JPH096432A - 制御システムの異常検知装置 - Google Patents
制御システムの異常検知装置Info
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- JPH096432A JPH096432A JP14780095A JP14780095A JPH096432A JP H096432 A JPH096432 A JP H096432A JP 14780095 A JP14780095 A JP 14780095A JP 14780095 A JP14780095 A JP 14780095A JP H096432 A JPH096432 A JP H096432A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 観測雑音や演算誤差等の影響を受けずに正確
に異常を検知できる制御システムの異常検出装置を提供
する。 【構成】 内部状態量計算部１７が、制御システム１１
の位置又は速度を表す指令値のみに基づき制御システム
１１の内部状態量を計算し、異常判断部１８が、内部状
態量計算部１７が計算した内部状態量と制御システム１
１の実際の内部状態量を基に制御システム１１の異常の
有無を判断する。
に異常を検知できる制御システムの異常検出装置を提供
する。 【構成】 内部状態量計算部１７が、制御システム１１
の位置又は速度を表す指令値のみに基づき制御システム
１１の内部状態量を計算し、異常判断部１８が、内部状
態量計算部１７が計算した内部状態量と制御システム１
１の実際の内部状態量を基に制御システム１１の異常の
有無を判断する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加工機、ロボット、
エレベータ等の駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆動
及び機構部の動作の制御部とを有する制御システムの動
作の異常を検知する制御システムの異常検知装置に関す
るものである。
エレベータ等の駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆動
及び機構部の動作の制御部とを有する制御システムの動
作の異常を検知する制御システムの異常検知装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図４５は日本ロボット学会誌Ｖｏｌ．１
１，Ｎｏ．４（１９９３年）４８８頁図４に開示された
第１の従来例の制御システムの異常検知装置のブロック
図である。図において、１１は旋盤、ボール盤等の駆動
動作を行う駆動及び機構部と該駆動及び機構部の動作を
制御する制御部とを有する制御システムとしての加工
機、１２は加工機１１の位置又は速度を指令する指令値
を表す信号で図示しない入力装置により加工機１１の制
御部に入力される。１３は加工機１１に加わるドリルの
折損等の外乱、１４は加工機１１に加わって観測された
飛び込み電波等の雑音、４１は位置又は速度を指令する
指令値を表す信号１２から加工機１１の動作の位置及び
速度を表す信号４５を減算する減算器、４３は駆動動作
を行う駆動及び機構部、４２は駆動及び機構部４３の動
作を制御する制御部、４４は電気回路、センサ、変換器
等の雑音を受ける要素、４５は図示しない検出器により
検出されて減算器４１にフィードバックされる加工動作
部４４の加工動作の位置又は速度を表す信号である。１
５は加工機１１の加工位置、加工速度、トルク、加工力
等の実際の内部状態量を表す信号、４５１は信号４５に
基づいて外乱推定値を得る外乱オブザーバ、４５２は駆
動及び機構部４３の逆モデル、４５３は信号１５と逆モ
デル４５２の出力信号との差を演算して外乱推定値を示
す信号４５４を得る減算器、１８は信号４５４に基づい
て加工機１１の動作の異常の有無を判断する異常判断部
である。
１，Ｎｏ．４（１９９３年）４８８頁図４に開示された
第１の従来例の制御システムの異常検知装置のブロック
図である。図において、１１は旋盤、ボール盤等の駆動
動作を行う駆動及び機構部と該駆動及び機構部の動作を
制御する制御部とを有する制御システムとしての加工
機、１２は加工機１１の位置又は速度を指令する指令値
を表す信号で図示しない入力装置により加工機１１の制
御部に入力される。１３は加工機１１に加わるドリルの
折損等の外乱、１４は加工機１１に加わって観測された
飛び込み電波等の雑音、４１は位置又は速度を指令する
指令値を表す信号１２から加工機１１の動作の位置及び
速度を表す信号４５を減算する減算器、４３は駆動動作
を行う駆動及び機構部、４２は駆動及び機構部４３の動
作を制御する制御部、４４は電気回路、センサ、変換器
等の雑音を受ける要素、４５は図示しない検出器により
検出されて減算器４１にフィードバックされる加工動作
部４４の加工動作の位置又は速度を表す信号である。１
５は加工機１１の加工位置、加工速度、トルク、加工力
等の実際の内部状態量を表す信号、４５１は信号４５に
基づいて外乱推定値を得る外乱オブザーバ、４５２は駆
動及び機構部４３の逆モデル、４５３は信号１５と逆モ
デル４５２の出力信号との差を演算して外乱推定値を示
す信号４５４を得る減算器、１８は信号４５４に基づい
て加工機１１の動作の異常の有無を判断する異常判断部
である。
【０００３】次に動作について説明する。加工機１１の
制御部４２は、減算器４１で演算された位置又は速度を
表す信号１２と信号４５との差から加工機１１の内部状
態量を表す信号１５を生成する。駆動及び機構部４３は
加工機１１の内部状態量を表す信号１５に従って加工動
作を行う。加工機１１の動作状況は、雑音１４を含んだ
加工動作の位置又は速度を表す信号４５として観測さ
れ、この信号４５は減算器４１を介して制御部４２にフ
ィードバックされる。一方、信号４５は外乱オブザーバ
４５１の駆動及び機構部の逆モデル４５２にも入力さ
れ、逆モデル４５２はこの雑音１４を含んだ信号４５を
出力すべき内部状態量信号１５に対応する信号を出力
し、減算器４５３により本来の信号１５との差から外乱
推定値を表す信号４５４が得られる。場合によっては、
外乱推定値４５４に図示しないローパスフィルタをかけ
る場合もあり、その場合このローパスフィルタを含めて
外乱オブザーバと呼ぶ。異常判断部１８は外乱推定値信
号４５４に基づいて異常判断を行う。
制御部４２は、減算器４１で演算された位置又は速度を
表す信号１２と信号４５との差から加工機１１の内部状
態量を表す信号１５を生成する。駆動及び機構部４３は
加工機１１の内部状態量を表す信号１５に従って加工動
作を行う。加工機１１の動作状況は、雑音１４を含んだ
加工動作の位置又は速度を表す信号４５として観測さ
れ、この信号４５は減算器４１を介して制御部４２にフ
ィードバックされる。一方、信号４５は外乱オブザーバ
４５１の駆動及び機構部の逆モデル４５２にも入力さ
れ、逆モデル４５２はこの雑音１４を含んだ信号４５を
出力すべき内部状態量信号１５に対応する信号を出力
し、減算器４５３により本来の信号１５との差から外乱
推定値を表す信号４５４が得られる。場合によっては、
外乱推定値４５４に図示しないローパスフィルタをかけ
る場合もあり、その場合このローパスフィルタを含めて
外乱オブザーバと呼ぶ。異常判断部１８は外乱推定値信
号４５４に基づいて異常判断を行う。
【０００４】図４６は特開昭５９−２３２７４９号公報
に開示された第２の従来例の制御システムの異常検知装
置を示すブロック図である。図において、４６１はモー
タ、４６２はトルク検出器、４６３はベルト、４６４及
び４６５はプーリー、４６６は減速比表示装置、４６７
はドリル４６８のチャック、４６９は被加工物である工
作物、４７０はドリルの切削トルク（主軸加工トルク）
換算装置、４７１は空運転トルク除去装置、４７２はハ
イパスフィルタ、４７３はピーク値検出器、４７４は最
適切削トルク（主軸加工トルク）計算装置、４７５は第
１の評価装置、４７６は第２の評価装置、４７７はドリ
ル強度計算装置、４７８は第３の評価装置、４７９はド
リル送り制御装置、４８０はローパスフィルタである。
に開示された第２の従来例の制御システムの異常検知装
置を示すブロック図である。図において、４６１はモー
タ、４６２はトルク検出器、４６３はベルト、４６４及
び４６５はプーリー、４６６は減速比表示装置、４６７
はドリル４６８のチャック、４６９は被加工物である工
作物、４７０はドリルの切削トルク（主軸加工トルク）
換算装置、４７１は空運転トルク除去装置、４７２はハ
イパスフィルタ、４７３はピーク値検出器、４７４は最
適切削トルク（主軸加工トルク）計算装置、４７５は第
１の評価装置、４７６は第２の評価装置、４７７はドリ
ル強度計算装置、４７８は第３の評価装置、４７９はド
リル送り制御装置、４８０はローパスフィルタである。
【０００５】次に動作について説明する。モータ４６１
のトルクはプーリー４６４、ベルト４６３、プーリー４
６５を介してチャック４６７に伝達され、チャック４６
７が保持するドリル４６８が工作物４６９を加工する。
モータ４６１のトルクτm はトルク検出器４６２によっ
て検出される。また、減速比は減速比表示装置４６６に
よって検出される。切削トルク（主軸加工トルク）換算
装置４７０はモータ４６１のトルクτm に減速比を乗じ
てドリル４６８のトルクτs に換算する。空運転トルク
除去装置４７１は、加工直前に実測した空運転トルクτ
0 をドリル４６８のトルクτs から差し引いて、真の切
削トルク（主軸加工トルク）を出力する。真の切削トル
ク（主軸加工トルク）は、ハイパスフィルタ４７２とピ
ーク値検出器４７３によって振動成分の大きさが検知さ
れ、第１の評価装置４７５によって、振動に関連の深い
切りくず詰まりなどの異常が検知される。あるいは、ロ
ーパスフィルタ４８０によって低周波成分を検知し、第
２の評価装置４７６によって、低周波成分に関連の深い
異常（ドリル磨耗など）を検知する。第１の評価装置４
７５における比較しきい値は最適切削トルク（主軸加工
トルク）計算装置４７４によって計算され、また第２の
評価装置４７６における比較しきい値は低周波成分のし
きい値にある比率を乗じた値で代用する。さらに、フィ
ルタ処理せず真の切削トルク（主軸加工トルク）の大き
さをそのまま用いて、第３の評価装置４７８によって、
そのままの大きさに関連の深いドリル折損などの異常を
検知する。第３の評価装置４７８における比較しきい値
はドリル強度計算装置４７７によって計算する。このよ
うにして異常が検知された場合には図示しない表示器上
に該異常が表示される。
のトルクはプーリー４６４、ベルト４６３、プーリー４
６５を介してチャック４６７に伝達され、チャック４６
７が保持するドリル４６８が工作物４６９を加工する。
モータ４６１のトルクτm はトルク検出器４６２によっ
て検出される。また、減速比は減速比表示装置４６６に
よって検出される。切削トルク（主軸加工トルク）換算
装置４７０はモータ４６１のトルクτm に減速比を乗じ
てドリル４６８のトルクτs に換算する。空運転トルク
除去装置４７１は、加工直前に実測した空運転トルクτ
0 をドリル４６８のトルクτs から差し引いて、真の切
削トルク（主軸加工トルク）を出力する。真の切削トル
ク（主軸加工トルク）は、ハイパスフィルタ４７２とピ
ーク値検出器４７３によって振動成分の大きさが検知さ
れ、第１の評価装置４７５によって、振動に関連の深い
切りくず詰まりなどの異常が検知される。あるいは、ロ
ーパスフィルタ４８０によって低周波成分を検知し、第
２の評価装置４７６によって、低周波成分に関連の深い
異常（ドリル磨耗など）を検知する。第１の評価装置４
７５における比較しきい値は最適切削トルク（主軸加工
トルク）計算装置４７４によって計算され、また第２の
評価装置４７６における比較しきい値は低周波成分のし
きい値にある比率を乗じた値で代用する。さらに、フィ
ルタ処理せず真の切削トルク（主軸加工トルク）の大き
さをそのまま用いて、第３の評価装置４７８によって、
そのままの大きさに関連の深いドリル折損などの異常を
検知する。第３の評価装置４７８における比較しきい値
はドリル強度計算装置４７７によって計算する。このよ
うにして異常が検知された場合には図示しない表示器上
に該異常が表示される。
【０００６】この従来例の異常の判定の方法を要約する
と、数種類の検知量（トルク（主軸加工トルク）、スラ
スト（送り軸加工力）など）をそれぞれのしきい値（予
め設定された一定値）と比較し、それらの場合分けによ
り異常を検知して、表示するという方法である。すなわ
ち、これは図４７に対応する。図４７は、検知量が２個
ある場合の異常領域を示す領域図である。検知量１はし
きい値１と比較を行い、検知量２はしきい値２と比較を
行い、それぞれの判定結果の組み合わせ（４通り）によ
り異常を判断する。言い換えると、それぞれ独立に比較
し、各比較結果のＡＮＤ又はＯＲをとって異常の判断を
行っている。そのため、異常状態が直線的でない（つま
り、各検知量に対して独立でない）複雑な領域で与えら
れる場合には、正しく判断することができず、誤判定を
招くおそれがある。
と、数種類の検知量（トルク（主軸加工トルク）、スラ
スト（送り軸加工力）など）をそれぞれのしきい値（予
め設定された一定値）と比較し、それらの場合分けによ
り異常を検知して、表示するという方法である。すなわ
ち、これは図４７に対応する。図４７は、検知量が２個
ある場合の異常領域を示す領域図である。検知量１はし
きい値１と比較を行い、検知量２はしきい値２と比較を
行い、それぞれの判定結果の組み合わせ（４通り）によ
り異常を判断する。言い換えると、それぞれ独立に比較
し、各比較結果のＡＮＤ又はＯＲをとって異常の判断を
行っている。そのため、異常状態が直線的でない（つま
り、各検知量に対して独立でない）複雑な領域で与えら
れる場合には、正しく判断することができず、誤判定を
招くおそれがある。
【０００７】上述の問題点を実験データを用いて説明す
る。図４８は、新品のドリルを用いて、同じ寸法の穴を
同じ加工条件で２０回連続してドリル加工したときの実
験データを示す波形図である。図４８（１）は送り軸加
工力の波形、図４８（２）は主軸加工トルクの波形を示
す。本実験では、第２０穴目を加工途中に折損に至っ
た。主軸加工トルク及び送り軸加工力の各穴ごとの最大
値を、横軸を主軸加工トルク、縦軸を送り軸加工力のグ
ラフ図として図４９に示す。ただし、前述の図４８の実
験を４回繰り返して得た４回分のデータを重ね書きして
いる（もちろん、実験ごとに新品のドリルに交換してい
る）。図中、○印は加工初期、＋印は安定加工時、×印
は折損直前時、＊印は折損時のデータを表す。それぞれ
に対応する領域を楕円で囲む（ただし、×と＊は合わせ
て考える）と、それぞれ初期領域４９１、安定加工領域
４９２、折損直前領域４９３で表すことができる。仮に
この図に本従来例を適用するとしよう。主軸加工トルク
に着目すれば、各領域は重なりがあるため、主軸加工ト
ルクの軸に垂直な直線では正常と異常の区別ができない
のは明らかである。一方、送り軸加工力に着目すれば、
折損直前領域４９３と安定加工領域４９２は重なりがな
いためしきい値２のような送り軸加工力の軸に垂直な直
線でも区別できるが、安定加工領域４９２と初期領域４
９１は重なりがあるため送り軸加工力の軸に垂直な直線
では区別できない。ただし、折損直前領域４９３と安定
加工領域４９２とでも折損直前領域４９３の送り軸加工
力の最大値と安定加工領域４９２の送り軸加工力の最小
値との差は小さいので、わずかの測定誤差が含まれただ
けで判断ミスを犯すおそれがある。（例えば、データＰ
１やデータＰ２はしきい値２に近いため判断ミスの可能
性が高い）。以上をまとめると、各軸ごとの比較では各
種の状態を区別できない場合、あるいは区別できてもわ
ずかの測定誤差によって判断ミスをする可能性が高い場
合があるといえる。これらの場合に対しては、異常の判
定にこの従来技術は適用できない。
る。図４８は、新品のドリルを用いて、同じ寸法の穴を
同じ加工条件で２０回連続してドリル加工したときの実
験データを示す波形図である。図４８（１）は送り軸加
工力の波形、図４８（２）は主軸加工トルクの波形を示
す。本実験では、第２０穴目を加工途中に折損に至っ
た。主軸加工トルク及び送り軸加工力の各穴ごとの最大
値を、横軸を主軸加工トルク、縦軸を送り軸加工力のグ
ラフ図として図４９に示す。ただし、前述の図４８の実
験を４回繰り返して得た４回分のデータを重ね書きして
いる（もちろん、実験ごとに新品のドリルに交換してい
る）。図中、○印は加工初期、＋印は安定加工時、×印
は折損直前時、＊印は折損時のデータを表す。それぞれ
に対応する領域を楕円で囲む（ただし、×と＊は合わせ
て考える）と、それぞれ初期領域４９１、安定加工領域
４９２、折損直前領域４９３で表すことができる。仮に
この図に本従来例を適用するとしよう。主軸加工トルク
に着目すれば、各領域は重なりがあるため、主軸加工ト
ルクの軸に垂直な直線では正常と異常の区別ができない
のは明らかである。一方、送り軸加工力に着目すれば、
折損直前領域４９３と安定加工領域４９２は重なりがな
いためしきい値２のような送り軸加工力の軸に垂直な直
線でも区別できるが、安定加工領域４９２と初期領域４
９１は重なりがあるため送り軸加工力の軸に垂直な直線
では区別できない。ただし、折損直前領域４９３と安定
加工領域４９２とでも折損直前領域４９３の送り軸加工
力の最大値と安定加工領域４９２の送り軸加工力の最小
値との差は小さいので、わずかの測定誤差が含まれただ
けで判断ミスを犯すおそれがある。（例えば、データＰ
１やデータＰ２はしきい値２に近いため判断ミスの可能
性が高い）。以上をまとめると、各軸ごとの比較では各
種の状態を区別できない場合、あるいは区別できてもわ
ずかの測定誤差によって判断ミスをする可能性が高い場
合があるといえる。これらの場合に対しては、異常の判
定にこの従来技術は適用できない。
【０００８】図５０は特開平６−８１１１号公報に開示
された第３の従来例の制御システムの異常検知装置を示
すブロック図である。図において、５０１はドリル、５
０２は主軸、５０３は主軸モータ、５０４は制御装置、
５０５はトルク（主軸加工トルク）検出器、５０６はス
ラスト（送り軸加工力）検出器、５０７は振動検出器、
５０８はＦＦＴ、５０９はフィルタ、５１０は複合解析
処理装置である。
された第３の従来例の制御システムの異常検知装置を示
すブロック図である。図において、５０１はドリル、５
０２は主軸、５０３は主軸モータ、５０４は制御装置、
５０５はトルク（主軸加工トルク）検出器、５０６はス
ラスト（送り軸加工力）検出器、５０７は振動検出器、
５０８はＦＦＴ、５０９はフィルタ、５１０は複合解析
処理装置である。
【０００９】次に動作について説明する。制御装置５０
４は主軸モータ５０３を駆動し、ドリル５０１を保持し
た主軸５０２を回転させるとともに、送り軸（ｚ軸）の
モータを駆動させ、送り方向の運動を行う。トルク検出
器５０５、スラスト検出器５０６及び振動検出器５０７
で検出したトルク信号ｔ、スラスト信号ｓ及び振動信号
ｖの３者から複合解析処理装置５１０は異常判定を行
う。複合解析処理装置５１０の判定法を表１に示す。
４は主軸モータ５０３を駆動し、ドリル５０１を保持し
た主軸５０２を回転させるとともに、送り軸（ｚ軸）の
モータを駆動させ、送り方向の運動を行う。トルク検出
器５０５、スラスト検出器５０６及び振動検出器５０７
で検出したトルク信号ｔ、スラスト信号ｓ及び振動信号
ｖの３者から複合解析処理装置５１０は異常判定を行
う。複合解析処理装置５１０の判定法を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】この方法は、表１に示すように、トルク
（主軸加工トルク）、スラスト（送り軸加工力）及び振
動の３者をそれぞれのしきい値（予め設定された一定
値）と比較し、それぞれ安定か又は変化かを判断するも
のである。３者の安定・変化の場合分けは２の３乗、す
なわち８通りあり、この８通りの場合のどれに対応して
いるかによって、それぞれに対応した異常又は正常と判
断する。また、例えば、工具の磨耗はトルク（主軸加工
トルク）とスラスト（送り軸加工力）とがそれぞれのし
きい値を超えたか否かで判断する。
（主軸加工トルク）、スラスト（送り軸加工力）及び振
動の３者をそれぞれのしきい値（予め設定された一定
値）と比較し、それぞれ安定か又は変化かを判断するも
のである。３者の安定・変化の場合分けは２の３乗、す
なわち８通りあり、この８通りの場合のどれに対応して
いるかによって、それぞれに対応した異常又は正常と判
断する。また、例えば、工具の磨耗はトルク（主軸加工
トルク）とスラスト（送り軸加工力）とがそれぞれのし
きい値を超えたか否かで判断する。
【００１２】表１に示した判定方法も、数種類の検知量
（トルク（主軸加工トルク）、スラスト（送り軸加工
力）など）をそれぞれのしきい値と比較し、それらの場
合分けにより異常を検知するという方法である。言い換
えると、それぞれ独立に比較し、各比較結果のＡＮＤ又
はＯＲをとって異常の判定を行っている。そのため、異
常状態が直線的でない（つまり、各検知量に対して独立
でない）複雑な領域で与えられる場合には、正しく判断
することができず、誤判定を招くおそれがある。
（トルク（主軸加工トルク）、スラスト（送り軸加工
力）など）をそれぞれのしきい値と比較し、それらの場
合分けにより異常を検知するという方法である。言い換
えると、それぞれ独立に比較し、各比較結果のＡＮＤ又
はＯＲをとって異常の判定を行っている。そのため、異
常状態が直線的でない（つまり、各検知量に対して独立
でない）複雑な領域で与えられる場合には、正しく判断
することができず、誤判定を招くおそれがある。
【００１３】図５１は特公平６−５９５９５号公報に開
示された第４の従来例の制御システムの異常検知装置の
動作を示すフローチャートである。このフローチャート
に基づき動作を説明する。まず、ステップＳＴ５１１で
データ（トルク（主軸加工トルク）とスラスト（送り軸
加工力））を当該異常検知装置内に取り込む。ステップ
ＳＴ５１２で、取り込んだトルクとスラストに補正係数
を乗じて、それぞれの乗算結果をパターンＰT 及びパタ
ーンＰS とする。ステップＳＴ５１３で、ステップＳＴ
５１４で用いるパターン（ＰT −ＰS ）の演算を行う。
ステップＳＴ５１４からステップＳＴ５１７で、パター
ンＰT 及びパターンＰS を３種の基準識別パターン単独
又はそれらの組み合わせと比較し、この比較結果によ
り、それぞれに対応した異常と判断する。この比較のた
めのしきい値となる基準識別パターンは正常時のパター
ンをまず求め、次に正常時のパターンの一部を変形して
作成される。図５２は基準識別パターンの１つを示す波
形図である。回転負荷（主軸加工トルク）、送り軸負荷
（送り軸加工力）とも時間軸の中間点を過ぎたあたりか
ら値が大きくなるようなパターンを示しており、切りく
ず詰まりやドリルの焼き付きといった異常に対応する。
示された第４の従来例の制御システムの異常検知装置の
動作を示すフローチャートである。このフローチャート
に基づき動作を説明する。まず、ステップＳＴ５１１で
データ（トルク（主軸加工トルク）とスラスト（送り軸
加工力））を当該異常検知装置内に取り込む。ステップ
ＳＴ５１２で、取り込んだトルクとスラストに補正係数
を乗じて、それぞれの乗算結果をパターンＰT 及びパタ
ーンＰS とする。ステップＳＴ５１３で、ステップＳＴ
５１４で用いるパターン（ＰT −ＰS ）の演算を行う。
ステップＳＴ５１４からステップＳＴ５１７で、パター
ンＰT 及びパターンＰS を３種の基準識別パターン単独
又はそれらの組み合わせと比較し、この比較結果によ
り、それぞれに対応した異常と判断する。この比較のた
めのしきい値となる基準識別パターンは正常時のパター
ンをまず求め、次に正常時のパターンの一部を変形して
作成される。図５２は基準識別パターンの１つを示す波
形図である。回転負荷（主軸加工トルク）、送り軸負荷
（送り軸加工力）とも時間軸の中間点を過ぎたあたりか
ら値が大きくなるようなパターンを示しており、切りく
ず詰まりやドリルの焼き付きといった異常に対応する。
【００１４】図５３は特公平５−５４１３１号公報に開
示された第５の従来例の制御システムの異常検知装置を
示すブロック図である。図において、５４１から５４ｎ
は主軸及び送り軸モータ、５３１は電流検出器、５３２
はＡ／Ｄ変換器、５３３は負荷率演算器、５３４は切換
装置、５３５はモデル加工状態メモリ、５３６は表示制
御部、５３６１はＣＲＴ表示装置、５３７１はキーボー
ド、５３７は監視区間及び制限値メモリ、５３８は比較
器、５３８１は警報装置である。
示された第５の従来例の制御システムの異常検知装置を
示すブロック図である。図において、５４１から５４ｎ
は主軸及び送り軸モータ、５３１は電流検出器、５３２
はＡ／Ｄ変換器、５３３は負荷率演算器、５３４は切換
装置、５３５はモデル加工状態メモリ、５３６は表示制
御部、５３６１はＣＲＴ表示装置、５３７１はキーボー
ド、５３７は監視区間及び制限値メモリ、５３８は比較
器、５３８１は警報装置である。
【００１５】次に動作について説明する。電流検出器５
