JP3769915B2 - プレス装置の異常検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス装置の異常を検出する装置に係り、特にプレス装置のクラッチとブレーキの異常を検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プレス装置の機能点検は、装置設置時あるいはその後定期的に行なわれる。しかし、装置設置時の機能検査は、プレス装置の機械的な動作確認や調整を行なうことを目的としているので、稼働中のクラッチやブレーキの性能のチェックは行なっていない。また、定期点検は、プレス装置を解体して行なうのであるが、プレス装置は、その使用頻度によって構成部品の摩耗度の程度にばらつきがあり、定期点検のみでプレス装置の性能を維持することは困難であった。
【0003】
また、プレス装置の稼働中に発生した異常は、プレス装置の運転状況や動作の状態、さらには音などから作業者によって発見される。異常が発見がされた場合には、即座にプレス装置を停止して解体し、構成部品の摩耗の状態をチェックして部品交換や修理が行なわれる。
【0004】
このような稼働中の異常の認識程度は、ユーザの経験や熟練度などにより異なり、しかも、異常箇所が特定されたときには、その箇所が機能停止または機能停止寸前であることも多い。機能停止あるいはこの寸前であった場合には解体修理が行なわれるのであるが、解体修理は、修理費が高額であることと、解体期間にプレス装置が停止することによる生産性の低下の問題を生じる。
【0005】
以上の問題を解決するため、従来よりクラッチやブレーキを油圧や空気圧で駆動するプレス装置では、クラッチやブレーキの状態をクラッチやブレーキを駆動する空気の圧力のセンサ、エキセン軸の回転角度を検出するセンサなどを取り付けて知る方法があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなセンサは、プレス装置稼働時の振動によって破損するおそれがあること、また異常検出専用のセンサを新たに取り付けることがプレス装置のコストアップにつながることから、プレス装置に常設することができなかった。
【0007】
このため、センサの検出値からプレス装置の異常を検出するためには、プレス装置を一旦停止し、異常検出用のセンサを取り付けてデータの取得を行なわなければならなかった。このような作業には、プレス装置の生産性を低下させる上にセンサを取り付けるための段取り工数がかかっていた。
【0008】
また、センサが検出したデータに基づく異常発生の判断は、作業者が個人個人の知識や経験とに基づいて行なうため、判断が作業者によって異なってしまう。さらに複数のセンサが必要であることから、このそれぞれにアンプが必要となる上、各センサの検出結果を一度に見るためには、各センサの信号を変換する変換器が必要となる。よって、異常検出装置の構成が複雑になるという問題を生じていた。
【0009】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、特に油圧や空気圧でクラッチやブレーキが駆動されるプレス装置に異常検出用のセンサを常設し、稼働中のクラッチやブレーキの状態を、装置を解体することなく知ることが可能であって、しかも解析結果に個人差が出ないプレス装置の異常検出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、プレス装置の上型位置を検出する上型位置センサと、プレス装置のクラッチを駆動する圧力を検出するクラッチ圧力センサと、プレス装置のブレーキを駆動する圧力を検出するブレーキ圧力センサと、プレス装置の異常を検出するための検出データを記憶する異常検出データ記憶部と、前記上型位置センサ、前記クラッチ圧力センサ、前記ブレーキ圧力センサの検出データを前記異常検出データ記憶部に記憶されている検出データに照合し、プレス装置の異常を検出する異常検出部とを有することを特徴とするものである。
【0011】
このように構成することによって、上型位置センサ、クラッチ圧力センサ、ブレーキ圧力センサの検出値を異常検出データ記憶部の検出データと比較し、プレス装置の異常を検出することができる。
【0012】
よって、プレス装置を解体することなく異常を検出することが可能になって、異常検出が簡易に行なえるようになる。
【0013】
請求項2記載の発明は、前記異常検出データ記憶部が、前記上型位置センサ、前記クラッチ圧力センサ、前記ブレーキ圧力センサの検出データについて、検出データを記憶する検出データ記憶部と、プレス装置が正常に動作しているときの検出データを記憶する基準データ記憶部と、前記検出データと前記基準データとの相違に基づいて異常を解析する解析データを記憶する回析データ記憶部とを有することを特徴とするものである。
【0014】
