劣化判定装置、阈值决定装置、阈值决定方法及阈值决定程序与流程

1.本发明涉及对加工设备的劣化进行判定的劣化判定装置、阈值决定装置、阈值决定方法及阈值决定程序。


背景技术：

2.数控(nc：numerical control)加工机等加工设备有时仪器或者部件等的结构部件发生劣化、故障。因此，在专利文献1提出了基于从安装于加工设备的传感器输出的测量值对构成部件的劣化进行检测的技术即劣化检测技术。
3.专利文献1：日本特开2016－091414号公报


技术实现要素：

4.但是，在上述专利文献1所记载的技术中，为了将从传感器输出的测量值向用于将劣化程度进行数值化的等级值分配而使用了表格，该表格需要事先由人进行设定。因此，在专利文献1所记载的技术中，用于劣化判定的事前设定花费工时。
5.本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够节省用于劣化判定的事前设定所花费的工时的劣化判定装置。
6.为了解决上述的课题并达到目的，本发明的劣化判定装置具有取得部、选择部、决定部和劣化判定部。取得部在加工设备进行针对被加工物的加工处理的期间取得从对加工设备的状态进行检测的传感器输出的包含多个测量值在内的时间序列测量数据。选择部作为提取范围而选择在决定阈值的阈值决定模式中对由取得部取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最小值至最大值为止的数值范围进行分割后的多个范围之中的所包含的测量值的数量最多的范围。决定部基于由选择部选择出的提取范围或者提取范围所包含的多个测量值，决定阈值。劣化判定部在对加工设备的劣化进行判定的劣化判定模式中基于由取得部取得的时间序列测量数据和由决定部决定的阈值，对加工设备的劣化进行判定。
7.发明的效果
8.根据本发明，具有下述效果，即，能够节省用于劣化判定的事前设定所花费的工时。
附图说明
9.图1是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化判定装置的结构的一个例子的图。
10.图2是表示由实施方式1所涉及的劣化判定装置选择的提取数值范围及提取时间范围和由劣化判定装置决定的判定阈值之间的关系的图。
11.图3是表示实施方式1所涉及的劣化判定装置的具体的结构例的图。
12.图4是用于对通过实施方式1所涉及的分割处理部进行的最大数值范围的分割处理进行说明的图。
13.图5是表示在实施方式1所涉及的1个循环期间中从传感器输出的测量值的变化的一个例子的图。
14.图6是将图5所示的最大数值范围分割为18个，对各范围所包含的测量值的数量进行绘制得到的图形。
15.图7是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的处理的一个例子的流程图。
16.图8是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的阈值决定处理的一个例子的流程图。
17.图9是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的判定对象区间决定处理的一个例子的流程图。
18.图10是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的提取数值范围选择处理的一个例子的流程图。
19.图11是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的劣化判定处理的一个例子的流程图。
20.图12是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的劣化判定部进行的判定处理的一个例子的流程图。
21.图13是表示实施方式1所涉及的劣化判定装置的硬件结构的一个例子的图。
22.图14是表示本发明的实施方式2所涉及的劣化判定装置的结构的一个例子的图。
23.图15是表示由实施方式2所涉及的劣化判定装置选择的提取数值范围及提取时间范围的一个例子的图。
24.图16是表示通过实施方式2所涉及的劣化判定装置的处理部进行的阈值决定处理的一个例子的流程图。
25.图17是表示本发明的实施方式3所涉及的劣化判定装置的结构的一个例子的图。
26.图18是表示通过实施方式3所涉及的劣化判定装置的处理部进行的比较值决定处理的一个例子的流程图。
27.图19是表示通过实施方式3所涉及的劣化判定装置的劣化判定部进行的比较范围选择处理的一个例子的流程图。
28.图20是表示通过实施方式3所涉及的劣化判定装置的劣化判定部进行的决定处理的一个例子的流程图。
具体实施方式
29.下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的劣化判定装置、阈值决定装置、阈值决定方法及阈值决定程序详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
30.实施方式1.
31.图1是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化判定装置的结构的一个例子的图。如图1所示，实施方式1所涉及的劣化判定装置1基于从对加工设备2的状态进行检测的传感器3输出的包含测量时刻不同的多个测量值在内的时间序列测量数据，对构成加工设备2的仪器或者部件的劣化进行判定。
32.加工设备2例如是针对被加工物进行车削加工、铣削加工或者开孔加工等的数控
加工机。下面，对加工设备2设为数控加工机进行说明，但加工设备2并不限定于数控加工机，也可以是数控加工机以外的加工设备。
33.传感器3例如是以预先设定的周期反复对在加工设备2的伺服电动机中流动的电流的瞬时值进行测量的电流传感器，输出时间序列测量数据，该时间序列测量数据将反复测量出的电流的瞬时值作为测量值而包含多个。
34.劣化判定装置1具有取得部10、处理部11、通信部12和显示部13。处理部11具有数据解析部30和劣化判定部31。
35.取得部10取得在由加工设备2进行针对未图示的被加工物的加工处理的期间中从传感器3输出的时间序列测量数据。另外，取得部10从加工设备2取得表示针对加工物的加工处理的开始或者结束的动作数据。下面，将通过加工设备2进行的针对被加工物的加工处理简记为加工设备2的加工处理或者加工处理。
36.数据解析部30在动作模式为阈值决定模式的情况下，基于在加工处理的1个循环的期间由取得部10取得的时间序列测量数据，决定在加工设备2的劣化的判定中使用的阈值即判定阈值。阈值决定模式是决定判定阈值的动作模式。另外，数据解析部30基于由取得部10取得的动作数据，对加工处理的开始和结束进行判定。
37.加工处理的1个循环的期间是从针对被加工物开始加工处理至该加工处理完成为止的期间。此外，在加工设备2针对被加工物进行多个加工处理的情况下，数据解析部30针对每个加工处理而决定判定阈值，针对每个加工处理对加工处理的开始和结束进行判定。下面，有时将加工处理的1个循环的期间记载为1个循环期间。
