(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械設備から発生する音又は振動を用いて機械設備の異常診断を行う異常診断システムであって、
ネットワークに接続されたサーバ及び端末装置を有し、
前記端末装置は、前記機械設備の軸受使用箇所から発生する音又は振動データと、前記軸受を特定する情報とを、前記サーバに送信するものであり、
前記サーバは、軸受名番に基づく軸受諸元が蓄積された諸元データベースと、判定の結果に基づく原因および対策方法が蓄積された対策方法データベースとを備え、前記送信された音又は振動データの周波数分析を行うとともに、前記特定する情報に基づいて前記諸元データベースより軸受諸元を取得して振動周波数の計算を行い、前記周波数分析の結果と前記振動周波数の計算結果とを比較照合して、発生周波数と異常発生原因を下記（１）〜（８）の関係に基づき前記機械設備の異常診断を行い、前記機械設備の異常の有無の判定と当該判定の結果に基づいて前記対策方法データベースより原因及び対策方法の抽出とを行って、前記判定の結果と前記抽出の結果とを前記端末装置に送信するものである異常診断システム。
（１）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｉまたはｎＺｆｉ±ｆｒのときは内輪のびびり音
（２）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｃのときは外輪のびびり音
（３）原波形の発生周波数が、２ｎｆｂまたは２ｎｆｂ±ｆｃのときは転動体のびびり音
（４）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｉのときは内輪のキズ音
（５）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｃのときは外輪のキズ音
（６）エンベロープ処理後の発生周波数が、２ｆｂのときは転動体のキズ音
（７）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｃのときは保持器音
（８）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｒのときはシール音
なお、ｆｒは内輪回転周波数［Ｈｚ］を示し、Ｚは転動体の数を示し、ｆｃは保持器回転周波数［Ｈｚ］を示し、ｆｉは（ｆｒ−ｆｃ）［Ｈｚ］を示し、ｆｂは転動体自転周波数［Ｈｚ］を示し、ｎは整数を示している。
【請求項２】
機械設備から発生する音又は振動を用いて機械設備の異常診断を行う異常診断方法であって、
軸受名番に基づく軸受諸元が蓄積された諸元データベースと異常判定結果に基づく原因および対策方法が蓄積された対策方法データベースとを備えたサーバにネットワークを介して接続された端末装置において、前記機械設備の軸受使用箇所から発生する音又は振動データと、前記軸受を特定する情報とを前記サーバに送信するステップと、
前記サーバにおいて、前記送信された音又は振動データの周波数分析を行うとともに、前記特定する情報に基づいて前記諸元データベースより軸受諸元を取得して振動周波数の計算を行い、前記周波数分析の結果と前記振動周波数の計算結果とを比較照合して、発生周波数と異常発生原因を下記（１）〜（８）の関係に基づき前記機械設備の異常診断を行い、前記機械設備の異常の有無の判定と当該判定の結果に基づいて前記対策方法データベースより原因及び対策方法の抽出とを行って、前記判定の結果と前記抽出の結果とを前記端末装置に送信するステップと、を備えているものである異常診断方法。
（１）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｉまたはｎＺｆｉ±ｆｒのときは内輪のびびり音
（２）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｃのときは外輪のびびり音
（３）原波形の発生周波数が、２ｎｆｂまたは２ｎｆｂ±ｆｃのときは転動体のびびり音
（４）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｉのときは内輪のキズ音
（５）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｃのときは外輪のキズ音
（６）エンベロープ処理後の発生周波数が、２ｆｂのときは転動体のキズ音
（７）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｃのときは保持器音
