JP3797707B2

JP3797707B2 - モーション履歴収集装置

Info

Publication number: JP3797707B2
Application number: JP13791796A
Authority: JP
Inventors: 幸良高山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JPH09314259A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーション履歴収集装置に関し、より詳しくは例えばトランスファプレスのように連続運転を行う機械の運転状態を示すモーション履歴情報を収集するモーション履歴収集装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばトランスファプレスのサーボフィーダ装置において、サーボモータを制御しているコントローラは、サーボ系の状態量（偏差，軸間ずれ量，アンプ異常，オーバラン，センサ異常，システムの安全に係わる状態量等）を常時監視しており、これら状態量が予め設定された範囲を逸脱すると、言い換えれば異常状態が検出されると、この異常状態を外部表示器に表示して装置を停止させるといった異常処理を行っている。この場合、コントローラは異常状態を出力するだけであって、異常時の状態量は作業者によって記録することが必要となる。
【０００３】
機械の運転状態を記憶装置に記憶するようにしたものとしては、例えば特開昭６２−２７５５３３号公報，実開平２−１３３２２９号公報に記載のものがある。このうち前者（特開昭６２−２７５５３３号公報）のものでは、制御部から各作動装置へ出力される指令信号と、各作動装置から作動状態に関連して制御部に帰還される信号とを検知し、この検知した信号の信号状態を経時的に記憶するように構成されている。また、後者（実開平２−１３３２２９号公報）のものでは、プレス機械およびワークフィーダ駆動部の駆動指令信号と実稼働データとを記憶装置に連続的に記憶するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の作業者が記録する方法では、記録漏れが生じたり、正確な情報が得にくかったりするという問題点がある。また、このように異常時の状態量を記録したとしても、記録できるのは機械が停止した時点の状態量であって、異常発生の前後の状態は推定するしかないので、異常原因の特定が極めて難しくその対処に多くの時間を要するという問題点がある。
【０００５】
また、特開昭６２−２７５５３３号公報に記載の方法では、機械の正常時の状態も併せて記憶するようにしているために、記憶装置として大容量のものが必要になるという問題点がある。さらに、実開平２−１３３２２９号公報に記載の方法では、データの記憶は機械が正常状態のときに行われているために、異常発生後の履歴を見ることができず、異常発生の原因を推定するのが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消することを目的として、少ない記憶容量で、異常発生後の状態量も確実に記憶することができ、それによって異常時の状態を正確に把握できて異常原因の特定および対策を迅速に行うことのできるモーション履歴収集装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるモーション履歴収集装置は、
連続運転を行う機械の運転状態を示すモーション履歴情報を収集するモーション履歴収集装置であって、
当該機械のモーション履歴情報を常時収集して記憶する循環バッファよりなる第一履歴バッファと、
当該機械の異常状態発生時点直後のモーション履歴情報を、前記第一履歴バッファの代わりに収集して記憶する第二履歴バッファと、
異常状態発生によって当該機械が停止しているときに、前記第一履歴バッファおよび前記第二履歴バッファに格納されているデータを保存する外部記憶手段とを備える
ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、連続運転を行う機械において、その異常が検出されないときには当該機械の運転状態を示すモーション履歴情報が第一履歴バッファに収集・記憶され、異常状態が発生すると、その異常状態発生時点直後におけるモーション履歴情報が第二履歴バッファにて収集され記憶されるようにされているので、機械のモーション履歴を常時もしくは長時間記憶させておくための大容量の記憶装置が不要であり、少ない記憶容量で異常状態発生時点の直後の状態量を確実に把握することができる。したがって、この異常状態発生時点における機械の状態を正確に把握することができて迅速に事後の対策を採ることができる。
