(57)【要約】      （修正有）【課題】測定したデータをより適切に伝送する。【解決手段】測定情報伝送端末１００が、測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、測定対象を測定することにより取得する測定手段と、取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、前記測定対象を測定することにより取得する測定手段と、
前記取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、
を備えることを特徴とする測定情報伝送端末。
【請求項２】
前記制御手段は、送信対象とする分割データを異ならせながら前記処理を周期的に行うことにより、前記第１の分割データから第ｎの分割データまでの全てを送信することを特徴とする請求項１に記載の測定情報伝送端末。
【請求項３】
前記制御手段は、所定の変数の値が１であれば第１の時点で前記生成した第１の分割データを送信し、前記所定の変数の値が２であれば第２の時点で前記生成した第２の分割データを送信し、ということを前記所定の変数の値を送信のたびに増加させながら繰り返し、
前記増加により前記所定の変数の値が前記ｎの値を超えるのならば、該所定の変数の値を１としてから前記繰り返しを継続することを特徴とする請求項１又は２に記載の測定情報伝送端末。
【請求項４】
前記制御手段は、前記離散信号に対してフーリエ変換を行い、該フーリエ変換により得られる周波数の振幅スペクトルをｎ個の帯域に分割することにより、前記第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の測定情報伝送端末。
【請求項５】
前記制御手段は、前記周期的に送信する分割データに加えて、所定の条件に基づいて送信対象とした分割データを更に送信することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の測定情報伝送端末。
【請求項６】
前記制御手段は、前記所定の条件に基づいて複数の分割データを送信対象とし、該複数の分割データを同時に送信することを特徴とする請求項５に記載の測定情報伝送端末。
【請求項７】
前記制御手段は、或る時点で生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでを、前記或る時点よりも前の時点で生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでのそれぞれ同一の番号の分割データと比較し、該比較の結果に基づいて前記所定の条件を満たした分割データを特定することを特徴とする請求項５又は６に記載の測定情報伝送端末。
【請求項８】
前記制御手段は、前記離散信号に対してフーリエ変換を行い、該フーリエ変換により得られる周波数の振幅スペクトルをｎ個の帯域に分割することにより、前記第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した分割データそれぞれの特徴量を抽出し、或る時点で生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの特徴量を、前記或る時点よりも前の時点で送信した第１の分割データから第ｎの分割データまでのそれぞれ同一の番号の分割データの特徴量と比較し、該比較の結果に基づいて前記所定の条件を満たした分割データを特定することを特徴とする請求項５又は６に記載の測定情報伝送端末。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の測定情報伝送端末を複数備えた測定情報伝送システムであって、
第１の測定情報伝送端末の前記測定手段は、或る測定対象に起きた第１の事象に伴い変化する第１の離散信号を、前記或る測定対象を測定することにより取得し、
第２の測定情報伝送端末の前記測定手段は、前記或る測定対象に起きた第２の事象に伴い変化する第２の離散信号を、前記或る測定対象を測定することにより取得する、
ことを特徴とする測定情報伝送システム。
【請求項１０】
コンピュータを測定情報伝送端末として機能させる測定情報伝送プログラムであって、
前記コンピュータを、
測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、前記測定対象を測定することにより取得する測定手段と、
前記取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、
を備える測定情報伝送端末として機能させることを特徴とする測定情報伝送プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定した情報を伝送することに関する処理を行うための、測定情報伝送端末、測定情報伝送システム、及び測定情報伝送プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視対象とする機器にセンサを取り付け、このセンサにより測定した情報に基づいて、監視対象とする機器の駆動部等を監視するといったことが行われている。
【０００３】
例えば、工場には歯車を用いた多くの精密機器が存在する。このような機器には、歯車の損傷や歯車の摩耗等が原因で精密機器の精度が下がってしまうという問題がある。そこで、歯車の振動をセンサにより計測し、計測により得られた振動周波数を監視し、これにより歯車の異常を検出する。
【０００４】