38.数据解析部30具有选择部40和决定部50。选择部40将在阈值决定模式中通过1个循环期间由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最小值至最大值为止的数值范围即最大数值范围分割为多个范围，将分割后的多个范围之中的所包含的测量值的数量最多的范围作为提取数值范围进行选择。提取数值范围是提取范围的一个例子。
39.例如，在加工设备2中，设为由通过伺服电动机进行旋转的切削刀具进行针对被加工物的加工处理。在该情况下，在通过伺服电动机进行旋转的切削刀具与被加工物接触的瞬间，由于切削刀具的运动能量而在伺服电动机以短时间流动比较大的电流。然后，在将被加工物通过切削刀具不断切削的期间中，施加至切削刀具的负载的变动少，在伺服电动机中流动的电流的电流值变化少的状态继续。
40.选择部40作为提取数值范围而选择对最大数值范围进行分割后的多个范围之中的所包含的测量值的数量最多的范围，因此将最大数值范围之中的测量值的数量集中的数值范围作为提取数值范围进行选择。在上述的例子中，在最大数值范围之中的测量值的分布集中的数值范围，包含以在伺服电动机中流动的电流的电流值变化少的状态从传感器3输出的多个测量值。
41.另外，选择部40将1个循环期间之中的在提取数值范围存在测量值的时间范围作为提取时间范围进行提取。在上述的例子中，提取时间范围是在伺服电动机中流动的电流的变化少的状态的期间。此外，选择部40也能够将1个循环期间之中的在提取数值范围存在测量值且测量值在提取数值范围连续的时间范围作为提取时间范围进行提取。
42.决定部50基于在阈值决定模式中由选择部40选择出的提取数值范围而决定判定
阈值。例如，决定部50将由选择部40选择出的提取数值范围的最大值决定为判定阈值。
43.图2是表示由实施方式1所涉及的劣化判定装置选择的提取数值范围及提取时间范围和由劣化判定装置决定的判定阈值之间的关系的图。在图2中，纵轴表示测量值的大小，横轴表示时间。另外，在图2中，时刻t10是加工设备2的加工处理开始的时刻，时刻t20是加工设备2的加工处理完成的时刻。
44.在图2所示的例子中，在1个循环期间中，测量值的分布数量集中的数值范围由选择部40作为提取数值范围进行选择，选择出的提取数值范围的最大值由决定部50决定为判定阈值。
45.图1所示的劣化判定部31在动作模式是对加工设备2的劣化进行判定的劣化判定模式的情况下，基于从传感器3输出的包含多个测量值在内的时间序列测量数据和由决定部50决定的判定阈值对加工设备2的劣化进行判定。
46.例如，劣化判定部31将在劣化判定模式中由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值且由选择部40选择出的提取时间范围所包含的多个测量值与判定阈值进行比较。劣化判定部31判定超过判定阈值的测量值的数量是否超过预先设定的数量。预先设定的数量例如是在加工设备2正常的情况下相对于超过判定阈值的测量值的数量为m倍的数量。m例如是超过1的数。
47.例如，在由通过伺服电动机而旋转的切削刀具进行加工的情况下，如果切削刀具或者伺服电动机劣化，则伺服电动机的驱动所需的电流变大。因此，切削刀具或者伺服电动机劣化越严重，则在提取时间范围中测量值变得越大，超过判定阈值的次数越增加。劣化判定部31在超过判定阈值的测量值的数量超过预先设定的数量的情况下，判定为在构成加工设备2的切削刀具或者伺服电动机发生了劣化。
48.劣化判定部31在判定为在加工设备2发生了劣化的情况下，能够将表示在加工设备2发生了劣化的信息从通信部12经由网络向终端装置4发送，或在显示部13进行显示。终端装置4是加工设备2的管理者所具有的终端装置，例如是笔记本计算机或者平板。
49.如上所述，劣化判定装置1在加工设备2进行针对被加工物的加工处理的期间基于从对加工设备2的状态进行检测的传感器3输出的包含多个测量值在内的时间序列测量数据而自动地决定判定阈值。因此，劣化判定装置1无需一边由人观察从传感器3输出的数据、一边由人通过反复试验而设定判定阈值，能够节省用于劣化判定的事前设定所花费的工时。
50.另外，劣化判定装置1例如为了根据最大数值范围之中的测量值的分布集中的数值范围而进行判定阈值的决定及劣化的判定，能够使用从传感器3输出的测量值的变化少的状态的测量值而进行判定阈值的决定及劣化的判定。由此，能够高精度地判定加工设备2的劣化。此外，判定阈值的决定只要基于1个循环期间之中的适于判定加工设备2的劣化的测量值而进行即可，判定阈值所使用的测量值并不限定于上述的例子。
51.此外，劣化判定装置1的数据解析部30也能够关于1个循环期间之中的多个期间分别决定不同的判定阈值。另外，数据解析部30也能够使用1个循环期间之中的仅一部分的期间的测量值，通过上述的处理而决定判定阈值。各判定阈值的决定方法及基于各判定阈值的劣化判定方法，能够通过与上述的判定阈值的决定方法及基于判定阈值的劣化判定方法相同的处理而进行。
52.下面，对劣化判定装置1的结构更具体地进行说明。图3是表示实施方式1所涉及的劣化判定装置的具体的结构例的图。如图3所示，取得部10具有时间序列数据取得部21和动作数据取得部22。
53.时间序列数据取得部21在阈值决定模式中取得从传感器3输出的时间序列测量数据。在时间序列测量数据包含在阈值决定模式中在1个循环期间从传感器3输出的测量时刻不同的多个测量值。另外，时间序列数据取得部21在劣化判定模式中取得从传感器3输出的时间序列测量数据。在时间序列测量数据包含在劣化判定模式中在1个循环期间从传感器3输出的测量时刻不同的多个测量值。
54.动作数据取得部22从加工设备2取得上述的动作数据。从加工设备2输出的动作数据，例如包含在加工处理的开始定时输出的动作开始数据和在加工处理的结束定时输出的动作结束数据。
55.此外，时间序列测量数据是在1个循环期间从传感器3输出的多个测量值的基础上，还包含表示多个测量值各自被测量出的时刻的信息在内的数据。另外，动作开始数据可以是包含表示加工处理的开始时刻的信息的数据，动作结束数据可以是包含表示加工处理的结束时刻的信息的数据。在该情况下，时间序列测量数据可以不在与通过加工设备2进行的加工处理同步的定时从传感器3输出。
56.另外，以下，对传感器3设为是在加工设备2的伺服电动机设置的电流传感器而进行说明，但传感器3并不限定于在加工设备2的伺服电动机设置的电流传感器，只要是对大小与加工设备2的结构部件的劣化相应地变化的电气特性进行测量的传感器即可。例如，在对加工设备2的结构部件供给的电压、电力、电流相位或者电压相位等由于加工设备2的结构部件的劣化而变化的情况下，传感器3可以是对电压、电力、电流相位或者电压相位等进行测量的传感器。
