CN114025938A - 挤压成形机的异常检测装置 - Google Patents
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Abstract
双轴挤压成形机(30)(挤压成形机)的异常检测装置(50a)的信号取得部(51a)(取得部)当将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机(30)(挤压成形机)处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机(30)的壳体(32)的表面上的AE传感器(20)的AE输出(M(t))。并且,判定部(53a)基于AE输出(M(t))与第1阈值(Th1)及第2阈值(Th2)的关系,判定是否在双轴挤压成形机(30)中发生了异常。
Description
技术领域
本发明涉及挤压成形机的异常检测装置。
背景技术
当固体材料变形时,已知有将到此为止积蓄的应变能量作为声波(AE波)释放的现象。并且,以往已知有通过用AE传感器检测AE波并分析其波形来检测材料的熔融状态的异常的注射成形机的材料监视装置。
例如,专利文献1所记载的注射成形机的材料监视装置通过分析AE传感器的输出,来检测未熔融的树脂原料变形或被切断时发生的AE波。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-111091号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往,不存在使用AE传感器检测挤压成形机的异常的技术。
本发明是鉴于上述而做出的,目的是提供一种能够可靠地检测挤压成形机的异常的挤压成形机的异常检测装置。
用来解决课题的手段
为了解决上述的课题、达成目的,有关本发明的挤压成形机的异常检测装置的特征在于,具备:取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出;以及判定部,基于上述输出与阈值的关系,判定在上述挤压成形机中是否发生了异常。
发明效果
有关本发明的挤压成形机的异常检测装置能够可靠地检测出挤压成形机的异常。
附图说明
图1是声发射的说明图。
图2是AE传感器的概略构造图。
图3是双轴挤压成形机的概略构造图。
图4是输出轴的剖视图。
图5是AE输出波形的说明图。
图6是有关第1实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的硬件构成图。
图7是有关第1实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
图8是表示有关第1实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
图9是有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的硬件构成图。
图10是有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
图11是有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的异常发生位置的推断方法的说明图。
图12是表示有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
图13是连续监视时的AE输出波形的说明图。
图14是有关第3实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
图15是表示有关第3实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的的流程图。
图16是有关第4实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
图17是表示双轴挤压机输出的AE输出的一例的图。
图18是表示图17所示的各AE输出的功率谱的一例的图。
图19是表示有关第4实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
图20是有关第4实施方式的第1变形例的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
图21是有关第4实施方式的第2变形例的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
图22是表示有关第4实施方式的第2变形例的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
[声发射(AE:Acoustic Emission)的说明]
在实施方式的说明之前,对为了进行在工作中的挤压成形机中是否发生了异常的判定而使用的声发射(以下称作AE)进行说明。AE是当固体材料变形时将到此为止积蓄的应变能量作为声波(弹性波、AE波)释放的现象。通过检测该AE波,能够预测固体材料的异常。AE波的频率带据说为几十kHz~几MHz左右,具有用通常的振动传感器或加速度传感器不能检测到的频率带。因而,为了检测AE波而使用专用的AE传感器。关于AE传感器详细地在后面叙述。
图1是声发射及AE传感器的说明图。如图1所示,如果在固体材料Q的内部的点P处发生变形或接触、摩擦等,则发生AE波W。AE波W从点P以放射状扩展,在固体材料Q的内部以与该固体材料Q对应的速度传播。
在固体材料Q的内部传播的AE波W被设置在固体材料Q的表面上的AE传感器20检测。并且,AE传感器20输出检测信号D。检测信号D由于是表示振动的信号,所以如图1所示那样是具有正负值的交流信号。但是,原状对检测信号D(AE波W)进行各种运算时难以处置,所以通常作为将检测信号D的负的部分半波整流后的整流波形处置。此外,在分析AE波W时,通常作为将整流波形的平方值以规定的时间平均化并取平方根所得到的值即有效值(RMS(Root Mean Square)值)处置。
AE波W的传播速度在纵波和横波中不同(纵波比横波快),但如果考虑固体材料Q的大小(传播距离),则其差可以忽视,所以在本实施方式中,不进行纵波和横波的区别而将在规定的时间内检测到的AE波W作为测量信号,作为分析的对象。
图2是AE传感器的概略构造图。AE传感器20如图2所示,在被屏蔽盒20a内包的状态下,设置在与作为检测对象的双轴挤压成形机30的壳体(桶状体)32的表面抵接而设置的导波棒21(波导引部)的前端上。导波棒21由陶瓷或不锈钢形成,使在壳体32的内部中传播的AE波W传递到AE传感器20。
使用导波棒21是因为,在双轴挤压成形机30的壳体32的表面上装接有用来使树脂原料熔融的加热器39,为200℃左右的高温,所以不能在壳体32上直接设置AE传感器20。另外,在导波棒21的前端上设置有磁体22,将导波棒21用该磁体22避开加热器39的位置而固定到双轴挤压成形机30的壳体32的表面上。或者,也可以将导波棒21的前端通过螺钉紧定而固定到壳体32的表面上。
导波棒21的另一端侧与AE传感器20的受波面20b连接。在受波面20b的上部形成有铜等的蒸镀膜20c。并且,在蒸镀膜20c的上部,设有锆钛酸铅(PZT)等压电元件20d。压电元件20d经由受波面20b接受在导波棒21的内部传递来的AE波W,输出与该AE波W对应的电信号。压电元件20d输出的电信号经由蒸镀膜20e及连接器20f作为检测信号D被输出。另外,由于检测信号D较微弱,所以为了抑制因噪声的混入带来的影响,也可以在AE传感器20的内部中设置预放大器(在图2中未图示),在将检测信号D预先放大后输出。
由于AE也通过微细的损伤或摩擦而发生,所以能够较早地发现设备的异常的征兆。此外,如图1所示,由于AE波W从点P以放射状扩展,所以只要是金属制的壳体,通过设置AE传感器20,不论是壳体的哪个位置都能够观测AE波W并取得检测信号D。另外,检测信号D的具体的分析方法后述。此外,AE传感器20由于根据种类而可检测的信号的频率带不同,所以在选择使用的AE传感器20时,希望考虑作为检测对象的双轴挤压成形机30的材质等。
以下,基于附图详细地说明有关本发明的挤压成形机的异常检测装置的实施方式。另外,并不由这些实施方式限定本发明。此外,在下述实施方式的构成要素中,包括本领域技术人员能够替换且能够容易地想到者、或实质上相同者。
[第1实施方式]
本发明的第1实施方式是在工作时检测异常的发生并进行报告的双轴挤压成形机的异常检测装置的例子。特别是,第1实施方式是用设置在双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的1个AE传感器20检测双轴挤压成形机30的异常的发生的。另外,双轴挤压成形机是一例,本发明能够对单轴挤压成形机或多轴挤压成形机等挤压成形机全部应用。
[双轴挤压成形机的概略构造的说明]
使用图3、图4,对本实施方式的双轴挤压成形机30的概略构造进行说明。图3是双轴挤压成形机的概略构造图。图4是输出轴的剖视图。
将双轴挤压成形机30对应于齿轮箱40的输出而驱动。即,齿轮箱40使马达24的旋转驱动力减速,将双轴挤压成形机30具备的两根输出轴42分别向相同的朝向旋转驱动。在输出轴42的外周上,设置有后述的螺旋体44及混合盘46,随着输出轴42的旋转,使被投入到双轴挤压成形机30中的树脂原料(聚丙烯等树脂颗粒)塑化、熔融,进行混匀、成形。使用挤压成形机的零件成形通常被连续地进行,例如成型出较长的管状的零件。即,在挤压成形机持续24小时、1周、1个月等连续运转的状态下,需要持续监视异常的发生。另外,双轴挤压成形机30是本发明的挤压成形机的一例。
另外,两根输出轴42在双轴挤压成形机30的筒状的壳体(桶状体)32的内部中隔开一定的轴间距离C而平行地配置。
图4(a)是双轴挤压成形机30的A-A剖视图。如图4(a)所示,输出轴42被插入到形成在螺旋体44上的花键孔43中。并且,通过输出轴42与花键孔43啮合,使螺旋体44在插通孔34的内部旋转。
