JP2015058988A

JP2015058988A - 異常検知システム、異常検知方法

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Publication number: JP2015058988A
Application number: JP2013191756A
Authority: JP
Inventors: 洋平津金澤; Yohei Tsukanazawa
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-03-30

Abstract

【課題】オフセット輪転機などのウェブ材処理装置の異常を簡易に検知できる異常検知システム等を提供する。【解決手段】異常検知システム１は、オフセット輪転機１００の稼働中の異常を検知するものである。異常検知システム１は、オフセット輪転機１００における用紙１０の搬送時の張力値ｔを測定する張力測定装置２と、張力測定装置２で測定した張力値ｔに異常があるか否かを判定する異常検知装置３と、張力値ｔに異常がある場合に警報を出力する警報装置４と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、オフセット輪転機などのウェブ材処理装置の異常検知を行う異常検知システム等に関する。

オフセット輪転機では、ウェブ材であるロール状の用紙を給紙部から供給し、搬送ローラーで用紙を搬送しつつ、印刷部での印刷、乾燥部での乾燥、冷却部での冷却を行った後、折機部にて断裁や折りなどの加工を行う。このようなオフセット輪転機は過酷な稼動条件下で運転されることが多く、常に良好な状態で稼動できるように、定期的に保守・保全を行うことが重要である。

機械の状態が悪いまま稼働を続けると、各部に異常が発生し、最悪の場合、機械停止となってしまう。そのため、重大な故障が発生する前に異常を検知し、対処することが重要である。その方法として搬送ローラーの異常を検知するものがあり、特許文献１では搬送ローラーの回転駆動部の信号を用いて回転速度や角速度を監視し、正常値と比較して異常検知を行う。また、特許文献２では、回転駆動部の信号の監視に加え、各信号の変動量を周波数解析することで異常検知精度を高めている。

特開平５−６９５３４号公報、特開２００３−１６５２０１号公報

特許文献１、２の方法では搬送ローラーの回転駆動部にエンコーダを設置して回転信号を取得しているが、オフセット輪転機の搬送ローラーは非常に数が多く、それらすべてにエンコーダを設置するとコストが高くなってしまう。また、機械自体の異常は検知できても、印刷用紙の状態によって発生する可能性がある生産阻害要因（断紙やダブリなど）を防ぐことは難しい。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、オフセット輪転機などのウェブ材処理装置の異常を簡易に検知できる異常検知システム等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、ウェブ材処理装置において、ウェブ材の搬送時の張力値を測定する張力測定装置と、前記張力測定装置で測定した張力値に異常があるか否かを判定する異常検知装置と、前記張力測定装置で測定した張力値に異常がある場合に警報を出力する警報装置と、を有することを特徴とする異常検知システムである。

本発明により、オフセット輪転機などのウェブ材処理装置の稼働中のウェブ材の張力値を常時監視して、異常検知を行うことができる。ウェブ材処理装置の複数箇所で張力を測定することで、少ない設備投資で簡易に各所の異常が検知できる。また、ウェブ材処理装置の異常検知だけでなく、用紙の搬送状態の異常も検知でき、これによって起こる可能性のある断紙等の生産阻害要因の発生防止にも有効である。このような異常検知の結果により警報装置で警報を発することで、オペレータが、警報に対し搬送速度低減、点検、部品交換など適切な処置を行える。

前記異常検知装置は、前記張力測定装置で測定した張力値が適正範囲内に無ければ異常と判定することが望ましい。
これにより、ウェブ材の張力により好適に異常の検知ができる。

前記適正範囲は、前記ウェブ材の種類ごとに定められることが望ましい。また、前記異常検知システムによって異常検知を行う箇所ごとに定められることも望ましい。
ウェブ材の種類や異常検知箇所に応じて適正範囲を定めることで、これらの条件に応じた精度の良い異常判定ができる。

前記異常検知装置は、前記張力測定装置で測定した張力値に許容範囲を超える変動があれば異常と判定することが望ましい。
これにより、ウェブ材処理装置の稼働中に発生した異常を好適に検知できる。

前記張力測定装置は、前記ウェブ材の搬送経路においてニップローラーの間に設けられた、前記ウェブ材を搬送するローラーに前記ウェブ材から加わる圧力値を測定することが望ましい。
こうして測定した圧力値を基に、簡易な構成にてウェブ材の張力を測定でき、ニップローラー間の区間ごとの異常が検知できる。

前記ウェブ材処理装置は、オフセット輪転機であることが望ましい。
上記したように、オフセット輪転機は過酷な稼動条件下で運転されることが多く、本発明を適用して常に良好な状態で稼動させる効果が特に大きい。