３１によって検出された主軸及び送り軸モータ５４１〜
５４ｎの電流は、Ａ／Ｄ変換器５３２によってＡ／Ｄ変
換された後、負荷率演算器５３３によって定格電流値に
対する比率（負荷率）に換算される。切換装置５３４に
よって、モデル加工時には負荷率の波形をモデル加工状
態メモリ５３５に格納する。表示制御部５３６はモデル
加工状態メモリ５３５に格納された負荷率波形をＣＲＴ
表示装置５３６１に表示し、操作者はこの負荷率波形を
見ながらキーボード５３７１によりカーソルを動かし
て、波形の監視区間及び制限値を設定する。実際の加工
時には、表示制御部５３６は加工中の負荷率波形とモデ
ル加工状態メモリ５３５に格納された負荷率波形を併せ
てＣＲＴ表示装置５３６１に表示するとともに、比較器
５３８は、設定された監視区間内の加工中の負荷率と制
限値を比較することにより、異常を判断する。
３１によって検出された主軸及び送り軸モータ５４１〜
５４ｎの電流は、Ａ／Ｄ変換器５３２によってＡ／Ｄ変
換された後、負荷率演算器５３３によって定格電流値に
対する比率（負荷率）に換算される。切換装置５３４に
よって、モデル加工時には負荷率の波形をモデル加工状
態メモリ５３５に格納する。表示制御部５３６はモデル
加工状態メモリ５３５に格納された負荷率波形をＣＲＴ
表示装置５３６１に表示し、操作者はこの負荷率波形を
見ながらキーボード５３７１によりカーソルを動かし
て、波形の監視区間及び制限値を設定する。実際の加工
時には、表示制御部５３６は加工中の負荷率波形とモデ
ル加工状態メモリ５３５に格納された負荷率波形を併せ
てＣＲＴ表示装置５３６１に表示するとともに、比較器
５３８は、設定された監視区間内の加工中の負荷率と制
限値を比較することにより、異常を判断する。
【００１６】図５４は特公昭６１−１６５８１号公報に
開示された第６の従来例の制御システムの異常検知装置
の異常判定の原理を説明する波形図である。図におい
て、ＩR は試切削時の主軸電動機電流の変動曲線で、Ｉ
D は電流の異常判定のしきい値として用いられる許容値
曲線であり、両者とも時間関数である。
開示された第６の従来例の制御システムの異常検知装置
の異常判定の原理を説明する波形図である。図におい
て、ＩR は試切削時の主軸電動機電流の変動曲線で、Ｉ
D は電流の異常判定のしきい値として用いられる許容値
曲線であり、両者とも時間関数である。
【００１７】次に動作について説明する。試切削時に測
定された各時刻の変動曲線ＩR に基づいて各時刻の許容
値曲線ＩD が求められ、記憶装置に記憶される。許容値
曲線ＩD は例えば変動曲線ＩR に定数を加えた値又は定
数を乗じた値とする。実際の加工中には、記憶装置から
各時刻の許容値曲線ＩD の値を順番に読み込み、加工中
の主軸電動機電流の値と比較することにより異常を判定
する。本従来技術では、さらに試切削時の状況に応じ
て、オペレータが判定基準等をキーボードを介して可変
的に変更する方式となっている。
定された各時刻の変動曲線ＩR に基づいて各時刻の許容
値曲線ＩD が求められ、記憶装置に記憶される。許容値
曲線ＩD は例えば変動曲線ＩR に定数を加えた値又は定
数を乗じた値とする。実際の加工中には、記憶装置から
各時刻の許容値曲線ＩD の値を順番に読み込み、加工中
の主軸電動機電流の値と比較することにより異常を判定
する。本従来技術では、さらに試切削時の状況に応じ
て、オペレータが判定基準等をキーボードを介して可変
的に変更する方式となっている。
【００１８】図５５は特開平６−１７０６９７号公報に
開示された第７の従来例の制御システムの異常検知装置
の異常判定の原理を説明するための波形図であり、穴あ
け加工時のモータの負荷電流の変化を示している。５５
１は正常時の負荷電流波形、５５２は切りくず詰まりが
発生した時の負荷電流波形である。また、ｚ０はドリル
の穴あけ作業前の休止位置、ｚ０１はドリルの先端が被
加工物の表面に接触した位置、ｚ１はドリルの先端部が
被加工物に入り込みドリルの外周端が被加工物の表面に
位置した時の位置、ｚ２は該外周端が被加工物の表面か
らあらかじめ定めた深さｈ１だけ穴加工した時点の位
置、ｚ３はドリルの外周端が最も深くなる位置である、
Ｉ０はあらかじめ定めた負荷電流のしきい値である。
開示された第７の従来例の制御システムの異常検知装置
の異常判定の原理を説明するための波形図であり、穴あ
け加工時のモータの負荷電流の変化を示している。５５
１は正常時の負荷電流波形、５５２は切りくず詰まりが
発生した時の負荷電流波形である。また、ｚ０はドリル
の穴あけ作業前の休止位置、ｚ０１はドリルの先端が被
加工物の表面に接触した位置、ｚ１はドリルの先端部が
被加工物に入り込みドリルの外周端が被加工物の表面に
位置した時の位置、ｚ２は該外周端が被加工物の表面か
らあらかじめ定めた深さｈ１だけ穴加工した時点の位
置、ｚ３はドリルの外周端が最も深くなる位置である、
Ｉ０はあらかじめ定めた負荷電流のしきい値である。
【００１９】次に動作について説明する。負荷電流のし
きい値Ｉ０は位置ｚ１から位置ｚ２の範囲の負荷電流の
平均値に定数（１．１など）を乗じた値とされる。この
位置ｚ１から位置ｚ２までの長さ（深さｈ１）は、ドリ
ルの切りくずが詰まらない値、例えばドリルの直径程度
の長さとする。さらに、位置ｚ２を越えて加工を続けて
いる間、負荷電流値としきい値Ｉ０とを比較することに
より異常を判断する。
きい値Ｉ０は位置ｚ１から位置ｚ２の範囲の負荷電流の
平均値に定数（１．１など）を乗じた値とされる。この
位置ｚ１から位置ｚ２までの長さ（深さｈ１）は、ドリ
ルの切りくずが詰まらない値、例えばドリルの直径程度
の長さとする。さらに、位置ｚ２を越えて加工を続けて
いる間、負荷電流値としきい値Ｉ０とを比較することに
より異常を判断する。
【００２０】図５６は三菱数値制御装置ＭＥＬＤＡＳ
（登録商標）の取り扱い説明書３００／３００−Ｖシリ
ーズプログラミング説明書（三菱電機（株））に開示さ
れた第８の従来例の制御システムの異常検知装置の動作
を説明する動作経路図である。図において、２６２はド
リル等の工具、３４１は加工開始位置上方の工具２６２
の設定位置であるイニシャル点、３４２は被加工物に十
分近いイニシャル点３４１の真下の位置であるＲ点、３
２６は被加工物中の目標穴深さ位置である。また、波線
は工具２６２の早送り、鋸歯状の線は切削送りを表す。
（登録商標）の取り扱い説明書３００／３００−Ｖシリ
ーズプログラミング説明書（三菱電機（株））に開示さ
れた第８の従来例の制御システムの異常検知装置の動作
を説明する動作経路図である。図において、２６２はド
リル等の工具、３４１は加工開始位置上方の工具２６２
の設定位置であるイニシャル点、３４２は被加工物に十
分近いイニシャル点３４１の真下の位置であるＲ点、３
２６は被加工物中の目標穴深さ位置である。また、波線
は工具２６２の早送り、鋸歯状の線は切削送りを表す。
【００２１】動作は［］で囲んだ数字の順で行われる。
まず、工具２６２を経路［１］に従ってイニシャル点３
４１に早送りで移動させて位置決めし、次に経路［２］
に従って被加工物から距離ｒ1 だけ離れたＲ点３４２ま
で工具２６２を早送りで下降させ、被加工物の加工を開
始する。経路［３］に従って切削送りで被加工物の加工
を進め、深さｚb の目標穴深さ位置３２６まで達する
と、経路［４］に従って早送りでイニシャル点３４１
（Ｇ９８モードのとき）又はＲ点３４２（Ｇ９９モード
のとき）まで工具２６２を戻す。
まず、工具２６２を経路［１］に従ってイニシャル点３
４１に早送りで移動させて位置決めし、次に経路［２］
に従って被加工物から距離ｒ1 だけ離れたＲ点３４２ま
で工具２６２を早送りで下降させ、被加工物の加工を開
始する。経路［３］に従って切削送りで被加工物の加工
を進め、深さｚb の目標穴深さ位置３２６まで達する
と、経路［４］に従って早送りでイニシャル点３４１
（Ｇ９８モードのとき）又はＲ点３４２（Ｇ９９モード
のとき）まで工具２６２を戻す。
【００２２】図５７は上述の三菱数値制御装置ＭＥＬＤ
ＡＳの取り扱い説明書３００／３００−Ｖシリーズプロ
グラミング説明書（三菱電機（株））に開示された第９
の従来例の制御システムの異常検知装置の動作を説明す
る動作経路図である。図において、ｑ1 は工具２６２の
被加工物に対する毎回の切り込み量で、ｍは工具２６２
の逃げ量を表す。逃げ量ｍは前回切削位置のやや浅い方
向から切削送りを始めるために指定する量である。図中
のその他の符号は図５６と同一のため説明を省略する。
ＡＳの取り扱い説明書３００／３００−Ｖシリーズプロ
グラミング説明書（三菱電機（株））に開示された第９
の従来例の制御システムの異常検知装置の動作を説明す
る動作経路図である。図において、ｑ1 は工具２６２の
被加工物に対する毎回の切り込み量で、ｍは工具２６２
の逃げ量を表す。逃げ量ｍは前回切削位置のやや浅い方
向から切削送りを始めるために指定する量である。図中
のその他の符号は図５６と同一のため説明を省略する。
【００２３】動作は［］で囲んだ数字の順に行われる。
図５６の従来例と異なり、工具２６２は切り込み量ｑ1
＋ｍ（第１回目のみｑ1 ）だけ切削送りで進み次に逃げ
量ｍだけ早送りで戻るという動作を繰り返して最終的に
目標穴深さ位置３２６まで到達する。
図５６の従来例と異なり、工具２６２は切り込み量ｑ1
＋ｍ（第１回目のみｑ1 ）だけ切削送りで進み次に逃げ
量ｍだけ早送りで戻るという動作を繰り返して最終的に
目標穴深さ位置３２６まで到達する。
【００２４】図５８は上述の三菱数値制御装置ＭＥＬＤ
ＡＳの取扱説明書３００／３００−Ｖシリーズプログラ
ミング説明書（三菱電機（株））に開示された第１０の
従来例の制御システムの異常検知装置の動作を説明する
動作経路図である。図中の符号は図５７と同一であるた
めその説明を省略する。工具２６２は前回切削位置に対
し逃げ量ｍだけ浅い位置から切削量ｑ１＋ｍ（第１回目
のみはＲ点３４２からｑ１）だけ切削送りで進み、次に
いったんＲ点３４２まで早送りで戻り、更に前回切削位
置に対し逃げ量ｍだけ浅い位置まで早送りで進むと言う
ことを繰り返して、最終的に目標穴深さ位置３２６まで
到達する。
ＡＳの取扱説明書３００／３００−Ｖシリーズプログラ
ミング説明書（三菱電機（株））に開示された第１０の
従来例の制御システムの異常検知装置の動作を説明する
動作経路図である。図中の符号は図５７と同一であるた
めその説明を省略する。工具２６２は前回切削位置に対
し逃げ量ｍだけ浅い位置から切削量ｑ１＋ｍ（第１回目
のみはＲ点３４２からｑ１）だけ切削送りで進み、次に
いったんＲ点３４２まで早送りで戻り、更に前回切削位
置に対し逃げ量ｍだけ浅い位置まで早送りで進むと言う
ことを繰り返して、最終的に目標穴深さ位置３２６まで
到達する。
【００２５】図５９は特開平６−１７０６９７号公報及
び特開平６−１５５２４６号公報に開示された第１１の
従来例の制御システムの異常検知装置の動作を説明する
動作経路図である。図において、ｚc は切りくず詰まり
が検知された時点の深さを示し、５９１はそのときの位
置を示す。その他の図中の符号は図５６と同一であるた
めその説明を省略する。工具２６２は切りくず詰まりが
検知された位置５９１で被加工物の加工をいったん中断
してＲ点３４２又はイニシャル点３４１まで早送りで戻
る。Ｒ点３４２又はイニシャル点３４１まで戻った後
は、再び同じ加工を再実行する。同じ加工を再実行後、
目標穴深さ位置３２６まで到達するまでにまた切りくず
詰まりが検知されれば、その都度、加工を中断しＲ点３
４２又はイニシャル点３４１まで戻り、再び同じ加工を
再実行することになる。
び特開平６−１５５２４６号公報に開示された第１１の
従来例の制御システムの異常検知装置の動作を説明する
動作経路図である。図において、ｚc は切りくず詰まり
が検知された時点の深さを示し、５９１はそのときの位
置を示す。その他の図中の符号は図５６と同一であるた
めその説明を省略する。工具２６２は切りくず詰まりが
検知された位置５９１で被加工物の加工をいったん中断
してＲ点３４２又はイニシャル点３４１まで早送りで戻
る。Ｒ点３４２又はイニシャル点３４１まで戻った後
は、再び同じ加工を再実行する。同じ加工を再実行後、
目標穴深さ位置３２６まで到達するまでにまた切りくず
詰まりが検知されれば、その都度、加工を中断しＲ点３
４２又はイニシャル点３４１まで戻り、再び同じ加工を
再実行することになる。
【００２６】図６０は上述の三菱数値制御装置ＭＥＬＤ
ＡＳの取り扱い説明書３２０Ｌ（三菱電機（株））に開
示された第１２の従来例の制御システムの異常検知装置
の表示部を示す説明図である。表示部では主軸負荷と送
り軸負荷の棒グラフが表示される。主軸負荷の棒グラフ
は主軸負荷の現在の値を示し、送り軸負荷の棒グラフは
送り軸負荷の現在の値を示す。この制御システムの異常
検知装置の操作者は、主軸負荷と送り軸負荷の表示値か
ら該装置の異常を判断しようとするが、棒グラフで表さ
れているので、視覚的に主軸負荷と送り軸負荷の組み合
わせとして認識しにくく、主軸負荷と送り軸負荷の大き
さををそれぞれ独立に認識するにとどまることになりが
ちである。
ＡＳの取り扱い説明書３２０Ｌ（三菱電機（株））に開
示された第１２の従来例の制御システムの異常検知装置
の表示部を示す説明図である。表示部では主軸負荷と送
り軸負荷の棒グラフが表示される。主軸負荷の棒グラフ
は主軸負荷の現在の値を示し、送り軸負荷の棒グラフは
送り軸負荷の現在の値を示す。この制御システムの異常
検知装置の操作者は、主軸負荷と送り軸負荷の表示値か
ら該装置の異常を判断しようとするが、棒グラフで表さ
れているので、視覚的に主軸負荷と送り軸負荷の組み合
わせとして認識しにくく、主軸負荷と送り軸負荷の大き
さををそれぞれ独立に認識するにとどまることになりが
ちである。
【００２７】図６１は伊藤・森脇著「工作機械工学」コ
ロナ社刊１０５−１０６頁に開示された第１３の従来例
の制御システムの異常検知装置の動作を示す波形図であ
る。図において、実線はトルク（主軸加工トルク）、破
線は送り速度を表す。切削始（時点Ｔ1 ）から切削終
（時点Ｔ2 ）までの間、トルクが設定された値となるよ
うに送り速度を制御する。
ロナ社刊１０５−１０６頁に開示された第１３の従来例
の制御システムの異常検知装置の動作を示す波形図であ
る。図において、実線はトルク（主軸加工トルク）、破
線は送り速度を表す。切削始（時点Ｔ1 ）から切削終
（時点Ｔ2 ）までの間、トルクが設定された値となるよ
うに送り速度を制御する。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御システムの
異常検知装置は以上のように構成されているので、以下
のような問題点があった。
異常検知装置は以上のように構成されているので、以下
のような問題点があった。
【００２９】すなわち、第１の従来例は次のような問題
点を有している。まず第一に、観測量である信号４５を
用いて外乱を推定しているので、信号４５に観測雑音が
含まれる場合には観測雑音による成分が外乱推定値に加
わってしまい外乱が正しく推定できない。観測量には何
らかの電気的雑音を常に含んでいる。また、エンコーダ
やＡ／Ｄ変換器などのデジタルの測定器や変換器には量
子化誤差が常に含まれており量子化誤差を０にすること
はできない。第二に、観測量を用いて外乱を推定してい
るので、逆モデルの計算を含んでしまうことである。逆
モデルの計算には高周波成分の雑音を増大させる性質を
持つ微分計算を含む場合が多く、そのため外乱推定値の
高周波成分に雑音が多く含まれてしまうことになる。特
に高速な処理を要求される加工機においては浮動小数点
による数値表現でなく整数による数値表現を用いる場合
が多く問題となりやすい。これを回避するために、日本
ロボット学会誌Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．４（１９９３年）
４８８頁図６や特開平６−２６２４９２号公報に開示さ
れた従来例のように、構造を工夫して逆向きの計算を無
くす方式もあるが、これらの方式も本質的には逆計算で
あり、構造を工夫したとしても観測雑音の影響を若干低
減できる程度であり、大幅に低減したり、全く無くすこ
とはできない。第三に、観測量を用いて外乱を推定して
いるので、計算をオフラインで行うことができず必ずオ
ンラインで行う必要がある。オンラインで計算を行う場
合には計算機の計算能力の制約により、外乱推定のため
の計算量をあまり増やすことができない。そのため、駆
動および機構部４３のモデルとしてはあまり複雑なもの
を用いることができず、結果として、外乱推定精度が悪
化することになる。第四に、制御部４２のモデルを含ん
でいないので、演算エラー、オーバーフロー、通信ミ
ス、電子部品の故障などの制御部４２自身の問題点が生
じたときに異常を検知することができない。
点を有している。まず第一に、観測量である信号４５を
用いて外乱を推定しているので、信号４５に観測雑音が
含まれる場合には観測雑音による成分が外乱推定値に加
わってしまい外乱が正しく推定できない。観測量には何
らかの電気的雑音を常に含んでいる。また、エンコーダ
やＡ／Ｄ変換器などのデジタルの測定器や変換器には量
子化誤差が常に含まれており量子化誤差を０にすること
はできない。第二に、観測量を用いて外乱を推定してい
るので、逆モデルの計算を含んでしまうことである。逆
モデルの計算には高周波成分の雑音を増大させる性質を
持つ微分計算を含む場合が多く、そのため外乱推定値の
高周波成分に雑音が多く含まれてしまうことになる。特
に高速な処理を要求される加工機においては浮動小数点
による数値表現でなく整数による数値表現を用いる場合
が多く問題となりやすい。これを回避するために、日本
ロボット学会誌Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．４（１９９３年）
４８８頁図６や特開平６−２６２４９２号公報に開示さ
れた従来例のように、構造を工夫して逆向きの計算を無
くす方式もあるが、これらの方式も本質的には逆計算で
あり、構造を工夫したとしても観測雑音の影響を若干低
減できる程度であり、大幅に低減したり、全く無くすこ
とはできない。第三に、観測量を用いて外乱を推定して
いるので、計算をオフラインで行うことができず必ずオ
ンラインで行う必要がある。オンラインで計算を行う場
合には計算機の計算能力の制約により、外乱推定のため
の計算量をあまり増やすことができない。そのため、駆
動および機構部４３のモデルとしてはあまり複雑なもの
を用いることができず、結果として、外乱推定精度が悪
化することになる。第四に、制御部４２のモデルを含ん
でいないので、演算エラー、オーバーフロー、通信ミ
ス、電子部品の故障などの制御部４２自身の問題点が生
じたときに異常を検知することができない。
【００３０】第２及び第３の従来例は次のような問題点
を有している。すなわち、これらの従来例は、数種類の
検知量（トルク（主軸加工トルク）、スラスト（送り軸
加工力）など）をそれぞれのしきい値と比較し、それら
の場合分けにより異常を検知する方式であるため、異常
状態が直線的でない（つまり、各検知量に対して独立で
ない）複雑な領域で与えられる場合には、正しく判断す
ることができず、誤判定を招くおそれがある。また、し
きい値が一定であるため、工具折損現象や工具先端の焼
き付きなどの監視を目的とした場合には、穴深さによっ
てしきい値を変える必要があるため、本従来例の方式は
適用できない。
を有している。すなわち、これらの従来例は、数種類の
検知量（トルク（主軸加工トルク）、スラスト（送り軸
加工力）など）をそれぞれのしきい値と比較し、それら
の場合分けにより異常を検知する方式であるため、異常
状態が直線的でない（つまり、各検知量に対して独立で
ない）複雑な領域で与えられる場合には、正しく判断す
ることができず、誤判定を招くおそれがある。また、し
きい値が一定であるため、工具折損現象や工具先端の焼
き付きなどの監視を目的とした場合には、穴深さによっ
てしきい値を変える必要があるため、本従来例の方式は
適用できない。
【００３１】第２の従来例は、単に検出量をしきい値と
比較しているので、正確な工具磨耗の程度の把握に基づ
く工具磨耗の程度の各段階に応じた表示や動作ができな
いという問題点も有している。
比較しているので、正確な工具磨耗の程度の把握に基づ
く工具磨耗の程度の各段階に応じた表示や動作ができな
いという問題点も有している。
【００３２】第３の従来例は、例えば、工具磨耗に関し
ては、主軸加工トルクやスラスト（送り軸加工力）のし
きい値からの増加分がしきい値を超えるかどうかで磨耗
量の大小を判断するという方式であり、しきい値と比較
するという本従来例の方式をとる限り、大小の区別につ
いても工具磨耗量が何ミリかは判断できない。実際に
は、この増加分は加工条件や被加工物の材質又は考慮し
ていないその他のさまざまな原因による影響が足し合わ
されたものである。さらに、現実には工具磨耗にも複数
種類の磨耗（例えば、ドリルの場合には、ドリル先端の
磨耗、ドリル外周の磨耗、ドリルの切れ刃の磨耗量な
ど）があり、これらの各種の磨耗が平行して進展する。
このような状況下で磨耗量を正確に検知することは難し
いという問題点がある。同様のことは工具刃先温度など
加工中に直接観察できない値を推定する場合に共通して
いえる。
ては、主軸加工トルクやスラスト（送り軸加工力）のし
きい値からの増加分がしきい値を超えるかどうかで磨耗
量の大小を判断するという方式であり、しきい値と比較
するという本従来例の方式をとる限り、大小の区別につ
いても工具磨耗量が何ミリかは判断できない。実際に
は、この増加分は加工条件や被加工物の材質又は考慮し
ていないその他のさまざまな原因による影響が足し合わ
されたものである。さらに、現実には工具磨耗にも複数
種類の磨耗（例えば、ドリルの場合には、ドリル先端の
磨耗、ドリル外周の磨耗、ドリルの切れ刃の磨耗量な
ど）があり、これらの各種の磨耗が平行して進展する。
このような状況下で磨耗量を正確に検知することは難し
いという問題点がある。同様のことは工具刃先温度など
加工中に直接観察できない値を推定する場合に共通して
いえる。
【００３３】第４の従来例は次のような問題点を有して
いる。すなわち、各検知量（回転負荷と送り軸負荷）を
それぞれの基準識別パターンと比較し、場合分けしてか
ら異常判断を行っている。各検知量から各検知量ごとの
特徴を抽出するための手法であり、各検知量ごとに独立
に比較し、その後各比較結果のＡＮＤまたはＯＲを取っ
て異常を判定することに変わりはない。そのため、異常
状態が直線的でない（つまり、各検知量に対して独立で
ない）図４９に示すような複雑な領域で与えられる場合
には、正しく判断することができず、誤判定を招くおそ
れがある。さらに、１つの加工（ドリル加工の場合には
１つの穴）ごとにパターン化するする必要があるので、
１つの加工が終わってからでないと異常判断できない
（すなわち、リアルタイム性に欠ける）。異常発生から
異常判断するまで時間的遅れによって送り停止などの異
常に対処する処置が遅れて、その結果、機械・被加工物
・工具が致命的故障に至るおそれがあるという大きな問
題点もある。
いる。すなわち、各検知量（回転負荷と送り軸負荷）を
それぞれの基準識別パターンと比較し、場合分けしてか
ら異常判断を行っている。各検知量から各検知量ごとの
特徴を抽出するための手法であり、各検知量ごとに独立
に比較し、その後各比較結果のＡＮＤまたはＯＲを取っ
て異常を判定することに変わりはない。そのため、異常
状態が直線的でない（つまり、各検知量に対して独立で
ない）図４９に示すような複雑な領域で与えられる場合
には、正しく判断することができず、誤判定を招くおそ
れがある。さらに、１つの加工（ドリル加工の場合には
１つの穴）ごとにパターン化するする必要があるので、
１つの加工が終わってからでないと異常判断できない
（すなわち、リアルタイム性に欠ける）。異常発生から
異常判断するまで時間的遅れによって送り停止などの異
常に対処する処置が遅れて、その結果、機械・被加工物
・工具が致命的故障に至るおそれがあるという大きな問
題点もある。
【００３４】また、正常時の検知量に基づいてしきい値
を求めるが、正常な加工といっても、加工条件や被加工
物の材質によって正常時の検知量は全く異なる。一方、
例えば、ドリルの折損現象などは、加工条件に依らず、
単にドリルに加わる力がドリルの許容する力を越えれば
折損に至る。たとえ良好な加工状態が保たれていても、
ドリルの許容する力を越えた力が加われば折損に至り、
逆に、切りくずが詰まったり工具が磨耗したりして良好
な加工状態が保たれていなくても、ドリルの許容する力
がドリルに加わる力よりも十分大きければ折損に至るこ
とはない。同様のことは、工具先端の焼き付きにおける
許容温度などにも当てはまる。正常時の検知量に基づい
てしきい値を求めるというのは土台おかしな話であり、
単に試切削時の検知量からしきい値を設定すれば簡単で
あるというくらいのものであると考えられる。
を求めるが、正常な加工といっても、加工条件や被加工
物の材質によって正常時の検知量は全く異なる。一方、
例えば、ドリルの折損現象などは、加工条件に依らず、
単にドリルに加わる力がドリルの許容する力を越えれば