图4(b)是双轴挤压成形机30的B-B剖视图。如图4(a)所示,输出轴42被插入到形成在混合盘46上的花键孔43中。并且,通过输出轴42与花键孔43啮合,使混合盘46在插通孔34的内部旋转。
螺旋体44例如通过以每分钟300转等的速度旋转,将被投入到双轴挤压成形机30中的树脂原料向双轴挤压成形机30的下游侧输送。混合盘46具有将多个椭圆型的盘在与输出轴42正交的方向上配置、并且将沿着输出轴42邻接的盘的朝向错开的构造。通过将邻接的盘错开配置,通过在盘间将树脂原料的流动分断,实现促进被输送的树脂原料的混匀。即,混合盘46被加热器39加热,通过对被螺旋体44输送的树脂原料赋予剪切能量,使树脂原料完全熔融。
在壳体32的内部,设有被插入各输出轴42的插通孔34。插通孔34是沿着壳体32的长边方向设置的孔,具有圆筒的一部分重合的形状。由此,螺旋体44及混合盘46能够以相互啮合的状态插入到插通孔34中。
再次回到图3,在壳体32的长边方向的一端侧,设有用来将被混匀的颗粒状的树脂原料和粉体状的填充剂的材料向插通孔34投入的材料供给口36。并且,在壳体32的长边方向的另一端侧,设有将在经过插通孔34的期间被混匀的材料排出的排出口38。此外,在壳体32的外周上,设有通过将壳体32加热而将被投入到插通孔34中的树脂原料加热的加热器39。
另外,在图3的例子中,双轴挤压成形机30的输出轴42具备两处螺旋体44和1处混合盘46,但螺旋体44与混合盘46的数量并不限定于此。例如,也可以在多处设置混合盘46而将树脂原料混匀。
[异常检测方法的说明]
在连续工作中的双轴挤压成形机30中,主要是发生两种异常的可能性较高。第1异常,是树脂原料在没有充分熔融的状态下达到混合盘46、未熔融的树脂原料在混合盘46处被挤碎的所谓压碎的发生。如果发生这样的压碎,则对于混合盘46的机械负荷上升,所以有可能造成双轴挤压成形机30的寿命的缩短,在最差的情况下双轴挤压成形机30有可能损坏。因而,在检测到压碎的发生的情况下,需要进行例如提高加热器39的设定温度来促进树脂原料的熔融等。
第2异常是螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损的发生。在未熔融的树脂原料在混合盘46处被挤碎时,在输出轴42上发生反作用力。此时,有可能输出轴42挠曲,螺旋体44、壳体32或混合盘46抵接在壳体32的内壁上。在发生了这样的抵接的情况下,由于螺旋体44、壳体32或混合盘46发生金属磨损,所以通过金属磨损产生的金属粉有可能混入到树脂材料中。输出轴42的挠曲量与未熔融的树脂原料的量成比例。因而,一旦检测到金属磨损的发生,就需要进行将投入树脂量减量或提高加热器39的设定温度来促进树脂原料的熔融等。
第1实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50a(参照图6)是用设置在双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的1个AE传感器检测上述的两种异常的装置。
根据本发明的发明人的评价实验可知,通过螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损而发生的时刻t的AE输出M(t)的大小与在树脂原料的压碎的发生时产生的AE输出M(t)的大小相比明显为较大的值。即,得到了通过将AE输出M(t)的大小比较而能够识别出是螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损还是树脂原料的压碎的发生的认识。
另外,AE传感器20只要与双轴挤压成形机30的壳体32相接,设置位置没有限制,优选的是设置在混合盘46的附近。这是为了将作为比由螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损带来的AE输出M(t)低的值的、由树脂原料的压碎的发生带来的AE输出M(t)的信号保持为可观测的大小。
图5是AE输出波形的说明图。特别是,图5(a)是发生了压碎的情况下的AE输出M(t)的例子。此外,图5(b)是在螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损的情况下的AE输出M(t)的例子。
异常检测装置50a如图5(a)所示,在检测到AE输出M(t)超过了预先设定的第1阈值Th1的情况下,判定为有可能发生了树脂原料的压碎。另外,第1阈值Th1是阈值的一例。
此外,异常检测装置50a如图5(b)所示,在检测到AE输出M(t)超过了比第1阈值Th1大的第2阈值Th2的情况下,判定为发生了螺旋体44、壳体32或混合盘46的磨损。另外,第2阈值Th2是阈值的一例。此外,异常检测装置50a除了螺旋体44或混合盘46的金属磨损以外,还能够检测发生了壳体(桶状体)32的金属磨损的情况。
另外,异常检测装置50a也可以从检测到AE输出M(t)超过了第1阈值Th1起,监视例如规定时间ta(例如1秒)的AE输出M(t),在规定时间ta的期间中AE输出M(t)没有超过第2阈值Th2的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。
另外,第1阈值Th1由于根据使用的树脂原料的种类而不同,所以事前实际进行观测AE输出M(t)的评价实验,基于在压碎的发生时产生的AE波W的强度来设定。此外,关于第2阈值Th2也同样,事前进行评价实验,基于在螺旋体44、壳体32或混合盘46金属磨损时产生的AE波W的强度来设定。
[异常检测装置的硬件构成的说明]
接着,使用图6说明第1实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50a的硬件构成。图6是有关第1实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的硬件构成图。
双轴挤压成形机30的异常检测装置50a与双轴挤压成形机30连接而使用,具备控制部13、存储部14和周边设备控制器16。
控制部13具备CPU(Central Processing Unit)13a、ROM(Read Only Memory)13b和RAM(Random Access Memory)13c。CPU13a经由总线15与ROM13b及RAM13c连接。CPU13a将存储在存储部14中的控制程序P1读出,展开到RAM13c中。CPU13a通过按照展开到RAM13c中的控制程序P1动作,对控制部13的动作进行控制。即,控制部13具有基于控制程序P1而动作的通常的计算机的构成。
控制部13还经由总线15与存储部14及周边设备控制器16连接。
存储部14是即使切断电源也保持存储信息的闪存存储器等非易失性存储器或HDD(Hard Disk Drive)等。存储部14存储包括控制程序P1的程序和在时刻t从AE传感器20输出的AE输出M(t)。控制程序P1是用来发挥控制部13具备的功能的程序。AE输出M(t)是将AE传感器20输出的检测信号D的有效值用A/D变换器17变换为数字信号后的信号。
另外,也可以将控制程序P1预先装入在ROM13b中而提供。此外,也可以构成为,将控制程序P1以能够安装到控制部13中的形式或可执行的形式的文件记录到CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disc)等可由计算机读取的记录介质中并提供。进而,也可以构成为,将控制程序P1保存到与因特网等网络连接的计算机上,通过经由网络下载来提供。此外,也可以构成为,将控制程序P1经由因特网等网络提供或分发。
周边设备控制器16与A/D变换器17、显示设备18及操作设备19连接。周边设备控制器16基于来自控制部13的指令,对连接的各种硬件的动作进行控制。
A/D变换器17将AE传感器20输出的检测信号D变换为数字信号,输出AE输出M(t)。另外,AE传感器20如上述那样经由导波棒21检测在双轴挤压成形机30的壳体32中传播的AE波W。
显示设备18例如是液晶显示器。显示设备18显示有关异常检测装置50a的动作状态的信息。此外,显示设备18在异常检测装置50a检测到双轴挤压成形机30的异常时进行报告。
操作设备19例如是重叠在显示设备18上的触摸面板。操作设备19取得与双轴挤压成形机30的异常检测装置50a的各种操作有关的操作信息。
另外,AE传感器20以在图2中说明的构成设置在双轴挤压成形机30的壳体32的表面上。此外,AE传感器20由于根据种类而可检测的信号的频率带不同,所以当选择使用的AE传感器20时,希望考虑作为计测对象的双轴挤压成形机30的材质等,选择对于预想会发生的AE波W的频率具有较高的灵敏度的AE传感器20。
[异常检测装置的功能构成的说明]
接着,使用图7说明第1实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50a的功能构成。图7是有关第1实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。异常检测装置50a的控制部13通过将控制程序P1展开到RAM13c中并使其动作,作为功能部而实现图7所示的信号取得部51a、判定部53a和报告部54a。
信号取得部51a(取得部)在将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机30处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的AE传感器20输出的检测信号D。信号取得部51a具备放大器,将检测信号D放大,并通过A/D变换器17将作为模拟信号的检测信号D的有效值变换为作为数字信号的AE输出M(t)。
判定部53a基于信号取得部51a所取得的AE输出M(t)与阈值(第1阈值Th1及第2阈值Th2)的关系,判定在双轴挤压成形机30中是否发生了异常。即,判定部53a在AE输出M(t)超过了第2阈值Th2的情况下,判定为在螺旋体44、壳体32或混合盘46上发生了金属磨损。此外,判定部53a在AE输出M(t)超过第1阈值Th1之后、持续规定时间ta小于第2阈值Th2的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。
