JP2022087359A - 情報処理システム、生産システム、物品の製造方法、制御方法、プログラム、記録媒体、情報処理装置、情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、圧縮エアの回路中に流量計を配設し、流量データを監視用コンピュータに送信して常時監視する装置が記載されている。
また、特許文献2には、監視対象からの音響を超音波マイクで収集し、この音響データから流体リークを検出する装置が記載されている。
しかしながら、従来技術では、漏洩が発生した箇所を特定できるようにするためには、多数のセンサを設置する必要があった。
また、本発明の別の一態様は、所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器、を備えた生産装置と、前記複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の機器の前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、ことを特徴とする生産システムである。
また、本発明の別の一態様は、所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサからの検出結果を取得する情報処理装置であって、制御部が、前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、ことを特徴とする情報処理装置である。
また、本発明の別の一態様は、所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサからの検出結果を取得する情報処理装置の情報処理方法であって、制御部が、前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの前記検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、ことを特徴とする情報処理方法である。
また、本発明の別の一態様は、第1エアの供給を受けて動作する機器と、第2エアを噴出するエア機器と、前記第1エアおよび前記第2エアの状態を検出可能なセンサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記機器の動作シーケンスにおける所定の動作状態に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記機器において前記第1エアの漏洩を検出し、前記機器が前記所定の動作状態において前記エア機器が動作する場合は、前記センサに基づく前記漏洩の検出を行わない、ことを特徴とする情報処理システムである。
図1は、本発明の実施形態である生産ラインの構成を示す模式図である。
エア機器の異常を監視するため、各生産装置は1つ以上のマイクと監視装置を備えている。すなわち、本実施形態では、生産装置70、71、72は、記載した順にマイク10、11、12と、監視装置20、21、22を備えている。
監視装置20は、マイク入力110に入力されたアナログ信号を増幅するための増幅率変更可能な信号増幅器120と、増幅された信号のうち1つの信号を選択する切替器121と、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器122を備える。
また、監視装置20は、AD変換器122でデジタル値に変換された音響データと、閾値150とを比較する比較器160を備える。
また、監視装置20は、ネットワーク90、91から制御装置30を介してエア機器45の稼動状態に関する情報を取得する状態取得器130を有する。また、エア機器45の稼動状態に応じて各部の動作パラメータを変更するためのテーブル140を備える。テーブル140には、エア機器45の稼動状態に応じて設定すべき信号増幅器120の増幅率、マイクの切替器121のアナログ信号選択、AD変換器122の変換タイミング、漏洩有無の閾値150の値、監視切替170の動作情報、等が格納されている。
ここで、エア機器45の稼働状態と動作シーケンスに関する情報とは、現時点のエア機器45の稼働状態と、次に実行されるエア機器45の動作に関する情報である。監視装置20による情報の取得は、一定の時間間隔で行ってもよいし、エア機器45の状態が変化する際に取得してもよい。
例えば、稼働中のエア機器が、ストローク50mm以下、ピストン径30mm以下のエアシリンダの場合、少ないエア漏洩が発生したとしても動作に与える影響が大きい。そこで、少ないエア漏洩でも検知できるようにする必要があるが、発生する音が小さくマイクの信号強度が弱いことから、信号増幅器120の増幅率を上げるか、閾値150を低く設定する。このように、エア機器45の稼働状態に応じて、監視装置20の動作条件を変更することで、誤検知や見落としを防ぐことが可能となる。
エア機器45の動作完了後、エア機器45の稼働状態によって予め設定された閾値150とマイク値190を比較器160で比較する。(ステップS50)。
また、ステップS50で漏洩が検知された場合にのみ監視コンピュータ80に検知結果を通知するのではなく、漏洩の有無によらず常に検知結果を監視コンピュータ80に通知してもよい。
図5(a)に示すように、ピストン側呼吸穴233へ圧縮エアを供給すると、エアシリンダ200はロッドが出の状態となる。一方、図5(b)に示すように、ロッド側呼吸穴213へ圧縮エアを供給すると、エアシリンダ200はロッドが入の状態となる。
摩耗や劣化による微小な隙間260がロッドパッキン211に生じた状態で、ロッド側呼吸穴213へ圧縮エアを供給すると、圧縮エアが外部に漏れるエア漏洩250が発生する。微小な隙間260からのエア漏洩が発生すると、可聴域から超音波域まで幅広い周波数スペクトルを有する音240が生じる。
