JP6264725B2 - 生産ラインにおける生産物の品質分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、生産ラインにおいて生産する生産物の品質を分析する装置に関するものである。

例えば特許第３３５５８４９号公報（特許文献１）や特開平５−２５３７９７号公報（特許文献２）には、生産物を管理する管理値および管理上限値と管理下限値で決まる管理幅を実績を基に更新し、あるロットが管理幅を外れた場合や管理値に対し所定の傾向を有する場合、ロットの流動に対しアラームを発生し、ロットの流動を停止する装置が記載されている。
また、特許第４８９３７２３号公報（特許文献３）には、工作機械の構成部品に対する摩耗量を累積使用時間と寿命時間とに基づいて推定し、その摩耗量に応じて構成部品形状を変更して表示する装置が記載されている。

また、特公平７−１６８６４号公報（特許文献４）には、生産物の検査データとその管理限界値とを比較してパターン化し、生産中の生産物の加工寸法や精度に適合する全てのパターンを取り出し、各パターンに対応する設備の故障要因を影響度の大きい順に表示する装置が記載されている。

特許第３３５５８４９号公報 特開平５−２５３７９７号公報 特許第４８９３７２３号公報 特公平７−１６８６４号公報

上述の特許文献１、２に記載の各装置では、生産物の不良品の発生を抑制することは可能であるが、その後の良品の生産物を生産するための具体的な対応が分からないという問題がある。また、特許文献３に記載の装置では、不良品となった構成部品を良品の構成部品と交換することは可能であるが、生産物の不良品が発生した場合、構成部品との因果関係が分からないので、その後の良品の生産物を生産するための具体的な対応が分からないという問題がある。

一方、特許文献４に記載の装置では、生産中の生産物の加工不良に関係する設備の故障要因を特定することができるので、当該設備を修理することにより生産物の加工不良の発生を防止することができる。しかし、生産中の生産物の加工不良に適合する全パターンにそれぞれ対応する設備の故障要因を影響度の大きい順に表示しているので、不良品の発生要因を特定するまでに時間を要するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、生産ラインにおける生産物の不良品の発生要因を的確且つ迅速に特定することができる生産物の品質分析装置を提供することを目的とする。

（請求項１）本発明の生産ラインにおける生産物の品質を分析する装置は、前記生産ラインにおける生産情報を取得する生産情報取得部と、前記生産情報取得部で取得した前記生産情報のパターンを作成するパターン作成部と、前記パターン作成部で作成した複数の前記パターンに基づいて、前記生産物の品質傾向を分析する品質傾向分析部と、を備え、前記パターン作成部は、前記生産物の品質に直接的に関わるが生産中に情報収集不可能な第一生産情報を含む第一パターン、及び前記生産物の品質に直接的に関わらないが生産中に情報収集可能な第二生産情報を含む第二パターンを作成し、前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性を判別し、前記パターン作成部は、前記品質傾向分析部で前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性が無いと判別されたとき、前記第一パターン及び前記第二パターンに基づいて、前記第二生産情報を含む第三パターンを作成し、前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第三パターンとの相関性を判別して前記生産物の品質傾向を分析する。
（請求項２）前記品質傾向分析部は、前記第一生産情報と第一経時要素との関係を示す前記第一パターン、前記第二生産情報と第二経時要素との関係を示す前記第二パターン、及び前記第一生産情報の閾値に基づいて、前記第一経時要素と相関性を示すように前記第二生産情報を変換した前記第三パターンから前記生産物の品質傾向を分析する。
（請求項３）前記生産ラインは、前記生産物を研削加工するラインであり、前記第一パターンは、前記第一生産情報として前記生産物の寸法精度と、前記第一経時要素として加工回数との関係を示すパターンであり、前記第二パターンは、前記第二生産情報として研削抵抗値と、前記第二経時要素として加工時間との関係を示すパターンであり、前記第三パターンは、前記研削抵抗値の平均値又は前記研削抵抗値を周波数解析したときの周波数のピーク値と、前記加工回数との関係を示すパターンである。

