(57)【要約】【課題】従来と同等以下の記憶容量で、はるかに長時間のデータを保存できるデータ記憶装置と、それを表示する表示装置を提供する。【解決手段】周期Ｔ０の測定データを、周期２ｋ・Ｔ０、２（ｋ−１）・Ｔ０、．．．、２１・Ｔ０、２０・Ｔ０（ｋは１以上の整数）のタイミングで、周期最長の２ｋ・Ｔ０については２ｎ個、その他の周期については２（ｎ−１）個（ｎは１以上の整数）の大きさを持つリングバッファに、分配して保存するデータ記憶装置であり、このデータ記憶装置に保存した周期最長の２ｋ・Ｔ０の２ｎ個のデータはそのまま表示し、より短い周期については、保存した２（ｎ−１）個と、２倍の周期のデータ後半２（ｎ―１）個を交互に重ね合わせて２ｎ個のデータを表示し、以下これを周期Ｔ０の表示まで繰り返すことで、各周期毎に２ｎ個のデータ表示を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期Ｔ０の測定データを、周期２ｋ・Ｔ０、２（ｋ−１）・Ｔ０、．．．、２１・Ｔ０、２０・Ｔ０（ｋは１以上の整数）のタイミングで、各々異なる複数の記憶領域へ分配して保存することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項２】
前記記憶領域は、周期最長の２ｋ・Ｔ０については２ｎ個、その他の周期については２（ｎ−１）個（ｎは１以上の整数）の大きさを持つ、リングバッファを使用することを特徴とする請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項３】
前記記憶領域全体の大きさが２（ｎ＋ｍ）個のとき、ｋ＝２・（２ｍ−１）（ｎ、ｍは１以上の整数）とすることを特徴とする請求項２に記載のデータ記憶装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のデータ記憶装置で保存した、周期最長の２ｋ・Ｔ０の２ｎ個のデータはそのまま表示し、より短い周期については、保存した２（ｎ−１）個と、２倍の周期のデータ後半２（ｎ―１）個を交互に重ね合わせて２ｎ個のデータを表示し、以下これを周期Ｔ０の表示まで繰り返すことで、各周期毎に２ｎ個のデータ表示を行うことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長時間のデータを記憶する装置、およびそれを表示する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のＡＣサーボシステムにおいては、保守機能の充実を要求されており、例えばサーボアンプの保護機能が働いたときに、直前のモータ速度やトルク指令などのモータ動作データを表示することで、エラー発生の要因解析と対策のリードタイムを短くする、といった機能が必要とされる。
【０００３】
しかし、一般に保護機能は複数存在するため、必要とするデータも異なり、また各データの時定数も例えば数ｍｓの変化が重要なデータもあれば、数ｓのオーダーでしか変化しないデータもある。
【０００４】
これらのデータを、固定のサンプリング周期で測定しようとすると、サンプリング周期を数ｓのオーダーに合わせて長くした場合、数ｍｓのオーダーの動作データを見逃してしまい、逆にサンプリング周期を数ｍｓのオーダーに合わせて短くした場合、数ｓのオーダーの動作データを見逃さないためには、サーボアンプに大量の記憶領域が必要となる。
【０００５】
また、サーボアンプのセットアップを支援するソフトなどＰＣ上のアプリケーションから、サーボアンプ内部のデータをダウンロードして表示しようとした場合に、大量の動作データを転送するには非常に長い時間がかかり、特に通信速度が遅い場合は実用に耐えないことも多い。
【０００６】
この技術課題に対する解決手段として、トレンドデータ表示装置が挙げられる。図４に示すように、データ記憶装置側で原信号を保存するレベル０の短周期データメモリと、そこから段階的に特徴量を抽出したレベル１からレベル５までの長周期データメモリを用い、さらに、点線で表されるレベル間の関連付けを記憶することで、データ表示装置側では、全体を見渡せる長周期データをまず提示し、そのうち詳細を見たい特定時点の短周期データを、記憶した関連付けを追って順次表示する手法である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これは従来の技術課題の１つである、データ記憶装置と表示装置間の転送時間を短くするには効果的であるが、長周期データと関連付け情報を記憶するための記憶領域が余分に必要となるため、データ記憶装置側に必要とされる記憶領域は増加するという問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、従来と同等以下の記憶容量で、はるかに長時間のデータを保存できるデータ記憶装置と、それを表示する表示装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載のデータ記憶装置は、周期Ｔ０の測定データを、周期２ｋ・Ｔ０、２（ｋ−１）・Ｔ０、．．．、２１・Ｔ０、２０・Ｔ０（ｋは１以上の整数）のタイミングで、各々異なる複数の記憶領域へ分配して保存する。
【００１０】
