JP2022164622A - 誘導加熱装置保守システム及び誘導加熱装置の保守方法 - Google Patents

誘導加熱装置保守システム及び誘導加熱装置の保守方法 Download PDF

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Hiroko Watanabe
英員 小島
Hidekazu Kojima
政和 吉田
Masakazu Yoshida
孝 大垣
Takashi Ogaki
泰裕 松下
Yasuhiro Matsushita
洲央 松永
Suo Matsunaga
潤一 鈴木
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Abstract

【課題】誘導加熱装置の状態の変化に対して早期に対処することができる誘導加熱装置保守システム及び誘導加熱装置の保守方法を提供する。【解決手段】誘導加熱装置保守システム30は、被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱装置2と、誘導加熱装置2とネットワーク36を介して通信可能な管理会社のサーバ32と、を備える。誘導加熱装置2は、当該誘導加熱装置2の状態を検出する温度センサ12を有する。サーバ32は、誘導加熱装置2の温度センサ12から、当該誘導加熱装置2の状態を示すデータを、ネットワーク36を介して取得する。【選択図】図2

Description

本発明は、誘導加熱装置の保守を支援するための誘導加熱装置保守システム及び誘導加熱装置の保守方法に関する。
被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の誘導加熱装置は、電源部と、整合部と、誘導コイルとを備えている。電源部は、複数のスイッチング素子を有するインバータ電源であり、複数のスイッチング素子を高速でオン・オフさせることにより高周波電流を生成する。整合部は、電源部と誘導コイルとの間に電気的に接続された並列共振回路である。誘導コイルは、被加熱物の周囲を覆うように配置される。
電源部からの高周波電流は、整合部を介して誘導コイルに供給される。この高周波電流により生成された交番磁束が被加熱物の内部を貫通することにより、被加熱物の内部に渦電流が流れるようになる。この渦電流によるジュール熱によって、被加熱物が誘導加熱される。
特開2000-208240号公報
上述した従来の誘導加熱装置では、作業員が工場内の誘導加熱装置の設置場所まで定期的に出向いて、誘導加熱装置の異常の発生の有無を確認する必要がある。しかしながら、作業員が誘導加熱装置の異常の発生を確認した場合に、誘導加熱装置の部品等を手配し、手配した部品等を実際に交換するまでに時間を要するという課題が生じる。また、誘導加熱装置の部品等の手配を省略するために、予め予備の部品等を準備しておくことも考えられるが、誘導加熱装置のあらゆる異常内容を想定して、多種類の予備の部品等をストックする必要があるという課題が生じる。
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、誘導加熱装置の状態の変化に対して早期に対処することができる誘導加熱装置保守システム及び誘導加熱装置の保守方法を提供することである。
本発明の一態様に係る誘導加熱装置保守システムは、被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱装置と、前記誘導加熱装置とネットワークを介して通信可能なサーバと、を備えた誘導加熱装置保守システムであって、前記誘導加熱装置は、当該誘導加熱装置の状態を検出するセンサを有し、前記サーバは、前記誘導加熱装置の前記センサから、当該誘導加熱装置の状態を示すデータを、前記ネットワークを介して取得する取得部を有する。
本態様によれば、サーバの取得部は、誘導加熱装置のセンサから、当該誘導加熱装置の状態を示すデータを、ネットワークを介して取得する。これにより、誘導加熱装置の状態の変化に対して早期に対処することができる。
例えば、前記サーバは、さらに、前記取得部により取得されたデータに基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定し、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であると判定した場合に、外部に通知する出力部を有するように構成してもよい。
本態様によれば、誘導加熱装置の異常、異常の前兆又は通常と異なる状態に対して早期に対処することができる。
例えば、前記出力部は、前記取得部により取得されたデータと閾値との比較に基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定するように構成してもよい。
本態様によれば、誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを容易に判定することができる。
例えば、前記取得部は、データを複数取得し、前記出力部は、前記取得部により取得された複数のデータを加工して得られる加工データと閾値との比較に基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定するように構成してもよい。
本態様によれば、誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを容易に判定することができる。
例えば、前記出力部は、前記取得部により取得されたデータに対して外部要因を加味して得られる加工データと閾値との比較に基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定するように構成してもよい。
本態様によれば、誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを容易に判定することができる。
例えば、前記閾値は、可変であるように構成してもよい。
本態様によれば、誘導加熱装置の用途等に応じて、閾値を適宜変更することができる。
例えば、前記誘導加熱装置は、さらに、ブスバーを有し、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記ブスバーの温度を検出する温度センサであるように構成してもよい。
本態様によれば、例えばブスバーの劣化等に対して早期に対処することができる。
例えば、前記温度センサは、光ファイバ温度センサであるように構成してもよい。
本態様によれば、光ファイバ温度センサにより、ブスバーの温度を効率良く検出することができる。
例えば、前記誘導加熱装置は、さらに、前記被加熱物を冷却するための焼入水が貯められた焼入水タンクを有し、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記焼入水タンクに貯められた焼入水のpH値、温度、濃度、糖度、導電率、粘度、油分及び撮影画像の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
本態様によれば、例えば焼入水の劣化等に対して早期に対処することができる。
例えば、前記誘導加熱装置は、さらに、i)前記センサにより検出されたデータ、ii)前記センサにより検出された複数のデータを加工して得られる加工データ、iii)前記センサにより検出されたデータに対して外部要因を加味して得られる加工データのいずれかに基づいて、前記焼入水タンクに供給する焼入水を制御する制御部を有するように構成してもよい。
本態様によれば、焼入水タンクに貯められた焼入水の状態に応じて、適切に対処することができる。
例えば、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記誘導加熱装置の部品の使用回数を検出し、前記サーバの前記取得部は、前記誘導加熱装置の前記センサから、前記部品の使用回数を示すデータを、前記ネットワークを介して取得し、前記サーバの前記出力部は、さらに、前記取得部により取得されたデータに基づき、前記部品の交換予定日を予測し、予測した交換予定日を出力するように構成してもよい。
本態様によれば、誘導加熱装置の部品を適切な時期に交換することができる。
例えば、前記部品は、前記被加熱物を誘導加熱するための誘導コイルであるように構成してもよい。
例えば、前記誘導加熱装置は、機械部品を有し、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記機械部品における振動、音、形状変化、圧力、摩耗度合い、流量、湿度、結露及び撮影画像等の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
例えば、前記誘導加熱装置は、発振器部品を有し、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記発振器部品における流量、湿度、温度及び結露等の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