このように構成することによって、上型位置センサ、クラッチ圧力センサ、ブレーキ圧力センサの検出値をプレス装置正常時の検出値と比較し、異常または正常の判断が行なうことができる。さらに上記各センサの検出値を解析データに照合することによって、異常または正常の判断のみならず異常が発生した箇所や原因などをも特定することができる。
【0015】
請求項3記載の発明は、前記異常検出部が、前記クラッチ圧力センサの検出値からはクラッチの動作タイミングを検出し、前記ブレーキ圧力センサの検出値からはブレーキの動作タイミングを検出し、これらの検出された動作タイミングの間隔からプレス装置の異常を検出することを特徴とするものである。
【0016】
このように構成することによって、動作タイミングの間隔からクラッチやブレーキの動作時間を検出し、故障箇所を絞り込むことができる。
【0017】
請求項4記載の発明は、前記異常検出部は、前記上型位置センサの検出値と、前記クラッチ圧力センサまたは前記ブレーキ圧力センサの検出値とからプレス装置の異常を検出することを特徴とするものである。
【0018】
このように構成することによって、上型位置とクラッチ圧力、ブレーキ圧力との関係からクラッチ圧力やブレーキ圧力の正常、異常が判断でき、故障箇所を絞り込むことができる。よって、異常の修理や検査にかかる処理を簡易にすることができる。
【0019】
請求項5記載の発明は、前記クラッチ圧力センサ、前記ブレーキ圧力センサは、プレス装置によって加えられる振動を吸収する振動吸収部材を介してプレス装置に取り付けられることを特徴とするものである。
【0020】
このように構成することによって、クラッチ圧力センサ、ブレーキ圧力センサをプレス装置に常設することが可能となって、プレス装置の異常検出の度にセンサを取り付け、取り外しをする必要がない。よって、異常検出の段取りにかかる工程が低減し、処理が簡易になる。また、プレス装置の稼働中にも異常検出のデータを取得することができ、装置停止による生産効率の低下を避けることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
ここでは、本実施の形態の異常検出の検出原理について述べる。
【0022】
図1は、一般的なプレス装置の動力伝達を説明する図で、図2は、図1中のクラッチとブレーキとの構成を説明する図である。
【0023】
《プレス動作開始》
プレス動作の開始に当たっては、先ず、図1に示したメインモータ21が回転を開始し、Vベルト23を介してフライホイール22を回転させる。フライホイール22にはピニオンギヤ27が直結されたドライブシャフト24が接続されており、フライホイール22の回転によってピニオンギヤ27が回転し、ピニオンギヤ27の回転によってメインギヤ29が回転する。
【0024】
次に、図示しないブレーキ動作用のパイロットバルブが動作して、ブレーキ25のエア出入口47b(図2)から空気(エア)がブレーキ25内部に供給される。するとブレーキハウジング48が固定されているためにブレーキピストン50がブレーキシリンダ51を図中の矢線Aで示す方向へ動かし、摩擦板41bとブレーキシリンダ51、また摩擦板41bとブレーキハウジング48との間に隙間ができ、ブレーキ25が解放状態になる。
【0025】
ブレーキ25の解放後、図示しないクラッチパイロットバルブとスイベルバルブ(図4)が入る。すると、クラッチ28のエア出入口47aからエアがクラッチ28の内部に供給される。供給されたエアは、クラッチカバー28aとクラッチピストン42との間に充満してクラッチ28内部の圧力を高める。圧力が高まったことによってクラッチピストン42が押され、押されたクラッチピストン42は、摩擦板41a、図示しないメインギヤハウジングと一体化する。メインギヤハウジングは常時回転しており、ハブギヤでエキセン軸26を回転させる。
【0026】
以上の動作によって、エキセン軸26に接続されたラム20は下降し、下死点に達してプレス成形を行なう。
【0027】
《プレス動作停止》
ラム20が下死点に達すると、クラッチ28の内部からエアが抜かれ、クラッチ28内部の圧力は低下する。圧力の低下によってリターンスプリング43が摩擦板41aとクラッチピストン42とを戻し、クラッチ28からエキセン軸26への動力伝達を断つ。
【0028】
クラッチ28が解放しても、ラム20は慣性力で動いている。このラム20を停止するためにブレーキ25がオンする。すなわち、ラム20が設定角度になったら、ブレーキピストン50内のエアが排気される。このエア排気によってブレーキ25内部の圧力が低下し、ベルビルワッシャ49の力でブレーキシリンダ51を戻し、摩擦板41bをブレーキシリンダ51とブレーキハウジング48とで押しつけてブレーキをかける。
【0029】
以上のプレス動作開始、プレス動作停止のいずれの場合にも、クラッチ28、ブレーキ25内部が摩耗するとクラッチピストン42、ブレーキピストン50のストロークが長くなり、動作時間が延びることになる。本発明はこの点に着目し、クラッチ28内部の圧力と、ブレーキ25内部の圧力とからクラッチ28、ブレーキ25の動作タイミングを検出し、プレス装置の異常を検出するものである。
【0030】