57.如图3所示，数据解析部30中的选择部40具有分割处理部41、第1计算部42、第2计算部43、充足判定部44、最频繁出现范围判定部45和时间范围提取部46。
58.分割处理部41在阈值决定模式中基于在1个循环期间由取得部10取得的时间序列测量数据，通过分割数k对最大数值范围进行分割。k是大于或等于2的整数。最大数值范围是在1个循环期间由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最小值至最大值为止的数值范围。分割处理部41例如将对最大数值范围进行分割而得到的多个分割范围之中的测量值的数量集中的分割范围决定为判定对象范围。
59.图4是用于对通过实施方式1所涉及的分割处理部进行的最大数值范围的分割处理进行说明的图。在图4中，时刻t10～t20是1个循环期间，最大数值范围是从最小测量值x
min
至最大测量值x
max
为止的范围。最小测量值x
min
是在1个循环期间由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最小值。最大测量值x
max
是在1个循环期间由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最大值即，在图4所示的例子中，从传感器3输出的测量值是在加工设备2的电动机中流动的电流的电流值。
60.在图4所示的例子中，通过分割处理部41将最大数值范围分割为6个分割范围，图4中的从上起第3个分割范围所包含的测量值的数量最多。在该情况下，分割处理部41将图4中的从上起第3个分割范围决定为判定对象范围。
61.第1计算部42基于判定对象范围所包含的多个测量值，例如通过下述式(1)及下述
式(2)的运算，对判定对象范围中的测量值的平均值μ和标准偏差σ进行计算。此外，在下述式(1)及下述式(2)中，“x
i”表示判定对象范围所包含的测量值，“n”表示判定对象范围所包含的测量值的数量。
62.【式1】
[0063][0064][0065]
第2计算部43对从平均值μ减去与标准偏差σ相对应的值而得到的第1值xa和从平均值μ加上与标准偏差σ相对应的值而得到的第2值xb进行计算。与标准偏差σ相对应的值例如是标准偏差σ的h倍的值。h例如是0.5至1.5为止的范围。
[0066]
充足判定部44对判定对象范围所包含的多个测量值的分布是否满足预先设定的条件进行判定。例如，充足判定部44对判定对象范围的中央值ar
mid
进行计算。在判定对象范围是图4中的从上起第3个分割范围的情况下，中央值ar
mid
是将从最大测量值x
max3
减去最小测量值x
min3
得到的结果除以2而得到的值。
[0067]
充足判定部44对中央值ar
mid
是否大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb进行判定。充足判定部44在中央值ar
mid
大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，判定为判定对象范围所包含的多个测量值的分布满足预先设定的条件，将判定对象范围作为提取数值范围进行选择。
[0068]
在中央值ar
mid
不大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，由于判定对象范围之中的测量值分布得多的范围从中央值ar
mid
大幅偏离，因此充足判定部44不选择判定对象范围作为提取数值范围。
[0069]
最频繁出现范围判定部45通过比分割范围的分割数k大的分割数p将最大数值范围分割为多个范围，对分割后的多个范围各自所包含的测量值的数量即测量值数进行计算。p是大于k的整数。最频繁出现范围判定部45将分割后的多个范围之中的测量值数最多的范围判定为最频繁出现范围。
[0070]
充足判定部44在中央值ar
mid
大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，能够对由最频繁出现范围判定部45判定后的最频繁出现范围是否大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb进行判定。充足判定部44在最频繁出现范围大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，判定为判定对象范围所包含的多个测量值的分布满足预先设定的条件，将判定对象范围作为提取数值范围进行选择。
[0071]
在最频繁出现范围大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，推定为判定对象范围中的测量值的分布包含大于或等于2个峰值，因此充足判定部44在最频繁出现范围大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，不选择判定对象范围作为提取数值范围。
[0072]
分割处理部41在由充足判定部44判定为判定对象范围所包含的多个测量值的分布对于预先设定的条件而言不充足的情况下，将数值范围的分割数k增加，再次进行最大数值范围的分割。第1计算部42、第2计算部43、充足判定部44及最频繁出现范围判定部45针对
由分割处理部41再次分割后的分割范围反复进行上述的处理。由此，选择部40能够高精度地提取多个分割范围之中的测量值的数量集中的分割范围而作为提取数值范围。测量值的数量集中的分割范围是测量值的变化少且测量值数多的范围。此外，分割数k可以是固定值。
[0073]
图5是表示在实施方式1所涉及的1个循环期间从传感器输出的测量值的变化的一个例子的图。图5所示的测量值是在加工设备2中的对加工被加工物的切削刀具进行驱动的电动机中流动的电流值。在图5所示的例子中，出现在加工处理的最初时电流急剧增加，在电流急剧增加后，电流急剧减少，电流的变化少的期间。在电流的变化少的期间，测量值的变化少。在如上所述的情况下，劣化判定装置1使用测量值的最频繁出现范围，例如如下所述，对提取数值范围进行选择。
[0074]
图6是将图5所示的最大数值范围分割为18个，对各范围所包含的测量值的数量进行绘制得到的图形。在图6所示的例子中，6000[a]至8000[a]为止的范围的测量值是最频繁出现范围。例如，设为6000[a]至8000[a]为止的范围包含于判定对象范围，且6000[a]至8000[a]为止的范围即最频繁出现范围大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb。在该情况下，判定为判定对象范围所包含的多个测量值的分布满足预先设定的条件，将判定对象范围作为提取数值范围进行选择。由此，劣化判定装置1能够高精度地提取测量值的数量集中的分割范围而作为提取数值范围。
[0075]
