JP3480376B2 - センサの動作監視方法 - Google Patents

センサの動作監視方法

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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、製造ラインをはじ
めとする種々のラインでの品質管理システムあるいはそ
のシステムに使用されるセンサの動作を監視する方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】従来、製造ラインにおいては、製品に要
求される種々の特性に対応して複数の品質センサを設
け、各品質センサに設定した閾値によって製品の良否を
判定し、不良と判定された製品を取り除く品質管理シス
テムが使用されている。 【0003】また、品質管理システム自体の監視方法と
しては、カム信号とセンサー信号とでタイミングをとる
方法が知られている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各品質
センサが常に正常に動作するとは限らない。また、品質
センサ自体には異常がなくても、ライン上の機械の調整
不良、種々の信号のタイミングのずれ、ノイズ、チャッ
タリング、その他の理由で品質管理システムが正常に機
能しない場合がある。そのため、品質センサで不良の判
定がなされた製品が製造ラインから取り除かれなかった
り、逆に、良好の判定がなされた製品が製造ラインから
取り除かれたり、さらには製造ライン自体が停止する場
合もある。 【0005】このような品質センサあるいは品質管理シ
ステムの異常な動作を防止するため、通常、始業時に、
良否それぞれの製品のダミーをラインに送り、品質管理
システムがこれらのダミーの良否を正しく判定するか否
かをチェックする始業点検がなされている。 【0006】しかし、始業点検後に品質センサあるいは
品質管理システムが正常に機能しなくなる場合がある。
また、製造ラインで製品を製造する毎に毎回ダミー信号
を流して品質管理システムをチェックすることも考えら
れるが、煩雑であり、生産性の低下が問題となる。 【0007】さらに、従来の品質管理システムにおいて
は、システムが正常に機能していないことが判明した場
合に、システムのどの部分が動作不良の原因となってい
るのかを見出すことが容易でない。そのため、メンテナ
ンスに多くの時間と労力が費やされる。 【0008】本発明はこのような問題に対し、製造ライ
ンをはじめとするセンサを用いた種々のラインにおい
て、ライン速度を低下させることなく、センサとシステ
ムの動作を簡便に監視し、それらの誤動作に速やかに対
応し、メンテナンスを容易にすることを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】製造ライン等の各種ライ
ンでは、予め、センサ出力、その他各部の信号が動作ス
テップごとに予定されている。しかるに、センサが不良
となると、あるいはラインの動作を制御する仕組みに不
良が生じると、センサ及びシステム各部の信号の組み合
わせパターンが予定されているものと異なることとな
る。本発明はこのような点に着目し、ラインあるいはそ
のラインで用いられるセンサの動作を容易に監視できる
ようにするものである。 【0010】 【0011】 即ち、本発明は、製造ラインにセンサを
設け、センサで被検物の所定の品質を判定し、判定結果
に応じてラインの運転を制御する品質管理システムの動
作の監視方法であって、被検物の搬送と同期したサイク
ル信号、被検物のセンサへの搬入に基づいて0又は1を
とる同期信号、センサの判定結果に応じて0又は1をと
る品質信号、及び製造ラインの運転の制御内容に応じて
0又は1をとる制御信号を発生させ、サイクル信号にお
ける1サイクル内で、同期信号、品質信号及び制御信号
の0又は1の論理パターンにつき、品質管理システムの
動作が正常であればとり得る0又は1の論理パターンを
予め演算装置に登録し、製造ラインにおける当該被検物
についての前記0又は1の論理パターンが、予め登録し
ていた論理パターンと異なる場合に品質管理システムを
動作異常と判定する品質管理システムの動作監視方法を
提供する。 【0012】 【発明の実施の形態】図1は、製造ラインにおいて、本
発明のセンサの動作監視方法及び品質管理システムの動
作監視方法を実施するためのシステム図である。この製
造ラインにおいては製品を被検物とし、センサとして、
製品の所定形状の有無を判定する画像センサ、製品が所
定重量を有しているか否かを判定するウェイトセンサ、
製品の異品種混入を防止するバーコードセンサが順次備
えられている。それぞれのセンサには、各センサにおい
て製品が不良と判定された場合に、製造ラインの運転を
制御して製品を製造ラインから外し、必要に応じて製造
ラインを停止させる機械制御器A、機械制御器B、機械
制御器Cが設けられ、これらセンサと機械制御器とで品
質管理システムが構成されている。 【0013】このような品質管理システムの信頼性は、
センサや機械の取付のずれ、接触不良、ノイズによるチ
ャッタリング等により必ずしも十分とはいない。そこで