（請求項４）前記品質分析装置は、外部から指令の入力操作が可能な操作部、を備え、
前記品質傾向分析部は、前記操作部から前記パターンの相関性の判別指令が入力されたとき、当該判別指令に基づいて前記生産物の品質傾向を分析するようにしてもよい。
（請求項５）前記品質分析装置は、前記品質傾向分析部で分析した前記生産物の品質傾向に基づいて、前記生産物の品質異常を予測する品質異常予測部、を備えるようにしてもよい。

（請求項６）前記品質分析装置は、前記品質異常予測部で予測した前記生産物の品質異常が所定の品質異常の場合、当該品質異常の抑制が可能な生産条件に変更する生産条件変更部、を備えるようにしてもよい。
（請求項７）前記パターン作成部は、前記生産ラインにおける異なる工程において、前記生産物の品質に直接的に関わるが生産中に情報収集不可能な第一生産情報を含む第一パターン、及び前記生産物の品質に直接的に関わらないが生産中に情報収集可能な第二生産情報を含む第二パターンを作成し、前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性を判別し、前記パターン作成部は、前記品質傾向分析部で前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性が無いと判別されたとき、前記第一パターン及び前記第二パターンに基づいて、前記第二生産情報を含む第三パターンを作成し、前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第三パターンとの相関性を判別して前記生産物の品質傾向を分析するようにしてもよい。

（請求項１）生産物の品質に直接的に関わるが生産中に情報収集不可能な第一生産情報、及び生産物の品質に直接的に関わらないが生産中に情報収集可能な第二生産情報に基づいて求めた第三パターンは、生産ラインにおける生産物の不良品の発生要因を的確且つ迅速に特定することができる最適なパターンとなる。
（請求項２）これにより、生産ラインにおける生産物の不良品の発生要因を的確且つ迅速に特定することができる。
（請求項３）研削抵抗は、生産中において研削盤の動力負荷から求めることができ、生産ラインにおける生産物の不良品の発生要因を的確且つ迅速に特定することができる。
（請求項４）これにより、オペレータにより相関性があるパターンを判断することができるので、生産ラインにおける生産物の不良品の発生要因の特定精度を向上させることができる。

（請求項５）これにより、生産ラインにおける生産物の不良品の発生を未然に防止することができるので、ライン停止回数を減少させてライン生産を安定化させることができる。
（請求項６）これにより、生産ラインにおいて生産物の不良品を発生させない生産に自動的に修正されるので、オペレータの作業負担を軽減することができる。
（請求項７）異なる工程のパターンの相関性を判別しているので、生産物の品質傾向を分析するうえでより最適なパターンを得ることができる。

生産ラインを示す構成図である。 実施形態：品質分析装置の機能ブロック図である。 実施形態：品質分析プログラムのフローチャートである。 パターンの一例であり、第１工作物の外径粗研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物毎の外径粗研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物毎の外径仕上げ研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物と第２工作物との組立回数と第３工作物における第１工作物と第２工作物との隙間との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物と第２工作物との組立回数と第１工作物と第２工作物との相対回転時に発生する音の強さとの関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物の外径粗研削の加工回数とそのときの研削抵抗の平均値との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物毎の外径仕上げ研削の研削抵抗を周波数解析したときの周波数と振幅との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの周波数のピーク値における振幅との関係を示す図である。 第３工作物における第１工作物と第２工作物との隙間と第１工作物および第２工作物を組み立てる際に塗布する潤滑剤の塗布量と関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係を示す図である。 パターンの一例であり、第１工作物の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの表面粗さとの関係を示す図である。 図１４Ａの時点ｔａ，ｔｂ，ｔｃにおける研削状態を設備状態悪化割合（％）で表示を示す図である。