第２の発明は、ウェブ材処理装置において、張力測定装置でウェブ材の搬送時の張力値を測定するステップと、異常検知装置により、前記測定した張力値に異常があるか否かを判定するステップと、警報装置が、前記測定した張力値に異常がある場合に警報を出力するステップと、を有することを特徴とする異常検知方法である。

本発明により、オフセット輪転機などのウェブ材処理装置の異常を簡易に検知できる異常検知システム等を提供できる。

オフセット輪転機１００を示す図用紙１０の搬送経路を示す図異常検知システム１を示す図異常検知装置３の機能構成を示す図異常検知方法の流れを示すフローチャート用紙１０の張力値を示す図異常検知システム１ａを示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（１．オフセット輪転機１００）
本発明の実施形態に係る異常検知システムは、ウェブ材処理装置であるオフセット輪転機に設けられる。図１はこのオフセット輪転機１００を示す図である。オフセット輪転機１００では、ウェブ材であるロール状の用紙１０を給紙部１１から供給して、印刷部１２で用紙１０に印刷を施し、乾燥部１３にて印刷後の用紙１０を乾燥した後、冷却部１４で冷却する。そして、折機部１５にて用紙１０の断裁や折りなどの加工を行う。

オフセット輪転機１００では、用紙１０が搬送ローラーにより搬送される。この搬送経路を概略的に示すのが図２である。用紙１０は複数のガイドローラー２１、２３によって搬送される。また、一部にはニップローラー２２が設けられており、ニップローラー２２とガイドローラー２１により用紙１０が挟持される。本実施形態では、給紙部１１、印刷部１２、乾燥部１３、冷却部１４、折機部１５に亘って同様の概略構成にて用紙１０が搬送される。

（２．異常検知システム１）
本発明の実施形態に係る異常検知システムは、図２に示す用紙１０の搬送経路の複数箇所で設けられ、用紙１０の張力から異常検知を行う。図３は本実施形態の異常検知システム１を示す図である。図に示す異常検知システム１は、張力測定装置２、異常検知装置３、警報装置４等を有する。

張力測定装置２は、用紙１０の張力を測定するものである。張力測定装置２は、例えば、用紙１０の搬送経路においてニップローラー２２間にあるガイドローラー２３に設置された圧力センサや、圧力センサで計測した圧力値を張力値に変換するコンピュータ等の演算部等から構成される。

本実施形態では、矢印Ａに示すように用紙１０からガイドローラー２３に加わる圧力を圧力センサによって測定し、演算部によって、圧力値を矢印Ｂで示す用紙１０の搬送方向に沿った張力ｔに変換して、異常検知装置３に出力することができる。

異常検知装置３は、例えばＰＬＣ（programmable logic controller）であり、張力測定装置２からの張力値ｔが適正範囲を超えた場合、または、オフセット輪転機１００の稼働中に許容範囲を超える張力変動があった場合に、異常信号を警報装置４に出力する。

図４（ａ）に異常検知装置３の機能構成を示す。図に示すように、異常検知装置３は、張力設定部３１、張力取得部３２、張力評価部３３を有する。

張力設定部３１は、張力の基準値ｔ_０と、基準値ｔ_０からの差異を許容する差異許容値の入力を受け付け、適正範囲の設定を行うものである。また、本実施形態では、張力の変動を許容する変動許容値の入力も受け付ける。

図４（ｂ）に示すように、基準値ｔ_０は、紙種、斤量、厚み、表面状態（コーティングの有無等）などの用紙１０の種類（図のＡ〜Ｃ等で示す）、および、給紙部１１、印刷部１２、…、冷却部１４など、異常検知システム１で異常検知を行う異常検知箇所ごとに、その値（図のＡ−１〜Ａ−３等で示す）を定めることができる。

なお、差異許容値や変動許容値については、例えば基準値ｔ_０の５０％など、基準値ｔ_０に対する比として定めることができる。ただしこれに限ることはない。例えば、基準値ｔ_０と同様、用紙１０の種類や異常検知箇所ごとに予め設定しておくことも可能である。

張力取得部３２は、張力測定装置２から用紙１０の張力値ｔを取得するものである。

張力評価部３３は、張力値ｔが適正範囲内に無い場合、すなわち適正値ｔ_０に対して差異許容値を超える差異があった場合に異常と判定する。また、オフセット輪転機１００の稼働中に、許容範囲を超える張力変動があった場合にも異常と判定する。こうして異常検知した場合、異常検知装置３は警報装置４に異常信号を出力する。

図３の説明に戻る。警報装置４は、スピーカーやライト、表示装置等であり、異常検知装置３から異常信号を受けた場合に、音や光、表示画面等によって視覚や聴覚で認識可能な警報を出力するものである。

