监视装置的制作方法

1.本发明涉及监视装置。


背景技术：

2.在伺服系统中，一般按照来自plc等控制器的指令进行伺服驱动器对伺服马达的伺服控制。提出了检测这样的伺服马达的异常的技术(例如，参照专利文献1、2)。
3.专利文献1：日本特开2019-204155号公报
4.专利文献2：日本特开2020-035187号公报


技术实现要素：

5.伺服马达按照伺服控制来切换旋转方向、旋转速度以及转矩(以下，也将旋转方向、旋转速度以及转矩的组合称为“动作模式”)。在想要测量伺服马达在期望的运转状态下的状态的情况下，有时因动作模式的切换而产生的状态参数的变动幅度比运转状态的变动中的表示伺服马达的运转状态的状态参数(例如，电流值等)的变动幅度大。因此，即使想要将伺服马达的状态参数的变动用于与伺服马达的状态相关的测量开始的触发，由伺服马达产生的运转状态的变动所引起的状态参数的变动也会被由动作模式的切换所引起的状态参数的变动埋没，有可能在处于期望的运转状态时无法开始测量。
6.为了抑制这样的由动作模式的切换引起的检测精度降低，优选将伺服马达的状态测量开始的触发设定在特定的动作模式时。因此，例如考虑在特定的动作模式时将外部触发输入至伺服驱动器而开始伺服马达的状态测量。然而，为了采用这种结构，将外部触发的输入端子设置于伺服驱动器，并且进行可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)等的程序的修改以执行与外部触发相应的处理，这成为对于采用使用了外部触发的结构的较大障碍。这样的课题并不限定于伺服马达，在包含伺服马达以及感应马达的电动机、与电动机关联的各种设备、在农业作业等作业中使用的设备等的监视中也同样会产生。
7.公开的技术的1个方面的目的在于提供一种马达的监视装置，即使不设置外部触发器，也能够在监视对象设备处于期望的运转状态时开始测量表示电动机的状态的参数。
8.公开的技术的1个方面由如下的监视装置例示。本监视装置具备：存储部，其存储触发范围，该触发范围用于判定可否开始测量表示监视对象设备的状态的参数；计算部，其计算与上述监视对象设备的运转状态相关的参数；以及测量部，在由上述计算部计算出的上述参数进入到上述触发范围内时，该测量部开始测量表示上述监视对象设备的状态的参数。
9.以与监视对象设备的运转状态相关的参数进入到上述触发范围内为契机，开始测量部的测量，由此能够在处于期望的运转状态时开始测量部的测量。即，根据本监视装置，即使不设置外部触发器，也能够在监视对象设备以期望的运转状态工作时开始测量表示监视对象设备的状态的参数。
10.在此，在作为监视对象设备包含电动机的情况下，上述参数可以是从上述电动机的温度、上述电动机的上述温度的变化率、上述电动机的上述温度与设置有上述电动机的房间的室温之间的温度差、上述电动机的加速度以及上述电动机的速度的组中选择的。上述组中列举的物理量是与电动机的运转状态关联的参数的例子。例如，电动机的温度是与电动机的损失关联的物理量。
11.上述监视装置还可以具备以下特征。上述计算部计算与上述监视对象设备的运转状态相关的2种以上的参数，生成表示在相同时刻计算出的上述2种以上的参数的组合的出现频度的直方图，并使所生成的直方图存储于上述存储部，上述监视装置还具备设定部，该设定部基于上述直方图设定上述触发范围。本监视装置通过具备这样的特征，能够降低2种以上的参数的存储所需的存储部的存储容量。
12.上述监视装置还可以具备以下特征。上述设定部将上述直方图输出至显示部，将所输出的所述直方图中被指定的范围设定为所述触发范围。本监视装置通过具备这样的特征，能够将监视对象设备的用户期望的范围设定为触发范围。
13.上述监视装置还可以具备以下特征。上述计算部将上述2种以上的参数中的至少1种参数为表示上述监视对象设备的停止的阈值以下的上述组合排除，来生成上述直方图。本监视装置通过具备这样的特征，能够避免在监视对象设备停止时开始测量部的测量。
14.上述监视装置还可以具备以下特征。上述监视对象设备包括电动机，上述计算部还计算对上述电动机进行驱动的电流的频率的变化率，上述设定部将上述直方图中的、上述变化率处于表示上述电动机的稳定运转的规定范围内的区域设定为上述触发范围。本监视装置通过具备这样的特征，能够更准确地测量适合在马达的运转稳定时测量的表示马达的状态的参数。
15.上述监视装置还可以具备以下特征。还具备通知部，该通知部通知由上述测量部测量出的表示上述监视对象设备的状态的参数。本监视装置通过具备这样的特征，能够通知监视对象设备的运转状态为期望的运转状态时的监视对象设备的状态。
16.[发明效果]
[0017]
