(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサにより動作が検出されるアクチュエータを有する動作系が複数設けられた装置の前記動作系の故障を診断する故障診断装置において、
前記アクチュエータの動作時間を検出する動作時間検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な動作時間を記憶する動作時間記憶手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間を比較し、前記動作系の故障を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする故障診断装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間の差が小さいとき、前記動作系の軽故障と判定することを特徴とする請求項１記載の故障診断装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間の差が大きいとき、前記動作系の重故障と判定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の故障診断装置。
【請求項４】
センサにより動作が検出されるアクチュエータを有する動作系が複数設けられた装置の前記動作系の故障を診断する故障診断装置において、
前記アクチュエータの駆動動力値を検出する駆動動力値検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な駆動動力値を記憶する駆動動力値記憶手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値とを比較し、前記動作系の故障を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする故障診断装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値の差が小さいとき、前記動作系の軽故障と判定することを特徴とする請求項４記載の故障診断装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値の差が大きいとき、前記動作系の重故障と判定することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の故障診断装置。
【請求項７】
センサにより動作が検出されるアクチュエータを有する動作系が複数設けられた装置の前記動作系の故障を診断する故障診断装置において、
前記アクチュエータの動作時間を検出する動作時間検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な動作時間を記憶する動作時間記憶手段と、
前記アクチュエータの駆動動力値を検出する駆動動力値検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な駆動動力値を記憶する駆動動力値記憶手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間を比較し、前記動作系の故障を判定する第１判定手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値とを比較し、前記動作系の故障を判定する第２判定手段とを備えたことを特徴とする故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータを有する動作系の故障を診断する故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工作機械や搬送機械等では、複数のアクチュエータが用いられており、アクチュエータの動作をセンサにより検出して、アクチュエータの動作を制御している。アクチュエータを有する動作系が故障した場合、その動作が停止することから故障と判断していた。
【０００３】
そして、アクチュエータが故障した場合には、アクチュエータを工作機械や搬送機械等から外して、修理したり、あるいは新品のアクチュエータと交換したりしている。センサ等が故障した場合も同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、アクチュエータやセンサ等の動作系が故障した場合には、その動作系が動作しなくなることから故障と判断していた。従って、動作中の工作機械や搬送機械等が動作系の故障により停止した後、故障したアクチュエータやセンサ等を修理したり、交換したりしていた。このため、交換に必要な部品や新品のアクチュエータ等を故障が発生して動作が停止した後に準備することになり、修理や交換に多大の時間を要するという問題があった。
【０００５】
また、修理や交換の間、工作機械や搬送機械等の動作を停止させることになり、その間、加工や搬送が停止し、加工ラインや搬送ライン全体に影響を及ぼすという問題があった。更に、動作系が多数ある場合には、どれが故障したのか簡単には判明しないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、動作が停止する前に、簡単に故障を診断できる故障診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