报告部54a在判定部53a判定为在双轴挤压成形机30中发生了异常的情况下报告发生了异常。具体而言,报告部54a对显示设备18进行表示在双轴挤压成形机30中发生了异常的显示。另外,报告部54a关于检测到的异常的种类(树脂原料的压碎,螺旋体44、壳体32或混合盘的金属磨损)也进行显示。此外,报告部54a的报告方法并不限定于此,也可以通过使在图6中未图示的指示灯点亮或闪烁来进行报告,也可以通过从在图6中未图示的扬声器或蜂鸣器输出声响或声音来进行报告。
[异常检测装置进行的处理的流程的说明]
接着,使用图8说明有关第1实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50a进行的处理的流程。图8是表示有关第1实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
信号取得部51a从存储部14取得AE输出M(t)(步骤S10)。另外,信号取得部51a既可以实时地取得AE传感器20的输出,也可以通过将曾存储在存储部14中的AE输出M(t)读出来取得。
判定部53a判定是否有满足M(t)≥Th1的时刻t(步骤S11)。如果判定为有满足M(t)≥Th1的时刻t(步骤S11:是),则前进到步骤S12。另一方面,如果没有判定为有满足M(t)≥Th1的时刻t(步骤S11:否),则回到步骤S10,将时刻t更新,对所取得的AE输出M(t)继续处理。
如果在步骤S11中判定为是,则判定部53a判定为在时刻t以后的规定时间ta内是否有满足M(t)≥Th2的时刻t(步骤S12)。如果判定为有满足M(t)≥Th2的时刻t(步骤S12:是),则前进到步骤S13。另一方面,如果没有判定为有满足M(t)≥Th2的时刻t(步骤S12:否),则前进到步骤S14。
如果在步骤S12中判定为是,则判定部53a判定为在双轴挤压成形机30的螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损(步骤S13)。然后,前进到步骤S15。
另一方面,如果在步骤S12中判定为否,则判定部53a判定为在双轴挤压成形机30的混合盘46中发生了未熔融的树脂原料的压碎。然后,前进到步骤S15。
接着步骤S13或步骤S14,报告部54a进行表示在双轴挤压成形机30中发生了异常的报告(步骤S15)。另外,报告部54a优选的是进行与检测到的异常对应的报告,区分是在螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损还是发生了树脂原料的压碎而进行报告。
然后,异常检测装置50a结束对于在步骤S10中取得的AE输出M(t)的处理。另外,实际上由于双轴挤压成形机30正在连续工作,所以异常检测装置50a再次回到步骤S10,取得新的AE输出M(t),继续图8的处理。
如以上说明,在第1实施方式的异常检测装置50a中,信号取得部51a(取得部)在将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机30(挤压成形机)处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的AE传感器20的AE输出M(t)。并且,判定部53a基于AE输出M(t)与第1阈值Th1及第2阈值Th2的关系,判定在双轴挤压成形机30中是否发生了异常。因而,能够可靠地检测伴随着连续运转中的双轴挤压成形机30的异常的AE输出M(t)的异常的发生。
此外,在第1实施方式的异常检测装置50a中,判定部53a在AE传感器20的输出超过第1阈值Th1、不超过比第1阈值Th1大的第2阈值Th2的情况下,判定为在混合盘46中发生了未熔融的树脂原料的压碎。因而,能够可靠地检测树脂原料的熔融状态。
此外,在第1实施方式的异常检测装置50a中,判定部53a在AE传感器20的输出超过了比第1阈值Th1大的第2阈值Th2的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损。因而,能够可靠地检测螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损的发生。
此外,在第1实施方式的异常检测装置50a中,报告部54a在判定部53a判定为在双轴挤压成形机30中发生了异常的情况下报告发生了异常。因而,能够迅速地通知发生了异常并进行应对。
[第2实施方式]
本发明的第2实施方式是在工作时检测异常的发生并报告的双轴挤压成形机的异常检测装置的例子。特别是,第2实施方式用设置在双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的2个AE传感器推断双轴挤压成形机30的异常的发生部位。另外,双轴挤压成形机是一例,本发明能够应用于单轴挤压成形机或多轴挤压成形机等挤压成形机。
[异常检测装置的硬件构成的说明]
使用图9说明第2实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50b的硬件构成。图9是有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的硬件构成图。
双轴挤压成形机30的异常检测装置50b与双轴挤压成形机30连接而使用,具备控制部13、存储部14和周边设备控制器16。异常检测装置50b的基本的构造与在第1实施方式中说明的异常检测装置50a等同,所以相同部分的说明省略。
异常检测装置50b具备相同规格的2个AE传感器。各AE传感器20x、20y分别经由导波棒21被设置在双轴挤压成形机30上。并且,AE传感器20x的AE输出M1(t)和AE传感器20y的AE输出M2(t)分别被A/D变换器17a进行A/D变换而变换为数字信号。此时,A/D变换器17a将2个AE输出M1(t)、M2(t)在相同的定时进行采样(例如每秒100次等)。即,使得被数字化的AE输出M1(t)、M2(t)能够比较相互的AE输出的发生时刻。
另外,AE传感器20x、20y被设置在被投入到双轴挤压成形机30中的树脂原料流动的上游侧和下游侧。优选的是,AE传感器20x、20y被设置在将树脂原料混匀的混合盘46的上游侧和下游侧的至少两处。
此外,异常检测装置50b的整体的动作由存储部14存储的控制程序P2管理。
[异常检测装置的功能构成的说明]
图10是有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。异常检测装置50b的控制部13通过将控制程序P2展开到RAM13c中并使其动作,作为功能部而实现图10所示的信号取得部51b、判定部53b和报告部54b。
信号取得部51b(取得部)分别取得设置在处于工作状态的双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的AE传感器20x、20y输出的检测信号D。信号取得部51b具备放大器,将检测信号D放大,并通过A/D变换器17将作为模拟信号的检测信号D的有效值变换为作为数字信号的AE输出M1(t)、M2(t)。另外,AE输出M1(t)是AE传感器20x的输出。此外,AE输出M2(t)是AE传感器20y的输出。
判定部53b基于信号取得部51b所取得的AE输出M1(t)、M2(t)分别超过了第1阈值Th1的时间差或超过了第2阈值Th2的时间差,推断双轴挤压成形机30的异常的发生部位。
报告部54b在判定部53b推断了双轴挤压成形机30的异常的发生部位的情况下报告异常的发生部位。
[异常的发生部位的推断方法的说明]
使用图11,说明异常检测装置50b推断异常的发生部位的方法。图11是有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的异常发生位置的推断方法的说明图。
图11(a)表示在双轴挤压成形机30中设置有2个AE传感器20x、20y的状况。现在,假设在点P处发生了异常。此时,所产生的AE波W在双轴挤压成形机30的壳体32和导波棒21中传播,被AE传感器20x、20y检测到。另外,假设与AE传感器20x连接的导波棒21在点R1处被固定在双轴挤压成形机30的壳体32上。此外,假设与AE传感器20y连接的导波棒21在点R2处被固定在双轴挤压成形机30的壳体32上。此外,设导波棒21的长度为L。
此时,对于从点P到AE传感器20x的路径和从点P到AE传感器20y的路径而言,距离不同。因而,在点P处产生的AE波W传播到AE传感器20x所需要的时间和传播到AE传感器20y所需要的时间不同。
图11(b)是将AE传感器20x输出的AE输出M1(t)和AE传感器20y输出的AE输出M2(t)匹配于时间轴排列而显示的图。根据图11(b)可知,在点P处产生的AE波W先传播到AE传感器20x,稍晚传播到AE传感器20y。
如果设在点P处产生的AE波W传播到AE传感器20x的时刻为t1,设在点P处产生的AE波W传播到AE传感器20y的时刻为t2,则推断为点P处于向AE传感器20x接近了在时间差(t2-t1)的期间中AE波W行进的距离的位置。
更具体地讲,设壳体32的内部中的AE波W的行进速度为v1,设导波棒21中的AE波W的行进速度为v2。此外,如果设点P与点R1的距离为d1,设点P与点R2的距离为d2,则由于在点P处产生的AE波W在时刻t1传播到AE传感器20x,所以式(1)成立。
d1/v1+L/v2=t1…(1)
此外,由于在点P处产生的AE波W在时刻t2传播到AE传感器20y,所以式(2)成立。
d2/v1+L/v2=t2…(2)
如果将式(1)变形,则距离d1可以通过式(3)来计算。
d1=(t1-L/v2)*v1…(3)
此外,如果将式(2)变形,则距离d2可以通过式(4)来计算。
d2=(t2-L/v2)*v1…(4)
即,点P的位置可以推断为以点R1为中心以距离d1为半径的圆弧与以点R2为中心以距离d2为半径的圆弧的交点的位置。
第2实施方式的异常检测装置50b通过这样将1个AE波W用设置在多个不同的位置处的AE传感器20x、20y观测,并检测检测到异常的发生的时间差,来推断作为AE波W的产生位置的点P的位置。
