JP2008170400A - Inspection device, control method therefor, and inspection device control program - Google Patents

Inspection device, control method therefor, and inspection device control program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device or the like not required to change a reference for quality determination, even when changing an operation condition. <P>SOLUTION: An inspection part 34 of this inspection device for inspecting a rotor is provided with a sensor information acquisition part 33 for acquiring a vibration signal from an objective device including the rotor of an inspection object, an objective period pulse generation part 42 for acquiring an objective period pulse generated in every one rotation of a reference position in the rotor, a frame extraction part 45 for extracting, as frames, the vibration signals in a period of acquiring the objective period pulses of prescribed number, out of the vibration signals, and a representative feature amount calculation part 49 for calculating a representative feature amount, using the plurality of frames, to determine quality. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転体の検査を行う検査装置およびその制御方法、ならびに検査装置制御プログラムに関するものである。   The present invention relates to an inspection apparatus that inspects a rotating body, a control method thereof, and an inspection apparatus control program.

例えばエンジン、トランスミッションなどの回転体と呼ばれる機器の製品検査では、製品を稼働させた場合に発生する振動に基づいて良否判定が行われている。従来、この良否判定は、検査員が上記振動の音を聴いたり、上記機器に手を触れたりすることにより行われていた。しかしながら、この場合、検査員の官能評価によって上記良否判定が行われるため、判定基準を定量化することが困難であり、論理的な妥当性を示すことが困難であった。そこで、近時では、上記振動をセンサによって検出し、検出した信号に基づいて、上記良否判定を自動的に行う検査装置が開発されている(例えば、特許文献1〜5参照)。
特開平8−43257号公報(1996年2月16日公開) 特開2001−21455号公報(2001年1月26日公開) 特開2001−221683号公報(2001年8月17日公開) 実開昭63−90128号公報(1988年6月11日公開) 特開昭61−66140号公報(1986年4月4日公開)
For example, in a product inspection of a device called a rotating body such as an engine or a transmission, the quality is determined based on vibrations generated when the product is operated. Conventionally, this pass / fail determination is performed by an inspector listening to the vibration sound or touching the device. However, in this case, since the above pass / fail judgment is performed by the sensory evaluation of the inspector, it is difficult to quantify the judgment criteria, and it is difficult to show logical validity. Therefore, recently, an inspection apparatus has been developed that detects the vibration with a sensor and automatically performs the quality determination based on the detected signal (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
JP-A-8-43257 (published February 16, 1996) JP 2001-21455 A (published January 26, 2001) Japanese Patent Laid-Open No. 2001-221683 (released on August 17, 2001) Japanese Utility Model Publication No. 63-90128 (published on June 11, 1988) JP-A-61-66140 (published on April 4, 1986)

回転体の検査において検出を所望する不良の特性は、例えば回転数(回転速度)を一定にするなど、安定した稼働条件の下で検出できるものが大半である。しかしながら、例えばオーダトラッキング解析などのように、稼働条件を変化させて検出する必要があるものも一部存在する。このような特性を検出するため、従来の検査装置では、稼働条件の変化に応じて、良否判定の基準を変更していた。   Most of the characteristics of defects desired to be detected in the inspection of the rotating body can be detected under stable operating conditions, for example, the rotation speed (rotation speed) is constant. However, there are some that need to be detected by changing the operating conditions, such as order tracking analysis. In order to detect such a characteristic, in the conventional inspection apparatus, the criterion for pass / fail judgment is changed according to the change in the operating condition.

しかしながら、この場合、安定した稼働条件の下で不良の特性を検出することを前提としているために、良否判定の基準を変更できない既存の検査装置を利用することができない。   However, in this case, since it is premised on detecting a defective characteristic under a stable operating condition, it is not possible to use an existing inspection apparatus that cannot change the criteria for the quality determination.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、稼働条件を変化させても、良否判定の基準を変更する必要がない検査装置などを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus and the like that do not require a change in pass / fail judgment criteria even when operating conditions are changed.

本発明に係る検査装置は、回転体の検査を行う検査装置であって、上記課題を解決するために、検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得手段と、上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得手段と、上記振動信号のうち、所定数の上記対象周期パルスを取得する期間の振動信号をフレームとして抽出する抽出手段と、複数の上記フレームを用いて上記検査を行う検査手段とを備えることを特徴としている。   An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus that inspects a rotating body, and in order to solve the above problem, a vibration signal acquisition unit that acquires a vibration signal from a target apparatus including the rotating body to be inspected; A target period pulse acquiring means for acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation, and a vibration signal for a period of acquiring a predetermined number of the target period pulses among the vibration signals. An extraction means for extracting as a frame and an inspection means for performing the inspection using a plurality of the frames are provided.

また、本発明に係る検査装置の制御方法は、回転体の検査を行う検査装置の制御方法であって、上記課題を解決するために、検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得ステップと、上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得ステップと、上記振動信号のうち、所定数の上記対象周期パルスを取得する期間の振動信号をフレームとして抽出する抽出ステップと、複数の上記フレームを用いて上記検査を行う検査ステップとを含むことを特徴としている。   The inspection apparatus control method according to the present invention is an inspection apparatus control method for inspecting a rotating body, and in order to solve the above problems, a vibration signal from an object apparatus including the rotating body to be inspected. A vibration signal acquisition step for acquiring a target period pulse for acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation, and a predetermined number of the target period pulses among the vibration signals. The method includes an extraction step of extracting a vibration signal during a period of acquiring the signal as a frame, and an inspection step of performing the inspection using a plurality of the frames.

上記の構成および方法によると、振動信号の抽出は、対象周期パルスのパルス単位で行われるので、抽出された複数のフレームのそれぞれには、検査対象の回転体が所定数回転する間に発生する振動成分が含まれている。従って、これらのフレームを利用することにより、同じ判定基準で検査することができる。   According to the above-described configuration and method, the vibration signal is extracted in units of pulse of the target periodic pulse. Therefore, each of the plurality of extracted frames is generated while the rotating body to be inspected rotates a predetermined number of times. Contains vibration components. Therefore, by using these frames, it is possible to inspect with the same criterion.

ところで、通常、回転体の回転数が増加すると、発生する振動の振幅も増加する。このため、抽出された各フレームの波形は類似していても、振幅の大きさが著しく異なることがある。   By the way, normally, when the rotational speed of the rotating body increases, the amplitude of the generated vibration also increases. For this reason, even if the extracted waveform of each frame is similar, the magnitude of the amplitude may be significantly different.

そこで、本発明に係る検査装置では、上記フレームの正規化を行う正規化手段をさらに備えており、上記検査手段は、正規化した複数の上記フレームを用いて上記検査を行うことが好ましい。正規化により、例えば振幅の大きさを揃えることができるので、同じ判定基準でさらに精度良く検査することができる。   Therefore, the inspection apparatus according to the present invention further includes normalization means for normalizing the frame, and the inspection means preferably performs the inspection using a plurality of normalized frames. By normalizing, for example, the magnitudes of the amplitudes can be made uniform, so that the inspection can be performed with higher accuracy based on the same criterion.

ところで、検査対象の装置によっては、検査対象の回転体の回転を検出できないが、別の回転体の回転を検出できる場合がある。   By the way, depending on the apparatus to be inspected, the rotation of the rotating body to be inspected cannot be detected, but the rotation of another rotating body may be detected.

そこで、本発明に係る検査装置では、上記対象装置は、複数の回転体を備えており、上記複数の回転体のうち、基準となる回転体の回転に対応して生成される基準回転パルスを取得する基準回転パルス取得手段をさらに備えており、上記対象周期パルス取得手段は、基準となる回転体と検査対象となる回転体との回転比率を利用して、上記基準回転パルスから上記対象周期パルスを生成してもよい。この場合、検査対象の回転体の回転を検出できなくても、別の回転体の回転を検出することにより、対象周期パルスを取得することができる。ここで、回転比率とは、基準となる回転体が1回転する間に検査対象となる回転体が回転する回転数をいう。   Therefore, in the inspection apparatus according to the present invention, the target device includes a plurality of rotating bodies, and among the plurality of rotating bodies, a reference rotation pulse generated corresponding to the rotation of a reference rotating body is generated. Reference rotation pulse acquisition means for acquiring is further provided, and the target period pulse acquisition means uses the rotation ratio between the reference rotating body and the rotating object to be inspected, to calculate the target period from the reference rotation pulse. Pulses may be generated. In this case, even if the rotation of the rotating body to be inspected cannot be detected, the target periodic pulse can be acquired by detecting the rotation of another rotating body. Here, the rotation ratio refers to the number of rotations that the rotating body to be inspected rotates while the reference rotating body rotates once.

本発明に係る検査装置では、上記回転体において検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、上記基準位置からの位相で示した位相範囲を取得する位相範囲取得手段と、上記振動信号のうち、上記位相範囲に対応する区間の振動信号のみを通過させるフィルタ手段をさらに備えることが好ましい。   In the inspection apparatus according to the present invention, a phase range acquisition means for acquiring a phase range indicated by a phase from the reference position at and around the position where the vibration to be inspected occurs in the rotating body, and the vibration signal Among these, it is preferable to further include a filter unit that allows only the vibration signal in the section corresponding to the phase range to pass.

上記の構成によると、検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、基準位置からの位相で示しているため、対象周期パルスの周期が変化しても、該周期において位相範囲に対応する区間の振動信号には、検査対象となる振動成分が含まれることになる。従って、検査対象となる振動成分を含む振動信号を通過させ、それ以外の振動信号を遮断することにより、さらに精度良く検査することができる。   According to the above configuration, since the position where the vibration to be inspected occurs and its surroundings are indicated by the phase from the reference position, even if the period of the target period pulse changes, the period corresponds to the phase range. The vibration signal of the section includes a vibration component to be inspected. Therefore, the inspection can be performed with higher accuracy by passing the vibration signal including the vibration component to be inspected and blocking the other vibration signals.