また、請求項２に記載のデータ記憶装置は、前記記憶領域は、周期最長の２ｋ・Ｔ０については２ｎ個、その他の周期については２（ｎ−１）個（ｎは１以上の整数）の大きさを持つ、リングバッファを使用するものである。
【００１１】
また、請求項３に記載のデータ記憶装置は、前記記憶領域全体の大きさが２（ｎ＋ｍ）個のとき、ｋ＝２・（２ｍ−１）（ｎ、ｍは１以上の整数）とするものである。
【００１２】
さらに、請求項４に記載のデータ表示装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のデータ記憶装置で保存した、周期最長の２ｋ・Ｔ０の２ｎ個のデータはそのまま表示し、より短い周期については、保存した２（ｎ−１）個と、２倍の周期のデータ後半２（ｎ―１）個を交互に重ね合わせて２ｎ個のデータを表示し、以下これを周期Ｔ０の表示まで繰り返すことで、各周期毎に２ｎ個のデータ表示を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載のデータ記憶装置によれば、発生直前のデータを短い周期で記憶し、より遠い時点のデータは長い周期で記憶することで、長時間に亘るモータ動作などのデータ記憶を効果的に実現するとともに、これら複数の周期のデータ重複を避けることで、記憶容量の増加を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載のデータ記憶装置によれば、リングバッファを使用することで、ある時点を起点として過去にさかのぼる、複数の周期で測定された、同じ数のモータ動作データを保存することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載のデータ記憶装置によれば、記憶領域を最も有効に利用する組合せが得られる。
【００１６】
さらに、請求項４に記載の表示装置によれば、各周期毎に記憶領域の２倍のデータである２ｎ個のデータを復元することができる。また、各周期毎にすべてデータ数が同じなので、周期の異なる波形を切り替え表示しても、データの精度が変化しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
周期Ｔ０の測定データを、周期２ｋ・Ｔ０、２（ｋ−１）・Ｔ０、．．．、２１・Ｔ０、２０・Ｔ０（ｋは１以上の整数）のタイミングで、周期最長の２ｋ・Ｔ０については２ｎ個、その他の周期については２（ｎ−１）個（ｎは１以上の整数）の大きさを持つリングバッファに、分配して保存するデータ記憶装置であり、このデータ記憶装置に保存した周期最長の２ｋ・Ｔ０の２ｎ個のデータはそのまま表示し、より短い周期については、保存した２（ｎ−１）個と、２倍の周期のデータ後半２（ｎ―１）個を交互に重ね合わせて２ｎ個のデータを表示し、以下これを周期Ｔ０の表示まで繰り返すことで、各周期毎に２ｎ個のデータ表示を行うことを特徴とするデータ表示装置である。以下実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるデータ記憶装置とデータ表示装置の動作概念の説明図、図２は、データ格納先リングバッファ選択処理のフローチャート、図３は、表示データ作成処理フローチャートである。
【００１８】
図１において、一番上に周期最短のＴ０毎の原信号を示しており、この３２個のデータをそれぞれ、周期８Ｔ０、４Ｔ０、２Ｔ０、Ｔ０（請求項１におけるｋを３とした場合）に対応する、レベル３からレベル０のリングバッファに格納する。
【００１９】
リングバッファは、レベル３ではデータ数４個（請求項２におけるｎを２とした場合）、レベル２からレベル０まではデータ数２個となる。
【００２０】
周期Ｔ０毎に、どのリングバッファにデータを格納するかは、データが重複しないように、周期Ｔ０毎に図２に示すフローチャートで決める。
【００２１】
図２において、ステップ１では、測定開始時を０とし、周期Ｔ０毎に増加するカウント値を、原信号データに対応付ける。ステップ２からステップ４で、このカウント値を２進数で表したときの最下位ビットをビット０として、ビットｎが１である最も小さなｎを見つける。そして、ステップ５で、レベルｎのリングバッファに原信号データを格納する。ビット０からビットｋ（ｋはレベル最大値、ここでは３）がすべて０の場合には、ステップ６で、レベルｋにデータを格納する。
【００２２】
図２に示すアルゴリズムでデータを格納していくと、記憶領域にリングバッファを用いているため、短周期の古いデータは消えていくが、この過去の詳細データをあきらめた結果、３２個の原信号データを記憶するのに必要な記憶領域を、１０個に抑えることができる。
【００２３】
次に、データ表示装置について説明する。データ表示装置は、データ記憶装置の記憶データを順次読み込み、表示データを復元する。この復元処理は、図３のフローチャートに示すアルゴリズムで実現できる。
【００２４】
まず、ステップ１からステップ２で、最長のレベルｋの記憶データを読み込み、レベルｋの表示データとしてそのまま格納する（データ数は２ｎ個）。
【００２５】
次に、ステップ３からステップ５で、レベルｋ−１の記憶データ（データ数は２（ｎ−１）個）を読み込み、前に作成したレベルｋの表示データの後半（データ数は２（ｎ−１）個）と交互に並べることで、レベルｋ−１の表示データを作成する。このステップ３からステップ５を、レベル０の表示データが作成されるまで続けることで、各々データ数２ｎ個の全レベルの表示データを復元することができる。