（８）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｒのときはシール音
なお、ｆｒは内輪回転周波数［Ｈｚ］を示し、Ｚは転動体の数を示し、ｆｃは保持器回転周波数［Ｈｚ］を示し、ｆｉは（ｆｒ−ｆｃ）［Ｈｚ］を示し、ｆｂは転動体自転周波数［Ｈｚ］を示し、ｎは整数を示している。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークを利用して機械設備の異常診断、特に使用する軸受の異常診断を行う異常診断システム、及び異常診断を行う異常診断サーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動要素を含む機械設備から発生する音又は振動を検出し、検出したデータに周波数解析等の処理を施し、得られた解析データに基づいて機械設備の異常の検出、原因の推定等を行うシステムは周知である。このような機械設備には、軸受等が使用されることが多いが、軸受は、種類も多く、使用箇所、使用環境も様々である。したがって、軸受に起因する音又は振動は、その要因が複雑であり、それらを分析して異常診断するためには、専用の分析機器と診断するためのスキルが必要である。また、使用する軸受の諸元データ及び使用条件によって、発生する音又は振動が大きく異なるため、正確な診断を行うためには諸元データ及び使用条件が必要となる。しかし、各ユーザが異常診断の都度、諸元データ及び使用条件を入力するのは容易ではなく、軸受の名番毎にその諸元データを保持しておくことも、各ユーザにとっての負担が大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、専用の分析機器やスキルがなくても、機械設備の異常診断特に軸受の異常診断を、少ない負担で行うことができる異常検出システム、及び異常検出を行う異常検出サーバを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機械設備から発生する音又は振動を用いて機械設備の異常診断を行う異常診断システムであって、ネットワークに接続されたサーバ及び端末装置を有し、前記端末装置は、前記機械設備の軸受使用箇所から発生する音又は振動データと、前記軸受を特定する情報とを、前記サーバに送信するものであり、前記サーバは、軸受名番に基づく軸受諸元が蓄積された諸元データベースと、判定の結果に基づく原因および対策方法が蓄積された対策方法データベースとを備え、前記送信された音又は振動データの周波数分析を行うとともに、前記特定する情報に基づいて前記諸元データベースより軸受諸元を取得して振動周波数の計算を行い、前記周波数分析の結果と前記振動周波数の計算結果とを比較照合して、発生周波数と異常発生原因を下記（１）〜（８）の関係に基づき前記機械設備の異常診断を行い、前記機械設備の異常の有無の判定と当該判定の結果に基づいて前記対策方法データベースより原因及び対策方法の抽出とを行って、前記判定の結果と前記抽出の結果とを前記端末装置に送信するものである。
（１）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｉまたはｎＺｆｉ±ｆｒのときは内輪のびびり音
（２）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｃのときは外輪のびびり音
（３）原波形の発生周波数が、２ｎｆｂまたは２ｎｆｂ±ｆｃのときは転動体のびびり音
（４）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｉのときは内輪のキズ音
（５）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｃのときは外輪のキズ音
（６）エンベロープ処理後の発生周波数が、２ｆｂのときは転動体のキズ音
（７）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｃのときは保持器音
（８）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｒのときはシール音
なお、ｆｒは内輪回転周波数［Ｈｚ］を示し、Ｚは転動体の数を示し、ｆｃは保持器回転周波数［Ｈｚ］を示し、ｆｉは（ｆｒ−ｆｃ）［Ｈｚ］を示し、ｆｂは転動体自転周波数［Ｈｚ］を示し、ｎは整数を示している。
【０００５】