センサにより動作が検出されるアクチュエータを有する動作系が複数設けられた装置の前記動作系の故障を診断する故障診断装置において、
前記アクチュエータの動作時間を検出する動作時間検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な動作時間を記憶する動作時間記憶手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間を比較し、前記動作系の故障を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする故障診断装置がそれである。
【０００８】
前記判定手段は、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間の差が小さいとき、前記動作系の軽故障と判定するようにしてもよい。あるいは、前記判定手段は、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間の差が大きいとき、前記動作系の重故障と判定するようにしてもよい。
【０００９】
また、センサにより動作が検出されるアクチュエータを有する動作系が複数設けられた装置の前記動作系の故障を診断する故障診断装置において、
前記アクチュエータの駆動動力値を検出する駆動動力値検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な駆動動力値を記憶する駆動動力値記憶手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値とを比較し、前記動作系の故障を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする故障診断装置がそれである。
【００１０】
前記判定手段は、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値の差が小さいとき、前記動作系の軽故障と判定するようにしてもよい。あるいは、前記判定手段は、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値の差が大きいとき、前記動作系の重故障と判定するようにしてもよい。
【００１１】
更に、センサにより動作が検出されるアクチュエータを有する動作系が複数設けられた装置の前記動作系の故障を診断する故障診断装置において、
前記アクチュエータの動作時間を検出する動作時間検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な動作時間を記憶する動作時間記憶手段と、
前記アクチュエータの駆動動力値を検出する駆動動力値検出手段と、
予め計測した前記アクチュエータの正常な駆動動力値を記憶する駆動動力値記憶手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された動作時間及び前記記憶された正常な動作時間を比較し、前記動作系の故障を判定する第１判定手段と、
前記動作系が複数設けられた装置での一定の動作が終了して次の新たな被対象物が搬入される１サイクル完了後に、前記検出された駆動動力値及び前記記憶された正常な駆動動力値とを比較し、前記動作系の故障を判定する第２判定手段とを備えたことを特徴とする故障診断装置がそれである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は工作機械や搬送装置等のアクチュエータ２を有する装置で、例えば、アクチュエータ２は移動台等の被対象物４を移動するように構成されている。また、アクチュエータ２による被対象物４の移動を両端で検出する一対の位置センサ６，８が設けられており、これらにより１つの動作系が形成されている。装置１にはこのような動作系が複数設けられている。
【００１３】
本実施形態では、アクチュエータ２として油圧シリンダが用いられており、アクチュエータ２はバルブ１０を介して油圧源１２に接続されている。また、油圧源１２からアクチュエータ２に供給される高圧作動油の圧力を検出する圧力センサ１４が設けられている。
【００１４】
尚、本実施形態では、圧力センサ１４が駆動動力値検出手段として働き、高圧作動油の圧力を駆動動力値として検出する。アクチュエータ２として電動モータを用いた場合には、電動モータへの供給電流を駆動動力値として検出するようにすればよい。
【００１５】
位置センサ６，８、バルブ１０、圧力センサ１４は、電子制御回路２０に接続されており、電子制御回路２０は周知のＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２６を論理演算回路の中心として構成され、外部と入出力を行う入出力回路２８にコモンバス３０を介して相互に接続されている。
【００１６】