このような異常検出方法の一例が特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１に開示の技術では、歯車の振動周波数データを取得し、取得したデータに基づいて異常検出をし、これに基づいて角度信号を補正することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２に開示の技術では、列車が走行するレールに振動センサを設置し、振動センサでの測定結果を有線通信で列車運行センターに伝送する。そして、列車運行センターに設置された判定部が、振動センサでの測定結果に基づいてレールの破断を検出することが記載されている、
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４５３７１号公報
【特許文献２】特開２０１５−３４４５２号公報
【特許文献３】特開２０１６−２６８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献１や特許文献２に開示の技術等を利用することにより、監視対象とする機器を監視することができる。
【０００８】
しかしながらこれらの技術では、センサにより測定したデータを、データを解析する装置に対して無線通信で伝送することについては十分に検討されていなかった。この点について詳細に説明をする。
【０００９】
一般的に有線通信を行うのであれば、その通信速度は高速であり安定している。そのため、センサにより測定したデータをそのまま伝送したとしても問題が生じることは少ない。しかしながら、工場等において有線通信を行うためには、工場内に有線通信用のケーブルを配設しなければならない。そして、有線通信用のケーブルを配設してしまうと、工員の移動を妨げたり、精密機器を自由に配置したりすることが困難となるという問題が生じる。
【００１０】
そこで、工場等では、センサにより測定したデータを無線通信で伝送することが望まれる。この点、工場等における産業用途では、ＩＳＭバンド（Industrial, Scientific and Medical Band）と呼ばれる９２０ＭＨｚ帯を利用した通信が行われるようになっている。かかる９２０ＭＨｚ帯は低周波数であり、回折しやすい特性を有していることから、障害物を回りこんで通信できるという利点がある。
【００１１】
しかしながら、このような低周波数の無線伝送は通信速度が遅い。そのため、一度に伝送可能なデータ量は限られており、伝送するのに多くの時間を要する。特に、通信規格によっては、所定の間隔を空けて通信をしなければならないという制限があり、連続してデータを送信することはできない。また、データを確実に届けるためには、伝送中のデータが伝送完了になるまで次のデータを伝送することができない。
【００１２】
このような事情があるため、無線通信では測定したデータを適切に伝送できない場合がある。例えば、伝送するデータを一時的に保存する記憶デバイスの記憶容量が小さい場合には、この記憶デバイスにオーバーフローが発生してしまい、適切にデータを伝送できない。
【００１３】
そこで本発明は、測定したデータをより適切に伝送することが可能な、測定情報伝送端末、測定情報伝送システム、及び測定情報伝送プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点によれば、測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、前記測定対象を測定することにより取得する測定手段と、前記取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、を備えることを特徴とする測定情報伝送端末が提供される。
【００１５】
本発明の第２の観点によれば、上記本発明の第１の観点により提供される測定情報伝送端末を複数備えた測定情報伝送システムであって、第１の測定情報伝送端末の前記測定手段は、或る測定対象に起きた第１の事象に伴い変化する第１の離散信号を取得し、第２の測定情報伝送端末の前記測定手段は、前記或る測定対象に起きた第２の事象に伴い変化する第２の離散信号を取得する、ことを特徴とする測定情報伝送システムが提供される。
【００１６】
本発明の第３の観点によれば、コンピュータを測定情報伝送端末として機能させる測定情報伝送プログラムであって、前記コンピュータを、測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、前記測定対象を測定することにより取得する測定手段と、前記取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、を備える測定情報伝送端末として機能させることを特徴とする測定情報伝送プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、測定したデータをより適切に伝送することが可能を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態全体の基本的構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の門型工作機械及び測定情報伝送端末の関係を表す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の測定情報伝送端末の機能ブロックを表すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の処理を表すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態の処理を説明するためのイメージ図（１／２）である。
【図６】本発明の第１の実施形態の処理を説明するためのイメージ図（２／２）である。
【図７】本発明の第２の実施形態の処理を表すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態の処理を説明するためのイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜各実施形態の概略＞
