JP7293930B2 - 異常検知装置、異常検知方法、および異常検知システム - Google Patents

Description

本発明はエアシリンダにおける異常の有無を検知する異常検知装置等に関する。

駆動することによって各種動作を実行するエアシリンダに対して、異常の有無を検知する異常検知装置が従来技術として知られている。例えば、特許文献１には装置の駆動源がＯＮ／ＯＦＦ切換されてから該装置の稼動状態に応じた検出信号が変化するまでの時間差の、標準データに対する変動量に基づいて該装置の故障を診断するシステムが開示されている。

特開２００２－２９７２３７号公報

しかしながら、上述のような従来技術は故障以外の要因によって装置の駆動源の動作時間が変動することが考慮されていない。例えば、周囲温度が変化した場合における動作時間の変動が考慮されていない。それゆえ、周囲温度の変化による動作時間の変動を、装置の異常と誤判定する可能性がある。

本開示の一態様は前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、周囲温度の変化を考慮してエアシリンダの異常を適切に検知することができる、利便性に優れた異常検知装置等を実現することにある。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本開示の一態様に係る異常検知装置は、ピストンを有するエアシリンダの異常の有無を検知する異常検知装置であって、前記ピストンの押し出しに要する押出時間および引き戻しに要する引戻時間を取得する動作時間取得部と、前記押出時間および前記引戻時間に基づいて、前記エアシリンダの異常の有無を検知する異常検知部と、を備え、前記異常検知部は、前記引戻時間を第１軸とし、前記押出時間を前記第１軸に直交する第２軸とした前記二次元座標に、前記エアシリンダが正常に動作する際の前記押出時間および前記引戻時間を示す正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記正常点とを結ぶ直線上における前記正常点から所定距離内の範囲に、疑似正常点をプロットし、前記正常点および前記疑似正常点を含む正常範囲を設定し、前記動作時間取得部が新たに取得した前記押出時間および前記引戻時間に応じた計測点を、前記正常範囲と比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する。

この構成によれば、異常検知装置はエアシリンダにおける異常を、二次元座標における計測点と、正常範囲との比較により検知することができる。例えば、エアシリンダの周囲温度の変化により、計測点がプロットされると想定される箇所に疑似正常点がプロットされるので、温度変化による計測点の変化（正常な変化）とエアシリンダの異常とを区別して検知することができる。したがって、例えば圧力センサや温度センサ等の追加部材を用いること無く、周囲温度の変化を考慮してエアシリンダの異常の有無を検知することができる、利便性に優れた異常検知装置を実現することができる。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記二次元座標に、前記エアシリンダに第１負荷が加えられた場合の前記正常点である第１正常点と、前記エアシリンダに第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第２正常点とをそれぞれプロットし、前記二次元座標の原点と前記第１正常点とを結ぶ直線上における前記第１正常点から所定距離内の範囲に、第１疑似正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記第２正常点とを結ぶ直線上における前記第２正常点から所定距離内の範囲に、第２疑似正常点をプロットし、前記第１正常点および前記第２疑似正常点を含む第１正常範囲と、前記第２正常点および前記第２疑似正常点を含む第２正常範囲とを設定し、前記計測点を、前記第１正常範囲および前記第２正常範囲とそれぞれ比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する。

この構成によれば、異常検知装置は、負荷の種類が複数存在する場合でも、より簡便かつ適切に、エアシリンダの異常の有無を検知することができる。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記二次元座標に、前記第１正常点を通る、前記第２軸に対して平行な直線と、前記第２正常点を通る、前記第１軸に対して平行な直線との交点を、第３正常点としてプロットし、前記第２正常点を通る、前記第２軸に対して平行な直線と、前記第１正常点を通る、前記第１軸に対して平行な直線との交点を、第４正常点としてプロットし、前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記第２正常点とを結ぶ直線上における前記第４正常点から所定距離内の範囲に、第４疑似正常点をプロットし、前記第３正常点および前記第３疑似正常点を含む第３正常範囲と、前記第４正常点および前記第４疑似正常点を含む第４正常範囲とを設定し、前記計測点を、前記第１正常範囲、前記第２正常範囲、前記第３正常範囲、および前記第４正常範囲とそれぞれ比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する。

この構成によれば、異常検知装置は、押出動作と引戻動作で負荷が異なる場合のデータを推測できる。したがって、押出動作と引戻動作で負荷が異なる場合があっても、より簡便かつ適切に、エアシリンダの異常の有無を検知することができる。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記二次元座標に、押出時に前記エアシリンダに前記第１負荷が加えられかつ引戻時に前記エアシリンダに前記第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第３正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第３正常点、前記第１疑似正常点、前記第２疑似正常点、および前記第３疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎおよび最大距離ｒ_ｍａｘをそれぞれ算出し、前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第３正常点、前記第１疑似正常点、前記第２疑似正常点、および前記第３疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎおよび最大角度θ_ｍａｘをそれぞれ算出し、前記二次元座標における、前記最小距離ｒ_ｍｉｎ、最大距離ｒ_ｍａｘ、前記最小角度θ_ｍｉｎおよび前記最大角度θ_ｍａｘによって規定される範囲を、前記正常範囲として設定する。

前記の構成によれば、異常検知装置は、負荷の種類が複数あっても、全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲を簡便に設定することができる。したがって、さらに簡便かつ適切にエアシリンダの異常の有無を検知することができる。特に、正常範囲は、正常に動作するエアシリンダに加えられる負荷の範囲が、第１負荷から第２負荷の間の任意の負荷である場合を全て含んでいるので、試験時にエアリシンダに加える負荷が様々にばらつく場合であっても、計測点を正常範囲と比較することによって、エアシリンダの異常の有無を検知することができる。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記二次元座標を極座標とした場合の、第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）、第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）、および第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）を頂点とする図形の内部を、前記正常範囲をとして設定する。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記第１点および前記第２点を通る第１劣弧、前記第３点および前記第４点を通る第２劣弧、前記第１点と前記第３点とを結ぶ第１線分、ならびに前記第３点と前記第４点とを結ぶ第２線分を有する扇形図形の内部を、前記正常範囲として設定する。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記二次元座標に、押出時に前記エアシリンダに前記第１負荷が加えられかつ引戻時に前記エアシリンダに前記第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第３正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、前記異常検知部は、前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎおよび最大距離ｒ_ｍａｘをそれぞれ算出し、前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎおよび最大角度θ_ｍａｘをそれぞれ算出し、前記第３疑似正常点のうち、前記二次元座標の原点との距離がｒ_ｍａｘを超える前記第３疑似正常点があれば、当該第３疑似正常点、前記二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）および第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）をそれぞれ結ぶ超過側線分を、前記二次元座標にプロットし、前記二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第１劣弧、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）と第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２劣弧、第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）とを結ぶ第１線分、第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）と第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２線分、および前記超過側線分がなす外形図形によって規定される範囲を、前記正常範囲として設定する。

前記の構成によれば、異常検知装置６は、負荷の種類が複数あっても、全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲２３４を簡便に設定することができる。したがって、さらに簡便かつ適切にエアシリンダの異常の有無を検知することができる。特に、上述した例に比べて正常範囲をより狭めることができるので、本来であれば異常と判定すべき箇所が正常範囲に含まれる可能性をより小さくすることができる。結果、エアシリンダの異常の有無をより正確に検知できるようになる。

前記一態様に係る異常検知装置において、前記異常検知部は、前記二次元座標に、押出時に前記エアシリンダに前記第１負荷が加えられかつ引戻時に前記エアシリンダに前記第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第３正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎ１および最大距離ｒ_ｍａｘ１をそれぞれ算出し、前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎ１および最大角度θ_ｍａｘ１をそれぞれ算出し、前記二次元座標の原点と、前記第３正常点および前記第３疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎ２および最大距離ｒ_ｍａｘ２をそれぞれ算出し、前記二次元座標の原点と、前記第３正常点および前記第３疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎ２および最大角度θ_ｍａｘ２をそれぞれ算出し、前記二次元座標における、前記最小距離ｒ_ｍｉｎ１、前記最大距離ｒ_ｍａｘ１、前記最小角度θ_ｍｉｎ１および前記最大角度θ_ｍａｘ１によって規定される第１範囲と、前記最小距離ｒ_ｍｉｎ２、前記最大距離ｒ_ｍａｘ２、前記最小角度θ_ｍｉｎ２および前記最大角度θ_ｍａｘ２によって規定される第２範囲とを含む範囲を、前記正常範囲として設定する。

前記の構成によれば、異常検知装置は、負荷の種類が複数あっても、全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲を簡便に設定することができる。したがって、さらに簡便かつ適切にエアシリンダの異常の有無を検知することができる。特に、上述した例に比べると、正常範囲をより狭めることができるので、本来であれば異常と判定すべき箇所が正常範囲に含まれる可能性をなお一層小さくすることができる。結果、エアシリンダの異常の有無をなお一層正確に検知できるようになる。

本開示の一態様に係る異常検知システムは、前記一態様に係る異常検知装置と、ピストンを有する１つ以上のエアシリンダと、前記１つ以上のエアシリンダに供給する気体を制御する電磁弁と、前記電磁弁の開閉を制御する制御装置と、を備える。

本開示の一態様に係る異常検知方法は、ピストンを有するエアシリンダの異常の有無を検知する異常検知方法であって、前記ピストンの押し出しに要する押出時間および引き戻しに要する引戻時間を取得する動作時間取得ステップと、前記押出時間および前記引戻時間に基づいて、前記エアシリンダの異常の有無を検知する異常検知ステップと、を含み、前記異常検知ステップでは、前記引戻時間を第１軸とし、前記押出時間を前記第１軸に直交する第２軸とした前記二次元座標に、前記エアシリンダが正常に動作する際の前記押出時間および前記引戻時間を示す正常点をプロットし、前記二次元座標の原点と前記正常点とを結ぶ直線上における前記正常点から所定距離内の範囲に、疑似正常点をプロットし、前記正常点および前記疑似正常点を含む正常範囲を設定し、前記動作時間取得ステップにて新たに取得した前記押出時間および前記引戻時間に応じた計測点を、前記正常範囲と比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する。