（１．生産物の品質分析装置を備えた生産ラインの構成）
生産物の品質分析装置を備えた生産ラインについて、図１を参照して説明する。この生産ライン１は、並列に配置された第１、第２加工ライン２，３と、第１、第２加工ライン２，３で加工された工作物（生産物）を組み立てる組立ライン４と、ライン制御する制御装置５とから構成されている。なお、この生産ライン１の構成は例示であり、任意の数の加工ラインおよび組立ラインの組み合わせや、加工、組立以外のラインの組み合わせとしてもよい。

第１加工ライン２には、例えば、研削盤２１ａ、検査装置２２ａ、研削盤２１ｂ、および検査装置２２ｂが、上流側から順に配置されている。この第１加工ライン２では、研削盤２１ａで第１工作物Ｗ１の粗研削を行い、検査装置２２ａで粗研削が完了した第１工作物Ｗ１の加工状態の検査を行い、研削盤２１ｂで粗研削の検査が完了した第１工作物Ｗ１の仕上げ研削を行い、検査装置２２ｂで仕上げ研削が完了した第１工作物Ｗ１の加工状態の検査を行い、仕上げ研削の検査が完了した第１工作物Ｗ１を組立ライン４へ搬出する。

第２加工ライン３には、例えば、研削盤３１ａ、検査装置３２ａ、研削盤３１ｂ、および検査装置３２ｂが、上流側から順に配置されている。この第２加工ライン３では、研削盤３１ａで第２工作物Ｗ２の粗研削を行い、検査装置３２ａで粗研削が完了した第２工作物Ｗ２の加工状態の検査を行い、研削盤３１ｂで粗研削の検査が完了した第２工作物Ｗ２の仕上げ研削を行い、検査装置３２ｂで仕上げ研削が完了した第２工作物Ｗ２の加工状態の検査を行い、仕上げ研削の検査が完了した第２工作物Ｗ２を組立ライン４へ搬出する。なお、第１、第２加工ライン２，３の構成は例示であり、任意の数の研削盤および検査装置や、他の工作機械等の組み合わせとしてもよい。

組立ライン４には、例えば、組立装置４１、組立検査装置４２、および外観検査装置４３が、上流側から順に配置されている。この組立ライン４では、組立装置４１で第１加工ライン２から搬入される第１工作物Ｗ１の内径に、第２加工ライン３から搬入される第２工作物Ｗ２の外径を挿入することにより組み立てて第３工作物Ｗ３とし、組立検査装置４２で組み立てた第３工作物Ｗ３の組立状態の検査を行い、外観検査装置４３で組立状態の検査が完了した第３工作物Ｗ３の外観の検査を行い、外観の検査が完了した第３工作物Ｗ３を外部へ搬出する。なお、この組立ライン４の構成は例示であり、任意の数の組立装置、組立検査装置、および外観検査装置や、他の組み立てに関わる装置等の組み合わせとしてもよい。

制御装置５は、第１、第２加工ライン２，３の各研削盤２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ、および各検査装置２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ、並びに組立ライン４の組立装置４１、組立検査装置４２、外観検査装置４３に通信ケーブル７を介してそれぞれ接続されており、各研削盤２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ、および各検査装置２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂの動作を制御することにより、第１、第２工作物Ｗ１，Ｗ２の加工および検査を行い、組立装置４１、組立検査装置４２、外観検査装置４３の動作を制御することにより、第３工作物Ｗ３の組立および検査を行う。また、制御装置５は、第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質を分析する品質分析装置６を備えている。ただし、品質分析装置６は、制御装置５の内部に備えるものに限られず、外部装置として適用することもできる。

（２．品質分析装置の構成）
次に、品質分析装置６について、図２の機能ブロック図を参照して説明する。品質分析装置６は、生産情報取得部６１と、パターン作成部６２と、品質傾向分析部６３と、品質異常予測部６４と、操作部６５と、生産条件変更部６６と、記憶部６７等とを備えて構成される。

生産情報取得部６１は、第１、第２加工ライン２，３の各研削盤２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ、および各検査装置２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂから加工情報（生産情報）をそれぞれ取得し、組立ライン４の組立装置４１、組立検査装置４２、外観検査装置４３から組立情報（生産情報）をそれぞれ取得して記憶部６７に格納する。
パターン作成部６２は、記憶部６７に格納されている生産情報取得部６１で取得した加工情報および組立情報を読み出し、加工情報および組立情報のパターンを作成して記憶部６７に格納する。

