(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工に伴うデータを記録する装置であって、
繰り返し実行される加工に伴って検出される所定のデータを読み込むデータ取得部と、
被加工材に対する加工条件により定まる加工中の所定のタイミングを決定するタイミング決定部と、
前記決定されたタイミングを含み、前記繰り返し実行される加工の全期間よりも短い期間において、前記読み込んだ所定のデータが、予め定めた第１の条件となった時点から、予め定めた第２の条件となるまで、前記所定のデータを、前記決定されたタイミングとの関係を含めて記録するデータ記録部と
を備えた加工に伴うデータの記録装置。
【請求項２】
前記加工条件により定まる前記加工中の所定のタイミングは、前記加工における前記被加工材の加工位置に対応して定められたタイミングである請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記第１の条件と前記第２の条件の判定基準は同一である請求項１または請求項２記載の記録装置。
【請求項４】
加工に伴うデータを記録する方法であって、
繰り返し実行される加工に伴って検出される所定のデータを読み込み、
被加工材に対する加工条件により定まる加工中の所定のタイミングを決定し、
前記決定されたタイミングを含み、前記繰り返し実行される加工の全期間よりも短い期間において、前記読み込んだ所定のデータが、予め定めた第１の条件となった時点から、予め定めた第２の条件となるまで、前記所定のデータを、前記決定されたタイミングとの関係を含めて記録する
加工に伴うデータの記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工に伴うデータの記録装置および記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工などの様々なプロセスに伴うデータを保存するデータロガーと呼ばれる記録装置が、工場での生産現場では広く用いられている。こうしたデータロガーは、データを記録する複数のチャンネルを備え、プロセスのデータを一括して収集・記録し、プロセスの監視や、データ解析による不良品の発生原因の解析など、様々な目的に利用されている。こうしたデータロガーなどのデータ記録装置では、長時間に亘って複数のデータを記録することから、記録するデータ量の低減や精度の向上などに種々の工夫がなされている（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−８５２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうしたデータの記録装置では、データを取得する条件を、例えばエラーの発生時などに設定可能ではあるものの、その条件が満足された時点の前後の所定期間のデータを全て保存しており、不必要なデータまで保存してしまう可能性があった。また、記録する時間が短ければ、必要なデータの少なくとも一部が記録できないということも考えられた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［１］本発明の第１の実施態様として、加工に伴うデータを記録する装置が提供される。この装置は、繰り返し実行される加工に伴って検出される所定のデータを読み込むデータ取得部と、被加工材に対する加工条件により定まる加工中の所定のタイミングを決定するタイミング決定部と、前記決定されたタイミングを含み、前記繰り返し実行される加工の全期間よりも短い期間において、前記読み込んだ所定のデータが、予め定めた第１の条件となった時点から、予め定めた第２の条件となるまで、前記所定のデータを、前記決定されたタイミングとの関係を含めて記録するデータ記録部とを備える。
【０００７】
このデータの記録装置によれば、
（１）加工条件により定まる所定のタイミングを含む所定期間であり、
（２）読み込んだ所定のデータが、予め定めた第１の条件となった時点から、予め定めた第２の条件となるまで、
の所定のデータを記録するので、記録するデータ量を低減することができる。
【０００８】
［２］こうした装置において、前記加工条件により定まる所定のタイミングは、前記加工における被加工材の加工位置に対応して定められたタイミングとすることができる。こうすれば、加工に伴うデータの記録として好適である。
【０００９】
［３］また、この場合、前記第１の条件と前記第２の判定基準条件は同一としてもよい。同一とすれば、判断条件を簡素化することができる。両者を異ならせれば、記録するデータの性質に応じた記録範囲を設定しやすくなる。
【００１０】
