JP4597838B2 - 搬送装置の設備監視方法 - Google Patents
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Description
搬送装置は液晶ガラス基板の世代が変わるごとに大型化し、それを搬送する搬送装置も大型化し重量も増加している。
搬送装置に不具合が生じて運転がストップした場合には、製造ラインヘのワーク供給が停止し製造もストップする。このようなシステムの停止を未然に防ぐための予防保全が欠かせない。
一例として、工程間搬送を行う天井搬送の搬送車では、軌道を天井から吊り下げる構造が用いられる。
平行に敷設した2本のレール(軌道)は共に水平に設置されているが、一方のレールが下がれば搬送車がその部分を通過するときに車体が揺動する。
建築物の変形は、搬送システムの重量による経時変化以外に地震や他の要因によっても起こる。
走行レール1を走行する搬送車2の車体に、x軸、y軸、z軸の3軸方向を独立に計測する2組の加速度センサS1とS2を設ける。
2組の加速度センサの各軸ごとの加速度の和信号すなわち同相信号と、加速度の差信号すなわち差動信号とを合成する。
そして、各軸方向の差動信号と同相信号をそれぞれ周波数で区分する。
車体の進行方向(x軸方向)の加速度は、車体の加速・減速の加速度が支配的でありレールの異常検知には使えないが、走行制御装置で駆動する車体の加速度の目標値と実際の加速度を比較し、その差分を積分することで目標速度との差を検出し、走行駆動の妥当性の評価を行うこともできる。
走行車輪やサイドローラの走行中の回転周期がこの周波数帯に入るため、車輪やローラの偏心、偏磨耗等の変形が搬送車の上下方向(z軸方向)や横方向(y軸方向)の加速度として検出できる。
周波数が30Hz近傍あるいはそれ以上では、車体の振動伝播経路により位相が変化し、同相信号あるいは差動信号の何れか一方だけに信号が出ることが希になる。計測対象から除外するためフィルタで高周波成分は除去する。
表1に、加速度の方向と、同相信号と差動振動で観測できる主な項目を示す。
スタッカクレーン4は、その長さと高さが搬送車に比較し大きいため、スタッカクレーンの前後の揺動、上と下でのマスト部分の振動も含めて計測するために、2軸の加速度センサを4組使用し、センサS1、センサS2をスタッカクレーンの前部サドルに、センサS4を後部サドルに、センサS3をマストの上部に設置する。
表2に、同相信号と差動信号の各軸ごとの項目を示す。4組のセンサの組み合わせで、同様の信号の観測できる組み合わせが複数箇所に存在するが、表2では代表的なものを列記している。
搬送車ではない項目として、スタッカクレーンの加減速の加速度と、マストの走行方向の剛性によるマストの前後方向の揺れが1Hz以下の周波数に現われる。
マストの横方向(y軸方向)の振動は、図2に示すような高さが数メートル以下のマスト上部を支持しない構造のスタッカクレーンでは、2本の走行レールの左右の高低差支配要因になる。
一方、高さが数メートル以上で上部を支持するスタッカクレーンでは、上下のレールの位置偏差と走行レールの左右の高低差の複合要因により左右の加速度が発生する。
図3は、各センサの信号について差動信号、同相信号の合成と周波数の弁別をフィルタによって行い、その結果をAD変換器でデジタル化する方法を示す。
周波数の弁別までをアナログ処理するため、各信号を計測機器でチャート等に直接記録できる特長がある。
LPFは特定の周波数以上を遮断するローパスフィルタ、BPFは特定の帯域を通過させるバンドパスフィルタ、HPFは特定の周波数以上を通過させるハイパスフィルタを示す。
図4は、差動信号、同相信号の合成のみをアナログ信号で行い、その結果をAD変換する方法であり、図5は、各センサの信号を直接AD変換する方法を示す。
計測可能であれば、各センサの信号を同相信号、差動信号の周波数弁別した信号をAD変換する。
各信号の大きさが規定レベル以上になっているかの、信号レベルの絶対値の大きさで異常判定を行う絶対値判定と、数ヶ月から数年の範囲で大きさの傾向管理を行い、絶対値は正常な範囲に入っているが、増加傾向にある信号については急激に増加率が増えた場合に異常を判定する傾向判定の2種類を行う。
判定の結果、異常があった場合、緊急に対応を要する場合には自動運転を中断する。運転継続が可能なレベルであれば、警報を出力し、自動運転は継続する。警報のみの場合には、設備の定期点検時あるいは保守停止のときに、当該警報の発生要因となる箇所を点検する。
搬送車の場合、直線区間の走行中は計測可能であるが、停止してカセットの移載をしている期間は計測不可とする。曲線区間の走行中もy軸方向の加速度が発生するため、計測不可とする。
自動運転をしていない期間の計測不可とする。
自動運転以外には、レールの補修や修理後にテスト運転を行う場合は、テスト運転中も計測可能にする。
自動運転をしていない期間の計測不可とする。
自動運転以外には、レールの補修や修理後にテスト運転を行う場合は、テスト運転中も計測可能にする。
同相信号と差動信号をそれぞれフーリエ変換し、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。変換後の判定処理は図6の処理フローと同様である。
例えば、センサS1を2軸から3軸に変更し、センサS4を省略する場合、レールの横方向のうねりは評価できないがセンサ数を減らすことができる。
また差動信号、同相信号だけでなく、センサの単独の信号を評価し、同様の結果を得ることもできる。y軸方向及びz軸方向は、定常的に加速度を発生しないため、y軸方向及びz軸方向のセンサの単独の信号で簡易的に評価することも本発明の趣旨を逸脱するものではない。
2 搬送車
3 走行レール
4 スタッカクレーン
S1 加速度センサ
S2 加速度センサ
S3 加速度センサ
S4 加速度センサ
Claims (2)
- 搬送車が走行レール上を走行する搬送装置の設備監視方法において、搬送車の車長方向及び車幅方向並びに上下方向の3軸方向を独立して計測する2組の加速度センサを搬送車の車幅方向に並べて設置し、搬送車が走行する際の加速度センサの各軸ごとの加速度を計測し、該計測値に基づいて2組の加速度センサの各軸ごとの加速度の同相信号及び差動信号を合成するとともに、該同相信号及び差動信号を所定の周波数の領域ごとに区分し、該所定の周波数の領域ごとに区分した同相信号及び差動信号によって設備の状態を判断することを特徴とする搬送装置の設備監視方法。
- 走行レールの敷設状態、車輪の変形、あるいは速度制御の異常を判断することを特徴とする請求項1記載の搬送装置の設備監視方法。
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