(57)【要約】  評価装置（１１）が、生産機械による生産物（２）の製作中にセンサ（１５）によって検出時点（ｔｉ）で検出された生産機械の構成要素（４，５，７，９）の実際状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）および／または検出時点（ｔｉ）で存在する制御装置（１０）の動作状態（ｘ*，ｙ*，ｚ*，ｎ*）を受け取る。評価装置（１１）が、評価装置（１１）に導かれた各検出時点（ｔｉ）の状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）を予め定義された状態組合せと比較して、それが満足された状態組合せを求める。各満足された状態組合せについて、評価装置（１１）が、評価装置（１１）に導かれたそれぞれの検出時点（ｔｉ）の状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）から、関連のある状態（例えば、Ｉｎ）を選び出して、この検出時点（ｔｉ）の関連のある状態（例えば、Ｉｎ）に対応する情報ならびにそれぞれの検出時点（ｔｉ）を、他の評価のために使用可能であるように記憶する。
2008546084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置（１０）の制御のもとで生産物（２）を製作する生産機械、特に工作機械のための評価装置（１１）の動作方法ににおいて、
評価装置（１１）が、生産機械による生産物（２）の製作中にセンサ（１５）によって検出時点（ｔｉ）で検出された生産機械の構成要素（４，５，７，９）の実際状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）および／または検出時点（ｔｉ）で存在する制御装置（１０）の動作状態（ｘ*，ｙ*，ｚ*，ｎ*）を受け取り、
評価装置（１１）が、評価装置（１１）に導かれた各検出時点（ｔｉ）の状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）を予め定義された状態組合せと比較して、それが満足された状態組合せを求め、
評価装置（１１）が、各満足された状態組合せについて、評価装置（１１）に導かれたそれぞれの検出時点（ｔｉ）の状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）から、関連のある状態（例えば、Ｉｎ）を選び出して、この検出時点（ｔｉ）の関連のある状態（例えば、Ｉｎ）に対応する情報ならびにそれぞれの検出時点（ｔｉ）を、他の評価のために使用可能であるように記憶することを特徴とする動作方法。
【請求項２】
対応する情報が、それぞれの検出時点（ｔｉ）で検出された関連のある状態（例えば、Ｉｎ）自体を含むことを特徴とする請求項１記載の動作方法。
【請求項３】
評価装置（１１）が、それぞれの検出時点（ｔｉ）で検出された関連のある状態（例えば、Ｉｎ）の先行評価を実行し、対応する情報が、先行評価の枠内において求められた先行評価結果を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の動作方法。
【請求項４】
評価装置（１１）が、先行評価結果を専らそれぞれの検出時点（ｔｉ）で検出された関連のある状態（例えば、Ｉｎ）に基づいて求めることを特徴とする請求項３記載の動作方法。
【請求項５】
評価装置（１１）が、他の評価の枠内において、関連のある状態（例えば、Ｉｎ）に対応する情報および付加的情報に基づいて最終評価結果を求めることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の動作方法。
【請求項６】
付加的情報が、少なくとも１つの異なった検出時点（ｔｉ）で検出された生産機械の構成要素（４，５，７，９）の実際状態（ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎ）および／または少なくとも１つの異なった検出時点（ｔｉ）で検出された制御装置（１０）の動作状態（ｘ*，ｙ*，ｚ*，ｎ*）を含むことを特徴とする請求項５記載の動作方法。
【請求項７】
付加的情報が生産機械に関する静的な情報を含むことを特徴とする請求項５又は６記載の動作方法。
【請求項８】
評価装置（１１）が、最終評価結果を予め定義された基準結果と比較し、各基準結果に適合する最終評価結果について、次をなすこと、すなわち、
生産機械の操作者に対してそれぞれの基準結果に対応する通報を、操作者が感覚器官により直接的に知覚できるように出力し、