本発明は、この他、加工に伴うデータを記録する方法や加工に伴うデータを送信する装置またはその方法などの態様で実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のデータ記録装置を用いたシステム構成を示す模式図。
【図２】データ記録装置の構成を示すブロック図。
【図３】記録されるデータの一例を説明する説明図。
【図４】記録される他のデータの一例を説明する説明図。
【図５】記録される他のデータの一例を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態としてのデータ記録装置１００の設置状態を示すシステム構成図である。図１に示したシステムには、被加工材であるワークＷＫを搬送する搬送装置２０と、ワークをプレスするプレス装置３０と、これらの装置に接続され、各装置のデータを記録するデータ記録装置１００とが含まれる。データ記録装置１００は、様々なデータを基本的にリアルタイムで記録するデータロガーとして構成され、指示に応じてデータを表示するディスプレイ１１０を備える。データ記録装置１００がデータを記録する対象としては、ワークＷＫを搬送する搬送装置２０、ワークＷＫを所定の形状のプレスするプレス装置３０である。もとより、プレス装置３０と連動する他の装置のデータも併せて記録するものとしてもよい。
【００１３】
図１は、データ記録装置１００によるデータの記録を説明するための模式図である。以下、搬送装置２０やプレス装置３０等が行なう処理について、簡単に説明するが、これらはデータを記録する手法を説明するための例示である。搬送装置２０は、治具２２に搭載されたワークＷＫをプレス装置３０内で搬送する装置である。この例では、プレス装置３０は、少なくとも二度のプレスを行なって、ワークＷＫを加工する。搬送装置２０は、アーム２５をアクチュエータ２７により動作させて、治具２２を搬送する。プレス装置３０は、加工台２８上を、治具２２に搭載された状態で搬送されるワークＷＫに対して、２つの加工型３１，３２を油圧装置３４，３５で下降・加圧し、プレス加工を行なう。
【００１４】
搬送装置２０やプレス装置３０には、データ取得部として機能する取得装置５０，６０が設けられている。これらのデータ取得用の取得装置５０，６０は、データ記録装置１００と通信回線を用いて接続されている。図２は、データ記録装置１００と取得装置５０，６０との接続を中心に、データ収集の様子を示すブロック図である。取得装置５０には、搬送装置２０に設けられたリミットスイッチ５１，５２や、センサ５３，５４が接続され、取得装置６０には、プレス装置３０に設けられたリミットスイッチ６１，６２や、センサ６３，６４が接続されている。
【００１５】
搬送装置２０に設けられたリミットスイッチ５１，５２は、アーム２５の動きを検出するために設けられている。また、センサ５３は、アクチュエータ２７の動作電流Ａを、センサ５４は、治具２２の移動速度Ｖを、それぞれ検出している。一方、プレス装置３０に設けられたリミットスイッチ６１，６２は、加工型３１，３２のそれぞれの動作位置を検出している。また、センサ６３は、加工の際に加工型３１に加わる力を検出するピエゾセンサであり、センサ６４は、加工の際に加工型３２に加わる力を検出するピエゾセンサである。
【００１６】
これらのリミットスイッチやセンサからの電気的な信号は、取得装置５０，６０に取り込まれ、デジタルデータに変換された上で、通信回線を介して、データ記録装置１００に送信される。リミットスイッチ５１，５２，６１，６２の信号は、０か１かの二値の信号に変換される。他方、センサ５３，５４，６３，６４からの信号は、高速でサンプリングされ、１６ビットのデジタルデータに変換される。各リミットスイッチやセンサからの信号を、取得装置５０，６０によりデジタル信号に変換しているのは、搬送装置２０やプレス装置３０からデータ記録装置１００までの信号線の引き回しを減らし、信号にノイズが重畳することを避けるためである。もとより、各装置とデータ記録装置１００との距離が近かったり、ノイズ対策を施した信号線を用いれば、各リミットスイッチやセンサからのアナログ信号を、データ記録装置１００が直接取り込むものとしてもよい。また、デジタル信号に変換する際にビット数は、１６ビットより少なくても多くても差し支えない。信号の大きさによってビット数を可変としてもよい。
【００１７】
サンプリング周波数１０ＫＨｚで、１６ビットのデジタル信号に変換すると、一つのセンサ当たりのデータ量は、毎秒２０キロバイト程度になり、２４時間では、１．７ギガバイト程度になる。図２に示した構成例では、センサは４つあるので、２４時間で約７ギガバイト程度となる。実際の装置では、データ解析を行なう場合、数百個のセンサを用いることもあり得るから、たかだか２４時間程度でも数テラバイト程度のデータ量となることも珍しくない。
【００１８】