[异常检测装置进行的处理的流程的说明]
使用图12,说明有关第2实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50b进行的处理的流程。图12是表示有关第2实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
信号取得部51从存储部14取得AE输出M1(t)、M2(t)(步骤S20)。另外,信号取得部51既可以取得预先存储在存储部14中的AE输出M1(t)、M2(t),也可以实时地取得AE传感器20x、20y的输出。
判定部53b判定是否有满足M1(t)≥Th1的时刻t(步骤S21)。如果判定为有满足M1(t)≥Th1的时刻t(步骤S21:是),则前进到步骤S22。另一方面,如果没有判定为有满足M1(t)≥Th1的时刻t(步骤S21:否),则回到步骤S20,将时刻t更新,对所取得的AE输出M1(t)、M2(t)继续处理。
如果在步骤S21中判定为是,则判定部53b判定在时刻t以后的规定时间ta内是否有满足M1(t1)≥Th2的时刻t1(步骤S22)。如果判定为有满足M1(t1)≥Th2的时刻t1(步骤S22:是),则前进到步骤S23。另一方面,如果没有判定为有满足M1(t1)≥Th2的时刻t1(步骤S22:否),则前进到步骤S25。
如果在步骤S22中判定为是,则判定部53b判定在时刻t1以后的规定时间ta内是否有满足M2(t2)≥Th2的时刻t2(步骤S23)。如果判定为有满足M2(t2)≥Th2的时刻t2(步骤S23:是),则前进到步骤S24。另一方面,如果没有判定为有满足M2(t2)≥Th2的时刻t2(步骤S23:否),则前进到步骤S25。
如果在步骤S23中判定为是,则判定部53b利用时刻t1和时刻t2的时间差,推断螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损的发生位置(步骤S24)。然后,前进到步骤S27。
如果在步骤S22中判定为否、或在步骤S23中判定为否,则判定部53b判定在时刻t1以后的规定时间ta内是否有满足M2(t2)≥Th1的时刻t2(步骤S25)。如果判定为有满足M2(t2)≥Th1的时刻t2(步骤S25:是),则前进到步骤S26。另一方面,如果没有判定为有满足M2(t2)≥Th1的时刻t2(步骤S25:否),则回到步骤S20,将时刻t更新,对所取得的AE输出M1(t)、M2(t)继续处理。
如果在步骤S25中判定为是,则判定部53b利用时刻t1和时刻t2的时间差,推断未熔融的树脂原料的压碎发生的位置(步骤S26)。然后,前进到步骤S27。
接着步骤S24或步骤S26,报告部54b进行在双轴挤压成形机30中发生了异常、以及表示该异常的发生位置的报告(步骤S27)。然后,异常检测装置50b结束图12的处理。另外,由于实际上双轴挤压成形机30连续工作,所以异常检测装置50b再次回到步骤S20,取得新的AE输出M1(t)、M2(t),继续图12的处理。
如以上说明,在第2实施方式的异常检测装置50b中,AE传感器20x、20y设置在被投入到双轴挤压成形机30(挤压成形机)中的树脂原料流动的上游侧和下游侧的至少两处。并且,判定部53b基于信号取得部51b(取得部)所取得的AE传感器20x、20y的AE输出M1(t)、M2(t)分别超过了第1阈值Th1或第2阈值Th2的时间差,推断双轴挤压成形机30的异常的发生部位。因而,能够推断在双轴挤压成形机30中发生的异常的发生位置,所以在发生了异常时,能够有效率地进行双轴挤压成形机30的调整作业。
即,当检测到发生了螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损时,能够有效率地进行螺旋体44、壳体32或混合盘46的更换。此外,当检测到压碎的发生时,能够高效地对双轴挤压成形机30进行提高加热器39的设定温度、变更混合盘46的形态、提高输出轴42的旋转速度等能够促进树脂原料的熔融那样的调整。
此外,在第2实施方式的异常检测装置50b中,AE传感器20x、20y被设置在混合盘46的上游侧和下游侧。因而,能够更可靠地检测混合盘46处的未熔融的树脂原料的压碎的发生位置。
[第3实施方式]
本发明的第3实施方式与第2实施方式同样,是用设置在双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的2个AE传感器20x、20y推断双轴挤压成形机30的异常的发生部位的。另外,第3实施方式与第2实施方式相比,信号处理的方法不同。
使用挤压成形机的零件成形通常被连续地进行,例如成形出较长的管状的零件。即,即使挤压成形机是持续24小时、1周、1个月等连续运转的状态,也需要持续监视异常的发生。为了持续长期间监视AE传感器的输出,需要在树脂原料被连续地投入的状态、即熔融状态的树脂原料与未熔融状态的树脂原料混杂的状态下进行监视。在这样的状态下,根据树脂原料的熔融状态的变化及双轴挤压成形机的动作状态的变化等,AE传感器的输出总是变动。因而,在判定AE输出的大小时,希望能够识别出是单单的输出的变动、还是伴随着异常的输出的变动。
有关第3实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50c(参照图14)即使是发生了伴随着AE输出M1(t)、M2(t)的状态变化的变动的情况,也仅检测伴随着异常的变动。
伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的AE输出M1(t)、M2(t)的变动通常相对于时刻是平缓的,而伴随着双轴挤压成形机30的异常的AE输出M1(t)、M2(t)的变动相对于时刻是急剧的。异常检测装置50c利用这样的AE输出的变动状态的差异,仅检测伴随着异常的变动。观测波形的时间变化是否平缓,通常是进行频率分析来评价,而在本实施方式中,为了减小异常检测装置50c的处理量,利用AE输出M1(t)、M2(t)与AE输出M1(t)、M2(t)的移动平均值的差值,即利用AE输出M1(t)、M2(t)的变动量进行评价。
AE输出M1(t)的移动平均值为使AE输出M1(t)平滑化的波形。因而,AE输出M1(t)与AE输出M1(t)的移动平均值的差值当AE输出M1(t)平缓地变动时为较小的值。另一方面,上述差值当AE输出M1(t)急剧地变化时成为较大的值。即,差值是表示AE输出M1(t)的变动量的输出。通过将该输出(差值)与阈值比较,能够检测有可能发生了异常的时刻。
在检测到有可能发生了异常的时刻后,通过对该时刻以后的差值进行阈值处理,与在第1及第2实施方式中说明的同样,判别异常的种类(是树脂原料的压碎,还是螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损)。另外,对差值进行阈值处理时的阈值使用在第1及第2实施方式中说明的阈值(第1阈值Th1及第2阈值Th2),但各阈值的具体的值与在第1及第2实施方式中使用的值不同,可以事前进行评价实验等,根据输出(差值)的状态即原来的AE输出M(t)的平滑化程度来设定。具体而言,差值的平滑化程度越高,希望第1阈值Th1及第2阈值Th2设定为越小的值。
[异常检测方法的说明]
以下,对于本实施方式的异常检测方法更具体地进行说明。图13是连续监视时的AE输出波形的说明图。通常,在将双轴挤压成形机30连续监视时得到的AE输出M(t)中,发生输出平缓地变动的区域α1、α2。区域α1、α2例如在投入了新的树脂原料的情况或双轴挤压成形机30的温度变化了的情况等的发生了双轴挤压成形机30的状态变化的情况下出现。
伴随着双轴挤压成形机30的异常而发生的AE波W以与上述的状态变化叠加的形式被观测到。即,图13所示的区域β1、β2、β3是伴随着双轴挤压成形机30的异常而发生的波形。
这样,由于伴随着双轴挤压成形机30的异常而发生的波形以与伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的AE输出M(t)叠加的形式出现,所以为了检测区域β1、β2、β3,优选的是进行使用可变阈值的阈值处理。
但是,由于伴随着双轴挤压成形机30的状态变化而发生的AE输出M(t)的水平不能预测到,所以在本实施方式中,通过以下的方法检测双轴挤压成形机30的异常的发生。
通常,伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的AE输出M(t)的变动与伴随着异常的发生的AE输出M(t)的变动相比较为平缓。因此,能够捕捉AE输出M(t)的变动的趋势来识别伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的AE输出M(t)的变动和伴随着异常的发生的AE输出M(t)的变动。
在分析信号波形的变化的趋势的方法中有各种各样的方法,但在本实施方式中,进行基于AE输出M(t)自身与AE输出M(t)的移动平均值的差值的识别。移动平均是使序列数据平滑化的方法之一。
将时刻t的AE输出M(t)的移动平均值用MA(M(t))表示。并且,移动平均值MA(M(t))用式(5)计算。
MA(M(t))=(M(t-(n-1)Δt)+…+M(t))/n…(5)
这里,Δt是AE输出M(t)的采样间隔。式(5)表示将包括时刻t的n个(n=2、3、…)的AE输出M(t)的平均值作为时刻t的移动平均值。
在本实施方式中,判定AE输出M(t)与移动平均值MA(M(t))的差值E是否为预先设定的第1阈值Th1以上。第1阈值Th1是预先设定的阈值,但具体的第1阈值Th1的值与在第1及第2实施方式中使用的值不同,是本实施方式单独的值。即,本实施方式的第1阈值Th1可以设定为能够从作为时间序列数据的差值E中检测在发生了树脂原料的压碎时发生的差值E的值。具体而言,本实施方式的第1阈值Th1优选的是根据差值E的状态、即AE输出M(t)的平滑化程度来设定。
