gemäß dem Referenzwert um.On the other hand, in the case that the signal obtained by conversion by the external output signal conversion unit 24 is a diagnostic DI signal, the external signal control unit 21 transmits information on the counted number of clocks to the numerical control device 10. After the transmission to the numerical control device 10, as described in the second embodiment, the failure diagnosis unit 211 of the numerical control device 10 calculates the pulse width and generates the failure diagnosis result, and performs failure diagnosis based on information related to the calculated pulse width. At this time, the failure diagnosis unit 211 refers to the target value stored in the numerical control device 10 regarding the N and n bit widths, and converts the pulse width into the (N+n) bit signal according to the reference value.

In der dritten Ausführungsform umfasst die numerische Steuerungsvorrichtung 10 die Fehlerdiagnoseeinheit 211. Da nur die numerische Steuerungsvorrichtung 10 die Fehlerdiagnoseeinheit 211 umfasst, können infolge dessen die Kosten des gesamten Steuerungssystems 1 im Vergleich zu der ersten und der zweiten Ausführungsform reduziert werden.In the third embodiment, the numerical control device 10 includes the failure diagnosis unit 211. As a result, since only the numerical control device 10 includes the failure diagnosis unit 211, the cost of the entire control system 1 can be reduced compared to the first and second embodiments.

Vierte Ausführungsform.Fourth embodiment.

Bei der ersten bis dritten Ausführungsform wird anhand des Verschlechterungszustands der E/A-Einheit 20 bestimmt, ob eine Anomalie vorliegt oder nicht. Solange die Ausgabeübereinstimmungsbestimmung keine Inkonsistenz anzeigt, ist es jedoch nicht möglich, ein Teil, dessen Verschlechterung fortschreitet, eindeutig zu spezifizieren. In einer vierten Ausführungsform wird das Steuerungssystem 1 beschrieben, welches das Teil, dessen Verschlechterung fortschreitet, selbst für den Fall eindeutig bestimmen kann, dass die Ausgabeübereinstimmungsbestimmung keine Inkonsistenz anzeigt.In the first to third embodiments, whether or not there is an abnormality is determined based on the deterioration state of the I/O unit 20 . However, unless the output agreement determination indicates inconsistency, it is not possible to uniquely specify a part whose deterioration is progressing. In a fourth embodiment, the control system 1 that can uniquely determine the part whose deterioration is progressing even in the case where the output agreement determination indicates no inconsistency will be described.

10 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel einer Ausgestaltung eines Steuerungssystems gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Das Steuerungssystem 1 umfasst die numerische Steuerungsvorrichtung 10, die E/A-Einheit 20, welche die in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschriebene Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale umfasst, eine Maschinenlernvorrichtung 30 und eine Inferenzvorrichtung 40. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 kann - wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform - in der E/A-Einheit 20, oder -wie in der dritten Ausführungsform - in der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 angeordnet sein. Die Maschinenlernvorrichtung 30 erzeugt ein erlerntes Modell, das unter Verwendung des externen Ausgabesignals, des Diagnosesignals und des Fehlerdiagnoseergebnisses auf ein Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale oder der Verbindungsvorrichtung schließt. Die Inferenzvorrichtung 40 sagt das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale oder der Verbindungsvorrichtung anhand des externen Ausgabesignals und des Diagnosesignals unter Verwendung des durch die Maschinenlernvorrichtung 30 erzeugten erlernten Modells voraus. Es ist zu beachten, dass in 10 darauf verzichtet wurde, die Eingabeeinheit 23 für externe Signale der E/A-Einheit 20 zu zeigen. 10 14 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of a control system according to the fourth embodiment. The control system 1 includes the numerical control device 10, the I/O unit 20 which includes the external output signal converting unit 24 described in the first or second embodiment, a machine learning device 30 and an inference device 40. The fault diagnosis unit 211 can - as in the first or second embodiment - in the I/O unit 20, or - as in the third embodiment - in the numerical control device 10. The machine learning device 30 generates a learned model inferring a failure part of the external signal output unit 22 or the connection device using the external output signal, the diagnosis signal, and the failure diagnosis result. The inference device 40 predicts the error part of the external signal output unit 22 or the connection device from the external output signal and the diagnosis signal using the learned model generated by the machine learning device 30 . It should be noted that in 10 the external signal input unit 23 of the I/O unit 20 has been omitted from being shown.

Die Maschinenlernvorrichtung 30 umfasst eine Datenerfassungseinheit 31, die eine erste Datenerfassungseinheit ist, eine Modellerzeugungseinheit 32 und eine Speichereinheit 33 für erlernte Modelle.The machine learning device 30 includes a data acquisition unit 31 which is a first data acquisition unit, a model generation unit 32 and a learned model storage unit 33 .

Die Datenerfassungseinheit 31 erfasst die normalen DO-Signale, welche die externen Ausgabesignale sind, das Diagnosesignal oder ein Signal, das durch Wandlung dieses Signals in die Loopback-Informationen erhalten wird, und das Fehlerdiagnoseergebnis als Trainingsdaten. Das in die Loopback-Informationen umgewandelte Signal wird im Folgenden als ein Loopback-Informationswandlungssignal bezeichnet.The data acquisition unit 31 acquires the normal DO signals, which are the external output signals, the diagnosis signal or a signal obtained by converting this signal into the loopback information, and the failure diagnosis result as training data. The signal converted into the loopback information is hereinafter referred to as a loopback information conversion signal.

Die Modellerzeugungseinheit 32 erlernt ein Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung gemäß den Trainingsdaten, die auf der Grundlage einer Kombination der normalen DO-Signale, des Diagnosesignals oder des Loopback-Informationswandlungssignals, das ein erstes Loopback-Informationswandlungssignal ist, und des Fehlerdiagnoseergebnisses, das von der Datenerfassungseinheit 31 ausgegeben wird, erzeugt werden. Das heißt, es wird das erlernte Modell erzeugt, welches das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung aus den normalen DO-Signalen der E/A-Einheit 20, dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal und dem Fehlerdiagnoseergebnis schlussfolgert. Hier sind die Trainingsdaten Daten, in denen die normalen DO-Signale, das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal und das Fehlerdiagnoseergebnis miteinander verknüpft sind.The model generation unit 32 learns an error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device according to the training data obtained on the basis of a combination of the normal DO signals, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal having a first loopback - information conversion signal, and the error diagnosis result output from the data acquisition unit 31 are generated. That is, the learned model is generated which recognizes the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device from the normal DO signal of the I/O unit 20, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal and concludes the fault diagnosis result. Here, the training data is data in which the normal DO signal, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal, and the failure diagnosis result are linked.