本発明に係る検査装置は、回転体の検査を行う検査装置であって、上記課題を解決するために、検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得手段と、上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得手段と、上記回転体において検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、上記基準位置からの位相で示した位相範囲を取得する位相範囲取得手段と、上記振動信号のうち、上記対象周期パルスの周期において上記位相範囲に対応する区間の振動信号のみを通過させるフィルタ手段と、該フィルタ手段が通過させた振動信号を用いて上記検査を行う検査手段とを備えることを特徴としている。   An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus that inspects a rotating body, and in order to solve the above problem, a vibration signal acquisition unit that acquires a vibration signal from a target apparatus including the rotating body to be inspected; , A target periodic pulse acquisition means for acquiring a target periodic pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation, and a position where the vibration to be inspected occurs in the rotating body and its surroundings. A phase range acquisition means for acquiring a phase range indicated by a phase from a filter means, a filter means for passing only a vibration signal in a section corresponding to the phase range in the period of the target periodic pulse, among the vibration signals, and the filter And inspection means for performing the inspection using the vibration signal passed by the means.

また、本発明に係る検査装置の制御方法は、回転体の検査を行う検査装置の制御方法であって、上記課題を解決するために、検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得ステップと、上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得ステップと、上記回転体において検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、上記基準位置からの位相で示した位相範囲を取得する位相範囲取得ステップと、上記振動信号のうち、上記対象周期パルスの周期において上記位相範囲に対応する区間の振動信号のみを通過させるフィルタステップと、該フィルタステップにより通過された振動信号を用いて上記検査を行う検査ステップとを含むことを特徴としている。   The inspection apparatus control method according to the present invention is an inspection apparatus control method for inspecting a rotating body, and in order to solve the above problems, a vibration signal from an object apparatus including the rotating body to be inspected. A vibration signal acquiring step for acquiring the target periodic pulse, a target periodic pulse acquiring step for acquiring a target periodic pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation, and a position where vibration to be inspected occurs in the rotating body A phase range acquisition step of acquiring a phase range indicated by a phase from the reference position and the periphery thereof, and only a vibration signal in a section corresponding to the phase range in the period of the target periodic pulse among the vibration signals. It includes a filter step for passing, and an inspection step for performing the inspection using the vibration signal passed through the filter step.

上記の構成および方法によると、検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、基準位置からの位相で示しているため、対象周期パルスの周期が変化しても、該周期において位相範囲に対応する区間の振動信号には、検査対象となる振動成分が含まれることになる。従って、稼働条件が変化しても、検査対象となる振動成分を含む振動信号のみを通過させることにより、同じ判定基準で検査することができる。   According to the configuration and method described above, the position where the vibration to be inspected occurs and its surroundings are indicated by the phase from the reference position. Therefore, even if the period of the target period pulse changes, the position is within the phase range. The vibration signal in the corresponding section includes a vibration component to be inspected. Therefore, even if the operating conditions change, it is possible to inspect with the same criterion by passing only the vibration signal including the vibration component to be inspected.

なお、上記検査装置における各手段を、検査装置制御プログラムによりコンピュータ上で機能させることができる。さらに、上記検査装置制御プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で上記検査装置制御プログラムを実行させることができる。   In addition, each means in the said inspection apparatus can be functioned on a computer by an inspection apparatus control program. Furthermore, the inspection apparatus control program can be executed on an arbitrary computer by storing the inspection apparatus control program in a computer-readable recording medium.

以上のように、本発明に係る検査装置では、振動信号の抽出は、対象周期パルスのパルス単位で行われるので、抽出された複数のフレームのそれぞれには、検査対象の回転体が所定数回転する間に発生する振動成分が含まれており、これらのフレームを利用することにより、同じ判定基準で検査できるという効果を奏する。   As described above, in the inspection apparatus according to the present invention, the vibration signal is extracted in units of pulse of the target periodic pulse. Therefore, the rotating body to be inspected rotates a predetermined number of times in each of the extracted frames. The vibration component generated during the operation is included, and by using these frames, it is possible to inspect with the same criterion.

また、本発明に係る検査装置では、検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、基準位置からの位相で示しているため、対象周期パルスの周期が変化しても、該周期において位相範囲に対応する区間の振動信号には、検査対象となる振動成分が含まれることになり、その結果、稼働条件が変化しても、検査対象となる振動成分を含む振動信号のみを通過させることにより、同じ判定基準で検査できるという効果を奏する。   Further, in the inspection apparatus according to the present invention, the position where the vibration to be inspected occurs and its periphery are indicated by the phase from the reference position, so even if the period of the target period pulse changes, the phase in the period The vibration signal of the section corresponding to the range includes the vibration component to be inspected, and as a result, only the vibration signal including the vibration component to be inspected is allowed to pass even if the operating condition changes. Thus, there is an effect that inspection can be performed with the same criterion.

本発明の一実施形態について図1〜図23を参照して説明する。図2は、本実施形態の検査システムの概略構成を示している。検査システム10は、例えばエンジンのような、回転体を有する製品11の稼働時に生ずる振動を利用して、製品11の検査(良否判定)を行うものである。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a schematic configuration of the inspection system of the present embodiment. The inspection system 10 performs inspection (good / bad determination) of the product 11 using vibration generated when the product 11 having a rotating body such as an engine is operated.

製品11の振動は、振動センサ12・13にて検出され、検出された振動の時系列データ(以下「振動データ」と略称する。)が検査装置14に送信される。また、製品11の運転状態は、運転状態検出センサ15にて検出され、検出結果が運転状態データとして運転制御装置16に送信される。運転制御装置16は、受信した運転状態データに基づいて、製品11を駆動制御すると共に、上記運転状態データを検査装置14に送信する。   The vibration of the product 11 is detected by the vibration sensors 12 and 13, and time series data of the detected vibration (hereinafter abbreviated as “vibration data”) is transmitted to the inspection device 14. Further, the operation state of the product 11 is detected by the operation state detection sensor 15, and the detection result is transmitted to the operation control device 16 as operation state data. The operation control device 16 drives and controls the product 11 based on the received operation state data, and transmits the operation state data to the inspection device 14.

検査装置14は、振動センサ12・13から受信した振動データと、検査員17が設定した検査用パラメータとを用いて、振動の特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて製品11の良否判定を行う。   The inspection device 14 calculates the vibration feature value using the vibration data received from the vibration sensors 12 and 13 and the inspection parameter set by the inspector 17, and the quality of the product 11 is determined based on the calculated feature value. Make a decision.

本実施形態では、検査装置14は、運転制御装置16から受信した運転状態データと、検査員17などによって外部から入力された製品11の構造情報とを用いて、上記振動の特徴量を、運転状態に依存しないものに補正している。図3は、本実施形態の検査システム10において、製品11の運転状態を示す回転数の時間変化と、検査装置14が補正した振動の特徴量(以下、「補正特徴量」と称す。)の時間変化とを概念的に示している。同図における一点鎖線は、良否の判定基準の閾値を示している。また、図23は、図3の比較例であり、従来の検査システムにおいて、製品の運転状態を示す回転数の時間変化と、検査装置が算出した振動の特徴量の時間変化とを概念的に示している。   In the present embodiment, the inspection device 14 uses the operation state data received from the operation control device 16 and the structure information of the product 11 input from the outside by the inspector 17 or the like to calculate the vibration feature value. Corrections are made so that they do not depend on the condition. FIG. 3 shows the time variation of the rotational speed indicating the operating state of the product 11 and the vibration feature value corrected by the inspection device 14 (hereinafter referred to as “correction feature value”) in the inspection system 10 of the present embodiment. The change with time is shown conceptually. The alternate long and short dash line in FIG. FIG. 23 is a comparative example of FIG. 3. In the conventional inspection system, FIG. 23 conceptually shows the time variation of the rotational speed indicating the operation state of the product and the time variation of the vibration feature value calculated by the inspection device. Show.

ここで、特徴量の例としては、振動データの平均値、標準偏差、最大値、ピーク値、ボトム値、波形率、衝撃指数、波高率、歪度、尖り度などが挙げられる。   Here, examples of the feature amount include an average value, standard deviation, maximum value, peak value, bottom value, waveform rate, impact index, crest factor, skewness, and kurtosis of vibration data.

図23に示されるように、従来の検査システムは、回転数の変化に応じて、特徴量も変化していた。このため、回転数の変化に合わせて良否の判定基準を変化させる必要があった。これに対し、本実施形態の検査システム10では、図3に示されるように、回転数が変化しても、補正特徴量は変化しないことが理解できる。従って、運転状態が変化しても、良否の判定基準を変更する必要が無い。   As shown in FIG. 23, in the conventional inspection system, the feature amount also changes in accordance with the change in the rotation speed. For this reason, it is necessary to change the pass / fail judgment criteria in accordance with the change in the rotational speed. On the other hand, in the inspection system 10 of this embodiment, as shown in FIG. 3, it can be understood that the correction feature quantity does not change even if the rotation speed changes. Therefore, even if the operating state changes, it is not necessary to change the quality criterion.

次に、検査装置14の詳細について図4を参照して説明する。図4は、検査装置14の概略構成を示している。図示のように、検査装置14は、制御部21、記憶部22、受信部23、入力部24、および表示部25を備える構成である。   Next, details of the inspection apparatus 14 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a schematic configuration of the inspection apparatus 14. As illustrated, the inspection apparatus 14 includes a control unit 21, a storage unit 22, a reception unit 23, an input unit 24, and a display unit 25.