根据公开的技术，即使不设置外部触发，也能够在监视对象设备处于期望的运转状态时开始测量表示监视对象设备的状态的参数。
附图说明
[0018]
图1是概略地示出实施方式的伺服系统的结构例的图。
[0019]
图2是示出马达的概略构成的图。
[0020]
图3是示出伺服驱动器所具有的功能部的概略结构的图。
[0021]
图4是示意性地示出供给至马达的电流值的图。
[0022]
图5是示意性地示出在马达正常工作的情况下由监视装置测量出的谐波含有率的图。
[0023]
图6是示意性地示出在马达发生异常的情况下由监视装置测量出的谐波含有率的图。
[0024]
图7是示出监视装置所具有的功能部的概略结构的图。
[0025]
图8是示意性地示出由计算部计算出的电流振幅的图。
[0026]
图9是示意性地示出由计算部计算出的频率的图。
[0027]
图10是示意性地示出由计算部计算出的电流振幅和频率的图。
[0028]
图11是例示由计算部计算出的电流振幅的时间序列数据的图。
[0029]
图12是例示由计算部计算出的频率的时间序列数据的图。
[0030]
图13是例示由计算部生成的直方图的图。
[0031]
图14是示意性地示出在直方图上被设定为触发的区域的图。
[0032]
图15是示出设定部设定电流振幅和频率的范围的处理的处理流程的一例的流程图。
[0033]
图16是示出监视装置检测马达的异常的处理的处理流程的一例的图。
[0034]
图17是示出监视装置检测马达的异常的处理的处理流程的另一例的图。
[0035]
图18是示意性地示出在第一变形例中在3维直方图上设定为触发的区域的图。
[0036]
图19是概略地示出第二变形例的伺服系统的结构例的图。
[0037]
图20是示出第二变形例中监视装置所具有的功能部的概略结构的图。
[0038]
图21是示出第二变形例中设定部设定温度和温度的变化率的范围的处理的处理流程的一例的流程图。
[0039]
图22是示出第二变形例中监视装置对表示马达的状态的参数进行测量的处理的处理流程的一例的图。
[0040]
图23是示出第二变形例中监视装置对表示马达的状态的参数进行测量的处理的处理流程的另一例的图。
[0041]
标号说明
[0042]
1：plc；2：伺服驱动器；3：马达；6：温度传感器；8：工件；9：监视装置；9a：监视装置；21：通信部；22：伺服控制部；91：计算部；91a：计算部；92：设定部；93：测量部；93a：测量部；94：通知部；94a：通知部；95：存储部；30：马达主体；31：编码器；241：直方图；311：信号生成部；312：通信部；313：存储部；32：输出轴；41：编码器线缆；51：联轴器；52：丝杠轴；53：精密工作台；100：伺服系统；100a：伺服系统。
具体实施方式
[0043]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号，不重复其说明。在本公开中，作为伺服系统的一个例示的方式，示出工业用系统。但是，本发明的伺服系统的用途没有特别限定。
[0044]
＜实施方式＞
[0045]
图1是概略地示出实施方式的伺服系统100的结构例的图。伺服系统100包含plc1、伺服驱动器2及监视装置9。伺服驱动器2配置为对伺服马达3进行驱动控制。伺服马达3的输出轴32通过联轴器51与丝杠轴52连接。在丝杠轴52配置有精密工作台53。精密工作台53通过伺服马达(以下称为“马达”)3的驱动在丝杠轴52上移位。
[0046]
在精密工作台53的沿着丝杠轴52的驱动范围的两端部设置有止挡件(省略图示)。精密工作台53与止挡件接触时的冲击通过马达3的转矩控制而尽可能地减轻。在精密工作台53上载置工件8。这样，在图1所例示的伺服系统100中，马达3的驱动轴设置有1根，但驱动轴也可以设置2根以上。
[0047]
plc1向伺服驱动器2输出指令信号。plc1通过执行依照预先准备的程序的处理，例如作为伺服驱动器2的监视装置发挥功能。
[0048]
而且，伺服驱动器2从plc1接收指令信号。进而，伺服驱动器2从马达3接收反馈信号。在伺服驱动器2中，分别形成有进行利用位置控制器、速度控制器、电流控制器等的反馈控制的伺服系统，利用这些信号，对马达3进行伺服控制并驱动。
[0049]
马达3包括马达主体30和编码器31。马达3例如是ac伺服马达。马达3经由动力线40被供给来自伺服驱动器2的驱动电流。编码器31检测马达主体30的输出轴32的位移。作为编码器31所检测出的输出轴32的位移，例如能够举出输出轴32的旋转方向、旋转量、旋转速度等。编码器31将表示所检测出的位移的反馈信号经由编码器线缆41输出至伺服驱动器2。而且，在动力线40设置有监视马达3的监视装置9。“驱动电流”是交流电流的一例。