制御装置（１０）に制御情報を、制御装置（１０）が伝達される制御情報に依存して生産機械を制御することができるように伝達し、
コンピュータ−コンピュータ接続（１８）を介して遠隔コンピュータ（１９）に情報を伝達することを特徴とする請求項５，６又は７記載の動作方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の１つに記載の動作方法を実施するための評価装置（１１）のためのデータ媒体上に記憶されたコンピュータプログラム（１６）を有するデータ媒体。
【請求項１０】
構成要素（４，５，７，９）、制御装置（１０）および評価装置（１１）を備えた生産機械であって、構成要素（４，５，７，９）、制御装置（１０）および評価装置（１１）がデータ技術的に互いに次のように接続されていること、すなわち生産機械により生産物（２）が製作可能であるように制御装置（１０）によって生産機械が制御可能であり、かつ生産機械による生産物（２）の製作中に評価装置（１１）によって請求項１乃至８の１つに記載の動作方法が実施可能であるように接続されていることを特徴とする生産機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置の制御のもとで生産物を製作する生産機械、特に工作機械のための評価装置の動作方法に関する。
【０００２】
この種の生産機械は一般的に知られている。これらには種々の製造機械が含まれ、とりわけ工作機械もそうである。これらの生産機械によって制御装置の制御のもとで生産物が製作される。生産機械は多数の機械式、電気式、液圧式などの構成要素を有する。
【０００３】
多数の構成要素のゆえに、この種の生産機械の動作時において、いつどの構成要素が交換または整備されなければならないかを適切な時機に予測することができるかという問題がある。この種の予測は今日ではまだ非常に難しくかつ不正確である。例えば、生データの検出および評価は動作状態に依存する。更に、他と異なる情報がほんの少ししかないことがしばしばである。他の問題は、生データが監視すべき構成要素の予測のために間接的にしか適していないことにある。例えば、軸受損傷を推定するために駆動装置の電流が使用される。生データ評価もしばしば十分に価値が高くない。なぜならば、評価において付加情報を利用することができないからである。
【０００４】
したがって、従来技術では、損傷予測および損傷鑑定が、主にサービス技術の経験知識に基づく。したがって、突然の停止状態時間を回避することができるように、定期的にも早すぎる構成要素交換が実施される。例えば、メンテナンス間隔も、これが技術的に実際に考えられ得るよりも短く選ばれる。
【０００５】
本発明の課題は、生産機械の構成要素の消耗状態を従来よりも確実に検出すること、および／または生産機械の構成要素の故障を従来よりも確実に予測すること、および／または故障時に破損原因を従来よりも確実に診断することの可能性を提供することにある。
【０００６】
この課題は、方法技術的には、生産機械のための評価装置の動作方法において、
評価装置が、生産機械による生産物の製作中にセンサによって検出時点で検出された生産機械の構成要素の実際状態および／または検出時点で存在する制御装置の動作状態を受け取り、
評価装置が、評価装置に導かれた各検出時点の状態を予め定義された状態組合せと比較して、それが満足された状態組合せを求め、
評価装置が、各満足された状態組合せについて、評価装置に導かれたそれぞれの検出時点の状態から、関連のある状態を選び出して、この検出時点の関連のある状態に対応する情報ならびにそれぞれの検出時点を、他の評価のために使用可能であるように記憶することによって解決される。
【０００７】
したがって、特に次のことが可能である。すなわち、評価装置が先ず、とりわけ定められた評価のための存在する前提条件（＝予め定義された状態組合せ）を求めることである。前提条件が存在する場合にのみ、場合によっては対応する情報も記憶される。
【０００８】
データ技術的には、この課題は、この種の動作方法を実施するための評価装置のためのデータ媒体上に記憶されたコンピュータプログラムを有するデータ媒体によって解決される。
【０００９】
装置技術的には、この課題は、構成要素、制御装置および評価装置を備えた生産機械であって、構成要素、制御装置および評価装置がデータ技術的に互いに次のように接続されている生産機械、すなわち生産機械により生産物が製作可能であるように制御装置によって生産機械が制御可能であり、かつ生産機械による生産物の製作中に評価装置によってこのような動作方法が実施可能であるように接続されている生産機械によって解決される。