制御部21は、検査装置14における各部の動作を統括的に制御するものであり、例えばPCベースのコンピュータによって構成される。そして、各部の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行われる。また、記憶部22は、各種の情報を記憶するものであり、例えばハードディスク装置などの不揮発性の記録媒体によって構成される。なお、制御部21および記憶部22の詳細については後述する。   The control unit 21 comprehensively controls the operation of each unit in the inspection apparatus 14, and is configured by, for example, a PC-based computer. And operation control of each part is performed by making a computer run a control program. The storage unit 22 stores various types of information, and is configured by a nonvolatile recording medium such as a hard disk device. Details of the control unit 21 and the storage unit 22 will be described later.

受信部23は、外部から信号を受信するものであり、受信した信号を制御部21に送信する。具体的には、受信部23は、振動センサ12・13から振動データを受信すると共に、運転制御装置16から運転状態データを受信している。なお、受信部23は、信号を有線で受信してもよいし、無線で受信してもよい。   The receiving unit 23 receives a signal from the outside, and transmits the received signal to the control unit 21. Specifically, the receiving unit 23 receives vibration data from the vibration sensors 12 and 13 and also receives driving state data from the driving control device 16. The receiving unit 23 may receive the signal by wire or wirelessly.

入力部24は、検査員17からの指示入力、情報入力などを受け付けるものであり、例えばキーボードやボタンなどのキー入力デバイスや、マウスなどのポインティングデバイスなどによって構成される。なお、入力部24と共に、或いは入力部24の代わりに、印刷された情報を読取るスキャナデバイス、無線または有線の伝送媒体を介して信号を受信する受信デバイス、外部または自装置内の記録媒体に記録されたデータを再生する再生デバイスなどを用いて、外部からの情報の入力を受け付けても良い。   The input unit 24 receives an instruction input, information input, and the like from the inspector 17 and includes, for example, a key input device such as a keyboard and buttons, and a pointing device such as a mouse. In addition to the input unit 24 or in place of the input unit 24, it is recorded on a scanner device that reads printed information, a reception device that receives a signal via a wireless or wired transmission medium, or a recording medium inside or outside the apparatus. The input of information from the outside may be received using a playback device for playing back the recorded data.

表示部25は、制御部21からの指示に基づいて情報を表示するものであり、例えばLCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)、CRT(Cathode Ray Tube)などの表示デバイスによって構成される。なお、表示部25と共に、或いは表示部25の代わりに、紙などの印刷媒体に情報を印刷する印刷出力デバイス、上記伝送媒体を介して信号を送信する送信デバイス、上記記録媒体にデータを記録する記録デバイスなどを用いて、外部に情報を出力しても良い。   The display unit 25 displays information based on an instruction from the control unit 21, and includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), a PDP (Plasma Display Panel), or a CRT (Cathode Ray Tube). The Data is recorded on the print output device for printing information on a print medium such as paper, the transmission device for transmitting a signal via the transmission medium, and the recording medium together with the display unit 25 or instead of the display unit 25. Information may be output to the outside using a recording device or the like.

次に、制御部21および記憶部22の詳細について説明する。図4に示されるように、制御部21は、構造情報取得部31、検査用パラメータ取得部32、センサ情報取得部33、検査部34、および検査結果表示制御部35を備える構成である。また、記憶部22は、構造情報36および検査用パラメータ37を記憶している。   Next, details of the control unit 21 and the storage unit 22 will be described. As shown in FIG. 4, the control unit 21 includes a structure information acquisition unit 31, an inspection parameter acquisition unit 32, a sensor information acquisition unit 33, an inspection unit 34, and an inspection result display control unit 35. The storage unit 22 stores structure information 36 and inspection parameters 37.

構造情報取得部31は、製品11の構造情報を、検査員17から入力部24を介して取得するものであり、取得した構造情報を記憶部22に記憶する。本実施形態では、製品11の構造情報36として、基準となる回転体(以下「基準回転体」と称する。)の1回転に対する、検査対象となる回転体(以下「対象回転体」と称する。)の回転数を示す回転比率と、運転状態を検出するために、基準回転体に設けられた歯の構造を示す歯構造と、対象回転体において、基準となる位置から不良要因の発生する位置までの角度を示す位相のずれとを利用している。ここで、製品11が内燃機関である場合、基準回転体の例としてカムシャフトを挙げることができる。   The structure information acquisition unit 31 acquires the structure information of the product 11 from the inspector 17 through the input unit 24 and stores the acquired structure information in the storage unit 22. In the present embodiment, the structure information 36 of the product 11 is referred to as a rotating body to be inspected (hereinafter referred to as “target rotating body”) for one rotation of a rotating body serving as a reference (hereinafter referred to as “reference rotating body”). ) To indicate the rotation ratio, the tooth structure indicating the tooth structure provided in the reference rotator to detect the operating state, and the position where the defect factor occurs from the reference position in the target rotator And a phase shift indicating the angle up to. Here, when the product 11 is an internal combustion engine, a camshaft can be cited as an example of the reference rotating body.

検査用パラメータ取得部32は、検査に利用される各種のパラメータである検査用パラメータを、検査員17から入力部24を介して取得するものであり、取得した検査用パラメータを記憶部22に記憶する。本実施形態では、検査用パラメータ37として、重み関数の種類と、位相フィルタ区間の幅と、1フレーム当りのパルス信号の回転数と、フレームシフトを示すパルス信号の回転数と、正規化の要否とを利用している。   The inspection parameter acquisition unit 32 acquires inspection parameters, which are various parameters used for inspection, from the inspector 17 via the input unit 24, and stores the acquired inspection parameters in the storage unit 22. To do. In the present embodiment, the type of weighting function, the width of the phase filter section, the number of rotations of the pulse signal per frame, the number of rotations of the pulse signal indicating the frame shift, and the necessity of normalization are used as the inspection parameters 37. Use no.

センサ情報取得部33は、センサからのセンサ情報を、受信部23を介して取得し、取得したセンサ情報に対し増幅、整形などの所定の処理を行うものである。本実施形態では、上記センサ情報として、振動センサ12・13からの振動データと、運転状態検出センサ15から運転制御装置16を介しての運転状態データとを取得している。センサ情報取得部33は、取得し処理されたセンサ情報を、検査部34に送出する。   The sensor information acquisition unit 33 acquires sensor information from the sensor via the reception unit 23, and performs predetermined processing such as amplification and shaping on the acquired sensor information. In the present embodiment, vibration data from the vibration sensors 12 and 13 and driving state data from the driving state detection sensor 15 through the driving control device 16 are acquired as the sensor information. The sensor information acquisition unit 33 sends the acquired and processed sensor information to the inspection unit 34.

検査部34は、センサ情報取得部33から受信するセンサ情報と、記憶部22が記憶する構造情報36および検査用パラメータ37とを利用して、対象回転体の検査を行うものである。検査部34は、検査結果を検査結果表示制御部35に送出する。検査結果表示制御部35は、検査部34からの検査結果を表示するように、表示部25を制御するものである。   The inspection unit 34 inspects the target rotating body using the sensor information received from the sensor information acquisition unit 33, the structure information 36 and the inspection parameters 37 stored in the storage unit 22. The inspection unit 34 sends the inspection result to the inspection result display control unit 35. The inspection result display control unit 35 controls the display unit 25 so as to display the inspection result from the inspection unit 34.

次に、検査部34の詳細について、図1および図5を参照して説明する。図1は、検査部34の概略構成を示している。図示のように、検査部34は、周波数フィルタ部41、対象周期パルス生成部42、位相フィルタ用波形生成部43、位相フィルタ部44、フレーム抽出部45、正規化部46、周期性強調部47、フレーム特徴量算出部48、および代表特徴量算出部49を備える構成である。   Next, the detail of the test | inspection part 34 is demonstrated with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 shows a schematic configuration of the inspection unit 34. As illustrated, the inspection unit 34 includes a frequency filter unit 41, a target periodic pulse generation unit 42, a phase filter waveform generation unit 43, a phase filter unit 44, a frame extraction unit 45, a normalization unit 46, and a periodicity enhancement unit 47. The frame feature amount calculation unit 48 and the representative feature amount calculation unit 49 are provided.

図5は、上記構成の検査部34における検査工程の流れを示している。図示のように、上記検査工程では、センサ情報取得部33から取得した振動データに対し、周波数フィルタ部41が周波数フィルタ処理(ステップS11。以下、単に「S11」と記載することがある。他のステップについても同様である。)を実行し、位相フィルタ部44が位相フィルタ処理(S12)を実行し、フレーム抽出部45がフレーム抽出処理(S13)を実行し、周期性強調部47が周期性強調処理(S14)を実行し、フレーム特徴量算出部48がフレーム特徴量算出処理(S15)を実行し、代表特徴量算出部49が代表特徴量算出処理(S16)を実行することにより、良否の判定指標となる1つの代表的特徴量が算出される。   FIG. 5 shows the flow of the inspection process in the inspection unit 34 having the above-described configuration. As shown in the figure, in the inspection step, the frequency filter unit 41 performs frequency filter processing on the vibration data acquired from the sensor information acquisition unit 33 (step S11. Hereinafter, it may be simply referred to as “S11”. The same applies to the steps.), The phase filter unit 44 executes the phase filter process (S12), the frame extraction unit 45 executes the frame extraction process (S13), and the periodicity enhancing unit 47 sets the periodicity. The emphasis process (S14) is executed, the frame feature quantity calculation unit 48 executes the frame feature quantity calculation process (S15), and the representative feature quantity calculation unit 49 executes the representative feature quantity calculation process (S16). One representative feature amount serving as a determination index is calculated.