在差值E为第1阈值Th1以上的情况下,在AE输出M(t)中在短时间发生较大的变动,即,判断为在时刻t在双轴挤压成形机30中发生异常的可能性较高。另一方面,在差值E比第1阈值Th1小的情况下,判定为在时刻t,AE输出M(t)稳定,或在AE输出M(t)中发生了伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的平缓的变动。
另外,计算移动平均值MA(M(t))的时间范围只要事前进行评价实验等来决定即可。在决定计算移动平均值MA(M(t))的时间范围时,优选的是考虑伴随着双轴挤压成形机30的状态变化发生的AE输出M(t)的频率成分和考虑因双轴挤压成形机30的异常而发生的AE输出M(t)的频率成分。将计算移动平均值MA(M(t))的时间范围设定得越大,AE输出M(t)的较高的频率成分越被除去(平滑化效果越高)。因而,在计算移动平均值MA(M(t))时,希望设定计算移动平均值MA(M(t))的时间范围,以使伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的AE输出M(t)的频率成分保留、伴随着双轴挤压成形机30的异常的AE输出M(t)的频率成分被去掉。
并且,在差值E在时刻t为第1阈值Th1以上的情况下,再判定时刻t以后的差值E是否小于比第1阈值Th1大的第2阈值Th2。
并且,在差值E成为第1阈值Th1以上后、不超过第2阈值Th2的情况下,判定为在双轴挤压成形机30中发生了压碎。此外,在差值E成为第2阈值Th2以上的情况下,判定为在螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损。第2阈值Th2与在第1及第2实施方式中说明的第2阈值Th2同样是预先设定的阈值。具体的第2阈值Th2的值与在第1及第2实施方式中使用的值不同,是本实施方式单独的值。即,本实施方式的第2阈值Th2设定为能够从作为时间序列数据的差值E中检测在螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损时发生的差值E的值。具体而言,本实施方式的第2阈值Th2希望根据差值E的状态即AE输出M(t)的平滑化程度来设定。
另外,上述的异常检测方法是一例,也可以用其以外的方法检测异常的发生。例如,也可以代替使用移动平均值而根据AE输出M(t)的值本身直接检测异常的发生。
即,也可以通过对于时刻t的AE输出M(t)与过去规定时间nΔt(n=1、2、…)的AE输出M(t-nΔt)的差值M(t)-M(t-nΔt)与上述同样地进行基于规定的阈值(例如规定值S)的阈值处理,来判定是否发生了异常。
在此情况下,在过去的AE输出M(t-nΔt)与当前的AE输出M(t)之间有超过规定值S的变动的情况下,即在有AE输出M(t)的急剧的变动的情况下,判定为在时刻t有可能发生了异常。另一方面,在过去的AE输出M(t-nΔt)与当前的AE输出M(t)之间没有超过规定值S的变动的情况下、即在没有AE输出M(t)的急剧的变动的情况下,不判定为在时刻t发生了异常。
并且,在判定为有可能发生了异常的时刻t的AE输出M(t)的值超过第1阈值Th1、并且不超过第2阈值Th2的情况下,判定为在时刻t发生了压碎。
此外,在判定为有可能发生了异常的时刻t的AE输出M(t)的值超过了第2阈值Th2的情况下,判定为在螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损。另外,第1阈值Th1及第2阈值Th2如上述那样被设定为适合于实施本实施方式的值。
这样,通过分析AE输出M(t)的值本身,即使在AE输出M(t)包含水平变动的情况下,也能够可靠地检测双轴挤压成形机30的异常的发生。另外,参照何种程度过去的AE输出、即式(5)中的n(n=2、3、…)的值,只要预先进行评价实验等而设定为能够检测伴随着异常而发生的AE波W即可。
另外,本发明的发明人确认,在发生了螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损时,由于螺旋体44、壳体32或混合盘46与壳体32的内壁接触,所以确认了能观测到可听音。即,也可以分析AE输出M(t)的频率成分,在较多包含可听频率的成分的情况下,判定为在螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损。
异常检测装置50c对AE输出M1(t)、M2(t)这两者分别进行上述的一系列的判定。并且,通过测量发生了异常的时间差,如在第2实施方式中说明那样,能够确定异常的发生部位。
[异常检测装置的硬件构成的说明]
以下,对有关第3实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50c进行说明。另外,异常检测装置50c的硬件构成除了异常检测装置50b的存储部14(参照图9)具备对异常检测装置50c的整体的动作进行管理的控制程序P3(非图示)这一点以外,与在第2实施方式中说明的异常检测装置50b相同,所以省略说明。
[异常检测装置的功能构成的说明]
图14是有关第3实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。异常检测装置50c的控制部13通过将控制程序P3展开到RAM13c中并使其动作,作为功能部而实现图14所示的信号取得部51b、判定部53c和报告部54b。信号取得部51b和报告部54b具备与在第2实施方式中说明的异常检测装置50b具备的各部位相同的功能。
判定部53c还具备移动平均值计算部55a、阈值处理部55b和位置推断部55c。
移动平均值计算部55a对于AE输出M1(t)、M2(t)分别计算移动平均值MA(M1(t))、MA(M2(t))。具体的计算方法是上述那样的。
阈值处理部55b进行判定AE输出M1(t)与移动平均值MA(M1(t))的差值E1、以及AE输出M2(t)与移动平均值MA(M2(t))的差值E2是否为阈值(第1阈值Th1及第2阈值Th2)以上的阈值处理。具体的处理的内容与在第1实施方式中判定部53a进行的处理相同。
位置推断部55c基于差值E1、E2分别最初超过第1阈值Th1的时间差、或最初超过比第1阈值Th1大的第2阈值Th2的时间差,推断双轴挤压成形机30的异常的发生部位。具体的推断方法与在第2实施方式中判定部53b进行的处理相同。
[异常检测装置进行的处理的流程的说明]
使用图15,说明有关第3实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50c进行的处理的流程。图15是表示有关第3实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
信号取得部51b从存储部14取得AE输出M1(t)、M2(t)(步骤S30)。另外,假设异常检测装置50c对预先存储在存储部14中的规定时间的AE输出M1(t)、M2(t)进行处理。另外,也可以实时地取得AE传感器20x、20y的输出。
移动平均值计算部55a计算AE输出M1(t)的移动平均值MA(M1(t))和AE输出M2(t)的移动平均值MA(M2(t))(步骤S31)。
阈值处理部55b判定是否有AE输出M1(t)与移动平均值MA(M1(t))的差值E1为第1阈值Th1以上的时刻t1(步骤S32)。如果判定为有差值E1为第1阈值Th1以上的时刻t1(步骤S32:是),则前进到步骤S33。另一方面,如果没有判定为有差值E1为第1阈值Th1以上的时刻t1(步骤S32:否),则回到步骤S30,将时刻t更新,对所取得的AE输出M1(t)、M2(t)继续处理。
如果在步骤S32中判定为是,则阈值处理部55b判定在时刻t1以后的规定时间内是否有AE输出M1(t)与移动平均值MA(M1(t))的差值E1成为第2阈值Th2以上的时刻t1(步骤S33)。如果判定为有差值E1为第2阈值Th2以上的时刻t1(步骤S33:是),则前进到步骤S34。另一方面,如果没有判定为有差值E1为第2阈值Th2以上的时刻t1(步骤S33:否),则前进到步骤S36。
如果在步骤S33中判定为是,则阈值处理部55b判定在时刻t1以后的规定时间内是否有AE输出M2(t)与移动平均值MA(M2(t))的差值E2为第2阈值Th2以上的时刻t2(步骤S34)。如果判定为有差值E2为第2阈值Th2以上的时刻t2(步骤S34:是),则前进到步骤S35。另一方面,如果没有判定为有差值E2为第2阈值Th2以上的时刻t2(步骤S34:否),则前进到步骤S36。
如果在步骤S34中判定为是,则位置推断部55c利用时刻t1和时刻t2的时间差,推断螺旋体44、壳体32或混合盘46的金属磨损的发生位置(步骤S35)。然后,前进到步骤S38。
如果在步骤S33中判定为否、或在步骤S34中判定为否,则阈值处理部55b判定在时刻t1以后的规定时间内是否有AE输出M1(t)与移动平均值MA(M2(t))的差值E2为第1阈值Th1以上的时刻t2(步骤S36)。如果判定为有差值E2为第1阈值Th1以上的时刻t2(步骤S36:是),则前进到步骤S37。另一方面,如果没有判定为有差值E2为第1阈值Th1以上的时刻t2(步骤S36:否),则回到步骤S30,将时刻t更新,对于所取得的AE输出M1(t)、M2(t)继续处理。
如果在步骤S36中判定为是,则位置推断部55c利用时刻t1与时刻t2的时间差,推断未熔融的树脂原料的压碎发生的位置(步骤S37)。然后,前进到步骤S38。
接着步骤S35或步骤S37,报告部54b进行在双轴挤压成形机30中发生了异常以及表示该异常的发生位置的报告(步骤S38)。然后,异常检测装置50b结束图15的处理。另外,由于实际上双轴挤压成形机30连续工作,所以异常检测装置50c再次回到步骤S30,取得新的AE输出M1(t)、M2(t),继续图15的处理。