【００１０】
対応する情報が、それぞれの検出時点で検出された関連のある状態自体を含む場合には、対応する情報を求めるのが特に簡単である。更に、この場合に直接的に生産機械の経歴が、評価のために予め定義された状態組合せについて個別に使用可能である。
【００１１】
代替または追加として、評価装置が、それぞれの検出時点で検出された関連のある状態の先行評価を実行し、対応する情報が、先行評価の枠内において求められた先行評価結果を含むことも可能である。この場合には、関連のある状態自体のみならず、既にこれらから導き出された（＝予め評価された）情報が存在するので、他の評価が簡単に、速やかにかつ快適に実行することができる。評価装置が、先行評価結果を専らそれぞれの検出時点で検出された関連のある状態に基づいて求めるとよい。
【００１２】
評価装置が、他の評価の枠内において、関連のある状態に対応する情報に基づいて最終評価結果を求める場合には、評価装置によって他の応答が把握される。例えば、故障確率、有り得るエラー原因、残り寿命などが求められるとよい。
【００１３】
付加的情報が、少なくとも１つの異なった検出時点で検出された生産機械の構成要素の実際状態および／または少なくとも１つの異なった検出時点で検出された制御装置の動作状態を含むとよい。それにより、例えば傾向または時間的経過を求めることができる。
【００１４】
代替または追加として、付加的情報が生産機械に関する静的な情報、例えば多数の同じ構成の生産機械の経験値を含むとよい。
【００１５】
評価装置が、最終評価結果を予め定義された基準結果と比較することが好ましい。基準結果は、例えば少なくとも１つの以前の加工の記録された結果または生産機械もしくは生産プロセスの対応モデルの結果であってよい。
【００１６】
この場合には、基準結果の１つに対応する最終評価結果について、
生産機械の操作者に対してそれぞれの基準結果に対応する通報が、これを操作者が感覚器官により直接的に知覚できるように出力され、
制御装置が伝達される制御情報に依存して生産機械を制御することができるように、制御装置に制御情報が伝達され、
コンピュータ−コンピュータ接続を介して遠隔コンピュータに情報が伝達される。
【００１７】
この場合には評価装置の動作が操作者にとって特に便利である。操作者に対して出力される通報は、例えばメンテナンス要求または有り得るエラー原因に関する指摘であるとよい。遠く離れたコンピュータに伝達される情報は同じ情報または、例えば予約データであってよい。
【００１８】
以下における図面を参照する実施例の説明から他の利点および詳細を明らかにする。図面において原理図にて図１は生産機械の原理的構成を示し、図２および図３はフローチャートを示す。
【００１９】
図１は生産機械の例として簡単な工作機械、すなわちボール盤を示す。ボール盤により、例えばドリル孔１が工作物２に形成される。工作物２へのドリル孔１の形成は生産物２の製造（もしくは加工）に相当する。
【００２０】
この目的のために、純粋に模範的に、駆動装置４，５を介してｘｙ平面において位置決め可能である工作物ホルダ３の上に工作物２が配置されている。ドリル装置６はドリル駆動装置７を有し、ドリル駆動装置７によりドリル刃８が工作物２において下降可能であり、かつ工作物２から引上げ可能である。更に、回転駆動装置９がドリル刃８の回転のために存在することは明らかである。図１には工作物２の供給および搬出のための把持具およびドリル刃８の交換のための工具交換装置が一緒に示されていない。
【００２１】
ボール盤の種々の駆動装置４，５，７，９が制御装置１０によって制御される。ボール盤は工作物２を制御装置１０の制御のもとで製作する。制御装置１０は、この目的のためにコンピュータプログラムによりプログラムされる。しかしコンピュータプログラムは本発明の枠内において重要ではない。
【００２２】
更に、評価装置１１、表示装置１２および入力装置１３が存在する。評価装置１１および制御装置１０が表示装置１２および入力装置１３に接続されているので、制御装置１０も評価装置１１もボール盤の操作者１４と情報交換することができる。場合によっては、制御装置１０および評価装置１１は１つのユニットに統合されてもよい。
【００２３】
制御装置１０は、ボール盤の駆動装置４，５，７，９およびボール盤のその他の構成要素と、これらを制御するために接続されている。この場合に、「制御装置」なる概念は広範囲に理解すべきである。この概念は、例えば下位に置かれる駆動装置４，５，７，９の駆動制御部も含む。更に、評価装置１１は、ボール盤の駆動装置４，５，７，９および制御装置１０に接続されているので、これらの状態を取り出すことができる。これは、構成要素４，５，７，９の場合、構成要素４，５，７，９に付設されたセンサ１５によって検出される実際状態である。