ＣＰＵ２２は、位置センサ６，８、圧力センサ１４からの信号を入出力回路２８を介して入力する。一方、これらの信号及びＲＯＭ２４、ＲＡＭ２６内のデータや予め記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ２２は、故障を診断し、その結果に基づいて入出力回路２８を介して表示装置３２に信号を出力する。
【００１７】
次に、前述した電子制御回路２０において行われる処理について、図２、図３のフローチャートによって説明する。
まず、本実施形態では、図３に示すように、スキャン時間が経過したか否かを判断し（ステップ５０）、スキャン時間が経過していないときは経過するまで待機し、スキャン時間が経過したときには、動作時刻、駆動動力値を記憶する（ステップ５２）。本処理をスキャン時間が経過することに実行する。
【００１８】
即ち、アクチュエータ２により被対象物４が往復動されるが、その移動される被対象物４を位置センサ６，８が検出した動作時刻を検出し、その動作時刻を記憶する。また、アクチュエータ２の作動中の高圧作動油の圧力を圧力センサ１４が検出して、その圧力を駆動動力値として記憶する。この処理を装置１の各動作系について実行する。
【００１９】
次に、図２に示す判定処理について説明する。この判定処理は、複数の各動作系毎に実行され、判定処理では、まず、１サイクルが完了したか否かを判断する（ステップ１００）。１サイクルは、例えば、装置１が工作機械である場合、一定の加工が終了して、次の新たな被対象物４が搬入されるまでのサイクルである。加工が終了して次の新しい被対象物４が搬入されるまで、装置１に待機時間がある。その間、電子制御回路２０の負荷は小さく、本実施形態では、以下の判定処理を負荷の小さいときに実行する。
【００２０】
１サイクルが完了していないときには、１サイクルが完了するまで待機し、１サイクルが完了したときには、前述したステップ５０，５２の処理の実行により記憶した動作開始時刻を読み込む（ステップ１１０）。次に、同様に動作完了時刻を読み込み（ステップ１２０）、その後、動作完了時刻と動作開始時刻との差から、動作時間を計算する（ステップ１３０）。
【００２１】
続いて、予め記憶された正常な動作時間を読み込む（ステップ１４０）。正常な動作時間は、予めアクチュエータ２や移動台４、位置センサ６，８等に故障がない状態で、その正常な動作時間を計測して記憶する。動作時間とは、例えば、移動台４が位置センサ６により検出される位置から位置センサ８により検出される位置までの移動に要する時間である。
【００２２】
続いて、ステップ１３０の処理により計算した動作時間と、ステップ１４０の処理により読み込んだ正常な動作時間とを比較して、重故障か否かを判断する（ステップ１５０）。重故障とは、例えば、アクチュエータ２は現在は動作しているが、アクチュエータ２が短時間のうちに動作できなくなるような大きな異常が生じているような状態をいう。
【００２３】
重故障がアクチュエータ２に生じている場合には、アクチュエータ２の動作が遅くなったり、また、重故障が位置センサ６，８に生じている場合には、位置センサ６，８による検出が遅くなったりする。あるいは、移動台４の移動機構に重故障が生じている場合には、移動台４の移動速度が遅くなる。
【００２４】
従って、検出した動作時間と記憶された正常な動作時間とを比較して、その差が大きいときには重故障と判断する。例えば、検出した動作時間と記憶された正常な動作時間との差がある閾値以上であるときには重故障と判断する。重故障と判断したときには、異常処理を実行する（ステップ１６０）。異常処理では、例えば、異常が生じた動作系を表示装置３２に表示する。表示する際には、異常が生じたアクチュエータ２や位置センサ６，８と共に表示するようにしてもよい。
【００２５】
重故障でないと判断されたときには、軽故障か否かを判断する（ステップ１７０）。軽故障がアクチュエータ２に生じた場合には、アクチュエータ２の動作が少し遅くなる。軽故障が生じても、直ちに装置１の運転に支障が生じるわけではないが、そのまま運転を継続するといずれ重故障となるような状態を招く。例えば、アクチュエータ２の内部のオイルシールの一部が損傷しているような状態等をいう。
【００２６】
従って、検出した動作時間と記憶された正常な動作時間とを比較して、その差が比較的小さいときには軽故障と判断する。例えば、検出した動作時間と記憶された正常な動作時間との差がある比較的小さな閾値以上であるときには軽故障と判断する。軽故障と判断したときには、警告処理を実行する（ステップ１８０）。警告処理では、例えば、軽故障が生じた動作系を表示装置３２に表示する。表示する際には、軽故障が生じたアクチュエータ２や位置センサ６，８と共に表示するようにしてもよい。
【００２７】
動作時間に基づいて、ステップ１５０，１７０の処理により重故障及び軽故障ではないと判断されたときには、駆動動力値を読み込む（ステップ１９０）。本実施形態では、駆動動力値として圧力センサ１４により検出された圧力を読み込む。この圧力は、前述したステップ５０，５２の処理により、１サイクルを実行する間に予め記憶されており、その圧力を読み込む。
【００２８】