[0050]
接着，对编码器31的功能性结构进行说明。图2是示出马达3的概略结构的图。马达3所具备的编码器31包括信号生成部311、通信部312以及存储部313。
[0051]
信号生成部311检测被伺服驱动器2驱动的马达3的马达主体30的动作，并生成表示所检测出的动作的反馈信号。反馈信号被输出到通信部312。反馈信号例如包括关于马达主体30的旋转轴的旋转位置(角度)的信息、关于该旋转轴的旋转速度的信息、关于该旋转轴的旋转方向的信息等。信号生成部311的结构例如能够应用公知的增量型或绝对型的结构。
[0052]
通信部312是用于与伺服驱动器2进行通信的接口。在本实施方式中，通信部312经由编码器线缆41将反馈信号发送至伺服驱动器2。在该实施方式中，在来自通信部312的反馈信号以及检测信号的发送中应用串行通信。由此，能够减少线缆所包含的信号线的根数。在基于编码器线缆41的串行通信中，例如能够采用recommended standards232(rs-232c)、rs-422、或者rs-485等公知的通信标准。
[0053]
存储部313是存储与马达3的伺服控制相关的数据的存储部。存储部313例如是electrically erasable programmable read only memory(eeprom：带电可擦可编程只读存储器)。马达3是“监视对象设备”的一例。
[0054]
马达3通过伺服驱动器2的伺服控制被驱动。图3是示出伺服驱动器2所具有的功能部的概略结构的图。伺服驱动器2能够视为具有运算装置、存储装置等的计算机。图3所示的功能部是通过在伺服驱动器2中执行规定的程序等而实现的。伺服驱动器2具有通信部21及伺服控制部22，但也可具有这些以外的功能部。
[0055]
通信部21是负责经由通信线缆11与外部进行通信的功能部。例如，通信部21作为用于与plc1进行通信的接口发挥功能。并且，通信部21还作为用于经由编码器线缆41与编码器31进行通信的接口发挥功能。
[0056]
伺服控制部22是用于基于来自plc1的指令对马达3进行伺服控制的功能部，具体而言，是进行利用了位置控制器、速度控制器、电流控制器等的反馈控制的功能部。另外，关于位置控制器、速度控制器、电流控制器等，适当设定速度增益等控制参数，以便适当地进行作为控制对象的马达3的伺服控制。伺服控制部22例如与载置于精密工作台53的工件8相应地切换马达3的动作模式。
[0057]
监视装置9监视通过伺服驱动器2的伺服控制被驱动的马达3，来进行马达3的异常的检测。作为用于异常检测的参数，能够采用向马达3供给的电流的谐波含有率、电流平均
值、电流有效值等。在本实施方式中，监视装置9使用向马达3供给的电流的谐波含有率来检测马达3的异常。
[0058]
图4是示意性地示出向马达3供给的电流值的图。在图4中，例示通过伺服驱动器2的伺服控制来切换“动作a”、“动作b”、“动作c”、“停止”的各动作模式的情况。参照图4能够理解为：每当切换动作模式时，向马达3供给的电流值较大地变动。在此，在“动作b”时，在精密工作台53上载置工件8，通过马达3的驱动来输送工件8。并且，伺服系统100的用户想要检测输送工件8时的马达3的异常。
[0059]
图5是示意性地示出在马达3正常工作的情况下由监视装置9测量出的谐波含有率的图。另外，图6是示意性地示出在马达3发生了异常的情况下由监视装置9测量出的谐波含有率的图。图6例示了在动作b时马达3发生异常的情况。另外，在图6中，还例示了为了检测马达3在“动作b”中的异常而设定的阈值。在此，阈值被设定为比“动作a”中的谐波含有率低。
[0060]
在图6中，能够理解为：由于发生了异常，动作b中的谐波含有率成为阈值以上。然而，成为如下状态：动作a中的谐波含有率与动作b中的谐波含有率之差大于在图6的例子中在动作b中发生异常而导致的谐波含有率的变动。
[0061]
在这样的情况下，在想要设定图6所例示那样的一样的阈值来检测异常时，检测出在动作b中产生的异常，另一方面，尽管在动作a中未产生异常，但有可能误检测为产生了异常。因此，为了抑制这样的误检测的发生，在本实施方式中，采用以下所示的监视装置9的结构。
[0062]
图7是示出监视装置9所具有的功能部的概略结构的图。监视装置9能够视为具有运算装置、存储装置等的计算机。图7所示的功能部是通过在监视装置9中执行规定的程序等来实现的。监视装置9具有计算部91、设定部92、测量部93、通知部94以及存储部95，但也可以具有这些以外的功能部。
[0063]
