JPH02195498A - 故障監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、故障監視装置に関し、特にプレス機械、とり
わけネットワーク対応型プレス量減の故障監視装置に関
する。

（従来の技術Ｊ３よび発明が解決しようとする課題） 近年、自動車ボディ成形用プレスラインにおいては自動
化と高速化により生産の増大に対処できるとともに多品
種・小ロフトの生産（多品種少量生産）に対してフレキ
シブルに対応できる装置。

システムが開発されている。

特にＬＡＮ　＜ローカル・エリア・ネットワーク）、Ｍ
ＡＲ（マニュファクチアリング・オートメーシコン・プ
ロトロル）対応を可能としたいわゆるネットワーク対応
型プレス機械が開発されている。

換言すればこうしたプレス機械が配される工場にはさま
ざまな技術を駆使した各種装置、つまりロボット、工作
機械、プレス機械およびこれらを制御するＮＣ（数値制
御！ｌ装置）、ＰＣ（プログラマブルコントローラ）、
ＦＣ（ファクトリ−コンピュータ）といったものがある
が、これらを十分活用して工場の生産性を上げるために
は一つのネットワークにすべての装置を接続して統合す
る必要があり、この要求を満たすべく上記ネットワーク
対応型プレス機械が開発されているといえる。

こうしたネットワーク対応型プレス概械においては、 ■　装置および各部品の信頼性の確保 ■　異なったプロセッサ間の通信の高速化と通信を外乱
の影響を受けずに確実に行なえること。

が要求される。

このうち■については通＠規約に関する課題事項として
コンピュータメーカ等により標準化が進められており、
また劣悪な環境下において外乱の影響を受けない通信形
態や施工法についても研究。

開発がなされている。

本発明は、■の信頼性の確保を具現すべくなされたもの
で、こうしたプレス機械等の故障の未然防止と故障要因
の甲期発見を計ることができる故障監視装置を提供する
ことをその目的としている。

（課題を解決するための手段および作用）そこで本発明
では、機械の各箇所に配設され、各箇所の状態をそれぞ
れ検出する複数のセンサと、前記センサの検出値を故障
に近い警戒域および故障である故障域にそれぞれ分類し
、前記センサの検出値が前記警戒域に属す場合に、該セ
ンサの配設箇所並びに該配設箇所が警戒域にあることを
表示する表示信号を出力するとともに、前記センサの検
出値が前記故障域に属す場合に、該センサの配設箇所並
びに該配設箇所が故障域にあることを表示する表示信号
を出力する表示信号出力手段と、前記□械の周囲に配設
され、前記表示信号出力手段から出力された表示信号に
応じて、前記機械の警戒箇所および故障箇所を表示する
表示手段とを具えるようにしている。

かかる構成によれば、表示手段には械の警戒箇所が表示
されるので、この表示内容に基づいて故障を予知するこ
とができる。また、表示手段に機械の故障箇所が表示さ
れるので、故障原因の甲明発見が図られる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明に係るプレス機械の故障監視
装置の実施例について説明する。なお実施例では故障監
視装置をネットワーク対応型プレス機械に適用した場合
を想定している。

第２図は、ネットワーク対応型プレス機械のブロック構
成例を、第１図は、第２図に示すプレス機械のライン構
成をそれぞれ概念的に示す図である。

一般にネットワーク化によるメリットは、個々の機械の
コントロール礪能を人間ではなくて上位コンピュータに
持たせることができるという点にある。

すなわち、第２図からも明らかなようにプレス機械１０
０に与えられるインプット情報（ネットワーク用）１０
１、つまりたとえば材料投入量、起動・停止、加速・減
速、型および生産スケジュール等々に関する各情報およ
びプレス機械１００から出力されるアウトプット情報（
ネットワーク用）１０２、つまりたとえば生産量、不良
品数ω、故障旧聞、停止原因Ｊ３よびステータスｎ報等
々に関する各・ｎ報（よ、人間の動作判断を介すること
なくデータ通信によって直接アクセスする。なお、ここ
にステータス情報とは、軸受温度、油温、荷重分布、主
要部の振動分相なとの機械固有のデータである。

さらにいえは°、同図において従来のプレス機械のブロ
ック構成としては、同図に二ｉＲ線で囲まれた部分のみ
であったが、ネットワーク化により、統括部１０５、監
視・指令部（ファクトリ−コンピュータ）１０６、コン
トロール部（プログラマブルコンピュータ）１０４を介
してブレス機械制御用のプロセス情報１０３がプレス機
械１００に与えられるとともに統括部１０５、監視・指
令部１０６、コントロール部１０４を介してインプット
情報１０１がプレスＰ３械１００に与えられる。