次に、予め記憶された正常な駆動動力値を読み込み（ステップ２００）、検出された駆動動力値と記憶された正常な駆動動力値とを比較して、重故障か否かを判断する（ステップ２１０）。正常な駆動動力値は、予めアクチュエータ２や移動台４、位置センサ６，８等に故障がない状態で、その正常な駆動動力値を計測して記憶する。駆動動力値とは、例えば、移動台４が移動している間のアクチュエータ２に供給される作動油の圧力である。
【００２９】
例えば、移動台４の移動機構の潤滑油供給に異常が生じて、移動台４の摺動抵抗が大きくなったような場合、動作時間は正常な動作時間に近いが、アクチュエータ２の押し力が異常に高くなる場合がある。即ち、圧力を用いた駆動動力値が大きくなる。このような故障を放置すると、短時間の内に動作できなくなる。
【００３０】
従って、検出した駆動動力値と記憶された正常な駆動動力値とを比較して、その差が大きいときには重故障と判断する。例えば、検出した駆動動力値と記憶された正常な駆動動力値との差がある閾値以上であるときには重故障と判断する。重故障と判断したときには、前述した異常処理を実行する（ステップ１６０）。
【００３１】
重故障でないと判断されたときには、検出された駆動動力値と記憶された正常な駆動動力値とを比較して、軽故障か否かを判断する（ステップ２２０）。軽故障がアクチュエータ２に生じた場合には、アクチュエータ２に供給される圧力が少し高くなる。軽故障が生じても、直ちに装置１の運転に支障が生じるわけではないが、そのまま運転を継続するといずれ重故障となる場合もある。
【００３２】
従って、検出した駆動動力値と記憶された正常な駆動動力値とを比較して、その差が比較的小さいときには軽故障と判断する。例えば、検出した駆動動力値と記憶された正常な駆動動力値との差がある比較的小さな閾値以上であるときには軽故障と判断する。軽故障と判断したときには、前述した警告処理を実行する（ステップ１８０）。
【００３３】
尚、本実施形態では、ステップ１１０〜１３０の処理の実行が動作時間検出手段として働き、ステップ１５０，１７０，２１０，２２０の処理の実行が判定手段として働く。また、ステップ１９０の処理の実行が駆動動力値検出手段として働く。更に、ステップ１５０，１７０り処理の実行が第１判定手段として、ステップ２１０，２２０の処理の実行が第２判定手段として働く。ステップ５０，５２の処理の実行が動作時間記憶手段、駆動動力値記憶手段として働く。
【００３４】
このように、動作時間又は駆動動力値に基づいて、動作系が完全に停止する前に、動作系の故障を簡単に判断できると共に、どの動作系が故障しているのかを知ることができる。よって、前もって、故障の原因となっている機器や部品を準備し、動作系が停止する前に、故障に対応した修理を行うことができるので、修理のために装置１が停止している時間を最少に抑えることができる。
【００３５】
また、軽故障及び重故障をも判断できるので、軽故障の場合には、直ちに修理をする必要はないので、装置１が動作していない休み時間や夜間に修理を行うことができる。よって、装置１を修理のために特別に停止させる必要がなく、加工ラインや搬送ライン等の中に装置１が配置されていても、ライン全体に影響を及ぼさない。
【００３６】
以上本発明はこの様な実施形態に何等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において種々なる態様で実施し得る。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の故障診断装置は、動作時間又は駆動動力値に基づいて、動作系が完全に停止する前に、動作系の故障を簡単に判断できると共に、どの動作系が故障しているのかを知ることができる。よって、前もって、故障の原因となっている機器や部品を準備し、動作系が停止する前に、故障に対応した修理を行うことができるので、修理のために装置が停止している時間を最少に抑えることができるという効果を奏する。
【００３８】
また、軽故障及び重故障をも判断するようにすると、軽故障の場合には、直ちに修理をする必要はないので、装置が動作していない休み時間や夜間に修理を行うことができる。よって、装置を修理のために特別に停止させる必要がなく、加工ラインや搬送ライン等の中に装置が配置されていても、ライン全体に影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての故障診断装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の電子制御回路において行われる判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の電子制御回路において行われるスキャン処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…装置            ２…アクチュエータ
４…移動台          ６，８…位置センサ
１４…圧力センサ    ２０…電子制御回路
３２…表示装置
【図１】
0004434350.tif 000002
【図２】
0004434350.tif 000003
【図３】
0004434350.tif 000004