计算部91是计算向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率的功能部。频率例如能够根据电流波形来计算。计算部91例如能够检测电流波形的零交叉点，并基于到下一个零交叉点为止的时间来计算频率。由计算部91计算出的电流振幅以及频率例如被用作测量部93的测量开始的触发。驱动电流的电流振幅是与马达3的转矩相关的参数，驱动电流的频率是与马达3的转速相关的参数。
[0064]
并且，计算部91计算在相同时刻向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率的出现频度。图8至图10是示意性地说明由计算部91进行的电流振幅与频率的对的出现频度计算的图。图8是示意性地示出由计算部91计算出的电流振幅的图。图8的纵轴表示电流振幅，横轴表示时间。图9是示意性地示出由计算部91计算出的频率的图。图9的纵轴表示频率，横轴表示时间。在图8和图9中，用被圆圈包围的数字将在相同时刻计算出的电流振幅和频率建立对应。例如，在图8中用圆圈包围的“3”所例示的电流振幅和在图9中用圆圈包围的“3”所例示的频率是在相同时刻计算出的。
[0065]
图10是示意性地示出由计算部91计算出的电流振幅和频率的图。在图10中，纵轴表示电流振幅，横轴表示频率。在图10中，将在相同时刻计算出的电流振幅和频率的对绘制在图表上。通过在一个轴表示电流振幅、另一轴表示频率的空间上描绘电流振幅和频率的对，能够理解什么样的电流振幅和频率的对频繁出现。
[0066]
基于以上的说明，对由计算部91进行的、在相同时刻计算出的电流振幅与频率的对的出现频度的计算进一步进行说明。计算部91在规定的学习期间内计算驱动电流的电流振幅和频率。由所述计算部91进行的电流振幅与频率的计算是按照由伺服驱动器2切换的马达3的动作模式进行的。
[0067]
图11是例示由计算部91计算出的电流振幅的时间序列数据的图。在图11中，纵轴表示电流振幅(a)，横轴表示时间(秒)。图12是例示由计算部91计算出的频率的时间序列数据的图。在图12中，纵轴表示频率(hz)，横轴表示时间(秒)。
[0068]
计算部91基于计算出的电流振幅的时间序列数据和频率的时间序列数据，计算在相同时刻计算出的电流振幅和频率的对各自的出现频度。计算部91也可以针对计算出的电流振幅和频率的所有对将出现频度存储于存储部95。另外，在针对计算出的电流振幅和频率的所有对将出现频度存储于存储部95的情况下，存储于存储部95的数据量增大。因此，采用存储容量大的存储部95，或者向上位装置传送数据。因此，计算部91为了减少存储于存储部95的数据量，将收集到的数据生成表示上述对的出现频度的2维的直方图。
[0069]
图13是例示由计算部91生成的直方图241的图。在图13中，纵轴表示频率，横轴表示电流振幅。而且，在直方图241中，电流振幅以及频率按照规定间隔分隔开而划定出多个区域。所确定的多个区域分别包含电流振幅和频率的对。而且，各个确定的区域中的颜色的浓淡表示与该区域对应的电流振幅和频率的对的出现频度，颜色越浓，表示出现频度越高。通过将电流振幅和频率的对的出现频度作为这样的直方图241存储在存储部95中，能够将用于电流振幅和频率的对的出现频度的存储的存储容量抑制为将电流振幅的规定间隔数和频率的规定间隔数相乘后的尺寸。电流振幅以及频率分别是“与监视对象设备的运转状态相关的参数”的一个例子。电流振幅与频率的对是“2种以上的参数的组合”的一例。
[0070]
在此，计算部91例如也可以将计算出的电流振幅和频率的至少一方为表示马达3的停止的规定值以下的电流振幅与频率的对从直方图241中排除。即，计算部91也可以将计算出的电流振幅和频率的至少一方为表示马达3的停止的规定值以下的电流振幅与频率的对排除而生成直方图241。
[0071]
设定部92设定用于开始测量部93的测量的触发。设定部92例如也可以在直方图241中将满足规定的触发设定条件的区域设定为触发。作为触发设定条件，例如能够举出在直方图241中出现频度为全部数据数的5％以上的电流振幅和频率。在直方图241中，作为满足这样的触发设定条件的区域，例如能够举出图13的区域r1。通过在这样的触发设定条件下设定触发，能够将最频繁地出现的马达3的动作状态作为触发。图13的区域r1是“触发范围”的一例。例如，在由计算部91计算出的电流振幅以及频率处于“触发范围”内时，开始由后述的测量部93进行的测量。即，“触发范围”用于可否开始由测量部93进行的测量的判定。
[0072]
另外，例如，触发设定条件例如也可以设为：在直方图241中出现频率为规定值以上的区域内频率最高。在图13的例子中，满足这样的触发设定条件的区域也能够举出图13的区域r1。通过在这样的触发设定条件下设定触发，能够将出现频率高且马达3的旋转频率高作为触发。