本発明の方法を実施するこの製造ラインにおいては、画
像、ウェイト、バーコードの各センサにそれらの動作監
視システムを接続し、さらに各センサと連動している機
械制御器の動作を監視する動作監視システムも設け、こ
れら全体を制御する演算装置として、マイコンを搭載し
た動作監視システムコントローラを設けている。 【0014】この動作監視システムコントローラには、
各センサの動作パターンの登録、動作監視状況のモニタ
ー、動作異常履歴をモニターする装置が接続されてい
る。また、各動作監視システムにおいて動作異常が認め
られた場合に、異常の発生を通報する異常通報装置が接
続されている。 【0015】この製造ラインにおいて、本発明のセンサ
の動作監視方法は次のように行われる。即ち、製造ライ
ン上の画像センサ、ウェイトセンサ及びバーコードセン
サへの製品の搬送と同期したサイクル信号、及び製造ラ
イン上で製品になされる動作の進捗に応じて値が変化す
る同期信号を発生させる。また、画像センサ、ウェイト
センサ及びバーコードセンサから、それぞれのセンサ機
構や判定における良否の閾値の設定等は異なるが、各セ
ンサによる製品の検査に基づくセンサ出力信号を発生さ
せる。 【0016】ここで、同期信号がライン上で製品になさ
れる動作の進捗に応じて値が変化するとは、例えば、製
品がライン上でセンサに搬送されてきたときに、同期信
号がそれまでの低レベルから高レベルの信号に変化する
ことをいう。また、センサ出力信号とは、各センサによ
る製品の検査結果として、低レベルもしくは高レベルあ
るいはその中間のレベルをとる信号をいう。 【0017】各センサの動作監視システムにおいては、
それぞれ、サイクル信号の1サイクル内での同期信号及
びセンサ出力信号の、正常時及び/又は異常時のパター
ンを予め演算装置に登録し、センサへ搬送された当該製
品について、サイクル信号の1サイクル内での同期信号
及びセンサ出力信号のパターンと、予め登録していたこ
れらの正常時及び/又は異常時のパターンとを対比する
ことによりセンサの動作の正常又は異常を判定する。 【0018】図2は、センサの動作監視システムにおい
て、センサが正常であると判定される場合の信号パター
ンのタイミングチャートの例である。 【0019】同図(a)は、センサへの製品の搬送と同
期してサイクル信号を発生させると共に、実際の製品が
センサへ搬入された時に同期信号をレベル0からレベル
1へ立ち上がるように発生させ、また、センサによる製
品の検査結果として、センサ出力信号を0又は1のレベ
ルで発生させる場合の例である。なお、サイクル信号
は、後述する機械制御器の動作監視システムによって発
生させることができる。この図2(a)では、一つのサ
イクル信号内に同期信号とセンサ出力信号が形成されて
いるので、センサへの製品の搬入、製品の良否の判定の
タイミングに不合理性はない。 【0020】同図(b)は、実際に製品がセンサへ搬入
された時に発生させる同期信号の立ち上がり時にサイク
ル信号も立ち上がるようにしたものである。 【0021】同図(c)は、同期信号の立ち下がり時に
サイクル信号が立ち上がるようにしているので、一つの
サイクル信号外に同期信号が形成されているが、一つの
サイクル信号内にセンサ出力信号が形成されているので
かかる信号パターンも正常である。 【0022】これに対して、図3(a)の信号パターン
では、サイクル信号及び同期信号が発生しているにも関
わらず、センサ出力信号の発生がなく、同図(b)で
は、サイクル信号及び同期信号が発生しているにも関わ
らず、センサ出力信号が常に高レベルの1を維持してい
るので、いずれもセンサが異常動作をしていると判定で
きる。同図(c)のように、一つのサイクル信号内にセ
ンサ出力信号が複数形成されている場合や、同図(d)
のように、サイクル信号、同期信号及びセンサ出力信号
のタイミングが全くずれている場合も、それぞれセンサ
は異常と判定できる。 【0023】本発明のセンサの動作監視方法において
は、図2に示したような正常パターンと図3に示したよ
うな異常パターンとを予めシステムの演算装置に登録し
ておき、それと実際に動作監視システムで監視された信
号のパターンとを対比し、センサ自体の良否を判定す
る。したがって、センサ自体の動作のチェックを容易に
行うことが可能となる。 【0024】一方、図1の製造ラインにおいて、本発明
の品質管理システムの動作監視方法は次のように行われ
る。即ち、各センサと連動した機械制御器のいずれの動
作監視システムも、それぞれ、製品のセンサへの搬送と
同期したサイクル信号、製品のセンサへの搬入に基づい
て0又は1をとる同期信号、センサの判定結果に応じて
0又は1をとる品質信号、及び製造ラインの運転の制御
内容に応じて0又は1をとる制御信号を発生させる。 【0025】また、上述のセンサの動作監視方法が、サ
イクル信号、同期信号、センサ出力信号のパターンの時
系列的要素からセンサの正常あるいは異常を判定したの
に対し、品質管理システムの動作監視方法では、サイク
ル信号における1サイクル内での同期信号、品質信号及
び制御信号の0又は1の論理パターンにつき、品質管理
システムの動作が正常であれば取り得る論理パターンを
予め演算装置に登録しておき、当該製品に対する論理パ