なお、本実施形態では、給紙部１１や印刷部１２、冷却部１４など、オフセット輪転機１００の各所で異常検知システム１が用紙１０の搬送経路に設けられるものとするが、検知したい異常の種類に応じた箇所に限定的に設けることも可能である。例えば給紙時の異常を特に検知したい場合、給紙部１１のみに設けることも可能である。

（３．異常検知方法）
次に、図５を参照して本実施形態の異常検知システム１による異常検知方法について説明する。図５は異常検知方法の手順について示すフローチャートであり、図のＳ１からＳ５は異常検知装置３が実行する処理であり、Ｓ６は警報装置４が実行する処理である。

前記したように、本実施形態では、オフセット輪転機１００における用紙１０の搬送中、ニップローラー２２間のガイドローラー２３に設けた張力測定装置２にて用紙１０の張力値ｔを測定する。張力測定装置２は異常検知装置３に張力値ｔを送信し、異常検知装置３は張力値ｔを受信する（Ｓ１）。

異常検知装置３は、受信した張力値ｔの評価を行う（Ｓ２）。

ここでは、例えば図６（ａ）の線Ａに示すように、張力値ｔが、基準値ｔ_０±差異許容値で定まる適正範囲内に収まっていれば正常とする（Ｓ３；Ｙｅｓ）。一方、線Ｂや線Ｃに示すように張力値ｔと基準値ｔ_０との間に差異許容値を超える差異があり、適正範囲内に無い場合は異常と判定する（Ｓ３；Ｎｏ）。

また、異常検知装置３は、図６（ｂ）に示すように、オフセット輪転機１００の稼働中の張力値ｔの変動が、線Ｄに示すように、変動許容値により定まる許容範囲内に収まっていれば正常とするが（Ｓ４；Ｙｅｓ）、線Eのように許容範囲を超える場合は、異常と判定する（Ｓ４；Ｎｏ）。

ここでは、例えば、判定時以前の一定期間の張力値ｔの平均値と前記の変動許容値から、平均値±変動許容値として許容範囲を定め、判定時の張力値ｔが、この許容範囲内にあれば正常とする。ただし、許容範囲はこれに限らず、様々に定めることができる。

張力値ｔが前記の適正範囲内に収まっており、かつ、張力値ｔの変動も許容範囲内に収まっていれば（Ｓ３；Ｙｅｓ、Ｓ４；Ｙｅｓ）、異常は無いとしてそのままオフセット輪転機１００の稼働を続ける。

一方、張力値ｔが前記の適正範囲を超えている（Ｓ３；Ｎｏ）、もしくは、張力値ｔの変動が許容範囲を超えている（Ｓ４；Ｎｏ）場合は、異常検知装置３は警報装置４へ異常信号を出力する（Ｓ５）。

異常信号を受信した警報装置４は、音や光などによって警報を発したり、表示画面に異常がある旨を表示したりすることで、警報の出力を行う（Ｓ６）。警報に対し現場のオペレータは減速等の対処や点検、部品交換等を行うことで、断紙等の不具合発生を未然に防ぐことができる。

本実施形態では、図３に示すように用紙１０の搬送経路の複数箇所で異常検知システム１を設けておくことで、ある異常検知システム１で異常を検知した場合、その前後のニップローラー２２間の区間にて用紙１０の張力に異常があることがわかる。これは、ニップローラー２２によって用紙１０が挟持されることにより、用紙１０の張力値ｔが、ニップローラー２２間の区間ごとに独立の値をとる（隣の区間の張力値ｔに影響されない）ためである。

従って、上記のように個々の異常検知システム１の警報装置４で警報を行うことで、異常のある箇所が迅速にわかる。例えば給紙部１１の用紙１０の搬送経路のニップローラー２２間に配置した異常検知システム１で異常を検知した場合、給紙部１１の該当箇所に異常があることが容易に認知できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、オフセット輪転機１００の稼働中の用紙１０の張力値ｔを常時監視して、異常検知を行うことができる。輪転機の複数箇所で張力を測定することで、少ない設備投資で簡易に各所の異常が検知できる。また、オフセット輪転機１００の異常検知だけでなく、用紙１０の搬送状態の異常も検知でき、これによって起こる可能性のある断紙等の生産阻害要因の発生防止にも有効である。このような異常検知の結果により警報装置４で警報を発することで、オペレータが、警報に対し搬送速度低減、点検、部品交換など適切な処置を行える。

また、異常検知装置３は、張力測定装置２で測定した張力値ｔが適正範囲内に無ければ異常と判定するので、用紙１０の張力により好適に異常の検知ができる。また、適正範囲を、基準値ｔ_０と差異許容値によって、用紙１０の種類や異常検知箇所に応じて定めることで、用紙１０の種類や異常検知箇所の条件に応じた精度の良い異常判定ができる。