【００２４】
評価装置１１は、工作物２の製作もしくは加工中に動作方法を実施する。この場合に、動作方法は、コンピュータプログラム１６が記憶されているデータ媒体１７を介して評価装置１１に供給されるコンピュータプログラム１６によって確定される。この種のデータ媒体１７の例は、ＣＤ−ＲＯＭ１７（図示）またはＵＳＢメモリスティックである。
【００２５】
図２によれば、評価装置１１はステップＳ１において先ず生産機械の始動を待つ。その際に、評価装置１１は、制御装置１０によって相応の通報を伝達されるまでステップＳ１を繰り返し実行する。
【００２６】
生産開始後に評価装置１１はステップＳ２において検出時点ｔｉで実際状態および動作状態を受け取る。この場合に実際状態はセンサ１５によって検出される構成要素４，５，７，９の実際状態である。例えば、駆動装置４，５および７に関しては、瞬時実際位置ｘ，ｙ，ｚおよび瞬時駆動電流Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚが検出されるとよい。回転軸９に関しては、例えば瞬時回転数ｎおよび対応する駆動電流Ｉｎが検出されるとよい。場合によっては、これらの信号ｘ，ｙ，ｚ，ｎ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ，Ｉｎの前処理も行なわれるとよい。動作状態は制御装置１０の動作状態である。動作状態は、例えば駆動装置４，５，７，９の目標位置ｘ*，ｙ*，ｚ*および目標回転数ｎ*を含む。動作状態はその他の量も含み得る。例えばその他の量とは、温度Ｔや、例えば工作物加工、工作物搬送または工作物交換のような瞬時加工状態や、あるいはその他の情報である。
【００２７】
ステップＳ３において評価装置１１が、受け取った状態と予め定義された状態組合せとを比較する。例えば、回転軸９の回転数が予め定められた回転数範囲内にあるかどうか、または実際位置ｘ，ｙ，ｚの１つの変化が予め定められた範囲内にあるかどうか、または例えばちょうど工具交換が行なわれたかどうかが検査されるとよい。
【００２８】
予め定められた状態組合せが満足されている場合、評価装置１１はステップＳ４〜Ｓ７を続行する。そうでない場合、評価装置１１は直接にステップＳ８に移行する。
【００２９】
ステップＳ４において、制御装置１１は、それに導かれた状態の予め定められた状態を選択する。ドリル刃８の実際位置ｚに基づいて、例えば、ドリル刃８がちょうど工作物２に作用していなくてかつ回転駆動装置９の回転数ｎが予め定められた範囲内にあることがもたらされる場合に、特に、回転駆動装置９によって受け入れられた駆動電流Ｉｎが重要である。
【００３０】
随意的に実行されるステップＳ５において、評価装置１１がそれぞれの検出時点ｔｉで検出された関連のある状態の（例によれば、駆動電流Ｉｎの）先行評価を実行する。この先行評価に基づいて評価装置１１はステップＳ５において先行評価結果を求める。評価装置１１は、専ら、一方ではそれぞれの検出時点ｔｉで検出されかつ他方では関連ありとして選び出された状態に基づいて、先行評価結果を求める。
【００３１】
ステップＳ６において、評価装置１１は、関連のある状態自体（例えばＩｎ）および／またはステップＳ５の枠内において求められた先行評価結果をそれぞれの状態組合せに割り当てる。ステップＳ７において、評価装置１１は、それぞれの状態組合せに割り当てられた情報ならびに該当する検出時点ｔｉを、他の評価のために使用できるように、持続的に記憶する。「持続的に」は、本発明の枠内において、記憶された情報が停電または給電遮断の場合にも維持されたままであることを意味する。それは、他方では、情報が二度と消去できないことを意味しない。したがって、「持続的に」には、本発明の枠内において、例えばハードディスク、バッテリーバッファ付きＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどへの記憶が含まれる。しかし、揮発性メモリも有り得る。
【００３２】