决定部50在阈值决定模式中基于由选择部40选择出的提取数值范围而决定判定阈值。例如，在伴随加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，决定部50将提取数值范围的最大值决定为判定阈值。另外，在伴随加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，决定部50将提取数值范围的最小值决定为判定阈值。
[0076]
另外，决定部50也能够基于提取数值范围所包含的多个测量值而决定判定阈值。例如，在伴随加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，决定部50将提取数值范围所包含的多个测量值的平均值μ变为m倍后的值决定为判定阈值。m是大于1的整数。另外，在伴随加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，决定部50将提取数值范围所包含的多个测量值的平均值μ变为1/m倍后的值决定为判定阈值。
[0077]
接下来，使用通过劣化判定装置1的处理部11进行的处理的流程图而进行说明。图7是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的处理的一个例子的流程图。图7所示的处理由劣化判定装置1的处理部11反复执行。
[0078]
如图7所示，劣化判定装置1的处理部11判定动作模式是否是阈值决定模式(步骤s10)。动作模式例如通过向未图示的输入部的输入或者未图示的设定按钮而设定于劣化判定装置1的处理部11。
[0079]
处理部11在判定为动作模式是阈值决定模式的情况下(步骤s10：yes)，进行阈值决定处理(步骤s11)。步骤s11中的阈值决定处理是图8所示的步骤s20～s26的处理，在后面记述。
[0080]
处理部11在步骤s11的处理结束的情况下，或者在判断为动作模式不是阈值决定模式的情况下(步骤s10：no)，判定动作模式是否是劣化判定模式(步骤s12)。
[0081]
处理部11在判断为动作模式是劣化判定模式的情况下(步骤s12：yes)，进行劣化判定处理(步骤s13)。步骤s13中的劣化判定处理是图11所示的步骤s50、s51的处理，在后面
记述。处理部11在步骤s13的处理结束的情况下，或者判定为动作模式不是劣化判定模式的情况下(步骤s12：no)，结束图7所示的处理。
[0082]
图8是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的阈值决定处理的一个例子的流程图。如图8所示，劣化判定装置1的处理部11判定通过加工设备2进行的加工处理是否开始(步骤s20)。在步骤s20中，处理部11在由取得部10从加工设备2取得了动作开始数据的情况下，判定为由加工设备2开始加工处理。
[0083]
劣化判定装置1的处理部11在判定为由加工设备2开始加工处理的情况下(步骤s20：yes)，经由取得部10从传感器3取得测量值(步骤s21)。接下来，处理部11判定通过加工设备2进行的加工处理是否完成(步骤s22)。在步骤s22中，处理部11在从加工设备2由取得部10取得动作完成数据的情况下，判定为通过加工设备2进行的加工处理完成。
[0084]
处理部11在判定为通过加工设备2进行的加工处理没有完成的情况下(步骤s22：no)，向步骤s21跳转，直至判定为通过加工设备2进行的加工处理完成为止，经由取得部10从传感器3反复取得测量值。由此，处理部11在阈值决定模式中取得在加工处理的1个循环的期间从传感器3输出的包含多个测量值在内的时间序列测量数据。处理部11在判定为通过加工设备2进行的加工处理完成的情况下(步骤s22：yes)，进行判定对象区间决定处理(步骤s23)。步骤s23中的判定对象区间决定处理是图9所示的步骤s30～s32的处理，在后面记述。
[0085]
处理部11如果结束步骤s23的判定对象区间决定处理，则进行提取数值范围选择处理(步骤s24)。步骤s24中的提取数值范围选择处理是图10所示的步骤s40～s47的处理，在后面记述。
[0086]
接下来，处理部11将通过提取数值范围选择处理选择出的提取数值范围所包含的多个测量值存在的时间范围作为提取时间范围进行提取(步骤s25)。另外，处理部11进行基于通过提取数值范围选择处理选择出的提取数值范围而决定判定阈值的阈值决定处理(步骤s26)。
[0087]
在步骤s26中，处理部11的决定部50例如在由于加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，能够将提取数值范围的最大值决定为判定阈值，或者将平均值μ变为m倍后的值决定为判定阈值。另外，处理部11的决定部50例如在由于加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，能够将提取数值范围的最小值决定为判定阈值，或者将平均值μ变为1/m倍后的值决定为判定阈值。
[0088]
处理部11在步骤s26的处理结束的情况下，或者由处理部11判定为没有由加工设备2开始加工处理的情况下(步骤s20：no)，结束图8所示的处理。
[0089]
图9是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的判定对象区间决定处理的一个例子的流程图。如图9所示，劣化判定装置1中的处理部11的分割处理部41将最大数值范围通过分割数k进行分割，生成k个分割范围(步骤s30)。
[0090]
接下来，处理部11的分割处理部41对各分割范围所包含的测量值的数量进行计数(步骤s31)，将k个分割范围之中的存在的测量值的数量最多的分割范围决定为判定对象范围(步骤s32)，结束图9所示的处理。
[0091]
图10是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的提取数值范围选择处理的一个例子的流程图。如图10所示，处理部11的第1计算部42基于判定对象范围所
包含的多个测量值，对判定对象范围所包含的测量值的平均值μ及标准偏差σ进行计算(步骤s40)，对判定对象范围的中央值ar
mid
进行计算(步骤s41)。
[0092]
接下来，处理部11的第2计算部43基于由第1计算部42计算出的平均值μ及标准偏差σ，对第1值xa和第2值xb进行计算(步骤s42)。第1值xa是从平均值μ减去与标准偏差σ相对应的值而得到的值，第2值xb是从平均值μ加上与标准偏差σ相对应的值而得到的值。
[0093]
接下来，处理部11的最频繁出现范围判定部45通过比分割数k大的分割数p对最大数值范围进行分割，生成p个分割范围(步骤s43)。最频繁出现范围判定部45对p个分割范围各自所包含的测量值的数量进行计算，将测量值的数量最大的分割范围判定为最频繁出现范围(步骤s44)。此外，分割数p可以是固定值，也可以是与分割数k成正比的值。
[0094]
接下来，处理部11的充足判定部44判定中央值ar
mid
