JP2003080526A

JP2003080526A - 取出機の異常診断方法

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Publication number: JP2003080526A
Application number: JP2001274310A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Imaeda; 信雄今枝; Akemasa Fukushima; 明正福島; Koji Shichizawa; 幸二七澤; Shinichi Kakimoto; 伸一柿本; Kei Nakamoto; 継仲本; Keiji Matsunaga; 圭司松永; Yasushi Iwanari; 康岩成; Atsushi Morikawa; 厚志森川
Original assignee: Star Seiki Co Ltd
Current assignee: Star Seiki Co Ltd
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-19
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: JP4763937B2

Abstract

(57)【要約】【課題】取出機の異常箇所の絞り込みを容易にし、過
大負荷による異常及び過小負荷による異常の両方を診断
し、故障を事前に察知する。【解決手段】試行運転を実行し、移動体の速度上限値
及び下限値を設定する。自動運転に際し、移動体の速度
を検出し、その検出値を履歴として設定回数分更新して
記録する。速度検出値が下限値以下のとき、移動体の速
度が異常に低速であると診断し、低速要因の候補となる
部品を履歴データと共に表示する。速度検出値が上限値
以上のとき、移動体の速度が異常に高速であると診断
し、高速要因の候補となる部品を履歴データと共に表示
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種加工機から各
種加工品を取り出す取出機において、機械各部の異常を
診断する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、射出成形機用の取出機は、チャ
ックを成形機の内外に移動し、樹脂成形品を金型から抜
き取って機外に取り出すように構成されている。この取
出機は成形機とリンクして動作するため、取出機の異常
又は故障は成形機の稼働率に大きな影響を及ぼす。そこ
で、従来、チャック移動機構に設けられたモータの電流
値を監視し、過電流が流れたときに、機械の運転を停止
するとともに、そのモータを含む工程に異常ありとのア
ラームを表示して、早期復旧を促す方法が採られてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、モータ電流
に基づく従来の異常診断方法によると、次のような問題
点があった。（１）どの工程に異常が発生したかは特定できるが、そ
の工程のどの箇所に異常が発生したかを詳しく特定する
ことができなかった。（２）ガイドの焼付や軸受の破損等、過大負荷による異
常は診断できるが、ベルトの切断やシャフトの折損等、
過小負荷による異常を診断することができなかった。（３）異常を診断した時点で既に部品破損が生じている
場合が多く、故障を事前に察知できなかった。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決し、取出
機の異常箇所を詳しく特定でき、過大負荷による異常及
び過小負荷による異常の両方を診断でき、故障を事前に
察知できる異常診断方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の取出機の異常診断方法は、チャックを加工
機（成形機、工作機械、表面加工機等の各種加工機を含
む）の内外に移動して加工品（成形品、機械加工品、表
面加工品等の各種加工品を含む）を取り出す取出機にお
いて、チャック移動機構に設けられた移動体の速度情報
を検出し、検出値を予め設定した上限値及び下限値と比
較し、検出値が下限値以下のとき、低速要因の候補とな
る部品を表示し、検出値が上限値以上のとき、高速要因
の候補となる部品を表示することを特徴とする。

【０００６】ここで、「チャック移動機構」とは、チャ
ックを加工機の内外に移動するための機構である。チャ
ックが複数方向に移動する取出機の場合は、各方向毎に
複数基の移動機構が設けられ、そのうち所要の一部又は
全部の機構において異常診断が実施される。チャック移
動機構に設けられた「移動体」とは、その機構を構成す
る要素のうち、ある速度をもって運動（例えば直線運動
又は回転運動）する部材であって、チャックを直接又は
間接的に支持する移動体、それを駆動するモータやエア
シリンダ等のアクチュエータ、或いは、アクチュエータ
の動力を伝達するシャフトやベルト等の動力伝達部品を
含む。

【０００７】「移動体の速度情報」とは、移動体の速度
又は加速度を電気量値として特定できるパラメータであ
って、速度の場合は、単位時間当たりの距離、単位距離
当たりの時間を含み、加速度の場合は、単位時間又は単
位距離当たりの速度変化量、設定速度に達するまでの時
間又は距離を含む。これらの情報は、例えば、エンコー
ダ、リミットスイッチ、ポテンショメータ、タイマー等
の手段により検出され、記憶装置に記憶される。