Als ein Lernalgorithmus, der durch die Modellerzeugungseinheit 32 verwendet wird, können bekannte Algorithmen wie zum Beispiel überwachtes Lernen, nicht-überwachtes Lernen oder verstärkendes Lernen verwendet werden. Als ein Beispiel wird der Fall beschrieben, dass ein neuronales Netz verwendet wird. Die Modellerzeugungseinheit 32 erlernt das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung zum Beispiel gemäß einem Neuronennetzmodell durch sogenanntes überwachtes Lernen. Überwachtes Lernen bezieht sich hier auf ein Verfahren, bei dem Datensätze von Eingaben und Kennzeichnungen, die Ergebnisse sind, an die Maschinenlernvorrichtung 30 übermittelt werden, um Merkmale in diesen Trainingsdaten zu erlernen und ein Ergebnis anhand der Eingabe zu schlussfolgern.As a learning algorithm used by the model generating unit 32, known algorithms such as supervised learning, unsupervised learning, or reinforcement learning can be used. As an example, the case where a neural network is used will be described. The Model generation unit 32 learns the error part of external signal output unit 22 of I/O unit 20 or connection device according to, for example, a neural network model by so-called supervised learning. Here, supervised learning refers to a method in which sets of inputs and labels, which are results, are sent to the machine learning device 30 to learn features in that training data and infer a result from the input.

11 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel des neuronalen Netzes zeigt, das in der vierten Ausführungsform verwendet wird. Ein neuronales Netz 300 umfasst eine Eingabeschicht 310 mit mehreren Neuronen X1, X2 und X3, eine Zwischenschicht 320 mit mehreren Neuronen Y1 und Y2 und eine Ausgabeschicht 330 mit mehreren Neuronen Z1, Z2 und Z3. Die Zwischenschicht 320 wird auch als eine verborgene Schicht bezeichnet und umfasst eine einzelne Schicht oder zwei oder mehr Schichten. In 11 ist der Fall gezeigt, dass die Zwischenschicht 320 eine einzelne Schicht umfasst. 11 Fig. 12 is a diagram schematically showing an example of the neural network used in the fourth embodiment. A neural network 300 comprises an input layer 310 with several neurons X1, X2 and X3, an intermediate layer 320 with several neurons Y1 and Y2 and an output layer 330 with several neurons Z1, Z2 and Z3. The intermediate layer 320 is also referred to as a hidden layer and includes a single layer or two or more layers. In 11 the case is shown where the intermediate layer 320 comprises a single layer.

Zum Beispiel wird für den Fall des dreischichtigen neuronalen Netzes 300, wie in 11 gezeigt, ein Ausgabewert jedes der Neuronen X1, X2 und X3 der Eingabeschicht 310 mit einem Gewichtungskoeffizienten W 1 multipliziert, und eine lineare Kombination eines Ergebnisses der Multiplikation wird in jedes der Neuronen Y1 und Y2 der Zwischenschicht 320 eingegeben. Ein Ausgabewert jedes der Neuronen Y1 und Y2 der Zwischenschicht 320 wird mit einem Gewichtungskoeffizienten W2 multipliziert, und eine lineare Kombination eines durch Multiplikation erhaltenen Ergebnisses wird in jedes der Neuronen Z1, Z2 und Z3 der Ausgabeschicht 330 eingegeben. In dem Beispiel in 11 umfasst der Gewichtungskoeffizient W1, mit dem der Ausgabewert der Eingabeschicht 310 zu multiplizieren ist, w 11 bis w16, und der Gewichtungskoeffizient W2, mit dem der Ausgabewert der Zwischenschicht 320 zu multiplizieren ist, umfasst w21 bis w26. Ein von der Ausgabeschicht 330 ausgegebenes Ausgabeergebnis ändert sich gemäß den Werten der Gewichtungskoeffizienten W1 und W2.For example, in the case of the three-layer neural network 300 as shown in FIG 11 1, an output value of each of the neurons X1, X2 and X3 of the input layer 310 is multiplied by a weight coefficient W 1 and a linear combination of a result of the multiplication is input to each of the neurons Y1 and Y2 of the intermediate layer 320. An output value of each of the neurons Y1 and Y2 of the intermediate layer 320 is multiplied by a weight coefficient W2, and a linear combination of a result obtained by multiplication is input to each of the neurons Z1, Z2 and Z3 of the output layer 330. In the example in 11 the weight coefficient W1 by which the output value of the input layer 310 is to be multiplied comprises w11 to w16, and the weight coefficient W2 by which the output value of the intermediate layer 320 is to be multiplied comprises w21 to w26. An output result output from the output layer 330 changes according to the values of the weighting coefficients W1 and W2.

In der vierten Ausführungsform erlernt das neuronale Netz 300 das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung durch sogenanntes überwachtes Lernen gemäß den Trainingsdaten, die auf der Grundlage der Kombination der normalen DO-Signale, des Diagnosesignals oder des Loopback-Informationswandlungssignals und des durch die Datenerfassungseinheit 31 erfassten Fehlerdiagnoseergebnisses erstellt wurden.In the fourth embodiment, the neural network 300 learns the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device by so-called supervised learning according to the training data obtained on the basis of the combination of the normal DO signals, the diagnosis signal or of the loopback information conversion signal and the fault diagnosis result acquired by the data acquisition unit 31 have been prepared.

Das heißt, das neuronale Netz 300 führt ein Lernen durch, indem es die Gewichtungskoeffizienten W1 und W2 so einstellt, dass sich das Ergebnis, das von der Ausgabeschicht 330 durch Eingabe der normalen DO-Signale und des Diagnosesignals oder des Loopback-Informationswandlungssignals in die Eingabeschicht 310 ausgegeben wird, dem Fehlerdiagnoseergebnis annähert.That is, the neural network 300 performs learning by adjusting the weighting coefficients W1 and W2 so that the result obtained from the output layer 330 by inputting the normal DO signals and the diagnostic signal or the loopback information conversion signal to the input layer 310 is output approximates the fault diagnosis result.

Die Modellerzeugungseinheit 32 erzeugt das erlernte Modell und gibt es aus, indem sie das oben beschriebene Lernen durchführt.The model creating unit 32 creates and outputs the learned model by performing the learning described above.

Die Speichereinheit 33 für erlernte Modelle speichert das von der Modellerzeugungseinheit 32 ausgegebene erlernte Modell.The learned model storage unit 33 stores the learned model output from the model generation unit 32 .

Die Inferenzvorrichtung 40 umfasst eine Datenerfassungseinheit 41, die eine zweite Datenerfassungseinheit ist, und eine Inferenzeinheit 42.The inference device 40 comprises a data acquisition unit 41, which is a second data acquisition unit, and an inference unit 42.

Die Datenerfassungseinheit 41 erfasst die normalen DO-Signale, die externe Ausgabesignale sind, sowie das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal.The data acquisition unit 41 acquires the normal DO signals, which are external output signals, and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal.

Die Inferenzeinheit 42 schlussfolgert ein Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, das durch Verwendung des erlernten Modells, das in der Speichereinheit 33 der Maschinenlernvorrichtung 30 gespeichert ist, erhalten wird. Das heißt, durch Eingabe der normalen DO-Signale und des Diagnosesignals oder des Loopback-Informationswandlungssignals, die durch die Datenerfassungseinheit 41 erfasst werden, in dieses erlernte Modell ist es möglich, das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung auszugeben, das aus den normalen DO-Signalen und dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal geschlussfolgert wird.The inference unit 42 infers an error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device obtained by using the learned model stored in the storage unit 33 of the machine learning device 30 . That is, by inputting the normal DO signals and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal detected by the data detection unit 41 into this learned model, it is possible to detect the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connecting device, which is inferred from the normal DO signals and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal.