品質傾向分析部６３は、記憶部６７に格納されているパターン作成部６２で作成した複数のパターンを読み出し、複数のパターン間における相関性の有無を判別して第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向を分析する。
品質異常予測部６４は、品質傾向分析部６３で分析した第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向に基づいて、第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質異常を予測する。

操作部６５は、タッチパネルやスピーカ等を備え、タッチパネルに表示されるキーボードやスイッチ等をオペレータが操作することにより各種指令の入力操作が可能に構成されている。また、タッチパネルには、パターン作成部６２で作成した複数のパターン、品質傾向分析部６３で分析した第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向、および品質異常予測部６４で予測した第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質異常等が表示され、スピーカからは、第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質異常が予測されたときに警告音が発せられる。

生産条件変更部６６は、品質異常予測部６４で予測した第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質異常が所定の品質異常の場合、第１、第２加工ライン２，３の各研削盤２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂを当該品質異常の抑制が可能な加工条件に変更し、組立ライン４の組立装置４１を当該品質異常の抑制が可能な組立条件に変更する。

（３．品質分析装置による処理）
次に、品質分析装置６による品質分析プログラムの実行について、図３を参照して説明する。図３に示すように、第１、第２加工ライン２，３の各研削盤２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ、および各検査装置２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ、並びに組立ライン４の組立装置４１、組立検査装置４２、外観検査装置４３から加工情報および組立情報を取得し、加工情報および組立情報のパターンを作成する（ステップＳ１，Ｓ２）。

具体的には、図２の生産情報取得部６１は、第１加工ライン２の研削盤２１ａでの第１工作物Ｗ１の外径粗研削時の研削抵抗（研削盤２１ａの動力負荷）、検査装置２２ａでの第１工作物Ｗ１の外径粗研削の寸法精度、研削盤２１ｂでの第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削時の研削抵抗（研削盤２１ｂの動力負荷）、および検査装置２２ｂでの第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の寸法精度を、搬送されてくる工作物毎に取得して記憶部６７に格納する。

第２加工ライン３においても同様に第２工作物Ｗ２の加工情報を取得する。また、組立ライン４の組立装置４１での第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との組み立て時の隙間、および組立検査装置４２での第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との相対回転時に発生する音の強さを、搬送されてくる工作物毎に取得して記憶部６７に格納する。

そして、図２のパターン作成部６２は、記憶部６７に記憶されている加工情報および組立情報をパターン化して記憶部６７に格納する。このパターンとしては、第１工作物Ｗ１の外径粗研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係（図４参照）、第１工作物Ｗ１毎の外径粗研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係（図５参照）、第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係（図６参照）、第１工作物Ｗ１毎の外径仕上げ研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係（図７参照）、第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との組立回数と第３工作物Ｗ３における第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との隙間との関係（図８参照）、および第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との組立回数と第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との相対回転時に発生する音の強さとの関係（図９参照）が挙げられる。

次に、図３に示すように、複数のパターンから第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向を分析し、当該品質の傾向の有無を判断する（ステップＳ３，Ｓ４）。第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向が有る場合はステップＳ５に進み、第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向が無い場合はステップＳ２に戻り、別の観点から捉えた加工情報および組立情報のパターンを作成する。

具体的には、図２の品質傾向分析部６３は、記憶部４２に記憶されている図４に示す第１工作物Ｗ１の外径粗研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係、および図５に示す第１工作物Ｗ１毎の外径粗研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係を読み出し、第１工作物Ｗ１の品質傾向を分析して当該品質の傾向の有無を判断する。

この場合、図４に示すように、第１工作物Ｗ１の外径粗研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係は、加工回数がｎ回を超えると寸法精度の閾値ｄを超えており、このパターンから加工回数が増加するにつれて寸法精度は上昇（悪化）する傾向にあることが分かる。ところが、図５に示すように、第１工作物Ｗ１毎の外径粗研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係は、加工時間がｔ１からｔ２の間で研削抵抗が台形状に変化しているのみであり、このパターンからは寸法精度の傾向を読み取ることができない。