例えば、前記誘導加熱装置は、設備機器を有し、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記設備機器における振動、電流、圧力、流量、温度、湿度、形状、導電率、pH値、汚れ及び濃度等の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
例えば、前記誘導加熱装置は、コイル部品を有し、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記コイル部品のコイル温度、コイル冷却水温度、コイル冷却水圧力、コイル冷却水流量、形状変化、圧力及び汚れ等の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
例えば、前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、i)前記被加熱物を誘導加熱するための電圧、電力、周波数及び加熱開始タイミング、ii)前記被加熱物の温度及び回転数、iii)前記被加熱物を冷却するための焼入水の流量及び噴射開始タイミング等の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
また、本発明の一態様に係る誘導加熱装置の保守方法は、被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱装置と、前記誘導加熱装置とネットワークを介して通信可能なサーバと、を備えた誘導加熱装置保守システムにおける誘導加熱装置の保守方法であって、前記誘導加熱装置は、当該誘導加熱装置の状態を検出するセンサを有し、前記保守方法は、前記サーバが、前記誘導加熱装置の前記センサから、当該誘導加熱装置の状態を示すデータを、前記ネットワークを介して取得するステップを含む。
本態様によれば、上述と同様に、誘導加熱装置の状態の変化に対して早期に対処することができる。
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明の一態様に係る誘導加熱装置保守システム等によれば、誘導加熱装置の状態の変化に対して早期に対処することができる。
実施の形態に係る誘導加熱装置の構成を示す模式図である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの動作の流れを示すシーケンス図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る管理画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例1を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例2を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例3を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例4を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例5を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例6を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例7を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例8を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例9を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例10を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例11を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例12を説明するための表である。 実施の形態に係る誘導加熱装置保守システムの適用例13を説明するための表である。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、特許請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態)
[1.誘導加熱装置の構成]
まず、図1を参照しながら、実施の形態に係る誘導加熱装置2の構成について説明する。図1は、実施の形態に係る誘導加熱装置2の構成を示す模式図である。
図1に示すように、誘導加熱装置2は、被加熱物4を例えば数kHz~数百kHzの高周波で誘導加熱(いわゆる、高周波焼き入れ)するための装置である。ここで、高周波焼き入れとは、高周波の電磁誘導を起こすことにより、被加熱物4の表面を加熱させて焼き入れを行う熱処理である。被加熱物4を誘導加熱して焼入温度まで昇温させ、さらに当該被加熱物4に焼入水を噴射して急冷することによって、高周波焼き入れが行われる。被加熱物4は、例えば車両又は工作機械等に用いられる金属部品等である。
誘導加熱装置2は、電源部6と、整合部8と、誘導コイル10と、温度センサ12(センサの一例)と、焼入水タンク14と、噴射ノズル16と、pHセンサ18(センサの一例)とを備えている。
電源部6は、例えば数kHz~数百kHzの周波数の高周波電流を生成するための発振器であり、複数のスイッチング素子を有している。電源部6は、複数のスイッチング素子を高速でオン・オフさせることにより、高周波電流を生成する。
整合部8は、コンデンサ20及び整合トランス22で構成された並列共振回路であり、電源部6と誘導コイル10との間に電気的に接続されている。整合部8は、電源部6により生成された有効電力を高効率で誘導コイル10に供給するためのものである。
誘導コイル10は、被加熱物4の周囲を覆うように配置される。電源部6からの高周波電流は、整合部8を介して誘導コイル10に供給される。この高周波電流により生成された交番磁束が被加熱物4の内部を貫通することにより、被加熱物4の内部に渦電流が流れるようになる。この渦電流によるジュール熱によって、被加熱物4が誘導加熱される。
上述した誘導加熱装置2では、誘導コイル10に大電流を供給する必要があるため、誘導加熱装置2における配線の一部には、ブスバー24(図2参照)が用いられている。ブスバー24は、例えば銅等の金属で形成された板状の導電部材である。
温度センサ12は、ブスバー24の温度(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するためのセンサである。温度センサ12は、例えば光ファイバ温度センサで構成され、ブスバー24の表面に絶縁性テープで貼り付けられている。
焼入水タンク14は、被加熱物4を冷却するための焼入水が貯められたタンクである。焼入水タンク14は、供給管26の一端部と連通されている。供給管26には、供給ポンプ28が配置されている。
噴射ノズル16は、供給管26の他端部と連通されている。供給ポンプ28が作動することにより、焼入水タンク14に貯められた焼入水は、供給管26を介して噴射ノズル16に供給される。これにより、噴射ノズル16は、誘導コイル10により誘導加熱されて焼入温度まで昇温された被加熱物4に向けて焼入水を噴射する。
なお、本実施の形態では、焼入水タンク14に貯められた焼入水を噴射ノズル16で被加熱物4に向けて噴射するようにしたが、これに限定されない。例えば、噴射ノズル16を省略し、焼入水タンク14に貯められた焼入水に被加熱物4を浸漬することにより、被加熱物4を冷却してもよい。
pHセンサ18は、焼入水タンク14に貯められた焼入水のpH値(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するためのセンサである。pHセンサ18は、焼入水タンク14に貯められた焼入水に浸漬されている。
なお、図示しないが、誘導加熱装置2は、pHセンサ18に加えて(又はpHセンサ18に代えて)、例えば、a)焼入水タンク14に貯められた焼入水の温度(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するための温度センサ(センサの一例)、b)焼入水タンク14に貯められた焼入水の濃度(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するための濃度センサ(センサの一例)、c)焼入水タンク14に貯められた焼入水の糖度(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するための糖度センサ(センサの一例)、d)焼入水タンク14に貯められた焼入水の導電率(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するための導電率センサ(センサの一例)、e)焼入水タンク14に貯められた焼入水の粘度(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するための粘度センサ(センサの一例)、f)焼入水タンク14に貯められた焼入水の油分(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するための油分センサ(センサの一例)、g)焼入水タンク14に貯められた焼入水を撮影した撮影画像(誘導加熱装置2の状態の一例)を出力するためのカメラセンサ(センサの一例)の少なくとも1つを備えていてもよい。ここで、撮影画像は、カメラセンサを焼入水タンク14の上方に配置し、焼入水タンク14に貯められた焼入水の液面を当該カメラセンサにより撮影した画像である。
ここで、誘導加熱装置2は、pHセンサ18の検出結果に基づいて、焼入水タンク14に供給する焼入水を制御する制御部(図示せず)をさらに備えていてもよい。制御部は、例えばpHセンサ18により検出されたpH値が所定の範囲外の値となった場合に、pH値が当該所定の範囲内に収まるように、焼入水を焼入水タンク14に供給(追加)する。これにより、焼入水タンク14に貯められた焼入水の状態に応じて、適切に対処することができる。なお、制御部は、i)pHセンサ18により検出されたデータ、ii)pHセンサ18及び他の1以上のセンサによりそれぞれ検出された複数のデータ(例えば、焼入水のpH値、温度及び導電率をそれぞれ示す3つのデータ)を例えば機械学習等により加工(分析)して得られる加工データ、iii)pHセンサ18により検出されたデータに対して外部要因(例えば、誘導加熱装置2の設置場所や、データが検出された季節、時間及び天候等)を加味して得られる加工データのいずれかに基づいて、焼入水タンク14に供給する焼入水を制御してもよい。なお、加工データは、例えば焼入水の劣化度合い等を示すデータである。
なお、図示しないが、誘導加熱装置2は、当該誘導加熱装置2の種々の状態を検出するためのPLC(Programmable Logic Controller)(センサの一例)を備えていてもよい。
[2.誘導加熱装置保守システムの構成]
次に、図2及び図3を参照しながら、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の構成について説明する。図2は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の構成を示すブロック図である。図3は、実施の形態に係るサーバ32の構成を示すブロック図である。
実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30は、上述した誘導加熱装置2の保守を支援するためのIoT(Internet of Things)システムである。図2に示すように、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30は、誘導加熱装置2と、サーバ32と、端末装置34と、端末装置35とを備えている。誘導加熱装置2、サーバ32、端末装置34及び端末装置35は、ネットワーク36を介して互いに通信可能に接続されている。ネットワーク36は、例えばインターネットである。
誘導加熱装置2は、誘導加熱装置保守システム30を利用するクライアント会社の工場等に設置されている。誘導加熱装置2の温度センサ12及びpHセンサ18の各々は、例えば有線LAN(Local Area Network)又は無線LANを介して、通信アダプタ38に接続されている。通信アダプタ38は、温度センサ12及びpHセンサ18の各々をネットワーク36に接続する。通信アダプタ38は、温度センサ12からのデータ(ブスバー24の温度を示すデータ)、及び、pHセンサ18からのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水のpH値を示すデータ)を、ネットワーク36を介してサーバ32に送信する。
なお、図示しないが、通信アダプタ38は、a)温度センサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の温度を示すデータ)、b)濃度センサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の濃度を示すデータ)、c)糖度センサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の糖度を示すデータ)、d)導電率センサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の導電率を示すデータ)、e)粘度センサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の粘度を示すデータ)、f)油分センサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の油分を示すデータ)、g)カメラセンサからのデータ(焼入水タンク14に貯められた焼入水の撮影画像を示すデータ)を、ネットワーク36を介してサーバ32に送信してもよい。
また、図示しないが、通信アダプタ38は、誘導加熱装置2のPLCと有線LAN又は無線LANを介して接続されていてもよい。この場合、通信アダプタ38は、PLCをネットワーク36に接続し、PLCからのデータを、ネットワーク36を介してサーバ32に送信する。
サーバ32は、例えばクラウドサーバであり、誘導加熱装置保守システム30を管理する管理会社により運営されている。図3に示すように、サーバ32は、取得部40と、記憶部42と、出力部44とを有している。
取得部40は、温度センサ12及びpHセンサ18の各々からのデータを、ネットワーク36を介して取得する。取得部40によるデータの取得は、所定の時間(例えば、1分)毎に行われる。なお、取得部40は、PLCからのデータを、ネットワーク36を介して取得してもよい。また、取得部40は、焼入水タンク14に配置された温度センサ、濃度センサ、糖度センサ、導電率センサ、粘度センサ、油分センサ及びカメラセンサの各々からのデータを、ネットワーク36を介して取得してもよい。
記憶部42は、取得部40により取得されたデータを格納(蓄積)するためのメモリである。
出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータをネットワーク36上の管理画面46(後述する図5及び図6参照)に表示させる。管理画面46は、誘導加熱装置保守システム30の管理会社により提供される、誘導加熱装置2の状態を確認するための画面であり、ネットワーク36を介して端末装置34及び端末装置35等に表示可能である。
また、出力部44は、読み出したデータに基づき、誘導加熱装置2の状態が異常であるか否かを判定する。具体的には、出力部44は、データと上限閾値(又は下限閾値)とを比較し、データが上限閾値以上である(又は下限閾値以下である)場合に、誘導加熱装置2の状態が異常であると判定する。誘導加熱装置2の状態が異常であるとは、例えば、ブスバー24又は焼入水タンク14に貯められた焼入水等が劣化したこと等を意味する。
例えば、出力部44は、温度センサ12により検出されたブスバー24の温度を示すデータが上限閾値以上である場合に、誘導加熱装置2の状態が異常であると判定する。また例えば、出力部44は、pHセンサ18により検出された焼入水のpH値を示すデータが下限閾値以下である場合に、誘導加熱装置2の状態が異常であると判定する。
なお、出力部44は、データが上限閾値以上である(又は下限閾値以下である)場合に、誘導加熱装置2の状態が異常の前兆であると判定してもよい。誘導加熱装置2の状態が異常の前兆であるとは、例えば、ブスバー24又は焼入水タンク14に貯められた焼入水等の性能(品質)が低下し始めたこと等を意味する。あるいは、出力部44は、データが上限閾値以上である(又は下限閾値以下である)場合に、誘導加熱装置2の状態が通常と異なる状態であると判定してもよい。誘導加熱装置2の状態が通常と異なる状態であるとは、異常又は異常の前兆とまでは言えないが、通常の挙動等とは異なる挙動等を示す状態であることを意味する。
本実施の形態では、出力部44は、データと上限閾値(又は下限閾値)とを比較したが、これに限定されず、取得部40により取得された複数のデータ(例えば、焼入水のpH値、温度及び導電率をそれぞれ示す3つのデータ)を例えば機械学習等により加工(分析)して得られる加工データと上限閾値(又は下限閾値)とを比較してもよい。あるいは、出力部44は、データに対して外部要因(例えば、誘導加熱装置2の設置場所や、データが検出された季節、時間及び天候等)を加味して得られる加工データと上限閾値(又は下限閾値)とを比較してもよい。なお、加工データは、例えばブスバー24又は焼入水の劣化度合い等を示すデータである。
また、上述した上限閾値及び下限閾値は、誘導加熱装置2の用途等に応じて、管理会社の端末装置35を操作することにより、管理画面46上で適宜変更することができる。
出力部44は、誘導加熱装置2の状態が異常であると判定した場合に、誘導加熱装置2の状態が異常であることを報知するためのアラートを、ネットワーク36を介して端末装置34及び端末装置35に通知(出力)する。
端末装置34は、例えばパーソナルコンピュータ又はスマートフォン等であり、クライアント会社に所属する作業員により操作される。端末装置34は、サーバ32から通知されたアラートを受信する。具体的には、端末装置34がパーソナルコンピュータである場合には、端末装置34は、サーバ32から通知されたアラートを電子メールで受信する。また、端末装置34がスマートフォンである場合には、端末装置34は、サーバ32から通知されたアラートをプッシュ通知で受信する。この時、スマートフォンには、誘導加熱装置保守システム30専用のアプリケーションがインストールされている。
端末装置35は、例えばパーソナルコンピュータ又はスマートフォン等であり、管理会社に所属する管理者により操作される。端末装置35は、端末装置34と同様に、サーバ32から通知されたアラートを受信する。
[3.誘導加熱装置保守システムの動作]
次に、図4~図6を参照しながら、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の動作について説明する。図4は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の動作の流れを示すシーケンス図である。図5及び図6は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
図4に示すように、クライアント会社の工場等に設置された誘導加熱装置2の温度センサ12及びpHセンサ18の各々は、データを検出する(S101)。通信アダプタ38は、温度センサ12及びpHセンサ18の各々からのデータを、ネットワーク36を介してサーバ32に送信する(S102)。なお、通信アダプタ38は、PLCからのデータを、ネットワーク36を介してサーバ32に送信してもよい。また、通信アダプタ38は、焼入水タンク14に配置された温度センサ、濃度センサ、糖度センサ、導電率センサ、粘度センサ、油分センサ及びカメラセンサの各々からのデータを、ネットワーク36を介してサーバ32に送信してもよい。
サーバ32の取得部40は、誘導加熱装置2の温度センサ12及びpHセンサ18の各々からのデータを、ネットワーク36を介して取得する(S103)。取得部40は、取得したデータを記憶部42に格納する。なお、取得部40は、焼入水タンク14に配置された温度センサ、濃度センサ、糖度センサ、導電率センサ、粘度センサ、油分センサ及びカメラセンサの各々からのデータを、ネットワーク36を介して取得してもよい。
この時、クライアント会社の作業員は、誘導加熱装置2の状態を確認したい際には、端末装置34を操作することにより、例えば図5及び図6に示す管理画面46を端末装置34に表示させる。
具体的には、クライアント会社の作業員は、ブスバー24の温度の時間推移を確認したい際には、端末装置34を操作することにより、例えば図5に示す管理画面46を端末装置34に表示させる。図5に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日22時20分から22時35分までの直近の15分間)における、温度センサ12により検出されたブスバー24の温度を示すデータの時間推移が表示される。なお、管理画面46における所定の表示期間は、作業員により任意に設定可能である。
また、クライアント会社の作業員は、焼入水タンク14に貯められた焼入水のpH値の時間推移を確認したい際には、端末装置34を操作することにより、例えば図6に示す管理画面46を端末装置34に表示させる。図6に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月8日22時19分から22時34分までの直近の15分間)における、pHセンサ18により検出された焼入水のpH値を示すデータの時間推移が表示される。
同様に、管理会社の管理者は、誘導加熱装置2の状態を確認したい際には、端末装置35を操作することにより、例えば図5及び図6に示す管理画面46を端末装置35に表示させることができる。
図4のフローチャートに戻り、ステップS103の後、出力部44は、記憶部42から読み出したデータに基づき、誘導加熱装置2の状態が異常であるか否かを判定する。例えば温度センサ12により検出されたブスバー24の温度を示す温度データが、上限閾値以上となった場合には、出力部44は、誘導加熱装置2の状態が異常であると判定する(S104)。この時、出力部44は、記憶部42から読み出したデータを、AI(Artificial Intelligence)で分析することにより、誘導加熱装置2の状態が異常であるか否かを判定してもよい。
出力部44は、誘導加熱装置2の状態が異常であること(例えば、ブスバー24が劣化したこと)を報知するためのアラートを、ネットワーク36を介して端末装置34に通知する(S105)。なお、図示しないが、出力部44は、誘導加熱装置2の状態が異常であることを報知するためのアラートを、ネットワーク36を介して端末装置35にも通知する。
端末装置34は、サーバ32から通知されたアラートを受信し(S106)、アラートの内容を表示する。クライアント会社の作業員は、通知されたアラートの内容を見ることにより、誘導加熱装置2の状態が異常であることを知ることができ、例えばブスバー24を交換する等、適切に対処することができる。
なお、図示しないが、端末装置35は、サーバ32から通知されたアラートを受信し、アラートの内容を表示する。管理会社の管理者は、通知されたアラートの内容を見ることにより、誘導加熱装置2の状態が異常であることを知ることができ、例えばクライアント会社に連絡する等、適切に対処することができる。
[4.効果]
本実施の形態では、上述したように、サーバ32の出力部44は、取得部40により取得されたデータに基づき、誘導加熱装置2の状態が異常(異常の前兆又は通常と異なる状態)であるか否かを判定し、誘導加熱装置2の状態が異常(異常の前兆又は通常と異なる状態)であると判定した場合に、端末装置34及び端末装置35にアラートを通知する。
これにより、クライアント会社の作業員及び管理会社の管理者は、誘導加熱装置2の異常(異常の前兆又は通常と異なる状態)に対して早期に対処することができる。例えば、出力部44が、誘導加熱装置2の状態が異常の前兆であると判定した場合に、誘導加熱装置2の部品等を予め手配しておくことにより、実際に誘導加熱装置2の異常が発生した際に、部品等の交換を迅速に行うことができる。また、出力部44が、誘導加熱装置2の状態が異常の前兆であると判定した都度、誘導加熱装置2の部品等を手配すればよいので、予備の部品等のストック量を抑えることができる。
[5.誘導加熱装置保守システムの表示機能]
実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30では、誘導加熱装置2に関する様々な情報を上述した管理画面46に表示させる機能を有している。以下、この機能について説明する。
[5-1.機能1]
まず、図7を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の機能1について説明する。図7は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
誘導加熱装置2は、上述した温度センサ12及びpHセンサ18以外に、誘導加熱装置2の部品の一つである誘導コイル10の使用回数(誘導加熱装置2の状態の一例)を検出するカウンタ(センサの一例)を備えている。カウンタは、誘導コイル10が1回使用される(通電される)毎に、誘導コイル10の使用回数を「1」カウントする。
サーバ32の取得部40は、誘導加熱装置2のカウンタから、誘導コイル10の使用回数を示すデータを、ネットワーク36を介して取得する。サーバ32の出力部44は、取得部40により取得されたデータに基づき、誘導コイル10の交換予定日を予測し、予測した交換予定日を出力する。具体的には、出力部44は、取得部40により取得されたデータに基づき、使用回数の累積値を10点以上収集して最小二乗法により算出することによって、使用回数の累積値が警報値(例えば、100000回)に到達する日付を交換予定日として予測する。
また、サーバ32の出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータを図7に示す管理画面46に表示させる。図7に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日15時44分から15時59分までの直近の15分間)における、誘導コイル10の使用率(例えば、15%)及び交換予定日(例えば、2022年10月10日)が表示される。
誘導コイル10の使用率は、使用回数の警報値に対する、現在の使用回数の累積値の割合である。例えば、使用回数の警報値が100000回であり、現在の使用回数の累積値が15000回である場合には、誘導コイル10の使用率は15%となる。
クライアント会社の作業員は、管理画面46に表示された交換予定日に合わせて、誘導コイル10を交換するための準備を進めることができる。
なお、機能1では、サーバ32の出力部44は、誘導コイル10の交換予定日を予測したが、これに限定されず、誘導加熱装置2の他の部品(例えば、ブスバー24等)の交換予定日を予測するようにしてもよい。
[5-2.機能2]
次に、図8を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の機能2について説明する。図8は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
サーバ32の取得部40は、誘導加熱装置2に搭載されたPLCから、誘導加熱装置2の各種状態を示すデータを、ネットワーク36を介して取得する。
サーバ32の出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータを図8に示す管理画面46に表示させる。図8に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日15時59分から16時14分までの直近の15分間)における、誘導加熱装置2の各種状態が表示される。具体的には、図8に示す管理画面46には、所定の表示期間に対する、誘導加熱装置2の各設備の電源がオンの時間の割合が表示される。例えば、管理画面46の第1行目において、誘導加熱装置2の主電源がオンの時間が15分である場合には、上記割合が「100%」と表示される。
[5-3.機能3]
次に、図9を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の機能3について説明する。図9は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
サーバ32の取得部40は、誘導加熱装置2に搭載されたPLCから、誘導加熱装置2により誘導加熱された被加熱物4の生産数を示すデータを、ネットワーク36を介して取得する。
サーバ32の出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータを図9に示す管理画面46に表示させる。図9に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日16時05分から16時20分までの直近の15分間)における、誘導加熱装置2により誘導加熱された被加熱物4の良品、不良品及び生産数が表示される。良品とは、誘導加熱装置2により正常に誘導加熱された被加熱物4の個数である。不良品とは、誘導加熱装置2により正常に誘導加熱されなかった被加熱物4の個数である。生産数とは、良品と不良品との合計である。
[5-4.機能4]
次に、図10を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の機能4について説明する。図10は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
サーバ32の取得部40は、誘導加熱装置2に搭載されたPLCから、誘導加熱装置2における電力使用量を示すデータを、ネットワーク36を介して取得する。
サーバ32の出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータを図10に示す管理画面46に表示させる。図10に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日16時05分から16時20分までの直近の15分間)における、誘導加熱装置2における電力使用量(例えば、1000kWh)が表示される。
[5-5.機能5]
次に、図11を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の機能5について説明する。図11は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
サーバ32の取得部40は、誘導加熱装置2に搭載されたPLCから、誘導加熱装置2の各設備のステーションにおける異常の発生回数を示すデータを、ネットワーク36を介して取得する。
サーバ32の出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータを図11に示す管理画面46に表示させる。図11に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日16時05分から16時20分までの直近の15分間)における、誘導加熱装置2の設備のステーション毎に異常の発生回数が表示される。具体的には、図11に示す管理画面46には、誘導加熱装置2の冷却水設備における異常の発生回数「4回」、誘導加熱装置2の焼入水設備における異常の発生回数「4回」、誘導加熱装置2の発振器における異常の発生回数「4回」、異常の総発生回数「12回」が表示される。
なお、図11に示す管理画面46において、誘導加熱装置2の冷却水設備における異常の発生回数「4回」が表示された領域を選択する操作を行うと、冷却水設備の異常内容の詳細が表示される画面に遷移する。
[5-6.機能6]
次に、図12を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の機能6について説明する。図12は、実施の形態に係る管理画面46の一例を示す図である。
サーバ32の出力部44は、記憶部42から、取得部40により取得されたデータを読み出し、読み出したデータを図12に示す管理画面46に表示させる。図12に示す管理画面46には、所定の表示期間(例えば、2021年3月19日16時15分から16時30分までの直近の15分間)における、焼入水のpH値の時間推移を示すデータと、焼入水の温度の時間推移を示すデータとが重畳されて表示される。これにより、クライアント会社の作業員は、焼入水のpH値と焼入水の温度との間における相関関係の有無を確認することができる。
なお、図12に示す例では、管理画面46において、焼入水のpH値の時間推移を示すグラフと、焼入水の温度の時間推移を示すグラフとを重畳させて表示させたが、クライアント会社の作業員が任意に選択した2種類のデータを重畳させて表示させることができる。
[5-7.他の表示機能]
以下、誘導加熱装置保守システム30の他の表示機能について説明する。
誘導加熱装置2において、誘導コイル10と被加熱物4とが接触する、いわゆるコイルタッチが検出された場合、又は、純水度計のアラーム機能が無効になった場合に、端末装置34は、ネットワーク36を介して、その旨をサーバ32に通知してもよい。
また、サーバ32は、インターネット(ネットワーク36)を介して、外部サーバ(図示せず)からの天気情報(例えば、気温及び湿度等を示す情報)を取得してもよい。
また、上述した管理画面46において、サーバ32により取得された各種データが表示されてもよい。
また、上述した管理画面46において、複数の工場にそれぞれ設置された複数の誘導加熱装置2から取得した複数の各種データを、1画面で確認できるようにしてもよい。
また、上述した管理画面46において、サーバ32により取得された各種データを利用して、誘導加熱装置2に関する設備の現在の状態をスコアで評価するようにしてもよい。この場合、スコアが閾値を超えた(又は、閾値よりも低下した)場合に、サーバ32は、ネットワーク36を介して、端末装置34にその旨を通知するようにしてもよい。
[6.誘導加熱装置保守システムの設備機能]
以下、誘導加熱装置保守システム30の設備に関する機能について説明する。
誘導加熱装置2の設備は、被加熱物4の加熱工程及び冷却工程を、常時カメラでモニターするようにしてもよい。この場合、加熱工程及び冷却工程における異常発生時の動画を記録するようにしてもよい。
また、誘導加熱装置2の設備は、段取り替え部品(治具等)の取り付けミスを検出する機能を有していてもよい。
また、誘導加熱装置2の設備の表示部等に、誘導加熱装置2の各種部品の故障予測及び対策に関する情報を表示させてもよい。この場合、発振器(電源部6)が出力する異常番号に基づいて、処置内容を示す情報を、誘導加熱装置2の設備の表示部等に表示させてもよい。
また、誘導加熱装置2の設備は、焼入水タンク14に貯められた焼入水の濃度を自動的に調整する機能を有していてもよい。
[7.適用例]
以下、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例について説明する。
[7-1.適用例1]
まず、図13を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例1について説明する。図13は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例1を説明するための表である。
適用例1では、誘導加熱装置2は、機械部品を有している。図13に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において機械部品の故障(破損)の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、機械部品における振動、音、形状変化(スキャナにより検出)、形状変化(カメラにより検出)、形状変化(ハカリにより検出)、位置、速度、エアの圧力、光量、摩耗度合い(カメラにより検出
)、信号、滑り及び時間の少なくとも1つを検出する。
また、図13に示すように、機械部品(対象部品)は、例えば、チャック、バネ、シリンダー、ローダー、近接スイッチ、オートスイッチ、光電センサ、ホース、ボールネジ、LM(Linear Motion)ガイドである。
図13において、評価パラメータと対応関係がある対象部品には、「○」印を付してある。このことは、後述する図14~図25についても同様である。例えば、図13の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてチャック、バネ、シリンダー及びローダーの故障(破損)の有無を判定するために、チャック、バネ、シリンダー及びローダーの各振動をそれぞれ検出することを示している。また例えば、図13の表の10行目では、誘導加熱装置2のセンサ(カメラ)は、サーバ32においてチャック、ホース、ボールネジ及びLMガイドの故障(破損)の有無を判定するために、チャック、ホース、ボールネジ及びLMガイドの各摩耗度合いをそれぞれ検出することを示している。
[7-2.適用例2]
図14を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例2について説明する。図14は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例2を説明するための表である。
適用例2では、誘導加熱装置2は、機械部品を有している。図14に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において機械部品の故障(水漏れ)の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、機械部品における流量、湿度、結露、断線及びカメラ(撮影画像)の少なくとも1つを検出する。
また、図14に示すように、機械部品(対象部品)は、例えば、ブスバー、ホース、出力トランス、ケーブル、焼入水及びテフロン(登録商標)である。
例えば、図14の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において冷却水用のホース及び焼入水の故障(水漏れ)の有無を判定するために、ホースを流れる冷却水、及び、焼入水タンクにおける焼入水の各流量をそれぞれ検出することを示している。また例えば、図14の表の5行目では、誘導加熱装置2のセンサ(カメラ)は、サーバ32においてブスバー、出力トランス、焼入水及びテフロンの故障(水漏れ)の有無を判定するために、ブスバー、出力トランス、焼入水及びテフロンの各撮影画像をそれぞれ検出することを示している。
[7-3.適用例3]
図15を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例3について説明する。図15は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例3を説明するための表である。
適用例3では、誘導加熱装置2は、電気部品(制御盤)を有している。図15に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において電気部品の故障の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、電気部品における電圧、温度及び湿度の少なくとも1つを検出する。
また、図15に示すように、電気部品(対象部品)は、例えば、入力電源部、AC制御電源、DC制御電源及び制御盤全体である。
例えば、図15の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において入力電源部、AC制御電源及びDC制御電源の故障の有無を判定するために、入力電源部、AC制御電源及びDC制御電源における各電圧をそれぞれ検出することを示している。
[7-4.適用例4]
図16を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例4について説明する。図16は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例4を説明するための表である。
適用例4では、誘導加熱装置2は、発振器部品(電源部6の部品)を有している。図16に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において発振器部品の故障(破損)の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、発振器における電圧、電流、波形、抵抗、温度及び湿度の少なくとも1つを検出する。
また、図16に示すように、発振器部品(対象部品)は、例えば、トランジスタ、ゲート基板、AC電源部、DC電源部及び発振器全体である。
例えば、図16の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてトランジスタ、ゲート基板、AC電源部及びDC電源部の故障(破損)の有無を判定するために、トランジスタ、ゲート基板、AC電源部及びDC電源部における各電圧をそれぞれ検出することを示している。
[7-5.適用例5]
図17を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例5について説明する。図17は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例5を説明するための表である。
適用例5では、誘導加熱装置2は、発振器部品(電源部6の部品)を有している。図17に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において発振器部品の故障(水漏れ)の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、発振器における流量、湿度、温度及び結露の少なくとも1つを検出する。
また、図17に示すように、発振器部品(対象部品)は、例えば、発振器を冷却するためのヒートシンクである。
例えば、図17の表の3行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてヒートシンクの故障(水漏れ)の有無を判定するために、ヒートシンクにおける温度を検出することを示している。
[7-6.適用例6]
図18を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例6について説明する。図18は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例6を説明するための表である。
適用例6では、誘導加熱装置2は、設備機器(付帯機器を含む)を有している。図18に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において設備機器の故障の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、設備機器における振動、電流、圧力、流量、配管の詰まり度合い、温度、湿度、抵抗、波形、形状、導電率、pH値、水量、結露、回転数、速度、汚れ(スラッジを含む)(カメラにより検出)、光量(スパークを含む)(カメラにより検出)、滑り及び濃度の少なくとも1つを検出する。
また、図18に示すように、設備機器(対象部品)は、例えば、ポンプ、モーター、サーボモーター、整合部、ブスバー、コンデンサ、冷却水、チラー、油圧ユニット、焼入水、オイルスキマー、マグネットセパレータ、プレートクーラー、切換器及び設備機器(MC)全体である。
例えば、図18の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてポンプ、モーター及びサーボモーターの故障の有無を判定するために、ポンプ、モーター及びサーボモーターにおける振動をそれぞれ検出することを示している。
[7-7.適用例7]
図19を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例7について説明する。図19は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例7を説明するための表である。
適用例7では、誘導加熱装置2は、コイル部品(誘導コイル10の部品)を有している。図19に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてコイル部品の故障(機械的強度の低下等)の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、電流、電圧、コイル温度、コイル冷却水温度、コイル冷却水圧力、コイル冷却水流量、コイルタッチ(PLC又はカメラにより検出)、清掃回数(PLCにより検出)、電力量(PLC等により検出)、摩耗度合い(カメラにより検出)、振動、音及び劣化度合いの少なくとも1つを検出する。
また、図19に示すように、コイル部品(対象部品)は、例えば、リード、焼入箇所、コイル部品全体、スペーサー、給水口、排水口及びコアである。
例えば、図19の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてリード及び焼入箇所の故障(機械的強度の低下等)の有無を判定するために、リード及び焼入箇所における電流をそれぞれ検出することを示している。この場合、検出された電流を、例えば上述した管理画面46に表示させるなどして可視化するようにしてもよい。
また例えば、図19の表の7行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてコイルタッチの有無を判定するために、コイル部品全体におけるコイルタッチを検出することを示している。この場合、コイルタッチの発生回数が閾値を超えた際に、端末装置34は、ネットワーク36を介してサーバ32にその旨を通知するようにしてもよい。
[7-8.適用例8]
図20を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例8について説明する。図20は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例8を説明するための表である。
適用例8では、誘導加熱装置2は、コイル部品(誘導コイル10の部品)を有している。図20に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてコイル部品の故障(水漏れ)の有無を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、形状変化(カメラにより検出)、圧力、水量、冷却水への着色(カメラにより検出)及び冷却水の発光(カメラにより検出)の少なくとも1つを検出する。
また、図20に示すように、コイル部品(対象部品)は、例えば、リード、焼入箇所、冷却水の入口及び出口である。
例えば、図20の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサ(カメラ)は、サーバ32においてリード及び焼入箇所の故障(水漏れ)の有無を判定するために、リード及び焼入箇所における形状変化をそれぞれ検出することを示している。
[7-9.適用例9]
図21を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例9について説明する。図21は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例9を説明するための表である。
適用例9では、誘導加熱装置2は、コイル部品(誘導コイル10の部品)を有している。図21に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてコイル部品の精度を判定するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、コイル位置(カメラにより検出)、コイルギャップ(カメラにより検出)、形状変化(カメラにより検出)、汚れ(スラッジを含む)(カメラにより検出)及びトルク(締め付け強さ)の少なくとも1つを検出する。
また、図21に示すように、コイル部品(対象部品)は、例えば、リード、焼入箇所、ジャケット、コイルバイス及びコイル部品全体である。
例えば、図21の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサ(カメラ)は、サーバ32において焼入箇所の精度を判定するために、コイル位置(誘導コイル10に対する被加熱物4の所定の位置からのずれ)を検出することを示している。
[7-10.適用例10]
図22を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例10について説明する。図22は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例10を説明するための表である。
適用例10では、誘導加熱装置2は、焼入水タンク14に貯められた焼入水を有している。図22に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において焼入水の交換時期を予測するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、導電率、pH値、濃度、糖度及び温度の少なくとも1つを検出する。
また、図22に示すように、対象部品は、焼入水である。
例えば、図22の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において焼入水の交換時期を予測するために、焼入水の導電率を検出することを示している。
[7-11.適用例11]
図23を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例11について説明する。図23は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例11を説明するための表である。
適用例11では、誘導加熱装置2は、焼入水タンク14に貯められた焼入水を有している。図23に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32において焼入水の飛散状態を評価するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、目詰まりの度合いをカメラにより検出する。
また、図23に示すように、対象箇所は、ジャケットである。
例えば、図23の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサ(カメラ)は、サーバ32において焼入水の飛散状態を評価するために、ジャケットの目詰まりの度合いを検出することを示している。
[7-12.適用例12]
図24を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例12について説明する。図24は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例12を説明するための表である。
適用例12では、図24に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてワーク(被加熱物4)の品質を確認するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、電圧、電力、周波数、コイル電圧、焼入水流量、ワーク温度、ワーク回転数、加熱開始タイミング及び焼入水噴射開始タイミングをPLCにより検出する。すなわち、適用例12では、誘導加熱装置2だけでなく、ワークも誘導加熱装置保守システム30による保守対象である。
また、図24に示すように、対象要素は、ワークの加工条件及び加工状態である。
例えば、図24の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてワークの加工条件の品質を確認するために、ワークを誘導加熱するための電圧を検出することを示している。また例えば、図24の表の6行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてワークの加工状態の品質を確認するために、ワークの温度を検出することを示している。
[7-13.適用例13]
図25を参照しながら、誘導加熱装置保守システム30の適用例13について説明する。図25は、実施の形態に係る誘導加熱装置保守システム30の適用例13を説明するための表である。
適用例13では、図25に示すように、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてワーク(被加熱物4)の状態を評価するために、当該誘導加熱装置2の状態(評価パラメータ)として、例えば、光量及び温度(カメラにより検出)を検出する。すなわち、適用例13では、誘導加熱装置2だけでなく、ワークも誘導加熱装置保守システム30による保守対象である。
また、図25に示すように、対象要素は、ワークの加熱状態(焼き入れ状態)及び冷却状態である。