周波数フィルタ部41は、振動センサ12・13が検出した振動データをセンサ情報取得部33から取得し、取得した振動データのうち、検査対象となる振動(以下「対象振動」と称する。)に固有の周波数帯域のものを通過させ、その他の帯域のものを遮断させるものである。これにより、検査対象以外の振動成分を振動データから或る程度除去することができる。周波数フィルタ部41は、処理した振動データを位相フィルタ部44に送出する。   The frequency filter unit 41 acquires the vibration data detected by the vibration sensors 12 and 13 from the sensor information acquisition unit 33, and among the acquired vibration data, is specific to the vibration to be inspected (hereinafter referred to as “target vibration”). In the other frequency band is allowed to pass, and the other band is cut off. As a result, vibration components other than the inspection target can be removed to some extent from the vibration data. The frequency filter unit 41 sends the processed vibration data to the phase filter unit 44.

対象周期パルス生成部42は、対象回転体の1回転の周期に対応して発生するパルスである対象周期パルスを生成するものである。この対象周期パルスは、センサ情報取得部33が取得した運転状態データと、記憶部22が記憶する構造情報36および検査用パラメータ37とを利用して生成される。対象周期パルス生成部42は、生成した対象周期パルスを位相フィルタ用波形生成部43およびフレーム抽出部45に送出する。なお、対象周期パルス生成部42は、対象周期パルスを生成する代わりに、対象周期パルスの発生時刻を生成してもよい。   The target period pulse generation unit 42 generates a target period pulse that is a pulse generated corresponding to one rotation period of the target rotating body. The target periodic pulse is generated using the operation state data acquired by the sensor information acquisition unit 33, the structure information 36 and the inspection parameter 37 stored in the storage unit 22. The target period pulse generation unit 42 sends the generated target period pulse to the phase filter waveform generation unit 43 and the frame extraction unit 45. Note that the target period pulse generation unit 42 may generate the generation time of the target period pulse instead of generating the target period pulse.

位相フィルタ用波形生成部43は、対象回転体において基準位置から対象振動の発生位置までの位相を特定し、特定した位相を含む所定区間の振動データを通過させるための波形データを生成するものである。この波形データは、対象周期パルス生成部42が生成した対象周期パルスと、記憶部22が記憶する構造情報36および検査用パラメータ37とを利用して生成される。位相フィルタ用波形生成部43は、生成した位相フィルタ用波形データを位相フィルタ部44に送出する。   The phase filter waveform generation unit 43 specifies the phase from the reference position to the target vibration generation position in the target rotating body, and generates waveform data for passing vibration data of a predetermined section including the specified phase. is there. This waveform data is generated using the target period pulse generated by the target period pulse generation unit 42, the structure information 36 and the inspection parameter 37 stored in the storage unit 22. The phase filter waveform generation unit 43 sends the generated phase filter waveform data to the phase filter unit 44.

位相フィルタ部44は、位相フィルタ用波形生成部43からの波形データを利用して、周波数フィルタ部41からの振動データのうち、上記所定区間のものを通過させるものである。これにより、検査対象以外の振動成分を振動データから確実に除去することができる。位相フィルタ部44は、処理した振動データを濾波データとしてフレーム抽出部45に送信する。   The phase filter unit 44 uses the waveform data from the phase filter waveform generation unit 43 to pass vibration data from the frequency filter unit 41 in the predetermined section. As a result, vibration components other than the inspection target can be reliably removed from the vibration data. The phase filter unit 44 transmits the processed vibration data to the frame extraction unit 45 as filtered data.

フレーム抽出部45は、位相フィルタ部44からの濾波データに対し、対象回転体の回転に同期して、濾波データの部分集合であるフレームを切り出すものである。フレームは、対象周期パルス生成部42からの対象周期パルスと、記憶部22が記憶する検査用パラメータ37とを利用して切り出される。フレーム抽出部45は、切り出したフレームを正規化部46に送出する。   The frame extraction unit 45 extracts a frame that is a subset of the filtered data from the filtered data from the phase filter unit 44 in synchronization with the rotation of the target rotating body. The frame is cut out using the target period pulse from the target period pulse generation unit 42 and the inspection parameter 37 stored in the storage unit 22. The frame extraction unit 45 sends the cut frame to the normalization unit 46.

正規化部46は、フレーム抽出部45からのフレームの濾波データを正規化するものである。正規化部46は、正規化したフレームを周期性強調部47に送出する。なお、上記正規化を省略することもできる。上記正規化の要否は検査用パラメータ37に含まれている。   The normalization unit 46 normalizes the filtered data of the frame from the frame extraction unit 45. The normalization unit 46 sends the normalized frame to the periodicity enhancement unit 47. Note that the normalization can be omitted. The necessity for normalization is included in the inspection parameter 37.

周期性強調部47は、正規化部46からのフレームの濾波データに対し、周期性を有する成分を強調するものである。周期性強調部47は、強調されたフレームをフレーム特徴量算出部48に送出する。なお、上記周期性成分の強調は、濾波データの特徴が顕著ではない場合に行われる。   The periodic emphasis unit 47 emphasizes a component having periodicity with respect to the filtered data of the frame from the normalization unit 46. The periodic emphasis unit 47 sends the emphasized frame to the frame feature amount calculation unit 48. The periodic component is emphasized when the characteristics of the filtered data are not remarkable.

フレーム特徴量算出部48は、周期性強調部47からのフレームの濾波データに対し統計的処理を行うことにより、上記フレームの統計的な特徴量を算出するものである。フレーム特徴量算出部48は、算出した特徴量を代表特徴量算出部49に送出する。   The frame feature value calculation unit 48 calculates the statistical feature value of the frame by performing statistical processing on the filtered data of the frame from the periodic emphasis unit 47. The frame feature value calculation unit 48 sends the calculated feature value to the representative feature value calculation unit 49.

代表特徴量算出部49は、フレーム特徴量算出部48から受け取る全フレームに関して、フレームの特徴量の時間的推移を示す1つの値を代表特徴量として算出するものである。この代表特徴量の例としては、特徴量の最大値、最小値などが挙げられる。代表特徴量算出部49は、算出した代表特徴量を検査結果表示制御部35に送出する。   The representative feature amount calculation unit 49 calculates, as a representative feature amount, one value indicating temporal transition of the frame feature amount for all frames received from the frame feature amount calculation unit 48. Examples of the representative feature amount include a maximum value and a minimum value of the feature amount. The representative feature quantity calculation unit 49 sends the calculated representative feature quantity to the inspection result display control unit 35.

次に、検査部34における対象周期パルス生成部42、位相フィルタ用波形生成部43、および位相フィルタ部44の詳細について、図6〜図22を参照して説明する。図6は、周波数フィルタ部41、対象周期パルス生成部42、位相フィルタ用波形生成部43、および位相フィルタ部44において利用される情報および生成される情報の概要を示している。また、図7は、図5に示される位相フィルタ処理(S12)において、対象周期パルス生成部42が実行する処理の流れを示している。そして、図8は、位相フィルタ処理(S12)において、位相フィルタ用波形生成部43および位相フィルタ部44が実行する処理の流れを示している。   Next, details of the target period pulse generation unit 42, the phase filter waveform generation unit 43, and the phase filter unit 44 in the inspection unit 34 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows an outline of information used and generated information in the frequency filter unit 41, the target periodic pulse generation unit 42, the phase filter waveform generation unit 43, and the phase filter unit 44. FIG. 7 shows the flow of processing executed by the target periodic pulse generation unit 42 in the phase filter processing (S12) shown in FIG. FIG. 8 shows a flow of processing executed by the phase filter waveform generation unit 43 and the phase filter unit 44 in the phase filter processing (S12).

まず、図6に示されるように、センサ情報取得部33は、振動センサ12・13から取得した振動データに対し、増幅、整形などの所定の処理を施した上で、周波数フィルタ部41に送出している。また、センサ情報取得部33は、運転制御装置16から取得した運転状態データに対し、増幅、整形などの所定の処理を施した上で、対象周期パルス生成部42に送出している。   First, as shown in FIG. 6, the sensor information acquisition unit 33 performs predetermined processing such as amplification and shaping on the vibration data acquired from the vibration sensors 12 and 13, and then sends it to the frequency filter unit 41. is doing. In addition, the sensor information acquisition unit 33 performs predetermined processing such as amplification and shaping on the operation state data acquired from the operation control device 16, and then sends it to the target period pulse generation unit 42.

対象周期パルス生成部42は、センサ情報取得部33から取得した運転状態データと、記憶部22が記憶する構造情報36に含まれる回転比率の情報およびセンサの歯の情報とを利用して、上述の対象周期パルスを生成している。具体的には、図7に示されるように、対象周期パルス生成部42は、基準周期パルスを生成する処理(S21)と、対象周期パルスを生成する処理(S22)と、対象周期パルスの発生時刻を算出する処理(S23)とを行っている。ここで、基準周期パルスは、基準回転体の1回転の周期に対応して発生するパルスである。   The target period pulse generation unit 42 uses the operation state data acquired from the sensor information acquisition unit 33 and the rotation ratio information and the sensor tooth information included in the structure information 36 stored in the storage unit 22 as described above. The target period pulse is generated. Specifically, as illustrated in FIG. 7, the target period pulse generation unit 42 generates a reference period pulse (S21), generates a target period pulse (S22), and generates a target period pulse. A process of calculating time (S23) is performed. Here, the reference period pulse is a pulse generated corresponding to the period of one rotation of the reference rotator.