本開示の一態様によれば、周囲温度の変化を考慮してエアシリンダの異常を適切に検知することができる、利便性に優れた異常検知装置等を実現することができる。

本開示の一態様に係る異常検知システムの要部構成の概要を示すブロック図である。 本開示の一態様に係るエアシリンダの概要を示す模式図である。 本開示の一態様に係るエアシリンダにおける押出時間および引戻時間の定義を示す模式図である。 本開示の一態様に係るエアシリンダにおいて、水平動作の場合の押出工程におけるパッキン異常の例を示す模式図である。 本開示の一態様に係るエアシリンダにおいて、水平動作の場合の引戻工程におけるパッキン異常の例を示す模式図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、エアシリンダの周囲温度が１０℃から４０℃に変化した場合の押出時間および引戻時間の変化を示すグラフである。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、エアシリンダの周囲温度が変化した場合の押出時間および引戻時間を示す正常点の変化を示すグラフである。 本開示の一態様に係る異常検知システムのエアシリンダにおいて、垂直押上動作を行う際の模式図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置によるエアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知システムのエアシリンダにおいて、複数種の負荷が存在する場合の垂直押上動作を行う際の模式図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、複数種の負荷が存在する場合のエアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知システムのエアシリンダにおいて、押出時と引戻時とで負荷が異なる垂直押上動作を行う際の模式図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、押出時と引戻時とで負荷が異なる場合を含む複数種の負荷について、垂直押上動作を行うエアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知システムのエアシリンダにおいて、押出時と引戻時とで負荷が異なる水平動作を行う際の模式図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、押出時と引戻時とで負荷が異なる場合を含む複数種の負荷について、水平動作を行うエアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲を設定し、エアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、全正常点および全疑似正常点を包含する別の正常範囲を設定し、エアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置において、ラベルの種類ごとに、正常点から正常範囲を設定し、エアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。 本開示の一態様に係る異常検知装置が実行する初期設定処理の一例を示すフローチャートである。 本開示の一態様に係る異常検知装置が実行する監視処理の一例を示すフローチャートである。

§１ 構成例
〔異常検知システムの構成〕
図１は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００の要部構成の概要を示すブロック図である。図１の例では、異常検知システム１００は、コンプレッサ１、レギュレータ２、排出口３、マニホールド４、エアシリンダ５、異常検知装置６、および表示装置７を備えている。なお、図１において実線はデータの流れを示し、点線は気体の流れを示している。

異常検知システム１００は、気体の流入出によって駆動する１つ以上のエアシリンダ５の少なくともいずれかの異常の有無を異常検知装置６にて検知するシステムである。異常検知装置６は、エアシリンダ５の異常を検知すると、表示装置７を用いてユーザに該異常を通知する。エアシリンダ５には、コンプレッサ１によって加圧され、レギュレータ２によって圧力が調整された気体が、マニホールド４に設けられた電磁弁の開閉に伴って供給される。また、エアシリンダ５からは電磁弁の開閉に伴って、不要となった気体が排出口３より排出される。マニホールド４における電磁弁の開閉は異常検知装置６によって制御されるため、異常検知装置６は１つ以上のエアシリンダ５における駆動を制御する制御装置としても機能する。

コンプレッサ１は、気体を加圧してレギュレータ２に供給することができる。レギュレータ２は、コンプレッサ１から供給された気体の圧力を所望の値に調整した後、マニホールド４に供給することができる調整器である。排出口３は、エアシリンダ５の内部の圧力を調整するために不要となった気体をマニホールド４を介して受け付け、外部に排出することができる。

マニホールド４は、異常検知装置６の制御にしたがって開閉することが可能な１つ以上の電磁弁を備えた流路である。マニホールド４は、異常検知装置６の制御部６１から電磁弁の開閉指示を受け付けると、対応する電磁弁を開閉させ、開閉させた電磁弁と連通するエアシリンダ５のシリンダ５３との間で気体を流入出させることができる。マニホールド４には１つ以上のエアシリンダ５が接続されてもよく、異常検知装置６からの指示にしたがって、特定のエアシリンダ５と連通する特定の電磁弁を開閉してもよい。

エアシリンダ５は、センサ５１およびシリンダ５３を備えており、シリンダ５３は、ピストン５３１、ロッド５３３、ピストンパッキン５３５、およびロッドパッキン５３７を備えている。エアシリンダ５は、マニホールド４との間で気体を流入出させることでシリンダ５３の内部に配されたピストン５３１を摺動させることができる。エアシリンダ５は、ピストン５３１に一端が接続されたロッド５３３の他端に図示しない各種機構を接続してもよく、ピストン５３１の摺動に応じて該機構を動作させてもよい。

センサ５１は、シリンダ５３の内部においてピストン５３１が後述する引戻終端位置または押出終端位置に位置することを検知すると、異常検知装置６に通知することができる。センサ５１は、例えばピストン５３１の位置をスイッチのＯＮ／ＯＦＦで示すリミットスイッチであってもよい。

シリンダ５３は、エアシリンダ５の内部に円筒状に形成された内壁面を有するように形成されており、両端の近傍には気体が流入出するためのポートが設けられている。シリンダ５３は、マニホールド４における電磁弁の開閉に伴ってポートから気体を流入出させることにより、内部の気体圧力を調整することができる。シリンダ５３の一端は閉塞されており、他端はロッド５３３がシリンダ５３を貫通できるようにロッド５３３の大きさに応じた穴が設けられている。

ピストン５３１は、シリンダ５３の内部を摺動可能に配置された栓状の部材であり、ピストン５３１の一端側にはロッド５３３が接続されている。シリンダ５３の内部においてピストン５３１は、該ピストン５３１を挟んで対向するシリンダ５３の内部領域における気体圧力の差に応じてシリンダ５３の内部を摺動する。

ロッド５３３は、一端がピストン５３１の一端側に接続された棒状の部材であり、ピストン５３１の摺動に合わせて移動することができる。ロッド５３３はシリンダ５３の一端に設けられた穴を貫通するように配置されており、ピストン５３１の摺動に合わせてシリンダ５３の端部から突き出る量が変化する。

ピストンパッキン５３５は、ピストン５３１を挟んで対向するシリンダ５３の内部領域の間で気体が移動することを防止するためにピストン５３１に固定されたパッキンである。ピストンパッキン５３５は、例えばゴムや樹脂等によって形成されたＯリングであってもよい。

ロッドパッキン５３７は、シリンダ５３の一端に設けられた、ロッド５３３の大きさに応じた穴とロッド５３３との間の隙間から気体が外部に移動することを防止するためにシリンダ５３の一端に固定されたパッキンである。ピストンパッキン５３５と同様に、ロッドパッキン５３７は、例えばゴムや樹脂等によって形成されたＯリングであってもよい。

異常検知装置６は、ピストン５３１を有するエアシリンダ５の異常の有無を検知する装置であり、制御部６１を備えている。制御部６１は、動作時間取得部６１１、正常点設定部６１３、異常検知部６１５、および異常通知部６１７を備えている。

制御部６１は、異常検知装置６の各部を統括して制御する。制御部６１は、マニホールド４に対して電磁弁の開閉指示を送信し、マニホールド４が有する特定の電磁弁を開閉させることができる。制御部６１は、センサ５１からピストン５３１が後述する引戻終端位置または押出終端位置に位置することに関する通知を受け付けることができる。

動作時間取得部６１１は、制御部６１がセンサ５１から受信した通知に基づいて、エアシリンダ５のシリンダ５３におけるピストン５３１の押し出しに要する押出時間および引き戻しに要する引戻時間を含む、ピストン５３１の動作時間を取得することができる。より具体的には、動作時間取得部６１１は、後述する引戻終端位置にあるピストン５３１が、後述する押出終端位置まで移動するまでに要した時間を押出時間として取得する。また、押出終端位置にあるピストン５３１が引戻終端位置まで移動するまでに要した時間を引戻時間として取得する。動作時間取得部６１１は、取得した押出時間および引戻時間について、正常点を設定する場合は正常点設定部６１３に送信し、それ以外の場合は異常検知部６１５に送信する。

正常点設定部６１３は、異常検知部６１５がエアシリンダ５の異常の有無を検知するために用いる、押出時間を横軸（第１軸）とし、引戻時間を縦軸（第２軸）とした二次元座標における正常点および疑似正常点の座標を設定（再設定）することができる。横軸と縦軸は直交している。ここで、正常点は、計測された押出時間および引戻時間に応じて二次元座標の上にプロットされた点であり、疑似正常点は、正常点に基づき二次元座標の上に追加プロットされた点である。正常点および疑似正常点の詳細については後述する。

異常検知部６１５は、動作時間取得部６１１が取得した、エアシリンダ５のシリンダ５３の内部におけるピストン５３１の押出時間および引戻時間に基づいて、エアシリンダ５における異常の有無を検知する。異常通知部６１７は、エアシリンダ５に異常が発生したことを検知した場合、該異常を異常通知部６１７に通知することができる。異常検知部６１５による異常検知の具体例については後述する。

異常通知部６１７は、異常検知部６１５においてエアシリンダ５に異常が発生したことが検知されると、異常検知部６１５から受信した通知にしたがって表示装置７に対して異常に関する情報を送信することができる。異常通知部６１７は、例えばエアシリンダ５において動作時間が変動した場合や、異常検知部６１５においてパッキン異常が検知された場合に異常に関する情報を送信する。

表示装置７は、異常検知装置６と通信可能に接続されたディスプレイである。表示装置７は、異常通知部６１７から異常に関する情報を受信すると、受信した情報を映像として表示することができる。表示装置７は、異常検知装置６と別の装置であってもよいし、異常検知装置６と一体に形成されてもよい。