是否大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb(步骤s45)。充足判定部44在判定为中央值ar
mid
大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下(步骤s45：yes)，判定最频繁出现范围是否大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb(步骤s46)。
[0095]
充足判定部44在判定为最频繁出现范围大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下(步骤s46：yes)，将判定对象范围作为提取数值范围进行选择(步骤s47)。
[0096]
处理部11在步骤s47的处理结束的情况下、在判定为中央值ar
mid
不大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下(步骤s45：no)、判定为最频繁出现范围不大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下(步骤s46：no)，结束图10所示的处理。
[0097]
图11是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的处理部进行的劣化判定处理的一个例子的流程图。如图11所示，劣化判定装置1中的处理部11的劣化判定部31对判定阈值是否设定完成进行判定(步骤s50)。劣化判定部31在判定为判定阈值设定完成的情况下(步骤s50：yes)，进行判定处理(步骤s51)。步骤s51中的判定处理是图12所示的步骤s60～s66的处理，在后面记述。
[0098]
劣化判定部31在步骤s51的处理结束的情况下，或者在判定为判定阈值没有设定完成的情况下(步骤s50：no)，结束图11所示的处理。
[0099]
图12是表示通过实施方式1所涉及的劣化判定装置的劣化判定部进行的判定处理的一个例子的流程图。如图12所示，劣化判定部31判定通过加工设备2进行的加工处理是否开始(步骤s60)。在步骤s60中，劣化判定部31在从加工设备2由取得部10取得了动作开始数据的情况下，判定为由加工设备2开始加工处理。
[0100]
劣化判定部31在判定为由加工设备2开始加工处理的情况下(步骤s60：yes)，经由取得部10从传感器3取得测量值(步骤s61)。接下来，劣化判定部31判定通过加工设备2进行的加工处理是否完成(步骤s62)。在步骤s62中，处理部11在从加工设备2由取得部10取得了动作完成数据的情况下，判定为通过加工设备2进行的加工处理完成。
[0101]
劣化判定部31在判定为通过加工设备进行的加工处理没有完成的情况下(步骤s62：no)，向步骤s61跳转，直至判定为通过加工设备2进行的加工处理完成为止，经由取得部10从传感器3反复取得测量值。由此，劣化判定部31在阈值决定模式中取得在加工处理的1个循环的期间从传感器3输出的包含多个测量值在内的时间序列测量数据。劣化判定部31在判定为通过加工设备2进行的加工处理完成的情况下(步骤s62：yes)，对时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的提取时间范围所包含的多个测量值进行提取(步骤s63)。
[0102]
接下来，劣化判定部31将通过步骤s63提取出的多个测量值和判定阈值进行比较(步骤s64)，判定阈值超过次数是否大于或等于预先设定的次数即设定次数(步骤s65)。阈值超过次数表示多个测量值之中的超过判定阈值的测量值的数量。劣化判定部31在判定为阈值超过次数大于或等于设定次数的情况下(步骤s65：yes)，将表示加工设备2的劣化的信息即劣化信息进行输出(步骤s66)。例如，作为劣化判定部31所涉及的劣化信息的输出方法，存在劣化信息向显示部13的显示或者劣化信息经由通信部12向终端装置4的发送等。
[0103]
劣化判定部31在步骤s66的处理结束的情况下、判定为没有由加工设备2开始加工处理的情况下(步骤s60：no)或者在判定为阈值超过次数没有大于或等于设定次数的情况下(步骤s65：no)，结束图12所示的处理。
[0104]
图13是表示实施方式1所涉及的劣化判定装置的硬件结构的一个例子的图。如图13所示，劣化判定装置1包含计算机，该计算机具有处理器101、存储器102、通信装置103、接口电路104和显示装置105。
[0105]
处理器101、存储器102、通信装置103、接口电路104及显示装置105例如通过总线106彼此能够进行数据的收发。通信部12由通信装置103实现。显示部13由显示装置105实现。处理器101将在存储器102中存储的程序读出而执行，由此执行数据解析部30及劣化判定部31的功能。处理器101例如是处理电路的一个例子，包含cpu(central processing unit)、dsp(digital signal processor)及系统lsi(large scale integration)之中的大于或等于一个。
[0106]
存储器102包含ram(random access memory)、rom(read only memory)、闪存、eprom(erasable programmable read only memory)及eeprom(注册商标)(electrically erasable programmable read only memory)之中的大于或等于一个。另外，存储器102包含记录有计算机可读取的程序的记录介质。该记录介质包含非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘、柔性存储器、光盘、压缩盘及dvd(digital versatile disc)之中的大于或等于一个。此外，劣化判定装置1可以包含有asic(application specific integrated circuit)及fpga(field programmable gate array)等集成电路。
[0107]
实施方式1所涉及的劣化判定装置1具有取得部10、选择部40、决定部50和劣化判定部31。取得部10在加工设备2进行针对被加工物的加工处理的期间取得从对加工设备2的状态进行检测的传感器3输出的包含多个测量值在内的时间序列测量数据。选择部40作为提取数值范围而选择在决定判定阈值的阈值决定模式中对由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最小值至最大值为止的数值范围即最大数值范围进行分割后的多个范围之中的所包含的测量值的数量最多的范围。最大数值范围是数值范围的一个例子，提取数值范围是提取范围的一个例子。决定部50在阈值决定模式中，基于由选择部40选择出的提取数值范围或者提取数值范围所包含的多个测量值而决定判定阈值。判定阈值是阈值的一个例子。劣化判定部31在对加工设备2的劣化进行判定的劣化判定模式中基于由取得部10取得的时间序列测量数据和由决定部50决定的判定阈值对加工设备2的劣化进行判定。由此，劣化判定装置1能够节省用于劣化判定的事前设定所花费的工时。
