具有检测噪音产生原因的学习功能的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有检测噪音产生原因的学习功能的控制装置。该控制装置是进行控制对象物(2,2A～2N)的控制的控制装置(3,3A～3N)，具备：噪音检测部(34)，其检测电噪音；以及学习部(41)，其观察由与控制装置的输入输出信号以及内部信号的状态以及状态变化相关的信息、与控制对象物的动作状态相关的信息以及与控制装置的环境条件相关的信息中的至少一部分组成的状态变量和噪音检测部检测出的电噪音相关的噪音数据，并根据观察到的状态变量以及噪音数据来学习电噪音的产生原因。

Control device with learning function for detecting noise producing reason

The present invention provides a control device having a learning function for detecting the causes of noise. The control device is control object (2,2A ~ 2N) control device control (3,3A ~ 3N), with the noise detection unit (34), the detection of electrical noise; and (41), the Ministry of learning by observation of input and output signals of the control device and the internal signal states and state changes the related information, and operation control object and the information associated with the control device of the environment information in at least a portion of the electrical noise detection and noise detection of state variables related to the noise data, causes and according to the observed state variables and noise data to learn electrical noise.

【技术实现步骤摘要】
具有检测噪音产生原因的学习功能的控制装置
本专利技术涉及一种具有检测噪音产生原因的学习功能的控制装置。
技术介绍
广泛进行通过控制装置控制控制对象物的情况，例如通过数值控制装置控制机床，通过机器人控制装置控制机器人。这种控制装置的错误动作的原因之一为存在电噪音(噪声)(以下有时简称为噪音)。作为防止噪音造成的错误动作的策略，考虑去除噪音的产生原因的方法和抑制噪音的混入的方法等。例如是从周围电气切断噪音产生源的方法和为了不受噪音的影响而屏蔽信号路径的方法等。为了进行这样的对策，确定噪音的产生原因(噪音源)变得重要。为了在机床等的控制装置中确定噪音的产生原因，一般采用在机械的设置现场使用示波器等测定装置观测噪音的方法。在通过使控制装置的内部信号、输入输出信号等发生变化，并且根据该变化使机械的动作状态发生变化的状态下进行噪音的观测。但是，为了进行这种噪音测定，控制装置的服务人员需要拿着测定器材前往机械的设置场所，产生高额的服务费用，因此并不理想。进一步，大多会根据状况间歇地产生伴随错误动作的噪音故障，其观测大多需要较长时间。日本特开2005-159988号公报(专利文献1)公开了在进行热水供给控制运行的热水供给系统中，在检测出噪音时存储与噪音产生状况相关的信息。但是，在专利文献1中公开的技术中，服务人员需要根据所存储的信息来调查噪音的产生原因。日本特开2015-50903号公报(专利文献2)公开一种检测电源装置所释放的电磁波的电磁波噪音检测装置。在专利文献2公开的技术中，当检测出阈值以上的电磁波噪音时，服务人员需要进一步收集与噪音产生状况相关的信息，并在此基础上调查噪音的产生原因。以上，自动收集了噪音产生状况相关的信息，但是没有自动确定噪音的产生原因。如果能够自动确定噪音的产生原因，则服务人员以外的机械使用者能够进行针对噪音产生原因的对策，或者在服务人员进行对策时也能够立刻进行对策，因此能够降低服务费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有自动确定噪音的原因的噪音分析功能的控制装置。本专利技术的一个实施方式的控制装置是进行控制对象物的控制的控制装置，具备：噪音检测部，其检测电噪音；以及学习部，其观察由与控制装置的输入输出信号以及内部信号的状态以及状态变化相关的信息、与控制对象物的动作状态相关的信息以及与控制装置的环境条件相关的信息中的至少一部分组成的状态变量和噪音检测部检测出的电噪音相关的噪音数据，并根据观察到的状态变量以及噪音数据来学习电噪音的产生原因。噪音检测部虽然测定控制装置内部的噪音量，但是测定部位不限定于一个部位，可以是多个部位。进一步，噪音检测部也可以接收即使是在控制装置外也可能有影响的噪音量的测定值，与控制装置内部的噪音量的测定值合成后设为噪音数据。从有可能与电噪音的产生相关的事项、例如从控制装置的外部输入到控制装置的信号(各种操作开关的状态、各种传感器的值等)的状态以及变化量、从控制装置输出到外部的信号(显示灯的开/关信号、冷却剂的控制信号、门开闭控制信号等)的状态以及变化量、控制对象物的动作状态(电动机的速度、加速度、加加速度等)、控制装置的动作状态(控制部的处理器的负荷状况、通信部的频带使用状况等)、如果存在附近的其他控制装置则为其动作状态、放置控制装置的环境条件(温度、湿度等)中选择状态变量。