Es ist zu beachten, dass die Maschinenlernvorrichtung 30 verwendet wird, um das Fehlerdiagnoseergebnis der E/A-Einheit 20 zu erlernen, und dass die Inferenzvorrichtung 40 verwendet wird, um das Fehlerteil der E/A-Einheit 20 zu schlussfolgern. Die Maschinenlernvorrichtung 30 und die Inferenzvorrichtung 40 können jedoch Vorrichtungen sein, die sich von der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 und der E/A-Einheit 2 unterscheiden und zum Beispiel über ein Netz mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 verbunden sind. Außerdem können die Maschinenlernvorrichtung 30 und die Inferenzvorrichtung 40 in die numerische Steuerungsvorrichtung 10 oder die E/A-Einheit 20 eingebaut sein. Darüber hinaus können die Maschinenlernvorrichtung 30 und die Inferenzvorrichtung 40 auf einem Cloud-Server existieren.Note that the machine learning device 30 is used to learn the failure diagnosis result of the I/O unit 20 and the inference device 40 is used to infer the failure part of the I/O unit 20 . The machine learning device 30 and the inference device 40 can However, they may be devices other than the numerical control device 10 and the I/O unit 2 and connected to the numerical control device 10 via a network, for example. In addition, the machine learning device 30 and the inference device 40 may be built into the numerical control device 10 or the I/O unit 20 . In addition, the machine learning device 30 and the inference device 40 may exist on a cloud server.

Darüber hinaus wurde in der vierten Ausführungsform beschrieben, dass das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung unter Verwendung des durch die Modellerzeugungseinheit 32 erlernten Modells ausgegeben wird. Es ist jedoch möglich, ein erlerntes Modell von einer externen Vorrichtung wie zum Beispiel einer anderen E/A-Einheit 20 oder einer numerischen Steuerungsvorrichtung 10 abzurufen und ein Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung auf der Grundlage dieses erlernten Modells auszugeben.Moreover, in the fourth embodiment, it has been described that the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device is output using the model learned by the model generation unit 32 . However, it is possible to retrieve a learned model from an external device such as another I/O unit 20 or a numerical control device 10 and an error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device on the based on this learned model.

Als Nächstes wird die Verarbeitung des Lernens durch die Maschinenlernvorrichtung 30 beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf einer Lernverarbeitung einer Maschinenlernvorrichtung in dem Steuerungssystem gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Zuerst erfasst die Datenerfassungseinheit 31 die normalen DO-Signale, die externe Ausgabesignale sind, das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal und das Fehlerdiagnoseergebnis (Schritt S51). Es ist zu beachten, dass angenommen wird, dass die normalen DO-Signale, das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal und das Fehlerdiagnoseergebnis gleichzeitig erfasst werden. Es ist jedoch ausreichend, wenn die normalen DO-Signale, das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal und das Fehlerdiagnoseergebnis in Verknüpfung miteinander eingegeben werden können, und die Daten der normalen DO-Signale, des Diagnosesignals oder des Loopback-Informationswandlungssignals und des Fehlerdiagnoseergebnisses können zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden.Next, processing of learning by the machine learning device 30 will be described. 12 14 is a flowchart showing an example of a flow of learning processing of a machine learning device in the control system according to the fourth embodiment. First, the data acquisition unit 31 acquires the normal DO signals, which are external output signals, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal, and the failure diagnosis result (step S51). It should be noted that it is assumed that the normal DO signals, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal, and the fault diagnosis result are detected at the same time. However, it is sufficient if the normal DO signals, the diagnostic signal or the loopback information conversion signal and the fault diagnosis result can be inputted in association with each other, and the data of the normal DO signal, the diagnostic signal or the loopback information conversion signal and the fault diagnosis result can be input to are recorded at different points in time.

Als Nächstes erlernt die Modellerzeugungseinheit 32 das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale und der Verbindungsvorrichtung durch überwachtes Lernen gemäß den Trainingsdaten, die auf der Grundlage der Kombination der normalen DO-Signale, des Diagnosesignals oder des Loopback-Informationswandlungssignals und des Fehlerdiagnoseergebnisses, das durch die Datenerfassungseinheit 31 erfasst wurde, erstellt wurden, und erzeugt ein erlerntes Modell (Schritt S52).Next, the model generating unit 32 learns the error part of the external signal output unit 22 and the connection device through supervised learning according to the training data obtained on the basis of the combination of the normal DO signal, the diagnostic signal or the loopback information conversion signal and the error diagnosis result obtained by the data acquisition unit 31 is acquired, and creates a learned model (step S52).

Danach speichert die Modellerzeugungseinheit 32 das erzeugte erlernte Modell in der Speichereinheit 33 für erlernte Modelle (Schritt S53), und die Lernverarbeitung endet.Thereafter, the model creation unit 32 stores the created learned model in the learned model storage unit 33 (step S53), and the learning processing ends.

Als Nächstes wird die Verarbeitung zum Erhalten des Fehlerteils der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung unter Verwendung der Inferenzvorrichtung 40 beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Ablauf eines Fehlerteil-Schätzungsverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.Next, the processing for obtaining the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device using the inference device 40 will be described. 13 FIG. 14 is a flowchart showing an example of a flow of an error part estimating method according to the fourth embodiment.

Zuerst erfasst die Datenerfassungseinheit 41 die normalen DO-Signale, die externe Ausgabesignale sind, und das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal (Schritt S71). Als Nächstes gibt die Inferenzeinheit 42 die erfassten normalen DO-Signale und das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal in das erlernte Modell ein und erhält das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung (Schritt S72). Das erlernte Modell wird in der Speichereinheit 33 für erlernte Modelle der Maschinenlernvorrichtung 30 gespeichert. Danach gibt die Inferenzeinheit 42 das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, das durch das erlernte Modell erhalten wurde, an die numerische Steuerungsvorrichtung 10 aus (Schritt S73).First, the data acquisition unit 41 acquires the normal DO signals, which are external output signals, and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal (step S71). Next, the inference unit 42 inputs the detected normal DO signals and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal into the learned model, and obtains the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device (step S72). The learned model is stored in the learned model storage unit 33 of the machine learning device 30 . After that, the inference unit 42 outputs the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device obtained by the learned model to the numerical control device 10 (step S73).