以下、本発明の実施例1について図面を参照して説明する。
ここでは、生産装置内に設置された2台のエアシリンダの一方でエア漏洩が生じた場合に、漏洩監視システムが漏洩を発見し、なおかつ漏洩したエアシリンダを特定する手順について説明する。
そこで、エアシリンダAが入の状態371にあるタイミングと、エアシリンダBが入の状態381にあるタイミングで、それぞれマイク値を所定の閾値362と比較し、エア漏洩の有無を判定する。すなわち、マイク入力110から信号増幅器120、切替器121、AD変換器122を介した後のマイク値360と予め設定された閾値362を比較し、漏洩有無の判定結果390を得る。
以下、本発明の実施例2について図面を参照して説明する。
実施例2では、検知精度を向上するため、動作させるエア機器の種類に応じて、信号増幅器120の増幅率を変更する。すなわち、生産装置340に設置された2台のエアシリンダA320、エアシリンダB330の中で、動作させるエアシリンダに応じてマイク増幅率を変更し、誤検知なく高感度にエア漏洩を検知する。
以下、本発明の実施例3について図面を参照して説明する。
実施例3では、エア機器で発生するエア漏洩の有無を判断するための閾値とマイク信号の増幅率を、模擬漏洩発生装置を使って設定する方法について説明する。
模擬漏洩発生装置345は、エア漏洩量の違いに応じた音場の状態を模擬するため、振幅400(音の強さ)を最小振幅402から最大振幅401へ繰り返し変化させて音を発生させる。
以下、本発明の実施例4について図面を参照して説明する。
ここでは、生産装置にマイクを複数設けた場合に、特定のエア機器についてのエア漏洩を検知するのに、どのマイクを選択するかの選択方法を説明する。本実施例では、生産装置内にマイクを2箇所に設置し、2つのマイクのうち最も信号強度が大きなマイクを適宜選択する。
本実施例のように、マイクを複数備える生産装置において、最も信号強度が大きなマイクを適宜選択することで、エア漏洩の検出精度を高めることができる。
以下、本発明の実施例5について図面を参照して説明する。
ここでは、生産装置内にエアシリンダとエアブローが設置されている場合の漏洩監視について説明する。エアブローが正常に動作して圧縮エアを噴出する場合には噴射音を発生するが、噴射音を異常なエア漏洩であると誤検知しないようにする手順について説明する。
本実施例の漏洩監視システムは、エアシリンダにおいて摩耗し易いロッド側パッキンの摩耗や劣化によるエア漏洩を監視する。このため、エアシリンダが入の状態571であるタイミングにおいて監視を行う(551)。図14の例では、エアシリンダが、出の状態570から入の状態571に移行しても、マイク値560は閾値562を超えていないため、判定590は未検知591となり、エア漏洩は発生していないと判断できる。一方で、エアブローがOFF状態580からON状態581に移行すると、エアブロー530から圧縮エアが排出されるため、エア漏洩音が発生する。そのため、エアブロー530が正常に動作したとしてもマイク値は閾値562を超える(561)。
以下、本発明の実施例6について図面を参照して説明する。
ここでは、生産装置内にエアシリンダとエアブローが設置されている場合に、マイクを使ってエアシリンダにおけるエア漏洩の有無の監視を行うだけでなく、エアブローが正常に動作しているか否かを検知する方法について説明する。
以下、本発明の実施例7について図面を参照して説明する。
本実施例では、漏洩監視システムが周辺の生産装置の制御を行う制御装置から稼働状態に関する情報を取得することにより、周辺の生産装置の動作の影響による誤検知の発生を防止する。
また、生産装置B635内の真空吸着器630は電磁弁648を介して、生産装置B635の制御を行う制御装置646に接続されている。生産装置B635の漏洩監視を行う漏洩監視装置B641は、制御装置646とマイク601に接続されている。漏洩監視装置B641と制御装置646は、工場内ネットワーク649に接続されている。
図17(a)は、生産装置A625側の漏洩監視システムの動作シーケンスを示すタイムチャートである。エアブロー610がONの状態671の場合、マイク値A661は閾値663を超える。実施例6で説明したように、エアブローは正常動作時にエア漏洩音が発生するため、判定A690は正常と判定され、未検知691となる。
本発明の実施例は、上述した実施例1~実施例7に限られるものではなく、適宜変更したり、組み合わせたりすることが可能である。
例えば、エア漏洩の有無を判定する場合に、単純に閾値を越えたか否かで判定しなければならないわけではない。例えば、上限と下限を定め、信号レベルが所定の範囲内にあるか否かで判定してもよい。
また、使用するマイクは、超音波を検知可能であればよく、さらに可聴域にも感度を有するマイクであってもよい。
また、マイクから入力される信号に対して、エア漏洩の検出に適さない周波数帯をフィルターでカットしたり、超音波の周波数帯のみを帯域増幅するようにしてもよい。
また、本発明の別の一態様は、エアを使用する複数の機器を備えた生産装置と、前記複数の機器におけるエアの状態を取得可能なセンサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の機器における、動作シーケンスによって変化する動作状態に関する情報と、前記センサからの取得結果とに基づき、前記複数の機器のうちエアに関する異常が発生している機器を特定する、ことを特徴とする生産システムである。
また、本発明の別の一態様は、エアを使用する複数の機器におけるエアの状態を取得可能なセンサからの取得結果を取得する情報処理装置であって、制御部が、前記複数の機器における、動作シーケンスによって変化する動作状態に関する情報と、前記センサからの前記取得結果とに基づき、前記複数の機器のうちエアに関する異常が発生している機器を特定する、ことを特徴とする情報処理装置である。