そこで、図２のパターン作成部６２は、図５に示す第１工作物Ｗ１毎の外径粗研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係のうち、円形で囲まれた部分ｇの第１工作物Ｗ１毎の研削抵抗の平均値を求め、第１工作物Ｗ１の外径粗研削の加工回数とそのときの研削抵抗の平均値との関係を示すパターンを作成する（図１０参照）。そして、図２の品質傾向分析部６３は、図１０に示す第１工作物Ｗ１の外径粗研削の加工回数とそのときの研削抵抗の平均値との関係から、第１工作物Ｗ１の品質傾向を分析して当該品質の傾向の有無を判断する。

この場合、図１０に示すように、第１工作物Ｗ１の外径粗研削の加工回数とそのときの研削抵抗の平均値との関係は、加工回数がｎ回を超えると研削抵抗の平均値の閾値ｒを超えており、このパターンから加工回数が増加するにつれて研削抵抗の平均値は下降（悪化）する傾向にあることが分かる。

以上から、図４に示す第１加工ライン２の検査装置２２ａでの第１工作物Ｗ１の外径粗研削の寸法精度が示す上昇傾向パターンと、図１０に示す研削盤２１ａでの第１工作物Ｗ１の外径粗研削時の研削抵抗（研削盤２１ａの動力負荷）の平均値が示す下降傾向パターンとは相関性があることが分かる。すなわち、研削抵抗は、砥石の研削力が低下すると減少し、それに伴って寸法精度は、増加（悪化）する。よって、情報収集が容易な研削抵抗（研削盤２１ａの動力負荷）を監視することにより、第１工作物Ｗ１の外径粗研削の品質傾向を把握することができる。

さらに、図２の品質傾向分析部６３は、記憶部６７に記憶されている図６に示す第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係、および図７に示す第１工作物Ｗ１毎の外径仕上げ研削の加工時間とそのときの研削抵抗との関係を読み出し、第１工作物Ｗ１の品質傾向を分析して当該品質の傾向の有無を判断する。この場合、図６に示すように、第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係は、加工回数がｎｎ回を超えると寸法精度の閾値ｄｄを超えており、このパターンから加工回数が増加するにつれて寸法精度は上昇（悪化）する傾向にあることが分かる。

そして、この場合も上述した第１工作物Ｗ１の外径粗研削と同様に、図２のパターン作成部６２は、図７に示すパターンに基づいて第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの研削抵抗の平均値との関係を示すパターンを作成するが、仕上げ研削なため第１工作物Ｗ１毎の研削抵抗の平均値は粗研削のときよりも極めて小さい値となり、図２の品質傾向分析部６３では、このパターンから寸法精度の傾向を読み取ることができない。

そこで、図２のパターン作成部６２は、第１工作物Ｗ１毎の研削抵抗を周波数解析し、周波数と振幅との関係を示すパターンを作成する（図１１参照）。さらに、このパターンにおける周波数のピーク値ｐに着目し、第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの周波数のピーク値ｐにおける振幅との関係を示すパターンを作成する（図１２参照）。そして、図２の品質傾向分析部６３は、図１２に示す第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの周波数のピーク値Ｐにおける振幅との関係から、第１工作物Ｗ１の品質傾向を分析して当該品質の傾向の有無を判断する。

この場合、図１２に示すように、第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの周波数のピーク値Ｐにおける振幅との関係は、加工回数がｎｎ回を超えると周波数のピーク値Ｐにおける振幅の閾値ｋを超えており、このパターンから加工回数が増加するにつれて周波数のピーク値Ｐにおける振幅は上昇（悪化）する傾向にあることが分かる。