また、前記端末装置は、前記サーバに、前記軸受の使用条件情報を合わせて送信するものであり、前記サーバは、前記送信された使用条件情報を、前記異常診断に利用するものである。
【０００８】
本発明は、機械設備から発生する音又は振動を用いて機械設備の異常診断を行う異常診断方法であって、軸受名番に基づく軸受諸元が蓄積された諸元データベースと異常判定結果に基づく原因および対策方法が蓄積された対策方法データベースとを備えたサーバにネットワークを介して接続された端末装置において、前記機械設備の軸受使用箇所から発生する音又は振動データと、前記軸受を特定する情報とを前記サーバに送信するステップと、前記サーバにおいて、前記送信された音又は振動データの周波数分析を行うとともに、前記特定する情報に基づいて前記諸元データベースより軸受諸元を取得して振動周波数の計算を行い、前記周波数分析の結果と前記振動周波数の計算結果とを比較照合して、発生周波数と異常発生原因を下記（１）〜（８）の関係に基づき前記機械設備の異常診断を行い、前記機械設備の異常の有無の判定と当該判定の結果に基づいて前記対策方法データベースより原因及び対策方法の抽出とを行って、前記判定の結果と前記抽出の結果とを前記端末装置に送信するステップと、を備えているものである。
（１）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｉまたはｎＺｆｉ±ｆｒのときは内輪のびびり音
（２）原波形の発生周波数が、ｎＺｆｃのときは外輪のびびり音
（３）原波形の発生周波数が、２ｎｆｂまたは２ｎｆｂ±ｆｃのときは転動体のびびり音
（４）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｉのときは内輪のキズ音
（５）エンベロープ処理後の発生周波数が、Ｚｆｃのときは外輪のキズ音
（６）エンベロープ処理後の発生周波数が、２ｆｂのときは転動体のキズ音
（７）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｃのときは保持器音
（８）エンベロープ処理後の発生周波数が、ｆｒのときはシール音
なお、ｆｒは内輪回転周波数［Ｈｚ］を示し、Ｚは転動体の数を示し、ｆｃは保持器回転周波数［Ｈｚ］を示し、ｆｉは（ｆｒ−ｆｃ）［Ｈｚ］を示し、ｆｂは転動体自転周波数［Ｈｚ］を示し、ｎは整数を示している。
【０００９】
また、前記端末装置から、前記軸受の使用条件情報を合わせて受信し、前記送信された使用条件情報を、前記異常診断に利用するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図５を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の概略構成を示す図である。インターネット等のネットワーク２に接続された異常診断サーバ１は、通信部１１、診断部１２、ユーザＤＢ１３、音・振動ＤＢ１４、諸元ＤＢ１５、対策方法１６を含む。また、ユーザ端末３は、必要なときにネットワーク２に接続可能であり、通信部３１、入力部３２、表示部３３を含んで構成される。ユーザ端末３は、図１では１つのみを示しているが、複数接続可能である。
【００１３】
入力部３２は、機械設備の軸受使用箇所から発生する音又は振動データ、及びその軸受を特定する情報を入力するものであり、通信部３１、１１は、ネットワークとのデータの授受を行うものである。診断部１２は、ネットワークを介して入力された機械設備の軸受使用箇所から発生する音又は振動データ、及びその軸受を特定する情報に基づいて、機械設備の異常を診断するものである。音又は振動データに基づく異常診断は、振動データの原波形の周波数分析、エンベロープ処理後の周波数分析、波高率等を演算し、それらを軸受の諸元及び使用条件に基づいて演算した基準データ、あるいは初期に登録しておいたデータ等と比較する等の方法により行うが、各種方法が周知であるので説明を省略する。
【００１４】
ユーザＤＢ１３は、ユーザ端末３を介して異常診断サーバ１にアクセスしたユーザのＩＤ、名前、使用する軸受を特定する情報、軸受の使用条件、過去の診断結果、対策等を、ユーザ毎に蓄積するものである。音・振動ＤＢ１４は、ユーザ端末３から送信された音・診断データを蓄積するものである。諸元ＤＢ１５は、機械設備に使用され軸受の諸元を蓄積するものである。また、対策方法ＤＢ１６は、機械設備の診断結果に応じたアドバイスを蓄積するものである。
【００１５】