折損に至る。たとえ良好な加工状態が保たれていても、
ドリルの許容する力を越えた力が加われば折損に至り、
逆に、切りくずが詰まったり工具が磨耗したりして良好
な加工状態が保たれていなくても、ドリルの許容する力
がドリルに加わる力よりも十分大きければ折損に至るこ
とはない。同様のことは、工具先端の焼き付きにおける
許容温度などにも当てはまる。正常時の検知量に基づい
てしきい値を求めるというのは土台おかしな話であり、
単に試切削時の検知量からしきい値を設定すれば簡単で
あるというくらいのものであると考えられる。
【００３５】第５の従来例は次のような問題点を有して
いる。すなわち、本従来例では、各検知量（トルク（主
軸加工トルク）、スラスト（送り軸加工力））の波形ご
とにそれぞれの一定のしきい値を設定する。そのため、
異常状態が各検知量に対して独立でない図４９に示すよ
うな複雑な領域で与えられる場合には、直線では設定す
ることが不可能である。また、操作者は波形を見なが
ら、キーボードによりカーソルを動かすため、その操作
が煩わしいという問題点がある。
いる。すなわち、本従来例では、各検知量（トルク（主
軸加工トルク）、スラスト（送り軸加工力））の波形ご
とにそれぞれの一定のしきい値を設定する。そのため、
異常状態が各検知量に対して独立でない図４９に示すよ
うな複雑な領域で与えられる場合には、直線では設定す
ることが不可能である。また、操作者は波形を見なが
ら、キーボードによりカーソルを動かすため、その操作
が煩わしいという問題点がある。
【００３６】第６の従来例は、次のような問題点を有し
ている。すなわち、電流の許容値曲線ＩR の波形すべて
を記憶装置に格納する必要があるため、膨大な容量の記
憶装置が必要になる。また、試切削時のデータに基づい
て許容曲線を設定しているが、実際には試切削時と加工
時でオーバライドなどによって送り速度などの加工条件
が異なる場合が多く、その場合には、試切削時のデータ
と加工時のデータとで大きさやタイミングがずれてしま
って、誤判定を招くおそれがある。本従来例では、試切
削時の状況に応じて許容値曲線を可変的に変更する方式
となっているが、この目的は、あくまで試切削時のデー
タから許容値曲線を設定する際に実際の状況に応じて調
整することであり許容値曲線の波形すべてを記憶装置に
格納することにはかわりなく、上述の問題点は解決され
ない。さらに、本従来例では、第４の従来例と同様に正
常時の検知量に基づいてしきい値を求めているので、第
４の従来例と同様の問題点も有している。
ている。すなわち、電流の許容値曲線ＩR の波形すべて
を記憶装置に格納する必要があるため、膨大な容量の記
憶装置が必要になる。また、試切削時のデータに基づい
て許容曲線を設定しているが、実際には試切削時と加工
時でオーバライドなどによって送り速度などの加工条件
が異なる場合が多く、その場合には、試切削時のデータ
と加工時のデータとで大きさやタイミングがずれてしま
って、誤判定を招くおそれがある。本従来例では、試切
削時の状況に応じて許容値曲線を可変的に変更する方式
となっているが、この目的は、あくまで試切削時のデー
タから許容値曲線を設定する際に実際の状況に応じて調
整することであり許容値曲線の波形すべてを記憶装置に
格納することにはかわりなく、上述の問題点は解決され
ない。さらに、本従来例では、第４の従来例と同様に正
常時の検知量に基づいてしきい値を求めているので、第
４の従来例と同様の問題点も有している。
【００３７】第７の従来例は次のような問題点を有して
いる。すなわち、図４８（２）の主軸加工トルクの各穴
の波形において、穴の浅い部分（左端から中央）に対す
る穴の深い部分（中央から右端）の比に着目すると、第
１穴目では大きな値を示し、第２から第１１穴では小さ
な値を示し、第１２から第１６穴目では再び大きな値を
示し、第１７から第２０穴目では再び小さくなってい
る。折損が第２０回目に発生したことを考えると、折損
時（第２０回目）又は折損直前（第１９回目）におい
て、穴の浅い部分に対する穴の深い部分の比が大きいわ
けではないことが分かる。穴の浅い部分に対する穴の深
い部分の比の増大は切りくず詰まりによると考えられ、
この比による異常検知は、あくまで切りくず詰まりを検
知するものであり、折損を検知又は予知するものではな
い。また、穴の浅い部分に対する穴の深い部分の比を利
用するので、穴の浅い部分を加工中の異常は検知できな
い。
いる。すなわち、図４８（２）の主軸加工トルクの各穴
の波形において、穴の浅い部分（左端から中央）に対す
る穴の深い部分（中央から右端）の比に着目すると、第
１穴目では大きな値を示し、第２から第１１穴では小さ
な値を示し、第１２から第１６穴目では再び大きな値を
示し、第１７から第２０穴目では再び小さくなってい
る。折損が第２０回目に発生したことを考えると、折損
時（第２０回目）又は折損直前（第１９回目）におい
て、穴の浅い部分に対する穴の深い部分の比が大きいわ
けではないことが分かる。穴の浅い部分に対する穴の深
い部分の比の増大は切りくず詰まりによると考えられ、
この比による異常検知は、あくまで切りくず詰まりを検
知するものであり、折損を検知又は予知するものではな
い。また、穴の浅い部分に対する穴の深い部分の比を利
用するので、穴の浅い部分を加工中の異常は検知できな
い。
【００３８】第８ないし第１０の従来例は、いずれも切
りくず詰まりになってもそのまま動作を続けるので、工
具折損を引き起こしたり、加工精度の悪化を招いたりす
るおそれがあるという問題点を有している。
りくず詰まりになってもそのまま動作を続けるので、工
具折損を引き起こしたり、加工精度の悪化を招いたりす
るおそれがあるという問題点を有している。
【００３９】第１１の従来例は次のような問題点を有し
ている。すなわち、本従来例はあくまで切りくず詰まり
が発生するところまで加工を行い、切りくず詰まりが発
生したらその後に停止又は戻し動作を行い、これを繰り
返すという方針であり、すなわち切りくず詰まりを容認
するという立場である。そのため、１度目の切りくず詰
まりは仕方がないとして、その後も、本質的に切りくず
詰まりを避けることはできず、特に深い穴加工の場合に
は目標穴深さ位置まで加工する間に何度も切りくず詰ま
りを引き起こしてしまう。その結果、工具折損を引き起
こしたり加工精度の悪化を招いたりする恐れがある。
ている。すなわち、本従来例はあくまで切りくず詰まり
が発生するところまで加工を行い、切りくず詰まりが発
生したらその後に停止又は戻し動作を行い、これを繰り
返すという方針であり、すなわち切りくず詰まりを容認
するという立場である。そのため、１度目の切りくず詰
まりは仕方がないとして、その後も、本質的に切りくず
詰まりを避けることはできず、特に深い穴加工の場合に
は目標穴深さ位置まで加工する間に何度も切りくず詰ま
りを引き起こしてしまう。その結果、工具折損を引き起
こしたり加工精度の悪化を招いたりする恐れがある。
【００４０】第１２の従来例は次のような問題点を有し
ている。すなわち、主軸負荷と送り軸負荷の表示は別々
の棒グラフとなっているため、異常状態が図４９に示す
ような複雑な領域で与えられる場合に、操作者が主軸負
荷と送り軸負荷の表示を見て、異常状態であるか否かを
判断することが難しい。また、異常状態が図４９に示す
ような複雑な領域で与えられる場合に、正常な範囲、異
常な範囲を棒グラフに表示することは不可能である。
ている。すなわち、主軸負荷と送り軸負荷の表示は別々
の棒グラフとなっているため、異常状態が図４９に示す
ような複雑な領域で与えられる場合に、操作者が主軸負
荷と送り軸負荷の表示を見て、異常状態であるか否かを
判断することが難しい。また、異常状態が図４９に示す
ような複雑な領域で与えられる場合に、正常な範囲、異
常な範囲を棒グラフに表示することは不可能である。
【００４１】第１３の従来例は次のような問題点を有し
ている。すなわち、トルクの変動が通常の磨耗の進展に
よる場合でも通常の磨耗の進展以外の原因による場合で
も一律にトルクが一定となるように制御する。一般に送
り速度が同じであるとすると、工具が磨耗すると主軸加
工トルクが増大する。このとき本従来例を適用すれば、
送り速度を下げるように制御することになり、その結
果、加工能率が下がるという問題点がある。
ている。すなわち、トルクの変動が通常の磨耗の進展に
よる場合でも通常の磨耗の進展以外の原因による場合で
も一律にトルクが一定となるように制御する。一般に送
り速度が同じであるとすると、工具が磨耗すると主軸加
工トルクが増大する。このとき本従来例を適用すれば、
送り速度を下げるように制御することになり、その結
果、加工能率が下がるという問題点がある。
【００４２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、第１の目的は、外乱推定の際に
観測雑音や計算機の演算誤差の影響が少なく、またオフ
ラインで上記演算を実行することも可能で、さらに制御
部自身の異常も検知することのできる制御システムの異
常検知装置を得ることである。
ためになされたもので、第１の目的は、外乱推定の際に
観測雑音や計算機の演算誤差の影響が少なく、またオフ
ラインで上記演算を実行することも可能で、さらに制御
部自身の異常も検知することのできる制御システムの異
常検知装置を得ることである。
【００４３】第２の目的は、異常状態が複雑な領域で与
えられる場合にも正しく判断することができ、また動作
速度が変化する場合にも対応でき、かつリアルタイムで
用いることのできる制御システムの異常検知装置を得る
ことである。
えられる場合にも正しく判断することができ、また動作
速度が変化する場合にも対応でき、かつリアルタイムで
用いることのできる制御システムの異常検知装置を得る
ことである。
【００４４】第３の目的は、異常状態が複雑な領域で与
えられる場合にも自動的に異常領域を設定し、かつ大量
の記憶装置を必要としない制御システムの異常検知装置
を得ることである。
えられる場合にも自動的に異常領域を設定し、かつ大量
の記憶装置を必要としない制御システムの異常検知装置
を得ることである。
【００４５】第４の目的は、加工穴の深さによってしき
い値を変える必要がある折損現象や工具先端の焼き付き
などの現象を正確に検知できる制御システムの異常検知
装置を得ることである。
い値を変える必要がある折損現象や工具先端の焼き付き
などの現象を正確に検知できる制御システムの異常検知
装置を得ることである。
【００４６】第５の目的は、加工条件、各種の工具磨
耗、工具刃先温度などを分離して正確に検知することの
できる制御システムの異常検知装置を得ることである。
耗、工具刃先温度などを分離して正確に検知することの
できる制御システムの異常検知装置を得ることである。
【００４７】第６の目的は、２度目以降の切りくず詰ま
りを発生させることなく加工を適応的に継続することに
より、工具折損や加工精度の悪化を回避することのでき
る制御システムの異常検知装置を得ることである。
りを発生させることなく加工を適応的に継続することに
より、工具折損や加工精度の悪化を回避することのでき
る制御システムの異常検知装置を得ることである。
【００４８】第７の目的は、異常状態であるかないかを
容易に判断することのできる複数軸特徴量の表示を行う
制御システムの異常検知装置を得ることである。
容易に判断することのできる複数軸特徴量の表示を行う
制御システムの異常検知装置を得ることである。
【００４９】第８の目的は、正確な異常の程度の把握に
基づいて、異常の程度の各段階に応じた表示や操作を行
うことのできる制御システムの異常検知装置を得ること
である。
基づいて、異常の程度の各段階に応じた表示や操作を行
うことのできる制御システムの異常検知装置を得ること
である。
【００５０】第９の目的は、特定の異常は許容し、それ
以外の異常が発生した場合のみ特定の異常の推移経路に
戻すように加工機の動作を制御することにより、加工能
率を落とすことなくかつ特定の異常以外の異常に対処す
ることのできる制御システムの異常検知装置を得ること
である。
以外の異常が発生した場合のみ特定の異常の推移経路に
戻すように加工機の動作を制御することにより、加工能
率を落とすことなくかつ特定の異常以外の異常に対処す
ることのできる制御システムの異常検知装置を得ること
である。
【００５１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る制
御システムの異常検知装置は、制御部に入力される制御
システムの位置又は速度を表す指令値のみを用いて該制
御システムの内部状態量を計算する内部状態量計算部
と、該内部状態量計算部の計算した内部状態量と上記制
御システムの実際の内部状態量とを基に該制御システム
の動作の異常の有無を判断する異常判断部とを備えたも
のである。
御システムの異常検知装置は、制御部に入力される制御
システムの位置又は速度を表す指令値のみを用いて該制
御システムの内部状態量を計算する内部状態量計算部
と、該内部状態量計算部の計算した内部状態量と上記制
御システムの実際の内部状態量とを基に該制御システム
の動作の異常の有無を判断する異常判断部とを備えたも
のである。
【００５２】請求項２の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、内部状態量計算部が、制御システムの制御
部をモデル化した制御部モデルと、該制御システムの駆
動及び機構部をモデル化した駆動及び機構部モデルとを
有するものである。
検知装置は、内部状態量計算部が、制御システムの制御
部をモデル化した制御部モデルと、該制御システムの駆
動及び機構部をモデル化した駆動及び機構部モデルとを
有するものである。
【００５３】請求項３の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、駆動及び機構部における駆動手段が電動機
であり、内部状態量が該電動機の駆動電流の指令値、該
駆動電流のフィードバック値、上記電動機への発生トル
クの指令値、該発生トルクのフィードバック値のいづれ
かであるかこれらの組み合わせであるものである。
検知装置は、駆動及び機構部における駆動手段が電動機
であり、内部状態量が該電動機の駆動電流の指令値、該
駆動電流のフィードバック値、上記電動機への発生トル
クの指令値、該発生トルクのフィードバック値のいづれ
かであるかこれらの組み合わせであるものである。
【００５４】請求項４の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、内部状態量計算部で計算した制御システム
の動作の異常時に対応する内部状態量の特徴量の分布す
る領域である動作異常領域又は動作の正常時に対応する
内部状態量の特徴量の分布する領域である動作正常領域
を記憶した動作領域記憶部を備え、異常判断部が上記内
部状態量計算部で計算した内部状態量から制御システム
の駆動及び機構部における複数軸の駆動手段の特徴量を
計算し、該特徴量が上記動作領域記憶部に記憶された動
作異常領域内に存在するか又は動作正常領域内に存在し
ないときに上記制御システムの動作が異常であると判断
するようにしたものである。
検知装置は、内部状態量計算部で計算した制御システム
の動作の異常時に対応する内部状態量の特徴量の分布す
る領域である動作異常領域又は動作の正常時に対応する
内部状態量の特徴量の分布する領域である動作正常領域
を記憶した動作領域記憶部を備え、異常判断部が上記内
部状態量計算部で計算した内部状態量から制御システム
の駆動及び機構部における複数軸の駆動手段の特徴量を
計算し、該特徴量が上記動作領域記憶部に記憶された動
作異常領域内に存在するか又は動作正常領域内に存在し
ないときに上記制御システムの動作が異常であると判断
するようにしたものである。
【００５５】請求項５の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、異常を検知して異常検知信号を発生する異
常検知部と、複数軸の特徴量を記憶する複数軸特徴量記
憶部と、上記異常検知部から出力される異常検知信号を
受けたときに該複数軸特徴量記憶部に記憶された複数軸
の特徴量を基に動作領域記憶部に記憶された動作異常領
域又は動作正常領域を修正する動作領域修正部とを備え
たものである。
検知装置は、異常を検知して異常検知信号を発生する異
常検知部と、複数軸の特徴量を記憶する複数軸特徴量記
憶部と、上記異常検知部から出力される異常検知信号を
受けたときに該複数軸特徴量記憶部に記憶された複数軸
の特徴量を基に動作領域記憶部に記憶された動作異常領
域又は動作正常領域を修正する動作領域修正部とを備え
たものである。
【００５６】請求項６の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、被加工物の表面から制御システムの工具の
刃先又は外周端までの工具深さを計算する工具深さ計算
部と、該工具深さ計算部により計算された工具深さに応
じて動作領域記憶部に記憶された動作異常領域又は動作
正常領域を修正する動作領域修正部とを備えたものであ
る。
検知装置は、被加工物の表面から制御システムの工具の
刃先又は外周端までの工具深さを計算する工具深さ計算
部と、該工具深さ計算部により計算された工具深さに応
じて動作領域記憶部に記憶された動作異常領域又は動作
正常領域を修正する動作領域修正部とを備えたものであ
る。
【００５７】請求項７の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、内部状態計算部又は異常判断部が加工機の
加工プロセスをモデル化した加工プロセスモデルを含む
ものである。
検知装置は、内部状態計算部又は異常判断部が加工機の
加工プロセスをモデル化した加工プロセスモデルを含む
ものである。
【００５８】請求項８の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、異常判断部が、加工機の加工プロセスモデ
ルの内部状態量に基づいて該加工機の加工プロセスの異
常の有無を判断する加工プロセス異常判断部を備えたも
のである。
検知装置は、異常判断部が、加工機の加工プロセスモデ
ルの内部状態量に基づいて該加工機の加工プロセスの異
常の有無を判断する加工プロセス異常判断部を備えたも
のである。
【００５９】請求項９の発明に係る制御システムの異常
検知装置は、加工機の工具の切りくず詰まりを検知する
切りくず詰まり検知部と、該切りくず詰まり検知部が切
りくず詰まりを検知した場合に上記工具を通常動作時の
送りステップとは異なる送りステップで送るように制御
する制御部とを備えたものである。
検知装置は、加工機の工具の切りくず詰まりを検知する
切りくず詰まり検知部と、該切りくず詰まり検知部が切
りくず詰まりを検知した場合に上記工具を通常動作時の
送りステップとは異なる送りステップで送るように制御
する制御部とを備えたものである。
【００６０】請求項１０の発明に係る制御システムの異
常検知装置は、加工機の複数軸の特徴量に対応する複数
の軸から成る複数次元のグラフ上に加工異常領域と現在
の複数軸特徴量とを図示する図示手段を設けたものであ
る。
常検知装置は、加工機の複数軸の特徴量に対応する複数
の軸から成る複数次元のグラフ上に加工異常領域と現在
の複数軸特徴量とを図示する図示手段を設けたものであ
る。
【００６１】請求項１１の発明に係る制御システムの異
常検知装置は、制御システムの駆動及び機構部の複数の
内部状態量の特徴量に基づき上記駆動及び機構部の正常
な動作状態から異常な動作状態まで該特徴量がたどる推
移経路中での上記複数の特徴量の現在位置から上記駆動
及び機構部の動作状態を判断する判断部と、該判断部の
判断した動作状態を表示するとともに該判断部又は上記
制御システムに指令信号を入力するための表示及び操作
部とを備えたものである。
常検知装置は、制御システムの駆動及び機構部の複数の
内部状態量の特徴量に基づき上記駆動及び機構部の正常
な動作状態から異常な動作状態まで該特徴量がたどる推
移経路中での上記複数の特徴量の現在位置から上記駆動
及び機構部の動作状態を判断する判断部と、該判断部の
判断した動作状態を表示するとともに該判断部又は上記
制御システムに指令信号を入力するための表示及び操作
部とを備えたものである。
【００６２】請求項１２の発明に係る制御システムの異
常検知装置は、制御システムの制御部から出力される該
制御システムの駆動及び機構部の複数の内部状態量の特
徴量に基づき該駆動及び機構部の正常な動作状態から異
常な動作状態まで該特徴量がたどる推移経路中での上記
複数の特徴量の現在位置から上記駆動及び機構部の動作
状態を判断する判断部と、該判断部の判断した動作状態
に基づき上記推移経路に沿って上記複数の特徴量が推移
するように上記制御システムの動作を制御する制御部を
備えたものである。
常検知装置は、制御システムの制御部から出力される該
制御システムの駆動及び機構部の複数の内部状態量の特
徴量に基づき該駆動及び機構部の正常な動作状態から異
常な動作状態まで該特徴量がたどる推移経路中での上記
複数の特徴量の現在位置から上記駆動及び機構部の動作
状態を判断する判断部と、該判断部の判断した動作状態
に基づき上記推移経路に沿って上記複数の特徴量が推移
するように上記制御システムの動作を制御する制御部を
備えたものである。
【００６３】
【作用】請求項１の発明における制御システムの異常検
知装置は、制御システムの位置又は速度を表す指令値の
みを用いて制御システムの内部状態量を計算し、この計
算した内部状態量と制御システムの実際の内部状態量と
を基に制御システムの動作の異常を判断することによ
り、観測データに重畳する雑音成分の影響が無く精度良
く異常を判断できるとともにオフラインでも内部状態量
の計算ができる。
知装置は、制御システムの位置又は速度を表す指令値の
みを用いて制御システムの内部状態量を計算し、この計
算した内部状態量と制御システムの実際の内部状態量と
を基に制御システムの動作の異常を判断することによ
り、観測データに重畳する雑音成分の影響が無く精度良
く異常を判断できるとともにオフラインでも内部状態量
の計算ができる。
【００６４】請求項２の発明における制御システムの異
常検知装置は、制御部モデルと駆動及び機構部モデルと
により内部状態量を計算するので制御部自身の異常も検
知できるとともに、逆モデルを用いないので精度良く異
常を検知できる。
常検知装置は、制御部モデルと駆動及び機構部モデルと
により内部状態量を計算するので制御部自身の異常も検
知できるとともに、逆モデルを用いないので精度良く異
常を検知できる。
【００６５】請求項３の発明における制御システムの異
常検知装置は、内部状態量として電動機への駆動電流の
指令値、該駆動電流のフィードバック値、発生トルクの
指令値、該発生トルクのフィードバック値のいづれかか
又はこれらの組み合わせを用いることにより、雑音成分
の影響が無く、精度良く異常を検知できる。
常検知装置は、内部状態量として電動機への駆動電流の
指令値、該駆動電流のフィードバック値、発生トルクの
指令値、該発生トルクのフィードバック値のいづれかか
又はこれらの組み合わせを用いることにより、雑音成分
の影響が無く、精度良く異常を検知できる。
【００６６】請求項４の発明における制御システムの異
常検知装置は、異常判断部が複数軸の駆動手段の特徴量
を計算してこの計算した特徴量が動作領域記憶部に記憶
された動作異常領域内に存在するか又は動作正常領域内
に存在しないときに制御システムの動作が異常であると
判断することにより、異常状態が複雑な領域で与えられ
る場合にも正しく異常を判断し、また動作速度が変化す
る場合にもリアルタイムで異常判断が行える。
常検知装置は、異常判断部が複数軸の駆動手段の特徴量
を計算してこの計算した特徴量が動作領域記憶部に記憶
された動作異常領域内に存在するか又は動作正常領域内
に存在しないときに制御システムの動作が異常であると
判断することにより、異常状態が複雑な領域で与えられ
る場合にも正しく異常を判断し、また動作速度が変化す
る場合にもリアルタイムで異常判断が行える。
【００６７】請求項５の発明における制御システムの異
常検知装置は、複数軸の特徴量を複数軸特徴量記憶部に
記憶し、異常検知部により加工機の動作異常が検出され
たときに上記複数軸特徴量記憶部に記憶された特徴量に
基づいて動作領域記憶部に記憶された動作異常領域又は
動作正常領域を修正することにより、異常状態が複雑な
領域で与えられる場合にも自動的に動作異常領域又は動
作正常領域の設定ができ、かつ大量の記憶装置を必要と
しない。
常検知装置は、複数軸の特徴量を複数軸特徴量記憶部に
記憶し、異常検知部により加工機の動作異常が検出され
たときに上記複数軸特徴量記憶部に記憶された特徴量に
基づいて動作領域記憶部に記憶された動作異常領域又は
動作正常領域を修正することにより、異常状態が複雑な
領域で与えられる場合にも自動的に動作異常領域又は動
作正常領域の設定ができ、かつ大量の記憶装置を必要と
しない。
【００６８】請求項６の発明における制御システムの異
常検知装置は、被加工物の表面から制御システムの工具
の刃先又は外周端までの工具深さを計算し、この計算さ
れた工具深さに応じて動作領域記憶部に記憶された動作