図3は、本実施の形態のプレス装置の異常検出装置を、鍛造プレス装置に適用した構成を示す図である。また、図4は、図3中のクラッチ用圧力センサ11を拡大して示す図である。
【0031】
プレス装置100は、上型を取り付けるラム20を上下動させるクラッチ28と、停止させるブレーキ25とを備えている。ブレーキ25にはブレーキ用圧力センサ13が取り付けられており、またクラッチ28には、クラッチ用圧力センサ11が取り付けられている。さらにプレス装置100には、エキセン軸26の回転角度を検出する角度センサ15が取り付けられている。角度センサ15が検出した角度を表す信号は、信号分配器12に入力して分配される。
【0032】
角度センサ15は、一般的にプレス装置100に備えられている既存のセンサで、本来、プレス動作を制御するためにラム20の位置表示やブレーキ制御を行なう信号(BCD信号)を検出するためのセンサとして用いられている。本実施の形態では、このような角度センサ15をプレス装置100の異常検出にも使用している。
【0033】
なお、角度センサ15には、例えばラム20のスライドにポテンションメータを付けてワイヤで動かし、ラム20の位置を検出するもの、上死点と下死点との2点間のデータを等分してその角度を検出するものがある。本実施の形態のBCD信号より、0.5度の分解能で角度を検出することが可能である。
【0034】
本実施の形態では、このように既存の角度センサ15を異常検出に用いることによって、プレス装置100に異常検出専用の角度センサを新たに設ける必要がない。その上、角度センサをプレス装置100に常設することができる。このため異常検出用の角度センサにかかるコストが低減される。また、信号分配器12にコネクタを差し込むだけといった簡易な作業で、異常検出に用いる角度センサ15の信号を得ることができる。
【0035】
ところで、本実施の形態のクラッチ用圧力センサ11では、図4に示すようにセンサヘッド部11aとクラッチ28のクラッチスイベルバルブ32との間に振動吸収用ホース30を取り付けている。この結果、センサヘッド部11aに加わるプレス装置100の振動は1/50にまで低減され、センサヘッド部11aの内部にあるフィラメントを断線から保護することができる。なお、振動吸収用ホース30を取り付けたことによる信号の遅れは、測定誤差の範囲内であった。
【0036】
すなわち、振動吸収用ホース30をクラッチ用圧力センサ11に取り付けることにより、クラッチ用圧力センサ11をプレス装置100に常設することができて、プレス装置100の異常検出にかかる段取り時間をいっそう短くすることができる。また、クラッチ用圧力センサ11の取付位置は高く、異常検出を行う度に取り付け、取り外すことは異常検出の処理を繁雑なものにしていた。このため、クラッチ用圧力センサ11を常設にする構成は、プレス装置100の異常検出にかかる段取りを簡易化するのにいっそう効果的である。
【0037】
また、プレス装置100の稼働中にも異常検出のデータを取得することができ、装置停止による生産効率の低下を避けることができる。
【0038】
図5は、本実施の形態のプレス装置100の異常検出装置の構成を説明するブロック図である。また、図6は、図5中のマイコン10が内蔵するデータを説明するブロック図である。
【0039】
図示したプレス装置100の異常検出装置は、クラッチ28内部の圧力を検出するクラッチ用圧力センサ11と、ブレーキ25内部の圧力を検出するブレーキ用圧力センサ13と、エキセン軸26の回転角度を検出する角度センサ15と、クラッチ制御信号を出力するクラッチ信号出力部17と、ブレーキ制御信号を出力するブレーキ信号出力部19と、以上の構成が出力する信号に基づいてプレス装置100の異常検出を行なうマイコン10とを有している。このうち角度センサ15は、前述したようにプレス装置動作制御のための既存のセンサである。
【0040】
また、クラッチ制御信号、ブレーキ制御信号は、プレス装置100の図示しないプレス動作制御用の制御装置からクラッチ28、ブレーキ25を制御するため出力される信号である。プレス装置の異常検出装置では、これらの制御信号をクラッチ用圧力センサ11、ブレーキ用圧力センサ13、角度センサ15が出力する信号と併せて判断してプレス装置100の異常を検出している。
【0041】
クラッチ用圧力センサ11、ブレーキ用圧力センサ13、角度センサ15、クラッチ信号出力部17、ブレーキ信号出力部19が出力する信号は、いずれも電圧信号である。これらの電圧信号は、いずれもマイコン10に入力する前に信号変換器14で±5Vの電圧レベルの信号に変換される。このためマイコン10は、それぞれレベルの異なる信号を同一の時間軸上で比較することができる。
【0042】