〔エアシリンダの概要〕
図２は、本開示の一態様に係るエアシリンダの概要を示す模式図である。

図２の例では、エアシリンダ５には円筒状のシリンダ５３が形成されており、シリンダ５３の両端部は図示しないポートを介してマニホールド４との間で気体を流入出できるようになっている。エアシリンダ５の内部にはピストンパッキン５３５を備えたピストン５３１が摺動可能に設けられており、ピストン５３１の一端側にはロッド５３３の端部が接続されている。ロッド５３３は一端がシリンダ５３の端部に設けられた穴を貫通しており、穴の周囲にはロッドパッキン５３７が固定されている。図示の例ではシリンダ５３とは別の封止部材によってシリンダ５３の一端が閉塞されており、ロッド５３３は封止部材に設けられた穴を貫通するようになっている。しかしながら、シリンダ５３の一端を閉塞し、ロッド５３３が穴を貫通するのであれば封止部材を用いなくてもよい。

図示の例において、シリンダ５３の端部付近には２つのセンサ５１が設けられている。ここで、ピストン５３１によって区画されたシリンダ５３の内部領域のうち、ロッド５３３が存在しない領域を引戻領域とし、ロッド５３３が存在する領域を押出領域とする。そして、引戻領域の圧力が押出領域の圧力未満となってピストン５３１が引戻領域を圧縮するように移動する工程を引戻工程とし、引戻領域の圧力が押出領域の圧力より大きくなってピストン５３１が押出領域を圧縮するように移動する工程を押出工程とする。すなわち、引戻工程においてロッド５３３はシリンダ５３の内部に引き戻され、押出工程においてロッド５３３はシリンダ５３の外部に押し出される。

引戻工程において、ピストン５３１が引戻領域を限界まで圧縮したときの該ピストン５３１の位置を引戻終端位置とし、押出工程において、ピストン５３１が押出領域を限界まで圧縮したときの該ピストン５３１の位置を押出終端位置とする。センサ５１は、ピストン５３１が引戻終端位置または押出終端位置に位置するときは、その旨を外部に通知する。

〔押出時間および引戻時間の定義〕
図３は、本開示の一態様に係るエアシリンダにおける押出時間および引戻時間の定義を示す模式図である。図示の例において、「シリンダ動作」の「出端」および「戻端」は押出工程および引戻工程の終了をそれぞれ示している。「入力」の「Ｅｎａｂｌｅ」、「押出」、および「引戻」は、ロッド５３３の端部に接続された各種機構について、「利用可能であるか否か」、「ロッド５３３の押出によって駆動中であるか否か」、および「ロッド５３３の引戻によって駆動中であるか否か」をそれぞれ示している。「押出終端位置」および「引戻終端位置」は、ピストン５３１が押出終端位置に位置するか否か、および引戻終端位置に位置するか否かをそれぞれ示している。

異常検知システム１００では、ピストン５３１が引戻終端位置にある状態から異常検知装置６がマニホールド４を制御して押出工程を開始させて該ピストン５３１を押出終端位置まで移動させた後、今度はマニホールド４を制御して引戻工程を開始させ、該ピストン５３１を引戻終端位置まで移動させるまでに要した動作時間を１フレームとしている。また、１フレームのうち、引戻終端位置にあるピストン５３１が押出終端位置まで移動するまでに要した時間を押出時間とし、押出終端位置にあるピストン５３１が引戻終端位置まで移動するまでに要した時間を引戻時間とする。

〔パッキン異常の具体例〕
図４は、本開示の一態様に係るエアシリンダにおいて、水平動作の場合の押出工程におけるパッキン異常の例を示す模式図である。押出工程ではシリンダ５３の引戻領域内の気体の圧力を増大させることによって、ピストン５３１が押出領域を圧縮するように摺動し、結果として押出領域内の気体の圧力が増大する。このとき、ピストンパッキン５３５が経年劣化等の理由によって引戻領域と押出領域との間における気体の移動を防止できない状態であれば、押出領域内の気体の一部は引戻領域に漏出する。同様に、ロッドパッキン５３７が押出領域と外部との間における気体の移動を防止できない状態であれば、押出領域内の気体の一部は外部に漏出する。すなわち、ピストンパッキン５３５またはロッドパッキン５３７のいずれかに異常が発生している場合、押出工程において押出領域を圧縮するピストン５３１に反発する、押出領域内の気体の一部が漏出するので押出時間が短縮される。

図５は、本開示の一態様に係るエアシリンダにおいて、水平動作の場合の引戻工程におけるパッキン異常の例を示す模式図である。引戻工程ではシリンダ５３の押出領域内の気体の圧力を増大させることによって、ピストン５３１が引戻領域を圧縮するように摺動し、結果として引戻領域内の気体の圧力が増大する。このとき、ピストンパッキン５３５が引戻領域と押出領域との間における気体の移動を防止できない状態であれば、押出領域内の気体の一部は引戻領域に漏出する。同様に、ロッドパッキン５３７が押出領域と外部との間における気体の移動を防止できない状態であれば、押出領域内の気体の一部は外部に漏出する。すなわち、ピストンパッキン５３５またはロッドパッキン５３７のいずれかに異常が発生している場合、引戻工程において引戻領域を圧縮するピストン５３１を押す、押出領域内の気体の一部が漏出するので引戻時間が延長される。

本開示の一態様に係るエアシリンダにおいて、ワークＷによる高い負荷が存在する垂直押上動作の場合（図８で後述する）、押出工程では、引戻方向の力が大きくなり、押出推力が低下する。このとき、ピストンパッキン５３５に異常があれば、引戻領域内の気体の圧力による押し出す力が低下するため、高い負荷による影響が顕著に現れ、押出時間が延長される。また、ロッドパッキン５３７に異常があれば、押出領域内の気体の一部が外部に漏出するため、ピストン５３１に反発する力が小さくなり、押出時間が短縮される。

引戻工程では、ピストンパッキン５３５に異常があれば、引戻領域を圧縮するピストン５３１を押す、押出領域内の気体の一部が漏出するので、引戻時間が延長されるが、ワークＷによる負荷が高いほど、ワークＷの負荷による引戻推力が存在するため、引戻時間延長への影響は小さくなる。また、ロッドパッキン５３７に異常があれば、押出領域内の気体の一部が外部に漏出するため、押出領域内の気体がピストン５３１を押す力が小さくなり、引戻時間が延長される。

また、本開示の一態様に係るエアシリンダにおいて、低い負荷が存在する垂直押上動作の場合、ピストンパッキン５３５またはロッドパッキン５３７のいずれかに異常があれば、押出工程では、押出領域を圧縮するピストン５３１に反発する、押出領域内の気体の一部が漏出するので、押出時間が短縮される。また、引戻工程では、引戻領域を圧縮するピストン５３１を押す、押出領域内の気体の一部が漏出するので、引戻時間が延長される。

〔周囲温度変化による押出時間および引戻時間の変化〕
図６は、本開示の一態様に係る異常検知装置６において、エアシリンダ５の周囲温度が１０℃から４０℃に変化した場合の押出時間および引戻時間の変化を示すグラフの一例である。図示の例では、図３で説明したフレームの実行回数（ピストン５３１の往復回数）を横軸とし、縦軸では押出時間および引戻時間をまとめて動作時間としている。

図６に示すように、フレームの実行回数の増大とともに、押出時間および引戻時間が共に短縮している。これは、エアシリンダ５の周囲温度が１０℃から４０℃にまで上昇することに合わせてシリンダ５３に新たに流入する気体の圧力が上昇することによる。押出領域および引戻領域における気体の圧力が上昇すると、ピストン５３１を移動させる力が増大するので、押出時間および引戻時間は共に短縮される。

図７は、本開示の一態様に係る異常検知装置において、エアシリンダの周囲温度が変化した場合の押出時間および引戻時間を示す正常点の変化を示すグラフである。横軸に押出時間、縦軸に引戻時間を設定した二次元座標において、エアシリンダ５の周囲温度が上昇するほど、正常点は原点方向へと直線的に移動する。

〔二次元座標を用いた異常検知〕
＜疑似正常点の追加＞
図８は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００のエアシリンダ５において、垂直押上動作を行う際の模式図である。本例では、異常検知システム１００は、押出時および引戻時の両方において、ワークＷによる負荷が加えられるエアシリンダ５について、異常の有無を検知する。

図９は、本開示の一態様に係る異常検知装置６によるエアシリンダ５の異常の有無を検知する手法を説明する図である。図９の１０１０～１０３０は、いずれも、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標を示している。図９の例に示すように、本構成例において、異常検知装置６の異常検知部６１５は、二次元座標を用いてエアシリンダ５の異常の有無を検知する。

本例では、動作時間取得部６１１は、まず、押出時および引戻時の両方において、ワークＷによる高負荷が加えられるエアシリンダ５が正常に動作する際に、エアシリンダ５の押出時間および引戻時間を計測する。図９の１０１０に示すように、正常点設定部６１３は、このようにして計測された押出時間および引戻時間に基づく正常点１０１を、二次元座標にプロットする。エアシリンダ５が正常に動作する条件として、限定するものでは無いが、例えば、検品終了後のエアシリンダ５の動作開始から一定回数以内であることが挙げられる。プロットされる正常点１０１は複数あってもよく、図９の例では、４点プロットされている。

図９の１０２０に示すように、正常点設定部６１３は、次に、二次元座標において、原点Ｏと正常点１０１とを結ぶ直線上における正常点１０１から所定距離の範囲内に、複数の疑似正常点１１１をプロットする。疑似正常点１１１のプロットは、例えば、図７に示したような動作時間の温度依存性を考慮することを想定したものであってもよい。具体的には、図９の例において、「温度 高」および「温度 低」は正常点１０１がエアシリンダ５の周囲温度の変化に応じて移動する方向を示している。すなわち、正常点１０１は二次元座標において「温度 高」および「温度 低」を通る所定の温度直線上を、エアシリンダ５の周囲温度の変動に応じて移動する。温度直線は、周囲温度に起因する正常点１０１の変化を示す直線である。温度が高くなれば、押出時間および引戻時間は短縮され、温度が低くなれば、押出時間および引戻時間は延長される。