[0073]
另外，触发设定条件也可以是在直方图241中出现频率为规定值以上的区域内电流振幅最大的区域。在直方图241中，作为满足这样的触发设定条件的区域，例如能够举出图13的区域r2。通过在这样的触发设定条件下设定触发，能够将出现频率高且马达3的转矩
大作为触发。
[0074]
此外，设定部92也可以将直方图241显示于显示器等，使用户指定设定为触发的区域。频率以及电流振幅与马达3的动作模式相应地变动，因此例如在希望进行“动作b”(参照图4)中的马达3的异常检测的情况下，在直方图241上指定与“动作b”对应的区域即可。
[0075]
然后，设定部92将所设定的触发存储于存储部95。图14是示意性地示出在直方图241上设定为触发的区域的图。图14的纵轴表示频率，横轴表示电流振幅。在图14中，例示了被设定为触发的区域r3。区域r3是频率范围为a1以上且a2以下、电流振幅范围为b1以上且b2以下的矩形。在区域r3被设定为触发的情况下，后述的测量部93在由计算部91计算出的频率为a1以上且a2以下、且由计算部91计算出的电流振幅为b1以上且b2以下的情况下，开始测量。
[0076]
在由计算部91计算出的电流振幅和频率属于由设定部92设定为触发的区域内时，测量部93进行用于检测马达3的异常的测量。测量部93例如测量向马达3供给的电流波形所包含的谐波含有率。测量部93例如通过对向马达3供给的电流波形进行快速傅里叶变换(fft)来求出其基波以及n次谐波(n为2以上的整数)。然后，测量部93通过计算2次以上的谐波相对于基波的比例，来测量谐波含有率。谐波含有率是“表示监视对象设备的状态的参数”的一例。
[0077]
通知部94在由测量部93测量出的谐波含有率超过存储于存储部95的阈值的情况下，通知异常。作为通知异常的手段，能够举出警报声的输出、向显示器输出警告消息、基于电子邮件的通知等。
[0078]
存储部95例如是eeprom。在存储部95中存储由设定部92设定的触发、通知部94使用的阈值。另外，也可以在存储部95中存储测量部93执行测量的测量时间。监视装置9是“监视装置”的一例。
[0079]
图15是示出设定部92设定电流振幅及频率的范围的处理的处理流程的一例的流程图。以下，参照图15，对设定部92设定电流振幅及频率的范围的处理的处理流程的一例进行说明。
[0080]
在t1中，将plc1、伺服驱动器2、马达3连接而构建伺服系统100。而且，伺服驱动器2的伺服控制部22根据来自plc1的指令信号，以规定的动作模式(例如，图4的动作a)开始驱动马达3。
[0081]
在t2中，监视装置9的计算部91计算向马达3供给的驱动电流的电流振幅和频率。计算部91在规定时间内持续进行向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率的计算。进而，计算部91计算在相同时刻计算出的电流振幅与频率的对的出现频度。
[0082]
在t3中，伺服驱动器2的伺服控制部22切换马达3的动作模式。伺服控制部22例如在以动作模式“动作a”驱动马达3的情况下，可以切换为动作模式“动作b”来驱动马达3。在针对马达3的全部动作模式完成了向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率的记录的情况下(t4为“是”)，处理进入t5。在针对马达3的全部动作模式未完成向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率的记录的情况下(t4为“否”)，处理进入t2。
[0083]
在t5中，监视装置9的设定部92设定触发。设定部92也可以基于在t2中由计算部91计算出的电流振幅以及频率来计算直方图241，在直方图241中，将满足规定的触发设定条件的区域设定为触发。另外，设定部92也可以将直方图241显示于显示器等，使用户指定设
定为触发的区域。
[0084]
图16是示出监视装置9检测马达3的异常的处理的处理流程的一例的图。在图16中，对在由计算部91计算出的电流振幅以及频率进入到被设定为触发的区域内的期间持续进行测量部93的测量的情况进行说明。以下，参照图16，对监视装置9检测马达3的异常的处理的处理流程的一例进行说明。
[0085]
在t11中，计算部91计算向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率。在计算出的电流振幅以及频率例如属于在图15的t5中被设定为触发的区域内的情况下(t12为“是”)，处理进入t13。在计算出的电流振幅和频率不属于例如在图15的t5中被设定为触发的区域内的情况下(t12为“否”)，处理进入t11。