[0108]
另外，选择部40将对最大数值范围进行分割后的多个分割范围之中的所包含的测量值的数量最多的分割范围作为判定对象范围，在判定对象范围所包含的多个测量值的分布对于预先设定的条件而言充足的情况下，进行将判定对象范围作为提取数值范围进行选
择的选择处理，在判定对象范围所包含的多个测量值的分布对于预先设定的条件而言不充足的情况下，将最大数值范围的分割数k增加而反复进行选择处理。由此，劣化判定装置1能够适当地选择用于决定判定阈值的提取数值范围。
[0109]
另外，选择部40具有第1计算部42、第2计算部43和充足判定部44。第1计算部42对判定对象范围所包含的多个测量值的平均值μ和标准偏差σ进行计算。第2计算部43对从平均值μ减去与标准偏差σ相对应的值而得到的第1值xa和从平均值μ加上与标准偏差σ相对应的值而得到的第2值xb进行计算。充足判定部44对判定对象范围的中央值ar
mid
是否大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb进行判定，在判定对象范围的中央值ar
mid
大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下判定为判定对象范围所包含的多个测量值的分布满足预先设定的条件。由此，劣化判定装置1能够更适当地选择用于决定判定阈值的提取数值范围。
[0110]
另外，选择部40具有最频繁出现范围判定部45，该最频繁出现范围判定部45通过比分割范围的分割数k大的分割数p将最大数值范围分割为多个范围，对分割后的多个范围各自所包含的测量值的数量进行计算，将多个范围之中的测量值的数量最多的范围判定为最频繁出现范围。充足判定部44在由最频繁出现范围判定部45决定的最频繁出现范围大于或等于第1值xa且小于或等于第2值xb的情况下，判定为判定对象范围所包含的多个测量值的分布满足预先设定的条件。由此，劣化判定装置1能够减小将判定对象范围作为提取数值范围进行选择的可能性，该判定对象范围是测量值的分布成为包含大于或等于2个峰值的分布，能够更适当地选择用于决定判定阈值的提取数值范围。
[0111]
另外，选择部40对通过加工设备2进行的针对被加工物的加工处理的1个循环的期间之中的提取数值范围所存在的时间范围进行提取。劣化判定部31在劣化判定模式中基于由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的由选择部40提取出的提取时间范围所包含的多个测量值和由决定部50决定的阈值对加工设备2的劣化进行判定。由此，劣化判定装置1在劣化判定模式中，能够更适当地选择用于与判定阈值相比较的测量值，能够高精度地判定加工设备2的劣化。
[0112]
实施方式2.
[0113]
实施方式2所涉及的劣化判定装置与实施方式1所涉及的劣化判定装置1的不同点在于，从将时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的特定的时间范围的测量值排除在外的结果对提取时间范围进行选择。下面，关于具有与实施方式1相同的功能的结构要素标注同一标号而省略说明，以与实施方式1所涉及的劣化判定装置1的不同点为中心进行说明。
[0114]
图14是表示本发明的实施方式2所涉及的劣化判定装置的结构的一个例子的图。如图14所示，实施方式2所涉及的劣化判定装置1a与劣化判定装置1的不同点在于，具备处理部11a，该处理部11a取代数据解析部30而具有数据解析部30a。
[0115]
数据解析部30a与数据解析部30的不同点在于，取代具有时间范围提取部46的选择部40而是具备具有时间范围提取部46a的选择部40a。时间范围提取部46a从将时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的特定的时间范围的测量值排除在外的结果对提取时间范围进行选择。
[0116]
图15是表示由实施方式2所涉及的劣化判定装置选择的提取数值范围及提取时间
范围的一个例子的图。在图15中，纵轴表示测量值的大小，横轴表示时间。
[0117]
在图15中，时刻t10是加工设备2的加工处理开始的时刻，时刻t20是加工设备2的加工处理完成的时刻。另外，从时刻t10至时刻t11为止的期间是测量值急剧地变大的期间。下面，将从时刻t10至时刻t11为止的时间的长度记载为期间t1。另外，将期间t1的q倍的期间记载为期间t2。q为2，但也可以是除了2以外的值。
[0118]
时间范围提取部46a将1个循环期间之中的从加工设备2的加工处理开始至期间t1的2倍的期间t2经过为止的时间作为特定的时间范围而排除在外。而且，时间范围提取部46a将时刻t12～时刻t20为止的时间范围之中的在提取数值范围存在测量值的时间范围作为提取时间范围进行提取。在图15所示的例子中，时间范围提取部46a将时刻t12～时刻t13的期间作为提取时间范围而进行提取。由此，时间范围提取部46a能够将从传感器3输出的测量值的变化少的状态的测量值高精度地提取。
[0119]
图16是表示通过实施方式2所涉及的劣化判定装置的处理部进行的阈值决定处理的一个例子的流程图。图16所示的步骤s70～s74、s77的处理是图8所示的步骤s20～s24、s26的处理相同，因此省略说明。
[0120]
如图16所示，时间范围提取部46a将加工处理的1个循环期间之中的特定的时间范围排除在外(步骤s75)。特定的时间范围例如是图15所示的时刻t10至时刻t12为止的时间范围。
[0121]
接下来，时间范围提取部46a提取将加工处理的1个循环期间之中的特定的时间范围排除在外的时间范围之中的提取数值范围所包含的多个测量值的时间范围而作为提取时间范围(步骤s76)。在步骤s76中，时间范围提取部46a例如将图15所示的时刻t12至时刻t13为止的时间范围作为提取时间范围进行提取。
[0122]
实施方式2所涉及的劣化判定装置1a的硬件结构例与图13所示的劣化判定装置1的硬件结构相同。处理器101将在存储器102中存储的程序读出而执行，由此能够执行数据解析部30a及劣化判定部31的功能。
[0123]
如以上所述，实施方式2所涉及的劣化判定装置1a的选择部40a从将时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的特定的时间范围的测量值排除在外的结果对提取数值范围进行选择。由此，劣化判定装置1a在劣化判定模式中，能够更适当地选择用于与判定阈值相比较的测量值，能够高精度地判定加工设备2的劣化。
[0124]
实施方式3.