以下、本発明の実施形態として２つの実施形態について説明をする。まず、各実施形態の概略から説明する。
第１の実施形態は、センサが測定したデータに対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換により得られる周波数の振幅スペクトルを複数の帯域に分割し、分割したデータの一部を周期的に伝送するというものである。
【００２０】
次に、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様にしてデータを送信することに加えて、測定対象に異常が発生したことに起因して変化したと考えられるデータを異常データとして更に伝送するというものである。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
【００２１】
まず、図１を参照して、本実施形態全体の構成について説明をする。図１を参照すると、本実施形態である測定情報伝送システム１は、複数の測定情報伝送端末１００（測定情報伝送端末１００−１、測定情報伝送端末１００−２、及び測定情報伝送端末１００−３）と、解析用装置２００と、門型工作機械３００とを含む。本例では、測定情報伝送システム１は、工場内に設置されていることを想定する。
【００２２】
門型工作機械３００は、駆動機構を動作させ、工作対象物に対して機械加工を行う機械である。門型工作機械３００は、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）装置（図示を省略する。）による制御に従って、駆動機構を動作させる。
【００２３】
複数の測定情報伝送端末１００は、センサと通信部と、これらを駆動させるためのバッテリとを含んだ装置である。複数の測定情報伝送端末１００は、門型工作機械３００に取り付けられ、センサにより門型工作機械３００に起きた事象に伴い変化する離散信号を取得する。そして、取得した離散信号から生成されたデータを、通信部により解析用装置２００に対して送信する。つまり、離散信号から生成されたデータを解析用装置２００に対して伝送する。この伝送のための通信は、例えば９２０ＭＨｚ帯を利用した通信により実現される。
【００２４】
解析用装置２００は、複数の測定情報伝送端末１００から送信されたデータを受信し、このデータに基づいた解析を行う。例えば、受信したデータと、門型工作機械３００が正常に動作している場合のデータとを比較することにより、現在門型工作機械３００が正常に動作しているか否かを解析する。
【００２５】
ここで、解析用装置２００による解析方法の具体例は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。また、型工作機械３００の詳細な構成については例えば特許文献３に記載されている。すなわち、解析用装置２００や門型工作機械３００については、当業者に取ってよく知られているので、以下ではこの解析用装置２００や門型工作機械３００についての詳細な説明を省略する。
【００２６】
ただし、本実施形態特有の装置である測定情報伝送端末１００について説明をする前提として、門型工作機械３００の外観構成と、門型工作機械３００への複数の測定情報伝送端末１００の取り付けについて、図２を参照して説明をする。
図２は、門型工作機械３００と、これに取り付けられた複数の測定情報伝送端末１００とを表す斜視図である。
【００２７】
図２に示すように、門型工作機械３００は、ベッド３１０と、ベッド３１０上に設けられたＸ軸ガイドレール３１１上をＸ軸方向に移動可能に設置されたワークテーブル３２０を備える。
【００２８】
また、門型工作機械３００は、ベッド３１０の左右両側に立てられた左右のコラム３３０と、ベッド３１０及びワークテーブル３２０の上方で左右のコラム３３０間に掛け渡されるブリッジ３４０と、左右のコラム３３０の側面に設けられたＺ軸ガイドレール３３１に係合してＺ軸方向に移動可能に左右のコラム３３０間に掛け渡されたクロスレール３５０を備える。
【００２９】
更に、門型工作機械３００は、クロスレール３５０に設けられたＹ軸ガイドレール３５１に係合してＹ軸方向に移動可能なサドル３６０と、サドル３６０に設けられたラム３７０と、ラム３７０に加工の用途に応じて取り付けられたドリル等の工具であるヘッド３８０とを備える。
【００３０】
各軸への移動は、例えばサーボモータと、このサーボモータの回転運動を直線運動に変換する歯車等を含んだボールねじ機構により実現される。そして、門型工作機械３００は、加工プログラムに基づいたＣＮＣ装置の制御により、各軸への移動を行うと共に、ドリル等の工具であるヘッド３８０により、ワークテーブル３２０上に固定された工作対象物に対して加工を行う。
なお、図中の左下に図示するように、Ｚ軸は、門型工作機械５００の高さ方向に伸びる軸であり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ直交する。
【００３１】
ここで、測定情報伝送端末１００−１は、Ｘ軸方向に移動するベッド３１０に取り付けられ、ベッド３１０がＸ軸方向に移動する際の振動を計測する。また、測定情報伝送端末１００−２は、Ｚ軸方向に移動するクロスレール３５０に取り付けられ、クロスレール３５０がＺ軸方向に移動する際の振動を計測する。更に、測定情報伝送端末１００−３は、Ｙ軸方向に移動するサドル３６０に取り付けられ、サドル３６０がＹ軸方向に移動する際の振動を計測する。つまり、各測定情報伝送端末１００は、或る１つの軸方向に関しての振動を測定する。
【００３２】
なお、各測定情報伝送端末１００の取り付け方法としては任意の方法を用いることができるが、振動を正確に測定でき、且つ、振動により容易に外れないような取り付け方法を用いることが好ましい。例えば、ネジ、マグネット、接着剤等を利用して取り付け面に密着するように、取り付け面に水平又は垂直に取り付けをするとよい。