正常点設定部６１３は、１つの正常点１０１に対して、少なくとも１つの疑似正常点１１１をプロットする。図９の例では、１つの正常点１０１に対して４つの疑似正常点１１１をプロットする。そのため、４つの正常点１０１に対して、合計１６個の疑似正常点１１１がプロットされている。疑似正常点１１１がプロットされる範囲を規定する所定距離は、限定するものでは無いが、例えば、原点Ｏから正常点１０１までの距離を１００％とした場合、正常点１０１から原点Ｏに向かう正方向に１５％の距離、および正方向と反対の負方向に１５％の距離であればよい。上記の所定距離は、正常点１０１を２５℃で計測した場合を基準として、周囲温度が４０℃および１０℃に変化するときをそれぞれ想定している。

図９の１０３０に示すように、異常検知部６１５は、二次元座標において、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点１２１を、正常点１０１および疑似正常点１１１を含む正常範囲と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。例えば、二次元座標上で正常点１０１および疑似正常点１１１のデータ密度の分布を算出し、計測点１２１におけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。異常検知部６１５は、例えば、計測点１２１におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点１２１は正常範囲に含まれるので、エアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点１２１におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点１２１は正常範囲に含まれないので、エアシリンダ５に異常があることを検知する。異常検知部６１５は、公知の外れ値検知の手法を用いても良い。例えば、正常範囲におけるデータ密度の分布中心と、計測点との距離に応じて、異常の有無を検出する。この場合、例えば、計測点が、正常範囲におけるデータ密度の分布中心から、データ密度の標準偏差の２～３倍以上離れている場合、エアシリンダ５に異常があることを検知すればよい。図９の１０３０の例では、計測点１２１のプロット位置が、正常範囲から外れているので、異常検知部６１５は、エアシリンダ５に異常があることを検知する。

（本例による主要な作用効果）
上記の構成によれば、異常検知装置６は、エアシリンダ５における異常を、二次元座標における計測点と、正常範囲との比較により検知することができる。例えば、エアシリンダ５の周囲温度の変化により、計測点がプロットされると想定される箇所に疑似正常点１１１がプロットされるので、温度変化による計測点の変化（正常な変化）とエアシリンダ５の異常とを区別して検知することができる。したがって、例えば圧力センサや温度センサ等の追加部材を用いること無く、周囲温度の変化を考慮してエアシリンダ５の異常の有無を検知することができる、利便性に優れた異常検知装置６を実現することができる。

＜複数の負荷が存在する場合の疑似正常点追加＞
図１０は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００のエアシリンダ５において、複数種の負荷が存在する場合の垂直押上動作を行う際の模式図である。本例では、異常検知システム１００は、図１０の１１１０に示すように、押出時および引戻時の両方において、ワークＷによる負荷が加えられる高負荷（第１負荷）の場合、ならびに図１０の１１２０に示すように、押出時および引戻時の両方において、ワークＷによる負荷が加えられない低負荷（第２負荷）の場合のエアシリンダ５について、異常の有無を検知する。

図１１は、本開示の一態様に係る異常検知装置において、複数種の負荷が存在する場合のエアシリンダの異常の有無を検知する手法を説明する図である。図１１の１２１０～１２３０は、いずれも、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標を示している。図１１の例に示すように、本構成例において、異常検知装置６の異常検知部６１５は、二次元座標を用いてエアシリンダ５の異常の有無を検知する。なお、説明の便宜上、図９にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

本例では、動作時間取得部６１１は、まず、押出時および引戻時の両方において高負荷（第１負荷）が加えられるエアシリンダ５が正常に動作する際に、エアシリンダ５の押出時間および引戻時間を計測する。図１１の１２１０に示すように、正常点設定部６１３は、このようにして計測された押出時間および引戻時間に基づく高負荷正常点（第１正常点）１０１を、二次元座標にプロットする。

動作時間取得部６１１は、さらに、押出時および引戻時の両方において低負荷（第２負荷）が加えられるエアシリンダ５が正常に動作する際に、エアシリンダ５の押出時間および引戻時間を計測する。第２負荷は、第１負荷と異なる重さの負荷であればよく、図１１では第１負荷よりも軽い負荷であるため、本例のエアシリンダ５の垂直押上動作では、押出時間が短縮され、引戻時間が延長される。図１１の１２１０に示すように、正常点設定部６１３は、このようにして計測された押出時間および引戻時間に基づく低負荷正常点（第２正常点）１０２を、二次元座標にプロットする。プロットされる高負荷正常点１０１および低負荷正常点１０２は複数あってもよく、図１１の例では、それぞれ４点プロットされている。

図１１の１２２０に示すように、正常点設定部６１３は、次に、二次元座標において、原点Ｏと高負荷正常点１０１とを結ぶ直線上における高負荷正常点１０１から所定距離の範囲内に、高負荷疑似正常点（第１疑似正常点）１１１をプロットする。また、正常点設定部６１３は、二次元座標において、原点Ｏと低負荷正常点１０２とを結ぶ直線上における低負荷正常点１０２から所定距離の範囲内に、低負荷疑似正常点１１２をプロットする。

正常点設定部６１３は、１つの高負荷正常点１０１に対して、少なくとも１つの高負荷疑似正常点１１１をプロットする。図１１の例では、１つの高負荷正常点１０１に対して４つの高負荷疑似正常点１１１をプロットする。そのため、４つの高負荷正常点１１１に対して、合計１６個の高負荷疑似正常点１１１がプロットされている。

また、正常点設定部６１３は、１つの低負荷正常点１０２に対して、少なくとも１つの低負荷疑似正常点（第２疑似正常点）１１２をプロットする。図１１の例では、１つの低負荷正常点１０２に対して４つの低負荷疑似正常点１１２をプロットする。そのため、４つの低負荷正常点１０２に対して、合計１６個の低負荷疑似正常点１１２がプロットされている。

高負荷疑似正常点１１１および低負荷疑似正常点１１２がプロットされる範囲を規定する所定距離は、限定するものでは無いが、例えば、原点Ｏから高負荷正常点１０１までの距離および原点Ｏから低負荷正常点１０２までの距離を１００％とした場合、高負荷正常点１０１および低負荷正常点１０２から原点Ｏに向かう正方向に１５％の距離、および正方向と反対の負方向に１５％の距離であればよい。

図１１の１２３０に示すように、異常検知部６１５は、二次元座標において、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点１２１および１２２を、高負荷正常点１０１および高負荷疑似正常点１１１を含む高負荷正常範囲（第１正常範囲）ならびに低負荷正常点１０２および低負荷疑似正常点１１２を含む低負荷正常範囲（第２正常範囲）と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。計測点１２１は、押出時および引戻時の両方において高負荷が加えられるエアシリンダ５が動作する際に新たに計測された押出時間および引戻時間に応じた点である。計測点１２２は、押出動作および引戻動作の両方において低負荷が加えられるエアシリンダ５が動作する際に新たに計測された押出時間および引戻時間に応じた点である。

異常検知部６１５は、例えば、二次元座標上で高負荷正常点１０１および高負荷疑似正常点１１１のデータ密度の分布を算出し、低負荷正常点１０２および低負荷疑似正常点１１２のデータ密度の分布を算出してもよい。そして、計測点１２１および１２２のそれぞれにおけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。

異常検知部６１５は、例えば、計測点１２１におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点１２１は正常範囲に含まれるので、高負荷が加えられる場合のエアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点１２１におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点１２１は正常範囲に含まれないので、高負荷が加えられる場合のエアシリンダ５に異常があることを検知する。図１１の１０８０の例では、計測点１２１のプロット位置が、正常範囲から外れているので、異常検知部６１５は、高負荷が加えられる場合のエアシリンダ５に異常があることを検知する。

異常検知部６１５は、例えば、計測点１２２におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点１２２は正常範囲に含まれるので、低負荷が加えられる場合のエアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点１２２におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点１２２は正常範囲に含まれないので、低負荷が加えられる場合のエアシリンダ５に異常があることを検知する。図１１の１０８０の例では、計測点１２２のプロット位置が、正常範囲から外れているので、異常検知部６１５は、低負荷が加えられる場合のエアシリンダ５に異常があることを検知する。

（本例による主要な作用効果）
上記の構成によれば、異常検知装置６は、負荷の種類が複数存在する場合でも、より簡便かつ適切に、エアシリンダの異常の有無を検知することができる。

＜未取得負荷パターンの推測正常点追加＞
１．垂直押上動作
図１２は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００のエアシリンダ５において、押出時と引戻時とで負荷が異なる垂直押上動作を行う際の模式図である。本例では、異常検知システム１００は、図１２の１３１０に示すように、押出時にはエアシリンダ５にワークＷによる負荷が加えられる、図１２の１３２０に示すように引戻時にはエアシリンダ５にワークＷによる負荷が加えられない場合に、エアシリンダ５の異常を検知する。

本開示の一例では、押出時および引戻時の両方で高負荷（第１負荷）が加えられている場合の正常点、ならびに押出時および引戻時の両方で低負荷（第２負荷）が加えられている場合の正常点のデータから、押出時および引戻時の一方のみで高負荷が加えられ、他方では低負荷が加えられている場合の正常点を推測する。そして、推測された正常点についても、疑似正常点を追加することで、押出時および引戻時の負荷が異なる場合の押出時間および引戻時間については正常点プロットのための事前の計測を行うこと無く、押出時および引戻時の負荷が異なる場合のエアシリンダ５の異常の有無を高精度で検知することができる。

図１３は、本開示の一態様に係る異常検知装置６において、押出時と引戻時とで負荷が異なる場合を含む複数種の負荷について、垂直押上動作を行うエアシリンダ５の異常の有無を検知する手法を説明する図である。図１３の１４１０～１４４０は、いずれも、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標を示している。図１３の例に示すように、本構成例において、異常検知装置６の異常検知部６１５は、二次元座標を用いてエアシリンダ５の異常の有無を検知する。

図１３の１４１０に示すように、正常点設定部６１３は、まず、押出時および引戻時の両方で高負荷が加えられている場合において、エアシリンダ５が正常に動作する際に計測された押出時間および引戻時間に基づく高負荷正常点（第１正常点）１０１を、二次元座標にプロットする。また、押出時および引戻時の両方で低負荷が加えられている場合において、エアシリンダ５が正常に動作する際に計測された押出時間および引戻時間に基づく低負荷正常点（第２正常点）１０２を、二次元座標にプロットする。プロットされる高負荷正常点１０１および低負荷正常点１０２は複数あってもよく、図１３の例では、それぞれ４点プロットされている。

図１３の１４２０および１４３０に示すように、正常点設定部６１３は、次に、高負荷正常点１０１を通る、縦軸に対して平行な直線と、低負荷正常点１０２を通る、横軸に対して平行な直線との交点を、高→低正常点（第３正常点）１０３としてプロットする。これは、エアシリンダ５の押出動作時は高負荷であり、引戻動作時は低負荷である場合に相当する。図１３の１４１０に示す二次元座標では、高→低正常点１０３は、図示上の便宜のため高→低正常点を１点のみプロットしている。実際には、４つの高負荷正常点および４つの低負荷正常点についてそれぞれ高→低正常点１０３をプロットできるため、図１３の１４３０に示すように、合計１６個の高→低正常点１０３を二次元座標にプロットできる。

図１３の１４３０に示すように、正常点設定部６１３は、次に、低負荷正常点１０２を通る、縦軸に対して平行な直線と、高負荷正常点１０１を通る、横軸に対して平行な直線との交点を、低→高正常点（第４正常点）１０４としてプロットする。これは、エアシリンダ５の押出動作時は低負荷であり、引戻動作時は高負荷である場合に相当する。高→低正常点１０３と同様に、４つの高負荷正常点および４つの低負荷正常点から、合計１６個の低→高正常点１０４をプロットできる。

図１３の１４４０に示すように、正常点設定部６１３は、このようにして得られた高負荷正常点１０１、低負荷正常点１０２、高→低正常点１０３、および低→高正常点１０４のそれぞれについて、図９と同様に、疑似正常点を追加する。具体的には、二次元座標において、原点Ｏと高負荷正常点１０１、低負荷正常点１０２、高→低正常点１０３および低→高正常点１０４とをそれぞれ結ぶ直線上における高負荷正常点１０１、低負荷正常点１０２、高→低正常点１０３および低→高正常点１０４から所定距離の範囲内に、複数の高負荷疑似正常点（第１疑似正常点）、低負荷疑似正常点（第２疑似正常点）、高→低疑似正常点（第３疑似正常点）および低→高疑似正常点（第４疑似正常点）をプロットする。図１３では、図示の都合上、各疑似正常点は両方向矢印の範囲内にあるとして示す。

図１３の１４４０に模式的に示すように、異常検知部６１５は、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点１２２を、高負荷正常点１０１および高負荷疑似正常点を含む高負荷正常範囲（第１正常範囲）１３１、低負荷正常点１０２および低負荷疑似正常点を含む低負荷正常範囲（第２正常範囲）１３２、高→低正常点１０３および高→低疑似正常点を含む高→低正常範囲（第３正常範囲）１３３、および低→高正常点１０４および低→高疑似正常点を含む低→高正常範囲（第４正常範囲）１３４と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。

このとき、異常検知部６１５は、例えば、各正常点と各疑似正常点のデータ密度の分布を算出し、計測点におけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。例えば、計測点１２２におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点１２２は正常範囲に含まれるので、エアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点１２２におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点１２２は正常範囲に含まれないので、エアシリンダ５に異常があることを検知する。図１３の１１５０の例では、計測点１２２のプロット位置が、正常範囲から外れているので、異常検知部６１５は、エアシリンダ５に異常があることを検知する。

２．水平動作
図１４は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００のエアシリンダ５において、押出時と引戻時とで負荷が異なる水平動作を行う際の模式図である。本例では、図１４の１５１０に示すように押出時にのみエアシリンダ５にワークＷによる高負荷が加えられ、図１４の１５２０に示すように引戻時にはエアシリンダ５にワークＷによる負荷が加えられない（すなわち低負荷が加えられる）。

本開示の一例では、押出時および引戻時の両方で高負荷（第１負荷）が加えられている場合の正常点、ならびに押出時および引戻時の両方で低負荷（第２負荷）が加えられている場合の正常点のデータから、押出時および引戻時の一方のみで高負荷が加えられ、他方では低負荷が加えられている場合の正常点を推測する。そして、推測された正常点についても、疑似正常点を追加することで、押出時および引戻時の負荷が異なる場合の押出時間および引戻時間については正常点プロットのための事前の計測を行うこと無く、押出時および引戻時の負荷が異なる場合のエアシリンダ５の異常の有無を高精度で検知することができる。

図１５は、本開示の一態様に係る異常検知装置６において、押出時と引戻時とで負荷が異なる場合を含む複数種の負荷について、水平動作を行うエアシリンダ５の異常の有無を検知する手法を説明する図である。図１５の１６１０～１６２０は、いずれも、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標を示している。図１５の例に示すように、本構成例において、異常検知装置６の異常検知部６１５は、二次元座標を用いてエアシリンダ５の異常の有無を検知する。

図１５の１６１０に示すように、正常点設定部６１３は、まず、押出時および引戻時の両方で高負荷が加えられている場合において、エアシリンダ５が正常に動作する際に計測された押出時間および引戻時間に基づく高負荷正常点（第１正常点）１０５を、二次元座標にプロットする。また、押出時および引戻時の両方で低負荷が加えられている場合において、エアシリンダ５が正常に動作する際に計測された押出時間および引戻時間に基づく低負荷正常点（第２正常点）１０６を、二次元座標にプロットする。プロットされる高負荷正常点１０５および低負荷正常点１０６は複数あってもよく、図１５の例では、それぞれ４点プロットされている。

図１５の１６１０および１６２０に示すように、正常点設定部６１３は、次に、高負荷正常点１０５を通る、縦軸に対して平行な直線と、低負荷正常点１０６を通る、横軸に対して平行な直線との交点を、高→低正常点（第３正常点）１０７としてプロットする。これは、エアシリンダ５の押出動作時は高負荷であり、引戻動作時は低負荷である場合に相当する。図１５の１６１０の例では、高→低正常点１０７は１点のみプロットされているが、４つの高負荷正常点および４つの低負荷正常点についてそれぞれ高→低正常点１０７をプロットできるため、図１５の１６２０に示すように、合計１６個の高→低正常点１０７をプロットできる。

図１５の１６２０に示すように、正常点設定部６１３は、次に、低負荷正常点１０６を通る、縦軸に対して平行な直線と、高負荷正常点１０５を通る、横軸に対して平行な直線との交点を、低→高正常点（第４正常点）１０８として二次元座標にプロットする。これは、エアシリンダ５の押出動作時は低負荷であり、引戻動作時は高負荷である場合に相当する。高→低正常点１０７と同様に、４つの高負荷正常点１０５および４つの低負荷正常点１０６から、合計１６個の低→高正常点１０８をプロットできる。

図１５の１６３０に示すように、正常点設定部６１３は、このようにして得られた高負荷正常点１０５、低負荷正常点１０６、高→低正常点１０７および低→高正常点１０８のそれぞれについて、図９と同様に、疑似正常点を追加する。具体的には、二次元座標において、原点Ｏと高負荷正常点１０５、低負荷正常点１０６、高→低正常点１０７および低→高正常点１０８とをそれぞれ結ぶ直線上における高負荷正常点１０５、低負荷正常点１０６、高→低正常点１０７および低→高正常点１０８から所定距離の範囲内に、複数の高負荷疑似正常点（第１疑似正常点）、低負荷疑似正常点（第２疑似正常点）、高→低疑似正常点（第３疑似正常点）および低→高疑似正常点（第４疑似正常点）をプロットする。図１５のでは、図示の都合上、各疑似正常点は両方向矢印の範囲内にあるとして示す。

図１５の１６４０に模式的に示すように、異常検知部６１５は、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点１２８を、高負荷正常点１０５および高負荷疑似正常点を含む高負荷正常範囲（第１正常範囲）１３５、低負荷正常点１０６および低負荷疑似正常点を含む低負荷正常範囲（第２正常範囲）１３６、高→低正常点１０７および高→低疑似正常点を含む高→低正常範囲（第３正常範囲）１３７、および低→高正常点１０８および低→高疑似正常点を含む低→高正常範囲（第４正常範囲）１３８と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。

このとき、異常検知部６１５は、例えば、各正常点と各疑似正常点のデータ密度の分布を算出し、計測点におけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。例えば、計測点１２８におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点１２８は正常範囲に含まれるので、エアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点１２８におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点１２１は正常範囲に含まれないので、エアシリンダ５に異常があることを検知する。図１５の１２６０の例では、計測点１２８のプロット位置が、正常範囲から外れているので、異常検知部６１５は、エアシリンダ５に異常があることを検知する。

（本例による主要な作用効果）
上記の構成によれば、異常検知装置６は、押出動作と引戻動作で負荷が異なる場合のデータを推測できる。したがって、押出動作と引戻動作で負荷が異なる場合があっても、より簡便かつ適切に、エアシリンダ５の異常の有無を検知することができる。

〔全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲の設定〕
図１６は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００のエアシリンダ５において、全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲を設定し、エアシリンダ５の異常の有無を検知する手法を説明する図である。図１６の１７１０～１７３０は、いずれも、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標を示している。図１６の例に示すように、本構成例において、異常検知装置６の異常検知部６１５は、二次元座標を用いてエアシリンダ５の異常の有無を検知する。

図１６の１７１０に示すように、正常点設定部６１３は、まず、エアシリンダ５が正常に動作する際に、高負荷（第１負荷）について計測された押出時間および引戻時間に基づく高負荷正常点（第１正常点）２０１を、二次元座標にプロットする。また、正常点設定部６１３は、エアシリンダ５が正常に動作する際に、低負荷（第２負荷）について計測された押出時間および引戻時間に基づく低負荷正常点（第２正常点）２０２を、二次元座標にプロットする。

図１６の１７１０に示すように、正常点設定部６１３は、さらに、エアシリンダ５が正常に動作する際に、エアシリンダ５の押出動作時は高負荷であり、引戻動作時は低負荷である場合についての押出時間および引戻時間に基づく高→低正常点（第３正常点）２０３を、二次元座標にプロットする。この押出時間および引戻時間は、実際に計測されたものであればよく、または図１３に示す方法により推測されたものであってもよい。図１６の例では、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３が１点ずつ、合計３点プロットされているが、正常点の数はこれに限定されず、２種以上の正常点が設定されればよい。また、正常点のうちの１つは、図１３に示したような、エアシリンダ５の押出動作時は低負荷であり、引戻動作時は高負荷である低→高正常点であってもよい。

正常点設定部６１３は、次に、図１６の１７２０に示すように、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３のそれぞれについて、図９と同様に、疑似正常点を追加する。具体的には、二次元座標において、原点Ｏと高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３とをそれぞれ結ぶ直線上における高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３から所定距離の範囲内に、高負荷疑似正常点（第１疑似正常点）、低負荷疑似正常点（第２疑似正常点）、および高→低疑似正常点（第３疑似正常点）をプロットする。図１６の１３１０に示す例では、二次元座標では、図示の都合上、各疑似正常点は両方向矢印の範囲内にあるとして示す。

正常点設定部６１３は、二次元座標の原点Ｏと、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３、ならびに高負荷疑似正常点、低高負荷疑似正常点、および高→低疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎおよび最大距離ｒ_ｍａｘを算出する。図１６の例では最小距離ｒ_ｍｉｎは、原点Ｏと、低負荷正常点２０２の最も原点側の疑似正常点２０２ａとの間の距離に相当し、最大距離ｒ_ｍａｘは、原点Ｏと、高→低正常点２０３の最も原点から遠い疑似正常点２０３ｂとの間の距離に相当する。

また、正常点設定部６１３は、二次元座標の原点Ｏと、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３、ならびに高負荷疑似正常点、低負荷疑似正常点、および高→低疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎおよび最大角度θ_ｍａｘを算出する。図１６の例では、最小角度θ_ｍｉｎは、原点Ｏと高負荷正常点２０１とを結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度に相当し、最大角度θ_ｍａｘは、原点Ｏと低負荷正常点２０２とを結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度に相当する。

正常点設定部６１３は、最小距離ｒ_ｍｉｎ、最大距離ｒ_ｍａｘ、最小角度θ_ｍｉｎ、および最大角度θ_ｍａｘに基づいて二次元座標上に規定される範囲を、正常範囲として設定する。正常点設定部６１３は、例えば、二次元座標を極座標とした場合に、第１点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）、第２点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）、第３点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）、および第４点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）をそれぞれ頂点とする図形の内部を、正常範囲として設定する。図１６の１７３０に示す例では、正常点設定部６１３は、二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第１劣弧、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）と第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２劣弧、第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）とを通る第１線分、第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）と第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２線分を有する扇形図形の内部を、正常範囲２３１として設定する。正常範囲２３１の形状は、扇形に限らず、他の形状であってもよい。正常点設定部６１３は、例えば、二次元座標を極座標とした場合に、第１点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）、第２点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）、第３点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）、および第４点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）をそれぞれ頂点とする四角形の内部を、正常範囲２３１として設定してもよい。

異常検知部６１５は、二次元座標において、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点２２１を、正常範囲２３１と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。このとき、異常検知部６１５は、二次元座標の正常範囲２３１内に疑似正常点の一様分布を生成して、データ密度の分布を算出し、計測点２２１におけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。例えば、計測点２２１におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点２２１は正常範囲に含まれるので、エアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点２２１におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点２２１は正常範囲に含まれないので、エアシリンダ５に異常があることを検知する。図１６の１３２０の例では、計測点２２１のプロット位置が、正常範囲から外れているので、異常検知部６１５は、エアシリンダ５に異常があることを検知する。

（本例による主要な作用効果）
上記の構成によれば、異常検知装置６は、負荷の種類が複数あっても、全正常点２０１～２０３および全疑似正常点を包含する正常範囲２３１を簡便に設定することができる。したがって、さらに簡便かつ適切にエアシリンダの異常の有無を検知することができる。特に、正常範囲２３４は、正常に動作するエアシリンダ５に加えられる負荷の範囲が、高負荷から低負荷の間の任意の負荷である場合を全て含んでいるので、試験時にエアリシンダに加える負荷が様々にばらつく場合であっても、計測点を正常範囲２３４と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知することができる。

〔全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲の設定の変形例〕
図１７は、本開示の一態様に係る異常検知システム１００のエアシリンダ５において、全正常点および全疑似正常点を包含する別の正常範囲を設定し、エアシリンダ５の異常の有無を検知する手法を説明する図である。図１７の１８１０～１８３４は、いずれも、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標を示している。図１７の例に示すように、本構成例において、異常検知装置６の異常検知部６１５は、二次元座標を用いてエアシリンダ５の異常の有無を検知する。

図１７の１８１０に示すように、正常点設定部６１３は、まず、エアシリンダ５が正常に動作する際に、高負荷（第１負荷）について計測された押出時間および引戻時間に基づく高負荷正常点（第１正常点）２０４を、二次元座標にプロットする。また、正常点設定部６１３は、エアシリンダ５が正常に動作する際に、低負荷（第２負荷）について計測された押出時間および引戻時間に基づく低負荷正常点（第２正常点）２０５を、二次元座標にプロットする。

図１７の１８１０に示すように、正常点設定部６１３は、さらに、エアシリンダ５が正常に動作する際に、エアシリンダ５の押出動作時は高負荷であり、引戻動作時は低負荷である場合についての押出時間および引戻時間に基づく高→低正常点（第３正常点）２０６を、二次元座標にプロットする。この押出時間および引戻時間は、実際に計測されたものであってもよく、または図１３に示す方法により推測されたものであってもよい。図１７の例では、高負荷正常点２０４、低負荷正常点２０５、および高→低正常点２０６が３点ずつ、合計９点プロットされているが、正常点の数はこれに限定されず、２種以上の正常点が設定されればよい。また、正常点のうちの１つは、図１３に示したような、エアシリンダ５の押出動作時は低負荷であり、引戻動作時は高負荷である低→高正常点であってもよい。

正常点設定部６１３は、次に、図１７の１８２０に示すように、高負荷正常点２０４、低負荷正常点２０５、および高→低正常点２０６のそれぞれについて、図１６と同様に、疑似正常点を追加する。具体的には、二次元座標において、原点Ｏと高負荷正常点２０４、低負荷正常点２０５、および高→低正常点２０６とをそれぞれ結ぶ直線上における高負荷正常点２０４、低負荷正常点２０５、および高→低正常点２０６から所定距離の範囲内に、高負荷疑似正常点（第１疑似正常点）、低負荷疑似正常点（第２疑似正常点）、および高→低疑似正常点（第３疑似正常点）をプロットする。図１７の１４１０に示す二次元座標では、図示の都合上、各疑似正常点は両方向矢印の範囲内にあるとして示す。

次に、正常点設定部６１３は、原点Ｏと高負荷正常点２０４、低負荷正常点２０５、および高→低正常点２０６、ならびに高負荷疑似正常点、低負荷疑似正常点、および高→低疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎおよび最大角度θ_ｍａｘを算出する。図１７の例では、最小角度θ_ｍｉｎは、原点Ｏと高負荷正常点２０４および低負荷疑似正常点とを結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度に相当し、最大角度θ_ｍａｘは、原点Ｏと低負荷正常点２０５および低負荷疑似正常点とを結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度に相当する。

次に、正常点設定部６１３は、最小角度θ_ｍｉｎとなる角をなす高負荷正常点２０４および高負荷疑似正常点、ならびに最大角度θ_ｍａｘとなる角をなす低負荷正常点２０５および低負荷疑似正常点のうち、原点Ｏとの最小距離ｒ_ｍｉｎおよび最大距離ｒ_ｍａｘを算出する。図１７の１８３０に示すように、最小距離ｒ_ｍｉｎは、低負荷疑似正常点２０５ａと原点Ｏとの間の距離に相当し、最大距離ｒ_ｍａｘは、高負荷疑似正常点２０４ｂと原点Ｏとの間の距離に相当する。

正常点設定部６１３は、図１７の１８４０に示す二次元座標において、高→低疑似正常点のうち、原点Ｏとの距離がｒ_ｍａｘを超える高→低疑似正常点があれば、当該高→低疑似正常点、二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）および第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）を互いに結ぶ複数の超過側線分２０７を、二次元座標にプロットする。図１７の例では、図面の視認性の都合上、超過側線分に付される符号を一部にのみ付している。

図１７の１８４０に示すように、正常点設定部６１３は、二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第１劣弧、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）と第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２劣弧、第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）とを通る第１線分、第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）と第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２線分、および超過側線分２０７がなす外形図形によって規定される範囲を、正常範囲２３４として設定する。