[0125]
实施方式3所涉及的劣化判定装置与实施方式2所涉及的劣化判定装置1a的不同点在于，劣化判定模式中的劣化判定方法不同。下面，关于具有与实施方式2相同的功能的结构要素标注同一标号而省略说明，以与实施方式2所涉及的劣化判定装置1a的不同点为中心进行说明。
[0126]
图17是表示本发明的实施方式3所涉及的劣化判定装置的结构的一个例子的图。如图17所示，实施方式3所涉及的劣化判定装置1b与劣化判定装置1a的不同点在于，具有取代劣化判定部31而具有劣化判定部31b的处理部11b。
[0127]
劣化判定部31b具有范围选择部51、比较值决定部52和判定处理部53。范围选择部51作为比较范围而选择在劣化判定模式中由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的对最小值至最大值为止的数值范围进行分割后的多个范围之中的所包
含的测量值的数量最多的范围。范围选择部51例如通过与由数据解析部30或者数据解析部30a对提取数值范围进行选择的处理相同的处理对比较范围进行选择。
[0128]
比较值决定部52通过与多个比较值决定模式之中的被选择出的比较值决定模式相对应的决定方法而决定比较值。多个比较值决定模式例如包含第1比较值决定模式和第2比较值决定模式。比较值决定模式例如通过向未图示的输入部的输入或者未图示的设定按钮而设定于劣化判定部31b。
[0129]
比较值决定部52基于由范围选择部51选择出的比较范围或者比较范围所包含的多个测量值，决定与判定阈值相比较的值即比较值。例如，比较值决定部52在由于加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，将比较范围的最大值决定为比较值。另外，比较值决定部52例如在由于加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，将比较范围的最小值决定为比较值。
[0130]
另外，比较值决定部52在伴随加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，将比较范围所包含的多个测量值的平均值μ’变为m’倍后的值决定为比较值。m’是大于1的值，但比m小的值。另外，比较值决定部52在伴随加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，将比较范围所包含的多个测量值的平均值μ’变为1/m’倍后的值决定为比较值。
[0131]
另外，比较值决定部52在作为比较值决定模式而选择出第2比较值决定模式的情况下，对比较范围所包含的多个测量值的平均值μ和标准偏差σ进行计算，通过从计算出的平均值μ减去或者加上与计算出的标准偏差σ相对应的值，从而对比较值进行计算。下面，为了将由比较值决定部52计算的平均值μ及标准偏差σ与由数据解析部30、30a计算的平均值μ及标准偏差σ进行区分，记载为平均值μ’及标准偏差σ’。
[0132]
比较值决定部52具有计算处理部61和比较值计算部62。计算处理部61在作为比较值决定模式而选择出第2比较值决定模式的情况下，对比较范围所包含的多个测量值的平均值μ’和标准偏差σ’进行计算。
[0133]
比较值计算部62从由计算处理部61计算出的平均值μ’减去或者加上与由计算处理部61计算出的标准偏差σ’相对应的值，由此对比较值进行计算。与标准偏差σ’相对应的值例如是标准偏差σ’的h’倍的值。h’例如是0.5至1.5为止的范围。例如，比较值决定部52在伴随加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，将从平均值μ’加上与标准偏差σ’相对应的值而得到的值决定为比较值。另外，比较值决定部52在伴随加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，将从平均值μ’减去与标准偏差σ’相对应的值而得到的值决定为比较值。
[0134]
判定处理部53基于由比较值决定部52决定的比较值和判定阈值的比较结果，对加工设备2的劣化进行判定。例如，判定处理部53在通过第1比较值决定模式而决定的比较值是比较范围的最大值或者最小值的情况下，在比较值成为判定阈值的w倍的情况下，判定为在加工设备2发生了劣化。w在由于加工设备2的劣化而测量值变大的情况下是大于1的值，例如为1.2。另外，w在由于加工设备2的劣化而测量值变小的情况下是小于1的值，例如为0.8。
[0135]
另外，设为通过第1比较值决定模式而决定的比较值是基于平均值μ’的值。在该情况下，判定处理部53在由于加工设备2的劣化而测量值变大的情况下，在通过第2比较值决定模式而决定的比较值大于判定阈值的情况下，判定为在加工设备2发生了劣化。另外，判定处理部53在由于加工设备2的劣化而测量值变小的情况下，在通过第2比较值决定模式而
决定的比较值小于判定阈值的情况下，判定为在加工设备2发生了劣化。
[0136]
图18是表示通过实施方式3所涉及的劣化判定装置的处理部进行的比较值决定处理的一个例子的流程图。图18所示的步骤s80～s82的处理与图12所示的步骤s60～s62的处理相同，因此省略说明。
[0137]
如图18所示，劣化判定部31b在判定为通过加工设备2进行的加工处理完成的情况下(步骤s82：yes)，进行判定对象区间决定处理(步骤s83)。步骤s83中的判定对象区间决定处理是与图9所示的步骤s30～s32的处理相同的处理。