異常領域又は動作正常領域を修正することにより、加工
穴の深さによってしきい値を変える必要がある工具の折
損現象や工具先端の焼き付きなどの現象を正確に検知で
きる。
常検知装置は、被加工物の表面から制御システムの工具
の刃先又は外周端までの工具深さを計算し、この計算さ
れた工具深さに応じて動作領域記憶部に記憶された動作
異常領域又は動作正常領域を修正することにより、加工
穴の深さによってしきい値を変える必要がある工具の折
損現象や工具先端の焼き付きなどの現象を正確に検知で
きる。
【００６９】請求項７の発明における制御システムの異
常検知装置は、内部状態量計算部又は異常判断部が加工
プロセスをモデル化した加工プロセスモデルを含んでい
るので、加工条件、各種の工具磨耗、工具刃先温度など
を分離してそれぞれ正確に検知することができる。
常検知装置は、内部状態量計算部又は異常判断部が加工
プロセスをモデル化した加工プロセスモデルを含んでい
るので、加工条件、各種の工具磨耗、工具刃先温度など
を分離してそれぞれ正確に検知することができる。
【００７０】請求項８の発明における制御システムの異
常検知装置は、異常判断部に含まれる加工プロセス異常
判断部が、加工機の加工プロセスモデルの内部状態量に
基づいて該加工機の加工プロセスの異常の有無を判断す
ることにより、加工条件、各種の工具磨耗、工具刃先温
度などを分離してそれぞれ正確に検知することができ
る。
常検知装置は、異常判断部に含まれる加工プロセス異常
判断部が、加工機の加工プロセスモデルの内部状態量に
基づいて該加工機の加工プロセスの異常の有無を判断す
ることにより、加工条件、各種の工具磨耗、工具刃先温
度などを分離してそれぞれ正確に検知することができ
る。
【００７１】請求項９の発明における制御システムの異
常検知装置は、工具の切りくず詰まりを検知し、切りく
ず詰まりを検知後は通常動作時の送りステップとは異な
る送りステップで工具を送るので、２度目以降の切りく
ず詰まりを発生させることなく加工を適応的に継続する
ことにより、工具折損や加工精度の悪化を回避すること
ができる。
常検知装置は、工具の切りくず詰まりを検知し、切りく
ず詰まりを検知後は通常動作時の送りステップとは異な
る送りステップで工具を送るので、２度目以降の切りく
ず詰まりを発生させることなく加工を適応的に継続する
ことにより、工具折損や加工精度の悪化を回避すること
ができる。
【００７２】請求項１０の発明における制御システムの
異常検知装置は、複数次元のグラフ上に加工異常領域と
現在の複数軸特徴量を図示できるので、加工機が現在異
常状態にあるか否かを容易に判断することができる。
異常検知装置は、複数次元のグラフ上に加工異常領域と
現在の複数軸特徴量を図示できるので、加工機が現在異
常状態にあるか否かを容易に判断することができる。
【００７３】請求項１１の発明における制御システムの
異常検知装置は、正常な動作状態から異常な動作状態ま
での特徴量の推移経路中での複数の特徴量の現在位置か
ら動作状態を判断し、この判断結果に基づく表示による
操作が行えるので、操作者は制御システムの動作状態を
容易に認識でき、誤った操作をする危険性が低減し、さ
らに異常の各段階に応じた表示や操作を行うことができ
る。
異常検知装置は、正常な動作状態から異常な動作状態ま
での特徴量の推移経路中での複数の特徴量の現在位置か
ら動作状態を判断し、この判断結果に基づく表示による
操作が行えるので、操作者は制御システムの動作状態を
容易に認識でき、誤った操作をする危険性が低減し、さ
らに異常の各段階に応じた表示や操作を行うことができ
る。
【００７４】請求項１２の発明における制御システムの
異常検知装置は、正常な動作状態から異常な動作状態ま
での推移経路中での複数の特徴量の現在位置から制御シ
ステムの動作状態を判断し、この判断結果に基づいて上
記推移経路に沿って複数の特徴量が推移するように制御
システムの動作を制御するので、特定の異常は許容し、
それ以外の異常が発生した場合のみ特定の異常の推移経
路に戻すように制御システムの動作を制御することによ
り、能率を落とすことなくかつ特定の異常以外の異常に
対処することができる。
異常検知装置は、正常な動作状態から異常な動作状態ま
での推移経路中での複数の特徴量の現在位置から制御シ
ステムの動作状態を判断し、この判断結果に基づいて上
記推移経路に沿って複数の特徴量が推移するように制御
システムの動作を制御するので、特定の異常は許容し、
それ以外の異常が発生した場合のみ特定の異常の推移経
路に戻すように制御システムの動作を制御することによ
り、能率を落とすことなくかつ特定の異常以外の異常に
対処することができる。
【００７５】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１の構成を示すブロック
図であり、図において、１１は旋盤、ボール盤等の駆動
動作を行う駆動及び機構部と該駆動及び機構部の動作を
制御する制御部とを有する制御システムとしての加工
機、１２は加工機１１の位置又は速度を指令する指令値
を表す信号で図示しない入力装置により加工機１１の制
御部に入力される。１３は加工機１１に加わるドリルの
折損等の外乱、１４は加工機１１に加わって観測された
飛び込み電波等の雑音、１５は加工機１１の加工位置、
加工速度、トルク、加工力等の実際の内部状態量を表す
信号、１６は信号１２に基づいて加工機１１の内部状態
量を計算する内部状態量計算部、１７は内部状態量計算
部１６により計算された内部状態量を表す信号、１８は
信号１５、１７に基づいて加工機１１の異常の有無を判
断する異常判断部である。
する。図１はこの発明の実施例１の構成を示すブロック
図であり、図において、１１は旋盤、ボール盤等の駆動
動作を行う駆動及び機構部と該駆動及び機構部の動作を
制御する制御部とを有する制御システムとしての加工
機、１２は加工機１１の位置又は速度を指令する指令値
を表す信号で図示しない入力装置により加工機１１の制
御部に入力される。１３は加工機１１に加わるドリルの
折損等の外乱、１４は加工機１１に加わって観測された
飛び込み電波等の雑音、１５は加工機１１の加工位置、
加工速度、トルク、加工力等の実際の内部状態量を表す
信号、１６は信号１２に基づいて加工機１１の内部状態
量を計算する内部状態量計算部、１７は内部状態量計算
部１６により計算された内部状態量を表す信号、１８は
信号１５、１７に基づいて加工機１１の異常の有無を判
断する異常判断部である。
【００７６】次に動作について説明する。加工機１１は
外乱１３及び雑音１４を受ける状態で、位置指令又は速
度指令を表す信号１２に追従するように制御される。と
ころが内部状態量計算部１６は信号１２に基づいて加工
機１１の内部状態量を計算するので、外乱１３及び雑音
１４を受けない。そのため、内部状態量計算部１６の出
力する信号１７は外乱１３及び雑音１４の無い状態での
加工機１１の内部状態量を推定したものとなる。また、
上述の如く、加工機１１の出力する信号１５は外乱１３
及び雑音１４の有る状態での内部状態量の実測値を表
す。
外乱１３及び雑音１４を受ける状態で、位置指令又は速
度指令を表す信号１２に追従するように制御される。と
ころが内部状態量計算部１６は信号１２に基づいて加工
機１１の内部状態量を計算するので、外乱１３及び雑音
１４を受けない。そのため、内部状態量計算部１６の出
力する信号１７は外乱１３及び雑音１４の無い状態での
加工機１１の内部状態量を推定したものとなる。また、
上述の如く、加工機１１の出力する信号１５は外乱１３
及び雑音１４の有る状態での内部状態量の実測値を表
す。
【００７７】異常判断部１８は、加工機１１の実際の状
態を表す信号１５と内部状態量計算部１６の出力する外
乱１３及び雑音１４の無い状態での信号１７の値を比較
することにより異常を判断する。この異常判断方法は、
極めて簡単な構成により実現できる。別の異常判断方法
として、信号１５と信号１７のそれぞれに適当なフィル
タリング処理、統計処理又はその両者を行い、これによ
り計算誤差や雑音成分を除去するか、又は加工機の異常
を表すより特徴的な成分を抽出する方法が存在する。こ
の方法によれば、異常検知の精度を更に向上することが
できる。
態を表す信号１５と内部状態量計算部１６の出力する外
乱１３及び雑音１４の無い状態での信号１７の値を比較
することにより異常を判断する。この異常判断方法は、
極めて簡単な構成により実現できる。別の異常判断方法
として、信号１５と信号１７のそれぞれに適当なフィル
タリング処理、統計処理又はその両者を行い、これによ
り計算誤差や雑音成分を除去するか、又は加工機の異常
を表すより特徴的な成分を抽出する方法が存在する。こ
の方法によれば、異常検知の精度を更に向上することが
できる。
【００７８】なお、この発明の異常検知装置は、加工機
以外にもロボット、エレベータ、エスカレータ、ミシ
ン、座標測定器、プロッタ、ベルトコンベア、電動ファ
ン、コンプレッサ、自動車や列車などの移動体、航空機
などの、駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆動及び機
構部の動作の制御部とを有する制御システムに対して適
用可能である。
以外にもロボット、エレベータ、エスカレータ、ミシ
ン、座標測定器、プロッタ、ベルトコンベア、電動ファ
ン、コンプレッサ、自動車や列車などの移動体、航空機
などの、駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆動及び機
構部の動作の制御部とを有する制御システムに対して適
用可能である。
【００７９】実施例２．図２はこの発明の実施例２の構
成を示すブロック図である。なお、以下の全ての実施例
に関する図面おいて、当該実施例よりも前に説明した実
施例と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を
省略する。
成を示すブロック図である。なお、以下の全ての実施例
に関する図面おいて、当該実施例よりも前に説明した実
施例と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を
省略する。
【００８０】図２において、２１、２２は加工機１１に
対する位置又は速度を指令する指令値を表す信号１２を
生成する指令値生成器、２３は加工機１１の移動経路及
び動作パラメータを表す信号であって、図示しない入力
装置により指令値生成器２１、２２に入力される。
対する位置又は速度を指令する指令値を表す信号１２を
生成する指令値生成器、２３は加工機１１の移動経路及
び動作パラメータを表す信号であって、図示しない入力
装置により指令値生成器２１、２２に入力される。
【００８１】次に動作について説明する。指令値生成器
２１、２２は、入力された信号２３に従い、加工機１１
が指令された移動経路上を移動し、かつ指定された動作
パラメータを満たすように、座標変換や加減速などの動
作制御を行う位置又は速度を指令する指令値を表す信号
１２を生成し、加工機１１の制御部に入力する。
２１、２２は、入力された信号２３に従い、加工機１１
が指令された移動経路上を移動し、かつ指定された動作
パラメータを満たすように、座標変換や加減速などの動
作制御を行う位置又は速度を指令する指令値を表す信号
１２を生成し、加工機１１の制御部に入力する。
【００８２】なお、信号１２は、実施例１の信号１２に
比べて、単なる速度又は位置情報のみではなく、座標変
換や加減速などの動作制御に関する情報をも含むより上
位の意味での速度又は位置情報を表しているが、本実施
例の信号１２より更に上位の意味での速度又は位置に関
する指令値（例えば、ＣＡＤ／ＣＡＭデータ）を含めた
信号を利用することも可能であり、これらの信号を利用
した場合にも同様の効果が期待できる。
比べて、単なる速度又は位置情報のみではなく、座標変
換や加減速などの動作制御に関する情報をも含むより上
位の意味での速度又は位置情報を表しているが、本実施
例の信号１２より更に上位の意味での速度又は位置に関
する指令値（例えば、ＣＡＤ／ＣＡＭデータ）を含めた
信号を利用することも可能であり、これらの信号を利用
した場合にも同様の効果が期待できる。
【００８３】実施例３．図３はこの発明の実施例３の構
成を示すブロック図である。図において、３１は制御シ
ステムとしての加工機１１の一部を構成し、フィードフ
ォワード制御により動作するフィードフォワード制御
部、３２は同じく制御システムとしての加工機１１の一
部を構成し、フィードバック制御により動作するフィー
ドバック制御部、３３は位置又は速度に関する加工機１
１の内部指令値を表す信号である。この実施例は、加工
機１１の内部をフィードフォワード制御部３１とフィー
ドバック制御部３２とに分離したものである。フィード
フォワード制御部３１は位置又は速度の指令値を表す信
号１２のみから計算する部分だけを含む。逆に言えば、
フィードバック制御部３２は外乱１３又は雑音１４の影
響を受ける部分を含んでいる。この両者の条件が満たさ
れれば、どのような分離の仕方で加工機１１を上記両部
分に分離してもよい。
成を示すブロック図である。図において、３１は制御シ
ステムとしての加工機１１の一部を構成し、フィードフ
ォワード制御により動作するフィードフォワード制御
部、３２は同じく制御システムとしての加工機１１の一
部を構成し、フィードバック制御により動作するフィー
ドバック制御部、３３は位置又は速度に関する加工機１
１の内部指令値を表す信号である。この実施例は、加工
機１１の内部をフィードフォワード制御部３１とフィー
ドバック制御部３２とに分離したものである。フィード
フォワード制御部３１は位置又は速度の指令値を表す信
号１２のみから計算する部分だけを含む。逆に言えば、
フィードバック制御部３２は外乱１３又は雑音１４の影
響を受ける部分を含んでいる。この両者の条件が満たさ
れれば、どのような分離の仕方で加工機１１を上記両部
分に分離してもよい。
【００８４】次に動作について説明する。フィードフォ
ワード制御部３１は、位置又は速度を表す指令値を表す
信号１２にフィルタリングなどのフィードフォワード制
御を行い、位置又は速度に関する内部指令値を表す信号
３３を作成する。フィードバック制御部３２は外乱１３
及び雑音１４を受ける状態で、位置又は速度に関する信
号３３に追従するように制御される。内部状態量計算部
１６は信号３３に基づき加工機１１の内部状態量を表す
信号１７を計算する。なお、信号３３は、実施例１の信
号１２と比べて、速度又は位置に関し、加工機１１のフ
ィードフォワード制御部３１の制御に実際に利用される
情報という意味で、より下位の限定されたものである。
ワード制御部３１は、位置又は速度を表す指令値を表す
信号１２にフィルタリングなどのフィードフォワード制
御を行い、位置又は速度に関する内部指令値を表す信号
３３を作成する。フィードバック制御部３２は外乱１３
及び雑音１４を受ける状態で、位置又は速度に関する信
号３３に追従するように制御される。内部状態量計算部
１６は信号３３に基づき加工機１１の内部状態量を表す
信号１７を計算する。なお、信号３３は、実施例１の信
号１２と比べて、速度又は位置に関し、加工機１１のフ
ィードフォワード制御部３１の制御に実際に利用される
情報という意味で、より下位の限定されたものである。
【００８５】実施例４．図４はこの発明の実施例４の構
成を示すブロック図である。図において、４１は位置又
は速度を指令する指令値を表す信号１２から加工機１１
の動作の位置又は速度を表す信号４５を減算する減算
器、４３は駆動動作を行う駆動及び機構部、４２は駆動
及び機構部４３の動作を制御する制御部、４４は電気回
路、センサ、変換器等の雑音を受ける要素、バイト等の
実際の加工動作部、４５は図示しない検出器により検出
されて減算器４１にフィードバックされる加工動作部４
４の加工動作の位置又は速度を表す信号である。これら
の減算器４１、制御部４２、駆動及び機構部４３及び加
工動作部４４は、それぞれ加工機１１の一部を形成す
る。
成を示すブロック図である。図において、４１は位置又
は速度を指令する指令値を表す信号１２から加工機１１
の動作の位置又は速度を表す信号４５を減算する減算
器、４３は駆動動作を行う駆動及び機構部、４２は駆動
及び機構部４３の動作を制御する制御部、４４は電気回
路、センサ、変換器等の雑音を受ける要素、バイト等の
実際の加工動作部、４５は図示しない検出器により検出
されて減算器４１にフィードバックされる加工動作部４
４の加工動作の位置又は速度を表す信号である。これら
の減算器４１、制御部４２、駆動及び機構部４３及び加
工動作部４４は、それぞれ加工機１１の一部を形成す
る。
【００８６】４６は位置又は速度を指令する指令値を表
す信号１２から内部状態量計算部１６の計算した加工機
１１の動作の位置又は速度を表す計算値を減算する減算
器、４７は制御部４２をモデル化した制御部モデル、４
８は駆動及び機構部４３をモデル化した駆動及び機構部
モデルであり、それぞれ内部状態量計算部１６の一部を
構成する。４９は駆動及び機構部モデル４８の出力信号
である。制御部モデル４７は既知である制御部４２と同
一の構成にするか又は必要に応じてその主要な部分だけ
を用いてモデル化する。駆動及び機構部モデル４８は駆
動及び機構部４３の設計図から求めた各要素を組み立て
てモデル化するか又は同定することによりモデル化す
る。
す信号１２から内部状態量計算部１６の計算した加工機
１１の動作の位置又は速度を表す計算値を減算する減算
器、４７は制御部４２をモデル化した制御部モデル、４
８は駆動及び機構部４３をモデル化した駆動及び機構部
モデルであり、それぞれ内部状態量計算部１６の一部を
構成する。４９は駆動及び機構部モデル４８の出力信号
である。制御部モデル４７は既知である制御部４２と同
一の構成にするか又は必要に応じてその主要な部分だけ
を用いてモデル化する。駆動及び機構部モデル４８は駆
動及び機構部４３の設計図から求めた各要素を組み立て
てモデル化するか又は同定することによりモデル化す
る。
【００８７】次に動作について説明する。加工機１１内
の制御部４２は外乱１３及び観測される雑音１４を受け
ながら、位置又は速度を表す指令値信号１２に追従する
ように駆動及び機構部４３を制御し動作させる。また、
内部状態量計算部１６内の制御部モデル４７は、位置又
は速度を表す指令値１２に追従するように駆動及び機構
部モデル４８を制御し動作させる計算を行う。このとき
内部状態量計算部１６の計算した内部状態量を表す信号
１７は外乱１３及び雑音１４の無い状態での内部状態量
を推定したものとなる。以上のように、制御部モデル４
７と駆動及び機構部モデル４８の両方を含む構成をとる
ことにより、位置又は速度を表す指令値信号１２に基づ
いて内部状態量信号１７をより正確に計算することがで
きる。
の制御部４２は外乱１３及び観測される雑音１４を受け
ながら、位置又は速度を表す指令値信号１２に追従する
ように駆動及び機構部４３を制御し動作させる。また、
内部状態量計算部１６内の制御部モデル４７は、位置又
は速度を表す指令値１２に追従するように駆動及び機構
部モデル４８を制御し動作させる計算を行う。このとき
内部状態量計算部１６の計算した内部状態量を表す信号
１７は外乱１３及び雑音１４の無い状態での内部状態量
を推定したものとなる。以上のように、制御部モデル４
７と駆動及び機構部モデル４８の両方を含む構成をとる
ことにより、位置又は速度を表す指令値信号１２に基づ
いて内部状態量信号１７をより正確に計算することがで
きる。
【００８８】次に、図４の制御部４２について、詳しく
その構成を説明する。制御部４２は２自由度型の構成を
取っており、図５はその構成を示すブロック図である。
図において、５１はフィードフォワード制御動作を行う
フィードフォワード制御部、５２はフィードフォワード
制御部５１の出力するフィードフォワード制御量を表す
信号、５３はフィードバック制御動作を行うフィードバ
ック制御部、５４はフィードバック制御部５３の出力す
るフィードバック制御量を表す信号、５５はフィードフ
ォワード制御量信号５２とフィードバック制御量信号５
４とを加算して出力する加算器、５６は加算器５５によ
り加算され駆動及び機構部４３に出力される制御量を表
す信号である。
その構成を説明する。制御部４２は２自由度型の構成を
取っており、図５はその構成を示すブロック図である。
図において、５１はフィードフォワード制御動作を行う
フィードフォワード制御部、５２はフィードフォワード
制御部５１の出力するフィードフォワード制御量を表す
信号、５３はフィードバック制御動作を行うフィードバ
ック制御部、５４はフィードバック制御部５３の出力す
るフィードバック制御量を表す信号、５５はフィードフ
ォワード制御量信号５２とフィードバック制御量信号５
４とを加算して出力する加算器、５６は加算器５５によ
り加算され駆動及び機構部４３に出力される制御量を表
す信号である。
【００８９】次に動作について説明する。フィードフォ
ワード制御部５１は、位置又は速度を表す指令値信号１
２に基づいてフィードフォワード制御量を計算する。ま
た、フィードバック制御部５３は、減算器４１により演
算された信号１２と信号４５との差を表す信号に基づい
てフィードバック制御を行い、フィードバック制御量を
計算する。フィードフォワード制御量信号５２とフィー
ドバック制御量信号５４との和が加算器５５により演算
され、制御量信号５６となって、駆動及び機構部４３に
出力される。
ワード制御部５１は、位置又は速度を表す指令値信号１
２に基づいてフィードフォワード制御量を計算する。ま
た、フィードバック制御部５３は、減算器４１により演
算された信号１２と信号４５との差を表す信号に基づい
てフィードバック制御を行い、フィードバック制御量を
計算する。フィードフォワード制御量信号５２とフィー
ドバック制御量信号５４との和が加算器５５により演算
され、制御量信号５６となって、駆動及び機構部４３に
出力される。
【００９０】なお、制御部は上述した２自由度型制御部
を用いているが、制御部は他の方式のものでも良い。例
えば、１自由度型制御部、ＰＩＤ制御部、状態フィード
バック型制御部、Ｈ∞制御部、繰り返し制御部、スライ
ディングモード制御部又はこれらとオブザーバを併用し
たものなどに対しても、図４における加工機１１の制御
部４２と内部状態量計算部１６内の制御部モデル４７が
よく近似されている限り、この発明の異常検知装置が適
用可能である。
を用いているが、制御部は他の方式のものでも良い。例
えば、１自由度型制御部、ＰＩＤ制御部、状態フィード
バック型制御部、Ｈ∞制御部、繰り返し制御部、スライ
ディングモード制御部又はこれらとオブザーバを併用し
たものなどに対しても、図４における加工機１１の制御
部４２と内部状態量計算部１６内の制御部モデル４７が
よく近似されている限り、この発明の異常検知装置が適
用可能である。
【００９１】次に、図４の駆動及び機構部４３の動作に
ついて詳細に説明する。図６は駆動及び機構部４３の動
作を解析するために同部をモデル化したブロック図であ
る。図において、６１は駆動及び機構部４３の電動機に
印加される駆動電流の電流値、６２は該電動機のトルク
定数、６３は該電動機が発生させる発生トルク、６４は
該発生トルク６３の変換定数、６５は上記電動機が作用
を及ぼす機械の位置での発生トルク又は発生力、６６は
減算器、６７は粘性摩擦トルク又は粘性摩擦力、６８は
クーロン摩擦トルク又はクローン摩擦力、６９はクーロ
ン摩擦係数、７０は符号関数、７１は粘性摩擦係数、７
２は慣性要素、７３は速度観測値、７４は微分演算子、
７５は位置観測値である。
ついて詳細に説明する。図６は駆動及び機構部４３の動
作を解析するために同部をモデル化したブロック図であ
る。図において、６１は駆動及び機構部４３の電動機に
印加される駆動電流の電流値、６２は該電動機のトルク
定数、６３は該電動機が発生させる発生トルク、６４は
該発生トルク６３の変換定数、６５は上記電動機が作用
を及ぼす機械の位置での発生トルク又は発生力、６６は
減算器、６７は粘性摩擦トルク又は粘性摩擦力、６８は
クーロン摩擦トルク又はクローン摩擦力、６９はクーロ
ン摩擦係数、７０は符号関数、７１は粘性摩擦係数、７
２は慣性要素、７３は速度観測値、７４は微分演算子、
７５は位置観測値である。
【００９２】次にこのブロック図に基づいて駆動及び機
構部４３の動作を説明する。電動機は電流値６１に比例
する発生トルク６３を発生する。該電動機が駆動制御す
る対象である工具やテーブルなどに対する作用位置での
発生トルク又は発生力６５は、電動機の発生トルク６３
に力やトルクの伝達要素（変速ギアのギア比やボールネ
ジのピッチなど）によって決まる変換定数６４を乗じた
値となる。該電動機の動作する機構部は１つの慣性要素
７２からなる。慣性要素７２には、作用位置での発生ト
ルク又は発生力６５の他に、粘性摩擦トルク又は粘性摩
擦力６７とクーロン摩擦トルク又はクローン摩擦力６８
が加わる。ここで、粘性摩擦トルク又は粘性摩擦力６７
は速度観測値７３に粘性摩擦係数７１を乗じたものであ
り、また、クーロン摩擦トルク又はクローン摩擦力６８
は速度観測値７３の符号にクーロン摩擦係数６９を乗じ
たものである。