こうした大量のデータを記録するデータ記録装置１００は、図２に簡略に示したように、ディスプレイ１１０の他、取得装置５０，６０とのデータのやり取りを行なう通信部１２０，１３０、通信部１２０および１３０からのデータを受け取り処理するコントローラ１５０、処理されたデータを記憶する大容量記録装置１６０を備える。ディスプレイ１１０は、コントローラ１５０に接続され、通常は、予め指定されたリミットスイッチやセンサからの信号をリアルタイムで表示している。
【００１９】
コントローラ１５０は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）により実現されている。ＤＳＰは、内蔵するマイクロプログラムに従って、高速でデジタル信号を処理する。マイクロプログラムを書き換えることにより、信号処理の内容を容易に変更することができる。コントローラ１５０が行なう信号処理については、後で詳しく説明する。
【００２０】
データ記録装置１００に備えられた大容量記録装置１６０は、本実施形態では、数テラバイトの記憶容量を有するハードディスクである。もとより、フラッシュＲＯＭを利用したＳＳＤなどの他の媒体を用いても良く、光磁気ディスクや磁気テープなど、交換可能な記録媒体を用いた装置を利用してもよい。更には、通信回線を介して、いわゆるクラウドにデータを転送し記憶する装置構成としてもよい。
【００２１】
次に、図３を用いて、コントローラ１５０が行なうデータ処理について説明する。コントローラ１５０は、以下に説明するように、各センサからの信号を処理し、大容量記録装置１６０に記録するデータ量を低減している。コントローラ１５０は、タイミング決定部およびデータ記録部に相当する処理を行なう。その手法は以下の通りである。
【００２２】
図３に示したように、今、搬送装置２０に設けられた一つのリミットスイッチからの信号Ｓ１が、またプレス装置３０に設けられた一つのセンサからの信号Ｓ２が、取得装置５０，６０を介して入力されているとする。信号Ｓ１は、リミットスイッチ５１からの信号であり、ワークＷＫが所定の位置に搬送されたことを検出した際にオン（ハイレベル「１」）となる信号である。他方、信号Ｓ２は、センサ６３からの信号であり、加工型３１に加わる圧力を検出するピエゾセンサが検出した信号である。
【００２３】
リミットスイッチ５１がオンとなる所定の位置とは、ワークＷＫがプレス加工される位置として予め定めた位置である。プレス加工自体は、タクトを短くするために、ワークＷＫがプレス加工の位置に至る前から、油圧装置３４は動作を開始している。こうした油圧装置３４の動作開始のタイミングは、プレス装置３０に設けられた別のリミットスイッチ（図示せず）からの信号等に基づいて、プレス装置３０側で判断されている。そのため、各装置には、実際の加工などのタイミングや加圧力を決定するためのリミットスイッチやセンサが設けられている。これに対して、データ記録装置１００にデータを出力するリミットスイッチやセンサは、データを記録するためだけに設けられている。図３では、信号Ｓ２は、アナログ的に描かれているが、これは１０ＫＨｚでサンプリングしているデジタル信号を連続的に描画したものである。これらの信号Ｓ１，Ｓ２は、搬送装置２０やプレス装置３０が動作している間、連続してデータ記録装置１００に入力され、コントローラ１５０による処理の対象となる。もとより、各装置において搬送や加工などを行なうために設けられたリミットスイッチやセンサの出力の一部または全部を、データ記録装置１００に入力し、記録の対象とすることも差し支えない。
【００２４】
ワークＷＫのプレス加工は、ワークＷＫが加工位置に搬送される度に行なわれるので、図３に示したように、信号Ｓ１，Ｓ２は、繰り返し入力される。このため一つの加工毎に得られる信号を１サイクル毎の信号として把握することができる。このサイクルが連続していることを示すために、図３では、各サイクルを、第ｎサイクル、第ｎ＋１サイクルとして示した。
【００２５】
各加工サイクルにおいて、コントローラ１５０は、マイクロプログラムにより、次の条件でデータを処理する。
（１）信号Ｓ１がオン（ハイレベル「１」）となったタイミングＴ０を基準として、その前後の、前期間ＰＴ１および後期間ＡＴ１の間であって、
（２）信号Ｓ２が、予め定めたレベルＬ１以上となったところから、レベルＬ１以下となるまで、
という条件を満たす信号Ｓ２を取り出し、これを、大容量記録装置１６０に第ｎサイクルの信号として記録・保存する。この信号Ｓ２に関連付けて、信号Ｓ１がオンとなったタイミングＴ０の時刻も記録する。
【００２６】
ここで、信号Ｓ２が、「読み込んだ所定のデータ」に対応し、タイミングＴ０が、「加工条件により定まる所定のタイミング」に対応している。また、レベルＬ１が、「予め定めた第１の条件」および「予め定めた第２の条件」に対応している。