【０００８】「上限値及び下限値」とは、移動体が正常
に動作する速度又は加速度の範囲を画定するもので、速
度情報の検出値と比較可能な電気量値として記憶装置に
設定される。各値の設定に際しては、加工機の運転プロ
グラムや経験値に基づいてオペレータが手動操作により
入力することもできるが、実際の運転状況に適合するデ
ータを取得できる点で、上限値及び下限値を試行運転の
実行値に基づいて設定するのが好ましい。

【０００９】「低速要因の候補となる部品」としては、
特に限定されないが、ガイド、軸受、エアシリンダ等、
焼付や変形によって過大負荷を発生する部品を例示でき
る。「高速要因の候補となる部品」としては、特に限定
されないが、ベルト、シャフト、カップリング等、切断
や折損によって過小負荷を発生する部品を例示できる。
ただし、これらの候補部品は、何れも代表的なものであ
って、実施にあたっては、チャック移動機構の具体的構
成に基づき、異常の可能性並びに頻度を考慮して適宜に
選定される。

【００１０】また、本発明の異常診断方法は、異常箇所
をより詳しく特定するために、速度情報の履歴を記録
し、履歴データを随時に表示することを特徴とする。例
えば、過去数回分又は数時間分の速度情報を記憶装置に
更新して記憶し、異常発生時に、候補部品と合わせて表
示装置に表示する。また、速度情報からピーク値のみを
抽出し、過去数日又は数ヶ月間にわたる長期履歴データ
を記録してもよい。

【００１１】この場合、取出機の異常を遠隔地で診断で
きるように、履歴データを通信回線を介して遠隔地の上
位コンピュータに送信するのが好ましい。送信データに
は、履歴データのみならず、これに各種設定値、加工機
との交信データ等の制御データを加えてもよい。通信回
線としては、特に限定されないが、ＬＡＮを利用する構
内通信回線、インターネットを利用する広域通信回線等
を例示できる。送受信装置としては、メール付携帯電話
も利用可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を射出成形機用の取
出機に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明す
る。図１に示すように、この取出機１のメインフレーム
２は射出成形機３の上に左右方向に延びるように固定さ
れている。メインフレーム２の上には左右移動体４が支
持され、左右移動体４に前後方向に長いサブフレーム５
が固定されている。サブフレーム５には前後移動体６が
支持され、前後移動体６の下側に上下移動体８が支持さ
れている。上下移動体８には旋回体９が支持され、旋回
体９に複数のチャック１０が装着されている。そして、
チャック１０が前後、上下、左右方向に移動し、成形機
３の金型１１から樹脂成形品を抜き取り、機外に取り出
すようになっている。

【００１３】図２に示すように、チャック１０の左右方
向の移動機構は、左右移動体４と、左右移動体４を案内
するガイド１３と、左右移動体４を駆動する減速機付サ
ーボモータ１４と、サーボモータ１４の動力を左右移動
体４に伝達するベルト１５及びプーリ１６，１７，１８
とから構成されている。図３に示すように、チャック１
０の前後方向の移動機構は、前後移動体６と、前後移動
体６を案内するガイド１９と、前後移動体６を駆動する
減速機付サーボモータ２０と、サーボモータ２０の動力
を前後移動体６に伝達するベルト２１及びプーリ２２と
から構成されている。

【００１４】チャック１０の上下方向の移動機構は、上
下移動体８と、上下移動体８を駆動するエアシリンダ２
４と、エアシリンダ２４を案内するガイド２５と、エア
シリンダ２４を昇降する減速機付サーボモータ２６と、
サーボモータ２６の動力をエアシリンダ２４に伝達する
ベルト２７及びプーリ２８，２９とを備え、上下移動体
８をエアシリンダ２４及びサーボモータ２６の２つのア
クチュエータで高速に駆動する倍速機構を構成してい
る。なお、ガイド１３，１９，２５には転がり案内を用
いたＬＭガイド（直線運動ガイド）が使用され、ベルト
１５，２１，２７には歯付きベルトが使用されている。
ベルトにかえ、チェーンやボールネジを用いてもよい。