同様にプレス機械１００からは、アウトプット情報１０
２およびプロセス情報１０３がコントロール部１０４、
監視・指令部１０６を介して統括部に送られることにな
る。さらにプレス機械以外の他の工作義戦についても、
コントロール部１０４、監視・指令部１０６とそれぞれ
同機能のコントロール部１０４’　、監視・指令部１０
６′を中心とするネットワーク化によりインプット・ア
ウトプット情報が人間の動作判断を介することなくデー
タ通信によって直接アクセスすることができることにな
る。

さて、上記プレス機械１００の具体的なライン構成は概
略的に第１図に示すように、基本的にデイスタック装置
（材料役人１置）１００ａ、ダブルアクション（複動）
プレス１ｏｏｂ、ターンオーバ装置（製品反転装置＞１
００Ｇ、トランスファプレス１００ｄおよびパイリング
ロボット１００ｅから成っている。無人搬送台車１００
ｆはデイスタック装置１００ａに材料を搬送する。

さらにプレス機械１００の各場所にはオペレータおよび
保全マンに視認し得る態様で表示装置（たとえばＣＲＴ
を中心として構成される）Ｆ１〜Ｆ８およびＣ１が配設
されている。なお上記表示装置Ｆ１〜「８は単色表示を
行なう表示装置であり、表示装置Ｃ１はカラー表示のラ
イン総括用青水装置である。

さて、プレス機械に限らず□械設備の信頼性は、修復に
長時間を要する故障の発生確率と、故障したあとの復帰
時間に大きく左右されることは明白である。特に大型プ
レスは械の重大故障は、代替機による生産継続などの代
替手段も難しい場合が多く、長時間停止は生産にも大き
く影響を及ぼす。

したがって事前に故障箇所の予知ができ、交換部分など
の予備があれば被害を最小にとどめることができ、信頼
性を大幅に向上さゼることができる。

また、実際に故障が起きた場合であっても故障箇所並び
に故障の種別がわかれば、短時間で修理を行ない正常な
状態に復帰することができる。

以下、実施例における故障箇所の予知並びに故障診断別
能について説明する。

最近の大型プレスラインで使用しているセンサは２００
〜４００個程度であるが、実施例では概ね１１００個を
想定している。この中には、−膜制御用の他上記故障箇
所の予知並びに故障診断を目的としたアナログ用が含ま
れていて、前者には、ＬＳ（リミットスイッチ）　、Ｐ
ＲＯＸ　（プロキシミティスイッチ）、ＰＳ（プレッシ
ャスイッチ）、ＳＹＮ　（シンクロ発信！！りなどが使
われており、９００＠を超えている。後者のアナログセ
ンサの種類はヒートセンサ、プレッシャトランスデユー
サ、バイブレーションセンサ、レベルセンサおよびパッ
クゲージの５種類であり、プレス機械１００の２２４箇
所に配設されているものとする。

プレス機械１００の駆動系統の所要各部には、異常振動
１発熱、過負荷をそれぞれ検出するセンサが、またプレ
ス機械１００の伝導機の所要各部には、異常振動２発熱
、過電流をそれぞれ検出するセンサが、またプレス機械
１００の空油圧系統の所要各部には、油の汚れ、圧力異
常、管路つまりをそれぞれ検出するセンサが、またプレ
ス機械１００の制御・信号系統の所要各部には、制御盤
内温度上昇、クラッチブレーキ回路異常２適信異常をそ
れぞれ検出するセンサが上記アナログセンサの中から適
宜選択されて配設されている。

上記各センサの検出結果は、コントロール部１０４に入
力され、該コントロール部１０４では上記各センサの検
出結果に基づいて、駆動系統、電！ｌＪｎ、空油系統、
制御・信号系統等の異常判定を行ない表示＠置Ｆ１〜Ｆ
８．ＣＩの表示画面上に判定結果を表示するとともに上
記各センサの検出値であるアナログデータをファイルに
記録する。

第３図は、ヒートセンサの設置場所を示した表示装置Ｃ
１の表示画面の例を示す。同図に符号１〜５０で示すヒ
ートセンサはプレス機械の駆動部分の主要なすべてのこ
ろがり軸受は及びすべり軸受は部分の近傍に、またメイ
ンモータやマイクロインチングモータの軸受けに取付（
プられている。

また、上記バックゲージは、プレス成形荷重を測定する
ものであり、コンロッドやブランジシ部分等に貼着され
ている。これによって金型トライ時の荷重や生産中の金
型異常等を検出することができる。

また、上記バイブレーションセンサはプレスぼ械１００
の各部の振動を検出するセンサであり、加速度ピックア
ップ式のセンサである。これを使用しているのは、被検
出部の振動周波数が中域（１０Ｈｚ〜５００１−１ｚ）
に属していることによる。