【００３３】
また、測定対象とする部分と、測定情報伝送端末１００とは、１対１の関係である必要はない。例えばサドル３６０に、Ｚ軸方向に移動する際の振動を計測する測定情報伝送端末１００−２と、Ｙ軸方向に移動する際の振動を計測する測定情報伝送端末１００−３の２つを取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
次に、各測定情報伝送端末１００の構成について、図３の機能ブロック図を参照して説明をする。ここで、各測定情報伝送端末１００はそれぞれ同等の構成であるので、以下の説明では、各測定情報伝送端末１００の何れかを特定して説明する場合を除き、各測定情報伝送端末１００を区別せずに、単に「測定情報伝送端末１００」と呼ぶ。
図３に示すように、測定情報伝送端末１００は、センサ１１０、Ａ／Ｄ変換器１２０、記憶部１３０、制御部１４０、及び通信部１５０を含む。
【００３５】
センサ１１０は、測定対象である門型工作機械３００に起きた事象に伴い変化する離散信号を取得する。例えば、門型工作機械３００の駆動機構である歯車やボールねじが動作したことに伴い発生する振動の振動周波数を取得する。ここで、本実施形態では、センサ１１０はこの振動周波数を取得する加速度センサであるとして説明を行う。ただし、測定情報伝送端末１００はそれ以外の、例えば、圧力センサ、電圧センサ、音センサ、といった他の種類のセンサであってもよい。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器１２０は、センサが測定により取得した、アナログ信号により表される振動周波数を、デジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器である。Ａ／Ｄ変換器１２０が変換後のデジタル信号は記憶部１３０に出力される。
記憶部１３０は、Ａ／Ｄ変換器１２０が出力するデジタル信号を記憶する記憶装置である。記憶部１３０は任意の記憶装置により実現できる。
【００３７】
制御部１４０は、測定情報伝送端末１００全体を制御するための部分であり、いわゆるマイコンにより実現できる。制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理と、各種の制御用プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵがプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭにより実現される。
【００３８】
そしてＣＰＵが、ＲＯＭから読み込んだ各種制御用プログラムをＲＡＭに展開させながら、この各種制御用プログラムに基づいた演算処理を行なう。そして、演算結果に基づいて測定情報伝送端末１００内に含まれる各種のハードウェアを制御することにより、本実施形態における測定情報伝送端末１００の機能は実現される。つまり、本実施形態における測定情報伝送端末１００は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。
制御部１４０の制御により行われる、本実施形態特有の処理については図４のフローチャート等を参照して後述する。
【００３９】
通信部１５０は、制御部１４０が出力するデータを解析用装置２００に対して送信する部分である。通信部１５０は、電気信号を電波にのせて送信するためのトランスミッタ等により実現される。
【００４０】
次に、図４のフローチャート並びに、図５及び図６のイメージ図を参照して、本実施形態特有の処理について説明をする。
【００４１】
前提として、本実施形態では、時間Ｔが経過する毎に、センサ１１０が測定してＡ／Ｄ変換器１２０が変換したデータをｆ１からｆｎまでｎ個のブロックに分割する。そして、分割したタイミングで分割したブロックの一部を解析用装置２００に対して送信する。つまり、本実施形態では、時間Ｔが経過する毎に、分割後のブロック単位で送信をする。なお、このようにして送信するブロックを、第２の実施形態の説明の際に後述する「異常時送信ブロック」と区別するために、便宜上「通常時送信ブロック」と呼ぶ。
【００４２】
まず、制御部１４０は、以下の処理を行うにあたって現在の時刻を表す値である「ｔｉ」の変数ｉの値を１とする（ステップＳ１１）。つまり、現在時刻をｔ１と設定する。
次に、センサ１１０が門型工作機械３００の振動を測定することにより、振動周波数に対応するアナログ信号を取得する（ステップＳ１２）。
そして、Ａ／Ｄ変換器１２０が、センサ１１０が取得したアナログ信号をデジタル信号に変換する（ステップＳ１３）。
【００４３】
次に、制御部１４０は、Ａ／Ｄ変換器１２０が変換したデジタル信号に対してフーリエ変換を行うことにより周波数の振幅スペクトル（以下、「周波数スペクトル」と呼ぶ。）を得る（ステップＳ１４）。このように本実施形態では、時間Ｔが経過してステップＳ１４を行う毎にフーリエ変換が行われ、周波数スペクトルが更新される。
【００４４】
そして、制御部１４０は、フーリエ変換により得られた周波数スペクトルをｎ個（ｎは任意の自然数）帯域毎に分割する（ステップＳ１５）。この点について図５を参照して説明をする。本実施形態では、図５に示すように周波数スペクトルを、帯域毎に分けることにより分割を行い、それぞれの帯域の振幅の集合をブロックと呼ぶ。図５においては周波数スペクトルをｆ１からｆｎまでｎ個のブロックに分割している。なお、図５は説明を容易とするために周波数スペクトルを模式的に表した図であり、１つのブロックに３つのデータが含まれているように図示されているが、実際には、各ブロックにはより多くのデータが含まれている。また、ｎの具体的な値は、本実施形態を実装する環境等に応じて異なるが、例えば、数十から数百等の値である。
【００４５】