【００１５】各機構のサーボモータ１４，２０，２６及
びエアシリンダ２４は取出機１の制御装置によってサー
ボ制御される。例えば、チャック１０の上下方向の移動
機構においては、図４に示すように、制御装置３１がサ
ーボ制御部３２を介しエアシリンダ２４及びサーボモー
タ２６を制御し、これらに付属のエンコーダ３３，３４
からの信号に基づいて、上下移動体８の移動量及び速度
を検出する。制御装置３１には、各種設定値を入力する
入力装置３５と、設定値、速度検出値等を記憶する記憶
装置３６と、記憶データ、アラーム等を表示する表示装
置３７とが接続されている。

【００１６】上記構成の取出機１は、図５及び図６に示
す工程順で成形品を取り出す。成形機３の成形動作中
は、チャック１０が金型１１より上方の原点位置Ｏで待
機している。成形機３が１ショットを終了し、型開き後
に取出開始指令が出ると、まず、上下移動体８が下降
し、前後移動体６が前進し、チャック１０が成形品
を把持する。次に、前後移動体６が後退し、上下移
動体８が原点位置Ｏまで上昇し、取出機１が成形機３に
型締め開始指令を出力する。続いて、左右移動体４が
機外に移動し、旋回体９が旋回してチャック１０の向
きを変更し、上下移動体８が下降し、チャック１０
が成形品を解放する。その後、(10)上下移動体８が上昇
し、(11)旋回体９が旋回してチャック１０の向きを復元
し、(12)左右移動体４が機内に移動し、チャック１０が
原点位置Ｏに復帰する。

【００１７】次に、取出機１の異常診断方法について説
明する。図７に示すように、取出機１の稼働開始にあた
り、１サイクル分の試行運転（手動運転）が実行される
（ステップＳ１）。ここで、左右移動体４、前後移動体
６、上下移動体８の実行速度、つまり各工程を正常に遂
行できる標準速度が工程毎に検出され、これらの実行値
にプラス・マイナスの許容値を加えて、自動運転時の速
度上限値及び下限値が記憶装置３６に設定される（ステ
ップＳ２）。こうすれば、稼働開始時における各部の点
検をかねて、実際の運転状況に最適な速度情報を自動的
に設定することができる。

【００１８】自動運転に際しては、各工程（成形品の把
持、解放工程を除く）毎にほぼ同様の診断プログラムが
実行される。まず、前工程の終了信号に基づきその工程
の開始指令が確認されると（ステップＳ１１）、サーボ
モータ１４，２０，２６が駆動され（ステップＳ１
２）、移動体４，６，８が左右、前後、上下方向に移動
される。そして、図８に示すように、工程開始から予め
設定した加速時間が経過すると（ステップＳ１３）、移
動体４，６，８の速度がエンコーダ信号に基づいて制御
装置３１により検出され（ステップＳ１４）、その検出
値が記憶装置３６に記憶される（ステップＳ１５）。な
お、上下移動体８の速度はサーボモータ２６及びエアシ
リンダ２４の両エンコーダ信号に基づいて検出される。

【００１９】続いて、移動体４，６，８の速度検出値
が、試行運転で設定した下限値と比較され（ステップＳ
１６）、下限値以上であれば、上限値と比較される（ス
テップＳ１７）。検出値が上限値以下であれば、移動体
４，６，８の速度が正常であると診断され、サーボモー
タ１４，２０，２６の駆動が継続され、移動体４，６，
８の速度が監視され、その検出値が履歴として設定回数
分更新して記録される。そして、移動体４，６，８がス
トロークの終端に達すると、リミットスイッチ等の信号
に基づいて終了指令が確認され（ステップＳ１８）、サ
ーボモータ１４，２０，２６が停止され（ステップＳ１
９）、その工程が正常に終了する。

【００２０】一方、速度検出値が下限値以下のときは、
移動体４，６，８の速度が異常に低速であると診断さ
れ、異常低速を報知するためのアラーム信号が出力され
（ステップＳ２０）、同時に、サーボモータ１４，２
０，２６が直ちに停止される（ステップＳ１９）。そし
て、このアラーム信号に応答し、表示装置３７には、そ
の工程において低速要因の候補となる部品が表示装置３
７に表示される。例えば図９に示すように、チャック上
昇工程の場合は、ＬＭガイド２５（図３参照）、サーボ
モータ２６の減速機軸受、エアシリンダ２４等、過大負
荷を発生する複数の候補部品が部品番号及び異常内容
（焼付、破損、エア漏れ等）と共に一覧表示される。

