(57)【要約】【課題】  搬送路を走行中の搬送装置の異常診断を効率的に行うこと。【解決手段】  搬送路の所定箇所に超音波検出装置を配設する。搬送装置が所定箇所を通過する毎に、超音波検出装置を用いて搬送装置からの超音波を検出し（Ｓ１）、検出された超音波の特性値を計算する（Ｓ４）。搬送装置が所定箇所を通過する毎に順次計算される特性値が所定のしきい値を超えることが連続して所定回数を超えると（Ｓ７，ＹＥＳ）、当該搬送装置は異常であると判定する（Ｓ９）。【選択図】  図４
2009115606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路に沿って物品を搬送する搬送装置の異常を診断する異常診断方法であって、
前記搬送路の所定箇所に、通過する搬送装置から間隔をおいて超音波検出装置を配設し、
前記搬送装置が前記所定箇所を通過する毎に前記搬送装置からの超音波を検出し、
検出された超音波の特性値を計算し、
前記搬送装置が前記所定箇所を通過する毎に順次計算される前記特性値が所定のしきい値を超えることが連続して所定回数を超えたときに、当該搬送装置は異常であると判定する
ことを特徴とする異常診断方法。
【請求項２】
前記搬送装置は自走式車体搬送ハンガーであることを特徴とする請求項１に記載の異常診断方法。
【請求項３】
前記特性値は、波高率、波形率、衝撃指数、間隙率、クートシス値のうちの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の異常診断方法。
【請求項４】
更に、前記特性値に基づいて異常の種類を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の異常診断方法。
【請求項５】
搬送路に沿って物品を搬送する搬送装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記搬送路の所定箇所に、通過する搬送装置から間隔をおいて配設される超音波検出手段と、
前記搬送装置が前記所定箇所を通過する毎に前記超音波検出手段により検出される前記搬送装置からの超音波の特性値を計算する計算手段と、
前記搬送装置が前記所定箇所を通過する毎に順次計算される前記特性値が所定のしきい値を超えることが連続して所定回数を超えたときに、当該搬送装置は異常であると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置の異常診断方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装工程等の生産ラインにおいて、ボディを搬送するための装置として自走式の搬送装置が使用される。一般には、搬送路上に多数の自走式搬送装置が使用される。累積走行距離や搬送重量は個々に異なるため、個別に経時劣化等に伴う異常診断を行う必要がある。
【０００３】
従来、このような異常診断は、定期的な一斉点検において駆動部内部を分解するなどして行っていた。しかし、その際には生産ラインを止める必要があるなど、効率のよいものではなかった。
【０００４】
そのため、自走式搬送装置の駆動部内部を分解することなしに、走行中に個別に異常の有無を判断できる仕組みが望まれている。
【０００５】
なお、転がり軸受やボールねじ等を含む一般的な機械装置の異常を診断する手法については、さまざまな手法が提案されている。例えば、特許文献１は、機械装置の転動装置から離隔して設置した超音波センサを用いて、転動装置の転動接触面で発生する超音波領域の摩擦音を検出し、検出した摩擦音の信号を予め定めた判定基準値と比較することにより、転動装置の潤滑状態の異常の有無を判定する技術を開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６４３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、搬送路を移動する搬送装置の超音波検出による異常診断を開示したものではない。
【０００８】
本発明は、搬送路を走行中の搬送装置の異常診断を効率的に行うことができる異常診断方法及び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】
本発明の一側面によれば、搬送路に沿って物品を搬送する搬送装置の異常を診断する異常診断方法であって、前記搬送路の所定箇所に、通過する搬送装置から間隔をおいて超音波検出装置を配設し、前記搬送装置が前記所定箇所を通過する毎に前記搬送装置からの超音波を検出し、検出された超音波の特性値を計算し、前記搬送装置が前記所定箇所を通過する毎に順次計算される前記特性値が所定のしきい値を超えることが連続して所定回数を超えたときに、当該搬送装置は異常であると判定することを特徴とする異常診断方法が提供される。
【００１０】
この異常診断方法によれば、前記特性値が所定のしきい値を超えることが連続して所定回数を超えたときに、当該搬送装置が異常であると判定するので、突発的な外乱等に影響されることなく、正確に異常を報知することができる。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記搬送装置は自走式車体搬送ハンガーである。
【００１２】
この場合、自走式車体搬送ハンガーの駆動部、駆動車輪などの異常状態を検出しこれを報知することができる。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記特性値は、波高率、波形率、衝撃指数、間隙率、クートシス値のうちの少なくともいずれか１つであることが好ましい。