まず、基準周期パルスを生成する処理(S21)について、図9および図10を参照して説明する。図9は、運転状態検出センサ15の構成要素であるセンサ素子の概要を示している。また、図10は2つのパルスの時間変化を示している。   First, the process (S21) which produces | generates a reference period pulse is demonstrated with reference to FIG. 9 and FIG. FIG. 9 shows an outline of a sensor element that is a component of the driving state detection sensor 15. FIG. 10 shows the time change of two pulses.

上記センサ素子は、基準回転体と共に回転するものであり、基準回転体の回転量を検知するために、周方向に1または複数の歯が設けられている。なお、複数の歯が設けられる場合、隣り合う歯どうしの間隔は、等間隔であってもよいし、等間隔でなくてもよい。また、等間隔で設けられた複数の歯のうち、一部の歯が省略された構成であってもよい。   The sensor element rotates together with the reference rotator, and one or a plurality of teeth are provided in the circumferential direction in order to detect the rotation amount of the reference rotator. When a plurality of teeth are provided, the intervals between adjacent teeth may be equal or may not be equal. Moreover, the structure by which one part tooth | gear was abbreviate | omitted among the several teeth provided at equal intervals may be sufficient.

図9に示される例では、センサ素子61は、周方向に等間隔な12箇所のうち、11箇所に歯62が設けられている。このようなセンサ素子61は、例えば、自動車のエンジンにおいて、点火のタイミングなどをとるためにカムシャフトに設けられている。   In the example shown in FIG. 9, the sensor element 61 is provided with teeth 62 at 11 locations out of 12 locations that are equally spaced in the circumferential direction. Such a sensor element 61 is provided on a camshaft, for example, in an automobile engine in order to take ignition timing and the like.

上記構成のセンサ素子61に対し、撮影したり、センサ素子61に光を照射し、その反射光を受光したり、センサ素子61に電圧を印加したりすることにより、運転制御装置16は、センサ素子61の歯62に対応して発生するパルスを取得できる。このパルスは、センサ素子61が高速で回転すると、パルス間隔およびパルス幅が短くなり、センサ素子61が低速で回転すると、パルス間隔およびパルス幅が長くなる。すなわち、上記パルスは、基準回転体の回転に対応して生成されるので、以下では「基準回転パルス」と称する。運転制御装置16は、上記基準回転パルスの時系列データ(以下「基準回転パルスデータ」と略称する。)を運転状態データとして検査装置14に送信している。   By driving the sensor element 61 configured as described above, irradiating the sensor element 61 with light, receiving the reflected light, or applying a voltage to the sensor element 61, the operation control device 16 can detect the sensor element 61. A pulse generated corresponding to the tooth 62 of the element 61 can be acquired. When the sensor element 61 rotates at a high speed, the pulse interval and the pulse width become shorter, and when the sensor element 61 rotates at a low speed, the pulse interval and the pulse width become longer. That is, the pulse is generated in correspondence with the rotation of the reference rotator, and is hereinafter referred to as “reference rotation pulse”. The operation control device 16 transmits time-series data of the reference rotation pulse (hereinafter abbreviated as “reference rotation pulse data”) to the inspection device 14 as operation state data.

検査装置14の対象周期パルス生成部42は、運転制御装置16から受信部23およびセンサ情報取得部33を介して取得する基準回転パルスデータを利用して、上記基準周期パルスを生成する。図10は、上記基準回転パルスの時間変化を上段に示し、上記基準周期パルスの時間変化を下段に示している。図示のように、基準回転パルスは、センサ素子61が1回転する間に、11個発生し、1個分空くことになる。   The target period pulse generation unit 42 of the inspection apparatus 14 generates the reference period pulse using the reference rotation pulse data acquired from the operation control apparatus 16 via the reception unit 23 and the sensor information acquisition unit 33. FIG. 10 shows the time change of the reference rotation pulse in the upper stage and the time change of the reference period pulse in the lower stage. As shown in the figure, 11 reference rotation pulses are generated while the sensor element 61 makes one rotation, and one reference rotation pulse is left.

従って、対象周期パルス生成部42は、まず、記憶部22の構造情報36からセンサ素子61の構造情報、すなわちセンサ素子61における歯62の設置数および空き数を取得する。次に、対象周期パルス生成部42は、取得した歯62の設置数および空き数に対応するパルスのパターンを基準回転パルスデータから探し出し、見つかったパターンにおける先頭の基準回転パルスの立ち上がり時刻に、パルスを発生させる。これにより、対象周期パルス生成部42は、図10の下段に示すような、基準回転体(センサ素子61)の1回転の周期に対応して発生するパルスである基準周期パルスを生成することができる。   Therefore, the target period pulse generation unit 42 first obtains the structure information of the sensor element 61 from the structure information 36 of the storage unit 22, that is, the number of teeth 62 installed and the number of vacancies in the sensor element 61. Next, the target period pulse generation unit 42 searches the reference rotation pulse data for a pulse pattern corresponding to the acquired number of installed teeth 62 and the number of empty teeth, and at the rising time of the first reference rotation pulse in the found pattern, Is generated. As a result, the target periodic pulse generating unit 42 can generate a reference periodic pulse that is a pulse generated corresponding to the period of one rotation of the reference rotating body (sensor element 61) as shown in the lower part of FIG. it can.

次に、図7に示される対象周期パルスを生成する処理(S22)と、対象周期パルスの発生時刻を算出する処理(S23)とについて説明する。通常、基準回転体が1回転する間に対象回転体が回転する回転数、すなわち回転比率は一定である。従って、対象回転体の単位時間当りの回転数は、基準回転体の単位時間当りの回転数に上記回転比率を乗算したものとなる。すなわち、対象周期パルスの単位時間当りの発生数は、基準周期パルスの単位時間当りの発生数に上記回転比率を乗算したものとなる。   Next, the process (S22) for generating the target periodic pulse shown in FIG. 7 and the process (S23) for calculating the generation time of the target periodic pulse will be described. Usually, the number of rotations, that is, the rotation ratio, at which the target rotating body rotates during one rotation of the reference rotating body is constant. Therefore, the rotation speed per unit time of the target rotation body is obtained by multiplying the rotation speed per unit time of the reference rotation body by the rotation ratio. That is, the number of occurrences of the target periodic pulse per unit time is the number of occurrences of the reference periodic pulse per unit time multiplied by the rotation ratio.

そこで、対象周期パルス生成部42は、まず、生成した基準周期パルスの現在の単位時間当りの発生数を算出する。次に、対象周期パルス生成部42は、算出した発生数に、記憶部22の構造情報36から取得した回転比率を乗算することにより、対象周期パルスの現在の単位時間当りの発生数を算出する。これにより、対象周期パルス生成部42は、算出した発生数に基づいて、対象周期パルスの時系列データq(t)(以下「対象周期パルスデータq(t)」と略称する。)を生成できると共に(S22)、i番目(iは自然数)の対象周期パルスの発生時刻qを算出できる(S23)
図11は、上から順に、基準周期パルスの時間変化と、回転比率が0.5である場合の対象周期パルスの時間変化と、回転比率が1.5である場合の対象周期パルスの時間変化とを示している。同図を参照すると、基準周期パルスと回転比率とから対象周期パルスが生成できることが理解できる。
Therefore, the target period pulse generation unit 42 first calculates the number of generated reference period pulses per unit time. Next, the target periodic pulse generation unit 42 calculates the current generation number of the target periodic pulse per unit time by multiplying the calculated generation number by the rotation ratio acquired from the structure information 36 of the storage unit 22. . Thereby, the target period pulse generation unit 42 can generate time-series data q (t) of the target period pulse (hereinafter abbreviated as “target period pulse data q (t)”) based on the calculated number of occurrences. At the same time (S22), the generation time q i of the i-th target pulse (i is a natural number) can be calculated (S23).
FIG. 11 shows, in order from the top, the time change of the reference periodic pulse, the time change of the target periodic pulse when the rotation ratio is 0.5, and the time change of the target periodic pulse when the rotation ratio is 1.5. It shows. Referring to the figure, it can be understood that the target period pulse can be generated from the reference period pulse and the rotation ratio.

図6に戻ると、位相フィルタ用波形生成部43は、対象周期パルス生成部42が生成した対象周期パルスの発生時刻qと、記憶部22の構造情報36に含まれる位相のずれと、記憶部22の検査用パラメータ37に含まれる位相フィルタ区間の幅と、重み関数の種類とを利用して、位相フィルタ用波形データを生成している。具体的には、図8に示されるように、位相フィルタ用波形生成部43は、不良要因の発生時刻を特定する処理(S24)と、位相フィルタ区間を設定する処理(S25)と、位相フィルタ用波形データを生成する処理(S26)とを行っている。なお、ここでの不良要因は、製品11に含まれる部品における不良要因のうち、特に周期的な衝撃成分が発生するものである。 Returning to FIG. 6, the phase filter waveform generation unit 43 stores the generation time q i of the target period pulse generated by the target period pulse generation unit 42, the phase shift included in the structure information 36 of the storage unit 22, and the memory The phase filter waveform data is generated using the width of the phase filter section included in the inspection parameter 37 of the unit 22 and the type of the weight function. Specifically, as illustrated in FIG. 8, the phase filter waveform generation unit 43 includes a process of specifying the occurrence time of a failure factor (S24), a process of setting a phase filter section (S25), and a phase filter. The process (S26) which produces | generates for-use waveform data is performed. Here, the failure factor is a factor in which a periodic impact component is generated among the failure factors in the parts included in the product 11.

まず、不良要因の発生時刻を特定する処理(S24)と位相フィルタ区間を設定する処理(S25)とについて、図12および図13を参照して説明する。図12および図13は、対象回転体65の回転時において、対象周期パルスが発生するタイミングqと、検査対象となるj番目(jは自然数)の不良要因の衝撃成分が発生するタイミングq’i,jと、j番目の不良要因の衝撃成分が発生する可能性の高い区間lとを示している。 First, the process (S24) for specifying the occurrence time of the failure factor and the process (S25) for setting the phase filter section will be described with reference to FIG. 12 and FIG. 12 and 13 show the timing q i at which the target periodic pulse is generated and the timing q ′ at which the impact component of the j-th defect factor (j is a natural number) to be inspected is generated when the target rotating body 65 is rotated. i, j, and an interval l j where the impact component of the j-th defect factor is highly likely to occur.

図12および図13に示されるように、対象周期パルスが発生してから、対象回転体65が所定角度回転すると、不良要因の衝撃成分が発生している。すなわち、対象周期パルスが発生するタイミングqと、不良要因の衝撃成分が発生するタイミングq’i,jとの間には、位相のずれd(単位は度)が存在している。従って、位相フィルタ用波形生成部43は、対象周期パルスの発生時刻qと不良要因の位相のずれdとを用いて、不良要因の衝撃成分が発生する時刻q’i,jを次式で求めることができる。 As shown in FIGS. 12 and 13, when the target rotating body 65 rotates by a predetermined angle after the target periodic pulse is generated, an impact component as a failure factor is generated. That is, there is a phase shift d j (unit: degree) between the timing q i at which the target period pulse is generated and the timing q ′ i, j at which the impact component as the failure factor is generated. Therefore, the phase filter waveform generation unit 43 uses the generation time q i of the target periodic pulse and the phase shift d j of the failure factor to calculate the time q ′ i, j at which the impact component of the failure factor is generated as follows: Can be obtained.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

ここで、Tは対象周期パルスの現在の発生周期である。なお、この位相のずれdは、不良要因によって決まる数値である。また、上記位相のずれdは、対象回転体65の回転周期に比例し、すなわち対象周期パルスの発生周期に比例することになる。 Here, T i is the current generation period of the target period pulse. Note that the phase shift dj is a numerical value determined by a defect factor. Further, the phase shift dj is proportional to the rotation period of the target rotating body 65, that is, proportional to the generation period of the target period pulse.

また、図12および図13に示されるように、不良要因の衝撃成分が発生する区間ljは、有限であり、かつ、不良要因ごとに決まる。そこで、位相フィルタ用波形生成部43は、上記区間lを位相フィルタ区間として次式のように設定する。 Also, as shown in FIGS. 12 and 13, the interval l j in which the impact component of the failure factor is generated is finite and determined for each failure factor. Therefore, the phase filter waveform generation unit 43 sets the section l j as the phase filter section as follows.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

次に、位相フィルタ用波形データを生成する処理(S26)について、図14および図15を参照して説明する。位相フィルタ用波形生成部43は、設定した位相フィルタ区間lと、記憶部22の検査用パラメータ37に含まれる重み関数とを用いて、位相フィルタ用波形データを生成する。 Next, the process (S26) for generating the phase filter waveform data will be described with reference to FIGS. The phase filter waveform generation unit 43 generates phase filter waveform data using the set phase filter section l j and the weight function included in the inspection parameter 37 of the storage unit 22.

上記重み関数は、位相フィルタ区間lにて計測される波形を強調するために振動データに施されるマスク関数である。検査装置14には、複数の重み関数が記憶されており、検査員17によって選択された重み関数が、記憶部22の検査用パラメータ37に記憶されることになる。 The weight function is a mask function applied to the vibration data in order to emphasize the waveform measured in the phase filter section l j . A plurality of weight functions are stored in the inspection device 14, and the weight function selected by the inspector 17 is stored in the inspection parameter 37 of the storage unit 22.

図14(a)〜(c)は、上記重み関数w(τ,a)の一例を示している。同図(a)〜(c)は、それぞれ矩形、三角形、およびガウス関数の重み関数w(τ,a)を示している。各重み関数w(τ,a)は次式で表される。   FIGS. 14A to 14C show an example of the weight function w (τ, a). FIGS. 9A to 9C show the weight function w (τ, a) of a rectangle, a triangle, and a Gauss function, respectively. Each weight function w (τ, a) is expressed by the following equation.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

従って、或る不良要因の衝撃成分を強調するための位相フィルタ用波形データg(t)は、次式で表される。 Accordingly, the phase filter waveform data g j (t) for emphasizing the impact component of a certain failure factor is expressed by the following equation.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

そして、位相フィルタ用波形生成部43は、各不良要因に関する位相フィルタ用波形データg(t)を用いて、全体の位相フィルタ用波形データg(t)を作成する。図15は、上から順に、2つの不良要因に関する位相フィルタ用波形データg(t)、g(t)と、全体の位相フィルタ用波形データg(t)との一例をそれぞれ示している。図示の例では、重み関数として三角形が利用されている。 Then, the phase filter waveform generation unit 43 creates the entire phase filter waveform data g (t) using the phase filter waveform data g j (t) regarding each failure factor. FIG. 15 shows, in order from the top, examples of phase filter waveform data g 1 (t) and g 2 (t) related to two failure factors, and overall phase filter waveform data g (t). . In the illustrated example, a triangle is used as the weight function.

図15に示されるように、位相フィルタ用波形データg(t)は、各不良要因に関する位相フィルタ用波形データg(t)に関して、或る時刻tの最大値を算出し、これを他の時刻tについても繰り返すことにより生成される。図示の例では、全体の位相フィルタ用波形データg(t)は、第1の不良要因の衝撃成分が発生する時刻q’i,1と、第2の不良要因の衝撃成分が発生する時刻q’i,2との中間の時刻以前は、第1の不良要因に関する位相フィルタ用波形データg(t)が選択され、該時刻以降は、第2の不良要因に関する位相フィルタ用波形データg(t)が選択されたものとなっている。 As shown in FIG. 15, the phase filter waveform data g (t) calculates the maximum value at a certain time t with respect to the phase filter waveform data g j (t) related to each failure factor, The time t is also generated by repeating. In the illustrated example, the entire phase filter waveform data g (t) includes the time q ′ i, 1 when the impact component of the first failure factor occurs, and the time q when the impact component of the second failure factor occurs. 'Phase filter waveform data g 1 (t) relating to the first failure factor is selected before a time intermediate between i and 2 , and after that time, phase filter waveform data g 2 relating to the second failure factor is selected. (T) is selected.

図6に戻ると、位相フィルタ部44は、位相フィルタ用波形生成部43からの位相フィルタ用波形データg(t)を利用して、周波数フィルタ部41からの振動データx(t)のうち、位相フィルタ区間のものを通過させることにより、濾波データy(t)を生成する。具体的には、次式に従って、濾波データy(t)を算出する。
y(t)=g(t)×x(t)。
Returning to FIG. 6, the phase filter unit 44 uses the phase filter waveform data g (t) from the phase filter waveform generation unit 43, and among the vibration data x (t) from the frequency filter unit 41, Filter data y (t) is generated by passing the signal in the phase filter section. Specifically, the filtered data y (t) is calculated according to the following equation.
y (t) = g (t) × x (t).

図16は、上記位相フィルタ用波形データg(t)、振動データx(t)、および濾波データy(t)の時間変化の一例をそれぞれ示すグラフである。図示の例では、重み関数として矩形が利用されている。振動データx(t)のグラフのうち破線は、周波数フィルタ部41に入力される振動データを示しており、実線は、周波数フィルタ部41から出力される振動データを示している。同図を参照すると、不良要因が発生する区間に関する振動のみが残り、その他の区間の振動がほぼゼロとなっていることが理解できる。   FIG. 16 is a graph showing an example of temporal changes in the phase filter waveform data g (t), vibration data x (t), and filtered data y (t). In the illustrated example, a rectangle is used as the weight function. In the graph of the vibration data x (t), a broken line indicates vibration data input to the frequency filter unit 41, and a solid line indicates vibration data output from the frequency filter unit 41. Referring to the figure, it can be understood that only the vibration relating to the section where the failure factor occurs remains, and the vibration in the other sections is almost zero.

次に、検査部34におけるフレーム抽出部45および正規化部46の詳細について、図17〜図22を参照して説明する。図17は、フレーム抽出部45および正規化部46において利用される情報および生成される情報の概要を示している。また、図18は、図5に示されるフレーム抽出処理(S13)において、フレーム抽出部45が実行する処理の流れを示している。   Next, details of the frame extraction unit 45 and the normalization unit 46 in the inspection unit 34 will be described with reference to FIGS. 17 to 22. FIG. 17 shows an outline of information used and generated information in the frame extraction unit 45 and the normalization unit 46. FIG. 18 shows the flow of processing executed by the frame extraction unit 45 in the frame extraction processing (S13) shown in FIG.

まず、図17に示されるように、フレーム抽出部45は、位相フィルタ部44から取得した濾波データと、対象周期パルス生成部42から取得した対象周期パルスデータと、記憶部22の検査用パラメータ37に含まれる1フレーム当りのパルス数およびフレームシフト量とを利用して、上述のフレームを切り出すものである。また、正規化部46は、記憶部22の検査用パラメータ37に含まれる正規化の要否に基づいて、フレーム抽出部45が抽出したフレームの正規化を行うものである。具体的には、図18に示されるように、フレーム抽出部45は、フレーム数を求める処理(S31)と、フレーム切り出し処理(S33)、正規化判断処理(S34)、および正規化処理(S35)を上記フレーム数だけ繰り返す処理(S32)とを行っている。   First, as illustrated in FIG. 17, the frame extraction unit 45 includes the filtered data acquired from the phase filter unit 44, the target period pulse data acquired from the target period pulse generation unit 42, and the inspection parameter 37 of the storage unit 22. The above-described frame is cut out using the number of pulses per frame and the amount of frame shift included in the frame. The normalization unit 46 normalizes the frame extracted by the frame extraction unit 45 based on the necessity of normalization included in the inspection parameter 37 of the storage unit 22. Specifically, as illustrated in FIG. 18, the frame extraction unit 45 performs processing for obtaining the number of frames (S31), frame cutout processing (S33), normalization determination processing (S34), and normalization processing (S35). ) Is repeated for the number of frames (S32).