次に、この実施の形態の動作を図２のフローに基づいて説明し、音データを用いるものとする。異常診断を行いたいユーザは、軸受使用箇所の音データをマイクロフォンなどにより収集し、収集したアナログデータを、デジタル化して所定形式のファイル例えばＷＡＶファイルにする（ステップ１０１）。この音データの取得は、ユーザ端末３で行ってもよいし、他の専用の装置を使用してもよい。また、収集したアナログデータは、直接デジタル化してもよいし、一旦、磁気テープ等に録音したものを使用してデジタル化してもよい。
【００１６】
次いで、ネットワーク２を介して異常診断サーバ１にアクセスしてログインする（ステップ１０２）。異常診断サーバ１へのアクセスは、フリーアクセスとしてもよいし、限定されたユーザのみアクセス可能としてもよい。フリーアクセスの場合も一旦登録させてユーザＩＤを発行し、２回目以降は、ユーザＩＤによりアクセスするのが好ましい。この例では、すでに登録されているものとする。
【００１７】
サーバ１は、ユーザＩＤの照合を行い（ステップ１０３）、登録済の場合、データ入力画面をユーザ端末３に表示させ、入力を促す（ステップ１０４）。この場合の表示画面例を図３に示す。ユーザは、軸受名番と、回転数、使用潤滑剤等の使用条件とを入力すると共に、取得済の音データファイルを送信する（ステップ１０５）。音データファイルは、事前にユーザ端末３内の記億部（図示せず）に記憶させておいたものを用いても、ＦＤ等から読み込ませたものを用いてもよい。また、同じ軸受の異常診断を過去に行ったことがある場合（例えば、定期点検をする場合等）は、その診断番号を入力することにより、軸受名番、使用条件の入力を省略してもよい。その場合の、表示画面例を図４に示す。この場合、診断番号は、領域４１に入力し、音データのファイル名を領域４２に入力する。
【００１８】
軸受名番、使用条件、音データファイルを受信すると、サーバ１は、軸受名番に基づき諸元ＤＢ１５から、軸受諸元を取得し（ステップ１０６）、その軸受使用時の振動発生周波数を計算する（ステップ１０７）。また、音データファイルのデータの解析処理を行う（ステップ１０８）。解析処理としては、必要に応じてフィルタリング、エンベロープ、ＦＦＴ処理等が行われる。そして、解析結果と、ステップの計算結果を照合し（ステップ１０９）、異常の有無の判定を行う（ステップ１１０）。照合・判定は、例えば図５に示すような軸受に起因する発生周波数の照合により行う。
【００１９】
続いて、判定結果に基づいて、対策方法ＤＢ１６を検索し、原因及び対策方法を抽出する（ステップ１１１）。そして、それらの診断結果をユーザ端末３に送信し、結果を表示部３３に表示させる（ステップ１１２）。診断結果の表示画面例を図６に示す。領域５１には、図７に示す内容を表示する。図７において、領域５１１には診断条件を表示し、領域５１２には、発生音の種類、発生源、評価、コメント等の診断結果を表示する。図６に戻って、領域５２には、異常の原因及びその対策方法を表示する。合わせて、判定に対する信頼度、残存寿命（軸受として機能しなくなるまでの時間の目安）等を表示し、交換時期のアドバイスも行う。また、サーバ１は、音・振動ＤＢ１４の登録を行う（ステップ１１３）。
【００２０】
診断結果を取得したユーザは、ログオフする（ステップ１１４）。継続して診断を行う場合は、ステップ１０４から再度別のデータを入力するようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、専用の分析機器やスキルがなくても、機械設備の異常診断特に軸受の異常診断を、少ない負担で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概略構成を示す図
【図２】実施の形態の動作を示すフロー図
【図３】診断データ入力画面の一例
【図４】診断データ入力画面の他の例
【図５】軸受に起因する発生周波数
【図６】診断結果の表示画面例
【図７】診断結果の表示内容の一例
【符号の説明】
１・・・異常診断サーバ
２・・・ネットワーク
３・・・ユーザ端末
１１、３１・・・通信部
１２・・・診断部
１３・・・ユーザＤＢ
１４・・・音・振動ＤＢ
１５・・・諸元ＤＢ
１６・・・対策方法ＤＢ
３２・・・入力部
３３・・・表示部
【図１】
0003951092.tif 000002
【図２】
0003951092.tif 000003
【図３】
0003951092.tif 000004
【図４】
0003951092.tif 000005
【図５】
0003951092.tif 000006
【図６】
0003951092.tif 000007
【図７】
0003951092.tif 000008