【００２７】
こうすることにより、記録すべきデータは期間Ｐ１に限られ、記録すべき情報である信号Ｓ２のデータ量を大幅に削減することができる。図３に示した例では、条件（１）によりデータ量は凡そ１／２となり、更に条件（２）によりデータ量は更に１／２となる。実際のプレス装置３０では、ワークＷＫの搬送時間に対してプレス加工の時間は更に短く、１／１０から１／５０程度となることも多いので、データ量の低減の程度は更に高い場合が多い。また、ワークＷＫが所定の位置に至ったタイミングＴ０との関係も記録されるので、そのタイミングＴ０の前後の信号Ｓ２の解析が容易となる。データの解析は、これら二つの信号Ｓ１，Ｓ２のデータに限るのではなく、図２に示した全てのリミットスイッチやセンサからの信号に対応したデータについて行なってもよい。
【００２８】
データの解析は、例えばプレス加工において何らかの不具合、例えばワークＷＫの割れやシワの発生などの不具合が生じたとき、その原因を追及するために行なってもよい。もとより、品質の高い製品が作られた場合に、その条件を解析するのに用いてもよい。故障の原因追及などの際に行なわれるデータ解析は、通常は原因となりそうな要因を想定して行なうが、バックプロパゲーションなどの学習機能を有するニューラルネットワークを用いて行なってもよい。
【００２９】
データを記録する他の条件について説明する。上記実施形態では、コントローラ１５０は、（１）および（２）の条件で、信号Ｓ２を処理して記録した。条件（２）について、図３に示した例では、信号Ｓ２の大きさがレベルＬ１以上となったところからレベルＬ１以下となるところまで記録した。これに対して、記録開始のレベルＬ１と記録終了のレベルＬ２とを、図４に示すように異ならせることができる。この場合、条件（１）は図３に示した例と同一であり、条件（２）のみ異なる。
【００３０】
こうすれば、記録すべきデータは、期間Ｐ２に限られ、記録するデータの容量を低減することができる。レベルＬ１とＬ２とは、図４の例とは逆に、Ｌ１＜Ｌ２とすることもできる。第１の条件の判断に用いるレベルＬ１と第２の条件の判断に用いるレベルＬ２は、記録しようとする対象との性質に応じてその大きさや大小関係を定めればよい。レベルＬ１はそのままにレベルＬ２をレベルＬ１より大きくすれば、記録すべきデータ量は、図３の例より低減できる。
【００３１】
あるいは図５に示すように、条件（１）を変更し、加工条件により定まる所定のタイミングを含む所定期間を、タイミングＴ０の前と後とにおいて異なる期間としてもよい。図３、図４の例では、ＰＴ１＝ＡＴ１としたが、図５に示した例では、ＰＴ１＜ＡＴ２としている。また、図５に第ｎサイクルとして示した例では、信号Ｓ２が、一旦レベルＬ１以上となると、所定のタイミングＴ０より前の所定期間（ＰＴ１）の間は信号Ｓ２が、レベルＬ１以下となっても、データの記録を継続する。この結果、期間Ｐ３の間は信号Ｓ２に対応したデータが記録されることになる。同様に、図５に第ｎ＋１サイクルとして示した例では、信号Ｓ２が、一旦レベルＬ１以上となると、所定のタイミングＴ０より後の所定期間（ＡＴ２）の間は信号Ｓ２が、レベルＬ１以下となっても、データの記録を継続する。この結果、期間Ｐ４の間は信号Ｓ２に対応したデータが記録されることになる。これらの対応は、所定のタイミングＴ０より前か後かいずれか一方の所定期間について行なってもよいし、両方の期間について同様に行なってもよい。なお、図５に例示した処理において、更に、条件（２）について、図４に例示した判断条件、即ち、データの記録の開始を判断するレベルＬ１と終了を判断するレベルＬ２とを異ならせるという条件を採用してもよい。
【００３２】
以上説明した各実施形態は、いずれも信号Ｓ２のデータ量を低減してこれを記録しているが、本発明は、かかる特徴を変更しないで、種々の形態で実施することができる。こうした他の実施の形態を、以下に変形例として説明する。上記実施形態では、センサとしてピエゾセンサを用い、加工型３１等の加工の際の圧力の信号Ｓ２を対象としたが、アクチュエータ２７の動作電流Ａや、治具２２の移動速度Ｖなどの信号を、対象として同様のデータ量低減の処理と記録とを行なってもよい。もとより、他のいかなるデータに対しても本発明は適用可能である。
【００３３】
所定のタイミングＴ０は、被加工材であるワークＷＫの加工位置に対応して定めるものに限定されない。例えばワークＷＫが搬送を開始された時間から所定時間後をタイミングＴ０として扱ってもよい。また、ワークＷＫが毎秒Ｍ個処理されるとすれば、１／Ｍ秒毎に信号を発生する回路を設け、この信号の発生タイミングを指定のタイミングとして扱ってもよい。
【００３４】