ここで、フレームシフト量は、隣り合うフレーム同士のずれの量であり、本実施形態では、対象周期パルスの数で設定されている。図19は、或る測定波形と、該測定波形から切り出した、隣り合うフレームとの一例を示している。なお、測定波形のグラフには、対象周期パルスが棒線で示されている。図示の例では、13個の対象周期パルス(対象回転体の13回転に相当)分の測定波形が1フレームとして切り出されている。また、フレームシフト量は、2個の対象周期パルス分である。   Here, the frame shift amount is a shift amount between adjacent frames, and is set by the number of target period pulses in the present embodiment. FIG. 19 shows an example of a certain measurement waveform and adjacent frames cut out from the measurement waveform. In the measurement waveform graph, the target period pulse is indicated by a bar. In the example shown in the figure, measurement waveforms for 13 target periodic pulses (corresponding to 13 rotations of the target rotating body) are cut out as one frame. The frame shift amount is two target periodic pulses.

まず、フレーム数を求める処理(S31)について説明する。この処理は、濾波データ全体から取得可能なフレーム数を求める処理である。フレーム数Nは次式によって求められる。 First, the process (S31) for obtaining the number of frames will be described. This process is a process for obtaining the number of frames that can be acquired from the entire filtered data. The frame number N f is obtained by the following equation.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

ここで、Nは、対象周期パルスのパルス数であり、nは、1フレーム当りの対象周期パルスの数であり、mは、フレームシフト量である。また、floor関数は、小数点以下を切り捨てるものである。 Here, N q is the number of target periodic pulses, n is the number of target periodic pulses per frame, and m is a frame shift amount. The floor function truncates the decimal part.

次に、フレーム切り出し処理(S33)について説明する。まず、1フレーム当りの対象周期パルスの数と、フレームシフト量とから、k番目(kは1〜Nの自然数)のフレームの開始時刻q(k−1)m+1と終了時刻q(k−1)m+n+1とを算出する。そして、算出した開始時刻および終了時刻に基づいて、濾波データからk番目のフレームを切り出す。すなわち、k番目のフレームのデータx(t)は、濾波データx(t)から次式によって切り出される。
(t)=x(t+q(k−1)m+1
なお、計測開始時刻から最初のフレームqまでの濾波データと、最後のフレームq(Nf−1)m+n+1から計測終了時刻までの濾波データとは無視される。
Next, the frame cutout process (S33) will be described. First, the number of the target cyclic pulses per frame, and a frame shift, k-th (k is a natural number of 1 to N f) start time q (k-1) of the frame m + 1 and the end time q (k- 1) Calculate m + n + 1 . Then, based on the calculated start time and end time, the kth frame is cut out from the filtered data. That is, k-th frame data x k (t k ) is cut out from the filtered data x (t) by the following equation.
x k (t k) = x (t k + q (k-1) m + 1)
Incidentally, the filtered data from the measurement start time to the first frame q 1, and the last frame q (Nf-1) filtering data from m + n + 1 to the measurement end time are ignored.

次に、正規化判断処理(S34)および正規化処理(S35)について説明する。正規化部46は、検査用パラメータ37に含まれる正規化の要否の設定情報に基づいて、正規化が必要であるか否かを判断する。正規化が必要である場合、正規化部46は、正規化処理を行う。この正規化処理には、種々の統計的手法を利用できるが、本実施形態では、標準偏差による除算を行っている。すなわち、正規化部46は、k番目のフレームに対して、次式を適用する。   Next, normalization determination processing (S34) and normalization processing (S35) will be described. The normalization unit 46 determines whether normalization is necessary based on the setting information on the necessity of normalization included in the inspection parameter 37. When normalization is necessary, the normalization unit 46 performs normalization processing. For this normalization processing, various statistical methods can be used. In this embodiment, division by standard deviation is performed. That is, the normalization unit 46 applies the following expression to the kth frame.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

ここで、Pは、次式の通りである。 Here, P k is as follows.

Figure 2008170400
Figure 2008170400

図20〜図21は、フレーム切り出し処理(S33)および正規化処理(S35)を説明するためのものである。図20は、振動データと、基準回転体の回転数の時間変化とを、上段および下段に同期して示している。同図を参照すると、回転数の上昇により、振動データの周波数が増加していることが理解できる。   20 to 21 are for explaining the frame cutout process (S33) and the normalization process (S35). FIG. 20 shows the vibration data and the time change of the rotational speed of the reference rotating body in synchronization with the upper and lower stages. Referring to the figure, it can be understood that the frequency of the vibration data is increased by the increase in the rotational speed.

図21(a)・(b)は、図20の振動データから切り出されたフレームF1・F2をそれぞれ示している。図20(a)・(b)を比較すると、振幅の大きさや、フレームの時間幅が大きく異なるが、波形が類似していることが理解できる。   FIGS. 21A and 21B respectively show frames F1 and F2 cut out from the vibration data of FIG. 20A and 20B are compared, it can be understood that the amplitudes and the time widths of the frames are greatly different, but the waveforms are similar.

図22(a)・(b)は、図21(a)・(b)のフレームに対し、上記正規化処理を行ったものである。図22(a)・(b)を比較すると、度数分布が類似していることが理解できる。   22 (a) and 22 (b) are obtained by performing the normalization process on the frames of FIGS. 21 (a) and 21 (b). Comparing FIGS. 22A and 22B, it can be understood that the frequency distribution is similar.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

最後に、検査装置14の各ブロック、特に制御部21は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。   Finally, each block of the inspection device 14, particularly the control unit 21, may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、検査装置14は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである検査装置14の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記検査装置14に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   That is, the inspection device 14 includes a CPU (central processing unit) that executes instructions of a control program that realizes each function, a ROM (read only memory) that stores the program, a RAM (random access memory) that expands the program, A storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data is provided. An object of the present invention is a recording medium on which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the inspection apparatus 14 which is software that realizes the above-described functions is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying the inspection device 14 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and disks including optical disks such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.

また、検査装置14を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   The inspection apparatus 14 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

本発明に係る検査装置は、検査対象の装置の稼働条件が変化しても、同じ判定基準で検査できるので、例えば、プリンタ、コピー機、モータ、タービンなど、回転体を有する任意の装置に適用することができる。   The inspection apparatus according to the present invention can be inspected according to the same criteria even if the operating condition of the apparatus to be inspected changes. For example, the inspection apparatus can be applied to any apparatus having a rotating body such as a printer, a copier, a motor, and a turbine. can do.

本発明の一実施形態である検査システムにおける検査装置の検査部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the test | inspection part of the test | inspection apparatus in the test | inspection system which is one Embodiment of this invention. 上記検査システムの概要図である。It is a schematic diagram of the above-mentioned inspection system. 上記検査システムにおいて、製品の運転状態を示す回転数の時間変化と、上記検査装置が補正した振動の特徴量の時間変化とを概念的に示すグラフである。In the said inspection system, it is a graph which shows notionally the time change of the rotation speed which shows the driving | running state of a product, and the time change of the feature-value of the vibration which the said inspection apparatus correct | amended. 上記検査装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the said inspection apparatus. 上記検査部における検査工程の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the test process in the said test | inspection part. 上記検査部の周波数フィルタ部、対象周期パルス生成部、位相フィルタ用波形生成部、および位相フィルタ部において利用される情報および生成される情報の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the information utilized in the frequency filter part of the said test | inspection part, the object period pulse generation part, the waveform generation part for phase filters, and the phase filter part, and the produced | generated information. 上記検査工程の位相フィルタ処理において、上記対象周期パルス生成部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which the said object period pulse generation part performs in the phase filter process of the said test | inspection process. 上記検査工程の位相フィルタ処理において、上記位相フィルタ用波形生成部および上記位相フィルタ部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which the said waveform production | generation part for phase filters and the said phase filter part perform in the phase filter process of the said test | inspection process. 上記検査システムにおける運転状態検出センサの構成要素であるセンサ素子の概要図である。It is a schematic diagram of the sensor element which is a component of the driving | running state detection sensor in the said inspection system. 基準回転パルスの時間変化と、基準周期パルスの時間変化とを示すグラフである。It is a graph which shows the time change of a reference rotation pulse, and the time change of a reference period pulse. 基準周期パルスの時間変化と、回転比率が0.5である場合の対象周期パルスの時間変化と、回転比率が1.5である場合の対象周期パルスの時間変化とを示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the reference period pulse, the time change of the object period pulse when the rotation ratio is 0.5, and the time change of the object period pulse when the rotation ratio is 1.5. 対象回転体の概要図であり、対象回転体の回転時において、対象周期パルスが発生するタイミングと、不良要因の衝撃成分が発生するタイミングと、該不良要因の衝撃成分が発生する可能性の高い区間とを示す図である。It is a schematic diagram of a target rotator, and at the time of rotation of the target rotator, the timing at which the target period pulse is generated, the timing at which the impact component of the failure factor is generated, and the impact component of the failure factor are highly likely to occur It is a figure which shows an area. 上記対象周期パルスが発生する時刻と、上記不良要因の衝撃成分が発生する時刻と、該不良要因の衝撃成分が発生する可能性の高い区間とを示すグラフである。It is a graph which shows the time when the said target period pulse generate | occur | produces, the time when the impact component of the said failure factor generate | occur | produces, and the area where the impact component of the said failure factor is high. 同図(a)〜(c)は、それぞれ矩形、三角形、およびガウス関数の重み関数を示すグラフである。FIGS. 9A to 9C are graphs showing weight functions of rectangles, triangles, and Gaussian functions, respectively. 2つの不良要因に関する位相フィルタ用波形データの一例と、全体の位相フィルタ用波形データの一例とを示すグラフである。It is a graph which shows an example of the waveform data for phase filters regarding two defect factors, and an example of the waveform data for phase filters of the whole. 位相フィルタ用波形データ、振動データ、および濾波データの時間変化の一例をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time change of the waveform data for phase filters, vibration data, and filtered data, respectively. 上記検査部のフレーム抽出部および正規化部において利用される情報および生成される情報の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the information utilized in the frame extraction part of the said test | inspection part, and the normalization part, and the information produced | generated. 上記検査工程のフレーム抽出処理において、フレーム抽出部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which a frame extraction part performs in the frame extraction process of the said inspection process. 或る測定波形と、該測定波形から切り出した、隣り合うフレームとの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a certain measurement waveform and the adjacent frame cut out from this measurement waveform. 振動データと基準回転体の回転数の時間変化とを同期させて示すグラフである。It is a graph which synchronizes and shows vibration data and the time change of the rotation speed of a reference | standard rotary body. 同図(a)・(b)は、上記振動データから切り出されたフレームをそれぞれ示すグラフである。FIGS. 9A and 9B are graphs respectively showing frames cut out from the vibration data. 同図(a)・(b)は、上記フレームのそれぞれに対し正規化処理を行ったものを示すグラフである。FIGS. 9A and 9B are graphs showing normalization processing performed on each of the frames. 従来の検査システムにおいて、製品の運転状態を示す回転数の時間変化と、上記検査装置が検査する振動の特徴量の時間変化とを概念的に示すグラフである。In the conventional inspection system, it is a graph which shows notionally the time change of the number of rotations which shows the operation state of a product, and the time change of the feature-value of the vibration which the above-mentioned inspection device inspects.