なお、本実施形態では、基準値ｔ_０等を、用紙１０の種類と異常検知箇所ごとに定めたが、これに限ることはなく、例えば給紙部１１、印刷部１２、冷却部１４等の異常検知箇所で共通の値を用いてもよい。また、基準値ｔ_０等を、停止、昇速、定常運転、減速などのオフセット輪転機１００の稼動状態ごとに定めることも可能である。この場合、前記したＳ３、Ｓ４の判定ではオフセット輪転機１００の稼働状態に応じた値が判定に用いられる。

さらに、張力値ｔの変動に関しては、オフセット輪転機１００の定常運転中のみＳ４の判定を行うことも可能である。オフセット輪転機１００の昇速時や減速時には、異常の有無と関係なく張力値ｔの変動が大きくなることが考えられるためである。

本実施形態では、さらに、異常検知装置３が、張力測定装置２で測定した張力値ｔに許容範囲を超える変動があれば異常と判定するので、オフセット輪転機１００の稼働中に発生した異常を好適に検知できる。

また、張力測定装置２は、ニップローラー２２間のガイドローラー２３に用紙１０から加わる圧力値を測定する。こうして測定した圧力値を基に、簡易な構成にて用紙１０の張力を測定でき、ニップローラー２２間の区間ごとの異常が検知できる。ただし、張力の測定方法はこれに限らない。例えば、用紙１０の搬送時の音は、張力が大きい程高周波となるので、用紙１０の搬送時の音を取得してその周波数から張力を測定することも可能である。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図７を参照して説明する。図７は、第２の実施形態に係る異常検知システム１ａを示す図である。第２の実施形態の異常検知システム１ａは、警報装置４が管理室などに配置され、複数の異常検知装置３とネットワークを介して接続される点で第１の実施形態と異なる。

この場合、警報装置４は、前記と同様にして異常を検知した異常検知装置３から、張力の異常が検出された異常検出箇所と異常信号とを受信する。そして、警報装置４は、表示画面などで、異常が発生した旨と、どの箇所で異常が発生したかを表示するなどして警報の出力を行う。あるいはスピーカーやライトなどを用いて、異常が発生した箇所に応じて異なる音や色等で警報を発するようにしてもよい。

管理者は、この警報によって、給紙部１１や印刷部１２、冷却部１４など、どの箇所に異常が発生したかを知ることができ、オペレータに知らせることで、搬送速度の低減、点検、部品交換等の対処を行うことで、断紙等の不具合発生を未然に防ぐことができる。

このように、第２の実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果が得られ、また管理者側でオフセット輪転機１００の各所の状態を一括して監視できる利点がある。

なお、以上の実施形態では、用紙１０を搬送しつつ印刷、乾燥、冷却などの処理を行うオフセット輪転機１００の異常を検知する例を示したが、これに限らず、本発明は、ウェブ材を搬送して各種処理を行うウェブ材処理装置に適用することが可能である。その例としては、フィルムなどのウェブ材を搬送しつつラミネート加工を行うラミネーターなどがある。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１；異常検知システム
２；張力測定装置
３；異常検知装置
４；警報装置
１０；用紙
２１、２３；ガイドローラー
２２；ニップローラー
１００；オフセット輪転機

Claims

ウェブ材を搬送して処理を行うウェブ材処理装置の異常を検知する異常検知システムであって、
前記ウェブ材の搬送時の張力値を測定する張力測定装置と、
前記張力測定装置で測定した張力値に異常があるか否かを判定する異常検知装置と、
前記張力測定装置で測定した張力値に異常がある場合に警報を出力する警報装置と、
を有することを特徴とする異常検知システム。
前記異常検知装置は、前記張力測定装置で測定した張力値が適正範囲内に無ければ異常と判定することを特徴とする請求項１記載の異常検知システム。
前記適正範囲は、前記ウェブ材の種類ごとに定められることを特徴とする請求項２記載の異常検知システム。
前記適正範囲は、前記異常検知システムによって異常検知を行う箇所ごとに定められることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の異常検知システム。
前記異常検知装置は、前記張力測定装置で測定した張力値に許容範囲を超える変動があれば異常と判定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の異常検知システム。
前記張力測定装置は、前記ウェブ材の搬送経路においてニップローラーの間に設けられた、前記ウェブ材を搬送するローラーに前記ウェブ材から加わる圧力値を測定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の異常検知システム。
前記ウェブ材処理装置は、オフセット輪転機であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の異常検知システム。
ウェブ材を搬送して処理を行うウェブ材処理装置の異常を検知する異常検知方法であって、
張力測定装置により、前記ウェブ材の搬送時の張力値を測定するステップと、
異常検知装置により、前記測定した張力値に異常があるか否かを判定するステップと、
警報装置が、前記測定した張力値に異常がある場合に警報を出力するステップと、
を有することを特徴とする異常検知方法。