第４図は、上記バイブレーションセンサの設置場所を示
した表示装置Ｃ１の表示画面の例を示す。

同図に符号１〜１３および黒丸で示すバイブレーション
センサは、すべて回転部分に配設されている。

第５図はバイブレーションセンサの振動判定基準を示す
グラフであり、振動周波数と振ｖＪ速度と振動変位の値
に応じて領域■〜のが設定される。

コントローラ部１０４は、バイブレーションセンサの検
出値が上記領域■〜■のいずれに属しているかを判定し
、検出値が領域■に属している場合には゛警戒域”にあ
ることを示す警告（ＷＡＲＮＩＮＧ）表示を表示装置Ｆ
１〜Ｆ８および表示部＠ｃｉにメツセージとグラフィッ
クの両方の形式でそれぞれ出力する。

また、上記バイブレーションセンサの検出値が領域■、
■に属している場合には、゛′故障域”にあるので故障
（ＦＡＵＬＴ）表示を表示装置Ｆ１〜Ｆ８および表示装
置Ｃ１にメツセージとグラフィックの両方の形式でそれ
ぞれ出力するとともにライン停止出力を出すようにする
。

他のセンサ、ヒートセンサ、パックケージ、プレッシャ
トランスデユーサ、レベルセンサについてもバイブレー
ションセンサと同様に各センサの検出値が故障ではない
が故障に近い゛警戒域″に入っている状態にある場合に
は、表示８ｆｆｉＦｌ〜Ｆ８および表示装置Ｃ１の表示
画面上に警告表示を行なう。また上記各センサの検出値
が″故障域゛′に入っている状態にある場合には、表示
装置？ｌ？Ｆ１〜Ｆ８および表示装置Ｃ１の表示画面上
に故障表示を行なう。なお、上記他のセンサはバイブレ
ーションセンサど同様に検出値が″故障域”に属してい
る場合には、安全確保のためプレス機械１００の運転を
停止するようにしている。

第６図は、表示装置Ｃ１の警告表示例（バイブレーショ
ンセンサの場合）を示す。同図に示すようにセンサ番号
（３）およびセンサの配設場所（メインモーターベアリ
ング）を示す部分に同図に斜線で示す警戒色（マゼンタ
）のカラー表示がなされ、オペレータおよび保全マンに
警告情報を与え胃る。

また、第７図は、表示装置Ｆ１〜Ｆ８の警告表示例を示
す。同図に示すようにセンサ番￥３ｉ（４５０４３ＶＳ
ＮＳ、４５０４ＶＳＮＳ）ｔｊＪ：びセンサの配設場所
（メインモータプーリスタンドベアリングライトハイ（
右側）、メインモータベアリングハイ）とともに、警告
メツセージ（ＷＲＮＧ）のメツセージ形式の表示がなさ
れ、オペレータおよび保全マンに警告情報を与え得る。

第８図（ａ）〜（ｄ）は、表示装置Ｃ１の故障表示例（
ａ滑油正異常）を示す。ＣＲＴＣｌはタッチパネル方式
によって画面の切り換えを行ない、故障診断を行なうこ
とができる。画面は階層構造になっているので、アラー
ム表示（赤点減）の部分をタッチしていけば末端の故障
箇所へたどりつくことができるようになっている。

すなわち同図［ａ）に示すように最初の画面は、プレス
機械１００の仝体栴成のグラフィック表示がなされてい
るとともに、故障箇所゛′５トランスファプレス”を示
す部分に赤色点滅がなされている。そこでオペレータが
この赤色点滅部分をタッチすると、表示装置Ｃ１の画面
は同図（ｂ）に示す表示に切換えられる。すなわち、ト
ランスファプレス１００ｄのグラフィック表示がなされ
るとともに、゛プレッシャトランスデユーサ″を示す部
分に赤色点滅がなされる。そこでオペレータがこの赤色
点滅部分をタッチすると、表示装置Ｃ１の画面は同図（
Ｃ）に示す表示に切換えられる。この場合、トランスフ
ァプレス１００ｄにおけるプレッシャトランスデユーサ
のセンサ番号と配設場所がテーブル表示されるとともに
、赤色表示によって故障箇所が特定される。さらにオペ
レータがこの赤色表示部分をタッチすると、表示装置Ｃ
１の画面は、同図（ｄ）に示す表示に切換えられる。す
なわち、プレッシャトランスデユーサの配設態様を示す
グラフィック表示がなされるとともに赤色表示によって
プレッシャトランスデユーサの検出値が赤色表示され、
さらに故障箇所が赤色点滅で表示されることになる。