【００１０】
本発明によれば、例えばサーボフィーダ装置において軸間ずれ、アンプ異常、オーバーラン等の異常が発生して機械が停止処理された場合においても、その異常状態発生時点の直後もしくは前後のモーション履歴情報が記憶手段に記憶されているので、この異常時の機械の状態を正確に把握することができ、異常原因の特定と対策とを迅速に行うことが可能となる。また、本発明によれば、異常状態発生によって当該機械が停止しているときに、前記第一履歴バッファおよび前記第二履歴バッファに格納されているデータを保存する外部記憶手段が設けられているので、機械の異常発生後に原因の特定がされないまま再起動された場合にも、事後に前記外部記憶手段に保存されているモーション履歴情報を見てその原因の特定および対策を検討することができるので、実用上実施効果が大である。
【００１１】
本発明においては、異常状態発生を確認するためのフォルトリセット釦が設けられ、このフォルトリセット釦が押圧されたとき、前記第一履歴バッファおよび前記第二履歴バッファに格納されているデータが前記外部記憶手段に保存されるのが好ましい。こうすることで、人為的、かつ確実にデータの保存操作を行うことができる。
【００１２】
前記機械は、サーボモータにより駆動されるフィーダ装置を有するトランスファフィーダであり得る。本発明のモーション履歴収集装置は、このようなトランスファフィーダの異常状態を監視するのに適用して好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるモーション履歴収集装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
本実施例は、トランスファプレスにおける成型品の搬送のためのサーボフィーダ装置に適用されたものである。図１に、本発明の一実施例に係るトランスファプレスのシステム構成が模式的に示されている。図示のように、本実施例のトランスファプレスは、ワーク（図示せず）に対してプレス成形を行うために各加工ステーション毎に分割されてなるプレス本体と、このプレス本体内に配設されてワークをフィード方向Ａに移動させるフィーダ装置とを備えるものとされている。
【００１５】
前記プレス本体においては、各加工ステーション毎に横架されるスライド駆動機構によってプレススライド３が上下動自在に設けられ、このプレススライド３の下面に取り付けられる上型とそのプレススライド３に対向するように設けられるムービングボルスタ４上の下型５との間でプレス成形が行われるようになっている。ここで、このスライド駆動機構は、プレスコントローラからの信号によって制御されるメインモータ６と、このメインモータ６により駆動されるドライブシャフト７と、このドライブシャフト７に取り付けられるフライホイール８，クラッチ９ａ，９ｂおよび図示されないブレーキとを備えている。
【００１６】
一方、前記フィーダ装置は、ワークのフィード方向Ａに沿って並設されるとともに、プレス本体に取り付けられるリフト機構によって上方より吊り下げられてなる一対のフィードバー１１を有している。ここで、このリフト機構は、サーボモータ１２により減速器１２Ａを介して回転されるピニオン１３とそのピニオン１３に噛合するラック杆１４とを有し、これらラック杆１４の下端に前記フィードバー１１が支持されて、サーボモータ１２の駆動によりそれらフィードバー１１がプレス本体の動作に同期して上下駆動されるようになっている。また、これらフィードバー１１等の自重とのバランスを取るために、各ラック杆１４に隣接してバランスシリンダ１５が配設されている。なお、本実施例においては、等間隔に配置される左右各５個ずつ計１０個のサーボモータ１２によって一対のフィードバー１１が上下動されるようになっている。
【００１７】
前記フィードバー１１の下面には、フィード方向Ａに間隔を存して複数のクロスバーキャリア１６がそのフィード方向Ａに移動自在に支承されている。そして、互いに対向するクロスバーキャリア１６，１６間にはフィード方向Ａと直交するようにクロスバー（図示せず）が横架され、これらクロスバーにワーク吸着用のバキュームカップ（図示せず）が取り付けられている。
【００１８】