次に、このように分割したブロックの１つから、今回の処理において送信する通常時送信ブロックを選択し、この通常時送信ブロックの周波数帯域のデータを抽出する。この点について、図６を参照して説明をする。
【００４６】
本実施形態では、上述したように、時間Ｔが経過する毎に現在時刻に対応する一つの通常時送信ブロックの周波数帯域のデータを送信する。具体的には、図６の上段に示すように或る現在時刻ｔ１のときにブロックｆ１の周波数帯域のデータを送信する。その後、ｔ１から時間Ｔが経過し、現在時刻がｔ２（ｔ２＝ｔ１＋Ｔ）となると、図６の中段に示すようにブロックｆ２の周波数帯域のデータを送信する。つまり、時間Ｔが経過する毎にブロックｆ１からブロックｆｎまで順にずらして周波数帯域のデータを送信する。そして、この処理を継続し、図６の下段に示すように現在時刻ｔｎのときにブロックｆｎの周波数帯域のデータを送信すると、再度現在時刻をｔ１としてブロックｆ１の周波数帯域のデータを送信することにより処理を繰り返す。
【００４７】
このような処理を実現するために、制御部１４０は、現在時刻を表す値である「ｔｉ」の変数ｉに対応する番号のブロックを今回の処理において送信する通常時送信ブロックとして選択し、この通常時送信ブロックの周波数帯域のデータを抽出する（ステップＳ１６）。
【００４８】
この点、ステップＳ１１で設定したように、現在「変数ｉ＝１」である。そこで、現在時刻ｔ１に、この時刻に対応する番号のブロックであるブロックｆ１を今回の処理において送信する通常時送信ブロックとして選択し、この通常時送信ブロックの周波数帯域のデータを抽出する。
【００４９】
そして、制御部１４０は、抽出したブロックｆ１の周波数帯域のデータを、通信部１５０を用いて解析用装置２００に対して送信する（ステップＳ１７）。
【００５０】
次に、制御部１４０は、次回の送信処理を行うために、時間Ｔが経過するまで待機する（ステップＳ１８においてＮｏ）。そして、時間Ｔが経過したならば（ステップＳ１８においてＹｅｓ）、ステップＳ１９に進み、変数ｉの値に１を加算する（ステップＳ１９）。この点、ステップＳ１１で設定したように、現在「変数ｉ＝１」なので、１を加算して「変数ｉ＝２」とする。つまり、現在時刻をｔ２と設定する。
【００５１】
次に、制御部１４０は、ステップＳ１９にて１を加算後の変数ｉの値がｎ＋１と同じ値になったかを確認する（ステップＳ２０）。なっていないのであれば（ステップＳ２０においてＮｏ）、再度ステップＳ１２に戻り処理を行う。この場合、ステップＳ１７では、現在時刻ｆ２でのステップＳ１５で分割した、ブロックｆ２の周波数帯域のデータが送信される。
【００５２】
このようにして、送信するデータをブロックｆ１からｆｎまで順にずらして送信すると、ステップＳ１９において、変数ｉの値がｎ＋１と同じ値となる。つまり、現在時刻がｔｎ＋１となる（ステップＳ２０においてＹｅｓ）。この場合、変数ｉの値を１とする（ステップＳ３０）。これにより、現在時刻がｔ１に設定し直される。そして、再度ステップＳ１２に戻り処理を行う。これにより、送信するデータは、再度ブロックｆ１となり、新たなデータがブロックｆ１からｆｎまで順にずらして送信されることとなる。
【００５３】
次に、本実施形態の効果について説明をする。
本実施形態では、以上説明した動作により、測定情報伝送端末１００から送信するデータ量を削減することが可能となる。なぜならば、デジタル信号に変換した離散信号をフーリエ変換したデータを全て送信するのではなく、Ｎ個に分割した周波数帯域のデータのみを送信するからである。
【００５４】
そのため、例えば測定情報伝送端末１００と解析用装置２００との間の通信速度が遅かったり、連続して多くのデータを送信できなかったりする場合であったとしても、伝送すべきデータを適切に伝送することが可能となる。また、伝送するデータを一時的に保存する記憶デバイスの記憶容量が小さい場合であったとしても、この記憶デバイスにオーバーフローが発生してしまうことを防止できる。
【００５５】
加えて、本実施形態であれば、複数の測定情報伝送端末１００を工場内等に複数設置するような場合に、複数の測定情報伝送端末１００が送信するデータそれぞれのデータ量が小さいことから、複数の測定情報伝送端末１００が同じ周波帯で同時に送信を行ったとしても、伝送路が輻輳することを防止することができる。つまり、複数の測定情報伝送端末１００を同時に利用したとしても、適切にデータを伝送することができる。
【００５６】
加えて、本実施形態では、ｆ１からｆｎまでｎ個のブロックの周波数帯域のデータを順にずらして送信することから、受信側である解析用装置２００では、分割した時刻及び受信する時刻が異なるものの、結果としてはｆ１からｆｎまでｎ個のブロックの周波数帯域のデータが受信される。
【００５７】
これにより、解析用装置２００が、この受信したｆ１からｆｎまでｎ個のブロックの周波数帯域のデータに基づいてデータを再現することにより、一般的な手法を用いた解析を行うことができる、という効果も奏する。つまり、伝送するデータを削減しながらも、必要なデータのみを伝送するという効率的な伝送を行うことができる。
特に本実施形態では、振動周波数等に基づいた解析を行う際に、解析の前段処理として一般的に用いられている手法であるフーリエ変換を測定情報伝送端末１００が行う。これにより、解析用装置２００はフーリエ変換後のデータを受信することができ、迅速に解析を行うことが可能となる。
【００５８】
また、その後も、時間Ｔが経過する毎に新たな通常時送信ブロックが解析用装置２００で受信されるので、解析用装置２００が再現する離散信号をフーリエ変換したデータはブロック単位ではあるがＴとｎを乗算した周期で常に最新のものに更新されていくので、門型工作機械３００に異常が発生したとしても、この異常発生を速やかに検出できる、という効果も奏する。
【００５９】