また、図6に示すようにマイコン10は、測定データファイル1、基準データファイル3、データベース5の3つのデータを備えている。測定データファイル1は、クラッチ用圧力センサ11、ブレーキ用圧力センサ13、角度センサ15、クラッチ信号出力部17、ブレーキ信号出力部19が出力する信号(測定データ)を記録するファイルデータである。基準データファイル3には、プレス装置100が正常であるときのクラッチ用圧力センサ11、ブレーキ用圧力センサ13の出力(基準データ)と共に、このとき出力されたクラッチ制御信号とブレーキ制御信号とが記録されている。さらにデータベース5には、測定データと基準データとの相違に基づく故障解析に必要なデータや、プレス装置100で発生した過去の異常に関するデータが記録されている。
【0043】
測定データと基準データとは、共にマイコン10でデータベース5に記録されたデータに照合される。この結果、マイコン10は、プレス装置100の異常を検出するだけでなく、異常の原因や異常が起こった箇所などを解析することもできる。
【0044】
次に、このような測定データに基づくプレス装置100の異常検出方法を説明する。
【0045】
本実施の形態では、測定データファイル1の測定データからプレス装置100のクラッチ28、ブレーキ25の解放あるいは締結の動作タイミングを取り出し、このタイミング間の時間間隔から異常を検出するための異常検出パラメータを決定する。一方、基準データには、プレス装置100が正常であるときの異常検出パラメータが保存されている。よって、測定データから決定された異常検出パラメータを基準データに保存された異常検出パラメータと比較することにより、測定データの異常検出パラメータが正常であるか、または異常であるかが判断できる。
【0046】
この判断の結果、測定データの異常検出パラメータに異常が検出された場合には、さらに異常検出パラメータをデータベース5と照合して異常の原因や異常が起こった箇所などを解析する。
【0047】
ここでは、先ず測定データによる異常検出パラメータの求め方を述べ、次にこの異常検出パラメータによる異常検出方法を述べ、さらに異常検出パラメータよりプレス装置100異常の箇所や原因を解析する方法について述べるものとする。
【0048】
《異常検出パラメータの求め方》
図7は、測定データファイル1に記録される測定データを例示する図である。また、図8は、図7に示した測定データ上の点(変化点)とプレス装置100の動作との関係および各変化点を求める方法をまとめて示す図表である。
【0049】
図7中、ブレーキ圧力信号Bは、ブレーキ用圧力センサ13が検出する信号を示し、角度信号Rは、角度センサ15が検出する信号を示し、クラッチ圧力信号Cは、クラッチ用圧力センサ11が検出する信号を示している。また、ブレーキバルブ信号EBは、ブレーキ制御信号によるブレーキパイロットバルブのオン、オフを示し、クラッチバルブ信号ECは、クラッチ制御信号によるクラッチパイロットバルブのオン、オフを示している。
【0050】
また、図7の横軸は時間、縦軸は各検出信号の大きさを表している。ただし、各検出信号の基準値(0点)は、図7に示したように各検出信号ごとに定めるものとする。
【0051】
先ず、以上の各検出信号とプレス装置100の動作タイミングとの関係を述べる。
【0052】
ブレーキ制御信号が、マイコン10にブレーキ25解放を指示すると、ブレーキ25のパイロットバルブが励磁されてオンする。このパイロットバルブのオンは、点EB1 として検出される。ブレーキ25のパイロットバルブのオンにより、ブレーキシリンダ51内にエアが供給され始め、ブレーキ圧力信号Bが点B1 で立ち上がる。ブレーキ25内の圧力は次第に高まり、約1.5kgf/cm2 に達するとブレーキ25が解放され、ブレーキ25解放を確認するリミットスイッチがオンする。
【0053】
リミットスイッチのオンにより、クラッチ28を締結するクラッチ制御信号ECが、点EC1 でマイコン10に入力し、クラッチ28を作動させるためのスイベルバルブ32がオンしてクラッチピストン42とクラッチカバー28aとの間にエアの供給が開始される。このエアの供給開始は、クラッチ圧力信号Cの点C1 として検出される。
【0054】
クラッチピストン42がストロークエンドに達すると、角度信号Rが、点R1 で立ち上がる。角度信号Rは、メインギヤ29の回転とエキセン軸26の回転とが同期していないことにより、当初一定の傾きで上昇し、点R2 で下死点に達した後は一定の速度で回転するようになる。この後、クラッチバルブ信号ECが点EC2 のようにオフし、スイベルバルブ32、クラッチピストン42が作動してクラッチカバー28a内を排気する(点Zで排気開始)。測定データでは、点C3 でクラッチ28が解放されたことが、また、点C4 で排気が完了したことが検出される。
【0055】
角度信号が−90度(上死点を0度とする)になると、ブレーキ圧力信号EBが、点EB2 に示すようにオフする。これによって、ブレーキ25内部の排気が開始し(X)、ブレーキピストン50が戻り始める(Y)。
【0056】
以上説明した測定データ上の各点(変化点)は、具体的には図8に示すように検出されている。
【0057】
図8に示した変化点の検出方法によれば、例えば、クラッチカバー28a内にエアが供給されたことを示す点C1 は、クラッチ圧力信号Cの値が基準電圧を1Vとして±0.04V、すなわち0.906Vから1.04Vの値に達した点に定められる。