構部４３の動作を説明する。電動機は電流値６１に比例
する発生トルク６３を発生する。該電動機が駆動制御す
る対象である工具やテーブルなどに対する作用位置での
発生トルク又は発生力６５は、電動機の発生トルク６３
に力やトルクの伝達要素（変速ギアのギア比やボールネ
ジのピッチなど）によって決まる変換定数６４を乗じた
値となる。該電動機の動作する機構部は１つの慣性要素
７２からなる。慣性要素７２には、作用位置での発生ト
ルク又は発生力６５の他に、粘性摩擦トルク又は粘性摩
擦力６７とクーロン摩擦トルク又はクローン摩擦力６８
が加わる。ここで、粘性摩擦トルク又は粘性摩擦力６７
は速度観測値７３に粘性摩擦係数７１を乗じたものであ
り、また、クーロン摩擦トルク又はクローン摩擦力６８
は速度観測値７３の符号にクーロン摩擦係数６９を乗じ
たものである。
【００９３】次に、図６のブロック図が実際の加工機を
よく表現しているかどうかを検証した実験例を示す。図
７は図６の速度観測値７３のフィードバック値からモデ
ルを用いて逆算した電流の推定値と電流の実測値の比較
を表す波形図である。図において、実線は推定値、破線
は実測値であり、ほぼ一致していることが分かる。した
がって、実験で用いた加工機は、図６のブロック図によ
りよく近似されているといえる。
よく表現しているかどうかを検証した実験例を示す。図
７は図６の速度観測値７３のフィードバック値からモデ
ルを用いて逆算した電流の推定値と電流の実測値の比較
を表す波形図である。図において、実線は推定値、破線
は実測値であり、ほぼ一致していることが分かる。した
がって、実験で用いた加工機は、図６のブロック図によ
りよく近似されているといえる。
【００９４】なお、図６では、駆動及び機構部４３のモ
デル化の一例を挙げたが、駆動及び機構部４３のモデル
化は駆動及び機構部４３の種類に応じて他の種々のモデ
ル化が可能である。例えば、制御システムが誘導電動機
である場合は、電流と磁束を入力とし、電動機発生トル
クは電流と磁束の積に比例するようにモデル化するのが
適当である。また、工作機械の鉛直方向の軸やロボット
アームなどの制御システムでは、重力も加わったモデル
を用いるのが適当である。機構部が複雑な摩擦特性を有
する場合には、一般に速度のｎ乗（ｎは任意の実数）に
比例する摩擦力が加わるようにモデル化するのが適当で
ある。機構部の一部の弾性が低い場合には、１以上のバ
ネ要素と複数の慣性を含むモデルを用いるのが適当であ
る。これらのいずれに対しても、当該制御システムの実
際の駆動及び機構部と、内部状態量計算部内の駆動及び
機構部モデルとがよく近似されている限り、この発明の
異常検知装置装置を適用できる。
デル化の一例を挙げたが、駆動及び機構部４３のモデル
化は駆動及び機構部４３の種類に応じて他の種々のモデ
ル化が可能である。例えば、制御システムが誘導電動機
である場合は、電流と磁束を入力とし、電動機発生トル
クは電流と磁束の積に比例するようにモデル化するのが
適当である。また、工作機械の鉛直方向の軸やロボット
アームなどの制御システムでは、重力も加わったモデル
を用いるのが適当である。機構部が複雑な摩擦特性を有
する場合には、一般に速度のｎ乗（ｎは任意の実数）に
比例する摩擦力が加わるようにモデル化するのが適当で
ある。機構部の一部の弾性が低い場合には、１以上のバ
ネ要素と複数の慣性を含むモデルを用いるのが適当であ
る。これらのいずれに対しても、当該制御システムの実
際の駆動及び機構部と、内部状態量計算部内の駆動及び
機構部モデルとがよく近似されている限り、この発明の
異常検知装置装置を適用できる。
【００９５】実施例５．図８はこの発明の実施例５の構
成を示すブロック図である。図において、８１は減算器
４１の出力信号に基づいて位置制御信号を発生する位置
制御部、８２は減算器、８３は微分演算を行う微分要
素、８４は減算器８２の出力信号に基づいて速度制御信
号を発生する速度制御部、８５は減算器、８６は減算器
８５の出力信号に基づいて駆動及び機構部４３へ制御電
流を出力する電流制御部であり、これらの位置制御部８
１、減算器８２、微分要素８３、速度制御部８４、減算
器８５及び電流制御部８６は制御部４２を形成してい
る。本実施例の加工機１１の駆動及び機構部４３の駆動
手段は電動機を用いている。また、内部状態量を表す信
号１５は上記電動機の駆動電流のフィードバック値であ
る。
成を示すブロック図である。図において、８１は減算器
４１の出力信号に基づいて位置制御信号を発生する位置
制御部、８２は減算器、８３は微分演算を行う微分要
素、８４は減算器８２の出力信号に基づいて速度制御信
号を発生する速度制御部、８５は減算器、８６は減算器
８５の出力信号に基づいて駆動及び機構部４３へ制御電
流を出力する電流制御部であり、これらの位置制御部８
１、減算器８２、微分要素８３、速度制御部８４、減算
器８５及び電流制御部８６は制御部４２を形成してい
る。本実施例の加工機１１の駆動及び機構部４３の駆動
手段は電動機を用いている。また、内部状態量を表す信
号１５は上記電動機の駆動電流のフィードバック値であ
る。
【００９６】８７は減算器４６の出力信号に基づいて位
置制御信号を発生する位置制御部、８８は減算器、８９
は微分演算を行う微分要素、９０は減算器８８の出力信
号に基づいて速度制御信号を発生する速度制御部、９１
は減算器、９２は減算器９１の出力信号に基づいて駆動
及び機構部モデル４８へ制御電流を出力する電流制御部
であり、これらの位置制御部８７、減算器８８、微分要
素８９、速度制御部９０、減算器９１及び電流制御部９
２は制御部モデル４７を形成している。内部状態量計算
部１６の計算した内部状態量を表す信号１７は駆動及び
機構部モデル４８の駆動電流のフィードバック値であ
る。
置制御信号を発生する位置制御部、８８は減算器、８９
は微分演算を行う微分要素、９０は減算器８８の出力信
号に基づいて速度制御信号を発生する速度制御部、９１
は減算器、９２は減算器９１の出力信号に基づいて駆動
及び機構部モデル４８へ制御電流を出力する電流制御部
であり、これらの位置制御部８７、減算器８８、微分要
素８９、速度制御部９０、減算器９１及び電流制御部９
２は制御部モデル４７を形成している。内部状態量計算
部１６の計算した内部状態量を表す信号１７は駆動及び
機構部モデル４８の駆動電流のフィードバック値であ
る。
【００９７】次に動作について説明する。減算器４１は
位置を表す指令値１２と位置観測値を表す信号４５との
差を演算し、位置制御部８１はこの減算器４１の出力信
号に基づいて電動機の位置制御を行う。減算器８２は位
置制御部の出力する位置制御信号と信号４５を微分して
得た速度観測値との差を演算し、速度制御部８４は、こ
の減算器８２の出力信号に基づいて電動機の速度制御を
行う。減算器８５は速度制御部８４の出力する速度制御
信号と電動機の駆動電流の観測値との差を演算し、電流
制御部８６はこの減算器８５の出力信号に基づいて電動
機の電流制御を行い、該電動機を動作させる。また、制
御部モデル４７も制御部４２と同様に動作する。
位置を表す指令値１２と位置観測値を表す信号４５との
差を演算し、位置制御部８１はこの減算器４１の出力信
号に基づいて電動機の位置制御を行う。減算器８２は位
置制御部の出力する位置制御信号と信号４５を微分して
得た速度観測値との差を演算し、速度制御部８４は、こ
の減算器８２の出力信号に基づいて電動機の速度制御を
行う。減算器８５は速度制御部８４の出力する速度制御
信号と電動機の駆動電流の観測値との差を演算し、電流
制御部８６はこの減算器８５の出力信号に基づいて電動
機の電流制御を行い、該電動機を動作させる。また、制
御部モデル４７も制御部４２と同様に動作する。
【００９８】なお、この実施例においては加工動作部４
４の位置を観測し、加工動作部４４の速度は該位置を微
分して求めているが、逆に加工動作部４４の速度を観測
し、その位置は該速度を積分することにより求めてもよ
い。また、信号１２として、指令位置に関する信号を入
力としているが、指令速度に関する信号を入力とし、該
信号を積分することにより位置に関する指令値を求めて
もよい。
４の位置を観測し、加工動作部４４の速度は該位置を微
分して求めているが、逆に加工動作部４４の速度を観測
し、その位置は該速度を積分することにより求めてもよ
い。また、信号１２として、指令位置に関する信号を入
力としているが、指令速度に関する信号を入力とし、該
信号を積分することにより位置に関する指令値を求めて
もよい。
【００９９】異常判断部１８は、制御部４２の内部状態
量の１つである電流フィードバック値を表す信号１５と
制御部モデル４７の内部状態量の１つである電流フィー
ドバック値を表す信号１７に基づいて、加工機１１の動
作の異常判断を行う。この異常判断動作は次のようにし
て行う。すなわち、まず、必要に応じて、信号１５及び
信号１７の適当なフィルタリング処理や統計処理を行
い、次に、両信号間の差をとる。さらに、必要に応じ
て、この特徴量（上記両信号間の差）に、適当なフィル
タリング処理や統計処理を施す。この処理を電動機の各
軸につき行い、各軸の特徴量を計算する。各軸の特徴量
の値の組み合わせが、加工動作の異常状態を示す範囲に
在れば、加工機１１の動作は異常状態であると判断す
る。
量の１つである電流フィードバック値を表す信号１５と
制御部モデル４７の内部状態量の１つである電流フィー
ドバック値を表す信号１７に基づいて、加工機１１の動
作の異常判断を行う。この異常判断動作は次のようにし
て行う。すなわち、まず、必要に応じて、信号１５及び
信号１７の適当なフィルタリング処理や統計処理を行
い、次に、両信号間の差をとる。さらに、必要に応じ
て、この特徴量（上記両信号間の差）に、適当なフィル
タリング処理や統計処理を施す。この処理を電動機の各
軸につき行い、各軸の特徴量を計算する。各軸の特徴量
の値の組み合わせが、加工動作の異常状態を示す範囲に
在れば、加工機１１の動作は異常状態であると判断す
る。
【０１００】なお、信号１５及び信号１７として駆動電
流のフィードバック値を用いたが、信号１５及び信号１
７は、上記電動機の駆動電流の指令値、上記電動機への
発生トルクの指令値、該発生トルクのフィードバック値
のいずれかであるか上記駆動電流のフィードバック値を
含めてこれらの組み合わせであってよく、これらを用い
た場合にも同様の効果が得られる。
流のフィードバック値を用いたが、信号１５及び信号１
７は、上記電動機の駆動電流の指令値、上記電動機への
発生トルクの指令値、該発生トルクのフィードバック値
のいずれかであるか上記駆動電流のフィードバック値を
含めてこれらの組み合わせであってよく、これらを用い
た場合にも同様の効果が得られる。
【０１０１】実施例６．図９はこの発明の実施例６の構
成を示すブロック図である。図において、９３は加工機
１１の加工動作の異常時に対応する内部状態量の特徴量
の分布する領域である異常領域を予め記憶した異常領域
記憶部（動作領域記憶部）、９４は異常領域記憶部９３
から出力される異常領域を示す信号である。
成を示すブロック図である。図において、９３は加工機
１１の加工動作の異常時に対応する内部状態量の特徴量
の分布する領域である異常領域を予め記憶した異常領域
記憶部（動作領域記憶部）、９４は異常領域記憶部９３
から出力される異常領域を示す信号である。
【０１０２】次に動作について説明する。加工機１１の
駆動及び機構部は複数軸の駆動手段を有し、内部状態量
計算部１６は該複数軸の駆動手段の内部状態量を計算し
て信号１７として出力する。異常判断部１８は、信号１
７が入力されると、上記複数軸の駆動手段の特徴量を計
算し、異常領域記憶部９３から入力される信号９４と比
較して、加工機１１の動作が異常であるか否かを判断す
る。異常判断部１８は信号１７を信号９４と比較する前
にフィルタリング処理する。このフィルタリング処理に
は次のようなフィルタが用いられる。すなわち、（１）
その遮断周波数が加工機１１の速度制御部の交差周波数
以下であるローパスフィルタ、（２）加工機１１の機械
系及びドリル等の用いられる工具の共振周波数を中心周
波数とするバンドパスフィルタ、（３）加工機１１の主
軸の回転周波数又はその整数倍の周波数を中心周波数と
するバンドパスフィルタ、（４）その遮断周波数が加工
機１１の機械系及び工具の共振周波数以下であるハイパ
スフィルタ、（５）その遮断周波数が加工機１１の主軸
の回転周波数又はその整数倍の周波数以下であるハイパ
スフィルタ、などのフィルタが異常判断部１８のフィル
タリング処理に用いられる。
駆動及び機構部は複数軸の駆動手段を有し、内部状態量
計算部１６は該複数軸の駆動手段の内部状態量を計算し
て信号１７として出力する。異常判断部１８は、信号１
７が入力されると、上記複数軸の駆動手段の特徴量を計
算し、異常領域記憶部９３から入力される信号９４と比
較して、加工機１１の動作が異常であるか否かを判断す
る。異常判断部１８は信号１７を信号９４と比較する前
にフィルタリング処理する。このフィルタリング処理に
は次のようなフィルタが用いられる。すなわち、（１）
その遮断周波数が加工機１１の速度制御部の交差周波数
以下であるローパスフィルタ、（２）加工機１１の機械
系及びドリル等の用いられる工具の共振周波数を中心周
波数とするバンドパスフィルタ、（３）加工機１１の主
軸の回転周波数又はその整数倍の周波数を中心周波数と
するバンドパスフィルタ、（４）その遮断周波数が加工
機１１の機械系及び工具の共振周波数以下であるハイパ
スフィルタ、（５）その遮断周波数が加工機１１の主軸
の回転周波数又はその整数倍の周波数以下であるハイパ
スフィルタ、などのフィルタが異常判断部１８のフィル
タリング処理に用いられる。
【０１０３】また、異常領域記憶部９３には加工機１１
の加工動作の異常の種類に応じて複数の異常領域が記憶
され、異常判断部１８は加工機１１の駆動手段の各軸の
特徴量ごとにそれぞれ各異常領域内にあるか否かを判断
して正常又は異常の判断を行う。
の加工動作の異常の種類に応じて複数の異常領域が記憶
され、異常判断部１８は加工機１１の駆動手段の各軸の
特徴量ごとにそれぞれ各異常領域内にあるか否かを判断
して正常又は異常の判断を行う。
【０１０４】この実施例では加工機１１の動作の異常領
域を異常領域記憶部９３に記憶せしめて加工動作の異常
を判断しているが、加工機１１の加工動作の正常領域を
動作領域記憶部に記憶せしめ、複数軸の特徴量が該正常
領域内にあれば正常、なければ異常と判断してもよい。
域を異常領域記憶部９３に記憶せしめて加工動作の異常
を判断しているが、加工機１１の加工動作の正常領域を
動作領域記憶部に記憶せしめ、複数軸の特徴量が該正常
領域内にあれば正常、なければ異常と判断してもよい。
【０１０５】図１０は異常領域の１つの具体例を示す領
域図である。図において、１０１は異常領域、１０２は
正常領域、１０３は異常領域１０１と正常領域１０２の
境界線である。この具体例のように加工状態として正常
と異常の２通りしかない場合には、異常領域１０１、正
常領域１０２又は境界線１０３のいずれかを定義すれ
ば、他の２者は自ずから決定されるので、上記３者のい
ずれを定義してもよい。
域図である。図において、１０１は異常領域、１０２は
正常領域、１０３は異常領域１０１と正常領域１０２の
境界線である。この具体例のように加工状態として正常
と異常の２通りしかない場合には、異常領域１０１、正
常領域１０２又は境界線１０３のいずれかを定義すれ
ば、他の２者は自ずから決定されるので、上記３者のい
ずれを定義してもよい。
【０１０６】図１１は異常領域の第２の具体例を示す領
域図である。図において、１１１は正常領域１、１１２
は正常領域２、１１３は正常領域３、１１４は異常領域
である。この具体例は、複数の正常領域を定義した例で
あるが、正常・異常にこだわらず一般に領域の数は任意
である。状態の中をいくつかの詳細な状態に分類するた
め、又は領域の形状が複雑な場合に簡単な形状を組み合
わせて複雑な形状を表現するため、などの場合に複数の
領域を定義する。
域図である。図において、１１１は正常領域１、１１２
は正常領域２、１１３は正常領域３、１１４は異常領域
である。この具体例は、複数の正常領域を定義した例で
あるが、正常・異常にこだわらず一般に領域の数は任意
である。状態の中をいくつかの詳細な状態に分類するた
め、又は領域の形状が複雑な場合に簡単な形状を組み合
わせて複雑な形状を表現するため、などの場合に複数の
領域を定義する。
【０１０７】図１２は異常領域の第３の具体例を示す領
域図である。図において、１２１は異常領域、１２２は
正常領域、１２３は異常領域１２１と正常領域１２２と
の境界線である。正常領域１２２が五角形で与えれられ
ている。境界線１２３に着目すると、各軸に垂直な直線
に、各軸に垂直でない直線を追加した例である。各軸の
しきい値は、理論的・経験的に得られているデータが利
用できる場合が多い。たとえば、ドリル加工の場合を例
に取ると、ドリル加工時の正常時のレベルとしては、Ox
fordの式、NATCO の式、MCTIの式などが知られており、
これらは被加工物の材料係数、加工条件及びドリルの形
状から決定される。ドリル折損時のレベルに関しては、
加工中のドリルの応力状態は多様であり単純には決めに
くいが、最も単純な場合として、トルクによるねじり破
壊と仮定した場合の経験式とドリルの軸方向（ｚ軸）の
力による座屈と仮定した場合の理論式が知られており、
ともにドリルの材質係数とドリルの形状から決定され
る。一方、各軸に垂直でない直線は、実験的に決定する
か、ある決められた基本形状に相似形になるように決定
する。
域図である。図において、１２１は異常領域、１２２は
正常領域、１２３は異常領域１２１と正常領域１２２と
の境界線である。正常領域１２２が五角形で与えれられ
ている。境界線１２３に着目すると、各軸に垂直な直線
に、各軸に垂直でない直線を追加した例である。各軸の
しきい値は、理論的・経験的に得られているデータが利
用できる場合が多い。たとえば、ドリル加工の場合を例
に取ると、ドリル加工時の正常時のレベルとしては、Ox
fordの式、NATCO の式、MCTIの式などが知られており、
これらは被加工物の材料係数、加工条件及びドリルの形
状から決定される。ドリル折損時のレベルに関しては、
加工中のドリルの応力状態は多様であり単純には決めに
くいが、最も単純な場合として、トルクによるねじり破
壊と仮定した場合の経験式とドリルの軸方向（ｚ軸）の
力による座屈と仮定した場合の理論式が知られており、
ともにドリルの材質係数とドリルの形状から決定され
る。一方、各軸に垂直でない直線は、実験的に決定する
か、ある決められた基本形状に相似形になるように決定
する。
【０１０８】なお、以上は５角形の例を述べたが、５角
形でなくても、各軸に垂直な直線を修正した形状であれ
ば、形状は任意である。例えば、６角形以上の多角形、
多角形に任意の形状を追加した形状、多角形又は多角形
に任意の形状を追加した形状に回転・平行移動・変形な
どの修正を加えた形などでもよい。この具体例は、理論
式・経験式を利用し、かつ実験により調整しやすい形状
を定義する目的に適している。
形でなくても、各軸に垂直な直線を修正した形状であれ
ば、形状は任意である。例えば、６角形以上の多角形、
多角形に任意の形状を追加した形状、多角形又は多角形
に任意の形状を追加した形状に回転・平行移動・変形な
どの修正を加えた形などでもよい。この具体例は、理論
式・経験式を利用し、かつ実験により調整しやすい形状
を定義する目的に適している。
【０１０９】図１３は異常領域の第４の具体例を示す領
域図である。図において、１３１は異常領域、１３２は
正常領域である。異常領域１３１及び正常領域１３２は
格子を組み合わせて設定されている。この具体例は、実
験により形状を定義する目的に適している。
域図である。図において、１３１は異常領域、１３２は
正常領域である。異常領域１３１及び正常領域１３２は
格子を組み合わせて設定されている。この具体例は、実
験により形状を定義する目的に適している。
【０１１０】図１４はこの発明の実施例７の構成を示す
ブロック図である。図において、１４０は加工機１１の
異常を検知する異常検知部、また、１４７は異常検知部
１４０が異常を検知したときに出力する異常検知信号を
表す。１４１は加工機１１の複数軸の特徴量を表す信号
で異常判断部１８から出力されたものを表す。１４２は
複数軸特徴量を記憶する複数軸特徴量記憶部、１４３は
複数軸特徴量記憶部１４２から出力される複数軸特徴量
信号、１４４は異常検知信号１４７が入力されたとき
に、複数軸特徴量信号１４３に基づいて異常領域記憶部
９３に記憶された動作異常領域（異常領域記憶部に動作
正常領域が記憶され、該動作正常領域に基づいて加工機
１１の動作の異常の有無を判断している場合には動作正
常領域）を修正する異常領域修正部（動作領域修正
部）、１４５は異常領域修正部１４４によって修正され
る前の異常領域（上記正常領域に基づいて動作異常の判
断を行っている場合には、正常領域）を表す信号、１４
６は修正後の異常領域（正常領域）を表す信号である。
ブロック図である。図において、１４０は加工機１１の
異常を検知する異常検知部、また、１４７は異常検知部
１４０が異常を検知したときに出力する異常検知信号を
表す。１４１は加工機１１の複数軸の特徴量を表す信号
で異常判断部１８から出力されたものを表す。１４２は
複数軸特徴量を記憶する複数軸特徴量記憶部、１４３は
複数軸特徴量記憶部１４２から出力される複数軸特徴量
信号、１４４は異常検知信号１４７が入力されたとき
に、複数軸特徴量信号１４３に基づいて異常領域記憶部
９３に記憶された動作異常領域（異常領域記憶部に動作
正常領域が記憶され、該動作正常領域に基づいて加工機
１１の動作の異常の有無を判断している場合には動作正
常領域）を修正する異常領域修正部（動作領域修正
部）、１４５は異常領域修正部１４４によって修正され
る前の異常領域（上記正常領域に基づいて動作異常の判
断を行っている場合には、正常領域）を表す信号、１４
６は修正後の異常領域（正常領域）を表す信号である。
【０１１１】次に動作について図１５のフローチャート
により説明する。動作が開始され、異常検知部１４０が
加工機１１の加工動作の異常を検知し、異常検知信号１
４７を異常領域修正部１４４に出力すると（ステップＳ
Ｔ１）、異常領域修正部１４４は、複数軸特徴量記憶部
１４２から加工異常時に対応する複数軸特徴量信号１４
３を読み込む（ステップＳＴ２）。また、同時に修正前
の加工異常領域を表す信号１４５を異常領域記憶部から
読み込み（ステップＳＴ３）、加工異常時の複数軸特徴
量信号１４３と修正前の加工異常領域を表す信号１４５
とに基づいて統計処理により加工異常領域データを更新
し（ステップＳＴ４）、更新後の加工異常領域データを
修正後の加工異常領域を表す信号１４６として異常領域
記憶部９３に出力する（ステップＳＴ５）。
により説明する。動作が開始され、異常検知部１４０が
加工機１１の加工動作の異常を検知し、異常検知信号１
４７を異常領域修正部１４４に出力すると（ステップＳ
Ｔ１）、異常領域修正部１４４は、複数軸特徴量記憶部
１４２から加工異常時に対応する複数軸特徴量信号１４
３を読み込む（ステップＳＴ２）。また、同時に修正前
の加工異常領域を表す信号１４５を異常領域記憶部から
読み込み（ステップＳＴ３）、加工異常時の複数軸特徴
量信号１４３と修正前の加工異常領域を表す信号１４５
とに基づいて統計処理により加工異常領域データを更新
し（ステップＳＴ４）、更新後の加工異常領域データを
修正後の加工異常領域を表す信号１４６として異常領域
記憶部９３に出力する（ステップＳＴ５）。
【０１１２】次に、図１５のステップＳＴ４の統計処理
の第１の具体例を図１６のフローチャートにより説明す
る。図１６は加工異常の発生する領域を楕円に近似する
場合の統計処理の手順を示すフローチャートである。こ
こでは、楕円の持つ中心、傾き及び各軸の長さの各パラ
メータを順に決定する。図において、まず、ステップＳ
Ｔ４１１で加工異常時の複数軸特徴量を表す信号１４３
と修正前の加工異常領域を表す信号１４５とから図１７
に示すようにこれらのデータの中心点を求める。この計
算後、各複数軸特徴量から中心点の値を差し引く。この
結果、複数軸特徴量の分布の中心は原点となる。次に、
ステップＳＴ４１２で、複数軸特徴量信号１４３から図
１８の一点鎖線Ｌで示すようにこのデータ群の傾きを計
算する。この計算後、複数軸特徴量のデータから傾きの
成分を補正する。この結果、複数軸特徴量の分布は片方
の軸に平行に横長の分布となる。さらに、ステップＳＴ
４１３で各軸の標準偏差を計算する。この計算した標準
偏差の定数倍を図１９の実線で示す楕円の各軸の長さと
する。乗じる定数としては、通常３前後とする。定数を
大きくすれば楕円が大きくなり、楕円に含まれるデータ
の数も増えるが、必要以上に領域を大きく取ることにな
る。
の第１の具体例を図１６のフローチャートにより説明す
る。図１６は加工異常の発生する領域を楕円に近似する
場合の統計処理の手順を示すフローチャートである。こ
こでは、楕円の持つ中心、傾き及び各軸の長さの各パラ
メータを順に決定する。図において、まず、ステップＳ
Ｔ４１１で加工異常時の複数軸特徴量を表す信号１４３
と修正前の加工異常領域を表す信号１４５とから図１７