【００２１】また、速度検出値が上限値以上のときに
は、移動体４，６，８の速度が異常に高速であると診断
され、異常高速を報知するためのアラーム信号が出力さ
れ（ステップＳ２１）、これに応答し、表示装置３７に
は、その工程において高速要因の候補となる部品が表示
される。例えば図１０に示すように、チャック上昇工程
の場合は、ベルト２７、サーボモータ２６の減速機シャ
フト、そのカップリング等、過小負荷を発生する複数の
候補部品が部品番号及び異常内容（切断、折損、破損
等）と共に一覧表示される。

【００２２】従って、次のような作用効果が得られる。（ａ）２つのアラーム表示画面から、どの工程のどの箇
所にどんな内容の異常が発生したかを、部品レベルまで
絞り込んで詳細かつ迅速に特定でき、復旧までの時間つ
まりダウン・タイムを短縮できる。（ｂ）ガイドの焼付や軸受の破損等、過大負荷によって
発生する異常のみならず、ベルトの切断やシャフトの折
損等、過小負荷によって発生する異常をも的確に診断で
きる。（ｃ）上限値及び下限値を厳しく設定しておくことで、
部品破損に至る前に異常を発見でき、故障を回避するた
めの対策を早期に講じることが可能となる。（ｄ）図８に示すように、移動体の等速区間で異常診断
を長時間にわたって実施できる。

【００２３】図９及び図１０に示すように、表示装置３
７には、全ての候補部品を表示するための上スクロール
ボタン３９及び下スクロールボタン４０と、画面を切り
換えるための前ボタン４１及び次ボタン４２と、送信プ
ログラムを起動するための送信ボタン４３とが設けられ
ている。そして、アラーム表示画面で次ボタン４２を押
すと、図１１に示すように、その工程において過去に実
行した設定回数分の履歴データが表示される。履歴デー
タは、移動体４，６，８の速度検出値、日付、製品番
号、上・下限値等を含み、最新データから順に一覧表示
される。

【００２４】従って、次のような作用効果が得られる。（ｅ）異常発生時に履歴データと前画面の候補部品とを
対照して、異常箇所、異常部品をより詳細に絞り込むこ
とができる。（ｆ）随時に履歴データを表示し、移動体の速度変化を
照合して、部品の寿命を予測でき、プリ・メンテナンス
に役立つ。（ｇ）履歴データを新製品開発のための技術データとし
て蓄積できる。

【００２５】また、送信ボタン４３を押すと、送信プロ
グラムが起動され、履歴データ、各種設定値、成形機３
との交信データ等、遠隔地の専任技術者が異常を精査す
るに必要なデータを含む診断ファイルが自動作成され
る。そして、このファイルは取出機１に付属の送受信装
置（図示略）によって、構内又は広域通信回線を介し、
ＬＡＮ又はインターネット等を利用して遠隔地の上位コ
ンピュータに送信される。

【００２６】従って、次のような作用効果が得られる。（ｈ）ユーザ又はメーカの専任技術者が遠隔地に居なが
ら取出機の異常を詳細に診断できる。（ｉ）メーカの専任技術者が現場まで出向く必要がなく
なり、アフターサービスにかかる費用を節約できる。（ｊ）診断結果に従い、交換部品又は準備部品を迅速に
手配できる。（ｋ）送受信装置としてメール付携帯電話を使用すれ
ば、専任技術者がどこにいても、取出機を早期に復旧で
きる。（ｌ）新規成形品の生産立上げ時やプログラム異常の発
生時等に、このシステムを利用して、メーカは新規又は
修正プログラムをユーザに速やかに届けることができ
る。

【００２７】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。（１）図１２に示すように、移動体の最高速度を設定
し、工程開始から最高速度に達するまでの時間又は距離
を速度情報として検出し、この検出値を上限値及び下限
値と比較することで、工程開始時の加速度に基づいて異
常を診断すること。時間は制御装置のタイマー機能によ
って検出され、距離はサーボモータの回転数又はエアシ
リンダのロッド移動量より検出される。

【００２８】（２）図１３に示すように、移動体の加速
区間において、単位時間又は単位距離当たりの速度変化
量を速度情報として検出し、この検出値を上限値及び下
限値と比較することで、工程開始時の加速度に基づいて
異常を診断すること。速度変化量は、サーボモータ又は
エアシリンダのエンコーダ信号に基づき、制御装置の演
算機能によって検出される。