如以上说明,在第3实施方式的异常检测装置50c中,信号取得部51b(取得部)在将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机30(挤压成形机)处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机30的壳体32的表面上的AE传感器20x的AE输出M1(t)及AE传感器20y的AE输出M2(t)。并且,移动平均值计算部55a计算AE输出M1(t)及AE输出M2(t)的移动平均值MA(M1(t))、MA(M2(t))。并且,阈值处理部55b基于AE输出M1(t)与移动平均值MA(M1(t))的差值E1(AE输出M1(t)的变动量)和第1阈值Th1及第2阈值Th2的关系,判定是否在时刻t1在双轴挤压成形机30中发生了异常。此外,阈值处理部55b基于AE输出M2(t)与移动平均值MA(M2(t))的差值E2(AE输出M2(t)的变动量)和第1阈值Th1及第2阈值Th2的关系,判定是否在时刻t2在双轴挤压成形机30中发生了异常。并且,在判定为在时刻t1及时刻t2发生了异常的情况下,位置推断部55c基于时刻t1与时刻t2的时间差,推断双轴挤压成形机30的异常的发生部位。因而,能够可靠地检测连续运转中的双轴挤压成形机30的异常的发生,并且能够推断异常的发生位置。特别是,即使在发生了伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的水平变动的情况下,也能够可靠地检测在双轴挤压成形机30中发生了异常,所以能够在使双轴挤压成形机30持续长时间连续工作的状态下进行异常的检测。
此外,在第3实施方式的异常检测装置50c中,阈值处理部55b(判定部53c)也可以在时刻t的AE输出M(t)与过去规定时间nΔt(n=1、2、…)的AE输出M(t-nΔt)的差值(M(t)-M(t-nΔt))比规定值S大的情况下,判定为在时刻t发生了异常。并且,阈值处理部55b也可以在判定为发生了异常的时刻t的AE输出M(t)超过第1阈值Th1但不超过第2阈值Th2的情况下,判定为在时刻t发生了树脂原料的压碎。并且,阈值处理部55b也可以在判定为发生了异常的时刻t的AE输出M(t)超过了第2阈值Th2的情况下判定为在螺旋体44、壳体32(桶状体)或混合盘46发生了金属磨损。因而,在发生了伴随着双轴挤压成形机30的状态变化的水平变动的情况下,也能够可靠地检测在双轴挤压成形机30中发生了异常,所以在使双轴挤压成形机30持续长时间连续工作的状态下能够进行异常的检测。
[第4实施方式]
在上述的第1实施方式至第3实施方式中,在同时发生了未熔融的树脂原料的压碎和螺旋体44、壳体32或混合盘的金属磨损的情况下,不能识别检测出两者。即,虽然能够检测AE输出M(t)的绝对值较大的螺旋体44、壳体32或混合盘的金属磨损,但表示发生了AE输出M(t)的绝对值较小的树脂原料的压碎的信号被发生了金属磨损时的AE输出M(t)掩盖。
本发明的第4实施方式是在同时发生了未熔融的树脂原料的压碎和金属磨损的情况下能够识别检测出两者的双轴挤压成形机的异常检测装置50d的例子。
另外,异常检测装置50d的硬件构成除了异常检测装置50a的存储部14(参照图6)具备对异常检测装置50d的整体的动作进行管理的未图示的控制程序P4这一点以外,与在第1实施方式中说明的异常检测装置50a相同,所以省略说明。
首先,使用图16,说明有关第4实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50d的功能构成。图16是有关第4实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
异常检测装置50d的控制部13通过将控制程序P4展开到RAM13c中而使其动作,作为功能部而实现图16所示的信号取得部51a、判定部53d和报告部54a。信号取得部51a和报告部54a具备与在第1实施方式中说明的异常检测装置50a具备的各部位相同的功能。
判定部53d还具备FFT执行部56a、压碎发生判定部56b、BPF处理部56c、IFFT执行部56d和磨损发生判定部56e。
FFT执行部56a对于AE输出M(t)进行离散傅里叶变换,计算功率谱M(f)。具体而言,FFT执行部56a首先通过对有限长的波形进行离散傅里叶变换,为了尽可能抑制在波形的连接位置处发生不现实的频率成分,使高斯窗或汉宁窗等窗函数对于AE输出M(t)作用。并且,FFT执行部56a对于使窗函数作用后的AE输出M(t)进行FFT(Fast Fourier Transform)。另外,FFT执行部56a是本发明的计算部的一例。
压碎发生判定部56b基于功率谱M(f),判定是否发生了树脂原料的压碎。具体而言,压碎发生判定部56b在功率谱M(f)中的规定的频率带的功率超过第3阈值Th3的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。另外,压碎发生判定部56b是本发明的第1判定部的一例。另外,规定的频率带及第3阈值Th3例如根据树脂原料的种类及双轴挤压成形机30的运转条件等设定。
BPF处理部56c使仅将规定的频率带截止的带通滤波器(Band Pass Filter)对功率谱M(f)作用。另外,BPF处理部56c是本发明的减法部的一例。
IFFT执行部56d对于从功率谱M(f)减去规定的频率带的功率后的功率谱N(f)进行逆离散傅里叶变换,计算作为时间信号的AE输出N(t)。
磨损发生判定部56e对于AE输出N(t),判定是否发生了金属磨损。具体而言,磨损发生判定部56e在AE输出N(t)超过了第2阈值Th2的情况下判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体或壳体(桶状体)或者将树脂原料混匀的混合盘的金属磨损。另外,磨损发生判定部56e是本发明的第2判定部的一例。
[异常检测方法的说明]
使用图17、图18说明双轴挤压成形机30输出的AE输出M(t)的具体例。图17是表示双轴挤压成形机输出的AE输出的一例的图。图18是表示图17所示的各AE输出的功率谱的一例的图。
本发明的发明者观测双轴挤压成形机30实际输出的AE输出M(t),得到图17所示的AE输出波形W1、W2、W3。AE输出波形W1是不投入树脂颗粒而在不发生金属磨损的情况下得到的AE输出的例子。AE输出波形W2是不将树脂颗粒投入、在发生了金属磨损的情况下得到的AE输出的例子。AE输出波形W3是在投入树脂颗粒而发生压碎、并且还发生了金属磨损的情况下得到的AE输出的例子。
另外,图17是将每20μsec的AE输出M(t)计测了约50000点(约1sec的量)的结果。
如果将图17的各AE输出波形通过FFT进行离散傅里叶变换,则得到图18所示的功率谱X1、X2、X3。
根据图18的功率谱X3与功率谱X1、X2的比较,本发明的发明者发现,如果发生树脂原料的压碎,则出现特定的频率带的功率谱。具体而言,将图18的功率谱X3与功率谱X1、X2比较发现,在频率带45kHz±5kHz的带域(图18的频率区间G)中呈现较小的峰值。
压碎发生判定部56b在功率谱X3的规定的频率带45kHz±5kHz的带域中,在相对于第3阈值Th3存在满足M(f)≥Th3的功率谱的情况下,判定为发生了树脂原料的压碎。另外,由于规定的频率带及第3阈值Th3如上述那样根据使用的树脂原料的材质及双轴挤压成形机30的运转条件等而变动,所以在通过事前的评价实验等确认信号波形的特征后被设定为适当的值。
BPF处理部56c使将频率带45kHz±5kHz的带域的功率谱截止的带通滤波器对功率谱X3作用。假设通过BPF处理部56c的作用而得到功率谱N(f)。
IFFT执行部56d对于功率谱N(f)进行逆离散傅里叶变换。由此,得到随着树脂原料的压碎的发生而发生的AE波被除去的、作为时间信号的AE输出N(t)。
磨损发生判定部56e如在第1实施方式中说明的那样,判定AE输出N(t)是否超过了第2阈值Th2。并且,在AE输出N(t)超过了第2阈值Th2的情况下,判定为发生了金属磨损。
[异常检测装置进行的处理的流程的说明]
使用图19说明有关第4实施方式的双轴挤压成形机30的异常检测装置50d进行的处理的流程。图19是表示有关第4实施方式的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
信号取得部51a从存储部14取得AE输出M(t)(步骤S40)。另外,这里取得的AE输出M(t)是在步骤S41中能够进行离散傅里叶变换的采样点数的波形。
FFT执行部56a对AE输出M(t)进行离散傅里叶变换,计算功率谱M(f)(步骤S41)。另外,离散傅里叶变换由FFT进行。
压碎发生判定部56b判定在规定的频率f1下是否满足M(f1)≥Th3(更正确地讲,相对于规定的频率带f1±Δf是否存在满足M(f1)≥Th3的频率)(步骤S42)。如果判定为在规定的频率f1下满足M(f1)≥Th3(步骤S42:是),则前进到步骤S43。另一方面,如果没有判定为在规定的频率f1下满足M(f1)≥Th3(步骤S42:否),则前进到步骤S44。
如果在步骤S42中判定为是,则压碎发生判定部56b判定为发生了树脂原料的压碎(步骤S43)。
如果在步骤S42中判定为否、或接着步骤S43,BPF处理部56c使将表示压碎的发生的频率带除去的带通滤波器对功率谱M(f)作用,计算功率谱N(f)(步骤S44)。BPF处理部56c具体而言,当设表示压碎的发生的中心频率为f1时,将f1±Δf的频率区域除去。
IFFT执行部56d对于功率谱N(f)进行逆离散傅里叶变换,计算AE输出N(t)(步骤S45)。
磨损发生判定部56e判定在时刻t以后的规定时间ta内是否有满足N(t)≥Th2的时刻t(步骤S46)。如果判定为有满足N(t)≥Th2的时刻t(步骤S46:是),则前进到步骤S47。另一方面,如果没有判定为有满足N(t)≥Th2的时刻t(步骤S46:否),则前进到步骤S48。
如果在步骤S46中判定为是,则磨损发生判定部56e判定为在双轴挤压成形机30的螺旋体44、壳体32或混合盘46中发生了金属磨损(步骤S47)。
如果在步骤S46中判定为否、或接着步骤S47,报告部54a报告压碎或磨损的发生(步骤S48)。另外,报告部54a由于基于在步骤S43和步骤S47中做出的判定进行报告,所以识别压碎的发生和金属磨损的发生而进行报告。进而,报告部54a报告压碎和金属磨损都发生了。