[0138]
劣化判定部31b如果结束步骤s83的判定对象区间决定处理，则进行比较范围选择处理(步骤s84)。步骤s84中的比较范围选择处理是图19所示的步骤s90～s97的处理，在后面记述。
[0139]
接下来，劣化判定部31b基于由范围选择部51选择出的比较范围或者比较范围所包含的多个测量值，进行决定比较值的阈值决定处理(步骤s85)，结束图18所示的处理。步骤s85中的决定处理是图20所示的步骤s100～s102的处理，在后面记述。
[0140]
图19是表示通过实施方式3所涉及的劣化判定装置的劣化判定部进行的比较范围选择处理的一个例子的流程图。图19所示的步骤s90～s97的处理是在图10所示的步骤s40～s47的处理中，将平均值μ、标准偏差σ、第1值xa及第2值xb置换为平均值μ’、标准偏差σ’、第1值x
a’及第2值x
b’后的处理。
[0141]
具体地说，劣化判定部31b基于判定对象范围所包含的多个测量值，对判定对象范围所包含的测量值的平均值μ’及标准偏差σ’进行计算(步骤s90)，对判定对象范围的中央值ar
mid
进行计算(步骤s91)。
[0142]
接下来，劣化判定部31b对第1值x
a’和第2值x
b’进行计算(步骤s92)。第1值x
a’是从平均值μ’减去与标准偏差σ’相对应的值而得到的值，第2值x
b’是从平均值μ’加上与标准偏差σ’相对应的值而得到的值。
[0143]
接下来，劣化判定部31b通过比分割数k大的分割数p对最大数值范围进行分割，生成p个分割范围(步骤s93)。另外，劣化判定部31b对p个分割范围各自所包含的测量值的数量进行计算，将测量值的数量最大的分割范围判定为最频繁出现范围(步骤s94)。
[0144]
接下来，劣化判定部31b判定中央值ar
mid
是否大于或等于第1值x
a’且小于或等于第2值x
b’(步骤s95)。劣化判定部31b在判定为中央值ar
mid
大于或等于第1值x
a’且小于或等于第2值x
b’的情况下(步骤s95：yes)，判定最频繁出现范围是否大于或等于第1值x
a’且小于或等于第2值x
b’(步骤s96)。
[0145]
劣化判定部31b在判定为最频繁出现范围大于或等于第1值x
a’且小于或等于第2值x
b’的情况下(步骤s96：yes)，将判定对象范围作为比较范围进行选择(步骤s97)。劣化判定部31b在步骤s97的处理结束的情况下、在判定为中央值ar
mid
不大于或等于第1值x
a’且小于或等于第2值x
b’的情况下(步骤s95：no)、在判定为最频繁出现范围不大于或等于第1值x
a’且小于或等于第2值x
b’的情况下(步骤s96：no)，结束图19所示的处理。
[0146]
图20是表示通过实施方式3所涉及的劣化判定装置的劣化判定部进行的决定处理的一个例子的流程图。如图20所示，劣化判定部31b判定是否作为比较值决定模式而选择出第1比较值决定模式(步骤s100)。
[0147]
劣化判定部31b在判定为选择出第1比较值决定模式的情况下(步骤s100：yes)，将
比较范围的最大值或者最小值决定为比较值(步骤s101)。另外，劣化判定部31b在判定为没有选择出第1比较值决定模式的情况下(步骤s100：no)，将基于平均值μ’及标准偏差σ’的值决定为比较值(步骤s102)。劣化判定部31b在步骤s101的处理结束的情况下，或者在步骤s102的处理结束的情况下，结束图20所示的处理。
[0148]
实施方式3所涉及的劣化判定装置1b的硬件结构例与图13所示的劣化判定装置1的硬件结构相同。处理器101将在存储器102中存储的程序读出而执行，由此能够执行数据解析部30a及劣化判定部31b的功能。
[0149]
如以上所述，实施方式3所涉及的劣化判定装置1b的劣化判定部31b具有范围选择部51、比较值决定部52和判定处理部53。范围选择部51作为比较范围而选择在劣化判定模式中对由取得部10取得的时间序列测量数据所包含的多个测量值之中的最小值至最大值为止的数值范围进行分割后的多个范围之中的所包含的测量值的数量最多的范围。比较值决定部52基于由范围选择部51选择出的比较范围或者比较范围所包含的多个测量值，决定与判定阈值相比较的值即比较值。判定处理部53基于由比较值决定部52决定的比较值和判定阈值的比较结果，对加工设备2的劣化进行判定。由此，劣化判定装置1b能够高精度地判定加工设备2的劣化。
[0150]
另外，比较值决定部52具有计算处理部61和比较值计算部62。计算处理部61对比较范围所包含的多个测量值的平均值μ’和标准偏差σ’进行计算。比较值计算部62从由计算处理部61计算出的平均值μ’减去或者加上与由计算处理部61计算出的标准偏差σ’相对应的值，由此对比较值进行计算。由此，劣化判定装置1b能够高精度地判定加工设备2的劣化。
[0151]
以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。
[0152]
标号的说明
[0153]
1、1a、1b劣化判定装置，2加工设备，3传感器，4终端装置，10取得部，11、11a、11b处理部，12通信部，13显示部，21时间序列数据取得部，22动作数据取得部，30、30a数据解析部，31、31b劣化判定部，40、40a选择部，41分割处理部，42第1计算部，43第2计算部，44充足判定部，45最频繁出现范围判定部，46、46a时间范围提取部，50决定部，51范围选择部，52比较值决定部，53判定处理部，61计算处理部，62比较值计算部。