【0058】
次に、以上のように検出された変化点同士の間隔から、異常検出のパラメータを設定する方法について述べる。
【0059】
図9は、測定データ中に異常検出パラメータを示した図である。また、図10は、各異常検出パラメータが表す意味をまとめて示した図表である。
【0060】
図9は、図7と同様に横軸は時間、縦軸は各検出信号の大きさを表している。図9によれば、異常検出パラメータは11個定められており、それぞれにP1からP11までの符号が付けられている。以降、各異常検出信号をパラメータP1、パラメータP2などとして記す。
【0061】
パラメータP1は、点EC2 と点EB2 との間隔であり、クラッチ28が解放してからブレーキ25がかかるまでの時間を表している。パラメータP2は、点C3 と点B3 との間隔であり、クラッチ28の解放が開始されてからブレーキ25が効き始めるまでの時間を表している。パラメータP3は、プレス装置100で成形が行なわれる時のクラッチ28の圧力である。パラメータP4は、点EB2 と点B2 との間隔で、ブレーキ25内の排気時間を表している。パラメータP5は、点EC2 と点C4 との間隔で、クラッチ28内の排気時間を表している。
【0062】
また、パラメータP6は、点EB1 と点EC1 との間隔で、ブレーキバルブがオンされてから、ブレーキシリンダ51に実際にエアが供給されるまでの時間を表している。パラメータP7は、点EC1 と点C1 との間隔で、クラッチバルブ信号がオンされてから、クラッチ28のカバー内に実際にエアが供給されるまでの時間を表している。パラメータP8は、ブレーキシリンダ51内の排気が完了してから、ラム20が上死点に達するまでの時間を表している。
【0063】
さらにパラメータP9は、エアの供給開始から、ブレーキシリンダ51内が最大の圧力に達するまでの時間を表している。パラメータP10は、クラッチカバー28a内へのエア供給開始から、エキセン軸26が回転を開始するまでの時間を表している。そしてパラメータP11は、ブレーキシリンダ51内の最大の圧力を表している。
【0064】
《異常検出パラメータによる異常検出方法》
各異常検出パラメータは、基準データファイル3に記録された基準データと比較される。基準データには、プレス装置100が正常に動作しているときの各異常検出パラメータの値が記録されている。マイコン10は、異常検出パラメータの値が基準データの範囲内にあった場合には正常とし、基準データの範囲外であった場合にはこれを異常として検出する。
【0065】
この異常検出の方法を、図11を用いてより具体的に説明する。なお、この図11の内容は、データベース5に記録されている。
【0066】
図11は、各異常検出パラメータの異常検出の基準と、異常時のプレス装置100の状態を示している。なお、異常検出の基準の欄に記した減算は、いずれも各変化点の座標値について行なうものとする。
【0067】
図11より、例えばパラメータP1の値は、点EB2 の横軸座標にあたる時間から、点EC2 の横軸座標にあたる時間を差し引いた時間となる。マイコン10は、この値をデータベース5に記録されたパラメータP1の基準データである所定の時間と比較する。比較の結果パラメータP1が、基準データの所定時間の範囲外であった場合にはパラメータP1の異常を検出する。
【0068】
このときパラメータP1が、基準データの所定時間よりも長い場合には、ブレーキ25のかかりが遅れ、ラムの停止が遅れ、いわゆるオーバーランを起こすことが考えられる。
【0069】
一方、パラメータP1が基準データの所定時間よりも短い場合には、ブレーキ25のかかりが早いためにクラッチ28を引き摺り、クラッチ28内部に取り付けられたライニング部材が摩耗することが考えられる。
【0070】
また、例えばパラメータP3は、点R3 、すなわちエキセン軸26の角度が180度である時の縦軸の座標にあたる圧力の値となる。マイコン10は、この値をデータベース5に記録されたパラメータP3の基準データの所定の圧力と比較する。比較の結果パラメータP3が、基準データとしての所定圧力の範囲外であった場合にはパラメータP3の異常を検出する。
【0071】
このときパラメータP3が、基準データの所定圧力よりも大きい場合には、ラム20が下死点で停止してしまうことが考えられる。一方、パラメータP3が基準データの所定圧力よりも小さい場合にも、クラッチ28が滑ることによって、ラム20が下死点で停止することが考えられる。
【0072】
《異常検出パラメータによる異常解析》
図12は、図11より求めた異常検出パラメータと、プレス装置100の動作状態から故障している部品および故障のモード、さらに原因を特定するデータを示す図である。なお図12も、図11と同様にデータベース5に記録されている。
【0073】