また、第９図は、表示装置Ｆ１〜Ｆ８の故障表示例を示
す。同図に示すように表示装置Ｆ１〜Ｆ８の表示画面上
には、メツセージ形式の故障表示つまりたとえば、セン
サ番号（２４３３ＴＳ）および故障内容（右セーフティ
ゲートモータのオーバーヒート）および故障メツセージ
（ＦＡＬＴ）の表示がなされ、オペレータおよび保全マ
ンに故障情報を与え得る。

また、上記表示装置Ｆ１〜Ｆ８およびＣ１には、ブレス
灘械１００の生産・稼動状況を表示することができる。

すなわちプレス機械１００、アウトプット情報１０２を
介して生産・稼動状況に関するデータが自動的にコント
ロール部１０４に入力され、コントロール部１０４は、
指定された時間、シフト、ワーク番号毎に生産・稼動状
況を表示装置Ｆ１〜Ｆ８．ＣＩの表示画面上にたとえば
第１０図に示すような形式で表示する。

また、コントローラ１０４に入力されるヒートセンサ等
のアナログセンサの検出データはたとえば１０分ごとに
ファイルに記録され、かつ上位コンピュータにアップロ
ードされる。そして適宜プリンタ等の出力装置によって
記録データが出力される。第１１図は、上記プリンタに
よって出力された記録データの出力例を示す。この記録
データによって時間ごとのトレンド分析が容易となり、
ま！ζζ故障知知分析資料として使用できる。

さらにまた、前述した故障情報もフ４−マティングされ
て故障実績として適時プリントアウトすることができる
。第１２図は、故障実績のアウトプット例を示す。

ところで、システムが高度化してくると、操作手順や異
常復帰方式も複雑となりがちであるが、これを避けるた
めに一般にプロンプティングと１ＦＪｉばれている操作
ガイダンスメツセージを表示装置Ｆ１〜Ｆ８．Ｃ１は出
力し得る。たとえばオペレータがｎ１ｌｌ限範囲外のデ
ータをインプットしようとしたり、誤って別の押ボタン
を押したり、またプレス稼動中、安全棚の中に入るため
安全プラグを抜くといった誤った操作について、すべて
に適切なメツセージが表示装置Ｆ１〜Ｆ８．ＣＩに表示
されることになる。

なお、実施例ではネットワーク対応型プレス機械の適応
例について説明したが、本発明は、一般のプレスｎ械さ
らには他の工作機械についても当然適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、機械のいずれかの
箇所に故障に近い異常が生じた場合には、その箇所が表
示される。したがって、適切なメンテナンスを早急に行
なうことができ、故障を未然に防止することができる。

また、機械のいずれかの箇所で故障が発生した場合に、
故障箇所が表示されるので、故障原因の早期発見が図ら
れる。したがって、適切な修理を短時間で行なうことが
でき、機械の稼動率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるプレス別械のライン構成
を概略的に示す図、第２図は、実施例のネットワーク対
応型プレス機械の構成を概念的に示すブロック図、第３
図は、第１図に示す表示装置の表示例を示す図で、ヒー
トセンサの位置を示す図、第４図は、第１図に示す表示
装置の表示例を示す図で、バイブレーションセンサの位
置を示す図、第５図は、バイブレーションセンサの振動
判定基準を示すグラフ、第６図および第７図は、第１図
に示す表示装置の警告表示例を示す図、第８図および第
９図は、第１図に示す表示装置の故障表示例を示す図、
第１０図は、第１図に示す表示装置の生産管理の画面例
を示す図、第１１図は、アナログデータロギングのアウ
トプット例を示す図、第１２図は、故障実績のアウトプ
ット例を示す図、第１３図は、プロンプトの表示例を示
す図である。 １００・・・プレス機械、１ｏ４・・・コントロール部
、Ｆｌ−、Ｆ２．Ｆ３．Ｆ４．Ｆ５．Ｆ６．Ｃ１・・・
表水装置。 第３図 第４図 第 ス 第 囚 木 囚 第６図 第７図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機械の各箇所に配設され、各箇所の状態をそれぞれ検出
   する複数のセンサと、 前記センサの検出値を故障に近い警戒域および故障であ
   る故障域にそれぞれ分類し、前記センサの検出値が前記
   警戒域に属す場合に、該センサの配設箇所並びに該配設
   箇所が警戒域にあることを表示する表示信号を出力する
   とともに、前記センサの検出値が前記故障域に属す場合
   に、該センサの配設箇所並びに該配設箇所が故障域にあ
   ることを表示する表示信号を出力する表示信号出力手段
   と、 前記機械の周囲に配設され、前記表示信号出力手段から
   出力された表示信号に応じて、前記機械の警戒箇所およ
   び故障箇所を表示する表示手段とを具えたことを特徴と
   する故障監視装置。