【００２９】（３）チャック１０の上下方向の移動機構
に、図１４に示す倍速機構を採用すること。ここでは、
上下移動体４５が柱状に形成され、ガイド４６を介し昇
降体４７に支持されている。昇降体４７はガイド４８を
介し前後移動体６に支持され、サーボモータ４９により
有端ベルト５０を介して駆動される。昇降体４７には上
下に長い無端ベルト５１が張設され、その片側の一部は
ジョイント５２で前後移動体６に結合され、反対側の一
部はジョイント５３で上下移動体４５に結合されてい
る。そして、昇降体４７の移動により無端ベルト５１が
回転され、無端ベルト５１の回転によって上下移動体４
５が昇降体４７の２倍の速度で駆動される。

【００３０】（４）前記実施形態の異常診断方法を、工
作機械、表面加工機、梱包機械、食品加工機等の各種加
工機から各種加工品を取り出す取出機に適用すること。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る異常診
断方法によれば、低速要因の候補となる部品と高速要因
の候補となる部品とを別々に表示するので、異常箇所を
詳しく特定でき、過大負荷による異常及び過小負荷によ
る異常の両方を診断でき、故障を事前に察知できるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異常診断方法が実施される取出機の全
体を示す斜視図である。

【図２】同取出機におけるチャックの左右方向移動機構
を示す正面図である。

【図３】同取出機におけるチャックの上下方向移動機構
を示す断面図である。

【図４】同取出機の異常診断システムを示すブロック図
である。

【図５】同取出機の工程説明図である。

【図６】移動体の動作を示すタイムチャートである。

【図７】本発明に係る異常診断方法の一実施形態を示す
フローチャートである。

【図８】同診断方法を補足説明する移動体の速度特性図
である。

【図９】異常低速アラームの表示画面を示す表示装置の
正面図である。

【図１０】異常高速アラームの表示画面を示す表示装置
の正面図である。

【図１１】履歴データの表示画面を示す表示装置の正面
図である。

【図１２】異常診断方法の別の実施形態を示す移動体の
速度特性図である。

【図１３】異常診断方法のさらに別の実施形態を示す移
動体の速度特性図である。

【図１４】チャック上下方向移動機構の別の実施形態を
示す正面図である。

【符号の説明】

１取出機３射出成形機４左右移動体６前後移動体８上下移動体１０チャック１４サーボモータ１５ベルト１９ガイド２０サーボモータ２１ベルト２４エアシリンダ２５ガイド２６サーボモータ２７ベルト３１制御装置３２サーボ制御部３３エンコーダ３４エンコーダ３５入力装置３６記憶装置３７表示装置４３送信ボタン４５上下移動体４６ガイド４７昇降体４８ガイド４９サーボモータ５０有端ベルト５１無端ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者七澤幸二愛知県丹羽郡大口町秋田３−133 株式会社スター精機内 (72)発明者柿本伸一愛知県丹羽郡大口町秋田３−133 株式会社スター精機内 (72)発明者仲本継愛知県丹羽郡大口町秋田３−133 株式会社スター精機内 (72)発明者松永圭司愛知県丹羽郡大口町秋田３−133 株式会社スター精機内 (72)発明者岩成康愛知県丹羽郡大口町秋田３−133 株式会社スター精機内 (72)発明者森川厚志愛知県丹羽郡大口町秋田３−133 株式会社スター精機内Ｆターム(参考） 4F202 AM09 AP07 CA11 CA30 CM12 CS07 4F206 AM09 AP07 JA07 JL02 JN41 JP15 JP27 5H223 AA05 BB06 DD03 DD07 EE30 FF01 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャックを加工機の内外に移動して加工
品を取り出す取出機において、チャック移動機構に設けられた移動体の速度情報を検出
し、検出値を予め設定した上限値及び下限値と比較し、
検出値が下限値以下のとき、低速要因の候補となる部品
を表示し、検出値が上限値以上のとき、高速要因の候補
となる部品を表示することを特徴とする取出機の異常診
断方法。
【請求項２】上限値及び下限値を、試行運転の実行値
に基づいて設定する請求項１記載の取出機の異常診断方
法。
【請求項３】速度情報の履歴を記録し、履歴データを
随時に表示する請求項１又は２記載の取出機の異常診断
方法。
【請求項４】履歴データを通信回線を介して遠隔地の
上位コンピュータに送信する請求項３記載の取出機の異
常診断方法。