【００２６】
このデータ記憶装置および表示装置の効果を示すため、必要な記憶容量（表１）と、周期最長での測定時間(表２)、およびこれらの比（表３）を、ｎおよびｋを変えながら計算した結果を表に示している。すべての表で、ｋ＝０の列は周期Ｔ０固定とした場合を示している。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
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【００２９】
【表３】
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表１の記憶容量は、ｋの段数を増やすほど増加するが、レベル間で重複するデータも増えるため、全体の記憶容量増加率は３／２、４／３、５／４、...とｋが増えるほど減少する。ここでｎは各周期で表示されるデータ数２ｎと対応している。
【００３０】
表１中で、下線で仕切られた上の部分は、ｋ＝０（周期Ｔ０固定）でｎ＝８（記憶領域２５６個）の場合と、同等以下の記憶容量となるｋとｎの組合せを示している。
【００３１】
周期Ｔ０固定の場合は、データ数２５６個、周期Ｔ０のデータ１つしか測定できない。しかし、各周期のデータ数を半分の１２８個とすることで、ｋ＝２とすることができ、周期４Ｔ０、２Ｔ０、Ｔ０と３つのデータを同時に測定できる。
【００３２】
さらに、データ数を半分の６４個まで減らすと、ｋ＝６にでき、６４Ｔ０、３２Ｔ０、１６Ｔ０、８Ｔ０、４Ｔ０、２Ｔ０、Ｔ０と７つのデータを同時測定できる。
【００３３】
一般的に、記憶容量が２（ｎ＋ｍ）の場合を考えると、各周期のデータ数を２ｎとしたときに、ｋ＝２・（２ｍ−１）とできることが導き出せる。
【００３４】
また、表２の周期最長での測定時間に注目すると、ｋの増加に対し２ｋのオーダーで測定時間が増えていくため、記憶容量の増加率と比べてｋが大きいほど、長時間測定が可能となる。
【００３５】
これをより明示するため、記憶容量と測定時間の比を計算して表示したのが表３で、周期Ｔ０固定では、常に記憶容量１個あたりで１周期分のデータしか測定できないが、ｋを増加させることでこの比が幾何級数的に増加する。
【００３６】
具体的に数値を当てはめてみると、周期１ｍｓで記憶容量２５６個の場合、周期固定では比は１倍なので２５６ｍｓの期間のデータが１つしか得られない。しかしｋ＝２とする
ことで比は２倍となり、データ数は１２８個となるが、１２８ｍｓ（周期Ｔ０）と２５６ｍｓ（周期２Ｔ０）、５１２ｍｓ（周期４Ｔ０）の３種類のデータが得られる。
【００３７】
さらに、ｋ＝６とすれば、比は１６倍と大幅に増加し、データ数６４個で、６４ｍｓ（周期Ｔ０）と１２８ｍｓ（周期２Ｔ０）、２５６ｍｓ（周期４Ｔ０）、５１２ｍｓ（周期８Ｔ０）と１．０２４ｓ（周期１６Ｔ０）、２．０４８ｓ（周期３２Ｔ０）、４．０９６ｓ（周期６４Ｔ０）という７種類のデータが得られ、確かに周期最長での測定時間は周期固定での測定時間の１６倍になっている。
【００３８】
表にはないが、さらにデータ量を半分の３２個まで減らすと、ｋ＝１４、比が２０４８倍となることから約９分、１６個ではｋ＝３０、比は６７１０８８６４倍で約２００日に亘るデータが記録できる。
【００３９】
このように、本発明のデータ記憶装置およびデータ表示装置は、トリガ近辺のデータほど短い周期で測定することで、周期固定のデータ測定に対し記憶領域に対する測定時間の比を飛躍的に増加させることができる。
【００４０】
このため、サーボシステムの保護機能動作時のように、いつ発生するか分からないが、発生時には短期間から長期間に渡る、広い期間のデータ表示が必要となる事象の記録を、最小の記憶領域で実現したい場合に適している。
【００４１】
なお、実施の形態１では、記憶領域サイズを重視したため、データ数を２の階乗で指定したが、３以上の整数を基数としても同様の効果は得られる。
【００４２】
また、周期最長での測定より、周期最短のデータを長く取りたいならば、余った記憶領域を各周期に割り当てるなどを行っても、本特許の効果を大きく減ずるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のデータ記憶装置およびデータ表示装置は、位置制御サーボにおける位置決め整定時間の測定や、速度指令に対する立上り／立下り時間の測定など、制御パラメータにより測定する時間スケールが変化する事象の測定でも、サンプリング周期を変更しながら測定を繰り返す必要が無くなるため非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明におけるデータ記憶装置および表示装置の動作概念の説明図
【図２】本発明におけるデータ格納先リングバッファ選択処理のフローチャート
【図３】本発明におけるデータ表示装置の表示データ作成処理のフローチャート
【図４】従来例におけるデータ記憶パターンの説明図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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