異常検知部６１５は、二次元座標において、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点２２４を、正常範囲２３４と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。このとき、正常範囲２３４内に疑似正常点の一様分布を生成して、データ密度の分布を算出し、計測点２２４におけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。例えば、計測点２２４におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点２２４は正常範囲２３４に含まれるので、エアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点２２４におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点２２４は正常範囲２３４に含まれないので、エアシリンダ５に異常があることを検知する。図１７の１４３０の例では、計測点２２４のプロット位置が、正常範囲２３４から外れているので、異常検知部６１５は、エアシリンダ５に異常があることを検知する。

（本例による主要な作用効果）
上記の構成によれば、異常検知装置６は、負荷の種類が複数あっても、全正常点２０４～２０６および全疑似正常点を包含する正常範囲２３４を簡便に設定することができる。したがって、さらに簡便かつ適切にエアシリンダの異常の有無を検知することができる。特に、図１６の例に比べると、正常範囲をより狭めることができるので、本来であれば異常と判定すべき箇所が正常範囲に含まれる可能性をより小さくすることができる。結果、エアシリンダ５の異常の有無をより正確に検知できるようになる。

（変形例）
正常点設定部６１３は、二次元座標において、疑似正常点のうち、原点Ｏとの距離がｒ_ｍｉｎ未満である疑似正常点があれば、当該疑似正常点、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）、および第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）をそれぞれ結ぶ複数の原点側線分をプロットしてもよい。図１７の例では、疑似正常点のうち、原点Ｏとの距離がｒ_ｍｉｎ未満である疑似正常点は存在しないため、原点側線分はプロットしていない。正常点設定部６１３は、原点側線分をプロットした場合、第１劣弧、第２劣弧、第１線分、第２線分、および原点側線分がなす外形図形によって規定される範囲を、正常範囲２３４として設定すればよい。なお、正常点設定部６１３は、超過側線分２０７および原点側線分の両方をプロットすることもできる。この場合、正常点設定部６１３は、第１劣弧、第２劣弧、第１線分、第２線分、超過側線分２０７がなす第１図形、および原点側線分がなす第２外形図形によって規定される範囲を、正常範囲２３４として設定すればよい。

〔同一ラベルに対応する正常点を包含する正常範囲の設定〕
図１８は、本開示の一態様に係る異常検知装置６において、ラベルの種類ごとに、正常点から正常範囲を設定し、エアシリンダ５の異常の有無を検知する手法を説明する図である。

図１８の例では、動作時間取得部６１１は、エアシリンダ５の動かし方の違いを示す情報がラベルとして付与された押出時間および引戻時間を、取得する。具体的には、動作時間取得部６１１は、押出時および引戻時の両方で同一の負荷がエアシリンダ５に加えられる場合、第１ラベルが付与される押出時間および引戻時間を取得する。一方、押出時と引戻時とで異なる負荷がエアシリンダ５に加えられる場合、第１ラベルとは異なる第２ラベルが付与される押出時間および引戻時間を取得する。

動作時間取得部６１１は、例えば、押出時および引戻時の両方で高負荷がエアシリンダ５に加えられる場合、第１ラベルが付加される押出時間および引戻時間を取得する。同様に、動作時間取得部６１１は、押出時および引戻時の両方で低負荷がエアシリンダ５に加えられる場合にも、第１ラベルが付加される押出時間および引戻時間を取得する。このように、第１ラベルは、押出時および引戻時の負荷が同一であることを示す情報である。負荷の大きさ自体が異なっていたとしても、押出時および引戻時の負荷が同一でありさえすえれば、第１ラベルを押出時間および引戻時間に付与することになる。

動作時間取得部６１１は、例えば、押出時に高負荷がエアシリンダ５に加えられ、引戻時に低負荷がエアシリンダ５加えられる場合、第２ラベルが付与される押出時間および引戻時間を取得する。このように、ラベルの違いは、エアシリンダ５に対する負荷の印可パターンの違いに対応する。

本例では、正常点設定部６１３は、同一のラベルが付与される押出時間および引戻時間に対応する正常点および疑似正常点に基づいて、ラベルごとにそれぞれ正常範囲を設定する。すなわち、第１ラベルに対応する正常点および疑似正常点に基づいて、押出時および引戻時に負荷が同一である場合の正常範囲を設定し、さらに、第２ラベルに対応する正常点および疑似正常点に基づいて、押出時および引戻時に負荷が異なる場合の正常範囲を設定する。

図１８の１９１０に示すように、正常点設定部６１３は、まず、エアシリンダ５が正常に動作する際に、高負荷（第１負荷）について計測された第１ラベルが付与される押出時間および引戻時間に基づく高負荷正常点（第１正常点）２０１を、二次元座標にプロットする。また、正常点設定部６１３は、エアシリンダ５が正常に動作する際に、低負荷（第２負荷）について計測された第１ラベルが付与される押出時間および引戻時間に基づく低負荷正常点（第２正常点）２０２を、二次元座標にプロットする。これらの正常点は、いずれも、第１ラベルに対応している。

図１８の１９１０に示すように、正常点設定部６１３は、さらに、エアシリンダ５が正常に動作する際に、エアシリンダ５の押出動作時は高負荷であり、引戻動作時は低負荷である場合についての第２ラベルが付与された押出時間および引戻時間に基づく高→低正常点（第３正常点）２０３を、二次元座標にプロットする。このように、高負荷正常点２０１および低負荷正常点２０２は、いずれも同一の第１ラベルに対応しており、高→低正常点（第３正常点）２０３は、第１ラベルとは異なる第２ラベルに対応している。付与されたラベルが異なることを図１８において示すために、図１８では、高負荷正常点２０１および低負荷正常点２０２を黒塗りの丸印で図示し、高→低正常点２０３を白抜きの丸印として図示している。

正常点設定部６１３は、次に、図１８の１９２０に示すように、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、および高→低正常点２０３のそれぞれについて、図１６と同様に、疑似正常点を追加する。追加の手法については上述した例と同一であるため、詳細な説明は繰り返さない。図１８の１９２０に示す例では、図示の都合上、各疑似正常点は両方向矢印の範囲内にあるとして示す。

正常点設定部６１３は、ラベルごとに、対応する正常点および疑似正常点に基づいて、最小距離などの４つのパラメータを算出する。正常点設定部６１３は、第１ラベルを対象として、二次元座標の原点Ｏと、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、高負荷疑似正常点、および低負荷疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎ１および最大距離ｒ_ｍａｘ１を算出する。正常点設定部６１３は、さらに、二次元座標の原点Ｏと、高負荷正常点２０１、低負荷正常点２０２、高負荷疑似正常点、および低負荷疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎ１および最大角度θ_ｍａｘ１を算出する。

正常点設定部６１３は、次に、第２ラベルを対象として、二次元座標の原点Ｏと、高→低正常点２０３および第３疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎ２および最大距離ｒ_ｍａｘ２を算出する。正常点設定部６１３は、さらに、二次元座標の原点Ｏと、高→低正常点２０３および第３疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、横軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎ２および最大角度θ_ｍａｘ２を算出する。

図１８の１９３０に示すように、正常点設定部６１３は、最小距離ｒ_ｍｉｎ１、最大距離ｒ_ｍａｘ１、最小角度θ_ｍｉｎ１、および最大角度θ_ｍａｘ１に基づいて二次元座標上に規定される範囲を、第１ラベルに対応する正常範囲３３１（第１範囲）として設定する。正常点設定部６１３は、さらに、最小距離ｒ_ｍｉｎ２、最大距離ｒ_ｍａｘ２、最小角度θ_{ｍｉｎ２、}および最大角度θ_ｍａｘ２に基づいて二次元座標上に規定される範囲を、第２ラベルに対応する正常範囲３３２（第２範囲）として設定する。図１８の例では、正常点設定部６１３は、いずれも、扇形図形の内部を正常範囲３３１および３３２として設定する。正常点設定部６１３は、さらに、第１ラベルに対応する正常範囲３３１および第２ラベルに対応する正常範囲３３２を含む範囲を、異常検知に用いる正常範囲として設定する。

異常検知部６１５は、二次元座標において、動作時間取得部６１１が新たに取得した押出時間および引戻時間に応じた計測点２２１を、正常範囲３３１および３３２と比較して、エアシリンダ５の異常の有無を検知する。このとき、異常検知部６１５は、二次元座標の正常範囲３３１および３３２内に疑似正常点の一様分布を生成して、データ密度の分布を算出し、計測点２２１におけるデータ密度をしきい値と比較することによって、エアシリンダ５の異常の有無を検知してもよい。例えば、計測点２２１におけるデータ密度がしきい値よりも高い場合、計測点２２１は正常範囲に含まれるので、エアシリンダ５に異常は無いことを検知する。一方、計測点２２１におけるデータ密度がしきい値よりも低い場合、計測点２２１は正常範囲に含まれないので、エアシリンダ５に異常があることを検知する。図１８の１９３０の例では、計測点２２１のプロット位置が、正常範囲３３１内にあるので、異常検知部６１５は、エアシリンダ５に異常が無いことを検知する。

（本例による主要な作用効果）
上記の構成によれば、異常検知装置６は、負荷の種類が複数あっても、全正常点および全疑似正常点を包含する正常範囲を簡便に設定することができる。したがって、さらに簡便かつ適切にエアシリンダの異常の有無を検知することができる。特に、図１７の例に比べると、正常範囲をより狭めることができるので、本来であれば異常と判定すべき箇所が正常範囲に含まれる可能性をなお一層小さくすることができる。結果、エアシリンダ５の異常の有無をなお一層正確に検知できるようになる。

§２ 動作例
〔初期設定処理および監視処理の流れ〕
次に、本開示の一態様に係る異常検知システム１００を用いた異常検知方法について説明する。図１９は、本開示の一態様に係る異常検知装置６が実行する初期設定処理の一例を示すフローチャートであり、図２０は、本開示の一態様に係る異常検知装置６が実行する監視処理の一例を示すフローチャートである。