つまり、本実施形態によれば、高いサンプリングレートと周波数分解能を確保しながらも、伝送するデータサイズを削減するということを両立することができる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、上述したような種々の効果を奏することから、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べた「測定したデータをより適切に伝送する。」という課題を解決することが可能となる。
＜第２の実施形態＞
【００６１】
次に、第２の実施形態について説明をする。なお、データを分割して送信するという基本的な概念や、測定情報伝送端末１００、解析用装置２００及び門型工作機械３００の構成等については、第１の実施形態と共通しているので、説明の重複をさけるべく以下ではこれらの点についての詳細な説明は省略する。一方で、第２の実施形態と第１の実施形態との相違点については、以下詳細に説明をする。
【００６２】
ここで、本実施形態における測定情報伝送端末１００、解析用装置２００及び門型工作機械３００の構成等については図１、図２及び図３を参照して説明した通りである。なお、第１の実施形態では特に言及していないが、図３に示すように制御部１４０はデータを記憶部１３０に書き込んで記憶させることが可能である。
次に、本実施形態の、図７のフローチャート並びに図８のイメージ図を参照して、本実施形態特有の処理について説明をする。
【００６３】
最初に行うステップＳ３１からステップＳ３６までについては、図４を参照して説明した第１の実施形態のステップＳ１１からステップＳ１６までと同様の内容であるので説明を省略する。
【００６４】
本実施形態では、次のステップＳ３７以降の処理にて、第１の実施形態同様に通常時送信ブロックを送信するのみでなく、測定対象である門型工作機械３００に異常が発生したことに起因して変化したと考えられるデータを異常時送信ブロックとして更に送信する。これは、異常時送信ブロックを送信することにより、門型工作機械３００に異常が発生したことを容易に解析できるようになるからである。この点について図８も参照しながら説明をする。
【００６５】
異常時送信ブロックを選択するために、制御部１４０は、時間Ｔが経過して周波数スペクトルが更新される都度、更新前と更新後のスペクトルに対し、各ブロックで比較を行う。
【００６６】
より具体的には、まず今回（仮に時刻ｔ１とする。）のステップＳ３５において分割された分割後のブロック（すなわち、分割後の周波数帯域）それぞれについて、その周波数帯域での最大振幅値を算出する（ステップＳ３７）。そして、算出した各周波数帯域での最大振幅値を記憶部１３０に記憶しておく。つまり図８の上段に記載のように、時刻ｔ１における各周波数帯域での最大振幅値を記憶部１３０に記憶しておく。
【００６７】
同様に、時間Ｔが経過して時刻ｔ２となると、この時刻ｔ２のステップＳ３５において分割された分割後のブロック（すなわち、分割後の周波数帯域）それぞれについて、その周波数帯域での最大振幅値を算出する（ステップＳ３７）。
【００６８】
そして、制御部１４０は、図８に示すように、分割後のブロック（すなわち、分割後の周波数帯域）それぞれについて、前回のステップＳ３７で算出した最大振幅値と、今回のステップＳ３７で算出した最大振幅値との差分を算出する（ステップＳ３８）。例えば、時刻ｔ１のステップＳ３７で算出したブロックｆ１の最大振幅値と、時刻ｔ２のステップＳ３７で算出したブロックｆ２の最大振幅値との差分を算出する。同様に他のブロックについても差分を算出する。
【００６９】
このようにして、算出した差分が閾値以上であった場合、つまり最大振幅値が大幅に増加、ないし大幅に減少した場合に、制御部１４０はそのブロックを異常時送信ブロックとして選択する（ステップＳ３９）。例えば、時刻ｔ１のステップＳ３７で算出したブロックｆ１の最大振幅値と、時刻ｔ２のステップＳ３７で算出したブロックｆ２の最大振幅値との差分が閾値以上であった場合には、時刻ｔ２のステップＳ３７で算出したブロックｆ２を異常時送信ブロックとして選択する。
そして、制御部１４０は選択した異常時送信ブロックの周波数帯域のデータを抽出する（ステップＳ４０）。
【００７０】
次に、制御部１４０は、ステップＳ３６で抽出した通常時送信ブロックの周波数帯域のデータと、ステップＳ４０で抽出した異常時送信ブロックの周波数帯域のデータとを、通信部１５０を用いて解析用装置２００に対して送信する（ステップＳ４１）。この場合に、受信側の解析用装置２００にて通常時送信ブロックと、異常時送信ブロックとを区別できるための情報を付加して送信するようにしてもよい。例えば、異常時送信ブロックであることを識別するための情報を付加して送信するようにしてもよい。
【００７１】
なお、その後のステップＳ４２からステップＳ４５については、図４を参照して説明した第１の実施形態のステップＳ１８からステップＳ２１までと同様の内容であるので説明を省略する。
【００７２】
次に、本実施形態の効果について説明をする。本実施形態は、第１の実施形態が奏する効果と同様の効果を奏する。
【００７３】
また、本実施形態では、通常時送信ブロックと共に、測定対象である門型工作機械３００に異常が発生したことに起因して変化したと考えられるデータを異常時送信ブロックとして更に送信する。この異常時送信ブロックにより、異常の発生に関連すると考えられる周波数帯域のデータの変化を即時送信することができる。かかる異常時送信ブロックは、通常時送信ブロックで送信されなかったデータに対する保険の役割を果たすことができる。つまり、異常時送信ブロックで本来送られるはずのなかった大事な情報を担保することで、無駄の少ないデータ伝送をすることができる。
【００７４】