に示すようにこれらのデータの中心点を求める。この計
算後、各複数軸特徴量から中心点の値を差し引く。この
結果、複数軸特徴量の分布の中心は原点となる。次に、
ステップＳＴ４１２で、複数軸特徴量信号１４３から図
１８の一点鎖線Ｌで示すようにこのデータ群の傾きを計
算する。この計算後、複数軸特徴量のデータから傾きの
成分を補正する。この結果、複数軸特徴量の分布は片方
の軸に平行に横長の分布となる。さらに、ステップＳＴ
４１３で各軸の標準偏差を計算する。この計算した標準
偏差の定数倍を図１９の実線で示す楕円の各軸の長さと
する。乗じる定数としては、通常３前後とする。定数を
大きくすれば楕円が大きくなり、楕円に含まれるデータ
の数も増えるが、必要以上に領域を大きく取ることにな
る。
【０１１３】この具体例の場合、加工異常領域のデータ
は、楕円のパラメータである中心、傾き及び各軸の長さ
であるが、それ以外に加工異常領域データとしてか又は
それ以外のデータとして、異常領域の修正に用いた複数
軸特徴量データか、又は、計算に用いた中間結果（上記
各ステップでの各特徴量及び相互特徴量の２乗和）が異
常領域記憶部９３に記憶される。
は、楕円のパラメータである中心、傾き及び各軸の長さ
であるが、それ以外に加工異常領域データとしてか又は
それ以外のデータとして、異常領域の修正に用いた複数
軸特徴量データか、又は、計算に用いた中間結果（上記
各ステップでの各特徴量及び相互特徴量の２乗和）が異
常領域記憶部９３に記憶される。
【０１１４】図２０は上記統計処理の第１の具体例の方
法により加工異常領域を修正した結果を表す領域図であ
る。図において、２０１は修正前の加工異常領域、２０
２は修正後の加工異常領域である。修正前の加工異常状
態の特徴量（小さい×印）及び追加した加工異常状態の
特徴量（大きい×印）をほぼ含むように修正後の加工異
常領域２０２が設定されているのがわかる。
法により加工異常領域を修正した結果を表す領域図であ
る。図において、２０１は修正前の加工異常領域、２０
２は修正後の加工異常領域である。修正前の加工異常状
態の特徴量（小さい×印）及び追加した加工異常状態の
特徴量（大きい×印）をほぼ含むように修正後の加工異
常領域２０２が設定されているのがわかる。
【０１１５】なお、加工異常領域の修正について説明し
たが、任意の加工状態に対応する領域の修正に対しても
この具体例の統計処理法はもちろん適用可能である。
たが、任意の加工状態に対応する領域の修正に対しても
この具体例の統計処理法はもちろん適用可能である。
【０１１６】図１５のステップＳＴ４の統計処理の第２
の具体例を図２１のフローチャートにより説明する。図
２１は加工正常領域と加工正常領域の境界線を直線で近
似する場合の統計処理の手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップＳＴ４２１及びステップＳＴ４２２
で上記統計処理の第１の具体例の方法に従い、加工正常
領域のデータと加工異常領域のデータをそれぞれ更新す
る。次に、ステップＳＴ４２３でこの更新した加工正常
領域データと加工異常領域データに基づき、両領域の間
隔の狭い線分上の１点を通過しかつ両領域と交わらない
傾きの直線を選び、この直線を境界線とする。
の具体例を図２１のフローチャートにより説明する。図
２１は加工正常領域と加工正常領域の境界線を直線で近
似する場合の統計処理の手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップＳＴ４２１及びステップＳＴ４２２
で上記統計処理の第１の具体例の方法に従い、加工正常
領域のデータと加工異常領域のデータをそれぞれ更新す
る。次に、ステップＳＴ４２３でこの更新した加工正常
領域データと加工異常領域データに基づき、両領域の間
隔の狭い線分上の１点を通過しかつ両領域と交わらない
傾きの直線を選び、この直線を境界線とする。
【０１１７】図２２は統計処理の第２の具体例の方法に
より境界線を修正した結果を表す領域図である。図にお
いて、２２１は修正前の加工正常領域、２２２は修正後
の加工正常領域、２２３は修正前の加工異常領域、２２
４は修正後の加工異常領域、２２５は修正前の境界線、
２２６は修正後の境界線である。修正後の加工正常領域
２２２と修正後の加工異常領域２２４から修正後の境界
線２２６が、両領域を分離するように設定されているの
がわかる。なお、図において、小さな＋印は修正前の加
工正常状態の特徴量、大きな＋印は追加した加工正常状
態の特徴量、小さな×印は修正前の加工異常状態の特徴
量、大きな×印は追加した加工異常状態の特徴量を表
す。
より境界線を修正した結果を表す領域図である。図にお
いて、２２１は修正前の加工正常領域、２２２は修正後
の加工正常領域、２２３は修正前の加工異常領域、２２
４は修正後の加工異常領域、２２５は修正前の境界線、
２２６は修正後の境界線である。修正後の加工正常領域
２２２と修正後の加工異常領域２２４から修正後の境界
線２２６が、両領域を分離するように設定されているの
がわかる。なお、図において、小さな＋印は修正前の加
工正常状態の特徴量、大きな＋印は追加した加工正常状
態の特徴量、小さな×印は修正前の加工異常状態の特徴
量、大きな×印は追加した加工異常状態の特徴量を表
す。
【０１１８】なお、加工異常領域と加工正常領域との境
界線の修正について説明したが、任意の２つの加工状態
に対応する２つの領域間の境界線に対してもこの具体例
の方法はもちろん適用可能である。
界線の修正について説明したが、任意の２つの加工状態
に対応する２つの領域間の境界線に対してもこの具体例
の方法はもちろん適用可能である。
【０１１９】図１５のステップＳＴ４の統計処理の第３
の具体例を図２３のフローチャートを参照しながら説明
する。図２３は格子状の領域を組み合わせて加工正常領
域と加工異常領域を定義する場合の統計処理の手順を示
すフローチャートである。まず、ステップＳＴ４３１で
は各格子内に含まれる加工正常データ及び加工異常デー
タの個数を数える。次に、ステップＳＴ４３２で加工正
常データの個数が加工異常データの個数よりも多ければ
ステップＳＴ４３３でその格子を加工正常領域とし、そ
うでなければステップＳＴ４３４でその格子を加工異常
領域とする。
の具体例を図２３のフローチャートを参照しながら説明
する。図２３は格子状の領域を組み合わせて加工正常領
域と加工異常領域を定義する場合の統計処理の手順を示
すフローチャートである。まず、ステップＳＴ４３１で
は各格子内に含まれる加工正常データ及び加工異常デー
タの個数を数える。次に、ステップＳＴ４３２で加工正
常データの個数が加工異常データの個数よりも多ければ
ステップＳＴ４３３でその格子を加工正常領域とし、そ
うでなければステップＳＴ４３４でその格子を加工異常
領域とする。
【０１２０】図２４は統計処理の第３の具体例の方法に
より加工正常領域と加工正常領域を修正した結果を表す
領域図である。図において、斜線で表した各格子では、
追加された加工正常状態の特徴量データ（大きい＋）に
より加工正常状態の特徴量データの個数が加工異常状態
の特徴量データの個数より大きくなったため、加工異常
領域から加工正常領域に追加されている。なお、ここで
はデータの数が０格子は異常領域とみなしている。ま
た、白抜きの格子は修正前の加工修正領域、薄く塗りつ
ぶした格子は修正前の加工異常領域、斜線を付した格子
は修正後に加工正常領域に追加された格子、小さな＋印
は修正前の加工正常状態の特徴量、大きな＋印は追加し
た加工正常状態の特徴量、小さな×印は修正前の加工異
常状態の特徴量を表す。
より加工正常領域と加工正常領域を修正した結果を表す
領域図である。図において、斜線で表した各格子では、
追加された加工正常状態の特徴量データ（大きい＋）に
より加工正常状態の特徴量データの個数が加工異常状態
の特徴量データの個数より大きくなったため、加工異常
領域から加工正常領域に追加されている。なお、ここで
はデータの数が０格子は異常領域とみなしている。ま
た、白抜きの格子は修正前の加工修正領域、薄く塗りつ
ぶした格子は修正前の加工異常領域、斜線を付した格子
は修正後に加工正常領域に追加された格子、小さな＋印
は修正前の加工正常状態の特徴量、大きな＋印は追加し
た加工正常状態の特徴量、小さな×印は修正前の加工異
常状態の特徴量を表す。
【０１２１】なお、格子の領域を組み合わせて定義され
た加工異常領域と加工正常領域の修正について説明した
が、任意の複数の加工状態に対応する領域に対してもこ
の具体例の方法はもちろん適用可能である。この場合
は、各格子内に含まれるデータのうち、最も個数が多い
状態をその格子の状態とする。また、３以上の加工状態
を定義する場合には、最も個数が多い状態でもその格子
に含まれる全体の個数の大多数とならず他の状態の個数
とあまりかわらない場合があるが、そのような場合には
顕著な特徴なしとして判断しないようにしてもよい。ま
た、データの数が０の格子は予め定められたいずれか１
つの状態と考えてもよいし、又は未修正として判断しな
いようにしてもよい。
た加工異常領域と加工正常領域の修正について説明した
が、任意の複数の加工状態に対応する領域に対してもこ
の具体例の方法はもちろん適用可能である。この場合
は、各格子内に含まれるデータのうち、最も個数が多い
状態をその格子の状態とする。また、３以上の加工状態
を定義する場合には、最も個数が多い状態でもその格子
に含まれる全体の個数の大多数とならず他の状態の個数
とあまりかわらない場合があるが、そのような場合には
顕著な特徴なしとして判断しないようにしてもよい。ま
た、データの数が０の格子は予め定められたいずれか１
つの状態と考えてもよいし、又は未修正として判断しな
いようにしてもよい。
【０１２２】実施例８．図２５はこの発明の実施例８の
構成を示すブロック図である。図において、２５１は被
加工物の表面から加工機１１の工具の刃先又は外周端ま
での工具深さを計算する工具深さ計算部、２５２は工具
深さ計算部２５１が計算した工具深さを表す信号であ
る。
構成を示すブロック図である。図において、２５１は被
加工物の表面から加工機１１の工具の刃先又は外周端ま
での工具深さを計算する工具深さ計算部、２５２は工具
深さ計算部２５１が計算した工具深さを表す信号であ
る。
【０１２３】次に動作について説明する。工具深さ計算
部２５１は加工機１１から出力される内部状態量信号１
５に基づいて工具深さを計算し、信号２５１として異常
領域修正部１４４に出力する。異常領域修正部１４４は
入力された工具深さ信号２５２に基づいて異常領域の修
正値を計算し、異常領域信号１４６として異常領域記憶
部９３に出力し、該異常領域記憶部９３に記憶された異
常領域を修正する。
部２５１は加工機１１から出力される内部状態量信号１
５に基づいて工具深さを計算し、信号２５１として異常
領域修正部１４４に出力する。異常領域修正部１４４は
入力された工具深さ信号２５２に基づいて異常領域の修
正値を計算し、異常領域信号１４６として異常領域記憶
部９３に出力し、該異常領域記憶部９３に記憶された異
常領域を修正する。
【０１２４】次に、上記工具深さ計算部２５１の工具深
さ計算動作について詳細に説明する。まず、図２６は工
具深さを説明する説明図である。図において、２６１は
工具深さとして被加工物の表面から刃先までを用いた場
合の工具深さ、２６２はドリルなどの工具、２６３は加
工機１１により加工される被加工物、２６４は被加工物
２６３の表面、２６５は工具２６２の刃先、２６６は工
具２６２の外周端であり、刃先２６５と外周端２６６の
深さ方向の長さは工具の形状によって決まり時間的に変
化しないので、工具深さとして表面２６３から外周端２
６６までの長さを用いてもよい。工具深さ２６１は時間
的に変化する値であり、刃先２６５が表面２６４に接触
するまでは０であり、その後工具２６２が目標穴深さ位
置方向に進むに従い増大する。
さ計算動作について詳細に説明する。まず、図２６は工
具深さを説明する説明図である。図において、２６１は
工具深さとして被加工物の表面から刃先までを用いた場
合の工具深さ、２６２はドリルなどの工具、２６３は加
工機１１により加工される被加工物、２６４は被加工物
２６３の表面、２６５は工具２６２の刃先、２６６は工
具２６２の外周端であり、刃先２６５と外周端２６６の
深さ方向の長さは工具の形状によって決まり時間的に変
化しないので、工具深さとして表面２６３から外周端２
６６までの長さを用いてもよい。工具深さ２６１は時間
的に変化する値であり、刃先２６５が表面２６４に接触
するまでは０であり、その後工具２６２が目標穴深さ位
置方向に進むに従い増大する。
【０１２５】図２７は刃先２６５の接触を検知する原理
を示す波形図であり、加工機１１の主軸加工トルクの時
間波形を示す。加工中は主軸加工トルクが大きな値を示
すので、その立ち上がりを適当なしきい値２７１を設定
することにより検知する。Ｔ１は立ち上がりを検知した
時刻である。刃先２６５が被加工物２６３の表面２６４
に接触した時刻であるＴ０から時刻Ｔ１までの立ち上が
り時間ｄＴは、工具の刃先２６５の形状と送り速度で決
まる立ち上がり部分の傾斜としきい値２７１から計算で
きるので、時刻Ｔ１から立ち上がり時間ｄＴを差し引い
て時刻Ｔ０を求める。工具深さ計算部２５１は、現時点
での工具２６２の送り軸方向の位置と刃先２６５が表面
２６４に接触した時刻Ｔ０の送り軸方向の位置との差を
取り、その値を工具深さ２６１とする。なお、２７２は
加工機１１の加工動作期間を表す。また、この例では主
軸加工トルクを用いて工具深さを求めているが、加工中
にステップ状態で変化する内部状態量であれば何を用い
てもよい。例えば、送り軸加工力でもよい。
を示す波形図であり、加工機１１の主軸加工トルクの時
間波形を示す。加工中は主軸加工トルクが大きな値を示
すので、その立ち上がりを適当なしきい値２７１を設定
することにより検知する。Ｔ１は立ち上がりを検知した
時刻である。刃先２６５が被加工物２６３の表面２６４
に接触した時刻であるＴ０から時刻Ｔ１までの立ち上が
り時間ｄＴは、工具の刃先２６５の形状と送り速度で決
まる立ち上がり部分の傾斜としきい値２７１から計算で
きるので、時刻Ｔ１から立ち上がり時間ｄＴを差し引い
て時刻Ｔ０を求める。工具深さ計算部２５１は、現時点
での工具２６２の送り軸方向の位置と刃先２６５が表面
２６４に接触した時刻Ｔ０の送り軸方向の位置との差を
取り、その値を工具深さ２６１とする。なお、２７２は
加工機１１の加工動作期間を表す。また、この例では主
軸加工トルクを用いて工具深さを求めているが、加工中
にステップ状態で変化する内部状態量であれば何を用い
てもよい。例えば、送り軸加工力でもよい。
【０１２６】次に、異常領域修正部１４４の動作につい
て、工具２６２の折損直前領域の修正の例を用いて説明
する。図２８は折損直前領域の修正を説明する領域図で
ある。加工正常領域と折損直前領域の境界線は横軸の切
片をＢｓ、縦軸の切片をＢｆとする５角形で与えられて
いる。折損現象が座屈によって起こると仮定すれば、送
り軸方向の折損レベルは次式によって与えられる。 Ｂｆ＝π×２×Ｅ×Ｉｚ／（Ｋ2 ×Ｌ2 ） ・・・・・ （１） 式（１）中、Ｅは工具２６２の縦弾性係数、Ｉｚは工具
２６２の断面二次モーメントであり時間的に一定であ
る。一方、Ｋは工具２６２の支持状態によって異なる無
次元数であり、刃先２６２が表面２６４に接触した直後
の単に支持端とみなせるときは０．７、刃先２６２が完
全に被加工物２６３に入り込み固定端とみなせるときは
０．５である。Ｌは図示しない工具ホルダから被加工物
２６３の表面２６４までの長さであり、刃先２６５が表
面２６４に接触するまでは該工具ホルダから刃先２６５
までの長さ（突き出し量）と等しく、接触後は突き出し
量から工具深さ２６１を減じた値となる。まとめると、
工具深さ２６１が時間的に変化するに伴い無次元数Ｋ及
び長さＬが変化するので、折損レベルＢｆも変化するこ
とになる。したがって、式（１）に従い縦軸の切片Ｂｆ
は変化する。横軸の切片Ｂｓは工具のねじり方向のトル
クであるから工具深さ２６１に関係しないので固定とす
る。図の斜線部分が折損直前領域となる。
て、工具２６２の折損直前領域の修正の例を用いて説明
する。図２８は折損直前領域の修正を説明する領域図で
ある。加工正常領域と折損直前領域の境界線は横軸の切
片をＢｓ、縦軸の切片をＢｆとする５角形で与えられて
いる。折損現象が座屈によって起こると仮定すれば、送
り軸方向の折損レベルは次式によって与えられる。 Ｂｆ＝π×２×Ｅ×Ｉｚ／（Ｋ2 ×Ｌ2 ） ・・・・・ （１） 式（１）中、Ｅは工具２６２の縦弾性係数、Ｉｚは工具
２６２の断面二次モーメントであり時間的に一定であ
る。一方、Ｋは工具２６２の支持状態によって異なる無
次元数であり、刃先２６２が表面２６４に接触した直後
の単に支持端とみなせるときは０．７、刃先２６２が完
全に被加工物２６３に入り込み固定端とみなせるときは
０．５である。Ｌは図示しない工具ホルダから被加工物
２６３の表面２６４までの長さであり、刃先２６５が表
面２６４に接触するまでは該工具ホルダから刃先２６５
までの長さ（突き出し量）と等しく、接触後は突き出し
量から工具深さ２６１を減じた値となる。まとめると、
工具深さ２６１が時間的に変化するに伴い無次元数Ｋ及
び長さＬが変化するので、折損レベルＢｆも変化するこ
とになる。したがって、式（１）に従い縦軸の切片Ｂｆ
は変化する。横軸の切片Ｂｓは工具のねじり方向のトル
クであるから工具深さ２６１に関係しないので固定とす
る。図の斜線部分が折損直前領域となる。
【０１２７】実施例９．図２９はこの発明の実施例９の
構成を示すブロック図である。図において、２９１は加
工機１１が動作する条件である加工条件を表す信号、２
９２は加工機１１の内部状態量計算部１６の加工動作プ
ロセスをモデル化した加工プロセスモデル（動作プロセ
スモデル）、２９３は加工機１１の制御・駆動・機械系
の内部状態量を計算する内部状態量計算部、２９４は制
御・駆動・機械系内部状態量計算部２９３の計算した内
部状態量を表す信号である。内部状態量計算部１６は、
加工機１１の制御・駆動・機械系のモデルである制御・
駆動・機械系内部状態量計算部２９３に加えて、加工プ
ロセスモデル２９２を有している。
構成を示すブロック図である。図において、２９１は加
工機１１が動作する条件である加工条件を表す信号、２
９２は加工機１１の内部状態量計算部１６の加工動作プ
ロセスをモデル化した加工プロセスモデル（動作プロセ
スモデル）、２９３は加工機１１の制御・駆動・機械系
の内部状態量を計算する内部状態量計算部、２９４は制
御・駆動・機械系内部状態量計算部２９３の計算した内
部状態量を表す信号である。内部状態量計算部１６は、
加工機１１の制御・駆動・機械系のモデルである制御・
駆動・機械系内部状態量計算部２９３に加えて、加工プ
ロセスモデル２９２を有している。
【０１２８】次に動作について説明する。加工プロセス
モデル２９２には加工機１１の送り速度や主軸回転数な
どの加工条件を表す信号２９１が入力され、この信号２
９１に基づき、制御・駆動・機械系内部状態量計算部２
９３の計算をも参酌しながら加工プロセスのモデル化を
行う。制御・駆動・機械系内部状態量計算部２９３は、
加工プロセスモデル２９２でモデル化した加工プロセス
モデルに基づいて制御・駆動・機械系の内部状態量を計
算する。異常判断部１８では、加工機の内部状態量を表
す信号１５と内部状態量計算部１６内の制御・駆動・機
械系内部状態量計算部２９３の計算した内部状態量を表
す信号２９４とに基づいて加工機１１の動作の異常判断
を行う。
モデル２９２には加工機１１の送り速度や主軸回転数な
どの加工条件を表す信号２９１が入力され、この信号２
９１に基づき、制御・駆動・機械系内部状態量計算部２
９３の計算をも参酌しながら加工プロセスのモデル化を
行う。制御・駆動・機械系内部状態量計算部２９３は、
加工プロセスモデル２９２でモデル化した加工プロセス
モデルに基づいて制御・駆動・機械系の内部状態量を計
算する。異常判断部１８では、加工機の内部状態量を表
す信号１５と内部状態量計算部１６内の制御・駆動・機
械系内部状態量計算部２９３の計算した内部状態量を表
す信号２９４とに基づいて加工機１１の動作の異常判断
を行う。
【０１２９】制御・駆動・機械系内部状態量計算部２９
３と加工プロセスモデル２９２とが相互に交換する情報
は加工プロセスモデル２９２の種類によって異なる。例
えば、加工条件と工具刃先位置での速度を入力信号２９
１とし、正常な切削が行われているときの送り軸加工力
又は主軸加工トルクを出力するモデルであれば、制御・
駆動・機械系内部状態量計算部２９３から加工プロセス
モデル２９２には工具刃先位置での速度が入力され、加
工プロセスモデル２９２から制御・駆動・機械系内部状
態量計算部２９３へは送り軸加工力又は主軸加工トルク
の正常値が入力される。実施例１では内部状態量計算部
１６では外乱１３がないとした場合の内部状態量を計算
したが、本実施例では正常な送り軸加工力又は主軸加工
トルクが加わっており正常な切削が行われているとした
ときの内部状態量を計算していることになる。このとき
加工機１１の内部状態量１５と制御・駆動・機械系内部
状態量計算部２９３の内部状態量２９４との差は、正常
な加工による成分を含まず異常な加工による成分のみを
含むことになる。
３と加工プロセスモデル２９２とが相互に交換する情報
は加工プロセスモデル２９２の種類によって異なる。例
えば、加工条件と工具刃先位置での速度を入力信号２９
１とし、正常な切削が行われているときの送り軸加工力
又は主軸加工トルクを出力するモデルであれば、制御・
駆動・機械系内部状態量計算部２９３から加工プロセス
モデル２９２には工具刃先位置での速度が入力され、加
工プロセスモデル２９２から制御・駆動・機械系内部状
態量計算部２９３へは送り軸加工力又は主軸加工トルク
の正常値が入力される。実施例１では内部状態量計算部
１６では外乱１３がないとした場合の内部状態量を計算
したが、本実施例では正常な送り軸加工力又は主軸加工
トルクが加わっており正常な切削が行われているとした
ときの内部状態量を計算していることになる。このとき
加工機１１の内部状態量１５と制御・駆動・機械系内部
状態量計算部２９３の内部状態量２９４との差は、正常
な加工による成分を含まず異常な加工による成分のみを
含むことになる。
【０１３０】加工プロセスモデル２９２の別の種類とし
ては、磨耗を考慮した加工プロセスモデル若しくは温度
を考慮した加工プロセスモデル又はその両方を考慮した
加工プロセスモデルが考えられる。この場合も加工条件
と工具刃先位置での速度を入力信号２９１とし、送り軸
加工力又は主軸加工トルクを出力する。ただし、出力す
る送り軸加工力又は主軸加工トルクは、それぞれ磨耗に
よる増加分を含んだ送り軸加工力又は主軸加工トルク、
温度による増加分を含んだ送り軸加工力又は主軸加工ト
ルク、磨耗と温度による増加分を含んだ送り軸加工力又
は主軸加工トルクである。このとき加工機１１の内部状
態量１５と制御・駆動・機械系内部状態量計算部２９３
の内部状態量２９４との差は、正常な加工による成分だ
けでなく磨耗又は温度もしくはその両方による成分をも
含まず、その他の異常な加工による成分のみを含むこと
になる。
ては、磨耗を考慮した加工プロセスモデル若しくは温度
を考慮した加工プロセスモデル又はその両方を考慮した
加工プロセスモデルが考えられる。この場合も加工条件
と工具刃先位置での速度を入力信号２９１とし、送り軸
加工力又は主軸加工トルクを出力する。ただし、出力す
る送り軸加工力又は主軸加工トルクは、それぞれ磨耗に
よる増加分を含んだ送り軸加工力又は主軸加工トルク、
温度による増加分を含んだ送り軸加工力又は主軸加工ト
ルク、磨耗と温度による増加分を含んだ送り軸加工力又
は主軸加工トルクである。このとき加工機１１の内部状
態量１５と制御・駆動・機械系内部状態量計算部２９３
の内部状態量２９４との差は、正常な加工による成分だ
けでなく磨耗又は温度もしくはその両方による成分をも
含まず、その他の異常な加工による成分のみを含むこと
になる。
【０１３１】実施例１０．なお、実施例９では、加工プ
ロセスモデル２９２が、内部状態量計算部１６に含まれ
ているが、この実施例では加工プロセスモデル２９２は
異常判断部１８に組み込まれており、該加工プロセスモ
デル２９２と内部状態量計算部１６とは上述した情報の
相互入力を行う。
ロセスモデル２９２が、内部状態量計算部１６に含まれ
ているが、この実施例では加工プロセスモデル２９２は
異常判断部１８に組み込まれており、該加工プロセスモ
デル２９２と内部状態量計算部１６とは上述した情報の
相互入力を行う。
【０１３２】実施例１１．図３０はこの発明の実施例１
１の構成を示すブロック図である。図において、３０１
は加工プロセスモデル２９２の内部状態量を表す信号、
３０２は加工プロセスモデル２９２の内部状態量を表す
信号３０１に基づいて加工１１の加工プロセスの異常の
有無を判断する加工プロセス異常判断部（動作プロセス
異常判断部）である。
１の構成を示すブロック図である。図において、３０１
は加工プロセスモデル２９２の内部状態量を表す信号、
３０２は加工プロセスモデル２９２の内部状態量を表す
信号３０１に基づいて加工１１の加工プロセスの異常の