[0086]
在t13中，测量部93测量向马达3供给的电流的电流波形所包含的谐波含有率。在测量出的谐波含有率超过了存储于存储部95的阈值的情况下(t14为“是”)，处理进入t15。在测量出的谐波含有率为存储于存储部95的阈值以下的情况下(t14为“否”)，处理进入t11。
[0087]
在t15中，通知部94通知马达3发生了异常。
[0088]
图17是示出监视装置9检测马达3的异常的处理的处理流程的另一例的图。在图17中，对测量部93的测量持续一定时间的情况下的处理流程进行说明。以下，参照图17，对监视装置9检测马达3的异常的处理的处理流程的另一例进行说明。此外，对与图16相同的处理标注相同的标号，并省略其说明。
[0089]
在t14a中，在t13中测量出的谐波含有率超过了存储于存储部95的阈值的情况下(t14a为“是”)，处理进入t15。在t13中测量出的谐波含有率为存储于存储部95的阈值以下的情况下(t14a为“否”)，处理进入t16。
[0090]
在t16中，测量部93判定测量谐波含有率的测量时间是否经过了存储于存储部95的测量时间。在经过了测量时间的情况下(t16为“是”)，处理进入t11。在未经过测量时间的情况下(t16为“否”)，处理进入t13。
[0091]
＜实施方式的作用效果＞
[0092]
在本实施方式中，基于预先计算出的向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率，设定作为触发的区域。驱动电流的电流振幅与马达3的转矩相关，驱动电流的频率与马达3的转速相关。因此，本实施方式通过基于这样的电流振幅以及频率来设定触发，从而能够不从外部输入用于开始异常检测用的测量的触发，而基于与马达3的运转状态相关的电流振幅以及频率来设定触发。并且，根据本实施方式，在由计算部91计算出的电流振幅和频率属于被设定为触发的区域内的情况下，能够检测出马达3处于期望的动作模式。因此，根据本实施方式，通过对期望的动作模式的马达3测量表示马达3的状态的谐波含有率，能够进行用于马达3的异常检测的测量。
[0093]
在本实施方式中，将由计算部91计算出的频率以及电流振幅作为直方图241存储于存储部95。通过这样的处理，在本实施方式中，能够减少频率以及电流振幅的存储所需的存储部95的存储容量。
[0094]
另外，在本实施方式中，设定部92也能够将直方图241显示于显示器等，使用户指定设定为触发的区域。本实施方式通过具备这样的特征，能够将用户期望的区域设定为触发。
[0095]
在本实施方式中，计算部91能够将计算出的电流振幅和频率的至少一方为表示马达3的停止的规定值以下的电流振幅与频率的对排除，来生成直方图241。在本实施方式中，通过这样生成直方图241，能够避免在马达3停止的情况下测量部93进行测量。
[0096]
＜第一变形例＞
[0097]
在以上说明的实施方式中，基于电流振幅和频率的对设定使测量部93的测量开始的触发。在第一变形例中，除了电流振幅和频率以外，还基于频率的变化率来设定使测量部93的测量开始的触发。
[0098]
在第一变形例的情况下，计算部91例如可以代替直方图241而生成将电流振幅、频率以及频率的变化率分别配置于3个垂直轴的3维的直方图。图18是示意性地示出在第一变形例中在3维直方图上设定为触发的区域的图。即使在如第一变形例那样生成包含3个参数的3维的直方图的情况下，也能够基于该直方图来设定成为触发的区域。
[0099]
此外，在作为设定触发的参数而包含频率的变化率的情况下，优选选择频率的变化率接近0的区域作为成为触发的区域。作为频率的变化率接近0，例如可以举出频率的变化率在0至表示马达3的旋转速度没有变动的规定范围内。通过在3维的直方图中将频率的变化率接近0的区域指定为触发，能够将马达3的运转稳定时(以大致恒定的速度运转的状态)作为触发的条件。
[0100]
通过基于这样设定的触发开始测量部93的测量，能够更准确地测量适合在马达3的运转稳定时测量的参数。作为适合在马达3的运转稳定时测量的参数，例如能够举出通过fft计算出的谐波含有率。即，通过将马达3的运转稳定时作为触发，能够更准确地测量谐波含有率。
[0101]
＜第二变形例＞
[0102]
在以上说明的实施方式和第一变形例中，电流振幅、频率、频率的变化率被用作使马达3的异常检测用的测量开始的触发。然而，测量开始的触发所使用的参数并不限定于此，能够采用表示马达3的运转状态的各种参数作为测量开始的触发。另外，监视装置9不仅可以检测马达3的异常，还可以测量表示马达3的各种状态的参数。在第二变形例中，将马达3的温度以及马达3的温度的变化率作为测量开始的触发，开始表示马达3的状态的参数的测量。