另外,图19为了使说明变得简单而表示了对1个AE输出M(t)进行异常检测的例子,但实际上,异常检测装置50d按照一边将AE输出的开头的时刻t每次加上规定时间Δt、一边取得各错移了规定时间Δt的时间区间的AE输出M(t),反复执行图19的处理。
如以上说明,在第4实施方式的异常检测装置50d中,信号取得部51a(取得部)当将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机30处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机30的壳体的表面上的AE传感器20输出的AE输出M(t)。并且,FFT执行部56a(计算部)计算AE输出M(t)的按照频率的功率谱M(f)。并且,压碎发生判定部56b(第1判定部)在FFT执行部56a计算出的功率谱M(f)中的规定的频率带f1±Δf的功率超过了第3阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。BPF处理部56c(减法部)计算从FFT执行部56a计算出的按照频率的功率谱M(f)减去规定的频率带f1±Δf的功率谱后的功率谱N(f)。并且,IFFT执行部56d(变换部)将BPF处理部56c计算出的功率谱N(f)变换为时间信号。磨损发生判定部56e(第2判定部)在IFFT执行部56d计算出的时间信号超过了第2阈值Th2的情况下,判定为在双轴挤压成形机30的螺旋体44、壳体32(桶状体)或混合盘46中发生了金属磨损。
因而,即使在同时发生了树脂材料的压碎和金属磨损的情况下,也能够将两者识别来检测它们发生的情况。
[第4实施方式的第1变形例]
在第4实施方式中,对于AE输出M(t)的功率谱M(f),检测表示发生了未熔融的树脂原料的压碎的信号,将除去了该信号的成分后的功率谱N(f)变换为时间信号之后,判定在被变换后的时间信号之中是否包含有表示发生了金属磨损的信息,但也可以将该判定的顺序替换。
即,异常检测装置50d也可以对于AE输出M(t)的功率谱M(f),检测表示发生了金属磨损的信号,在将除去了该信号的成分后的功率谱N(f)变换为时间信号之后,判定在被变换后的时间信号之中是否包含有表示发生了未熔融的树脂原料的压碎的信息。
发生了金属磨损,例如可以在图18中根据功率谱M(f)中的规定的频率带、例如频率10kHz附近或200kHz附近的信号是否超过了规定的阈值来判定。另外,由于具体的频率带及规定的阈值根据使用的树脂原料的材质及双轴挤压成形机30的运转条件等而变动,所以在通过事前的评价实验等确认信号波形的特征后设定为适当的值。
图20是有关第4实施方式的第1变形例的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
双轴挤压成形机30的异常检测装置50e具备信号取得部51a、判定部53e和报告部54a。信号取得部51a和报告部54a的功能与异常检测装置50d相同。
判定部53e还具备FFT执行部56a、磨损发生判定部56f、BPF处理部56c、IFFT执行部56d和压碎发生判定部56g。
磨损发生判定部56f基于功率谱M(f),判定是否发生了金属磨损。具体而言,磨损发生判定部56f在功率谱M(f)中的规定的频率带f2±Δf的功率超过了第4阈值Th4的情况下,判定为发生了金属磨损。另外,磨损发生判定部56f是本发明的第3判定部的一例。
BPF处理部56c使从功率谱M(f)将频率带f2±Δf的带域的功率谱截止的带通滤波器作用。通过BPF处理部56c的作用,得到功率谱N(f)。
IFFT执行部56d对于功率谱N(f)进行逆离散傅里叶变换。由此,能得到将伴随着金属磨损的发生而发生的AE波除去的、作为时间信号的AE输出N(t)。
压碎发生判定部56g对于AE输出N(t),判定是否发生了树脂原料的压碎。具体而言,压碎发生判定部56g在AE输出N(t)超过了第1阈值Th1的情况下判定为发生了树脂原料的压碎。另外,压碎发生判定部56g是本发明的第4判定部的一例。
异常检测装置50e进行的处理的流程与异常检测装置50d进行的处理的流程(参照图19)大致相同。不同的是,在基于功率谱M(f)判定是否发生了金属磨损之后判定是否发生了树脂原料的压碎。具体而言,根据功率谱M(f),计算将相当于金属磨损的频率带的功率谱截止的功率谱N(f),对于将该功率谱N(f)变换为时间信号后的波形应用在第1实施方式中说明的方法,判定是否发生了树脂原料的压碎。
如以上说明,在第4实施方式的第1变形例的异常检测装置50d中,信号取得部51a(取得部)在将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机30处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机30的壳体的表面上的AE传感器20输出的AE输出M(t)。并且,FFT执行部56a(计算部)计算AE输出M(t)的按照频率的功率谱M(f)。并且,磨损发生判定部56f(第3判定部)在FFT执行部56a计算出的功率谱M(f)中的规定的频率带的功率超过了第4阈值Th4的情况下,判定为在双轴挤压成形机30的螺旋体44、壳体32(桶状体)或混合盘46中发生了金属磨损。BPF处理部56c(减法部)计算从FFT执行部56a计算出的按照频率的功率谱M(f)减去与金属磨损的发生对应的规定的频率带的功率谱后的功率谱N(f)。并且,IFFT执行部56d(变换部)将BPF处理部56c计算出的功率谱N(f)变换为时间信号。压碎发生判定部56g(第4判定部)在IFFT执行部56d计算出的时间信号超过了第1阈值Th1的情况下,判定为发生了树脂原料的压碎。
因而,即使在同时发生了树脂材料的压碎和金属磨损的情况下,也能够将两者识别而检测出它们发生的情况。
[第4实施方式的第2变形例]
第4实施方式的第2变形例的异常检测装置50f仅基于功率谱M(f)来判定树脂原料的压碎的发生的有无以及金属磨损的发生的有无。
图21是有关第4实施方式的第2变形例的双轴挤压成形机的异常检测装置的功能构成图。
双轴挤压成形机30的异常检测装置50f具备信号取得部51a、判定部53f和报告部54a。信号取得部51a和报告部54a的功能与异常检测装置50d相同。
判定部53f还具备FFT执行部56a和压碎/磨损发生判定部56h。另外,FFT执行部56a的功能与异常检测装置50d相同。
压碎/磨损发生判定部56h具备异常检测装置50d所具备的压碎发生判定部56b的功能和异常检测装置50e所具备的磨损发生判定部56f的功能。另外,压碎/磨损发生判定部56h是本发明的第5判定部的一例。
在异常检测装置50f中,压碎/磨损发生判定部56h在FFT执行部56a计算出的AE输出M(t)的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第3阈值Th3的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。此外,压碎/磨损发生判定部56h在AE输出M(t)的按照频率的功率中的与上述规定的频率带不同的规定的频率带的功率超过了第4阈值Th4的情况下判定为发生了金属磨损。
图22是表示有关第4实施方式的第2变形例的双轴挤压成形机的异常检测装置进行的处理的流程的一例的流程图。
信号取得部51a从存储部14取得AE输出M(t)(步骤S50)。另外,这里取得的AE输出M(t)是在步骤S51中能够进行离散傅里叶变换的采样点数的波形。
FFT执行部56a对于AE输出M(t)进行离散傅里叶变换,计算功率谱M(f)(步骤S51)。另外,离散傅里叶变换由FFT进行。
压碎/磨损发生判定部56h判定在规定的频率f1下是否满足M(f1)≥Th3(更正确地讲,对于规定的频率带f1±Δf是否存在满足M(f1)≥Th3的频率)(步骤S52)。如果判定为在规定的频率f1下满足M(f1)≥Th3(步骤S52:是),则前进到步骤S53。另一方面,如果没有判定为在规定的频率f1下满足M(f1)≥Th3(步骤S52:否),则前进到步骤S54。
如果在步骤S52中判定为是,则压碎/磨损发生判定部56h判定为发生了树脂原料的压碎(步骤S53)。
如果在步骤S52中判定为否、或接着步骤S53,压碎/磨损发生判定部56h判定在规定的频率f2下是否满足M(f2)≥Th4(更正确地讲,对于规定的频率带f2±Δf是否存在满足M(f2)≥Th4的频率)(步骤S54)。这里,规定的频率f2是步骤S52中的与规定的频率f1不同的频率。如果判定为在规定的频率f2下满足M(f2)≥Th4(步骤S54:是),则前进到步骤S55。另一方面,如果没有判定为在规定的频率f2下满足M(f2)≥Th4(步骤S54:否),则前进到步骤S56。
如果在步骤S54中判定为是,则压碎/磨损发生判定部56h判定为发生了金属磨损(步骤S55)。
如果在步骤S54中判定为否、或接着步骤S55,报告部54a报告压碎或金属磨损的发生(步骤S56)。另外,报告部54a由于基于在步骤S53和步骤S55中做出的判定进行报告,所以识别压碎的发生和金属磨损的发生而进行报告。进而,报告部54a报告压碎和金属磨损都发生了。
如以上说明,在第4实施方式的第2变形例的异常检测装置50f中,信号取得部51a(取得部)在将被投入的树脂原料熔融并混匀的双轴挤压成形机30处于工作状态时,取得设置在该双轴挤压成形机30的壳体的表面上的AE传感器20输出的AE输出M(t)。并且,FFT执行部56a(计算部)计算AE输出M(t)的按照频率的功率谱M(f)。压碎/磨损发生判定部56h(第5判定部)在FFT执行部56a计算出的功率谱M(f)中的规定的频率带f1±Δf的功率超过了第3阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。此外,压碎/磨损发生判定部56h在FFT执行部56a计算出的功率谱M(f)中的规定的频率带f2±Δf的功率超过了第4阈值的情况下,判定为在双轴挤压成形机30的螺旋体44、壳体32(桶状体)或混合盘46中发生了金属磨损。
因而,即使在同时发生了树脂材料的压碎和金属磨损的情况下,也能够识别两者而检测到它们发生的情况。
标号说明