図12によれば、例えばパラメータP1の異常が検出され、プレス装置100がオーバーランを起こす場合、このような異常は、電子式ロータリーカムスイッチ(バリカム)、あるいはコントローラのいずれも正常であるが、プレス装置100の初期設定などに調整ミスがある場合、あるいはバリカムの出力が切れず、コントローラが短絡している場合などの可能性があることが分かる。
【0074】
また、パラメータP3に異常が検出され、ラム20が下死点で停止してしまう場合には、クラッチ28のトルクが不足し、クラッチカバー28aにガタがある可能性があることが分かる。そしてこのような故障は、プレス装置100に加わる振動が原因となることも分かる。
【0075】
つまり、ユーザーは、図12のデータから異常の原因となっている可能性のある部品や故障モードなどを知ることができる。よって、異常の原因となっている可能性のある部品を目視あるいは入出力信号のチェックなどによって検査し、故障箇所を特定することができる。
【0076】
このように本実施の形態では、異常検出パラメータの解析が、異常と判定されたパラメータとプレス装置100の動作状態のみによって行なわれることから、異常検出の結果に個人差がなくなる。
【0077】
また、プレス装置100の状態から異常発生の原因が複数考えられる場合、本実施の形態では、異常検出パラメータを図12に照合することにより、このような原因を絞り込むことができる。つまり、プレス装置100がオーバーランを起こしたときには、パラメータP1が所定時間以上であった場合には調整状態やバリカムなどを調べれば良いし、パラメータP4が所定時間以上であった場合にはブレーキ25のさらばねやピストンなどを調べれば良い。また、パラメータP5が所定時間以上であったならばクラッチ28のピストンやガイドピンを調べれば良い。
【0078】
よって、本実施の形態では、異常の箇所や原因を絞り込み、点検、修理にかかる手間および時間を最小限にすることができる。
【0079】
次に、以上述べた異常検出方法で実際に得られた測定データを例示する。
【0080】
図13は、パラメータP1、パラメータP7に異常が検出された場合の例である。このうち図13(a)は、プレス装置100が正常であることを示す測定データ、図13(b)は、異常が検出された測定データである。
【0081】
図13(a)では0.11秒であったパラメータP1が、図13(b)では、0.07秒と短くなっている。図11によれば、このような場合には、プレス装置100が、クラッチ引き摺り、あるいはライニング摩耗の状態になることが考えられる。よって、パラメータP1が異常であって、プレス装置100がこのような状態になる場合に該当する項目を図12から探し、異常の原因となっている故障部品や故障モードを特定する。
【0082】
また、図13(a)では0.075秒であったパラメータP7が、図13(b)では、0.1秒と長くなっている。このような場合には、図11からクラッチバルブ動作時間の延長がサイクルタイムを延ばすことを調べ、図12のパラメータP7の欄からサイクルタイムが延びる状態に該当する故障部品や故障モードを特定する。
【0083】
また、図14は、パラメータP5に異常が検出された場合の例で、図14(a)は、プレス装置100が正常であることを示す測定データ、図14(b)は、異常が検出された測定データである。
【0084】
図14(a)では0.17秒であったパラメータP5が、図14(b)では0.26秒と長くなっている。図11によれば、このときにはクラッチ28の解放が遅れてラムの停止が遅くなる、すなわちオーバーランの状態になる。よって、オーバーランに該当する項目を図12のパラメータP5の欄から探し、故障部品や故障モードを特定する。
【0085】
図15は、パラメータP10の変化を示す測定データである。
【0086】
パラメータP10は、クラッチ28の動作時間を示すもので、クラッチピストン42のストロークの変化に伴って変化する。図15(a)は、クラッチピストン42のストロークが5mmであるときの測定データである。また、図15(b)はクラッチピストン42のストロークが6.9mmであるときの測定データ、図15(c)は、クラッチピストン42のストロークが11.4mmであるときの測定データである。
【0087】
図15(a)、図15(b)、図15(c)の各パラメータP10は、ピストンストロークが、5mm、6.9mm、11.4mmと短くなるにつれて、0.065秒、0.08秒、0.11秒と長くなっている。クラッチピストン42のストロークは、クラッチ28のライニングやストップボタンの摩耗によって長くなる値である。よって、図15の各データから、クラッチ28の経時劣化の度合いまでもが検出できる。
【0088】
図16は、以上述べた本実施の形態のプレス装置100の異常検出の処理を、以下、フローチャートにして説明する図である。
【0089】
図16のフローチャートがスタートすると、先ず異常検出を行なうプレス装置100の番号が選択される(S1)。次に、この処理で測定データを取得するのか、または測定データの解析を行なうのかを判断する(S2)。この判断で、測定データを取得するのである場合には、測定データ取得ソフトを起動し(S3)、測定データを取得する(S4)。取得された測定データは、測定データファイル1に保存される(S5)。