Dann prognostiziert die numerische Steuerungsvorrichtung 10 einen Fehler der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung unter Verwendung des Fehlerteils der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, das von der Inferenzvorrichtung 40 eingegeben wird (Schritt S74). Infolge dessen wird eine Anomalie der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung detektiert. In einem Beispiel kann für den Fall, dass ein Fehlerteil oder ein bevorstehendes Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale oder der Verbindungsvorrichtung als eine Anomalie detektiert wird, die numerische Steuerungsvorrichtung 10 das Fehlerteil oder das bevorstehende Fehlerteil spezifizieren. In einem Beispiel ist für den Fall, dass eine Abweichung des Verschlechterungszustands vom Standardwert außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, entweder die Komponente der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale oder die Verbindungsvorrichtung, in der eine Anomalie spezifiziert wird, ein Fehlerteil. Darüber hinaus ist in einem Beispiel für den Fall, dass die Abweichung des Verschlechterungszustands vom Standardwert innerhalb des zulässigen Bereichs, aber nahe an einem Schwellenwert außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, entweder die Komponente der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale oder die Verbindungsvorrichtung, in der eine Anomalie spezifiziert wird, ein bevorstehendes Fehlerteil. Für den Fall, dass die Anomalie durch eine Fehlervorhersage detektiert wird, benachrichtigt die numerische Steuerungsvorrichtung 10 den Maschinenbediener über den Anomaliezustand mit gegebenen Mitteln, wie zum Beispiel einem Alarm. Es ist zu beachten, dass der Maschinenbediener selbst während der normalen Zeit mit Bezug auf den Inhalt des Fehlerdiagnoseergebnisses durch die Bedienung des Maschinenbedieners den Verschlechterungszustand der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung überprüfen kann.Then, the numerical control device 10 predicts a failure of the I/O unit 20 or the connection device using the failure part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device inputted from the inference device 40 (step S74) . As a result, an abnormality of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device is detected. In one example, when an error part or an upcoming error part of the external signal output unit 22 or the connection device is detected as an abnormality, the numerical control device 10 can specify the error part or the upcoming error part. In one example, when a deviation of the deterioration state from the standard value is out of the allowable range, either the component of the external signal output unit 22 or the connection device in which an abnormality is specified is a failure part. In addition, in an example, in the case that the deviation of the deterioration acc tands is within the allowable range from the standard value but close to a threshold value outside the allowable range, either the component of the external signal output unit 22 or the connection device in which an anomaly is specified, an impending failure part. In the event that the anomaly is detected by an error prediction, the numerical control device 10 notifies the machine operator of the anomaly state with given means such as an alarm. Note that the machine operator can check the deterioration state of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device even during the normal time with reference to the content of the failure diagnosis result by the operation of the machine operator.

Es ist zu beachten, dass in der vierten Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, dass überwachtes Lernen auf den durch die Modellerzeugungseinheit 32 verwendeten Lernalgorithmus angewendet wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Als der Lernalgorithmus kann neben beaufsichtigtem Lernen auch nicht-überwachtes Lernen, halb-überwachtes Lernen oder dergleichen angewendet werden.Note that in the fourth embodiment, the case where supervised learning is applied to the learning algorithm used by the model generating unit 32 has been described. However, the present disclosure is not limited to this. As the learning algorithm, besides supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or the like can also be applied.

Darüber hinaus kann die Modellerzeugungseinheit 32 das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung gemäß den für die mehreren E/A-Einheiten 20 erstellten Trainingsdaten erlernen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Modellerzeugungseinheit 32 die Trainingsdaten von den mehreren E/A-Einheiten 20, die im selben Bereich verwendet werden, erfassen oder kann das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung unter Verwendung der Trainingsdaten erlernen, die von den mehreren E/A-Einheiten 20 erfasst wurden, die unabhängig voneinander in verschiedenen Bereichen arbeiten. Darüber hinaus kann die E/A-Einheit 20, von der die Trainingsdaten erfasst werden, im Lauf des Prozesses zu dem Ziel hinzugefügt oder von dem Ziel entfernt werden. Darüber hinaus kann eine Lernvorrichtung, die das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung für eine bestimmte E/A-Einheit 20 erlernt hat, auf eine andere E/A-Einheit 20 angewendet werden und ein Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung für die andere E/A-Einheit 20 neu lernen und aktualisieren.In addition, the model generation unit 32 can learn the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device according to the training data prepared for the plurality of I/O units 20 . At this time, the model generation unit 32 can acquire the training data from the plurality of I/O units 20 used in the same area, or the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device using the Learn training data acquired from the multiple I/O units 20 operating independently in different domains. In addition, the I/O device 20 from which the training data is collected may be added to or removed from the target during the process. In addition, a learning device that has learned the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device for a specific I/O unit 20 can be applied to another I/O unit 20 and a Relearn and update error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device for the other I/O unit 20 .

Darüber hinaus kann als der Lernalgorithmus, der durch die Modellerzeugungseinheit 32 verwendet wird, Deep Learning zum Erlernen der Extraktion eines Merkmalsbetrages selbst verwendet werden, und maschinelles Lernen kann gemäß einem anderen bekannten Verfahren, wie zum Beispiel einer Support-Vektor-Maschine, durchgeführt werden.Moreover, as the learning algorithm used by the model generation unit 32, deep learning for learning the extraction of a feature amount itself can be used, and machine learning can be performed according to another known method such as a support vector machine.

In der vierten Ausführungsform wird die Maschinenlernvorrichtung 30 veranlasst, den Merkmalsbetrag bezüglich des Verschlechterungszustands der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale oder der Verbindungsvorrichtung auf der Grundlage einer Korrelation zwischen dem externen Ausgabesignal der E/A-Einheit 20, dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal und dem Fehlerdiagnoseergebnis zu erlernen. Infolge dessen kann die Inferenzvorrichtung 40 einen Fehler der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 und der Verbindungsvorrichtung vorhersagen.In the fourth embodiment, the machine learning device 30 is caused to calculate the feature amount related to the deterioration state of the external signal output unit 22 or the connection device based on a correlation between the external output signal of the I/O unit 20, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal and the to learn fault diagnosis result. As a result, the inference device 40 can predict failure of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 and the connection device.

Fünfte Ausführungsform.Fifth embodiment.

14 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die Ausgestaltung eines Steuerungssystems gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. Es ist zu beachten, dass die gleiche Komponente wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet wird, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Im Folgenden werden Abschnitte beschrieben, die sich von den oben beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden. Die E/A-Einheit 20 umfasst des Weiteren eine Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale. Die Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale wandelt die normalen DI-Signale, die externe Eingabesignale sind, die von den mehreren Eingabeleitungen 222 abgezweigt werden, in Diagnosesignale um, die zweite Diagnosesignale sind, deren Anzahl geringer ist als die der normalen DI-Eingabesignale. Das Diagnosesignal weist die Form eines analogen Signals oder eines digitalen Signals gemäß der Ausgestaltung der E/A-Einheit 20 auf. Die Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale gibt das durch Wandlung erhaltene Diagnosesignal an die Steuereinheit 21 für externe Signale aus. 14 14 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a control system according to a fifth embodiment. It should be noted that the same component as in the above-described embodiments is denoted by the same reference numeral and its description is omitted. Portions different from the above-described embodiments will be described below. The I/O unit 20 further includes an external input signal conversion unit 26 . The external input signal converting unit 26 converts the normal DI signals, which are external input signals branched from the plurality of input lines 222, into diagnosis signals, which are second diagnosis signals fewer in number than the normal DI input signals. The diagnostic signal is in the form of an analog signal or a digital signal according to the design of the I/O unit 20 . The external input signal conversion unit 26 outputs the diagnosis signal obtained by conversion to the external signal control unit 21 .