学习部例如通过有教师学习的方法来学习状态变量相对于噪音数据的值的相关关系。另外，噪音检测部可以不对多个场所的噪音量的测定值进行合成，而学习部可以分别对多个场所的噪音量的测定值进行学习。根据作为学习结果所得到的学习模型来确定噪音的产生原因。学习部构成为，具有：状态观测部，其被输入状态变量以及噪音数据；噪音源学习部，其根据状态变量以及噪音数据学习状态变量对电噪音的影响情况；以及噪音源决定部，其根据噪音源学习部的学习结果来决定噪音的产生原因。噪音源学习部构成为，具有：标签计算部，其根据噪音数据计算标签值；以及决策树学习器，其将状态变量设为输入向量，学习对标签值的决策树。另外，噪音源学习部也可以构成为，具有：标签计算部，其根据噪音数据计算检测标签值；神经网络学习器，其将状态变量设为输入，并具有计算计算标签值的神经网络函数；以及函数更新部，其根据计算标签值和检测标签值的比较结果来更新神经网络函数，使得计算标签值和检测标签值一致。控制装置具有通信部，其对包括错误检出码或错误纠正码的数据进行通信，根据所通信的数据的错误检出码或错误纠正码来检测通信错误的产生，该控制装置可以决定在产生通信错误时将噪音数据设为有噪音，在没有产生通信错误时将噪音数据设为无噪音。进一步，可以经由通信网络与其它控制装置能够相互通信地连接，与其它控制装置交换或共享上述学习部的学习结果。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的机械系统的整体结构的图。图2是表示一台机械的概略结构的图。图3是表示第一实施方式的与学习相关的处理的流程图。图4是表示第二实施方式的噪音源学习部的结构的图。图5是表示在第二实施方式中得到的决策树的例子的图。图6是表示第二实施方式的与学习相关的处理的流程图。图7是表示第三实施方式的噪音源学习部的结构的图。图8是表示第三实施方式的机械学习的动作流程的流程图。图9是表示神经元的模型的示意图。图10是表示具有三层权值的神经网络的示意图。具体实施方式图1是表示本专利技术第一实施方式的机械系统的整体结构的图。第一实施方式的机械系统具有多个机械1A、1B、……、1N。例如，机械是机床、锻压机械、注射成形机、工业机械或者各种机器人，在工厂内相邻地配置多台。这里，以机床为例进行说明，但是不限定于此。机械1A、1B、……、1N具有控制对象物2A、2B、……、2N以及控制装置3A、3B、……、3N。控制对象物2A、2B、……、2N是车床、铣床、加工中心等的加工部，由控制装置3A、3B、……、3N进行数值控制。控制装置3A、3B、……、3N是数值控制(ComputerNumericalControl:CNC)装置，分别搭载有学习部4A、4B、……、4N。包括学习部4A、4B、……、4N的控制装置3A、3B、……、3N在计算机中通过软件或固件来实现。控制装置3A、3B、……、3N通过网络可相互通信地进行连接。控制装置3A、3B、……、3N根据来自成为输出整体的控制指令的主机的机械(或者专用的整体控制装置)的指令进行动作。另外，也考虑将实现学习部的计算机等附属设置在以往的CNC装置上从而实现上述结构，这种情况下，包括CNC装置和附属的计算机而称为控制装置。无论怎样，学习部的实现方法有各种可能，不特别限定。图2是表示一台机械的概略结构的图。图2的机械是图1的机械1A、1B、……、1N中的1台，其控制装置与其它机械的控制装置可通信地进行连接。机械具有控制对象物2、控制装置3。控制对象物2除了机床的机械部分，还具有包括电动机的驱动部21、传感器22。这里，驱动部21虽然具有噪音传感器23，但是不一定要设置噪音传感器23。控制装置3具有NC控制部31、通信部32、噪音检测部34以及学习部4。NC控制部31被广泛地用于机床的数值控制，所以不特别限定。通信部32进行和图1所示的其它机床以及专用的整体控制装置之间的通信，接收在该机床中的动作指令，并且将与该机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，用于进行控制对象物的控制，其特征在于，该控制装置具备：噪音检测部，其检测电噪音；以及学习部，其观察由与上述控制装置的输入输出信号以及内部信号的状态以及状态变化相关的信息、与上述控制对象物的动作状态相关的信息以及与上述控制装置的环境条件相关的信息中的至少一部分组成的状态变量和上述噪音检测部检测出的电噪音相关的噪音数据，并根据观察到的上述状态变量以及上述噪音数据来学习上述电噪音的产生原因。

【技术特征摘要】
2015.12.24 JP 2015-2515641.一种控制装置，用于进行控制对象物的控制，其特征在于，该控制装置具备：噪音检测部，其检测电噪音；以及学习部，其观察由与上述控制装置的输入输出信号以及内部信号的状态以及状态变化相关的信息、与上述控制对象物的动作状态相关的信息以及与上述控制装置的环境条件相关的信息中的至少一部分组成的状态变量和上述噪音检测部检测出的电噪音相关的噪音数据，并根据观察到的上述状态变量以及上述噪音数据来学习上述电噪音的产生原因。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，上述学习部具有：状态观测部，其被输入上述状态变量以及上述噪音数据；噪音源学习部，其根据上述状态变量以及上述噪音数据学习上述状态变量对上述电噪音的影响情况；以及噪音源决定部，其根据上述噪音源学习部的学习结果来决定上述噪音的产生原因。3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，上述噪音源学习部具有：标签计算部，其根据上述噪音数...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤和宏，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP