JP2023086039A - 生産機械の診断システムおよび方法、製函機、リモートモニタリングシステム - Google Patents

生産機械の診断システムおよび方法、製函機、リモートモニタリングシステム Download PDF

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Abstract

【課題】生産機械の診断システムおよび方法、製函機、リモートモニタリングシステムにおいて、駆動装置の駆動状態を最適なタイミングで検出することで、高精度な診断を可能とする。【解決手段】複数の駆動装置の稼働データを収集するデータ収集部と、データ収集部が収集した複数の駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する診断部と、を備え、診断部は、複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第1診断部と、複数の駆動装置のうちの第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第2診断部と、を有する。【選択図】図8

Description

本開示は、生産機械の運転状態を監視して診断する生産機械の診断システムおよび方法、製函機、リモートモニタリングシステムに関するものである。
例えば、製函機は、シート材(例えば、段ボールシート)を加工することで箱体(段ボール箱)を製造する。製函機は、給紙部、印刷部、排紙部、ダイカット部、フォルダグルア部、カウンタエゼクタ部を有する。製函機は、多くの機械部品や電気部品で構成され、機械部品や電気部品は、駆動モータやブロア、エアシリンダなどの駆動装置により駆動する。また、機械部品や電気部品は、部品の劣化や故障、機械の調整や整備不良によるトラブルが発生することがある。そのため、作業者は、機械部品や電気部品を定期的にメンテナンスする必要がある。
下記特許文献1の段ボールシートの自動点検装置では、駆動電流がしきい値を超えたと判断されたモータが駆動する回転体または回転体の移動範囲のねじ軸に不具合が発生したことと判定している。
特許第5904663号公報
製函機では、例えば、機械部品や電気部品を駆動するための駆動モータなどの駆動装置が多数設けられている。多数の駆動装置は、モータ容量、駆動方向、配置場所、駆動時期、製造会社などが相違する。そのため、単に駆動装置の駆動電流の大きさだけを監視するだけでは、高精度な運転状態の監視や診断を行うことが困難となる。
本開示は、上述した課題を解決するものであり、駆動装置の駆動状態を最適なタイミングで検出することで、高精度な診断を可能とする生産機械の診断システムおよび方法、製函機、リモートモニタリングシステムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本開示の生産機械の診断システムは、複数の駆動装置の稼働データを収集するデータ収集部と、前記データ収集部が収集した前記複数の駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する診断部と、を備え、前記診断部は、前記複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第1診断部と、前記複数の駆動装置のうちの前記第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第2診断部と、を有する。
また、本開示の生産機械の診断方法は、複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの前記第1駆動装置の稼働データを収集するステップと、前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップと、前記複数の駆動装置のうちの前記第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの前記第2駆動装置の稼働データを収集するステップと、前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップと、を有する。
また、本開示の製函機は、製函用シート材を供給する給紙部と、前記製函用シート材に印刷を行う印刷部と、前記製函用シート材に対して表面に罫線加工を行うと共に溝切り加工を行う排紙部と、前記製函用シート材を折り畳んで端部を接合することで箱体を形成するフォルダグルア部と、前記箱体を計数しながら積み上げた後に所定数ごとに排出するカウンタエゼクタ部と、前記生産機械の診断システムと、を備える。
また、本開示のリモートモニタリングシステムは、前記生産機械の診断システムと、ネットワークを介して生産機械の診断システムに対してアクセス可能である端末装置と、を備える。
本開示の生産機械の診断システムによれば、駆動装置の駆動状態を最適なタイミングで検出することで、高精度な診断を可能とすることができる。
図1は、本実施形態の製函機を表す概略構成図である。 図2は、給紙部を表す概略図である。 図3は、印刷部を表す概略図である。 図4は、排紙部を表す概略図である。 図5は、ダイカット部を表す概略図である。 図6は、フォルダグルア部を表す概略図である。 図7は、カウンタエゼクタ部を表す概略図である。 図8は、本実施形態の製函機の診断システムを有するリモートモニタリングシステムを表す概略図である。 図9は、本実施形態の製函機の診断方法を表すフローチャートである。 図10は、第1診断モードの処理を表すフローチャートである。 図11は、第2診断モードの処理を表すフローチャートである。 図12は、第3診断モードの処理を表すタイムチャートである。 図13は、第1診断モードによる診断結果の一例を表す表である。 図14は、第2診断モードによる診断結果の一例を表す表である。
以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
<製函機>
図1は、本実施形態の製函機を表す概略構成図である。本実施形態では、生産機械として製函機を適用して説明する。
図1に示すように、製函機10は、段ボールシートSを加工することで、段ボール箱Bを製造する。製函機10は、給紙部11と、印刷部12と、排紙部13と、ダイカット部14と、フォルダグルア部15と、カウンタエゼクタ部16とを有する。給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16は、段ボールシートSおよび段ボール箱Bを搬送する搬送方向Dに沿って直線状をなして配置される。
給紙部11は、板状の段ボールシートSが多数積載された状態で搬入され、段ボールシートSを一枚ずつ送り出し、一定の速度で印刷部12に送り出す。印刷部12は、段ボールシートSの表面に多色刷り(本実施形態では、4色刷り)を行う。印刷部12は、4つの印刷ユニット12A,12B,12C,12Dが搬送方向Dに沿って配置され、段ボールシートSの表面に4種類のインキ色を使用して印刷を行う。排紙部13は、段ボールシートSに対して、罫線加工を施す機能と、切断加工を施す機能と、溝切り加工を施す機能を有する。
ダイカット部14は、段ボールシートSに対して、手穴等の打ち抜き加工を施す。フォルダグルア部15は、段ボールシートSを搬送方向に移動させながら折り畳み、幅方向の両端部を接合して扁平状の段ボール箱Bを形成する。カウンタエゼクタ部16は、フォルダグルア部15により製造された段ボール箱Bを計数しながら積み重ねた後、所定数のバッチに仕分けして排出する。
<給紙部>
図2は、給紙部を表す概略図である。
給紙部11は、搬送部21と、フィードロール22とを備える。給紙部11は、搬送部21における段ボールシートSの搬送方向Dの下流側にフィードロール22が配置される。
搬送部21は、フロントガイド31と、バックストップ32と、サイドガイド33と、給紙テーブル34と、ホイール集合体35と、サクション部36と、グレート装置37とを備える。
搬送部21は、搬送方向Dの下流側にフロントガイド31が配置され、上流側の給紙テーブル34上にバックストップ32が配置される。サイドガイド33は、フロントガイド31とバックストップ32との間で、搬送方向Dに直交する幅方向の両側に配置される。給紙テーブル34とホイール集合体35とサクション部36は、フロントガイド31とバックストップ32との間で、左右のサイドガイド33の間に配置される。
フロントガイド31は、搬入された段ボールシートSの先端部が当接する。バックストップ32は、フロントガイド31に当接した段ボールシートSの後端部が当接する。段ボールシートSは、前端と端部がフロントガイド31とバックストップ32に案内されて給紙テーブル34上に落下することで、搬送方向Dの位置が揃えられる。このとき、段ボールシートSは、左右のサイドガイド33により幅方向の位置が揃えられる。
サクション部36は、複数のサクションボックス41を有する。複数のサクションボックス41は、ダクト42を介して吸引ブロア43に接続される。吸引ブロア43を駆動すると、ダクト42を介してサクションボックス41に吸引力が作用する。サクションボックス41は、内部にホイール集合体35が配置される。ホイール集合体35は、搬送方向Dに沿って複数列(本実施形態では、5列)のホイール44が並べられて収容される。ホイール44は、それぞれ駆動モータ45が連結される。駆動モータ45を駆動すると、ホイール44が同期して回転する。
グレート装置37は、グレート46を有する。グレート46は、サクション部36におけるサクションボックス41およびホイール集合体35におけるホイール44の上方に配置される。グレート46は、複数の開口部(図示略)が形成された格子形状のテーブルである。グレート46は、駆動モータ47を有する昇降装置により昇降可能である。
そのため、駆動モータ45を駆動すると、ホイール集合体35の各ホイール44が同期して回転する。吸引ブロア43を駆動すると、サクションボックス41に吸引力が作用する。この状態で、グレート46が下降すると、ホイール44が給紙テーブル34上の最下位置にある段ボールシートSの下面に接触する。このとき、段ボールシートSは、下面に吸引力が作用してホイール44との摩擦抵抗が増加する。すると、段ボールシートSは、回転する複数のホイール44によりフロントガイド31の下方に形成された隙間から下流側へ供給される。
フィードロール22は、上フィードロール22aと、下フィードロール22bとを有する。フィードロール22は、フロントガイド31より搬送方向Dの下流側に配置される。上フィードロール22aと下フィードロール22bは、駆動モータ48a,48bが連結される。
そのため、駆動モータ48a,48bを駆動すると、上フィードロール22aと下フィードロール22bが同期して回転する。すると、搬送部21から供給された段ボールシートSは、上フィードロール22aと下フィードロール22bにより上下から挟持され、下流側の印刷部12(図1参照)に向けて供給される。
<印刷部>
図3は、印刷部を表す概略図である。
印刷部12は、複数(本実施形態では、4個)の印刷ユニット12A,12B,12C,12Dが搬送方向Dに沿って直列をなして配置され、段ボールシートSの表面に異なるインキ色を使用して印刷を行う。各印刷ユニット12A,12B,12C,12Dは、ほぼ同様に構成され、印刷シリンダ51と、インキ供給ロール(アニロックスロール)52と、インキ供給部53と、受ロール54とを有する。印刷シリンダ51は、外周部に印版55を装着可能である。
印刷ユニット12A,12B,12C,12Dにおいて、各印刷シリンダ51は、それぞれ駆動モータ56が連結され、各インキ供給ロール52は、それぞれ駆動モータ57が連結される。駆動モータ56,57を駆動すると、印刷シリンダ51とインキ供給ロール52が同期して回転する。
また、印刷部12は、搬送部17が配置される。搬送部17は、印刷部12で段ボールシートSを搬送方向Dに搬送する。搬送部17は、複数のガイドロール58と、無端の搬送ベルト59とを有する。複数のガイドロール58は、印刷部12における入口部および出口部に配置されると共に、印刷部12の下方に配置される。搬送ベルト59は、複数のガイドロール58に掛け回される。一つのガイドロール58は、駆動モータ60が連結される。駆動モータ60を駆動すると、ガイドロール58により搬送ベルト59を移動する。
そのため、駆動モータ56,57を駆動すると、印刷シリンダ51とインキ供給ロール52が同期して回転する。すると、給紙部11から供給された段ボールシートSは、印刷シリンダ51と受ロール54により上下から挟持され、下流側の排紙部13に向けて供給される。このとき、インキ供給部53は、インキをインキ供給ロール52から印刷シリンダ51の印版55に供給する。すると、段ボールシートSが印刷シリンダ51と受ロール54との間に挟持されて搬送されるとき、印刷シリンダ51の印版55のインキが段ボールシートSの表面に転写されることで印刷が行われる。
<排紙部>
図4は、排紙部を表す概略図である。
排紙部13は、第1罫線ロール61と、第2罫線ロール62と、スリッタヘッド63および第1スロッタヘッド64と、第2スロッタヘッド65を有する。
第1罫線ロール61は、罫線ロール本体61aと、受ロール61bとを有する。罫線ロール本体61aおよび受ロール61bは、円板形状をなし、段ボールシートSの搬送方向Dに直交する幅方向に間隔を空けて複数組配置される。第2罫線ロール62は、罫線ロール本体62aと、受ロール62bとを有する。罫線ロール本体62aおよび受ロール62bは、円板形状をなし、段ボールシートSの幅方向に間隔を空けて複数組配置される。第1罫線ロール61の外径は、第2罫線ロール62の外径より大きい。
そのため、段ボールシートSが第1罫線ロール61の罫線ロール本体61aと受ロール62bとの間に搬送されると、罫線ロール本体61aの外周部と受ロール61bの外周部とが段ボールシートSを挟持し、段ボールシートSが両者の間を通過するときに下面に罫線が形成される。また、段ボールシートSが第2罫線ロール62の罫線ロール本体62aと受ロール62bとの間に搬送されると、罫線ロール本体62aの外周部と受ロール62bの外周部とが段ボールシートSを挟持し、段ボールシートSが両者の間を通過するときに下面に罫線が再形成される。段ボールシートSは、同位置に第1罫線ロール61と第2罫線ロール62が罫線を形成することで、一つの罫線が形成される。
第1スロッタヘッド64は、上スロッタヘッド64aと、下スロッタヘッド64bとを有する。上スロッタヘッド64aと下スロッタヘッド64bは、円板形状をなし、段ボールシートSの幅方向に所定間隔を空けて4組配置される。第1スロッタヘッド64は、上スロッタヘッド64aと下スロッタヘッド64bにより、搬送される段ボールシートSにおける幅方向の所定の位置に対応して設けられ、段ボールシートSにおける所定の位置で溝切り加工を行うと共に、糊代片加工を行う。
なお、スリッタヘッド63は、図示しないが、スリッタ上刃とスリッタ下刃とを有する。スリッタ上刃およびスリッタ下刃は、円板形状をなし、段ボールシートSの搬送方向Dに直交する水平方向における端部に1組配置される。スリッタヘッド63は、スリッタ上刃とスリッタ下刃により、搬送される段ボールシートSの幅方向の端部に対応して設けられ、段ボールシートSにおける幅方向Eの端部を切断する。
第1スロッタヘッド64は、上スロッタヘッド64aの外周部にスロッタナイフ66が装着される。4個の第1スロッタヘッド64のうちの3個は、段ボールシートSの溝切り加工用として使用され、4個の第1スロッタヘッド64のうちの1個は、段ボールシートSの糊代片加工用として使用される。
第2スロッタヘッド65は、上スロッタヘッド65aと、下スロッタヘッド65bとを有する。上スロッタヘッド65aと下スロッタヘッド65bは、円板形状をなし、段ボールシートSの幅方向に所定間隔を空けて4組配置される。第2スロッタヘッド65は、上スロッタヘッド65aと下スロッタヘッド65bにより、搬送される段ボールシートSにおける幅方向の所定の位置に対応して設けられ、段ボールシートSにおける所定の位置で溝切り加工を行うと共に、糊代片加工を行う。
第2スロッタヘッド65は、上スロッタヘッド65aの外周部にスロッタナイフ67が装着される。4個の第2スロッタヘッド65のうちの3個は、段ボールシートSの溝切り加工用として使用され、4個の第2スロッタヘッド65のうちの1個は、段ボールシートSの糊代片加工用として使用される。
第1スロッタヘッド64の上スロッタヘッド64aは、駆動モータ68が連結され、第2スロッタヘッド65の上スロッタヘッド65aは、駆動モータ69が連結される。なお、駆動モータ68または駆動モータ69は、図示しない動力伝達機構(例えば、歯車機構)により第1罫線ロール61および第2罫線ロール62の各罫線ロール本体61a,62aに連結される。駆動モータ68,69を駆動すると、上スロッタヘッド64a、上スロッタヘッド65a、罫線ロール本体61a,62aが同期して回転する。
そのため、段ボールシートSがスリッタヘッド63のスリッタ上刃aとスリッタ下刃との間に搬送されると、スリッタ上刃の外周部とスリッタ下刃の外周部が段ボールシートSを挟持し、段ボールシートSが両者の間を通過するとき、段ボールシートSは、スリッタ上刃とスリッタ下刃により端部が切断される。また、段ボールシートSが第1スロッタヘッド64の上スロッタヘッド64aと下スロッタヘッド64bとの間に搬送されると、上スロッタヘッド64aの外周部と下スロッタヘッド64bの外周部が段ボールシートSを挟持し、段ボールシートSが両者の間を通過するとき、段ボールシートSは、スロッタナイフ66により溝切り加工されると共に、糊代片が加工される。さらに、段ボールシートSが第2スロッタヘッド65の上スロッタヘッド65aと下スロッタヘッド65bとの間に搬送されると、上スロッタヘッド65aの外周部と下スロッタヘッド65bの外周部が段ボールシートSを挟持し、段ボールシートSが両者の間を通過するとき、段ボールシートSは、スロッタナイフ67により溝切り加工されると共に、糊代片が加工される。
<ダイカット部>
図5は、ダイカット部を表す概略図である。
ダイカット部14は、上下一対の送り駒71,72と、アンビルシリンダ73およびナイフシリンダ74を有する。上下一対の送り駒71,72は、排紙部13側に配置され、アンビルシリンダ73およびナイフシリンダ74は、送り駒71,72より搬送方向Dの下流側に配置される。上下一対の送り駒71,72は、上下に対向して配置され、段ボールシートSを上下から挟持して搬送する。アンビルシリンダ73とナイフシリンダ74は、上下に対向して配置される。
ナイフシリンダ74は、円柱形状をなし、外周面に刃物取付台75が設けられる。刃物取付台75は、カッティングナイフ(刃物)76が取付けられ、ナイフシリンダ74の外周面に着脱自在である。カッティングナイフ76は、段ボールシートSに対して打ち抜き加工を行う。アンビルシリンダ73およびナイフシリンダ74は、駆動モータ77,78が連結される。駆動モータ77,78を駆動すると、アンビルシリンダ73とナイフシリンダ74が同期して回転する。
そのため、段ボールシートSに対して打ち抜き加工を実施するとき、ナイフシリンダ74は、外周面に刃物取付台75が装着される。そして、駆動モータ77,78を駆動すると、アンビルシリンダ73とナイフシリンダ74が同期して回転する。すると、排紙部13から供給された段ボールシートSは、アンビルシリンダ73とナイフシリンダ74の間を通過するとき、刃物取付台75のカッティングナイフ76により打ち抜き加工が実施され、下流側のフォルダグルア部15に向けて供給される。
<フォルダグルア部>
図6は、フォルダグルア部を表す概略図である。
フォルダグルア部15は、上下の搬送ベルト81,82と、左右の折り曲げガイド83,84と、左右のゲージローラ85,86と、左右の成形ベルト87,88と、左右のスケアリングバー89,90と、糊付装置91とを有する。
上搬送ベルト81と下搬送ベルト82は、段ボールシートSや段ボール箱Bを上下から挟持して搬送する。左右の折り曲げガイド83,84は、搬送方向に沿って複数直列に配置され、段ボールシートSの下面の罫線に対応する幅方向の位置に配置される。左右の折り曲げガイド83,84は、段ボールシートSの罫線が折り曲げ部に当接した位置で幅方向の端部側のシート片を下方に折り畳む。左右の折り曲げガイド83,84は、搬送方向Dの下流側に、図示しない左右の搬送ガイドが搬送方向Dに沿って直列に配置される。左右のゲージローラ85,86は、幅方向の各端部における罫線の位置で下方に折り曲げたられた段ボールシートSを、折り曲げ位置で把持して内側に折り畳んで搬送する。左右の成形ベルト87,88は、段ボールシートSの幅方向の両端部が下方に折り曲げられる各シート片の外面(上面)に対向して接触するように、搬送方向Dに対して捩じれるように傾斜して配置される。そのため、段ボールシートSは、左右の折り曲げガイド83,84と図示しない左右の搬送ガイドと左右のゲージローラ85,86に支持されて搬送される。このとき、左右の成形ベルト87,88は、幅方向の端部側のシート片を下方および内側に順に押圧しながら折り畳んでいく。
左右のスケアリングバー89,90は、一部が搬送方向Dにおいて、成形ベルト87,88およびゲージローラ85,86と重複して配置される。左右のスケアリングバー89,90は、成形ベルト87,88と同様に、段ボールシートSの幅方向の両端部が下方に折り曲げられる各シート片の外面(上面)に対向して接触するよう配置される。糊付装置91は、糊車を有し、段ボールシートSにおける所定の位置に糊付けを行う。
搬送ベルト81,82と、ゲージローラ85,86と、成形ベルト87,88と、スケアリングバー89,90と、糊付装置91は、それぞれ駆動モータ92,93,94,95,96,97,98,99が連結される。駆動モータ92,93,94,95,96,97,98,99は、搬送ベルト81,82とゲージローラ85,86と成形ベルト87,88とスケアリングバー89,90と糊付装置91を同期して駆動する。
そのため、段ボールシートSは、搬送ベルト81,82に挟持されて搬送されるとき、成形ベルト87,88により幅方向の端部側のシート片が下方および内側に順に押圧されながら折り畳まれる。このとき、ゲージローラ85,86は、段ボールシートSを折り曲げ位置で把持し、内側に折り畳んで搬送する。また、スケアリングバー89,90は、成形ベルト87,88と協働し、段ボールシートSにおける幅方向の端部側のシート片を下方および内側に順に押圧する。そして、糊付装置91は、段ボールシートSにおける幅方向の端部側に糊付けを行うことで、段ボール箱Bが形成される。
<カウンタエゼクタ部>
図7は、カウンタエゼクタ部を表す概略図である。
カウンタエゼクタ部16は、ホッパ部101と、送り出し装置102と、送風装置103とを備える。ホッパ部101は、扁平状をなす段ボール箱Bを積重する。送り出し装置102は、段ボール箱Bを連続してホッパ部101に送り出す。送風装置103は、ホッパ部101上を搬送される段ボール箱Bに対して上方から送風を付与する。
カウンタエゼクタ部16は、入口部にフォルダグルア部15(図1参照)の出口部コンベア用ローラ111と、送り出し装置102を構成する上下一対の送り出しロール112とが設けられる。カウンタエゼクタ部16は、送り出し装置102の下方にスタックTの後端部を押圧するスパンカ(矯正板)113が設けられる。ホッパ部101は、段ボール箱Bを積み重ねていくことによりスタックTを形成する空間を有する。送り出し装置102は、ホッパ部101の上方空間に向けて段ボール箱Bを送り出す。
ホッパ部101は、段ボール箱Bの搬送方向の下流側に可撓性のフロントストップ114が設けられる。フロントストップ114は、送り出し装置102により送り出された段ボール箱Bを減速させながら停止させる。ホッパ部101は、下方にエレベータ116が設けられ、レッジ117から途中まで集積されたスタックTが受け渡され、スタックT上にフロントストップ114に当たって落ちた段ボール箱Bを受け、これを集積して所定枚数のスタックTを形成する。エレベータ116は、送り出し装置102より搬送方向の下流側の下方に水平をなして配置され、ラック118aに設けられた支持軸119に支持される。エレベータ116は、ラック118aと、ラック118aに噛合するピニオン118bと、ピニオン118bに結合された駆動モータ120とからなる駆動機構により上下方向に往復動可能に構成される。
カウンタエゼクタ部16は、ホッパ部101より段ボール箱Bの搬送方向の下流側の機械幅方向の両側にサイドフレーム121がそれぞれ設けられる。サイドフレーム121は、水平をなすレール122が設けられ、両側のレール122にレッジ支持体115が走行可能に支持される。つまり、レッジ支持体115は、レール122上を走行するローラ123と、レール122に沿って設けられた図示しないラックと噛合する図示しないピニオンと、ピニオンを回転駆動する駆動モータ124とからなるレッジ前後移動機構により搬送方向の前後に移動することができる。
レッジ支持体115は、駆動モータ125を有する昇降機構を介して水平に延びるレッジ117が設けられる。昇降機構は、図示しないが、ラック・ピニオン機構と、ピニオンを回転駆動する駆動モータ125から構成される。そのため、駆動モータ125の正逆回転により、レッジ支持体115を昇降することができる。
レッジ117は、フロントストップ114に当接して落下した段ボール箱Bを受け、段ボール箱Bを集積してスタックTを形成する。スタックTを形成する途中でエレベータ116に受け渡し、エレベータ116上に段ボール箱Bが集積され、スタックTが設定枚数に達すると、再び作動して次のスタックTを形成するためにエレベータ116に替わって段ボール箱Bを受け取る。
レッジ117は、スタックTを押圧するプレスバー126が駆動モータ127を有する昇降機構により昇降可能に支持される。昇降機構も、ラック・ピニオン機構と、ピニオンを回転駆動する駆動モータ127とから構成される。そのため、駆動モータ127の正逆回転により、プレスバー126を昇降することができる。
下部コンベア128は、エレベータ116が最下降したときのエレベータ116の上面と同じ高さに設けられ、更にその下流側には排出コンベア129が下部コンベア128と同じ高さ位置に設けられる。
ホッパ部101の周辺に、送り出し装置102から送り出される段ボール箱Bに対して、空気を吹き付ける送風装置103が設けられる。送風装置103は、第1送風装置131と、第2送風装置132とを有する。
<リモートモニタリングシステム>
図8は、本実施形態の製函機の診断システムを有するリモートモニタリングシステムを表す概略図である。
図8に示すように、リモートモニタリングシステム200は、製函機10と、診断システム201と、記憶部202と、複数の端末(端末装置)203,204・・・とを備える。リモートモニタリングシステム200は、製函機10と診断システム201が有線または無線により接続されると共に、診断システム201と、記憶部202と、複数の端末(端末装置)203,204・・・がネットワーク300を介して接続される。ネットワーク300は、インターネットなどの通信ネットワークであり、有線ネットワークでもよいし、無線ネットワークでもよい。
<製函機>
製函機10は、製函機本体10Aと、製函機制御装置10Bとを有する。製函機本体10Aは、給紙部11と、印刷部12と、排紙部13と、ダイカット部14と、フォルダグルア部15と、カウンタエゼクタ部16と、搬送部17とを有する。製函機制御装置10Bは、給紙部11、印刷部12、排紙部13、ダイカット部14、フォルダグルア部15、カウンタエゼクタ部16、搬送部17を制御可能である。
給紙部11は、給紙部駆動モータ11Mとして、複数の駆動モータ45,47,48a,48bを有する。印刷部12は、印刷部駆動モータ12Mとして、複数の駆動モータ56,57を有する。排紙部13は、排紙部駆動モータ13Mとして、複数の駆動モータ68,69を有する。ダイカット部14は、ダイカット部駆動モータ14Mとして、複数の駆動モータ77,78を有する。フォルダグルア部15は、フォルダグルア部駆動モータ15Mとして、複数の駆動モータ92,93,94,95,96,97,98,99を有する。カウンタエゼクタ部16は、カウンタエゼクタ部駆動モータ16Mとして、複数の駆動モータ120,124,125,127とを有する。搬送部17は、搬送部駆動モータ17Mとして、駆動モータ60を有する。
ここで、給紙部駆動モータ11Mと、印刷部駆動モータ12Mと、排紙部駆動モータ13Mと、ダイカット部駆動モータ14Mと、フォルダグルア部駆動モータ15Mと、搬送部駆動モータ17Mは、第1駆動装置として機能するインバータモータである。また、カウンタエゼクタ部駆動モータ16Mは、第2駆動装置として機能するサーボモータである。なお、第1駆動装置として機能するのは、インバータモータに限定されるものではなく、サーボモータ、汎用モータ、または、その他のモータであってもよいし、適宜組み合わせてもよい。また、第2駆動装置として機能するのは、サーボモータに限定されるものではなく、インバータモータ、または、その他のモータであってもよいし、適宜組み合わせてもよい。第1駆動装置は、シートとしての段ボールシートSおよび段ボール箱Bを搬送する機器を駆動するものである。一方、第2駆動装置は、第1駆動装置以外の駆動装置である。
具体的に、第1駆動装置は、段ボールシートSおよび段ボール箱Bの搬送方向Dにおける上流側に配置され、第2駆動装置は、主に、第1駆動装置より搬送方向Dにおける下流側に配置される。そして、第1駆動装置は、段ボールシートSおよび段ボール箱Bを水平方向に沿って搬送する機器を駆動するインバータモータである。第2駆動装置は、段ボールシートSおよび段ボール箱Bを水平方向または鉛直方向に沿って搬送する機器を駆動するサーボモータである。例えば、第2駆動装置は、カウンタエゼクタ部16にて、カウンタエゼクタ部16に搬送された段ボール箱(箱体)を整合する支持体、または、移動機構の軸を駆動するサーボモータである。そして、第2駆動装置のモータ容量(例えば、1.5kwから3.5kw)は、第1駆動装置のモータ容量(例えば、3.7kwから30.0kw)より小さい。
なお、第2駆動装置は、段ボールシートSおよび段ボール箱Bを支持する機器の位置を調整する駆動モータを含む。第2駆動装置は、サーボモータおよび汎用モータ(直入れモータ)であり、排紙部13にて、ヘッド横移動用モータを含む。第2駆動装置は、排紙部13にて、第1罫線ロール61の罫線ロール本体61aと受ロール61bとの隙間量を調整する駆動モータ、第2罫線ロール62の罫線ロール本体62aと受ロール62bとの隙間量を調整する駆動モータを含む。ここで、汎用モータとは、コンデンサを接続して、商用電源から電源を供給するだけで動力を得られるモータである。汎用モータとは、一定速で連続して運転させる場面に適しており、例えば、ローラの回転やブロアの動力などに用いられる。なお、汎用モータとは、コンデンサを接続しない場合もある。また、第2駆動装置は、第1スロッタヘッド64の上スロッタヘッド64aと下スロッタヘッド64bとの隙間量を調整する駆動モータを含む。第2駆動装置は、第2スロッタヘッド65の上スロッタヘッド65aと下スロッタヘッド65bとの隙間量を調整する駆動モータを含む。
また、ダイカット部14にて、送りバンド駆動モータ、シリンダ横移動モータを含む。また、フォルダグルア部15にて、入側における左右のフレーム移動モータ、出側における左右のフレーム移動モータ、左右のフォールディングバー横移動モータを含む。また、カウンタエゼクタ部16にて、スケアリング駆動モータを含む。
給紙部駆動モータ11Mは、トルクセンサ241と、温度センサ251と、振動センサ261と、AEセンサ271と、位置センサ291が接続される。印刷部駆動モータ12Mは、トルクセンサ242と、温度センサ252と、振動センサ262と、位置センサ292が接続される。排紙部駆動モータ13Mは、トルクセンサ243と、温度センサ253と、振動センサ263と、電流センサ283と、位置センサ293が接続される。ダイカット部駆動モータ14Mは、トルクセンサ244と、温度センサ254と、振動センサ264と、電流センサ284と、位置センサ294が接続される。フォルダグルア部駆動モータ15Mは、トルクセンサ245と、温度センサ255と、振動センサ265と、電流センサ285と、位置センサ295が接続される。カウンタエゼクタ部駆動モータ16Mは、トルクセンサ246と、振動センサ266と、AEセンサ276と、電流センサ286と、位置センサ296が接続される。搬送部駆動モータ17Mは、トルクセンサ247と、温度センサ257と、振動センサ267と、位置センサ297が接続される。
製函機制御装置10Bは、トルクセンサ241,242,243,244,245,246,247が検出した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの駆動トルクが入力される。製函機制御装置10Bは、温度センサ251,252,253,254,255,257が検出した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mの温度が入力される。製函機制御装置10Bは、振動センサ261,262,263,264,265,266,267が検出した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの振動(振動幅)が入力される。製函機制御装置10Bは、AEセンサ271,276が検出した駆動モータ11M,16Mの振動エネルギーが入力される。製函機制御装置10Bは、電流センサ283,284,285,286が検出した駆動モータ13M,14M,15M,16Mの電流値が入力される。製函機制御装置10Bは、位置センサ291,292,293,294,295,296,297が検出した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの移動位置として、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの1回転中の回転位置(回転角度)が入力される。なお、位置センサ291,292,293,294,295,296,297は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mに内蔵されるエンコーダまたは外部に設けられるポテンションメータである。
なお、製函機制御装置10Bは、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの稼働データだけでなく、段ボールシートSおよび段ボール箱Bを支持する機器の位置を調整する駆動モータの稼働データ(電流値)が入力される。また、製函機制御装置10Bは、給紙部11と印刷部12とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17にて、段ボールシートSや段ボール箱Bを吸引するためのブロアを駆動する駆動モータの稼働データ(振動、電流値)が入力される。
<診断システム>
診断システム201は、診断装置211と、操作部212と、表示部213と、記憶部214と、通信部215とを備える。診断システム201は、製函機制御装置10Bに接続される。
診断装置211は、製函機10における給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の稼働データを分析することで、給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17を診断し、故障などの異常を見つける。
診断装置211は、制御装置である。診断装置211としての制御装置は、コントローラであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)などにより、記憶部214に記憶されている各種プログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。
操作部212は、作業者が操作することで、診断装置211に対して各種のデータを入力可能である。操作部212は、例えば、キーボードやタッチ式のディスプレイである。表示部213は、診断装置211の処理内容を表示可能である。表示部213、例えば、モニタである。記憶部214は、診断装置211が実行する各種プログラムが記憶される。各種プログラムは、給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の稼働データを分析して診断するプログラムも含む。また、記憶部214は、診断装置211が診断した診断結果などを記憶する。
通信部215は、診断装置211が診断した診断結果などのデータを送受信可能である。すなわち、通信部215は、診断装置211が診断した診断結果などのデータを、ネットワーク300を介して記憶部202に送信可能であると共に、記憶部202に記憶された各種のデータを受信可能である。
診断装置211は、データ収集部221と、診断部222とを有する。診断部222は、第1診断部231と、第2診断部232とを有する。
データ収集部221は、製函機制御装置10Bから出力された給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の稼働データを取得する。給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の稼働データとは、給紙部駆動モータ11Mと印刷部駆動モータ12Mと排紙部駆動モータ13Mとダイカット部駆動モータ14Mとフォルダグルア部駆動モータ15Mとカウンタエゼクタ部駆動モータ16Mと搬送部駆動モータ17Mの稼働データである。
具体的に、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの稼働データとは、トルクセンサ241,242,243,244,245,246,247の検出値と、温度センサ251,252,253,254,255,257の検出値と、振動センサ261,262,263,264,265,266,267の検出値と、AEセンサ271,276の検出値と、電流センサ283,284,285,286の検出値と、位置センサ291,292,293,294,295,296,297の検出値である。
駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの稼働データは、時間の経過に伴って変動する給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17のパラメータ(デジタルデータおよびアナログデータ)である。データ収集部221が収集した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの稼働データは、例えば、記憶部214に記憶される。
また、データ収集部221は、製函機制御装置10Bから出力された機器の位置を調整する駆動モータの稼働データ(電流値)を取得する。さらに、製函機制御装置10Bは、段ボールシートSや段ボール箱Bを吸引するためのブロアを駆動する駆動モータの稼働データ(振動、電流値)を取得する。
診断部222は、データ収集部が収集した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの稼働データに基づいて異常を検出する。診断部222は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mのトルク、温度、振動、移動エネルギー、電流値と予め設定された基準範囲とを比較する。なお、この基準範囲は任意の値に設定することができる。診断部222は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mのトルク、温度、振動、移動エネルギー、電流値が基準範囲にあれば正常であると判定し、基準範囲になければ異常であると判定する。
第1診断部231は、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mの稼働データに基づいて異常を検出する。第2診断部232は、駆動モータ16Mの稼働データに基づいて異常を検出する。データ収集部221は、製函機10が段ボール箱Bを製造していない診断モードのときに、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mを駆動して稼働データを取得する。第1診断部231と第2診断部232は、診断モードのときに取得した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mの稼働データに基づいて異常を検出する。
このとき、データ収集部221は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mと駆動モータ16Mを異なる時期に駆動して稼働データを取得し、第1診断部231と第2診断部232は、異なる時期に駆動した駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mと駆動モータ16Mの各稼働データに基づいてそれぞれの異常を検出する。
第1診断部231は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mを一方向に駆動(正転駆動)したときの稼働データに基づいて異常を検出する。第2診断部232は、駆動モータ16Mを一方向に駆動(正転駆動)したときと、他方向に駆動(逆転駆動)したときの稼働データに基づいて異常を検出する。
第1診断部231は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mを同時に駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出する。第2診断部232は、複数の駆動モータ16Mを順番に駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出する。なお、第1診断部231は、この方法に限らず、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mを個別に連続して駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出してもよい。第2診断部232は、複数の駆動モータ16Mを複数同時に駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出してもよい。また、第1診断部231と第2診断部232の駆動データの取得方法は適宜組み合わせてもよい。
第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mは、インバータモータであり、第2駆動装置としての駆動モータ16Mは、サーボモータである。そして、第2駆動装置としての駆動モータ16Mのモータ容量は、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mのモータ容量より小さい。そのため、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mと第2駆動装置としての駆動モータ16Mを同時に駆動すると、例えば、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mの振動が大きく、第2駆動装置としての駆動モータ16Mの振動を高精度に検出することが困難となる。すなわち、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mの振動が駆動モータ16Mに伝達され、駆動モータ16Mの振動センサ266が誤検出してしまう。
そこで、本実施形態の診断装置211は、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mの稼働データの取得および診断と、第2駆動装置としての駆動モータ16Mの稼働データの取得と診断を異なる時期に実行する。なお、診断装置211による診断は、この方法に限らす、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mの稼働データの取得(計測)と、第2駆動装置としての駆動モータ16Mの稼働データの取得(計測)を異なる時期に実行し、それぞれの稼働データの診断については同時期に実行してもよい。
なお、診断部222は、機器の位置を調整する駆動モータの稼働データに基づいて異常を検出する。この場合、この処理は、第2診断部232が実行する。さらに、診断部222は、段ボールシートSや段ボール箱Bを吸引するためのブロアを駆動する駆動モータの稼働データに基づいて異常を検出する。この場合、この処理は、第1診断部231が実行することが好ましいが、第2診断部232が実行してもよい。
<記憶部>
記憶部202は、サーバ装置やクラウドシステムなどにより実現される。記憶部202は、診断装置211とネットワーク300を介して接続可能である。すなわち、診断装置211は、データ収集部221が収集した給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の稼働データ、診断部222が診断した給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の診断データなどのデータを、ネットワーク300を介して記憶部202に受信し、記憶部202がこれらのデータを記憶する。記憶部202は、図示しないが、通信部を有する。
<端末>
端末203,204は、製函機製造会社のサービスマンまたは管理者または技術者、段ボール製造会社の管理者または技術者または作業者などのユーザが操作可能である。端末203,204は、ユーザが操作することで、ネットワーク300を介して記憶部202にアクセス可能である。すなわち、ユーザは、端末203,204を操作することで、記憶部202に記憶された給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17の稼働データや診断データなどのデータを取得可能である。
端末203,204は、ユーザがログインすることで、使用可能になる。すなわち、端末203,204は、ログインするためのプログラムが格納される。この場合、ユーザがIDとパスワードを入力することで、記憶部202にログインすることができ、各種のデータを取得することができる。
<製函機の診断方法>
図9は、本実施形態の製函機の診断方法を表すフローチャートである。
本実施形態の製函機の診断方法は、複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの第1駆動装置の稼働データを収集するステップと、第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップと、複数の駆動装置のうちの第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの第2駆動装置の稼働データを収集するステップと、第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップとを有する。
図9に示すように、本実施形態の診断システム201は、第1診断モードと、第2診断モードと、第3診断モードとを有する。第1診断モードは、第1駆動装置としての複数の駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mを同時に駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出する。第1診断モードは、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mを同時に駆動することで、短時間で稼働データを収集して異常を検出することができる。また、生産運転と同様に各装置を同時に駆動することで、隣接した装置の振動などの影響を加味した生産運転時に近い稼働データを収集することができる。なお、この場合、複数の駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mをいくつかのグループに分けて駆動し、駆動データを収集してもよいし、診断対象部(駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17M、ブロア)を選択し、選択した診断対象部のみ駆動して稼働データを収集してもよい。
第2診断モードは、第2駆動装置としての複数の駆動モータ16Mを順番に駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出する。なお、この場合、複数の駆動モータ16Mの中から診断対象部を選択し、選択した診断対象部のみ駆動して稼働データを収集してもよい。第3診断モードは、第1駆動装置としての駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mと第2駆動装置としての駆動モータ16Mを順番に駆動したときの稼働データに基づいて異常を検出する。すなわち、第3診断モードは、第1診断モードと第2診断モードを連続して実行する連続診断モードである。
図8および図9に示すように、ステップS11にて、作業者は、操作部212を操作することで、製函機10を運転モードから診断モードに切り替える。ステップS12にて、作業者は、操作部212を操作することで、第1診断モードと第2診断モードと第3診断モードのいずれかを選択する。ステップS13にて、診断装置211は、第1診断モードが選択されたか否かを判定する。ここで、診断装置211は、第1診断モードが選択されたと判定(Yes)すると、ステップS14にて、診断装置211は、第1診断モードを実行する。
ステップS13にて、診断装置211は、第1診断モードが選択されていないと判定(No)すると、ステップS15にて、診断装置211は、第2診断モードが選択されたか否かを判定する。ここで、診断装置211は、第2診断モードが選択されたと判定(Yes)すると、ステップS16にて、診断装置211は、第2診断モードを実行する。ステップS15にて、診断装置211は、第2診断モードが選択されていないと判定(No)すると、ステップS17にて、診断装置211は、第3診断モードを実行する。
<第1診断モード>
図10は、第1診断モードの処理を表すフローチャートである。
図8および図10に示すように、ステップS21にて、作業者は、操作部212を操作することで、第1診断モードで診断する診断対象部を選択する。第1診断モードの診断対象部は、給紙部11と印刷部12と排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15と搬送部17の駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mと、給紙部11と印刷部12とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16と搬送部17のブロアを駆動する駆動モータである。作業者は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,17Mと各ブロアの駆動モータのなかから、第1診断モードで診断する診断対象部を選択する。なお、作業者が第1診断モードで診断する診断対象部を選択しなかったとは、全ての駆動モータが第1診断モードで診断する診断対象部となる。
ステップS22にて、診断装置211は、第1診断モードの開始スイッチが操作されたか否かを判定する。診断装置211は、第1診断モードの開始スイッチが操作されていないと判定(No)すると、この状態で待機する。一方、診断装置211は、第1診断モードの開始スイッチが操作されたと判定(Yes)すると、ステップS23にて、第1診断モードの開始スイッチを所定時間(例えば、1秒)だけ点滅させた後、点灯させる。そして、ステップS24にて、診断装置211は、第1診断モードを開始することを知らせる警報が所定時間(例えば、1秒)だけ発する。
ステップS25にて、診断装置211は、第1診断モードの診断対象部に選択された駆動モータの駆動回転を開始する。第1診断モードでは、診断対象部として選択された全ての駆動モータの診断を同時に実施する。なお、第1診断モードは、診断対象部として選択された駆動モータの診断を個別に連続して実施してもよい。ステップS26にて、診断装置211は、駆動モータの回転速度が予め設定された第1速度に到達したか否かを判定する。診断装置211は、駆動モータの回転速度が第1速度に到達していないと判定(No)すると、駆動モータの回転を上昇させる。診断装置211は、駆動モータの回転速度が第1速度に到達したと判定(Yes)すると、ステップS27にて、駆動モータの回転速度を最高速まで上昇させることを知らせる警報を所定時間(例えば、1秒)だけ発する。そして、ステップS28にて、診断装置211は、駆動モータの回転をさらに上昇させる。
ステップS29にて、診断装置211は、駆動モータの回転速度が予め設定された第2速度(最高速度)に到達したか否かを判定する。診断装置211は、駆動モータの回転速度が第2速度に到達していないと判定(No)すると、駆動モータの回転を上昇させる。診断装置211は、駆動モータの回転速度が第2速度に到達したと判定(Yes)すると、ステップS30にて、ブロアの駆動モータの駆動回転を開始する。
ステップS31にて、診断装置211(データ収集部221)は、計測を開始し、各駆動モータを連続駆動したときの稼働データを収集する。ステップS32にて、診断装置211は、計測を開始してから、予め設定された計測時間としての所定時間が経過したか否かを判定する。診断装置211は、所定時間が経過していないと判定(No)すると、計測を継続する。診断装置211は、所定時間が経過したと判定(Yes)すると、ステップS33にて、計測を終了し、各駆動モータの稼働データの収集を停止する。
その後、ステップS34にて、診断装置211は、駆動モータの回転速度を低下させる。ステップS35にて、診断装置211は、駆動モータの回転速度が0となって停止したか否かを判定する。診断装置211は、駆動モータが停止していないと判定(No)すると、駆動モータが停止するまで待機する。診断装置211は、駆動モータが停止したと判定(Yes)すると、ステップS36にて、ブロアの駆動モータを停止する。そして、ステップS37にて、診断装置211は、全ての駆動モータが停止したことを知らせる警報を所定時間(例えば、1秒)だけ発する。ステップS38にて、診断装置211は、第1診断モードの開始スイッチが消灯する。
ステップS39にて、診断装置211(第1診断部231)は、取得した駆動モータの稼働データの処理を実施し、ステップS40にて、駆動モータの稼働データの良否判定を実行する。そして、ステップS41にて、診断装置211は、駆動モータの診断結果を表示部213に表示させ、記憶部214に記憶させると共に、ネットワーク300を介して記憶部202に記憶させる。
<第2診断モード>
図11は、第2診断モードの処理を表すフローチャートである。
図8および図11に示すように、ステップS51にて、作業者は、操作部212を操作することで、第2診断モードで診断する診断対象部を選択する。第2診断モードの診断対象部は、カウンタエゼクタ部16の駆動モータ16Mと、排紙部13とダイカット部14とフォルダグルア部15とカウンタエゼクタ部16における機器の位置を調整する駆動モータである。作業者は、駆動モータ16Mと各調整駆動モータのなかから、第2診断モードで診断する診断対象部を選択する。なお、作業者が第2診断モードで診断する診断対象部を選択しなかったとは、全ての駆動モータが第2診断モードで診断する診断対象部となる。
ステップS52にて、診断装置211は、第2診断モードの開始スイッチが操作されたか否かを判定する。診断装置211は、第2診断モードの開始スイッチが操作されていないと判定(No)すると、この状態で待機する。一方、診断装置211は、第2診断モードの開始スイッチが操作されたと判定(Yes)すると、ステップS53にて、第2診断モードの開始スイッチを所定時間(例えば、1秒)だけ点滅させた後、点灯させる。そして、ステップS54にて、診断装置211は、第1診断モードを開始することを知らせる警報が所定時間(例えば、1秒)だけ発する。
ステップS55にて、診断装置211は、第2診断モードの診断対象部に選択された駆動モータ(調整駆動モータを含む)における現在の駆動回転位置を記憶する。駆動モータは、機器を第1位置(最小位置)から第2位置(最大位置)に移動するものであり、現在の駆動回転位置とは、機器が第1位置(最小位置)と第2位置(最大位置)との間の位置にあるときの駆動モータの駆動回転位置である。すなわち、現在の駆動回転位置とは、機器が第1位置(最小位置)と第2位置(最大位置)との間で移動するとき、駆動モータの回転数に360度を乗算した値に回転角度を加算したものである。駆動モータの駆動回転位置は、機器が第1位置(最小位置)と第2位置(最大位置)との間を移動するときの距離に置き換えることができる。ステップS56にて、診断装置211は、駆動モータの第1位置(最小位置)側への駆動回転(逆転)を開始する。なお、第2診断モードでは、診断対象部として選択された駆動モータの診断を同時に実施する。なお、第2診断モードは、診断対象部として選択された駆動モータの診断を個別に連続して実施してもよい。
ステップS57にて、診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が第1位置(最小位置)に到達したか否かを判定する。診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が第1位置(最小位置)に到達していないと判定(No)すると、駆動モータの回転を継続させる。診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が第1位置(最小位置)に到達したと判定(Yes)すると、ステップS58にて、診断装置211(データ収集部221)は、計測を開始し、各駆動モータの稼働データを収集する。
ステップS59にて、診断装置211は、駆動モータの第2位置(最大位置)側への駆動回転(正転)を開始する。ステップS60にて、診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が第2位置(最大位置)に到達したか否かを判定する。診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が第2位置(最大位置)に到達していないと判定(No)すると、駆動モータの回転を継続させる。診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が第2位置(最大位置)に到達したと判定(Yes)すると、ステップS61にて、診断装置211(データ収集部221)は、計測を終了し、駆動モータの稼働データの収集を停止する。
ステップS62にて、診断装置211は、駆動モータの記憶した現在の駆動回転位置側への駆動回転(逆転)を開始する。診断装置211は、駆動モータの駆動回転位置が記憶した現在の駆動回転位置に到達すると、駆動モータの回転(逆転)を停止する。その後、ステップS63にて、診断装置211は、全ての駆動モータが停止したことを知らせる警報を所定時間(例えば、1秒)だけ発する。ステップS64にて、診断装置211は、第2診断モードの開始スイッチを消灯する。
ステップS65にて、診断装置211(第2診断部232)は、取得した駆動モータの稼働データの処理を実施し、ステップS66にて、駆動モータの稼働データの良否判定を実行する。そして、ステップS67にて、診断装置211は、駆動モータの診断結果を表示部213に表示させ、記憶部214に記憶させると共に、ネットワーク300を介して記憶部202に記憶させる。
<第3診断モード>
図12は、第3診断モードの処理を表すタイムチャートである。
第3診断モードは、第1診断モードと第2診断モードを連続して実行する連続診断モードであり、上述した図10の処理と図11の処理を連続して実行するものであり、詳細な説明は省略する。
図8および図12に示すように、時間t1にて、第1駆動装置としての全ての駆動モータと全てのブロアの駆動モータの駆動回転を同時に開始する。そして、全ての駆動モータの回転速度が最高速度に到達したら計測を開始する。このとき、第2駆動装置としての全ての駆動モータ(調整駆動モータを含む)は停止状態とする。所定時間が経過した時間t2にて、第1駆動装置としての全ての駆動モータの計測を終了し、駆動モータの駆動回転を停止する。
また、時間t2にて、第2駆動装置としての全ての駆動モータおよび全ての調整駆動モータの逆転駆動回転を同時に開始する。時間t3にて、第2駆動装置としての全ての駆動モータの駆動回転位置が第1位置(最小位置)に到達すると、駆動モータの逆転駆動回転を正転駆動回転に切り替えると共に、計測を開始する。時間t4にて、第2駆動装置としての全ての駆動モータの駆動回転位置が第2位置(最大位置)に到達すると、駆動モータの正転駆動回転を逆転駆動回転に切り替えると共に、計測を終了する。そして、時間t5にて、第2駆動装置としての全ての駆動モータの駆動回転位置が元位置に到達すると、駆動モータの駆動回転を停止する。
また、時間t5にて、第2駆動装置としての全ての調整駆動モータの駆動回転位置が第1位置(最小位置)に到達すると、駆動モータの逆転駆動回転を正転駆動回転に切り替えると共に、計測を開始する。時間t6にて、第2駆動装置としての全ての調整駆動モータの駆動回転位置が第2位置(最大位置)に到達すると、調整駆動モータの正転駆動回転を逆転駆動回転に切り替えると共に、計測を終了する。そして、時間t7にて、第2駆動装置としての全ての調整駆動モータの駆動回転位置が元位置に到達すると、調整駆動モータの駆動回転を停止する。このように時間軸が異なるのは、調整駆動モータの診断対象物の動作時間が異なるためである。全てのモータの計測が終わると、診断は終了する。
<第1診断結果>
図13は、第1診断モードによる診断結果の一例を表す表である。
図8および図13に示すように、診断部222は、第1駆動装置としての全ての駆動モータの診断結果を表示部213に表示する。診断部222が表示部213に表示する診断結果としては、駆動モータの種類に対して、トルク、温度変化、振動、AE(エネルギー上昇率)、回転位置(角度)の値および判定結果を表示する。トルク(最大値)%とは、計測期間中のトルクの最大値が駆動モータの定格トルク100%に対して、どれくらいのトルク(%)であるかを示すものである。温度変化(最大値)とは、計測時間中の温度の最大値(℃)である。振動(最大値)とは、計測時間中の振動の最大値(mm/s)である。AE(エネルギー上昇率)とは、基準となるエネルギー値に対する上昇率である。この場合、エネルギー値は、計測した振幅波形の積分値である。位置(角度)とは、駆動モータの1回転中の回転角度であり、ある起点から何度動いた位置であるかを示すものである。ここで、給紙駆動モータ1~5は、給紙部11における5個の駆動モータ45(図2参照)である。給紙駆動モータ1~5(駆動モータ45)に対して1個の振動センサ261およびAEセンサ271が設けられる。なお、給紙駆動モータ1~5の全てに振動センサ261やAEセンサ271を設けてもよい。
また、印刷シリンダ駆動モータ1~4は、印刷部12における4個の駆動モータ56(図3参照)である。印刷シリンダ駆動モータ1~4(駆動モータ56)のうち、印刷ユニット12Dの印刷シリンダ駆動モータ4のみ振動センサ261が設けられる。インキ供給駆動モータ1~4は、印刷部12における4個の駆動モータ57(図3参照)である。インキ供給駆動モータ1~4(駆動モータ57)のうち、印刷ユニット12Dのインキ供給駆動モータ4のみ振動センサ261が設けられる。なお、印刷シリンダ駆動モータ1~4およびインキ供給駆動モータ1~4の全てに振動センサ261を設けてもよい。
図13に表す第1駆動装置としての全ての駆動モータの診断結果にて、診断項目としてのトルク、温度変化、振動、AEの基準値と今回値との偏差が予め設定された判定値以内であれば、正常(〇)と判定し、偏差が判定値を超えると、異常(×)と判定する。トルク、温度変化、振動、AEの判定値は、実験などにより予め設定しておく。また、異常(×)が表示された箇所について、駆動装置の回転位置(角度)を表示してもよい。異常(×)が出た時のモータの位置(角度)を記録することで、後で、例えば、異常(×)が出たタイミングのシリンダの角度などがわかる。また、シリンダの異常個所がわかる(例えば、ギアの欠けた個所など)。
<第2診断結果>
図14は、第2診断モードによる診断結果の一例を表す表である。
図8および図14に示すように、診断部222は、第2駆動装置としての全ての駆動モータおよび全ての調整駆動モータの診断結果を表示部213に表示する。診断部222が表示部213に表示する診断結果としては、駆動モータの種類に対して、トルク、温度変化、振動、電流、AE、回転位置の値および判定結果を表示する。トルク、温度変化、振動、AE、回転位置の値については、図13と同様であるため、説明を省略する。電流(最大値)とは、計測時間中のA(アンペア)の最大値である。なお、電流(最大値)は、割合(%)で表してもよい。その場合、計測期間中の電流の最大値が駆動モータの定格電流100%に対してどれくらいの電流(%)であるかを表示する。なお、判定結果は、グラフなどで表してもよい。
図14に表す第2駆動装置としての全ての駆動モータおよび全ての調整駆動モータの診断結果にて、診断項目としてのトルク、振動、電流、AEの基準値と今回値との偏差が予め設定された判定値以内であれば、正常(〇)と判定し、偏差が判定値を超えると、異常(×)と判定する。トルク、振動、電流、AEの判定値は、実験などにより予め設定しておく。また、第1診断モードと同様に、異常(×)が表示された箇所について、駆動装置の回転位置(角度)を表示してもよい。
[本実施形態の作用効果]
第1の態様に係る生産機械の診断システムは、複数の駆動装置の稼働データを収集するデータ収集部221と、データ収集部221が収集した複数の駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する診断部222とを備え、診断部222は、複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第1診断部231と、複数の駆動装置のうちの第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第2診断部232とを有する。
第1の態様に係る生産機械の診断システムによれば、シートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置における異常検出処理と、第1駆動装置以外の第2駆動装置における異常検出処理とを別々に行う。そのため、第1駆動装置における異常検出処理で発生する影響と、第2駆動装置における異常検出処理で発生する影響とが互いに悪影響として作用することが抑制される。その結果、駆動装置の駆動状態を最適なタイミングで検出することで、高精度な診断を可能とすることができる。
第2の態様に係る生産機械の診断システムは、第1診断部231と第2診断部232は、第1駆動装置と第2駆動装置が異なる時期に駆動したときに、第1駆動装置と第2駆動装置の稼働データに基づいてそれぞれの異常を検出する。これにより、第1駆動装置における異常検出処理で発生する影響と、第2駆動装置における異常検出処理で発生する影響とが互いに悪影響として作用することを抑制することができる。
第3の態様に係る生産機械の診断システムは、第1駆動装置および第2駆動装置は、駆動モータ11M,12M,13M,14M,15M,16M,17Mであり、第2駆動装置のモータ容量が第1駆動装置のモータ容量より小さい。これにより、第1駆動装置における異常検出処理で発生する影響が、第2駆動装置における異常検出処理に悪影響として作用することを抑制することができる。
第4の態様に係る生産機械の診断システムは、第1駆動装置がシートを搬送する機器を駆動するモータであり、第2駆動装置がシートを支持する機器の位置を調整するモータである。これにより、第1駆動装置であるモータにおける異常検出処理で発生する影響が、第2駆動装置であるモータにおける異常検出処理に悪影響として作用することを抑制することができる。
第5の態様に係る生産機械の診断システムは、第1診断部231が第1駆動装置を連続駆動したときの第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する。これにより、第1駆動装置は第2駆動装置からの影響(例えば、振動ノイズ)を受けないため、第1駆動装置の診断と第2駆動装置の診断を効率的に行うことができる。
第6の態様に係る生産機械の診断システムは、第2診断部232が第2駆動装置を第1位置から第2位置に駆動したときの第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する。これにより、第2駆動装置は第1駆動装置からの影響(例えば、振動)を受けないため、第1駆動装置の診断と第2駆動装置の診断を効率的に行うことができる。
第7の態様に係る生産機械の診断システムは、第1診断部231が第1駆動装置を複数同時に駆動したときの複数の第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出し、第2診断部232が第2駆動装置を複数同時に駆動したときの複数の第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する。これにより、第1駆動装置の診断と第2駆動装置の診断を効率的に行うことができる。
第8の態様に係る生産機械の診断システムは、第1診断部231が第1駆動装置を個別に連続して駆動したときの複数の第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出し、第2診断部232が第2駆動装置を個別に連続して駆動したときの複数の第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する。これにより、第1駆動装置の診断と第2駆動装置の診断を効率的に行うことができる。
第9の態様に係る生産機械の診断システムは、データ収集部221が駆動装置の稼働データとして、駆動トルク、温度、振動量、AE、電流値、回転位置(移動位置)の少なくともいずれか一つを収集する。これにより、駆動装置の診断を適切に行うことができる。
第10の態様に係る生産機械の診断方法は、複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの第1駆動装置の稼働データを収集するステップと、第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップと、複数の駆動装置のうちの第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの第2駆動装置の稼働データを収集するステップと、第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップとを有する。これにより、第1駆動装置における異常検出処理で発生する影響と、第2駆動装置における異常検出処理で発生する影響とが互いに悪影響として作用することが抑制される。その結果、駆動装置の駆動状態を最適なタイミングで検出することで、高精度な診断を可能とすることができる。
第11の態様に係る製函機は、製函用シート材を供給する給紙部11と、製函用シート材に印刷を行う印刷部12と、製函用シート材に対して表面に罫線加工を行うと共に溝切り加工を行う排紙部13と、製函用シート材を折り畳んで端部を接合することで箱体を形成するフォルダグルア部15と、箱体を計数しながら積み上げた後に所定数ごとに排出するカウンタエゼクタ部16と、診断システム201とを備える。これにより、多くの機械部品や電気部品で構成される製函機において、駆動装置の駆動状態を最適なタイミングで検出することで、高精度な診断を可能とすることができる。
第12の態様に係る製函機は、第1駆動装置は、段ボールシート(製函用シート材)Sを搬送する機器を駆動するモータであり、第2駆動装置は、カウンタエゼクタ部16に搬送された段ボール箱Bを整合する支持体または移動機構の軸を駆動するモータである。これにより、第1駆動装置であるモータにおける異常検出処理で発生する影響が、第2駆動装置であるモータにおける異常検出処理に悪影響として作用することを抑制することができる。
第13の態様に係るリモートモニタリングシステムは、診断システム201と、ネットワーク300を介して診断システム201に対してアクセス可能である端末(端末装置)203,204とを備える。これにより、製函機製造会社や段ボール製造会社のユーザは、いつでもどの場所からでも製函機における駆動装置の診断結果を確認し、共有することができることから、製函機製造会社と段ボール製造会社との意思疎通が円滑になり、異常の発生や原因など特定して早期に復旧することができる。
なお、上述した実施形態では、駆動装置を駆動モータとして説明したが、駆動装置は、駆動モータに限定されるものではなく、流体圧シリンダなどであってもよい。
また、上述した実施形態では、生産機械として製函機10を適用したが、製函機10以外の生産機械にも適用することができる。生産機械としては、段ボール製造装置(コルゲートマシン)、新聞用オフセット輪転印刷機、商業用オフセット輪転印刷機、オフセット枚葉印刷機など、シートとしてのライナ、芯紙、ウェブ、枚葉紙などを搬送するものに適用することができる。
10 製函機(生産機械)
10A 製函機本体
10B 製函機制御装置
11 給紙部
11M 給紙部駆動モータ
12 印刷部
12A,12B,12C,12D 印刷ユニット
12M 印刷部駆動モータ
13 排紙部
13M 排紙部駆動モータ
14 ダイカット部
14M ダイカット部駆動モータ
15 フォルダグルア部
15M フォルダグルア部駆動モータ
16 カウンタエゼクタ部(カウンタエゼクタ)
16M カウンタエゼクタ部駆動モータ
17 搬送部
17M 搬送部駆動モータ
21 搬送部
22 フィードロール
31 フロントガイド
32 バックストップ
33 サイドガイド
34 給紙テーブル
35 ホイール集合体
36 サクション部
37 グレート装置
41 サクションボックス
42 ダクト
43 吸引ブロア
44 ホイール
45 駆動モータ(第1駆動装置)
46 グレート
47 駆動モータ(第1駆動装置)
48a,48b 駆動モータ(第1駆動装置)
51 印刷シリンダ
52 インキ供給ロール
53 インキ供給部
54 受ロール
55 印版
56,57 駆動モータ(第1駆動装置)
58 ガイドロール
59 搬送ベルト
60 駆動モータ(第1駆動装置)
61 第1罫線ロール
62 第2罫線ロール
63 スリッタヘッド
64 第1スロッタヘッド
65 第2スロッタヘッド
66,67 スロッタナイフ
68,69 駆動モータ
71,72 送り駒
73 アンビルシリンダ
74 ナイフシリンダ
75 刃物取付台
76 カッティングナイフ
77,78 駆動モータ
81 上搬送ベルト
82 下搬送ベルト
83,84 折り曲げガイド
85,86 ゲージローラ
87,88 成形ベルト
89,90 スケアリングバー
91 糊付装置
92,93,94,95,96,97,98,99 駆動モータ(第1駆動装置)
101 ホッパ部
102 送り出し装置
103 送風装置
114 フロントストップ
115 レッジ支持体
116 エレベータ
117 レッジ
120,124,125,127 駆動モータ(第2駆動装置)
126 プレスバー
128 下部コンベア
129 排出コンベア
131 第1送風装置
132 第2送風装置
200 リモートモニタリングシステム
201 診断システム
202 記憶部
203,204 端末(端末装置)
211 診断装置
212 操作部
213 表示部
214 記憶部
221 データ収集部
222 診断部
231 第1診断部
232 第2診断部
241,242,243,244,245,246,247 トルクセンサ
251,252,253,254,255,257 温度センサ
261,262,263,264,265,266,267 振動センサ
271,276 AEセンサ
283,284,285,286 電流センサ
291,292,293,294,295,296,297 位置センサ
300 ネットワーク
S 段ボールシート(シート、製函用シート材)
B 段ボール箱(シート、箱体)
T スタック(シート)

Claims (13)

  1. 複数の駆動装置の稼働データを収集するデータ収集部と、
    前記データ収集部が収集した前記複数の駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する診断部と、
    を備え、
    前記診断部は、
    前記複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第1診断部と、
    前記複数の駆動装置のうちの前記第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する第2診断部と、
    を有する、
    生産機械の診断システム。
  2. 前記第1診断部と前記第2診断部は、前記第1駆動装置と前記第2駆動装置が異なる時期に駆動したときに、前記第1駆動装置と前記第2駆動装置の稼働データに基づいてそれぞれの異常を検出する、
    請求項1に記載の生産機械の診断システム。
  3. 前記第1駆動装置および前記第2駆動装置は、モータであり、前記第2駆動装置のモータ容量は、前記第1駆動装置のモータ容量より小さい、
    請求項1または請求項2に記載の生産機械の診断システム。
  4. 前記第1駆動装置は、前記シートを搬送する機器を駆動するモータであり、前記第2駆動装置は、前記シートを支持する機器の位置を調整するモータである、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の生産機械の診断システム。
  5. 前記第1診断部は、前記第1駆動装置を連続駆動したときの前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する、
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の生産機械の診断システム。
  6. 前記第2診断部は、前記第2駆動装置を第1位置から第2位置に駆動したときの前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する、
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の生産機械の診断システム。
  7. 前記第1診断部は、前記第1駆動装置を複数同時に駆動したときの複数の前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出し、
    前記第2診断部は、前記第2駆動装置を複数同時に駆動したときの複数の前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する、
    請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の生産機械の診断システム。
  8. 前記第1診断部は、前記第1駆動装置を個別に連続して駆動したときの複数の前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出し、
    前記第2診断部は、前記第2駆動装置を個別に連続して駆動したときの複数の前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出する、
    請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の生産機械の診断システム。
  9. 前記データ収集部は、前記駆動装置の稼働データとして、駆動トルク、温度、振動量、AE、電流値、移動位置の少なくともいずれか一つを収集する、
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の生産機械の診断システム。
  10. 複数の駆動装置のうちのシートを搬送する機器を駆動する第1駆動装置を駆動したときの前記第1駆動装置の稼働データを収集するステップと、
    前記第1駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップと、
    前記複数の駆動装置のうちの前記第1駆動装置以外の第2駆動装置を駆動したときの前記第2駆動装置の稼働データを収集するステップと、
    前記第2駆動装置の稼働データに基づいて異常を検出するステップと、
    を有する、
    生産機械の診断方法。
  11. 製函用シート材を供給する給紙部と、
    前記製函用シート材に印刷を行う印刷部と、
    前記製函用シート材に対して表面に罫線加工を行うと共に溝切り加工を行う排紙部と、
    前記製函用シート材を折り畳んで端部を接合することで箱体を形成するフォルダグルア部と、
    前記箱体を計数しながら積み上げた後に所定数ごとに排出するカウンタエゼクタ部と、
    請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の生産機械の診断システムと、
    を備える製函機。
  12. 前記第1駆動装置は、前記製函用シート材を搬送する機器を駆動するモータであり、前記第2駆動装置は、前記カウンタエゼクタ部に搬送された前記箱体を整合する支持体または移動機構の軸を駆動するモータである、
    請求項11に記載の製函機。
  13. 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の生産機械の診断システムと、
    ネットワークを介して前記生産機械の診断システムに対してアクセス可能である端末装置と、
    を備えるリモートモニタリングシステム。
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