[0103]
图19是概略地示出第二变形例的伺服系统100a的结构例的图。伺服系统100a还具备测量马达3的温度的温度传感器6，并且代替监视装置9而包括监视装置9a。监视装置9a与温度传感器6连接，取得由温度传感器6测量出的马达3的温度。温度是表示马达3的损失的物理量的一例。监视装置9a对通过伺服驱动器2的伺服控制被驱动的马达3的温度及温度的变化率进行监视，由此在马达3的运转状态为所期望的运转状态时开始表示马达3的状态的参数的测量。
[0104]
图20是示出在第二变形例中监视装置9a所具有的功能部的概略结构的图。监视装置9a具备计算部91a、设定部92、测量部93a、通知部94a以及存储部95。
[0105]
计算部91a是取得马达3的温度并且计算马达3的温度的变化率的功能部。计算部91a将从温度传感器6取得的马达3的温度存储于存储部95。计算部91a根据存储于存储部95的温度相对于时间的变化率来计算马达3的温度的变化率。另外，计算部91a通过与计算部91同样的方法，计算马达3的温度与马达3的温度的变化率的对的出现频度。然后，计算部
91a通过与计算部91同样的方法，生成表示马达3的温度与马达3的温度的变化率的对的出现频度的2维的直方图，并将生成的直方图存储于存储部95。马达3的温度以及马达3的温度的变化率分别是“参数”的一个例子。马达3的温度与马达3的温度的变化率的对是“2种以上的参数的组合”的一例。
[0106]
测量部93a在由计算部91a取得的马达3的温度以及由计算部91a计算出的马达3的温度的变化率属于由设定部92设定为触发的区域内时，开始表示马达3的状态的参数的测量。作为由测量部93a测量的表示马达3的状态的参数，能够列举马达3的速度、加速度、转矩等。
[0107]
通知部94a通知由测量部93a测量出的马达3的状态。作为通知的手段，可以举出声音的输出、向显示器输出消息、基于电子邮件的通知等。通知部94a例如也可以生成表示由测量部93a测量出的马达3的温度以及马达3的温度的变化率的图表，并使生成的图表显示于显示器。
[0108]
图21是示出第二变形例中的设定部92设定温度以及温度的变化率的范围的处理的处理流程的一例的流程图。以下，参照图21，对第二变形例中的设定部92设定温度以及温度的变化率的范围的处理的处理流程的一个例子进行说明。此外，对与图15相同的处理标注相同的标号，并省略其说明。
[0109]
在t2a中，监视装置9a的计算部91a从温度传感器6取得马达3的温度。并且，计算部91a基于从温度传感器6取得的温度，计算温度的变化率。计算部91a在规定时间内持续进行马达3的温度以及温度的变化率的计算。进而，计算部91a计算在相同时刻计算出的温度与温度的变化率的对的出现频度。
[0110]
图22是示出第二变形例中的监视装置9a对表示马达3的状态的参数进行测量的处理的处理流程的一例的图。在图22中，对在由计算部91a计算出的温度以及温度的变化率进入到被设定为触发的区域内的期间持续进行测量部93a的测量的情况进行说明。以下，参照图22，对监视装置9a对表示马达3的状态的参数进行测量的处理的处理流程的一例进行说明。此外，对与图16相同的处理标注相同的标号，并省略其说明。
[0111]
在t11a中，计算部91计算马达3的温度和温度的变化率。在计算出的温度以及温度的变化率例如属于在图21的t5中被设定为触发的区域内的情况下(t12为“是”)，处理进入t13a。在计算出的温度以及温度的变化率例如不属于在图21的t5中被设定为触发的区域内的情况下(t12为“否”)，处理进入t11a。
[0112]
在t13a中，测量部93a测量表示马达3的状态的参数。在t15a中，通知部94a通知在t13a中测量出的马达3的状态。
[0113]
图23是示出第二变形例中的监视装置9a对表示马达3的状态的参数进行测量的处理的处理流程的另一例的图。在图23中，对测量部93a的测量持续一定时间的情况下的处理流程进行说明。以下，参照图23，对监视装置9a对表示马达3的状态的参数进行测量的处理的处理流程的另一例进行说明。此外，对与图22相同的处理标注相同的标号，并省略其说明。
[0114]
在t16a中，测量部93a判定测量表示马达3的运转状态的参数的测量时间是否经过了存储于存储部95的测量时间。在经过了测量时间的情况下(t16a为“是”)，处理进入t11a。在未经过测量时间的情况下(t16a为“否”)，处理进入t13a。
[0115]
根据第二变形例，能够在马达3的运转状态为期望的运转状态时开始测量表示马达3的状态的参数。另外，在第二变形例中，作为表示马达3的运转状态的参数，采用了马达3的温度以及马达3的温度的变化率，但表示马达3的运转状态的参数并不限定于此。作为表示马达3的运转状态的参数，例如能够举出马达3的温度与设置有马达3的房间的室温之间的温度差、马达3的加速度、马达3的速度等。