【0090】
また、ステップS2で測定データの解析を行なうと判断された場合には、測定データ解析のソフトを起動して(S6)、測定データファイル1から測定データを読み出す(S7)。読み出された測定データは、変換されてデータベースファイル5に保存される(S8)。
【0091】
次に、測定データから変化点を検出し(S9)、この測定データを自動解析する(S10)。ステップ10の自動解析では、基準データファイル3から基準データを読出し、測定データの変化点から求められる異常検出パラメータと比較する。この比較の結果、異常検出パラメータが基準データに定められた所定の範囲外にあった場合には、この異常検出パラメータが異常であると判断する。
【0092】
次にデータベースファイル5から、測定データを解析するためのデータを読み出す。そして、異常と判断された異常検出パラメータをこのデータに照合し、プレス装置100の故障箇所や故障モード、さらには原因を特定する。この結果は、例えばマイコン10のディスプレィ画面に表示されると共に(S11)、データベースファイル5に保存され、過去の故障履歴として以降の異常検出で用いられる。
【0093】
また、データベースファイル5に保存された測定データも画面に表示され(S12)、作業者がこの結果の出力要求を入力することにより(S13)、異常検出の結果を報告する報告書がプリントアウトされる(S14)。
【0094】
なお、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、クラッチ28やブレーキ25の作動圧力、エキセン軸26の角度を検出する以外のセンサを備え、このセンサの検出値をさらに考慮して異常の検出を行なうものであっても良い。
【0095】
また、本実施の形態では、クラッチ用圧力センサ11にのみ振動吸収用ホース30を設けているが、ブレーキ用圧力センサ13にも振動吸収用ホース30を設けることができるのは言うまでもない。
【0096】
以上述べた本実施の形態では、ラム20の回転角度検出用の角度センサ15を異常検出に用いることによって、プレス装置100に異常検出用のセンサを常設することができる。このため異常検出にかかる処理が簡易なものになり、異常検出の段取り時間を短くすることができる。
【0097】
また、本実施の形態は、センサヘッド部11aとクラッチスイベルバルブ32との間に振動吸収用ホース30を取り付けている。この結果、プレス装置100の振動によるセンサヘッド部11aの断線を防ぎ、クラッチ用圧力センサ11をプレス装置100に常設することができる。よって、プレス装置100の異常検出の度にクラッチ用圧力センサ11を取り付け、取り外しする必要がなくなり、プレス装置100の異常検出にかかる段取り時間をいっそう短くすることができる。
【0098】
また、本実施の形態では、異常検出パラメータの解析が、異常と判定されたパラメータとプレス装置100の動作状態のみによって自動的に行なわれることから、解析結果に個人差が無くなる。
【0099】
また、本実施の形態は、測定データから異常検出パラメータを求めることによって、プレス装置100に異常が発生しているか否かを判断することができる。さらに異常検出パラメータをデータベース5に記録されたデータに照合することにより、異常の原因や異常が起こった箇所などを解析することもできる。このような解析によって異常の箇所や原因を絞り込み、プレス装置100を解体する必要も無くなり、点検や修理にかかる時間や手間を最低限度に抑えることができる。
【0100】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1記載の発明によれば、上型位置センサ、クラッチ圧力センサ、ブレーキ圧力センサの検出値を異常検出データ記憶部の検出データと照合し、プレス装置の異常を検出することができる。よって、プレス装置を解体することなく異常を検出することが可能になって、異常検出が簡易に行なえるようになる。
【0101】
請求項2記載の発明によれば、上型位置センサ、クラッチ圧力センサ、ブレーキ圧力センサの検出値をプレス装置正常時の検出値と比較し、異常または正常の判断が行なうことができる。さらに上記各センサの検出値を解析データに照合することによって、異常または正常の判断のみならず異常が発生した箇所や原因などをも特定することができる。
【0102】
請求項3記載の発明によれば、動作タイミングの間隔からクラッチやブレーキの動作時間を検出し、故障箇所を絞り込むことができる。よって、故障の検査や修理にかかる処理を簡易なものにすることができる。
【0103】
請求項4記載の発明は、上型位置とクラッチ圧力、ブレーキ圧力との関係からクラッチ圧力やブレーキ圧力の正常、異常が判断でき、故障箇所を絞り込むことができる。よって、異常の修理や検査にかかる処理を簡易なものにすることができる。
【0104】