有無を判断する加工プロセス異常判断部（動作プロセス
異常判断部）である。
【０１３３】次に動作について説明する。加工プロセス
異常判断部３０２は、加工プロセスモデルの内部状態量
を表す信号３０１に基づいて加工機１１の異常判断を行
う。例えば、加工プロセスモデルの内部状態量３０１と
して磨耗量又は工具刃先温度を選び、加工プロセス異常
検知部３０２では磨耗量又は工具刃先温度からそれぞれ
工具寿命や工具の焼き付きの異常判断を行う。
異常判断部３０２は、加工プロセスモデルの内部状態量
を表す信号３０１に基づいて加工機１１の異常判断を行
う。例えば、加工プロセスモデルの内部状態量３０１と
して磨耗量又は工具刃先温度を選び、加工プロセス異常
検知部３０２では磨耗量又は工具刃先温度からそれぞれ
工具寿命や工具の焼き付きの異常判断を行う。
【０１３４】実施例１２．なお、実施例１０では、加工
プロセスモデル２９２が、内部状態量計算部１６に含ま
れているが、この実施例では加工プロセスモデル２９２
は異常判断部１８に組み込まれており、該加工プロセス
モデル２９２と内部状態量計算部１６とは上述した情報
の相互入力を行う。その他の部分については、実施例１
１と同じである。
プロセスモデル２９２が、内部状態量計算部１６に含ま
れているが、この実施例では加工プロセスモデル２９２
は異常判断部１８に組み込まれており、該加工プロセス
モデル２９２と内部状態量計算部１６とは上述した情報
の相互入力を行う。その他の部分については、実施例１
１と同じである。
【０１３５】実施例１３．図３１はこの発明の実施例１
３の構成を示すブロック図である。図において、３１１
は加工機１１の工具の切りくず詰まりを検知する切りく
ず詰まり検知部、３１２は切りくず詰まり検知部３１１
が切りくず詰まりを検知したときに出力する切りくず詰
まり検知信号、３１３は加工機１１の動作を制御する制
御部である。
３の構成を示すブロック図である。図において、３１１
は加工機１１の工具の切りくず詰まりを検知する切りく
ず詰まり検知部、３１２は切りくず詰まり検知部３１１
が切りくず詰まりを検知したときに出力する切りくず詰
まり検知信号、３１３は加工機１１の動作を制御する制
御部である。
【０１３６】次に動作について説明する。切りくず詰ま
り検知部３１１は切くず詰まりが発生すると制御部３１
３に切りくず詰まり検知信号３１２を出力し、制御部３
１３は切りくず詰まり検知信号３１２が入力されると、
加工機１１の工具が少なくとも現在の毎回の送り量以下
の毎回の送り量でステップ送りされるように加工機１１
を制御する。ただし、目標穴深さ位置まで１回の送りの
みで十分な場合には、毎回の送り量が目標穴深さ位置ま
での長さの回数１のステップ送りであるとみなして、こ
れよりも短いステップ送りを行うように制御する。
り検知部３１１は切くず詰まりが発生すると制御部３１
３に切りくず詰まり検知信号３１２を出力し、制御部３
１３は切りくず詰まり検知信号３１２が入力されると、
加工機１１の工具が少なくとも現在の毎回の送り量以下
の毎回の送り量でステップ送りされるように加工機１１
を制御する。ただし、目標穴深さ位置まで１回の送りの
みで十分な場合には、毎回の送り量が目標穴深さ位置ま
での長さの回数１のステップ送りであるとみなして、こ
れよりも短いステップ送りを行うように制御する。
【０１３７】図３２は加工機１１の工具２６２と被加工
物２６３との位置関係を説明する説明図である。図にお
いて、３２１は加工の済んだ既加工部、３２２は加工の
済んでいない未加工部、３２３は切りくず、３２４は工
具２６２のイニシャル点の高さ、３２５はＲ点の高さ、
３２６は目標穴深さ位置である。工具２６２は、穴の中
心線上の被加工物２６３から十分離れた位置（イニシャ
ル点）に位置決めし、次に、穴の中心線上の被加工物２
６３に十分近い点（Ｒ点）に早送りする。その後、切削
送りで目標穴深さ位置３２６方向に加工を開始する。工
具２６２の切りくず詰まりが切りくず詰まり検知部３１
１により検知された場合には、工具２６２をいったん後
退させ改めて加工を開始する。最終的に、目標穴深さ位
置３２６まで工具２６２が到達すれば、工具２６２はＲ
点又はイニシャル点まで後退する。
物２６３との位置関係を説明する説明図である。図にお
いて、３２１は加工の済んだ既加工部、３２２は加工の
済んでいない未加工部、３２３は切りくず、３２４は工
具２６２のイニシャル点の高さ、３２５はＲ点の高さ、
３２６は目標穴深さ位置である。工具２６２は、穴の中
心線上の被加工物２６３から十分離れた位置（イニシャ
ル点）に位置決めし、次に、穴の中心線上の被加工物２
６３に十分近い点（Ｒ点）に早送りする。その後、切削
送りで目標穴深さ位置３２６方向に加工を開始する。工
具２６２の切りくず詰まりが切りくず詰まり検知部３１
１により検知された場合には、工具２６２をいったん後
退させ改めて加工を開始する。最終的に、目標穴深さ位
置３２６まで工具２６２が到達すれば、工具２６２はＲ
点又はイニシャル点まで後退する。
【０１３８】上記加工機１１の制御手順を図３３のフロ
ーチャートに基づいて詳細に説明する。まず、加工機１
１はステップＳＴ３３１で被加工物２６３の加工を開始
する。切りくず詰まり検知部３１１はステップＳＴ３３
２で切りくず詰まりの有無をチェックする。切りくず詰
まりが検知された場合には、ステップＳＴ３３３で工具
２６２をいったん後退させ、同時にステップＳＴ３３４
で毎回の工具２６２の送り量を下げた後、ステップＳＴ
３３１に戻る。一方、ステップＳＴ３３２で切りくず詰
まりが検知されない場合には、ステップＳＴ３３５で工
具２６２が目標穴深さ位置３２６まで到達したか否かを
チェックする。工具２６２が目標穴深さ位置３２６に到
達していれば、ステップＳＴ３３６で工具２６２を後退
させ加工を終了する。一方、工具２６２が目標穴深さ位
置３２６に到達していなければステップＳＴ３３１に戻
り加工を継続する。
ーチャートに基づいて詳細に説明する。まず、加工機１
１はステップＳＴ３３１で被加工物２６３の加工を開始
する。切りくず詰まり検知部３１１はステップＳＴ３３
２で切りくず詰まりの有無をチェックする。切りくず詰
まりが検知された場合には、ステップＳＴ３３３で工具
２６２をいったん後退させ、同時にステップＳＴ３３４
で毎回の工具２６２の送り量を下げた後、ステップＳＴ
３３１に戻る。一方、ステップＳＴ３３２で切りくず詰
まりが検知されない場合には、ステップＳＴ３３５で工
具２６２が目標穴深さ位置３２６まで到達したか否かを
チェックする。工具２６２が目標穴深さ位置３２６に到
達していれば、ステップＳＴ３３６で工具２６２を後退
させ加工を終了する。一方、工具２６２が目標穴深さ位
置３２６に到達していなければステップＳＴ３３１に戻
り加工を継続する。
【０１３９】次に、この実施例により加工を行った場合
の工具２６２の動作経路の例をいくつかを示す。図３４
は工具２６２の動作経路の第１の具体例を示す動作経路
図である。図において、３４１はイニシャル点、３４２
はＲ点である。また、波線は工具２６２の早送り、鋸歯
状の線は切削送りを表し、ｍは逃げ量を表す。まず、工
具２６２を経路［１］に従ってイニシャル点３４１に早
送りで移動させて位置決めし、次に経路［２］に従って
Ｒ点３４２まで工具２６２を早送りで下降させ、被加工
物２６３の加工を開始する。経路［３］に従って切削送
りで被加工物２６３の加工を進め、深さＺc にて切りく
ずを検知すると、制御部３１３は、経路［４］に従って
Ｒ点３４２まで工具２６２を早送りで後退させ、工具２
６２の毎回の送り量をｑ1 としたステップ送りに切り替
える。従って、次の経路［５］はステップ送りで深さＺ
c より逃げ量ｍだけ浅い地点３４３に工具２６２を移動
させた後この位置３４３から送り量ｑ1 のステップ送り
で経路［６］に沿って切削する。以下同様に、経路
［７］，［８］，［９］，［１０］・・・・に沿って、
切りくず検知の度にＲ点３４２まで工具を後退させ、送
り量ｑ１のステップ送りに切り換え、逃げ量ｍだけ浅い
位置に工具２６２を移動させた後切削を行い、目標穴深
さ位置３２６に達すると、Ｇ９８モードの時はイニシャ
ル点３４１まで、Ｇ９９モードの時にはＲ点３４２まで
早送りで工具２６２を戻す。このようにステップ送りに
切り換えることにより、切りくず詰まりの再発の危険性
を減らすことができる。特に、毎回の送り量ｑ1 を切り
くず詰まりが発生しないといわれる加工穴の直径の１か
ら３倍以下とすることにより、切りくず詰まりの再発の
危険性をほとんどなくすことができる。
の工具２６２の動作経路の例をいくつかを示す。図３４
は工具２６２の動作経路の第１の具体例を示す動作経路
図である。図において、３４１はイニシャル点、３４２
はＲ点である。また、波線は工具２６２の早送り、鋸歯
状の線は切削送りを表し、ｍは逃げ量を表す。まず、工
具２６２を経路［１］に従ってイニシャル点３４１に早
送りで移動させて位置決めし、次に経路［２］に従って
Ｒ点３４２まで工具２６２を早送りで下降させ、被加工
物２６３の加工を開始する。経路［３］に従って切削送
りで被加工物２６３の加工を進め、深さＺc にて切りく
ずを検知すると、制御部３１３は、経路［４］に従って
Ｒ点３４２まで工具２６２を早送りで後退させ、工具２
６２の毎回の送り量をｑ1 としたステップ送りに切り替
える。従って、次の経路［５］はステップ送りで深さＺ
c より逃げ量ｍだけ浅い地点３４３に工具２６２を移動
させた後この位置３４３から送り量ｑ1 のステップ送り
で経路［６］に沿って切削する。以下同様に、経路
［７］，［８］，［９］，［１０］・・・・に沿って、
切りくず検知の度にＲ点３４２まで工具を後退させ、送
り量ｑ１のステップ送りに切り換え、逃げ量ｍだけ浅い
位置に工具２６２を移動させた後切削を行い、目標穴深
さ位置３２６に達すると、Ｇ９８モードの時はイニシャ
ル点３４１まで、Ｇ９９モードの時にはＲ点３４２まで
早送りで工具２６２を戻す。このようにステップ送りに
切り換えることにより、切りくず詰まりの再発の危険性
を減らすことができる。特に、毎回の送り量ｑ1 を切り
くず詰まりが発生しないといわれる加工穴の直径の１か
ら３倍以下とすることにより、切りくず詰まりの再発の
危険性をほとんどなくすことができる。
【０１４０】図３５は工具２６２の動作経路の第２の具
体例を示す動作経路図である。被加工物２６３の切削を
進め深さＺc にて切りくず検知後は、逃げ量ｍだけ後退
するような毎回の送り量ｑ1 のステップ送りに切り替え
る。図３４の動作経路よりも、加工時間を短縮できる反
面、被加工物２６３の外部まで工具２６２の先端が出な
いために切りくず排出性がやや劣る。
体例を示す動作経路図である。被加工物２６３の切削を
進め深さＺc にて切りくず検知後は、逃げ量ｍだけ後退
するような毎回の送り量ｑ1 のステップ送りに切り替え
る。図３４の動作経路よりも、加工時間を短縮できる反
面、被加工物２６３の外部まで工具２６２の先端が出な
いために切りくず排出性がやや劣る。
【０１４１】図３６は工具２６２の動作経路の第３の具
体例を示す動作経路図である。被加工物２６３の深さＺ
c にて切りくず検知後は、１回目はＲ点３４２まで後退
し２回目以降は逃げ量ｍだけ後退するような毎回の送り
量ｑ1 のステップ送りに切り替える。１回目の切りくず
検知後にＲ点３４２まで工具２６２を後退させるのでこ
の時に切りくずの大半が被加工物２６３の外に排出さ
れ、図３４の動作経路と図３５の動作経路の中間的な効
果がある。
体例を示す動作経路図である。被加工物２６３の深さＺ
c にて切りくず検知後は、１回目はＲ点３４２まで後退
し２回目以降は逃げ量ｍだけ後退するような毎回の送り
量ｑ1 のステップ送りに切り替える。１回目の切りくず
検知後にＲ点３４２まで工具２６２を後退させるのでこ
の時に切りくずの大半が被加工物２６３の外に排出さ
れ、図３４の動作経路と図３５の動作経路の中間的な効
果がある。
【０１４２】実施例１４．図３７はこの発明の実施例１
４を示す領域図の１例である。以下、主軸と送り軸の２
軸について表示する例を述べるが、軸の種類及び軸数は
任意である。図において、３７１は加工異常領域、３７
２は内部状態量を表す点である。主軸駆動系の内部状態
量の特徴量を示す一方の軸と、送り軸駆動系の内部状態
量の特徴量を示す他方の軸とからなる２次元のグラフ上
に、主軸駆動系の内部状態量の特徴量と送り軸駆動系の
内部状態量の特徴量を要素とする複数軸特徴量を点で示
している。点の印の種類は何でもよい。例えば、図３８
に示すように矢印３８１で表示しても構わない。図３
７、図３８では加工異常領域を表示しているが、加工正
常領域を表示しても、境界線を表示しても、又は複数の
領域や境界線を表示してもよい。
４を示す領域図の１例である。以下、主軸と送り軸の２
軸について表示する例を述べるが、軸の種類及び軸数は
任意である。図において、３７１は加工異常領域、３７
２は内部状態量を表す点である。主軸駆動系の内部状態
量の特徴量を示す一方の軸と、送り軸駆動系の内部状態
量の特徴量を示す他方の軸とからなる２次元のグラフ上
に、主軸駆動系の内部状態量の特徴量と送り軸駆動系の
内部状態量の特徴量を要素とする複数軸特徴量を点で示
している。点の印の種類は何でもよい。例えば、図３８
に示すように矢印３８１で表示しても構わない。図３
７、図３８では加工異常領域を表示しているが、加工正
常領域を表示しても、境界線を表示しても、又は複数の
領域や境界線を表示してもよい。
【０１４３】実施例１５．図３９はこの発明の実施例１
５の構成を示すブロック図である。図において、３９１
は加工機１１の複数の内部状態量の特徴量を表す信号、
３９２は該信号３９１に基づいて加工機１１の正常な動
作状態から異常な動作状態まで上記複数の特徴量がたど
る推移経路中での該複数の特徴量の現在位置から上記加
工機１１の動作状態を判断する判断部、３９３は判断部
３９２が判断した現在の加工状態を示す信号、３９４は
信号３９３に基づいて加工機１１の加工状態を表示する
とともに判断部３９２及び加工機１１に指令信号３９５
を入力するための表示及び操作部である。
５の構成を示すブロック図である。図において、３９１
は加工機１１の複数の内部状態量の特徴量を表す信号、
３９２は該信号３９１に基づいて加工機１１の正常な動
作状態から異常な動作状態まで上記複数の特徴量がたど
る推移経路中での該複数の特徴量の現在位置から上記加
工機１１の動作状態を判断する判断部、３９３は判断部
３９２が判断した現在の加工状態を示す信号、３９４は
信号３９３に基づいて加工機１１の加工状態を表示する
とともに判断部３９２及び加工機１１に指令信号３９５
を入力するための表示及び操作部である。
【０１４４】次に動作について説明する。判断部３９２
は、加工機１１の複数の特徴量を示す信号３９１から該
複数の特徴量がたどる推移経路を求め、該推移経路に対
する複数の特徴量の現在位置から加工機１１の加工状態
を判断する。表示及び操作部３９４は、まず判断部３９
２から入力される現在の加工状態を示す信号３９３に基
づき表示及び操作部３９４の表示部に表示を行う。操作
者はこの表示に基づき表示及び操作部３９４の操作部を
操作して加工機１１及び判断部３９２に適宜な指令信号
３９５を送信する。
は、加工機１１の複数の特徴量を示す信号３９１から該
複数の特徴量がたどる推移経路を求め、該推移経路に対
する複数の特徴量の現在位置から加工機１１の加工状態
を判断する。表示及び操作部３９４は、まず判断部３９
２から入力される現在の加工状態を示す信号３９３に基
づき表示及び操作部３９４の表示部に表示を行う。操作
者はこの表示に基づき表示及び操作部３９４の操作部を
操作して加工機１１及び判断部３９２に適宜な指令信号
３９５を送信する。
【０１４５】次に、上記特徴量の推移経路を具体例を挙
げて説明する。推移経路は、例えば、正常な状態を表す
一端から異常な状態を表す他端まで方向性をもった直
線、曲線又は幅を持った曲線として与えられる。図４０
は曲線で与えらられる推移経路を示す推移経路図であ
る。図において、推移経路は、特徴量１と特徴量２とか
らなる２次元空間で定義され、正常な状態を表す一端４
０１から異常な状態を表す他端４０２まで方向性をもっ
た曲線として表現されている。図４１は幅をもった曲線
で与えられる推移経路を示す推移経路図である。推移経
路は、特徴量１と特徴量２からなる２次元空間で定義さ
れ、正常な状態を表す一端４０１から異常な状態を表す
他端４０２まで方向性をもった幅を持った曲線として表
現されている。
げて説明する。推移経路は、例えば、正常な状態を表す
一端から異常な状態を表す他端まで方向性をもった直
線、曲線又は幅を持った曲線として与えられる。図４０
は曲線で与えらられる推移経路を示す推移経路図であ
る。図において、推移経路は、特徴量１と特徴量２とか
らなる２次元空間で定義され、正常な状態を表す一端４
０１から異常な状態を表す他端４０２まで方向性をもっ
た曲線として表現されている。図４１は幅をもった曲線
で与えられる推移経路を示す推移経路図である。推移経
路は、特徴量１と特徴量２からなる２次元空間で定義さ
れ、正常な状態を表す一端４０１から異常な状態を表す
他端４０２まで方向性をもった幅を持った曲線として表
現されている。
【０１４６】次に、加工状態の表示及び操作について具
体例をあげて説明する。図４２は、表示及び操作を行う
ためのウィンドウを表わす図である。加工状態表示及び
操作のためのウィンドウでは、寿命インジケータによ
り、磨耗の度合いを表示し、また、早送りオーバーライ
ド変更キー、主軸回転数オーバーライド変更キー及び非
常停止ボタンにより加工機１１の操作を行う。また、画
像ウィンドウ内には、加工状態の動画を表示する。ウィ
ンドウの有無、ウィンドウ内の構成要素やその属性は、
磨耗の程度によって可変とする。例えば、正常時には動
画は表示せず、磨耗が進展するにつれて、動画を表示
し、あるいは画像の画素数を増やしたり画像の更新時間
を短くしたりする。磨耗の度合いに応じた真に必要な情
報のみをタイミング良く表示し、あるいは真に必要な操
作だけができるようにすることにより、操作者が加工状
態を認識することが容易になりまた誤った操作をする危
険性が低減する。また、遠隔監視時に加工状態の画像な
どの大量のデータを監視盤に表示する場合には、加工機
から監視盤までの通信経路上の通信量が膨大となるとい
う問題があるが、本手法では、常時通信するのではな
く、真に必要な時のみ通信することにより、通信量の低
減が図れる。
体例をあげて説明する。図４２は、表示及び操作を行う
ためのウィンドウを表わす図である。加工状態表示及び
操作のためのウィンドウでは、寿命インジケータによ
り、磨耗の度合いを表示し、また、早送りオーバーライ
ド変更キー、主軸回転数オーバーライド変更キー及び非
常停止ボタンにより加工機１１の操作を行う。また、画
像ウィンドウ内には、加工状態の動画を表示する。ウィ
ンドウの有無、ウィンドウ内の構成要素やその属性は、
磨耗の程度によって可変とする。例えば、正常時には動
画は表示せず、磨耗が進展するにつれて、動画を表示
し、あるいは画像の画素数を増やしたり画像の更新時間
を短くしたりする。磨耗の度合いに応じた真に必要な情
報のみをタイミング良く表示し、あるいは真に必要な操
作だけができるようにすることにより、操作者が加工状
態を認識することが容易になりまた誤った操作をする危
険性が低減する。また、遠隔監視時に加工状態の画像な
どの大量のデータを監視盤に表示する場合には、加工機
から監視盤までの通信経路上の通信量が膨大となるとい
う問題があるが、本手法では、常時通信するのではな
く、真に必要な時のみ通信することにより、通信量の低
減が図れる。
【０１４７】実施例１６．図４３はこの発明の実施例１
６の構成を示すブロック図である。図において、４３１
は判断部３９２から入力される現在の加工状態を示す信
号３９３に基づいて複数の特徴量の推移経路に沿って上
記複数の特徴量が推移するように加工機１１の動作を制
御する制御部（第２の制御部）、４３２は加工機１１の
特徴量が上記推移経路に従って動作するように指令する
指令信号である。
６の構成を示すブロック図である。図において、４３１
は判断部３９２から入力される現在の加工状態を示す信
号３９３に基づいて複数の特徴量の推移経路に沿って上
記複数の特徴量が推移するように加工機１１の動作を制
御する制御部（第２の制御部）、４３２は加工機１１の
特徴量が上記推移経路に従って動作するように指令する
指令信号である。
【０１４８】次に動作について説明する。判断部３９２
は、加工機１１の複数の特徴量を示す信号３９１から該
複数の特徴量がたどる推移経路を求め、該推移経路に対
する複数の特徴量の現在位置から加工機１１の加工状態
を判断する。制御部４３１は、判断部３９２から入力さ
れる加工機１１の現在の加工状態を示す信号３９３に基
づいて加工機１１の複数の特徴量が上記推移経路に沿っ
て推移するように加工機１１の制御を行う。
は、加工機１１の複数の特徴量を示す信号３９１から該
複数の特徴量がたどる推移経路を求め、該推移経路に対
する複数の特徴量の現在位置から加工機１１の加工状態
を判断する。制御部４３１は、判断部３９２から入力さ
れる加工機１１の現在の加工状態を示す信号３９３に基
づいて加工機１１の複数の特徴量が上記推移経路に沿っ
て推移するように加工機１１の制御を行う。
【０１４９】上記推移経路は例えば、正常な状態を表す
一端から異常な状態を表す他端まで方向性をもった直
線、曲線又は幅を持った曲線として与える。
一端から異常な状態を表す他端まで方向性をもった直
線、曲線又は幅を持った曲線として与える。
【０１５０】次に、制御部４３１の制御動作について具
体例をあげて説明する。図４４は横軸を主軸加工トル
ク、縦軸を送り軸加工力とするグラフ図であり、ドリル
加工時の正常な状態４０１から磨耗した状態４４１に至
る推移経路を示している。ここでは、磨耗現象は通常の
加工をしていても必ず徐々に進展するものは避けられな
いので、通常の磨耗は許容し、その他の異常を回避しよ
うとしている。例えば、現在位置が現在位置４４２にあ
るとする。現在位置４４２は推移経路に対してスラスト
が大きくトルクが小さい位置にある。このときは、推移
経路の進行方向に逆行することなく推移経路に接近する
ように加工機１１の動作を制御する。例えば、送り軸加
工力に影響する送りを下げて、その分切削速度を上げ
る。送りを下げた分、切削速度を上げることによって加
工能率は低下しない。次に、例えば、現在位置が現在位
置４４３にあるとする。現在位置４４３は推移経路に対
してスラストが小さくトルクが大きい位置にある。この
ときは、例えば、切削速度を下げて、その分送りを上げ
る。さらに、例えば、現在位置が現在位置４４４にある
とする。このときは、現在位置４４４が推移経路から大
幅に離れているため、磨耗以外の何らかの異常が発生し
ていると考える。このときは、例えば、工具を交換する
か又は再研磨することにより、正常な状態に戻ることに
なる。
体例をあげて説明する。図４４は横軸を主軸加工トル
ク、縦軸を送り軸加工力とするグラフ図であり、ドリル
加工時の正常な状態４０１から磨耗した状態４４１に至
る推移経路を示している。ここでは、磨耗現象は通常の
加工をしていても必ず徐々に進展するものは避けられな
いので、通常の磨耗は許容し、その他の異常を回避しよ
うとしている。例えば、現在位置が現在位置４４２にあ
るとする。現在位置４４２は推移経路に対してスラスト
が大きくトルクが小さい位置にある。このときは、推移
経路の進行方向に逆行することなく推移経路に接近する
ように加工機１１の動作を制御する。例えば、送り軸加
工力に影響する送りを下げて、その分切削速度を上げ
る。送りを下げた分、切削速度を上げることによって加
工能率は低下しない。次に、例えば、現在位置が現在位
置４４３にあるとする。現在位置４４３は推移経路に対
してスラストが小さくトルクが大きい位置にある。この
ときは、例えば、切削速度を下げて、その分送りを上げ
る。さらに、例えば、現在位置が現在位置４４４にある
とする。このときは、現在位置４４４が推移経路から大
幅に離れているため、磨耗以外の何らかの異常が発生し
ていると考える。このときは、例えば、工具を交換する
か又は再研磨することにより、正常な状態に戻ることに
なる。
【０１５１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、制御システムの位置又は速度を表す指令値のみを用
いて制御システムの内部状態量を計算し、この計算した
内部状態量と制御システムの実際の内部状態量とを基に
制御システムの動作の異常を判断するように構成したの
で、精度良く異常を判断できるとともにオフラインでも
内部状態量の計算ができる効果がある。
ば、制御システムの位置又は速度を表す指令値のみを用
いて制御システムの内部状態量を計算し、この計算した
内部状態量と制御システムの実際の内部状態量とを基に
制御システムの動作の異常を判断するように構成したの
で、精度良く異常を判断できるとともにオフラインでも
内部状態量の計算ができる効果がある。
【０１５２】請求項２の発明によれば、制御部モデルと
駆動及び機構部モデルとにより内部状態量を計算するよ
うに構成したので、制御部自身の異常も検知できるとと