なお、上記の測定情報伝送システムに含まれる各機器のそれぞれは、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の測定情報伝送システムに含まれる各機器のそれぞれにより行なわれる測定情報伝送方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【００７５】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００７６】
また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００７７】
例えば、上述の説明では、離散的な信号として、振動周波数を例に取って説明したが、これ以外の任意の信号を対象として上述の処理を行うようにしてもよい。また、測定の対象は、門型工作機械に限定されず、他の機械であってもよい。例えば、金型等を利用してプレス加工を行うプレス機械を測定の対象としてもよい。また、門型工作機械やプレス機械といった工場で利用される機械ではなく、工場以外で利用される機械を測定の対象としてもよい。
【００７８】
また、図７を参照して説明したステップＳ３９では、異常時送信ブロックであるか否かを算出した差分が閾値以上であるか否かに基づいて決定していた。
【００７９】
この場合に、差分が閾値以上のブロックが存在しなかった場合には、異常時送信ブロックが存在しないとして、通常時送信ブロックの周波数帯域のデータのみを送信するようにしてもよい。あるいは、そのようにするのではなく、差分が閾値以上のブロックの中で、もっとも差分が大きいブロックを異常時送信ブロックとして選択するようにしてもよい。
【００８０】
また、差分が閾値以上のブロックが複数存在する場合には、その複数のブロックの全てを異常時送信ブロックとして選択するようにしてもよい。ただし、あまりにも多くのブロックを異常時送信ブロックとして選択してしまうと、送信データの削減という効果が減少してしまうので、異常時送信ブロックとして選択するブロックの数を所定個数に限定するようにしてもよい。例えば、差分が閾値以上のブロック中で、差分が大きいブロックから優先的に所定個数のブロックを異常時送信ブロックとして選択するようにしてもよい。あるいは、この場合に、差分が大きいブロックから優先的に選択するのではなく、番号が若いブロックから優先的に選択するようにしてもよい。ただ、このように所定の基準で選択してしまうと、同じブロックばかりが連続して異常時送信ブロックと選択されてしまうおそれがある。そのため、差分が閾値以上のブロック中から、所定個数のブロックをランダムに選んで、このランダムに選ばれたブロックを異常時送信ブロックとして選択するようにしてもよい。
【００８１】
何れの場合であっても、差分が閾値以上のブロックが多すぎる場合には閾値を高く設定し直すようにするとよく、差分が閾値以上のブロックが少なすぎる場合には閾値を低く設定し直すようにするとよい。
【００８２】
また、上述の説明では、通常時送信ブロックとして或るブロックが選択され、この或るブロック以外のブロックが異常時送信ブロックとして選択された場合を例に取って説明をした。しかしながら、或る１つのブロックが、或る１つの時点において、通常時送信ブロックとして選択され、且つ、異常時送信ブロックとしても選択されるような場合もある。
例えば、時刻ｔ１の時点で変数ｉ＝１であるため、通常時送信ブロックとしてブロックｆ１が選択される（ステップＳ３６）。続いて、ステップＳ３７からステップＳ３９までの処理を行った結果、同じ時刻ｔ１の時点で差分が最も大きいブロックがこのブロックｆ１であったならば、このブロックｆ１は、既に通常時送信ブロックとして選択されているにも関わらず、更にブロックｆ１が異常時送信ブロックとしても選択されることとなる。つまり、通常時送信ブロックを選択する基準と、異常時送信ブロックを選択する基準とが異なる基準であるため、１つのブロックが同じ時点で、通常時送信ブロックとしても異常時送信ブロックとしても選択されることがあり得る。
このような場合に、どのように処理するのかについては、任意に定めることができる。
【００８３】
例えば、この場合に、ブロックｆ１の周波数帯域のデータのみを、異常時送信ブロックであることを表す情報と共に送信し、通常時送信ブロックは送信しないようにしてもよい。
【００８４】
他にも、この場合に、ブロックｆ１の周波数帯域のデータを、通常時送信ブロックのデータとして送信し、ブロックｆ１以外のブロックから別途異常時送信ブロックを選択してこの選択したブロックの周波数帯域のデータを、異常時送信ブロックのデータとして送信するようにしてもよい。例えば、もっとも差分が大きいブロックがブロックｆ１であり、次に差分が大きいブロックがブロックｆ２であったとする。この場合、ブロックｆ１の周波数帯域のデータを、通常時送信ブロックのデータとして送信し、ブロックｆ１以外のブロックでもっとも差分が大きいブロックであるブロックｆ２の周波数帯域のデータを、異常時送信ブロックのデータとして送信するようにすればよい。
【００８５】
また、上述したように異常時送信ブロックを複数個選択するような場合にも同様にしてもよい。例えば、異常時送信ブロックを３つ送信する場合であれば、異常時送信ブロックでもあるブロックｆ１の周波数帯域のデータを通常時送信ブロックとして送信し、他のブロックから選択した３つのブロックの周波数帯域のデータを異常時送信ブロックとして送信するようにすればよい。
【００８６】
なお、このように或る１つのブロックが、通常時送信ブロックとして選択され、且つ、異常時送信ブロックとしても選択されるような場合にどのように処理するのかは、例えば測定情報伝送端末１００の製造時に設定しておいてもよいし、ユーザが任意に設定できるようにしてもよい。
【００８７】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）  測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、前記測定対象を測定することにより取得する測定手段と、