フィード方向Ａに互いに隣接するクロスバーキャリア１６，１６間は連結杆により連結されていて、これらクロスバーキャリア１６が同時にフィード方向Ａへ移動できるようにされている。また、最上流に位置するクロスバーキャリア１６は連結杆１９を介してカムレバー２０の先端部に接続され、このカムレバー２０の基端部はプレス本体より取り出される動力にて回転されるフィードカム２１に当接されている。こうして、フィードカム２１が回転されることにより前記カムレバー２０が揺動されて各クロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ駆動できるようになっている。
【００１９】
前記ドライブシャフト７の回転角度は前記フィードカム２１のカム軸に設けられるプレス角度検出器（カム角度検出器）２２によって検出され、この検出されるプレス角度に応じてフィーダコントローラ２３により各サーボアンプ（サーボドライバ）２４を介して各サーボモータ１２が制御される。これによって、プレス本体の動作に同期してフィーダ装置におけるクロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ往復動され、各クロスバーに取り付けられるバキュームカップにてワークが吸着されて各加工ステーションへ順次搬送される。
【００２０】
また、各サーボモータ１２にはそれらサーボモータ１２の現在位置を検出する位置検出器（エンコーダ）２６が付設され、これら位置検出器２６により検出される位置信号がフィーダコントローラ２３に入力されるようになっている。一方、このフィーダコントローラ２３においては、この位置検出器２６から入力される現在位置情報と、プレス角度検出器２２から入力されるプレス角度情報とに基づいてそれらの差分が演算され、この差分が０になるように各サーボアンプ２４を介して各サーボモータ１２に移動指令が発せられる。
【００２１】
また、前記フィーダ装置２の単独運転のための単独モータ２５が設けられており、前記ドライブシャフト７はその単独モータ２５によりクラッチ９ｃを介しても駆動されるようになっている。
【００２２】
次に、本実施例のモーション履歴収集装置を図２に模式的に示されるシステム構成図によって説明する。
【００２３】
前記フィーダ装置を制御するフィーダコントローラ２３には、各リフト軸毎に設けられるサーボモータ１２に関する状態量（例えば現在値，偏差等）を予め設定されるサンプリング周期（例えば１０ｍｓｅｃ）にて格納する第一履歴バッファ３０が設けられている。
【００２４】
図３に示されているように、この第一履歴バッファ３０は、格納場所を示すポインタ３１を有するリングバッファ（循環バッファ）であって、格納されるデータはそのポインタ３１の指し示す格納場所３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・・に格納され、このポインタ３１が例えば時計回りに進むことにより順次に各格納場所３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・・にデータの格納がなされるようになっている。こうして、全格納場所に対してデータの格納がなされると、再度先頭格納場所から古いデータを更新しつつデータの格納がなされていく。したがって、データの読出し時にはポインタ３１の指す位置の反時計方向側の一つ前の格納場所が最新データとなり、このポインタ３１の指す格納場所が一番古いデータとなる。すなわち、格納を停止した時点から過去のデータが、この第一履歴バッファ３０の大きさ分だけ格納されることになる。
【００２５】
前記フィーダコントローラ２３には、この第一履歴バッファ３０のほかに、サーボ系の状態の異常検出をトリガとして予め設定されるサンプリング周期にて前記状態量を格納する第二履歴バッファ３２が設けられ、この第二履歴バッファ３２に、サーボ系の異常発生点（異常発生トリガポイント）以降の状態量が格納されるようになっている。また、このフィーダコントローラ２３には、前記状態量を表示する外部表示器３３が接続されるとともに、前記第一履歴バッファ３０および第二履歴バッファ３２に格納されたデータを出力して保存するハードディスク３４もしくはフロッピディスク３５のような外部記憶装置３６が接続されている。
【００２６】
次に、本実施例のモーション履歴収集装置におけるデータ処理フローを図４に示されるフローチャートによって説明する。
【００２７】
Ｓ１〜Ｓ２：サーボ系の状態をフィーダコントローラ２３により常に監視し、システムの安全に関わる状態量（偏差，軸間ずれ量，サーボアンプ異常，オーバーラン，エンコーダ等のセンサ異常等）が予め設定されている閾値を越える等の異常が検出されないときには、この状態量を予め設定されるサンプリング周期にて第一履歴バッファ３０に格納する。