ターンが登録していた論理パターンと異なる場合に品質
管理システムを動作異常と判定する。 【0026】品質管理システムが動作異常の場合の論理
パターンは無数にあるので、これを登録し、当該製品の
論理パターンと対比することは、実際上できない。これ
に対して、品質管理システムの動作が正常であれば取り
得る論理パターンの組み合わせは限られているので、こ
れを登録しておき、当該製品の論理パターンと対比する
ことにより容易に品質管理システムの動作の正常あるい
は異常をチェックすることができ、メンテナンスも迅速
に行うことができる。 【0027】例えば、表1に示した、良品の製品のパタ
ーン(1)のように、サイクル信号の1サイクル内にお
いて、センサへの製品の搬入を意味する同期信号のレベ
ル1、センサにより製品が良好と判定されたことを意味
する品質信号のレベル1、この製品を製造ラインからは
ずし、製造ラインの動作を停止させる制御信号(NG信
号)のレベル0(このNG信号のレベル0は製品を製造
ラインからはずさず、製造ラインの動作も停止させない
ことを意味する)は、合理的な論理パターンである。ま
た、不良品の製品のパターン(2)のように、同期信号
のレベル1、センサにより製品が不良と判定されたこと
を意味する品質信号のレベル0、この製品を製造ライン
からはずし、製造ラインの動作を停止させることを意味
する製造ラインのNG信号のレベル1も、合理的な論理
パターンである。これに対して例えば、パターン(3)
のように、同期信号のレベル1、品質信号のレベル0、
製造ラインのNG信号のレベル0の組み合わせは、セン
サで不良との判定がなされているにもかかわらず、何ら
かの理由によりこの製品が製造ラインから外されず、ま
た、製造ラインの停止もなされなかったことを意味す
る。したがって、品質管理システムに動作異常があった
と判定できる。 【0028】 【表1】 ハ゜ターン(1) ハ゜ターン(2) ハ゜ターン(3) 良品 不良品 同期信号 1 1 1 品質信号 1 0 0製造ラインの制御信号(NG信号) 0 1 0 品質管理システム動作 正常 正常 異常 【0029】なお、本発明の品質管理システムの動作監
視方法において、同期信号、品質信号、製造ラインの制
御信号における0又は1の割付は、上述の例に限らず適
宜設定することができる。 【0030】また、本発明の品質管理システムの動作監
視方法においては、表1のように同期信号、品質信号及
び製造ラインの制御信号が各々一つずつの場合の0又は
1のパターンの是非を判定する他、複数個の同期信号、
品質信号、製造ラインの制御信号についても同様に、そ
れぞれの0又は1のパターンに基づき、品質管理システ
ムの動作を監視することができる。 【0031】さらに、上述のセンサの動作監視方法にお
いては、ライン上で被検物になされる動作の進捗に応じ
て値が変化する同期信号を発生させているが、本発明の
センサの動作監視方法において、かかる同期信号は必ず
しも必要はない。サイクル信号とセンサ出力信号とから
センサの動作の正常又は異常が判定できればよい。サイ
クル信号は、センサへの被検物の搬送と同期するものに
限らず、ラインのいずれかの基点への搬送と同期させて
もよい。 【0032】 【発明の効果】本発明によれば、ライン速度を低下させ
ることなく、センサとシステムの動作を簡便に監視し、
それらの誤動作に速やかに対応でき、メンテナンスも容
易となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の方法を実施する製造ラインの一態様
のシステム図である。 【図2】 センサの動作が正常な場合の、同期信号、セ
ンサ出力信号及びサイクル信号のタイミングチャートで
ある。 【図3】 センサの動作が異常な場合の、同期信号、セ
ンサ出力信号及びサイクル信号のタイミングチャートで
ある。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 41/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 製造ラインにセンサを設け、センサで被
    検物の所定の品質を判定し、判定結果に応じてラインの
    運転を制御する品質管理システムの動作の監視方法であ
    って、 被検物の搬送と同期したサイクル信号、 被検物のセンサへの搬入に基づいて0又は1をとる同期
    信号、 センサの判定結果に応じて0又は1をとる品質信号、及
    製造 ラインの運転の制御内容に応じて0又は1をとる制
    御信号 を発生させ、 サイクル信号における1サイクル内で、同期信号、品質
    信号及び制御信号の0又は1の論理パターンにつき、品
    質管理システムの動作が正常であればとり得る0又は1
    の論理パターンを予め演算装置に登録し、製造 ラインにおける当該被検物についての前記0又は1
    の論理パターンが、予め登録していた論理パターンと異
    なる場合に品質管理システムを動作異常と判定する品質
    管理システムの動作監視方法。
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