Es ist zu beachten, dass die Fehlerdiagnoseeinheit 211 in der Steuereinheit 21 für externe Signale angeordnet sein kann oder in der numerischen Steuerungsvorrichtung 10 angeordnet sein kann. Die Fehlerdiagnoseeinheit 211 führt eine Fehlerdiagnose unter Verwendung des Diagnosesignals von der Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale zusätzlich zu dem Diagnosesignal, welches das erste Diagnosesignal von der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale ist, durch. Durch Verwendung des Diagnosesignals, das durch Wandlung durch die Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale erhalten wurde, kann die Fehlerdiagnoseeinheit 211 eine Fehlerdiagnose an der Eingabeeinheit 23 für externe Signale der E/A-Einheit 20 durchführen. Beispielhafte Ausgestaltungen der Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale ähneln denen der Wandlungseinheit 24 für externe Ausgabesignale, die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben sind. Darüber hinaus wird die Fehlerdiagnose durch die Fehlerdiagnoseeinheit 211 mit einem Verfahren durchgeführt, das demjenigen zum Zeitpunkt der Fehlerdiagnose an der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, die deren Steuerungsziel ist, ähnelt.Note that the failure diagnosis unit 211 may be arranged in the external signal control unit 21 or may be arranged in the numerical control device 10 . The failure diagnosis unit 211 performs failure diagnosis using the diagnosis signal from the external input signal converting unit 26 in addition to the diagnosis signal which is the first diagnosis signal from the external output signal converting unit 24, through. By using the diagnosis signal obtained by conversion by the external input signal conversion unit 26 , the fault diagnosis unit 211 can perform fault diagnosis on the external signal input unit 23 of the I/O unit 20 . Exemplary configurations of the external input signal converting unit 26 are similar to those of the external output signal converting unit 24 described in the first to third embodiments. In addition, the fault diagnosis is performed by the fault diagnosis unit 211 with a method similar to that at the time of fault diagnosis at the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device which is its control target.

Die Datenerfassungseinheit 31 der Maschinenlernvorrichtung 30 erfasst die normalen DI-Signale, welche die externen Eingabesignale sind, das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal, welches das zweite Loopback-Informationswandlungssignal bezüglich einer externen Eingabe ist, und das Fehlerdiagnoseergebnis bezüglich der externen Eingabe, zusätzlich zu den normalen DO-Signalen, welche die externen Ausgabesignale sind, dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal, welches das erste Loopback-Informationswandlungssignal bezüglich der externen Ausgabe ist, und dem Fehlerdiagnoseergebnis bezüglich der externen Ausgabe, als die Trainingsdaten.The data acquisition unit 31 of the machine learning device 30 acquires the normal DI signals, which are the external input signals, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal, which is the second loopback information conversion signal regarding an external input, and the error diagnosis result regarding the external input, in addition to the normal DO signals, which are the external output signals, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal, which is the first loopback information conversion signal regarding the external output, and the error diagnosis result regarding the external output, as the training data.

Die Modellerzeugungseinheit 32 der Maschinenlernvorrichtung 30 erlernt das Fehlerteil der Eingabeeinheit 23 für externe Signale und der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, die das Steuerungsziel ist, gemäß den Trainingsdaten, die auf der Grundlage der Kombination der normalen DI-Signale und der normalen DO-Signale, der Diagnosesignale oder der Loopback-Informationswandlungssignale bezüglich der externen Eingabe und der externen Ausgabe, und der Fehlerdiagnoseergebnisse bezüglich der externen Eingabe und der externen Ausgabe, die von der Datenerfassungseinheit 31 ausgegeben werden, erzeugt werden. Das heißt, die Modellerzeugungseinheit 32 erzeugt ein erlerntes Modell, welches das Fehlerteil der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, die das Steuerungsziel ist, aus den normalen DO-Signalen der E/A-Einheit 20, dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal bezüglich der externen Ausgabe, und dem Fehlerdiagnoseergebnis bezüglich der externen Ausgabe schlussfolgert, und erzeugt ein erlerntes Modell, welches das Fehlerteil der Eingabeeinheit 23 für externe Signale der E/A-Einheit 20 aus den normalen DI-Signalen der E/A-Einheit 20, dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal bezüglich der externen Eingabe, und dem Fehlerdiagnoseergebnis bezüglich der externen Eingabe schlussfolgert. Hier sind die Trainingsdaten Daten, in denen die normalen DI-Signale und die normalen DO-Signale, die Diagnosesignale oder die Loopback-Informationswandlungssignale bezüglich der externen Eingabe und der externen Ausgabe und die Fehlerdiagnoseergebnisse bezüglich der externen Eingabe und der externen Ausgabe miteinander verknüpft sind.The model generation unit 32 of the machine learning device 30 learns the error part of the external signal input unit 23 and the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device that is the control target, according to the training data obtained on the basis of the combination of the normal DI signals and the normal DO signals, the diagnosis signals or the loopback information conversion signals regarding the external input and the external output, and the error diagnosis results regarding the external input and the external output output from the data acquisition unit 31 are generated. That is, the model generating unit 32 generates a learned model which includes the error part of the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device which is the control target from the normal DO signals of the I/O unit 20, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal regarding the external output, and the error diagnosis result regarding the external output, and generates a learned model which infers the error part of the external signal input unit 23 of the I/O unit 20 from the normal DI signals of the I/O unit 20, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal regarding the external input, and the error diagnosis result regarding the external input. Here, the training data is data in which the normal DI signals and the normal DO signals, the diagnosis signals or the loopback information conversion signals regarding the external input and the external output, and the error diagnosis results regarding the external input and the external output are linked.

Der einzige Unterschied im Vergleich zur vierten Ausführungsform besteht darin, dass die Arten der durch die Datenerfassungseinheit 31 erfassten Trainingsdaten und die Arten des durch die Modellerzeugungseinheit 32 erzeugten Modells zunehmen und das Verfahren zum Erzeugen des erlernten Modells durch die Modellerzeugungseinheit 32 und die Lernverarbeitung durch die Maschinenlernvorrichtung 30 denen der vierten Ausführungsform ähnlich sind.The only difference compared to the fourth embodiment is that the types of training data acquired by the data acquisition unit 31 and the types of the model generated by the model generation unit 32 increase, and the method of generating the learned model by the model generation unit 32 and the learning processing by the machine learning device 30 are similar to those of the fourth embodiment.

Die Datenerfassungseinheit 41 der Inferenzvorrichtung 40 erfasst die normalen DI-Signale, welche die externen Eingabesignale sind, und das Diagnosesignal oder das Loopback-Informationswandlungssignal bezüglich der externen Eingabe, zusätzlich zu den normalen DO-Signalen, welche die externen Ausgabesignale sind, und dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal bezüglich der externen Ausgabe.The data acquisition unit 41 of the inference device 40 acquires the normal DI signals, which are the external input signals, and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal related to the external input, in addition to the normal DO signals, which are the external output signals, and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal related to the external output.