【００８８】
前記取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、
を備えることを特徴とする測定情報伝送端末。
【００８９】
（付記２）  前記制御手段は、送信対象とする分割データを異ならせながら前記処理を周期的に行うことにより、前記第１の分割データから第ｎの分割データまでの全てを送信することを特徴とする付記１に記載の測定情報伝送端末。
【００９０】
（付記３）  前記制御手段は、所定の変数の値が１であれば第１の時点で前記生成した第１の分割データを送信し、前記所定の変数の値が２であれば第２の時点で前記生成した第２の分割データを送信し、ということを前記所定の変数の値を送信のたびに増加させながら繰り返し、
【００９１】
前記増加により前記所定の変数の値が前記ｎの値を超えるのならば、該所定の変数の値を１としてから前記繰り返しを継続することを特徴とする付記１又は２に記載の測定情報伝送端末。
【００９２】
（付記４）  前記制御手段は、前記離散信号に対してフーリエ変換を行い、該フーリエ変換により得られる周波数の振幅スペクトルをｎ個の帯域に分割することにより、前記第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成することを特徴とする付記１乃至３の何れか１項に記載の測定情報伝送端末。
【００９３】
（付記５）  前記制御手段は、前記周期的に送信する分割データに加えて、所定の条件に基づいて送信対象とした分割データを更に送信することを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の測定情報伝送端末。
【００９４】
（付記６）  前記制御手段は、前記所定の条件に基づいて複数の分割データを送信対象とし、該複数の分割データを同時に送信することを特徴とする付記５に記載の測定情報伝送端末。
【００９５】
（付記７）  前記制御手段は、或る時点で生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでを、前記或る時点よりも前の時点で生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでのそれぞれ同一の番号の分割データと比較し、該比較の結果に基づいて前記所定の条件を満たした分割データを特定することを特徴とする付記５又は６に記載の測定情報伝送端末。
【００９６】
（付記８）  前記制御手段は、前記離散信号に対してフーリエ変換を行い、該フーリエ変換により得られる周波数の振幅スペクトルをｎ個の帯域に分割することにより、前記第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した分割データそれぞれの特徴量を抽出し、或る時点で生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの特徴量を、前記或る時点よりも前の時点で送信した第１の分割データから第ｎの分割データまでのそれぞれ同一の番号の分割データの特徴量と比較し、該比較の結果に基づいて前記所定の条件を満たした分割データを特定することを特徴とする付記５又は６に記載の測定情報伝送端末。
（付記９）  付記１乃至８の何れか１項に記載の測定情報伝送端末を複数備えた測定情報伝送システムであって、
【００９７】
第１の測定情報伝送端末の前記測定手段は、或る測定対象に起きた第１の事象に伴い変化する第１の離散信号を、前記或る測定対象を測定することにより取得し、
【００９８】
第２の測定情報伝送端末の前記測定手段は、前記或る測定対象に起きた第２の事象に伴い変化する第２の離散信号を、前記或る測定対象を測定することにより取得する、
ことを特徴とする測定情報伝送システム。
（付記１０）  コンピュータを測定情報伝送端末として機能させる測定情報伝送プログラムであって、
前記コンピュータを、
測定対象に起きた事象に伴い変化する離散信号を、前記測定対象を測定することにより取得する測定手段と、
【００９９】
前記取得した離散信号をｎ個（ｎは任意の自然数）に分割することにより、第１の分割データから第ｎの分割データまでを生成し、該生成した第１の分割データから第ｎの分割データまでの何れかを送信する、という処理を周期的に行う制御手段と、
を備える測定情報伝送端末として機能させることを特徴とする測定情報伝送プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、測定対象や測定に用いるセンサ等の種類を問わず、測定の用途に広く好適である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  測定情報伝送端末
１１０  センサ
１２０  Ａ／Ｄ変換器
１３０  記憶部
１４０  制御部
１５０  通信部
２００  解析用装置
３００  門型工作機械
３１０  ベッド
３１１  Ｘ軸ガイドレール
３２０  ワークテーブル
３３０  左右のコラム
３３１  Ｚ軸ガイドレール
３４０  ブリッジ
３５０  クロスレール
３６０  サドル
３７０  ラム
３８０  ヘッド
【図１】
2018045507.tif 000003
【図２】
2018045507.tif 000004
【図３】
2018045507.tif 000005
【図４】
2018045507.tif 000006
【図５】
2018045507.tif 000007
【図６】
2018045507.tif 000008
【図７】
2018045507.tif 000009
【図８】
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