符号の説明Explanation of symbols

14 検査装置
33 センサ情報取得部(振動信号取得手段、基準回転パルス取得手段)
42 対象周期パルス生成部(対象周期パルス取得手段)
43 位相フィルタ用波形生成部(位相範囲取得手段)
44 位相フィルタ部(フィルタ手段)
45 フレーム抽出部(抽出手段)
46 正規化部(正規化手段)
49 代表特徴量算出部(検査手段)
14 Inspection apparatus 33 Sensor information acquisition part (vibration signal acquisition means, reference | standard rotation pulse acquisition means)
42 target period pulse generator (target period pulse acquisition means)
43 Phase filter waveform generator (phase range acquisition means)
44 Phase filter section (filter means)
45 Frame extraction unit (extraction means)
46 Normalization part (normalization means)
49 Representative feature amount calculation unit (inspection means)

Claims (9)

回転体の検査を行う検査装置であって、
検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得手段と、
上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得手段と、
上記振動信号のうち、所定数の上記対象周期パルスを取得する期間の振動信号をフレームとして抽出する抽出手段と、
複数の上記フレームを用いて上記検査を行う検査手段とを備えることを特徴とする検査装置。
An inspection device for inspecting a rotating body,
Vibration signal acquisition means for acquiring a vibration signal from a target device including the rotating body to be inspected;
Target period pulse acquisition means for acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation;
An extraction means for extracting a vibration signal of a period of acquiring a predetermined number of the target period pulses from the vibration signal as a frame;
An inspection apparatus comprising: inspection means for performing the inspection using a plurality of the frames.
上記フレームの正規化を行う正規化手段をさらに備えており、
上記検査手段は、正規化した複数の上記フレームを用いて上記検査を行うことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
A normalization unit for normalizing the frame;
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection unit performs the inspection using a plurality of normalized frames.
上記対象装置は、複数の回転体を備えており、
上記複数の回転体のうち、基準となる回転体の回転に対応して生成される基準回転パルスを取得する基準回転パルス取得手段をさらに備えており、
上記対象周期パルス取得手段は、基準となる回転体と検査対象となる回転体との回転比率を利用して、上記基準回転パルスから上記対象周期パルスを生成することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
The target device includes a plurality of rotating bodies,
Of the plurality of rotating bodies, further comprising reference rotation pulse acquisition means for acquiring a reference rotation pulse generated corresponding to the rotation of the reference rotating body,
2. The target period pulse acquisition means generates the target period pulse from the reference rotation pulse by using a rotation ratio between a reference rotating body and an inspection target rotating body. The inspection device described.
上記回転体において検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、上記基準位置からの位相で示した位相範囲を取得する位相範囲取得手段と、
上記振動信号のうち、上記対象周期パルスの周期において上記位相範囲に対応する区間の振動信号のみを通過させるフィルタ手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
A phase range acquisition means for acquiring a position where the vibration to be inspected in the rotating body occurs and its surroundings by a phase range indicated by a phase from the reference position;
The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a filter unit that allows only a vibration signal in a section corresponding to the phase range to pass in the period of the target periodic pulse among the vibration signals.
回転体の検査を行う検査装置であって、
検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得手段と、
上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得手段と、
上記回転体において検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、上記基準位置からの位相で示した位相範囲を取得する位相範囲取得手段と、
上記振動信号のうち、上記対象周期パルスの周期において上記位相範囲に対応する区間の振動信号のみを通過させるフィルタ手段と、
該フィルタ手段が通過させた振動信号を用いて上記検査を行う検査手段とを備えることを特徴とする検査装置。
An inspection device for inspecting a rotating body,
Vibration signal acquisition means for acquiring a vibration signal from a target device including the rotating body to be inspected;
Target period pulse acquisition means for acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation;
A phase range acquisition means for acquiring a position where the vibration to be inspected in the rotating body occurs and its surroundings by a phase range indicated by a phase from the reference position;
Filter means for passing only the vibration signal of the section corresponding to the phase range in the period of the target periodic pulse among the vibration signals,
An inspection apparatus comprising: inspection means for performing the inspection using the vibration signal passed by the filter means.
回転体の検査を行う検査装置を動作させるための検査装置制御プログラムであって、
検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得手段と、
上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得手段と、
上記振動信号のうち、所定数の上記対象周期パルスを取得する期間の振動信号をフレームとして抽出する抽出手段と、
複数の上記フレームを用いて上記検査を行う検査手段としてコンピュータを機能させるための検査装置制御プログラム。
An inspection device control program for operating an inspection device that inspects a rotating body,
Vibration signal acquisition means for acquiring a vibration signal from a target device including the rotating body to be inspected;
Target period pulse acquisition means for acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation;
An extraction means for extracting a vibration signal of a period of acquiring a predetermined number of the target period pulses from the vibration signal as a frame;
An inspection device control program for causing a computer to function as inspection means for performing the inspection using a plurality of the frames.
回転体の検査を行う検査装置を動作させるための検査装置制御プログラムであって、
検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得手段と、
上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得手段と、
上記振動信号のうち、上記基準位置から所定位相を中心とする区間の振動信号のみを通過させるフィルタ手段と、
該フィルタ手段が通過させた振動信号を用いて上記検査を行う検査手段としてコンピュータを機能させるための検査装置制御プログラム。
An inspection device control program for operating an inspection device that inspects a rotating body,
Vibration signal acquisition means for acquiring a vibration signal from a target device including the rotating body to be inspected;
Target period pulse acquisition means for acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation;
Filter means for passing only the vibration signal of the section centered on a predetermined phase from the reference position among the vibration signals;
An inspection apparatus control program for causing a computer to function as inspection means for performing the inspection using the vibration signal passed by the filter means.
回転体の検査を行う検査装置の制御方法であって、
検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得ステップと、
上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得ステップと、
上記振動信号のうち、所定数の上記対象周期パルスを取得する期間の振動信号をフレームとして抽出する抽出ステップと、
複数の上記フレームを用いて上記検査を行う検査ステップとを含むことを特徴とする検査装置の制御方法。
A method for controlling an inspection apparatus for inspecting a rotating body,
A vibration signal acquisition step of acquiring a vibration signal from a target device including the rotating body to be inspected;
A target period pulse acquisition step of acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation;
An extraction step of extracting a vibration signal in a period of acquiring a predetermined number of the target periodic pulses from the vibration signal as a frame;
And a test step for performing the test using a plurality of the frames.
回転体の検査を行う検査装置の制御方法であって、
検査対象の上記回転体を含む対象装置からの振動信号を取得する振動信号取得ステップと、
上記回転体の基準位置が1回転するごとに生成される対象周期パルスを取得する対象周期パルス取得ステップと、
上記回転体において検査対象となる振動が発生する位置とその周辺を、上記基準位置からの位相で示した位相範囲を取得する位相範囲取得ステップと、
上記振動信号のうち、上記対象周期パルスの周期において上記位相範囲に対応する区間の振動信号のみを通過させるフィルタステップと、
該フィルタステップにより通過された振動信号を用いて上記検査を行う検査ステップとを含むことを特徴とする検査装置の制御方法。
A method for controlling an inspection apparatus for inspecting a rotating body,
A vibration signal acquisition step of acquiring a vibration signal from a target device including the rotating body to be inspected;
A target period pulse acquisition step of acquiring a target period pulse generated every time the reference position of the rotating body makes one rotation;
A phase range acquisition step of acquiring a phase range indicated by a phase from the reference position, and a position where the vibration to be inspected occurs in the rotating body and its periphery;
Among the vibration signals, a filter step for passing only vibration signals in a section corresponding to the phase range in the period of the target periodic pulse;
And a test step for performing the test using the vibration signal passed through the filter step.
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