[0116]
根据第二变形例，能够通过通知部94a通知马达3的运转状态为所希望的运转状态时的马达3的状态。并且，在第二变形例中，在将由测量部93a测量出的马达3的状态图表化并显示于显示器的情况下，监视装置9a能够以视觉上容易理解的方式提示所希望的运转状态下的马达3的状态。
[0117]
在第二变形例中，基于马达3的温度以及温度的变化率双方来设定使测量部93a开始测量的触发，但也可以基于马达3的温度以及温度的变化率中的至少一方来设定使测量部93a开始测量的触发。
[0118]
＜其他变形例＞
[0119]
在以上说明的实施方式中，对马达3为伺服马达的情况进行了说明，但马达3并不限定于伺服马达。马达3例如也可以是感应马达。另外，马达3并不限定于交流电动机，也可以是直流电动机。另外，在本实施方式中，说明了通过监视装置9监视马达3的方式，但监视装置9也可以将马达3以外的设备作为监视对象。作为监视装置9设为监视对象设备，例如能够举出加压输送流体的泵、制作水蒸气、温水的锅炉、空调机、加湿器、在农业作业中使用的室内供暖机、二氧化碳产生器等。
[0120]
在以上说明的实施方式中，基于向马达3供给的驱动电流的电流振幅以及频率双方来设定使测量部93开始测量的触发，但也可以基于驱动电流的电流振幅以及频率中的至少一方来设定使测量部93开始测量的触发。
[0121]
在以上说明的实施方式中，与伺服驱动器2分开地准备了监视装置9，但监视装置9也可以内置于伺服驱动器2。
[0122]
以上公开的实施方式、变形例能够分别组合。
[0123]
＜附记1＞
[0124]
一种监视装置(9)，其具备：存储部(95)，其存储触发范围，该触发范围用于判定可否开始测量表示监视对象设备(3)的状态的参数；计算部(91、91a)，其计算与上述监视对象设备(3)的运转状态相关的参数；以及测量部(93、93a)，在由所述计算部(91、91a)计算出的所述参数进入到所述触发范围内时，所述测量部(93、93a)开始测量表示所述监视对象设备(3)的状态的参数。

技术特征：
1.一种监视装置，所述监视装置具备：存储部，其存储触发范围，所述触发范围用于判定可否开始测量表示监视对象设备的状态的参数；计算部，其计算与所述监视对象设备的运转状态相关的参数；以及测量部，在由所述计算部计算出的所述参数进入到所述触发范围内时，所述测量部开始测量表示所述监视对象设备的状态的参数。2.根据权利要求1所述的监视装置，其中，所述计算部计算与所述监视对象设备的运转状态相关的2种以上的参数，生成表示在相同时刻计算出的所述2种以上的参数的组合的出现频度的直方图，并使所生成的直方图存储于所述存储部，所述监视装置还具备设定部，所述设定部基于所述直方图设定所述触发范围。3.根据权利要求2所述的监视装置，其中，所述设定部将所述直方图输出至显示部，将所输出的所述直方图中被指定的范围设定为所述触发范围。4.根据权利要求2所述的监视装置，其中，所述计算部将所述2种以上的参数中的至少1种参数为表示所述监视对象设备的停止的阈值以下的所述组合排除，来生成所述直方图。5.根据权利要求2所述的监视装置，其中，所述监视对象设备包括电动机，所述计算部还计算对所述电动机进行驱动的交流电流的频率的变化率，所述设定部将所述直方图中的、所述变化率处于表示所述电动机的稳定运转的规定范围内的区域设定为所述触发范围。6.根据权利要求1所述的监视装置，其中，所述监视对象设备包括电动机，所述参数是从所述电动机的温度、所述电动机的所述温度的变化率、所述电动机的所述温度与设置有所述电动机的房间的室温之间的温度差、所述电动机的加速度以及所述电动机的速度的组中选择的。7.根据权利要求1至6中任一项所述的监视装置，其中，所述监视装置还具备通知部，所述通知部通知由所述测量部测量出的表示所述监视对象设备的状态的参数。

技术总结
本发明提供监视装置，即使不设置外部触发器，也能够在监视对象设备处于期望的运转状态时开始测量表示监视对象设备的状态的参数。本监视装置具备：存储部，其存储触发范围，该触发范围用于判定可否开始测量表示监视对象设备的状态的参数；计算部，其计算与上述监视对象设备的运转状态相关的参数；以及测量部，在由上述计算部计算出的上述参数进入到上述触发范围内时，该测量部开始测量表示上述监视对象设备的状态的参数。设备的状态的参数。设备的状态的参数。


技术研发人员：山本奈穗 矢野慧介
受保护的技术使用者：欧姆龙株式会社
技术研发日：2023.01.29
技术公布日：2023/8/16