【００２８】
Ｓ３〜Ｓ５：状態量に異常があることが検出されると、この異常状態を外部表示器３３に出力し、第二履歴バッファ３２が満杯でない場合にはその第二履歴バッファ３２にその状態量を格納する。こうして、異常発生点以前の状態量は第一履歴バッファ３０に格納され、異常発生点以降の状態量は第二履歴バッファ３２に格納される。なお、この異常発生によって機械は停止される。
【００２９】
Ｓ６〜Ｓ７：第二履歴バッファ３２が満杯になると状態量の取り込みは中止され、オペレータが異常発生を確認するためのフォルトリセット釦が押されたときに、第一履歴バッファ３０および第二履歴バッファ３２に格納されているデータをハードディスク３４もしくはフロッピディスク３５のような外部記憶装置３６に出力，保存する。この後、機械が再起動されると、状態量の第一履歴バッファ３０への格納が再開される。
【００３０】
図５には、外部表示器３３に表示されるエラー画面の一例が示されている。この例では、（ａ）の異常発生時点を示すメニュー画面と、（ｂ）のエラー履歴を示すメニュー画面とが用意されている。ここで、（ｂ）の画面における第１行の「−２．００ｓｅｃ」の表示は、異常発生時点から２秒前の状態を示す画面であることを表しており、順次画面を送ることにより所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ）毎の画面データを表示することができる。
【００３１】
このように本実施例のモーション履歴収集装置によれば、異常発生により機械が停止処理された場合にも、その異常状態発生時点の前後のモーション履歴情報が外部記憶装置３６に記憶されているので、異常発生後に原因が特定されないまま機械が再起動されたとしても、事後にその外部記憶装置３６に保存されているモーション履歴情報を見てその原因の特定を正確に行って対策を検討することができる。
【００３２】
また、本実施例のモーション履歴収集装置においては、従来のように機械のモーション履歴を所定の長い時間の間連続して記憶させておく方式と違って、大容量の記憶装置が不要であり、少ない記憶容量で異常発生時点の前後の状態量を確実に把握することができるという利点を有している。
【００３３】
本実施例においては、トランスファプレスのサーボフィーダ装置に適用したものを説明したが、本発明は、このトランスファプレスに限らず、連続運転を行う他の機械のモーション履歴の収集に用いることができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトランスファプレスのシステム構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係るモーション履歴収集装置のシステム構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、第一履歴バッファの構成を説明する図である。
【図４】図４は、本実施例のモーション履歴収集装置におけるデータ処理フローを示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、外部表示器に表示されるエラー画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１フィードバー
１２サーボモータ
２３フィーダコントローラ
３０第一履歴バッファ
３１ポインタ
３２第二履歴バッファ
３３外部表示器
３４ハードディスク
３５フロッピディスク
３６外部記憶装置

Claims

連続運転を行う機械の運転状態を示すモーション履歴情報を収集するモーション履歴収集装置であって、
当該機械のモーション履歴情報を常時収集して記憶する循環バッファよりなる第一履歴バッファと、
当該機械の異常状態発生時点直後のモーション履歴情報を、前記第一履歴バッファの代わりに収集して記憶する第二履歴バッファと、
異常状態発生によって当該機械が停止しているときに、前記第一履歴バッファおよび前記第二履歴バッファに格納されているデータを保存する外部記憶手段とを備える
ことを特徴とするモーション履歴収集装置。
異常状態発生を確認するためのフォルトリセット釦が設けられ、このフォルトリセット釦が押圧されたとき、前記第一履歴バッファおよび前記第二履歴バッファに格納されているデータが前記外部記憶手段に保存される請求項１に記載のモーション履歴収集装置。
前記機械が、サーボモータにより駆動されるフィーダ装置を有するトランスファプレスである請求項１または２に記載のモーション履歴収集装置。