Die Inferenzeinheit 42 der Inferenzvorrichtung 40 folgert das Fehlerteil der Eingabeeinheit 23 für externe Signale und der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, die das Steuerungsziel ist, das unter Verwendung des erlernten Modells erhalten wird. Das heißt, durch Eingabe der normalen DI-Signale und der normalen DO-Signale und der Diagnosesignale oder der Loopback-Informationswandlungssignale bezüglich der externen Eingabe und der externen Ausgabe, die durch die Datenerfassungseinheit 41 erfasst werden, in dieses erlernte Modell kann das Fehlerteil der Eingabeeinheit 23 für externe Signale und der Ausgabeeinheit 22 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der Verbindungsvorrichtung, die das Steuerungsziel ist, das aus den normalen DI-Signalen und den normalen DO-Signalen und den Diagnosesignalen oder den Loopback-Informationswandlungssignalen bezüglich der externen Eingabe und der externen Ausgabe geschlussfolgert wird, ausgegeben werden.The inference unit 42 of the inference device 40 infers the error part of the external signal input unit 23 and the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device, which is the control target obtained using the learned model. That is, by inputting the normal DI signals and the normal DO signals and the diagnosis signals or the loopback information conversion signals regarding the external input and the external output detected by the data acquisition unit 41 into this learned model, the error part of the input unit 23 for external signals and the external signal output unit 22 of the I/O unit 20 or the connection device which is the control target composed of the normal DI signals and the normal DO signals and the diagnosis signals or the loopback information conversion signals regarding the external input and the external output is inferred.

Der einzige Unterschied im Vergleich zur vierten Ausführungsform besteht darin, dass die Arten der durch die Datenerfassungseinheit 41 erfassten Trainingsdaten und der durch die Inferenzeinheit 42 geschlussfolgerten Informationen zunehmen und die Inferenzverarbeitung der Inferenzvorrichtung 40 derjenigen in der vierten Ausführungsform ähnelt. Außerdem nimmt die Abweichung der analogen Spannung vom Standardwert in dem Maße zu, wie sich eine DI-Eingabekomponente, die in der Eingabeeinheit 23 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder der mit der E/A-Einheit 20 verbundenen Verbindungsvorrichtung enthalten ist, im Lauf der Zeit verschlechtert. Daher kann in der fünften Ausführungsform, wie in der vierten Ausführungsform, der Grad des Verschlechterungszustands der DI-Eingabekomponente oder der mit der Eingabeleitung 222 verbundenen Verbindungsvorrichtung gemäß der Abweichung der analogen Spannung vom Standardwert verstanden werden.The only difference compared to the fourth embodiment is that the types of the training data acquired by the data acquisition unit 41 and the information inferred by the inference unit 42 increase, and the inference processing of the inference device 40 is similar to that in the fourth embodiment. In addition, as a DI input component included in the external signal input unit 23 of the I/O unit 20 or the connection device connected to the I/O unit 20 increases, the deviation of the analog voltage from the standard value increases , deteriorating over time. Therefore, in the fifth embodiment, like the fourth embodiment, the degree of deterioration of the DI input component or the connection device connected to the input line 222 can be understood according to the deviation of the analog voltage from the standard value.

In der fünften Ausführungsform umfasst die E/A-Einheit 20 die Wandlungseinheit 26 für externe Eingabesignale, welche die mehreren externen Eingabesignale, die von den Eingabeleitungen 222 der Eingabeeinheit 23 für externe Signale abgezweigt werden, in Signale umwandelt, deren Anzahl geringer ist als die der externen Eingabesignale, und die Signale an die Steuereinheit 21 für externe Signale zurücksendet. Darüber hinaus wird der Merkmalsbetrag bezüglich des Verschlechterungszustands der Eingabeeinheit 23 für externe Signale oder der Verbindungsvorrichtung auf der Grundlage der Korrelation zwischen den externen Eingabesignalen der E/A-Einheit 20, dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal, und dem Fehlerdiagnoseergebnis erlernt. Infolge dessen kann eine Fehlervorhersage in der Eingabeeinheit 23 für externe Signale der E/A-Einheit 20 durchgeführt werden. Darüber hinaus kann der Verschlechterungszustand der Eingabeeinheit 23 für externe Signale der E/A-Einheit 20 oder ihrer Verbindungsvorrichtung verstanden werden.In the fifth embodiment, the I/O unit 20 includes the external input signal converting unit 26 that converts the plurality of external input signals branched from the input lines 222 of the external signal input unit 23 into signals fewer in number than the external input signals, and returns the signals to the external signal control unit 21 . Moreover, the feature amount related to the deterioration state of the external signal input unit 23 or the connection device is learned based on the correlation between the external input signals of the I/O unit 20, the diagnosis signal or the loopback information conversion signal, and the failure diagnosis result. As a result, error prediction in the external signal input unit 23 of the I/O unit 20 can be performed. Moreover, the state of deterioration of the external signal input unit 23 of the I/O unit 20 or its connection device can be understood.

Die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungen veranschaulichen Beispiele und können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden; die Ausführungen können miteinander kombiniert werden; und die Ausgestaltungen können teilweise weggelassen oder geändert werden, ohne den Schutzumfang zu verlassen.The configurations described in the above embodiments are illustrative examples and can be combined with other known techniques; the versions can be combined with each other; and the configurations may be partially omitted or changed without departing from the scope.

BezugszeichenlisteReference List

11: Steuerungssystem;control system;
1010: numerische Steuerungsvorrichtung;numerical control device;
2020: Eingabe-/Ausgabeeinheit (E/A-Einheit) für externe Signale;input/output unit (I/O unit) for external signals;
2121: Steuereinheit für externe Signale;control unit for external signals;
2222: Ausgabeeinheit für externe Signale;External signal output unit;
2323: Eingabeeinheit für externe Signale;external signal input unit;
2424: Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale;External output signal conversion unit;
2626: Wandlungseinheit für externe Eingabesignale;External input signal conversion unit;
3030: Maschinenlernvorrichtung;machine learning device;
31, 4131, 41: Datenerfassungseinheit;data acquisition unit;
3232: Modellerzeugungseinheit;model generation unit;
3333: Speichereinheit für erlernte Modelle;storage unit for learned models;
4040: Inferenzvorrichtung;inference device;
4242: Inferenzeinheit;inference unit;
211211: Fehlerdiagnoseeinheit;fault diagnosis unit;
215, 221215, 221: Ausgabeleitung;output line;
216, 222216, 222: Eingabeleitung;input line;
217217: Diagnosesignal-Eingabeleitung;diagnostic signal input line;
241241: D/A-Wandlungseinheit;D/A conversion unit;
242242: Kettenwiderstand;chain resistance;
243243: D/A-Wandler;D/A converter;
244244: Rauschentfernungseinheit;noise removal unit;
245245: Pulsweitenausgabeeinheit.pulse width output unit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

JP 2008152543 [0004]JP 2008152543 [0004]

Claims

Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale, aufweisend: eine Steuereinheit für externe Signale zum Steuern von Signalen, die in eine numerische Steuerungsvorrichtung eingegeben und von dieser ausgegeben werden; eine Ausgabeeinheit für externe Signale zum Ausgeben eines externen Signals, das ein Signal von der Steuereinheit für externe Signale ist, an eine Vorrichtung, die über eine Ausgabeleitung nach außerhalb verbunden ist; und eine Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale zum Wandeln mehrerer externer Ausgabesignale, die von der Ausgabeleitung abgezweigt werden, in erste Diagnosesignale, die Signale sind, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Ausgabesignale, und zum Zurückführen der ersten Diagnosesignale an die Steuereinheit für externe Signale.An external signal input/output unit comprising: an external signal control unit for controlling signals input to and output from a numerical control device; an external signal output unit for outputting an external signal, which is a signal from the external signal control unit, to a device connected to the outside via an output line; and an external output signal converting unit for converting a plurality of external output signals branched from the output line into first diagnostic signals which are signals less in number than the plurality of external output signals, and feeding back the first diagnostic signals to the external signal control unit.

Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale nach Anspruch 1, wobei, wenn angenommen wird, dass die Anzahl der mehreren externen Ausgabesignale N ist (wobei N eine natürliche Zahl ist), die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale die mehreren externen Ausgabesignale mittels Digital-Analog-Wandlung in die ersten Diagnosesignale mit einer Auflösung von gleich oder mehr als N umwandelt.External signal input/output unit claim 1 , wherein when it is assumed that the number of the plurality of external output signals is N (where N is a natural number), the external output signal converting unit digital-to-analog converts the plurality of external output signals into the first diagnostic signals with a resolution of equal to or equal to converts more than N.

Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale nach Anspruch 1, wobei die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale eine Digital-Analog-Wandlungseinheit umfasst, um das externe Ausgabesignal, das ein digitales Signal ist, in das erste Diagnosesignal, das ein analoges Signal ist, umzuwandeln.External signal input/output unit claim 1 wherein the external output signal converting unit comprises a digital-to-analog converting unit for converting the external output signal, which is a digital signal, into the first diagnosis signal, which is an analog signal.

Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale nach Anspruch 3, wobei die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale weiter eine Rauschentfernungseinheit umfasst, um Rauschen des ersten Diagnosesignals, das durch die Digital-Analog-Wandlungseinheit umgewandelt wurde, zu entfernen.External signal input/output unit claim 3 , wherein the external output signal conversion unit further comprises a noise removal unit for removing noise of the first diagnostic signal converted by the digital-to-analog conversion unit.

Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale weiter eine Pulsweitenausgabeeinheit aufweist, um ein durch die Digital-Analog-Wandlungseinheit umgewandeltes analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln, das eine Pulsweite anzeigt, und das erste Diagnosesignal ein digitales Signal ist, das von der Pulsweitenausgabeeinheit ausgegeben wird.External signal input/output unit claim 3 or 4 , wherein the external output signal conversion unit further comprises a pulse width output unit for converting an analog signal converted by the digital-to-analog conversion unit into a digital signal indicative of a pulse width, and the first diagnostic signal is a digital signal output by the pulse width output unit .

Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter aufweisend eine Fehlerdiagnoseeinheit, um auf der Grundlage des ersten Diagnosesignals zu diagnostizieren, ob die Ausgabeeinheit für externe Signale oder die Vorrichtung eine Anomalie aufweist oder nicht.Input/output unit for external signals according to any of Claims 1 until 5 , further comprising a fault diagnosis unit for diagnosing whether or not the external signal output unit or the device has an abnormality based on the first diagnosis signal.

Steuerungssystem, aufweisend: die numerische Steuerungsvorrichtung; und die Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die mit der numerischen Steuerungsvorrichtung verbunden ist.A control system comprising: the numerical control device; and the external signal input/output unit according to any one of Claims 1 until 6 , which is connected to the numerical control device.

Steuerungssystem, aufweisend: eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale, die eine Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale umfasst, zum Wandeln mehrerer externer Ausgabesignale, die Signale von einer Steuereinheit für externe Signale sind, die von einer Ausgabeleitung einer Ausgabeeinheit für externe Signale abgezweigt werden, in erste Diagnosesignale, die Signale sind, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Ausgabesignale, und zum Zurückführen der ersten Diagnosesignale an die Steuereinheit für externe Signale; und eine numerische Steuerungsvorrichtung, die eine Fehlerdiagnoseeinheit umfasst, um die ersten Diagnosesignale zu empfangen und zu diagnostizieren, ob die Ausgabeleitung der Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale oder eine mit der Ausgabeleitung verbundene Vorrichtung eine Anomalie aufweist oder nicht.Control system comprising: an external signal input/output unit, comprising an external output signal conversion unit, for converting a plurality of external output signals, which are signals from an external signal control unit, which are branched from an output line of an external signal output unit, into first diagnosis signals which are signals less in number than the plurality of external output signals, and for feeding back the first diagnostic signals to the external signal control unit; and a numerical control device including a failure diagnosis unit for receiving the first diagnosis signals and diagnosing whether or not the output line of the external signal input/output unit or a device connected to the output line has an abnormality.

Steuerungssystem nach Anspruch 7 oder 8, weiter aufweisend eine Maschinenlernvorrichtung, die umfasst: eine erste Datenerfassungseinheit zum Erfassen von Trainingsdaten, welche die mehreren externen Ausgabesignale, die von der Ausgabeeinheit für externe Signale ausgegeben werden, das erste Diagnosesignal, das durch die Wandlungseinheit für externe Ausgabesignale umgewandelt wird, oder ein erstes Loopback-Informationswandlungssignal, das ein Signal ist, das durch Umwandeln des ersten Diagnosesignals in Informationen erhalten wird, die ein Loopback-Ergebnis der mehreren externen Ausgabesignale umfassen, und ein Fehlerdiagnoseergebnis der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung umfassen; und eine Modellerzeugungseinheit zum Erzeugen eines erlernten Modells zum Schlussfolgern eines Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Ausgabesignalen und dem ersten Diagnosesignal oder dem ersten Loopback-Informationswandlungssignal unter Verwendung der Trainingsdaten.control system according to claim 7 or 8th , further comprising a machine learning apparatus, comprising: a first data acquisition unit for acquiring training data that includes the plurality of external output signals output by the external signal output unit, the first diagnostic signal converted by the external output signal conversion unit, or a first loopback information conversion signal, which is a signal obtained by converting the first diagnosis signal into information including a loopback result of the plurality of external output signals and a failure diagnosis result of the external signal output unit or the device; and a model generation unit for generating a learned model for inferring an error part of the external signal output unit or the device from the plurality of external output signals and the first diagnosis signal or the first loopback information conversion signal using the training data.

Steuerungssystem nach Anspruch 9, aufweisend des Weiteren eine Inferenzvorrichtung, die umfasst: eine zweite Datenerfassungseinheit zum Erfassen der mehreren externen Ausgabesignale und des ersten Diagnosesignals oder des ersten Loopback-Informationswandlungssignals; und eine Inferenzeinheit zum Ausgeben eines Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Ausgabesignalen und dem ersten Diagnosesignal oder dem ersten Loopback-Informationswandlungssignal unter Verwendung des erlernten Modells.control system according to claim 9 , further comprising an inference device comprising: a second data acquisition unit for acquiring the plurality of external output signals and the first diagnosis signal or the first loopback information conversion signal; and an inference unit for outputting an error part of the external signal output unit or the device from the plurality of external output signals and the first diagnosis signal or the first loopback information conversion signal using the learned model.

Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale weiter umfasst: eine Eingabeeinheit für externe Signale zum Ausgeben eines Signals von der Vorrichtung, das über eine Eingabeleitung eingegeben wurde, an die Steuereinheit für externe Signale; und eine Wandlungseinheit für externe Eingabesignale zum Wandeln mehrerer externer Eingabesignale, die von der Eingabeleitung abgezweigt wurden, in zweite Diagnosesignale, die Signale sind, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Eingabesignale, und zum Ausgeben der zweiten Diagnosesignale an die Steuereinheit für externe Signale, die Trainingsdaten des Weiteren die mehreren externen Eingabesignale, das zweite Diagnosesignal oder ein zweites Loopback-Informationswandlungssignal, das ein Signal ist, das durch Umwandeln des zweiten Diagnosesignals in Informationen erhalten wird, die ein Loopback-Ergebnis der mehreren externen Eingabesignale umfassen, und das Fehlerdiagnoseergebnis der Eingabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung umfassen, das erlernte Modell die Schlussfolgerung eines Fehlerteils der Eingabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Eingabesignalen und dem zweiten Diagnosesignal oder dem zweiten Loopback-Informationswandlungssignal umfasst, und die Inferenzeinheit des Weiteren das Fehlerteil der Eingabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Eingabesignalen und dem zweiten Diagnosesignal oder dem zweiten Loopback-Informationswandlungssignal unter Verwendung des erlernten Modells ausgibt.control system according to claim 10 wherein the external signal input/output unit further comprises: an external signal input unit for outputting a signal from the device input via an input line to the external signal control unit; and an external input signal converting unit for converting a plurality of external input signals branched from the input line into second diagnostic signals, which are signals less in number than the plurality of external input signals, and outputting the second diagnostic signals to the external signal control unit, the training data further includes the plurality of external input signals, the second diagnosis signal, or a second loopback information conversion signal that is a signal obtained by converting the second diagnosis signal into information including a loopback result of the plurality of external input signals, and the fault diagnosis result of external signal input unit or the device, the learned model includes inferring an error part of the external signal input unit or the device from the plurality of external input signals and the second diagnosis signal or the second loopback information conversion signal, and the inference unit further includes the error part of the input unit for external signals or the device outputs from the plurality of external input signals and the second diagnosis signal or the second loopback information conversion signal using the learned model.

Maschinenlernvorrichtung, die ein Fehlerteil einer Ausgabeeinheit für externe Signale oder einer Vorrichtung in einem Steuerungssystem erlernt, umfassend eine numerische Steuerungsvorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale zum Ausgeben mehrerer externer Ausgabesignale von der numerischen Steuerungsvorrichtung über die Ausgabeeinheit für externe Signale an die Vorrichtung, zum Veranlassen, dass die mehreren externen Ausgabesignale abgezweigt werden, und zum Erzeugen von Diagnosesignalen, die durch Umwandeln der mehreren externen Ausgabesignale in Signale, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Ausgabesignale, erhalten werden, und eine Fehlerdiagnoseeinheit zum Diagnostizieren des Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung unter Verwendung der Diagnosesignale, wobei die Maschinenlernvorrichtung aufweist: eine Datenerfassungseinheit zum Erfassen von Trainingsdaten, welche die mehreren externen Ausgabesignale, das Diagnosesignal oder ein Loopback-Informationswandlungssignal, das ein Signal ist, das durch Umwandeln des Diagnosesignals in Informationen erhalten wird, die ein Loopback-Ergebnis der mehreren externen Ausgabesignale umfassen, und ein Fehlerdiagnoseergebnis der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung umfassen; und eine Modellerzeugungseinheit zum Erzeugen eines erlernten Modells zum Schlussfolgern des Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Ausgabesignalen und dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal unter Verwendung der Trainingsdaten.A machine learning device that learns an error part of an external signal output unit or a device in a control system, comprising a numerical control device, an external signal input/output unit for outputting a plurality of external output signals from the numerical control device via the external signal output unit to the device, for causing the plurality of external output signals to be branched, and for generating diagnostic signals obtained by converting the plurality of external output signals into signals fewer in number than the plurality of external output signals, and a fault diagnosis unit for diagnosing the fault part of the output unit for external signals or the device using the diagnostic signals, wherein the machine learning device comprises: a data acquisition unit for acquiring training data including the plurality of external output signals, the diagnosis signal, or a loopback information conversion signal that is a signal obtained by converting the diagnosis signal into information including a loopback result of the plurality of external output signals, and include a fault diagnosis result of the external signal output unit or the device; and a model generation unit for generating a learned model for inferring the error part of the external signal output unit or the device from the plurality of external output signals and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal using the training data.

Inferenzvorrichtung, die ein Fehlerteil einer Ausgabeeinheit für externe Signale oder einer Vorrichtung in einem Steuerungssystem schlussfolgert, umfassend eine numerische Steuerungsvorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit für externe Signale zum Ausgeben mehrerer externer Ausgabesignale von der numerischen Steuerungsvorrichtung über die Ausgabeeinheit für externe Signale an die Vorrichtung, zum Veranlassen, dass die mehreren externen Ausgabesignale abgezweigt werden, und zum Erzeugen von Diagnosesignalen, die durch Umwandeln der mehreren externen Ausgabesignale in Signale, deren Anzahl geringer ist als die mehreren externen Ausgabesignale, erhalten werden, und eine Fehlerdiagnoseeinheit zum Diagnostizieren des Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung unter Verwendung der Diagnosesignale, wobei die Inferenzvorrichtung aufweist: eine Datenerfassungseinheit zum Erfassen der mehreren externen Ausgabesignale und des Diagnosesignals oder eines Loopback-Informationswandlungssignals, das ein Signal ist, das durch Umwandeln des Diagnosesignals in Informationen erhalten wird, die ein Loopback-Ergebnis der mehreren externen Ausgabesignale umfassen; und eine Inferenzeinheit zum Ausgeben des Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Ausgabesignalen und dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal unter Verwendung eines erlernten Modells zum Schlussfolgern des Fehlerteils der Ausgabeeinheit für externe Signale oder der Vorrichtung aus den mehreren externen Ausgabesignalen und dem Diagnosesignal oder dem Loopback-Informationswandlungssignal.An inference device that infers an error part of an external signal output unit or a device in a control system, comprising a numerical control device, an external signal input/output unit for outputting a plurality of external output signals from the numerical control device via the external signal output unit to the device, for causing the plurality of external output signals to be branched, and for generating diagnostic signals obtained by converting the plurality of external output signals into signals fewer in number than the plurality of external output signals, and a fault diagnosis unit for diagnosing the fault part of the output unit for external signals or the device using the diagnostic signals, wherein the inference device comprises: a data acquisition unit for acquiring the plurality of external output signals and the diagnostic signal nals or a loopback information conversion signal, which is a signal obtained by converting the diagnosis signal into information including a loopback result of the plurality of external output signals; and an inference unit for outputting the error part of the external signal output unit or the device from the plurality of external output signals and the diagnostic signal or the loopback information conversion signal using a learned model for inferring the error part of the external signal output unit or the device from the plurality of external output signals and the diagnosis signal or the loopback information conversion signal.