以上から、図６に示す第１加工ライン２の検査装置２２ｂでの第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の寸法精度が示す上昇傾向パターンと、図１２に示す研削盤２１ｂでの第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削時の周波数のピーク値Ｐにおける振幅が示す上昇傾向パターンとは関連性があることが分かる。すなわち、周波数のピーク値は砥石の研削力が低下すると増加し、それに伴って寸法精度は増加（悪化）する。よって、情報収集が容易な研削抵抗（研削盤２１ｂの動力負荷）を監視することにより、第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の品質傾向を把握することができる。第２加工ライン３においても同様に第２工作物Ｗ２の品質傾向を把握することができる。

次に、図３に示すように、複数のパターンの分析により第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向が有る場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、当該パターンに基づいて品質安定化の自動処理が可能か否かを判断する（ステップＳ５）。そして、当該パターンに基づいて品質安定化の自動処理が可能である場合、当該パターンに基づく第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質異常の予測の有無を判断する（ステップＳ６）。そして、品質異常の予測が有る場合、当該品質異常を報知し（ステップＳ７）、当該品質異常の抑制が可能な加工条件（生産条件）に現状の加工条件を変更する（ステップＳ８）。

具体的には、図２の品質異常予測部６４は、研削盤２１ａでの第１工作物Ｗ１の外径粗研削時の研削抵抗（研削盤２１ａの動力負荷）の動向を監視し、研削抵抗が下降傾向になった場合、研削工具の研削力が低下していると判断して、研削力を向上させるために現状の研削工具のツルーイングインターバルを短縮するようにフィードバックする。これにより、研削盤２１ａでの研削工具の研削力を一定の水準に保つことができるので、高精度な第１工作物Ｗ１の外径粗研削が可能となる。

また、研削盤２１ｂでの第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削時の周波数のピーク値Ｐにおける振幅の動向を監視し、周波数のピーク値Ｐにおける振幅が上昇傾向になった場合、研削工具の研削力が低下していると判断して、研削力を向上させるために現状の研削工具のツルーイングインターバルを短縮するようにフィードバックする。これにより、研削盤２１ｂでの研削工具の研削力を一定の水準に保つことができるので、高精度な第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削が可能となる。

また、後工程の第３工作物Ｗ３の品質傾向に対して、第１工作物Ｗ１又は第２工作物Ｗ２の品質傾向が関連していると判断できる場合は、関連している工作物の品質を調整するための研削条件や研削工具のツルーイングインターバルの短縮等を研削盤２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂのいずれか又は、複数にフィードバックする。次に、図３に示すように、複数のパターンの分析により第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向は有るが（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、当該パターンに基づく品質安定化の自動処理が不可能である場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、当該パターンを表示する（ステップＳ９）。そして、オペレータによる処理の指示の有無を判断し（ステップＳ１０）、オペレータによる処理の指示が有る場合はステップＳ３に戻って上述の処理を繰り返す。

具体的には、図２の品質傾向分析部６３は、記憶部６７に記憶されている図８に示す第１工作物Ｗ１および第２工作物Ｗ２の組立回数と第３工作物Ｗ３における第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との隙間との関係、および図９に示す第１工作物Ｗ１および第２工作物Ｗ２の組立回数と第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との相対回転時に発生する音の強さとの関係を読み出し、第３工作物Ｗ３の品質傾向を分析して当該品質の傾向の有無を判断する。この場合、隙間が大きくなると音の強さは小さくなるため、第３工作物Ｗ３の品質傾向が有ると判断するが、当該パターンに基づく品質安定化の自動処理は、具体策が見出せない場合もある。その場合は、図２の操作部６５に当該パターンを表示する。

オペレータは、操作部６５に表示された当該パターンから、第１工作物Ｗ１および第２工作物Ｗ２を組み立てる際に塗布する潤滑剤に着目してその影響を調査する。これにより、通常は潤滑剤の塗布量を一定にして第１工作物Ｗ１および第２工作物Ｗ２を組み立てているが、音の強さを所定の許容値にするためには、図１３の実線で示すように、隙間に応じて潤滑剤の塗布量を変化させる必要があることが判明する。そこで、オペレータは、この第３工作物Ｗ３における第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との隙間と第１工作物Ｗ１および第２工作物Ｗ２を組み立てる際に塗布する潤滑剤の塗布量との関係を操作部６５を操作して記憶部６７に記憶する。