【００１４】
これらの特性値は、異常が発生しやすい軸受等に用いられるベアリングの大きさや回転速度等の影響を受けにくいため、正確な異常診断を行うことができる。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、更に、前記特性値に基づいて異常の種類を判定することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、異常の種類を容易に知ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、搬送路を走行中の搬送装置の異常診断を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る搬送システムの構成を示す図である。本実施形態では、一例として自動車の塗装工程に使用される搬送システムについて説明する。
【００２０】
１は、塗装前のボディ（ホワイトボディ）を留置したストレージ場から塗装工程ラインへと渡された搬送路としての１本のガイドレールである。２，２は、ホワイトボディを搬送するための、１本のガイドレール１に案内される複数のモノレール式搬送装置である。説明のため搬送装置２は２台だけ示されているが、より多数の搬送装置２が使用されうる。
【００２１】
この搬送装置２は、ガイドレール１に沿って配設された給電・制御ライン３を介して供給される電力で自走する自走式電車である。また、搬送装置２は、ガイドレール１上に設けられる駆動輪部４と従動輪部５とで、車体を懸架するハンガー６上部の前後２箇所を吊り下げるように構成されている。したがって、この搬送装置２は自走式車体搬送ハンガーともよばれる。
【００２２】
図２に、駆動輪部４の構成例を示す。（ａ）はガイドレール１に沿う進行方向に対して真横から見た側面図、（ｂ）は進行方向から見た正面図である。
【００２３】
ガイドレール１は、（ｂ）に示されるように、断面Ｉ型の鋼材であり、上部レール部材１ａと、下部レール部１ｂと、両レール部材１ａ及び１ｂを連結するレール本体部１ｃとで構成されている。
【００２４】
４０は、ガイドレール１の片側でガイドレール１の上下に突出する縦長の基部である。この基部４０のガイドレール１側とは反対側に、給電・制御ラインから供給される電力と制御信号とによって制御されるモータ７が取り付けられる。その出力軸は、基部４０を介してガイドレール１側において、オーバハング荷重による疲労破損等を回避するための軸受８を介して駆動プーリ９と連結される。基部４０の上部には受動プーリ１１が取り付けられ、タイミングベルト１０を介して駆動プーリ９と連結される。１３は、上部レール部材１ａに乗った駆動輪であり、軸受１２を介して受動プーリ１１と連結されている。
【００２５】
また、駆動輪１３の真下位置に対して前後方向に等距離離れた位置には、上部レール部材１ａ及び下部レール部１ｂをそれぞれ左右両側から挟む左右一対、前後２組のサイドローラ１４ａ，１４ｂ及び１５ａ及び１５ｂが設けられている。
【００２６】
従動輪部５は概ね、上記した駆動輪部４から、モータ７、駆動プーリ９、タイミングベルト１０、受動プーリ１２等を除いた構成である。
【００２７】
このような構成より、搬送装置２はモータ７の駆動に応じて走行することが可能である。
【００２８】
次に、本実施形態における、搬送装置２の異常診断を行うための構成を説明する。図３は、本実施形態における異常診断システムの構成を示すブロック図である。
【００２９】
搬送装置の経時劣化によって、各部に使用される軸受等から異音が発生する。具体的には、車軸の摩耗、軸受のグリス流出、駆動輪のタイヤゴム硬化による割れ等に起因する異音が発生する。したがって、この異音を検出し分析することにより異常診断を行うことができる。そこで、本実施形態では、例えば図１の２０に示されるような、ガイドレール１の高さ位置で、図２に示されるように駆動輪部４から所定距離Ｌだけ離した位置にマイクロホン２１を設置して搬送装置２からの異音を収集する。
【００３０】
自動車工場内は一般に騒音が大きく、騒音の影響を受けずに異音だけを収集することは困難である。しかし、搬送装置の軸受等から異常時に発生する異音は、可聴域から超音波域に亘る広い周波数帯域の摩擦音であり、そこから可聴域をカットして超音波域の信号を観測すれば、正常時と異常時とでその違いが顕著であることが分かっている。
【００３１】
そこで、マイクロホン２１には超音波域を含む周波数範囲（例えば、１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ）のマイクロホンを使用する。マイクロホン２１は、入力した音響信号はその音圧に応じた電気信号に変換して、サンプリングユニット２２に供給する。
【００３２】
サンプリングユニット２２は、入力アナログ信号をデジタル信号に変換し、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２６へと転送するユニットであり、アンプ２３、フィルタ２４、Ａ／Ｄコンバータ２５を備えている。アンプ２３は、入力信号を所定の増幅率で増幅する。フィルタ２４は、アンプ２３から供給された信号のうち超音波域の周波数帯（例えば４０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ）だけを抽出する。Ａ／Ｄコンバータ２５は、フィルタ２４から供給された超音波アナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３３】