もに、精度良く異常を検知できる効果がある。
駆動及び機構部モデルとにより内部状態量を計算するよ
うに構成したので、制御部自身の異常も検知できるとと
もに、精度良く異常を検知できる効果がある。
【０１５３】請求項３の発明によれば、内部状態量とし
て電動機への駆動電流の指令値、該駆動電流のフィード
バック値、発生トルクの指令値、該発生トルクのフィー
ドバック値のいずれか、又はこれらの組み合わせを用い
るように構成したので、精度良く異常を検知できる効果
がある。
て電動機への駆動電流の指令値、該駆動電流のフィード
バック値、発生トルクの指令値、該発生トルクのフィー
ドバック値のいずれか、又はこれらの組み合わせを用い
るように構成したので、精度良く異常を検知できる効果
がある。
【０１５４】請求項４の発明によれば、複数軸の駆動手
段の特徴量を計算してこの計算した特徴量が動作領域記
憶部に記憶された動作異常領域内に存在するか又は動作
正常領域内に存在しないときに制御システムの動作が異
常であると判断するように構成したので、異常状態が複
雑な領域で与えられる場合にも正しく異常を判断し、ま
た速度が変化する場合にもリアルタイムで異常判断が行
える効果がある。
段の特徴量を計算してこの計算した特徴量が動作領域記
憶部に記憶された動作異常領域内に存在するか又は動作
正常領域内に存在しないときに制御システムの動作が異
常であると判断するように構成したので、異常状態が複
雑な領域で与えられる場合にも正しく異常を判断し、ま
た速度が変化する場合にもリアルタイムで異常判断が行
える効果がある。
【０１５５】請求項５の発明によれば、複数軸の特徴量
を複数軸特徴利用記憶部に記憶し、該記憶された特徴量
に基づいて動作領域記憶部に記憶された動作異常領域又
は動作正常領域を修正するように構成したので、異常状
態が複雑な領域で与えられる場合にも自動的に動作異常
領域又は動作正常領域の設定ができ、かつ大量の記憶装
置を必要としない効果がある。
を複数軸特徴利用記憶部に記憶し、該記憶された特徴量
に基づいて動作領域記憶部に記憶された動作異常領域又
は動作正常領域を修正するように構成したので、異常状
態が複雑な領域で与えられる場合にも自動的に動作異常
領域又は動作正常領域の設定ができ、かつ大量の記憶装
置を必要としない効果がある。
【０１５６】請求項６の発明によれば、被加工物の表面
から制御システムの工具の刃先又は外周端までの工具深
さを計算し、この計算された工具深さに応じて動作領域
記憶部に記憶された動作異常領域又は動作正常領域を修
正するように構成したので、加工穴の深さによってしき
い値を変える必要がある工具の折損現象や工具先端の焼
き付きなどの現象を正確に検知できる効果がある。
から制御システムの工具の刃先又は外周端までの工具深
さを計算し、この計算された工具深さに応じて動作領域
記憶部に記憶された動作異常領域又は動作正常領域を修
正するように構成したので、加工穴の深さによってしき
い値を変える必要がある工具の折損現象や工具先端の焼
き付きなどの現象を正確に検知できる効果がある。
【０１５７】請求項７の発明によれば、内部状態量計算
部又は異常判断部が加工プロセスをモデル化した加工プ
ロセスモデルを含むように構成したので、加工条件、各
種の工具磨耗、工具刃先温度などを分離してそれぞれ正
確に検知することができる効果がある。
部又は異常判断部が加工プロセスをモデル化した加工プ
ロセスモデルを含むように構成したので、加工条件、各
種の工具磨耗、工具刃先温度などを分離してそれぞれ正
確に検知することができる効果がある。
【０１５８】請求項８の発明によれば、異常判断部に含
まれる加工プロセス異常判断部が、加工機の加工プロセ
スモデルの内部状態量に基づいて該加工機の加工プロセ
スの異常の有無を判断するように構成したので、加工条
件、各種の工具磨耗、工具刃先温度などを分離してそれ
ぞれ正確に検知することができる効果がある。
まれる加工プロセス異常判断部が、加工機の加工プロセ
スモデルの内部状態量に基づいて該加工機の加工プロセ
スの異常の有無を判断するように構成したので、加工条
件、各種の工具磨耗、工具刃先温度などを分離してそれ
ぞれ正確に検知することができる効果がある。
【０１５９】請求項９の発明によれば、工具の切りくず
詰まりを検知し、切りくず詰まりを検知後は通常動作時
の送りステップとは異なる送りステップで工具を送るよ
うに構成したので、工具折損や加工精度の悪化を回避で
きる効果がある。
詰まりを検知し、切りくず詰まりを検知後は通常動作時
の送りステップとは異なる送りステップで工具を送るよ
うに構成したので、工具折損や加工精度の悪化を回避で
きる効果がある。
【０１６０】請求項１０の発明によれば、複数次元のグ
ラフ上に加工異常領域と現在の複数軸特徴量を図示する
ように構成したので、加工機が現在異常状態にあるか否
かを容易に判断できる効果がある。
ラフ上に加工異常領域と現在の複数軸特徴量を図示する
ように構成したので、加工機が現在異常状態にあるか否
かを容易に判断できる効果がある。
【０１６１】請求項１１の発明によれば、正常な動作状
態から異常な動作状態までの特徴量の推移経路中での複
数の特徴量の現在位置から動作状態を判断し、この判断
結果に基づき表示がなされ操作を行えるように構成した
ので、操作者が制御システムの動作状態を容易に認識で
き、誤った操作をする危険性が低減し、さらに異常の各
段階に応じた表示や操作が行える効果がある。
態から異常な動作状態までの特徴量の推移経路中での複
数の特徴量の現在位置から動作状態を判断し、この判断
結果に基づき表示がなされ操作を行えるように構成した
ので、操作者が制御システムの動作状態を容易に認識で
き、誤った操作をする危険性が低減し、さらに異常の各
段階に応じた表示や操作が行える効果がある。
【０１６２】請求項１２の発明によれば、正常な動作状
態から異常な動作状態までの推移経路中での複数の特徴
量の現在位置から制御システムの動作状態を判断し、こ
の判断結果に基づいて上記推移経路に沿って複数の特徴
量が推移するように制御システムの動作を制御するよう
に構成したので、能率を落とすことなくかつ特定の異常
以外の異常に対処できる効果がある。
態から異常な動作状態までの推移経路中での複数の特徴
量の現在位置から制御システムの動作状態を判断し、こ
の判断結果に基づいて上記推移経路に沿って複数の特徴
量が推移するように制御システムの動作を制御するよう
に構成したので、能率を落とすことなくかつ特定の異常
以外の異常に対処できる効果がある。
【図１】 この発明の実施例１の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】 この発明の実施例２の構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】 この発明の実施例３の構成を示すブロック図
である。
である。
【図４】 この発明の実施例４の構成を示すブロック図
である。
である。
【図５】 実施例４の制御部の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】 実施例４の駆動及び機構部をモデル化したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図７】 図６の速度観測値のフィードバック値からモ
デルを用いて逆算した電流の推定値と電流の実測値の比
較を表す波形図である。
デルを用いて逆算した電流の推定値と電流の実測値の比
較を表す波形図である。
【図８】 この発明の実施例５の構成を示すブロック図
である。
である。
【図９】 この発明の実施例６の構成を示すブロック図
である。
である。
【図１０】 実施例６の異常領域の第１の具体例を示す
領域図である。
領域図である。
【図１１】 実施例６の異常領域の第２の具体例を示す
領域図である。
領域図である。
【図１２】 実施例６の異常領域の第３の具体例を示す
領域図である。
領域図である。
【図１３】 実施例６の異常領域の第４の具体例を示す
領域図である。
領域図である。
【図１４】 この発明の実施例７の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図１５】 実施例７の動作を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１６】 図１５の統計処理ステップの第１の具体例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図１７】 実施例７の特徴量のデータの分布の状態の
１例を示す分布図である。
１例を示す分布図である。
【図１８】 実施例７の特徴量のデータの分布の状態の
１例を示す分布図である。
１例を示す分布図である。
【図１９】 実施例７の特徴量のデータの分布の状態の
１例を示す分布図である。
１例を示す分布図である。
【図２０】 図１６の統計処理の第１の具体例の方法に
より加工異常領域を修正した結果を表す領域図である。
より加工異常領域を修正した結果を表す領域図である。
【図２１】 図１５の統計処理ステップの第２の具体例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図２２】 図２１の統計処理の第２の具体例の方法に
より境界線を修正した結果を表す領域図である。
より境界線を修正した結果を表す領域図である。
【図２３】 図１５の統計処理ステップの第３の具体例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図２４】 図２３の統計処理の第３の具体例の方法に
より加工正常領域と加工正常領域を修正した結果を表す
領域図である。
より加工正常領域と加工正常領域を修正した結果を表す
領域図である。
【図２５】 この発明の実施例８の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２６】 工具深さを説明する説明図である。
【図２７】 刃先の被加工物への接触を検知する原理を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図２８】 折損直前領域の修正を説明する領域図であ
る。
る。
【図２９】 この発明の実施例９の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３０】 この発明の実施例１１の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３１】 この発明の実施例１３の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３２】 工具と被加工物との位置関係を説明する説
明図である。
明図である。
【図３３】 実施例１３における加工機の制御手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３４】 工具の動作経路の第１の具体例を示す動作
経路図である。
経路図である。
【図３５】 工具の動作経路の第２の具体例を示す動作
経路図である。
経路図である。
【図３６】 工具の動作経路の第３の具体例を示す動作
経路図である。
経路図である。
【図３７】 この発明の実施例１４の領域図の１例を示
す図である。
す図である。
【図３８】 実施例１４の領域図の他の例を示す図であ
る。
る。
【図３９】 この発明の実施例１５の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４０】 曲線で与えられる特徴量の推移経路を示す
推移経路図である。
推移経路図である。
【図４１】 幅をもった曲線で与えられる特徴量の推移
経路を示す推移経路図である。
経路を示す推移経路図である。
【図４２】 表示及び操作を行うためのウィンドウを表
す図である。
す図である。
【図４３】 この発明の実施例１６の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４４】 ドリル加工時の正常な状態から磨耗した状
態に至る推移経路を示すグラフ図である。
態に至る推移経路を示すグラフ図である。
【図４５】 第１の従来例の制御システムの異常検知装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図４６】 第２の従来例の制御システムの異常検知装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
【図４７】 第２の従来例の異常検出の原理を説明する
領域図である。
領域図である。
【図４８】 ドリル加工の実験データの１例を示す波形
図である。
図である。
【図４９】 図４８の実験の各穴ごとの最大値のデータ
をプロットしたグラフ図である。
をプロットしたグラフ図である。
【図５０】 第３の従来例の制御システムの異常検知装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
【図５１】 第４の従来例の制御システムの異常検知装
置の動作を示すフローチャートである。
置の動作を示すフローチャートである。
【図５２】 図５１の基準識別パターンの１つを示す波
形図である。
形図である。
【図５３】 第５の従来例の制御システムの異常検知装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
【図５４】 第６の従来例の制御システムの異常検知装
置の原理を説明する波形図である。
置の原理を説明する波形図である。
【図５５】 第７の従来例の制御システムの異常検知装
置の原理を説明する波形図である。
置の原理を説明する波形図である。
【図５６】 第８の従来例の制御システムの異常検知装
置の動作を説明する動作経路図である。
置の動作を説明する動作経路図である。
【図５７】 第９の従来例の制御システムの異常検知装
置の動作を説明する動作経路図である。
置の動作を説明する動作経路図である。
【図５８】 第１０の従来例の制御システムの異常検知
装置の動作を説明する動作経路図である。
装置の動作を説明する動作経路図である。
【図５９】 第１１の従来例の制御システムの異常検知
装置の動作を説明する動作経路図である。
装置の動作を説明する動作経路図である。
【図６０】 第１２の従来例の制御システムの異常検知
装置の表示部を示す説明図である。
装置の表示部を示す説明図である。
【図６１】 第１３の従来例の制御システムの異常検知
装置の動作を示す波形図である。
装置の動作を示す波形図である。
１１ 加工機（制御システム）、１２ 位置又は速度を
指令する指令値を表す信号（位置又は速度を表す指令
値）、１５ 実際の内部状態量を表す信号（実際の内部
状態量）、１６ 内部状態量計算部、３１ フィードフ
ォワード制御部（制御システム）、３２ フィードバッ
ク制御部（制御システム）、４２，３１３制御部、４３
駆動及び機構部、４７ 制御部モデル、４８ 駆動及
び機構部モデル、９３ 異常領域記憶部（動作領域記憶
部）、１０１，１１４，１２１，１３１ 異常領域（動
作異常領域）、１４２ 複数軸特徴量記憶部、１４４
異常領域修正部（動作領域修正部）、２５１ 工具深さ
計算部、２６１ 工具深さ、２６２ 工具、２６３ 被
加工物、２６４ 被加工物の表面、２６５ 工具の刃
先、２９２ 加工プロセスモデル（動作プロセスモデ
ル）、３０２ 加工プロセス異常判断部（動作プロセス
異常判断部）、３１１ 切りくず詰まり検知部、３７１
加工異常領域、３９２ 判断部、３９４ 表示及び操
作部、４３１ 制御部（第２の制御部）。
指令する指令値を表す信号（位置又は速度を表す指令
値）、１５ 実際の内部状態量を表す信号（実際の内部
状態量）、１６ 内部状態量計算部、３１ フィードフ
ォワード制御部（制御システム）、３２ フィードバッ
ク制御部（制御システム）、４２，３１３制御部、４３
駆動及び機構部、４７ 制御部モデル、４８ 駆動及
び機構部モデル、９３ 異常領域記憶部（動作領域記憶
部）、１０１，１１４，１２１，１３１ 異常領域（動
作異常領域）、１４２ 複数軸特徴量記憶部、１４４
異常領域修正部（動作領域修正部）、２５１ 工具深さ
計算部、２６１ 工具深さ、２６２ 工具、２６３ 被
加工物、２６４ 被加工物の表面、２６５ 工具の刃
先、２９２ 加工プロセスモデル（動作プロセスモデ
ル）、３０２ 加工プロセス異常判断部（動作プロセス
異常判断部）、３１１ 切りくず詰まり検知部、３７１
加工異常領域、３９２ 判断部、３９４ 表示及び操
作部、４３１ 制御部（第２の制御部）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 3/00 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｘ Ｈ０２Ｐ 5/00 19/405 Ｍ
Claims (12)
- 【請求項１】 駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆動
及び機構部の動作を制御する制御部とを有する制御シス
テムの異常を検知する制御システムの異常検知装置にお
いて、上記制御部に入力される上記制御システムの位置
又は速度を表す指令値のみを入力とし上記制御システム
の内部状態量を計算する内部状態量計算部と、該内部状
態量計算部の計算した内部状態量と上記制御システムの
実際の内部状態量を基に該制御システムの動作の異常の
有無を判断する異常判断部とを備えたことを特徴とする
制御システムの異常検知装置。 - 【請求項２】 上記内部状態量計算部は、上記制御部を
モデル化した制御部モデルと、上記制御システムの駆動
及び機構部をモデル化した駆動及び機構部モデルとを有
することを特徴とする請求項１記載の制御システムの異
常検知装置。 - 【請求項３】 上記駆動及び機構部における駆動手段は
電動機であり、上記制御システムの内部状態量は上記電
動機の駆動電流の指令値、該駆動電流のフィードバック
値、上記電動機への発生トルクの指令値、該発生トルク
のフィードバック値のいずれかであるかこれらの組み合
わせであることを特徴とする請求項１記載の制御システ
ムの異常検知装置。 - 【請求項４】 上記内部状態量計算部で計算した上記制
御システムの動作の異常時に対応する内部状態量の特徴
量の分布する領域である動作異常領域又は動作の正常時
に対応する内部状態量の特徴量の分布する領域である動
作正常領域を記憶した動作領域記憶部を備え、上記異常
判断部が上記内部状態量計算部で計算した内部状態量か
ら上記駆動及び機構部における複数軸の駆動手段の特徴
量を計算し、該特徴量が上記動作領域記憶部に記憶され
た動作異常領域内に存在するか又は動作正常領域内に存
在しないときに上記制御システムの動作が異常であると
判断することを特徴とする請求項１記載の制御システム
の異常検知装置。 - 【請求項５】 異常を検知し異常検知信号を発生する異
常検知部と、複数軸の特徴量を記憶する複数軸特徴量記
憶部と、上記異常検知信号を受信すると上記複数軸特徴
量記憶部に記憶された複数軸の特徴量を基に上記動作領
域記憶部に記憶された動作異常領域又は動作正常領域を
修正する動作領域修正部とを備えたことを特徴とする請
求項４記載の制御システムの異常検知装置。 - 【請求項６】 被加工物の表面から上記制御システムの
工具の刃先又は外周端までの工具深さを計算する工具深
さ計算部と、該工具深さ計算部により計算された工具深
さに応じて上記動作領域記憶部に記憶された動作異常領
域又は動作正常領域を修正する動作領域修正部とを備え
たことを特徴とする請求項４記載の制御システムの異常
検知装置。 - 【請求項７】 上記制御システムが加工を行う加工機で
あって、上記内部状態量計算部又は上記異常判断部は、
上記加工機の加工プロセスをモデル化した加工プロセス
モデルを含むことを特徴とする請求項１記載の制御シス
テムの異常検知装置。 - 【請求項８】 上記異常判断部は、上記加工プロセスモ
デルの内部状態量に基づいて上記加工機の加工プロセス
の異常の有無を判断する加工プロセス異常判断部を備え
たことを特徴とする請求項７記載の制御システムの異常
検知装置。 - 【請求項９】 駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆動
及び機構部の動作を制御する制御部とを有する制御シス
テムの異常を検知する制御システムの異常検知装置にお
いて、上記制御システムが工具を用いて被加工物に加工
を行う加工機であって、上記工具の切りくず詰まりを検
知する切りくず詰まり検知部を設け、上記制御部は該切
りくず詰まり検知部が上記工具の切りくず詰まりを検知
した場合に該工具を通常動作時の送りステップとは異な
る送りステップで送るように制御することを特徴とする
制御システムの異常検知装置。 - 【請求項１０】 駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆
動及び機構部の動作を制御する制御部とを有する制御シ
ステムの異常を検知する制御システムの異常検知装置に
おいて、上記制御システムが複数の軸を有する加工機で
あり、上記複数軸の特徴量に対応する複数の軸からなる
複数次元のグラフ上に加工異常領域と現在の複数軸特徴
量を図示する図示手段を設けたことを特徴とする制御シ
ステムの異常検知装置。 - 【請求項１１】 駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆
動及び機構部の動作を制御する制御部とを有する制御シ
ステムの異常を検知する制御システムの異常検知装置に
おいて、上記制御部から出力される上記駆動及び機構部
の複数の内部状態量の特徴量に基づき上記駆動及び機構
部の正常な動作状態から異常な動作状態まで該特徴量が
たどる推移経路中での上記複数の特徴量の現在位置から
上記駆動及び機構部の動作状態を判断する判断部と、該
判断部の判断した動作状態を表示するとともに上記判断
部又は上記制御システムに指令信号を入力するための表
示及び操作部とを備えたことを特徴とする制御システム
の異常検知装置。 - 【請求項１２】 駆動動作を行う駆動及び機構部と該駆
動及び機構部の動作を制御する第１の制御部とを有する
制御システムの異常を検知する制御システムの異常検知
装置において、上記制御部から出力される上記駆動及び
機構部の複数の内部状態量の特徴量に基づき上記駆動及
び機構部の正常な動作状態から異常な動作状態まで該特
徴量がたどる推移経路中での上記複数の特徴量の現在位
置から上記駆動及び機構部の動作状態を判断する判断部
と、該判断部の判断した動作状態に基づき上記推移経路
に沿って上記複数の特徴量が推移するように上記制御シ
ステムの動作を制御する第２の制御部を備えたことを特
徴とする制御システムの異常検知装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14780095A JP3025421B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 制御システムの異常検知装置 |
| US08/850,865 US5819202A (en) | 1995-06-14 | 1997-05-02 | Apparatus for detecting an abnormality of a control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14780095A JP3025421B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 制御システムの異常検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH096432A true JPH096432A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3025421B2 JP3025421B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=15438506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14780095A Expired - Fee Related JP3025421B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 制御システムの異常検知装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5819202A (ja) |
| JP (1) | JP3025421B2 (ja) |
Cited By (22)
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| JP2020035372A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | オムロン株式会社 | 情報処理装置及び情報処理方法 |
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