上記の実施形態では、所定のタイミングを含む所定期間において信号Ｓ２がレベルＬ１を越えるものとして説明したが、場合によっては、第ｎサイクルにおいて所定期間（ＰＴ１＋ＡＴ１）が始まったタイミングで信号Ｓ２がレベルＬ１を越えているといった場合もあり得る。こうした場合には、所定期間の開始と共に信号Ｓ２に対応するデータの記録を行なうものとしてもよいが、信号Ｓ１，Ｓ２などの全データは一旦はコントローラ１５０に入力されるので、その時点で、所定期間の開始時期を変更し、信号Ｓ２がレベルＬ１以上となる手前のタイミングから信号Ｓ２のデータの記録を開始するように変更してもよい。もとより、リアルタイムでの処理として、第ｎサイクルでは、所定期間を変更しないでデータの記録を行ない、次の第ｎ＋１サイクル以降では、所定期間の開始を早めて、データの記録を行なうという対応を取ってもよい。
【００３５】
同様に、所定期間の終了のタイミングで、未だ信号Ｓ２がレベルＬ１（図３）またはレベルＬ２（図４）を上回っている場合には、所定期間の終了のタイミングをその時点で、あるいはその後のサイクルにおいて、延長するという対応を取ってもよい。
【００３６】
上記実施形態では、信号Ｓ２は、所定のタイミングＴ０に向かって上昇し、レベルＬ１を越えたところから記録を開始するものとしているが、信号Ｓ２は、所定のレベルＬ１以下となったときに意味を持つ場合には、記録開始のタイミングは、レベルＬ１以下となった場合、となる。同様に、記録終了のタイミングも逆となる。
【００３７】
記録の開始・終了を決定する第１，第２の条件は、上記実施形態のように、信号Ｓ２のレベルの大小といった同じパラメータの同じ性質を用いたものに限定されない。例えば、第１，第２の条件の少なくとも一方は、大小以外の条件により判断してもよい。こうした条件としては、信号の傾きや、微分値、積分値などの大小や、信号の時間的な挙動など、様々なものを採用可能である。信号の時間的な挙動としては、例えば所定時間以内に、所定回数、所定の信号幅で大小を繰り返すなどの場合に条件成立と判断することなどが考えられる。
【００３８】
信号Ｓ２などのアナログの信号をデジタル信号に変換する際には、単純にアナログ／デジタル変換を行なって得られたデジタル信号を記録してもよいが、ＬＰＣＭなどの符号化手法を採用してもよい。
【００３９】
コントローラ１５０は、上記の条件（１）（２）を満たすデータを大容量記録装置１６０に記録することで、記録すべきデータ量の低減を図ったが、大容量記録装置１６０に記録する際に、更にデータを所定の手法で圧縮してもよい。圧縮の手法としては、可逆的圧縮や非可逆的圧縮のいずれでもよい。可逆的圧縮としては、LZH、ZIP、CABなどの既知の手法を用いることができる。また非可逆的圧縮としては、信号Ｓ２は、オーディオ信号に近い性質を持つことから、こうした信号であれば、WMA、AAC、MP3などの手法を適用することができる。こうした圧縮および復元は、専用のコーディクを用いてもよいし、コントローラ１５０によりマイクロプログラムにより実現してもよい。
【００４０】
上記の実施形態では、搬送装置２０やプレス装置３０からの信号をほぼリアルタイムでコントローラ１５０が処理するものしたが、リミットスイッチやセンサから得られた全ての信号を所定の期間そのまま全て記録し、その後、上記の処理を行なって、条件（１）（２）に合致するデータのみ記録し、他は消去するものとしてもよい。全てのデータを記録する時間を例えば１時間としておけば、１時間分のデータを全て記録しておくだけの容量があれば足り、その後の記録は、データ量を低減した状態で行なうことができる。この場合、データ量を最終的に低減する処理は、コントローラ１５０あるいはデータ記録装置１００とは別の装置で行なってもよい。
【００４１】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、こうした実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、データ記録方法として実施してもよい。この場合、ＤＳＰなどの専用のハードウェアを用いることなく、コンピュータが、データを取得して、条件（１）（２）を逐次判断することによりデータを記録する方法として実現すればよい。
【符号の説明】
【００４２】
２０…搬送装置
２２…治具
２５…アーム
２７…アクチュエータ
２８…加工台
３０…プレス装置
３１，３２…加工型
３４，３５…油圧装置
５０，６０…取得装置
５１，５２，６１，６２…リミットスイッチ
５３，５４，６３，６４…センサ
１００…データ記録装置
１１０…ディスプレイ
１２０，１３０…通信部
１５０…コントローラ
１６０…大容量記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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