例えば、図25の表の1行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてワークの加熱状態を評価するために、ワークを誘導加熱する際の光量を検出することを示している。また例えば、図25の表の2行目では、誘導加熱装置2のセンサは、サーバ32においてワークの冷却状態を評価するために、ワークの温度を検出することを示している。
(変形例等)
以上、本発明の1つ又は複数の態様に係る誘導加熱装置保守システムについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の1つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
上記実施の形態では、センサとして温度センサ12、pHセンサ18及びカウンタを適用したが、これに限定されず、例えば電力センサ、電圧センサ及び電流センサ等の任意のセンサを適用してもよい。
なお、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
本発明に係る誘導加熱装置保守システムは、例えば金属部品の高周波焼き入れ等に用いられる誘導加熱装置を備えたIoTシステム等として適用することができる。
2 誘導加熱装置
4 被加熱物
6 電源部
8 整合部
10 誘導コイル
12 温度センサ
14 焼入水タンク
16 噴射ノズル
18 pHセンサ
20 コンデンサ
22 整合トランス
24 ブスバー
26 供給管
28 供給ポンプ
30 誘導加熱装置保守システム
32 サーバ
34,35 端末装置
36 ネットワーク
38 通信アダプタ
40 取得部
42 記憶部
44 出力部
46 管理画面

Claims (18)

  1. 被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱装置と、前記誘導加熱装置とネットワークを介して通信可能なサーバと、を備えた誘導加熱装置保守システムであって、
    前記誘導加熱装置は、当該誘導加熱装置の状態を検出するセンサを有し、
    前記サーバは、前記誘導加熱装置の前記センサから、当該誘導加熱装置の状態を示すデータを、前記ネットワークを介して取得する取得部を有する
    誘導加熱装置保守システム。
  2. 前記サーバは、さらに、前記取得部により取得されたデータに基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定し、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であると判定した場合に、外部に通知する出力部を有する
    請求項1に記載の誘導加熱装置保守システム。
  3. 前記出力部は、前記取得部により取得されたデータと閾値との比較に基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定する
    請求項2に記載の誘導加熱装置保守システム。
  4. 前記取得部は、データを複数取得し、
    前記出力部は、前記取得部により取得された複数のデータを加工して得られる加工データと閾値との比較に基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定する
    請求項2に記載の誘導加熱装置保守システム。
  5. 前記出力部は、前記取得部により取得されたデータに対して外部要因を加味して得られる加工データと閾値との比較に基づき、前記誘導加熱装置の状態が異常、異常の前兆又は通常と異なる状態であるか否かを判定する
    請求項2に記載の誘導加熱装置保守システム。
  6. 前記閾値は、可変である
    請求項3~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  7. 前記誘導加熱装置は、さらに、ブスバーを有し、
    前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記ブスバーの温度を検出する温度センサである
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  8. 前記温度センサは、光ファイバ温度センサである
    請求項7に記載の誘導加熱装置保守システム。
  9. 前記誘導加熱装置は、さらに、前記被加熱物を冷却するための焼入水が貯められた焼入水タンクを有し、
    前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記焼入水タンクに貯められた焼入水のpH値、温度、濃度、糖度、導電率、粘度、油分及び撮影画像の少なくとも1つを検出する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  10. 前記誘導加熱装置は、さらに、i)前記センサにより検出されたデータ、ii)前記センサにより検出された複数のデータを加工して得られる加工データ、iii)前記センサにより検出されたデータに対して外部要因を加味して得られる加工データのいずれかに基づいて、前記焼入水タンクに供給する焼入水を制御する制御部を有する
    請求項9に記載の誘導加熱装置保守システム。
  11. 前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記誘導加熱装置の部品の使用回数を検出し、
    前記サーバの前記取得部は、前記誘導加熱装置の前記センサから、前記部品の使用回数を示すデータを、前記ネットワークを介して取得し、
    前記サーバの前記出力部は、さらに、前記取得部により取得されたデータに基づき、前記部品の交換予定日を予測し、予測した交換予定日を出力する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  12. 前記部品は、前記被加熱物を誘導加熱するための誘導コイルである
    請求項11に記載の誘導加熱装置保守システム。
  13. 前記誘導加熱装置は、機械部品を有し、
    前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記機械部品における振動、音、形状変化、圧力、摩耗度合い、流量、湿度、結露及び撮影画像等の少なくとも1つを検出する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  14. 前記誘導加熱装置は、発振器部品を有し、
    前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記発振器部品における流量、湿度、温度及び結露等の少なくとも1つを検出する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  15. 前記誘導加熱装置は、設備機器を有し、
    前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記設備機器における振動、電流、圧力、流量、温度、湿度、形状、導電率、pH値、汚れ及び濃度等の少なくとも1つを検出する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  16. 前記誘導加熱装置は、コイル部品を有し、
    前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、前記コイル部品のコイル温度、コイル冷却水温度、コイル冷却水圧力、コイル冷却水流量、形状変化、圧力及び汚れ等の少なくとも1つを検出する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  17. 前記誘導加熱装置の前記センサは、当該誘導加熱装置の状態として、i)前記被加熱物を誘導加熱するための電圧、電力、周波数及び加熱開始タイミング、ii)前記被加熱物の温度及び回転数、iii)前記被加熱物を冷却するための焼入水の流量及び噴射開始タイミング等の少なくとも1つを検出する
    請求項1~5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置保守システム。
  18. 被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱装置と、前記誘導加熱装置とネットワークを介して通信可能なサーバと、を備えた誘導加熱装置保守システムにおける誘導加熱装置の保守方法であって、
    前記誘導加熱装置は、当該誘導加熱装置の状態を検出するセンサを有し、
    前記保守方法は、前記サーバが、前記誘導加熱装置の前記センサから、当該誘導加熱装置の状態を示すデータを、前記ネットワークを介して取得するステップを含む
    誘導加熱装置の保守方法。
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