図２の品質異常予測部６４は、組立検査装置４２での第３工作物Ｗ３における第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との隙間の変化を監視し、当該隙間に応じて第１工作物Ｗ１および第２工作物Ｗ２を組み立てる際に塗布する潤滑剤の塗布量を調整する。これにより、組立検査装置４２での第１工作物Ｗ１と第２工作物Ｗ２との相対回転時に発生する音の強さを一定レベル以下に保つことができる。そして、オペレータの操作によって、記憶部６７に記憶された隙間と塗布量との関係等は、次回の品質傾向分析の時に使用される（ステップＳ３，Ｓ４）。また、品質安定化の自動処理にも使用される（ステップＳ５：Ｙｅｓ）。

（４．その他の加工情報および組立情報のパターン例）
第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの寸法精度との関係（図１４Ａ参照）、および第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削の加工回数とそのときの表面粗さとの関係（図１４Ｂ参照）は、両者ともにジグザグ傾向が発生しており、ジグザグ回数を指標にとると非常に高い相関を示すことが分かる。

そこで、加工回数ｍからジグザグ回数がＪ１となった時点で研削盤２１ｂでの第１工作物Ｗ１の外径仕上げ研削工程において第１工作物Ｗ１の治具の緩みや第１工作物Ｗ１のセット不備等が発生したとの注意を促す情報を報知し、加工回数ｍからジグザグ回数がＪ２（＞Ｊ１）となった時点で研削盤２１ｂにおいて上記報知事項に対し所定の処置を促す情報を報知し、もしくは機械停止するようにする。

表面粗さの測定には時間が掛かるが、測定が簡易な寸法精度を監視することにより、第１工作物Ｗ１の研削状態を把握することができる。また、図１４Ｃに示すように、図１４Ａの加工回数ｍ，ｍ＋ｊ１，ｍ＋ｊ２の時点における研削状態を設備状態悪化割合（％）で表示するようにしてもよい。これにより、オペレータは研削状態を視認して把握することができる。

（５．品質分析処理の効果）
従来は、第１加工ライン２において、研削盤２１ａで研削Ａ、例えば外径の粗加工を行った第１工作物Ｗ１の外径を検査装置２２ａで測定し、外径測定値が予め設定された閾値外であれば生産ライン１を停止し、研削異常の原因を調査して復帰作業を行う。一方、外径測定値が閾値内であれば次工程の研削盤２１ｂへ搬送し、研削盤２１ｂで研削Ｂ、例えば外径の仕上げ加工を行った第１工作物Ｗ１の外径を検査装置２２ｂで測定し、外径測定値が予め設定された閾値外であれば生産ライン１を停止し、研削異常の原因を調査して復帰作業を行う。一方、外径測定値が閾値内であれば組立ライン４の組立装置４１へ搬送する。以上のように、従来は現工程で完結させ、次工程へ不具合を流出させない点では優れているが、不具合が発生してからの対応となるため、ライン停止等が必須となり、生産性が低下する。第２加工ライン３および組立ライン４においても同様である。

本実施形態は、多数の加工情報や組立情報を時系列に並べて傾向をパターン分析し、複数のパターンの相関性を判別しているので、第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の品質傾向を分析するうえで最適なパターンを得ることができる。よって、生産ライン１における第１、第２、第３工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の不良品の発生要因を的確且つ迅速に特定することができる。
なお、上述の実施形態では、加工ラインおよび組立ラインを備えた生産ラインについて説明したが、生産に関わるその他のラインを備えた生産ラインについても本発明を同様に適用可能である。