請求項5記載の発明は、クラッチ圧力センサ、ブレーキ圧力センサをプレス装置に常設することが可能となって、プレス装置の異常検出の度にセンサを取り付け、取り外しをする必要がない。よって、異常検出の段取りにかかる工程が低減し、処理が簡易になる。また、プレス装置の稼働中にも異常検出のデータを取得することができ、装置停止による生産効率の低下を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的なプレス装置の動力伝達を説明する図である。
【図2】 図1中のクラッチとブレーキとの構成を説明する図である。
【図3】 本発明の一実施の形態のプレス装置の異常検出装置を、鍛造プレス装置に適用した構成を示す図である。
【図4】 図3中のクラッチ用圧力センサを拡大して示す図である。
【図5】 本発明の一実施の形態のプレス装置の異常検出装置の構成を説明するブロック図である。
【図6】 図5中のマイコンで行なわれるデータを説明するブロック図である。
【図7】 本発明の一実施の形態の測定データを例示する図である。
【図8】 図7に示した測定データ上の変化点とプレス装置の動作との関係と、各変化点を求める方法とをまとめて示す図表である。
【図9】 測定データ中に異常検出パラメータを示した図である。
【図10】 本発明の一実施の形態の各異常検出パラメータが表す意味をまとめて示した図表である。
【図11】 本発明の一実施の形態の異常検出の方法を具体的に説明する図である。
【図12】 図11より求めた異常検出パラメータと、プレス装置の動作状態から故障している部品および故障のモード、原因を特定するデータを示す図である。
【図13】 異常検出方法で実際に得られた測定データを例示する図で、13(a)は、プレス装置が正常であることを示す測定データ、13(b)は異常が検出された測定データを示す図である。
【図14】 異常検出方法で実際に得られた測定データを例示する他の図で、14(a)は、プレス装置が正常であることを示す測定データ、14(b)は異常が検出された測定データを示す図である。
【図15】 本発明の一実施の形態の異常検出パラメータの変化を示す図で、15(a)は、クラッチピストンのストロークが5mmであるとき、15(b)はクラッチピストンのストロークが6.9mmであるとき、15(c)は、クラッチピストン42のストロークが11.4mmであるときの測定データを示す図である。
【図16】 本発明の一実施の形態の処理を、フローチャートにして説明する図である。
【符号の説明】
1…測定データファイル
3…基準データファイル
5…データベース
10…マイコン
11…クラッチ用圧力センサ
12…信号分配器
13…ブレーキ用圧力センサ
14…信号変換器
15…角度センサ
17…クラッチ信号出力部
19…ブレーキ信号出力部
20…ラム
25…ブレーキ
26…エキセン軸
28…クラッチ
28a…クラッチカバー
29…メインギヤ
41a,41b…摩擦板
100…プレス装置
Claims (5)
- プレス装置の上型位置を検出する上型位置センサと、
プレス装置のクラッチを駆動する圧力を検出するクラッチ圧力センサと、
プレス装置のブレーキを駆動する圧力を検出するブレーキ圧力センサと、
プレス装置の異常を検出するための検出データを記憶する異常検出データ記憶部と、
前記上型位置センサ、前記クラッチ圧力センサ、前記ブレーキ圧力センサの検出データを前記異常検出データ記憶部に記憶されている検出データと照合し、プレス装置の異常を検出する異常検出部とを有することを特徴とするプレス装置の異常検出装置。 - 前記異常検出データ記憶部は、前記上型位置センサ、前記クラッチ圧力センサ、前記ブレーキ圧力センサの検出データについて、検出データを記憶する検出データ記憶部と、プレス装置が正常に動作しているときの検出データを記憶する基準データ記憶部と、前記検出データと前記基準データとの相違に基づいて異常を解析する解析データを記憶する解析データ記憶部とを有することを特徴とする請求項1記載のプレス装置の異常検出装置。
- 前記異常検出部は、前記クラッチ圧力センサの検出値からはクラッチの動作タイミングを検出し、前記ブレーキ圧力センサの検出値からはブレーキの動作タイミングを検出し、これらの検出された動作タイミングの間隔からプレス装置の異常を検出することを特徴とする請求項1に記載のプレス装置の異常検出装置。
- 前記異常検出部は、前記上型位置センサの検出値と、前記クラッチ圧力センサまたは前記ブレーキ圧力センサの検出値とからプレス装置の異常を検出することを特徴とする請求項1記載のプレス装置の異常検出装置。
- 前記クラッチ圧力センサ、前記ブレーキ圧力センサは、プレス装置によって加えられる振動を吸収する振動吸収部材を介してプレス装置に取り付けられることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のプレス装置の異常検出装置。
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