20、20x、20y…AE传感器;30…双轴挤压成形机(挤压成形机);32…壳体(桶状体);42…输出轴;44…螺旋体;46…混合盘;50a、50b、50c、50d、50e、50f…异常检测装置;51a、51b…信号取得部(取得部);53a、53b、53c、53d、53e、53f…判定部;54a、54b…报告部;55a…移动平均值计算部;55b…阈值处理部;55c…位置推断部;56a…FFT执行部(计算部);56b…压碎发生判定部(第1判定部);56c…BPF处理部(减法部);56d…IFFT执行部(变换部);56e…磨损发生判定部(第2判定部);56f…磨损发生判定部(第3判定部);56g…压碎发生判定部(第4判定部);56h…压碎/磨损发生判定部(第5判定部);G…频率区间;M(t)、M1(t)、M2(t)、N(t)…AE输出;M(f)、N(f)…功率谱;t、t1、t2…时刻;ta…规定时间;Th1…第1阈值(阈值);Th2…第2阈值(阈值);Th3…第3阈值;Th4…第4阈值;W…AE波;W1、W2、W3…AE输出波形;X1、X2、X3…功率谱。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出;以及
判定部,基于上述输出与阈值的关系,判定在上述挤压成形机中是否发生了异常,
上述AE传感器设置在被投入到上述挤压成形机中的树脂原料流动的上游侧和下游侧的至少两处、并且将树脂原料混匀的混合盘的上游侧和下游侧,
上述判定部基于上述取得部所取得的各AE传感器的输出分别超过上述阈值的时间差,推断上述挤压成形机的异常的发生部位。
2.(删除)
3.(删除)
4.(修改后)一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出;以及
判定部,基于上述输出与阈值的关系,判定在上述挤压成形机中是否发生了异常,
上述阈值包括第1阈值和比该第1阈值大的第2阈值;
上述判定部在上述取得部所取得的AE传感器的输出超过上述第1阈值而不超过上述第2阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。
5.如权利要求4所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述判定部在上述取得部所取得的AE传感器的输出超过了上述第2阈值的情况下,判定为发生了将上述树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损。
6.如权利要求1所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述判定部基于上述取得部所取得的上述AE传感器的输出与该输出的移动平均值的差值和阈值的关系,判定在上述挤压成形机中是否发生了异常。
7.(修改后)、如权利要求1、4~6中任一项所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述判定部还具备在判定为在上述挤压成形机中发生了异常的情况下报告发生了异常的情况的报告部。
8.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出的时间信号;
计算部,计算上述AE传感器的输出的按照频率的功率;
第1判定部,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第3阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎;
减法部,从上述按照频率的功率减去上述规定的频率带的功率;
变换部,将上述减法部的减法结果变换为时间信号;以及
第2判定部,在上述变换部变换后的时间信号超过了第2阈值的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损。
9.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出的时间信号;
计算部,计算上述AE传感器的输出的按照频率的功率;
第3判定部,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第4阈值的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损;
减法部,从上述按照频率的功率减去上述规定的频率带的功率;
变换部,将上述减法部的减法结果变换为时间信号;以及
第4判定部,在上述变换部变换后的时间信号超过了第1阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。
10.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出的时间信号;
计算部,计算上述AE传感器的输出的按照频率的功率;以及
第5判定部,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第3阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的与上述规定的频率带不同的规定的频率带的功率超过了第4阈值的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损。
Claims (10)
1.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出;以及
判定部,基于上述输出与阈值的关系,判定在上述挤压成形机中是否发生了异常。
2.如权利要求1所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述AE传感器设置在被投入到上述挤压成形机中的树脂原料流动的上游侧和下游侧的至少两处,
上述判定部基于上述取得部所取得的各AE传感器的输出分别超过上述阈值的时间差,推断上述挤压成形机的异常的发生部位。
3.如权利要求2所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述AE传感器设置在上述挤压成形机具备的将树脂原料混匀的混合盘的上游侧和下游侧。
4.如权利要求1~3中任一项所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述阈值包括第1阈值和比该第1阈值大的第2阈值;
上述判定部在上述取得部所取得的AE传感器的输出超过上述第1阈值而不超过上述第2阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。
5.如权利要求4所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述判定部在上述取得部所取得的AE传感器的输出超过了上述第2阈值的情况下,判定为发生了将上述树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损。
6.如权利要求1所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述判定部基于上述取得部所取得的上述AE传感器的输出与该输出的移动平均值的差值和阈值的关系,判定在上述挤压成形机中是否发生了异常。
7.如权利要求1~6中任一项所述的挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
上述判定部还具备在判定为在上述挤压成形机中发生了异常的情况下报告发生了异常的情况的报告部。
8.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出的时间信号;
计算部,计算上述AE传感器的输出的按照频率的功率;
第1判定部,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第3阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎;
减法部,从上述按照频率的功率减去上述规定的频率带的功率;
变换部,将上述减法部的减法结果变换为时间信号;以及
第2判定部,在上述变换部变换后的时间信号超过了第2阈值的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损。
9.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出的时间信号;
计算部,计算上述AE传感器的输出的按照频率的功率;
第3判定部,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第4阈值的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损;
减法部,从上述按照频率的功率减去上述规定的频率带的功率;
变换部,将上述减法部的减法结果变换为时间信号;以及
第4判定部,在上述变换部变换后的时间信号超过了第1阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎。
10.一种挤压成形机的异常检测装置,其特征在于,
具备:
取得部,当将被投入的树脂原料熔融并混匀的挤压成形机处于工作状态时,取得设置在该挤压成形机的壳体的表面上的AE传感器的输出的时间信号;
计算部,计算上述AE传感器的输出的按照频率的功率;以及
第5判定部,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的规定的频率带的功率超过了第3阈值的情况下,判定为发生了未熔融的树脂原料的压碎,在上述计算部计算出的按照频率的功率中的与上述规定的频率带不同的规定的频率带的功率超过了第4阈值的情况下,判定为发生了将树脂原料从上游侧向下游侧输送的螺旋体、桶状体或将树脂原料混匀的混合盘的磨损。
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