また、２７は個々の搬送装置２の走行を制御する制御盤であり、プログラムされたタイミングで各搬送装置２に制御信号を送出するとともに、マイクロホン２１の位置を通過した搬送装置のＩＤをＰＣ２６に送信する。
【００３４】
ＰＣ２６は、全体の制御を司るＣＰＵ２８、ブートプログラムやデータを記憶しているＲＯＭ２９、データやプログラムを一時的に保持するとともにＣＰＵ２８のワークエリアを提供するＲＡＭ３０をはじめ、以下の構成を備える。
【００３５】
３１は液晶モニタやＣＲＴなどで構成されるディスプレイである。３２は記憶装置としてのハードディスク装置（ＨＤＤ）で、そこにはＯＳ３３、異常診断プログラム３４がインストールされている他、波形データ３５や分析データ３６を記憶する領域が確保されている。３７及び３８はそれぞれ、サンプリングユニット２２及び制御板２７を接続するインタフェース（Ｉ／Ｆ）である。３９はキーボード及びマウスである。
【００３６】
図４は、本実施形態における搬送装置の異常の有無を判断する異常診断処理を示すフローチャートである。このフローチャートに対応するプログラムは異常診断プログラム３４に含まれ、異常診断プログラム３４がＲＡＭ３０にロードされた後、ＣＰＵ２８によって実行される。なお、このフローチャートは、測定対象の搬送装置がマイクロホン２１の設置位置を１回通過するときに行われる処理を表したものであり、この処理はそれらの搬送装置がマイクロホン２１の設置位置を通過する都度、毎回行われるものである。
【００３７】
まず、搬送装置２がマイクロホン２１の位置を通過するタイミングでマイクロホン２１から収集されサンプリングユニット２２でデジタル化された所定時間長（例えば１秒間）の波形信号を取得する（ステップＳ１）。取得した波形信号は、波形データ３５としてＨＤＤ３２に格納される。またこれと共に、マイクロホン２１の位置を通過した搬送装置（電車）のＩＤを含む電車情報を取得する（ステップＳ２）。
【００３８】
次に、ステップＳ１で取得した波形信号に対して、不要成分を除去するためのフィルタ処理を行う（ステップＳ３）。
【００３９】
その後、搬送装置の異常度合を表す特性値として、ステップＳ３でフィルタ処理された波形信号の波高率を演算する（ステップＳ４）。波高率は、波形のピーク値の実効値に対する比で計算される。実効値が大きいと異常度合が大きいと判断される。ピーク値や実効値それ自体は、ベアリングの大きさや回転速度等に依存して変動するのに対し、波高率はこれらの値の比であるため、ベアリングの大きさや回転速度等の影響が少ないため、正確な判断が期待できる。計算された波高率は所定のしきい値と比較される（ステップＳ５）。
【００４０】
続いて、ＨＤＤ３２に記憶されている分析データ３６のデータ配列にステップＳ４で演算結果を格納する処理を行う（ステップＳ６）。図５に、分析データ３６のデータ構造例を示す。分析データ３６には、ステップＳ２で取得した搬送装置（電車）のＩＤである電車Ｎｏごとに、ステップＳ１で波形データを取得した日時とステップＳ４で演算した波高率が、当該電車が通過する都度、追記されていく。また、ステップＳ５における波高率としきい値との比較の結果に基づき、分析データ３６の「しきい値以上の連続発生回数」データフィールドは、当該搬送装置について、連続して波高率がしきい値以上となった回数が記録される。
【００４１】
そして、分析データ３６の「しきい値以上の連続発生回数」データフィールドの値が所定回数（例えば、１０回）以上となったかどうかを判定し（ステップＳ７）、所定回数に満たないものは正常と判定し（ステップＳ８）、所定回数以上となった搬送装置の駆動部が異常と判定し、警報を発するなどにより報知する（ステップＳ９）。
【００４２】
上述の実施形態では、搬送装置の異常度合を表す特性値として波高率を使用したが、その他のパラメータを用いてもよい。例えば、実効値の平均値に対する比を表す波形率、ピーク値の平均値に対する比を表す衝撃指数、波のつまり度合を表す間隙率、確率密度関数の広がりの程度を表すクートシス値等のパラメータを用いてもよい。あるいはこれらの特性値を組み合わせて判定に用いてもよい。
【００４３】
また、図６に示すように、発明者の実験によれば、異常箇所の損傷内容によって観測される超音波波形は顕著に異なることが分かっている。このことを利用して、例えば複数のしきい値を設けそれらと上記した特性値とを比較した結果に応じて、あるいは、周波数スペクトル分析等によって、異常の種類を判定する工程を追加することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係る搬送システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態における駆動車輪部の構成例を示す図である。
【図３】実施形態における異常診断システムの構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態における搬送装置の異常の有無を判断する異常診断処理を示すフローチャートである。
【図５】実施形態における分析データの構造例を示す図である。
【図６】異常箇所の損傷内容に応じて観測される超音波波形の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ガイドレール
２：搬送装置
３：給電・制御ライン
４：駆動輪部
５：従動輪部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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