また、本発明の別の一態様は、エアを使用する複数の機器におけるエアの状態を取得可能なセンサからの取得結果を取得する情報処理装置の情報処理方法であって、制御部が、前記複数の機器における、動作シーケンスによって変化する動作状態に関する情報と、前記センサからの前記取得結果とに基づき、前記複数の機器のうちエアに関する異常が発生している機器を特定する、ことを特徴とする情報処理方法である。
Claims (32)
- 所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器と、
前記複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数の機器の前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記所定部位の前記動作位置に対応する閾値の情報と、前記センサからの前記検出結果と、を比較することで前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2に記載の情報処理システムにおいて、
前記閾値は、前記複数の機器それぞれに対応して設定されている、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の情報処理システムにおいて、
前記複数の機器は、エアシリンダと、前記エアシリンダ内を移動するピストンロッドと、前記ピストンロッドに接続されたピストンと、前記ピストンロッドと摺擦するロッドパッキンと、前記ピストンと共に移動するピストンパッキンと、を備え、
前記所定部位は前記ピストンロッドであり、
前記制御部は、
前記ピストンロッドと前記ロッドパッキンと前記エアシリンダと前記ピストンと前記ピストンパッキンとによって封止される空間に前記エアが供給された際の前記ピストンロッドの動作位置である第1動作位置の情報を有している、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項4に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記エアシリンダと前記ピストンと前記ピストンパッキンとによって封止される空間に前記エアが供給された際の前記ピストンロッドの動作位置である第2動作位置の情報を有している、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2または3に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記センサからの検出結果を所定の増幅率で増幅してから、前記閾値と比較する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項6に記載の情報処理システムにおいて、
前記所定の増幅率は、前記複数の機器の機能に応じて設定されている、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2または3に記載の情報処理システムにおいて、
前記複数の機器の挙動を模擬的に出力する模擬装置を備えている、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項8に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記模擬装置を用いて前記閾値を設定する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項8または9に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記模擬装置を用いて前記センサからの検出結果を増幅する所定の増幅率を設定する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2または3に記載の情報処理システムにおいて、
前記センサを複数備え、
前記制御部は、
前記所定部位の前記動作位置に応じて、複数の前記センサからの検出結果中から信号強度が最も大きなセンサからの検出結果を選択して、前記閾値と比較する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載の情報処理システムにおいて、
エアを噴出するエア機器を備えており、
前記制御部は、
前記エア機器が動作する場合、前記センサに基づく前記漏洩の検出を行わない、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項5に記載の情報処理システムにおいて、
エアを噴出するエア機器を備えており、
前記制御部は、
前記ピストンロッドが前記第2動作位置に位置している状態で前記エア機器が動作する場合は、前記センサに基づく前記漏洩の検出を行わない、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項12または13に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記所定部位の前記動作位置に関する情報と、前記センサの検出結果とに基づき、前記エア機器が正常に動作しているか否かを検出する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項13または14に記載の情報処理システムにおいて、
エアを吸引する真空機器を備えており、
前記制御部は、
前記エア機器における動作状態と、前記センサの検出結果とに基づき、前記真空機器が正常に動作しているか否かを検出する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1から15のいずれか1項に記載の情報処理システムにおいて、
前記センサは、音を検出することで前記複数の機器に供給される前記エアの状態を検出する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項16に記載の情報処理システムにおいて、
前記音として超音波を検出する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2または3に記載の情報処理システムにおいて、
前記閾値は、前記所定部位の動作タイミングに応じて設定されている、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器、を備えた生産装置と、
前記複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数の機器の前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする生産システム。 - 請求項19に記載の生産システムを用いて物品の製造を行うことを特徴とする物品の製造方法。
- 所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器と、前記複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサと、制御部と、を備えた情報処理システムの制御方法であって、
前記制御部は、
前記複数の機器の前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項21に記載の制御方法において、
前記制御部は、
前記所定部位の前記動作位置に対応する閾値の情報と、前記センサからの前記検出結果と、を比較することで前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項22に記載の制御方法において、
前記閾値は、前記複数の機器それぞれに対応して設定されている、
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項21から23のいずれか1項に記載の制御方法をコンピュータで実行可能な制御プログラム。
- 請求項24に記載の制御プログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
- 所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサからの検出結果を取得する情報処理装置であって、
制御部が、
前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする情報処理装置。 - 所定部位を備えエアの供給を受けて前記所定部位を動作させる複数の機器に供給される前記エアの状態を検出可能なセンサからの検出結果を取得する情報処理装置の情報処理方法であって、
制御部が、
前記所定部位の動作位置に関する情報と、前記センサからの前記検出結果とに基づき、前記複数の機器のうち前記エアの漏洩が発生している機器を特定する、
ことを特徴とする情報処理方法。 - エアの供給を受けて動作する機器と、
前記機器に供給される前記エアの状態を検出可能な複数のセンサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記機器の動作シーケンスにおける所定の動作状態に関する情報に応じて、複数の前記センサからの検出結果中から信号強度が最も大きなセンサからの検出結果を選択し閾値と比較することで、前記機器における前記エアの漏洩を検出する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 第1エアの供給を受けて動作する機器と、
第2エアを噴出するエア機器と、
前記第1エアおよび前記第2エアの状態を検出可能なセンサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記機器の動作シーケンスにおける所定の動作状態に関する情報と、前記センサからの検出結果とに基づき、前記機器において前記第1エアの漏洩を検出し、
前記機器が前記所定の動作状態において前記エア機器が動作する場合は、前記センサに基づく前記漏洩の検出を行わない、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項29に記載の情報処理システムにおいて、
前記機器は、エアシリンダと、前記エアシリンダ内を移動するピストンと、前記ピストンと共に移動するピストンパッキンと、を含み、
前記制御部は、
前記エアシリンダと前記ピストンと前記ピストンパッキンとによって封止される空間に前記第1エアが供給された状態で前記エア機器が動作している場合は、前記センサに基づく前記漏洩の検出を行わない、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項29または30に記載の情報処理システムにおいて、
前記制御部は、
前記機器における前記所定の動作状態と、前記センサの検出結果とに基づき、前記エア機器が正常に動作しているか否かを検出する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項30または31に記載の情報処理システムにおいて、
第3エアを吸引する真空機器を備えており、
前記制御部は、
前記エア機器における動作状態と、前記センサの検出結果とに基づき、前記真空機器が正常に動作しているか否かを検知する、
ことを特徴とする情報処理システム。
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