ステップＳ８において、評価装置は、ステップＳ３〜Ｓ７を全ての予め定義された状態組合せについて既に実行したかどうかを検査する。評価装置は、これをまだ果たしていなかった場合には、ステップＳ９へ移行し、そこにおいて、これまでまだ調べられていないその他の状態組合せが選択される。その後で評価装置はステップＳ３へ戻る。その他の場合には評価装置はステップＳ１０へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１０において、評価装置１１は、生産機械が工作物２の加工を終えたという情報が制御装置１０から評価装置１１に伝達されたかどうかをチェックする。これがそうでない場合には制御装置１１がステップＳ２へ戻る。その他の場合には評価装置１１の基本動作が終了する。
【００３４】
図３は実施可能である他の評価を示す。この場合に他の評価は、評価装置１１によって、または（記憶された情報の読み出しに基づいて）他の装置によって実行することができる。それは、同じクロックであるにせよ、同じ時間間隔であるにせよ（例えば１時間に１回）、または操作者１４の相応の要求に対してのみであるにせよ、図２による方法に並行的に実行可能である。
【００３５】
図３によれば、評価装置１１がステップＳ１１において記憶された情報（例えばＩｎ）を呼び出す。ステップＳ１２において評価装置１１は記憶された情報および付加的情報に基づいて最終評価結果を求める。付加的情報は、例えばそれぞれの検出時点ｔｉとは異なった時点で検出された生産機械の構成要素４，５，７，９の実際状態および／または制御装置１０の動作状態を含む。代替または追加として、付加的情報は、生産機械に関する静的な情報、例えば生産機械の具体的な構成またはデータバンクを基にして求められた予測も含むことができる。
【００３６】
ステップＳ１３において、評価装置１１は最終評価結果を予め定められた基準結果と比較する。最終評価結果が基準結果に一致する場合、評価装置１１は、ステップＳ１４において、生産機械の操作者１４に対して相応の通報を出力する。この場合に出力は表示装置１２を介して行なわれることが好ましい。しかし、操作者１４が通報を感覚器官により直接的にとらえることができるならば、他の出力形態も可能である。代替または追加として、制御装置１０に制御情報を伝達することおよび／またはコンピュータ−コンピュータ接続１８を介して遠隔のコンピュータ１９に情報を伝達することもできる。
【００３７】
ステップ１５において、評価装置１１は、予め予め定義された基準結果の全てについてステップＳ１３およびＳ１４が既に実行されたかどうかを調べる。これがそうでない場合には、評価装置１１は、ステップＳ１６において、予め定義された他の基準結果を選択して、ステップＳ１３へ移行する。その他の場合には最終評価結果の求めが終了する。
【００３８】
したがって、本発明による方法により、生産機械の今後の動作に関する極めて便利な予測が可能である。故障の場合においても、極めて高い確率で、発生する故障に関する予測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】生産機械の構成の原理図
【図２】本発明による方法により実行される評価の例を示すフローチャート
【図３】本発明による方法により実行される評価の他の例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１          ドリル孔
２          工作物
３          工作物ホルダ
４          駆動装置
５          駆動装置
６          ドリル装置
７          ドリル駆動装置
８          ドリル刃
９          回転駆動装置
１０          制御装置
１１          評価装置
１２          表示装置
１３          入力装置
１４          操作者
１５          センサ
１６          コンピュータプログラム
１７          データ媒体（ＣＤ−ＲＯＭ）
１８          コンピュータ−コンピュータ接続
１９          遠隔のコンピュータ
Ｓ１〜Ｓ１６  ステップ
【図１】
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【図２】
2008546084.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
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2008546084.tif 000007
2008546084.tif 000008
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