１：生産ライン、 ２：第１加工ライン、 ３：第２加工ライン、 ４：組立ライン、 ５：制御装置、 ６：品質分析装置、 ７：通信ケーブル
２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ：研削盤、 ２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ：検査装置、 ４１：組立装置、 ４２：組立検査装置、 ４３：外観検査装置
６１：生産情報取得部、 ６２：パターン作成部、 ６３：品質傾向分析部、 ６４：品質異常予測部、 ６５：操作部、 ６６：生産条件変更部、 ６７：記憶部

Claims (7)

1. 生産ラインにおける生産物の品質を分析する装置であって、
   前記生産ラインにおける生産情報を取得する生産情報取得部と、
   前記生産情報取得部で取得した前記生産情報のパターンを作成するパターン作成部と、
   前記パターン作成部で作成した複数の前記パターンに基づいて、前記生産物の品質傾向を分析する品質傾向分析部と、
   を備え、
   前記パターン作成部は、前記生産物の品質に直接的に関わるが生産中に情報収集不可能な第一生産情報を含む第一パターン、及び前記生産物の品質に直接的に関わらないが生産中に情報収集可能な第二生産情報を含む第二パターンを作成し、
   前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性を判別し、
   前記パターン作成部は、前記品質傾向分析部で前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性が無いと判別されたとき、前記第一パターン及び前記第二パターンに基づいて、前記第二生産情報を含む第三パターンを作成し、
   前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第三パターンとの相関性を判別して前記生産物の品質傾向を分析する、
   生産ラインにおける生産物の品質分析装置。
2. 前記品質傾向分析部は、前記第一生産情報と第一経時要素との関係を示す前記第一パターン、前記第二生産情報と第二経時要素との関係を示す前記第二パターン、及び前記第一生産情報の閾値に基づいて、前記第一経時要素と相関性を示すように前記第二生産情報を変換した前記第三パターンから前記生産物の品質傾向を分析する、請求項１の生産ラインにおける生産物の品質分析装置。
3. 前記生産ラインは、前記生産物を研削加工するラインであり、
   前記第一パターンは、前記第一生産情報として前記生産物の寸法精度と、前記第一経時要素として加工回数との関係を示すパターンであり、
   前記第二パターンは、前記第二生産情報として研削抵抗値と、前記第二経時要素として加工時間との関係を示すパターンであり、
   前記第三パターンは、前記研削抵抗値の平均値又は前記研削抵抗値を周波数解析したときの周波数のピーク値と、前記加工回数との関係を示すパターンである、請求項２の生産ラインにおける生産物の品質分析装置。
4. 前記品質分析装置は、外部から指令の入力操作が可能な操作部、を備え、
   前記品質傾向分析部は、前記操作部から前記パターンの相関性の判別指令が入力されたとき、当該判別指令に基づいて前記生産物の品質傾向を分析する、請求項１の生産ラインにおける生産物の品質分析装置。
5. 前記品質分析装置は、前記品質傾向分析部で分析した前記生産物の品質傾向に基づいて、前記生産物の品質異常を予測する品質異常予測部、を備える、請求項１−４の何れか一項の生産ラインにおける生産物の品質分析装置。
6. 前記品質分析装置は、前記品質異常予測部で予測した前記生産物の品質異常が所定の品質異常の場合、当該品質異常の抑制が可能な生産条件に変更する生産条件変更部、を備える、請求項５の生産ラインにおける生産物の品質分析装置。
7. 前記パターン作成部は、前記生産ラインにおける異なる工程において、前記生産物の品質に直接的に関わるが生産中に情報収集不可能な第一生産情報を含む第一パターン、及び前記生産物の品質に直接的に関わらないが生産中に情報収集可能な第二生産情報を含む第二パターンを作成し、
   前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性を判別し、
   前記パターン作成部は、前記品質傾向分析部で前記第一パターンと前記第二パターンとの相関性が無いと判別されたとき、前記第一パターン及び前記第二パターンに基づいて、前記第二生産情報を含む第三パターンを作成し、
   前記品質傾向分析部は、前記第一パターンと前記第三パターンとの相関性を判別して前記生産物の品質傾向を分析する、請求項１−６の何れか一項の生産ラインにおける生産物の品質分析装置。

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