まず、図１９を用いて、異常検知装置６における初期設定処理の流れについて説明する。はじめに、異常検知装置６の制御部６１はマニホールド４を制御することによって、正常なエアシリンダ５のピストン５３１を動作させる。そして、動作時間取得部６１１はセンサ５１からの通知に基づいて、押出時間および引戻時間を含む動作時間のデータを取得する（Ｓ１：動作時間収集ステップ）。

Ｓ１の後、動作時間取得部６１１は正常点設定部６１３に正常点のデータを設定するよう指示し、正常点設定部６１３は指示にしたがって動作時間のデータから正常な押出時間および引戻時間を設定し、これらを正常点のデータとして、押出時間を横軸とし、引戻時間を縦軸とした二次元座標に設定する（Ｓ２：正常点設定ステップ）。

Ｓ２の後、正常点設定部６１３は、二次元座標の原点と正常点とを結ぶ直線上における正常点から所定距離内の範囲に、疑似正常点をプロットし、これらを疑似正常点のデータとして設定する（Ｓ３：疑似正常点設定ステップ）。

Ｓ３の後、正常点設定部６１３は、正常点および疑似正常点のデータから、正常範囲を設定する（Ｓ４：正常範囲設定ステップ）。正常範囲の設定は、例えば、図９、図１１、図１３または図１５に示す方法にしたがって行ってもよい。

または、正常点設定部６１３は、Ｓ３の後、正常範囲を設定する代わりに、正常範囲を設定してもよい（Ｓ５：正常範囲設定ステップ）。正常範囲の設定は、例えば、図１６～図１８のいずれか示す方法にしたがって行ってもよい。

その後、異常検知装置６は一連の処理を終了する。

次に、図２０を用いて、異常検知装置６がエアシリンダ５の動作を監視する監視処理の流れについて説明する。エアシリンダ５において押出工程および引戻工程が行われると、センサ５１はピストン５３１の移動を通知し、異常検知装置６の動作時間取得部６１１では該通知に基づいて、押出時間および引戻時間を含む動作時間のデータを取得する（Ｓ１１：動作時間取得ステップ）。

正常点設定部６１３がＳ４において正常範囲を設定している場合は、Ｓ１３に進み、異常検知部６１５が、計測点と正常範囲とを比較する。この比較は、二次元座標上で正常点および疑似正常点のデータ密度の分布を算出し、計測点におけるデータ密度をしきい値と比較することによってなされてもよい（Ｓ１３：正常範囲比較ステップ）。

一方、正常点設定部６１３がＳ４において正常範囲を設定している場合は、Ｓ１４に進み、異常検知部６１５が、計測点と正常範囲とを比較する。この比較は、二次元座標の正常範囲内に疑似正常点の一様分布を生成した後、疑似正常点のデータ密度の分布を算出し、計測点におけるデータ密度をしきい値と比較することによりなされてもよい（Ｓ１４：正常範囲比較ステップ）。

異常検知部６１５は、Ｓ１３またはＳ１４の後、Ｓ１５に進み、例えば計測点におけるデータ密度がしきい値を超えているか否かを判定する（Ｓ１５：異常検知ステップ）。Ｓ１５において、計測点におけるデータ密度がしきい値を超えていないと判定した場合（Ｓ１５でＮＯ）、処理はＳ１１へ進み、Ｓ１１～Ｓ１５の処理を再度実行する。一方、計測点におけるデータ密度がしきい値を超えていると判定した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、異常通知部６１７は異常検知部６１５からの通知に基づいて、エアシリンダ５の動作時間が変動した旨を表示装置７を用いてユーザに通知する（Ｓ１６：異常通知ステップ）。

§３ 変形例
〔ソフトウェアによる実現例〕
異常検知装置６の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、異常検知装置６は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものでは無く、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

４ マニホールド
５等 エアシリンダ
５３ シリンダ
５３１ ピストン
５３５ ピストンパッキン
５３７ ロッドパッキン
６ 異常検知装置
６１ 制御部
６１１ 動作時間取得部
６１３ 正常点設定部
６１５ 異常検知部
６１７ 異常通知部
１００ 異常検知システム
１０１、１０５ （高負荷）正常点（（第１）正常点）
１１１、２０４ｂ （高負荷）疑似正常点（（第１）疑似正常点）
１２１等 計測点
１３１、１３５ 高負荷正常範囲（第１正常範囲）
１０２、１０６等 低負荷正常点（第２正常点）
１１２、２０５ａ 低負荷疑似正常点（第２疑似正常点）
１３２、１３６ 低負荷正常範囲（第２正常範囲）
１０３、１０７ 高→低正常点（第３正常点）
１１３ 高→低疑似正常点（第３疑似正常点）
１３３、１３７ 高→低正常範囲（第３正常範囲）
１０４、１０８ 低→高正常点（第４正常点）
１１４ 低→高疑似正常点（第４疑似正常点）
１３４、１３８ 低→高正常範囲（第４正常範囲）
２３１、３３１ 正常範囲
２０７ 超過側線分
ｒ_ｍｉｎ、ｒ_ｍｉｎ最小距離
ｒ_ｍａｘ、ｒ_ｍａｘ最大距離
θ_ｍａｘ 最大角度
θ_ｍｉｎ 最小角度

Claims (10)

1. ピストンを有するエアシリンダの異常の有無を検知する異常検知装置であって、
   前記ピストンの押し出しに要する押出時間および引き戻しに要する引戻時間を取得する動作時間取得部と、
   前記押出時間および前記引戻時間に基づいて、前記エアシリンダの異常の有無を検知する異常検知部と、を備え、
   前記異常検知部は、
   前記押出時間を第１軸とし、前記引戻時間を前記第１軸に直交する第２軸とした二次元座標に、前記エアシリンダが正常に動作する際の前記押出時間および前記引戻時間を示す正常点をプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記正常点とを結ぶ直線上における前記正常点から所定距離内の範囲に、疑似正常点をプロットし、
   前記正常点および前記疑似正常点を含む正常範囲を設定し、
   前記動作時間取得部が新たに取得した前記押出時間および前記引戻時間に応じた計測点を、前記正常範囲と比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する、異常検知装置。
2. 前記異常検知部は、前記二次元座標に、
   前記エアシリンダに第１負荷が加えられた場合の前記正常点である第１正常点と、前記エアシリンダに第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第２正常点とをそれぞれプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第１正常点とを結ぶ直線上における前記第１正常点から所定距離内の範囲に、第１疑似正常点をプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第２正常点とを結ぶ直線上における前記第２正常点から所定距離内の範囲に、第２疑似正常点をプロットし、
   前記第１正常点および前記第２疑似正常点を含む第１正常範囲と、前記第２正常点および前記第２疑似正常点を含む第２正常範囲とを設定し、
   前記計測点を、前記第１正常範囲および前記第２正常範囲とそれぞれ比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する、請求項１に記載の異常検知装置。
3. 前記異常検知部は、前記二次元座標に、
   前記第１正常点を通る、前記第２軸に対して平行な直線と、前記第２正常点を通る、前記第１軸に対して平行な直線との交点を、第３正常点としてプロットし、
   前記第２正常点を通る、前記第２軸に対して平行な直線と、前記第１正常点を通る、前記第１軸に対して平行な直線との交点を、第４正常点としてプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第２正常点とを結ぶ直線上における前記第４正常点から所定距離内の範囲に、第４疑似正常点をプロットし、
   前記第３正常点および前記第３疑似正常点を含む第３正常範囲と、前記第４正常点および前記第４疑似正常点を含む第４正常範囲とを設定し、
   前記計測点を、前記第１正常範囲、前記第２正常範囲、前記第３正常範囲、および前記第４正常範囲とそれぞれ比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する、請求項２に記載の異常検知装置。
4. 前記異常検知部は、
   前記二次元座標に、押出時に前記エアシリンダに前記第１負荷が加えられかつ引戻時に前記エアシリンダに前記第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第３正常点をプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、
   前記異常検知部は、
   前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第３正常点、前記第１疑似正常点、前記第２疑似正常点、および前記第３疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎおよび最大距離ｒ_ｍａｘをそれぞれ算出し、
   前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第３正常点、前記第１疑似正常点、前記第２疑似正常点、および前記第３疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎおよび最大角度θ_ｍａｘをそれぞれ算出し、
   前記二次元座標における、前記最小距離ｒ_ｍｉｎ、最大距離ｒ_ｍａｘ、前記最小角度θ_ｍｉｎおよび前記最大角度θ_ｍａｘによって規定される範囲を、前記正常範囲として設定する、請求項２に記載の異常検知装置。
5. 前記異常検知部は、
   前記二次元座標を極座標とした場合の、第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）、第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）、および第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）を頂点とする図形の内部を、前記正常範囲をとして設定する、請求項４に記載の異常検知装置。
6. 前記異常検知部は、前記第１点および前記第２点を通る第１劣弧、前記第３点および前記第４点を通る第２劣弧、前記第１点と前記第３点とを結ぶ第１線分、ならびに前記第３点と前記第４点とを結ぶ第２線分を有する扇形図形の内部を、前記正常範囲として設定する、請求項５に記載の異常検知装置。
7. 前記異常検知部は、
   前記二次元座標に、押出時に前記エアシリンダに前記第１負荷が加えられかつ引戻時に前記エアシリンダに前記第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第３正常点をプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、
   前記異常検知部は、
   前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎおよび最大距離ｒ_ｍａｘをそれぞれ算出し、
   前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎおよび最大角度θ_ｍａｘをそれぞれ算出し、
   前記第３疑似正常点のうち、前記二次元座標の原点との距離がｒ_ｍａｘを超える前記第３疑似正常点があれば、当該第３疑似正常点、前記二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）および第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）をそれぞれ結ぶ超過側線分を、前記二次元座標にプロットし、
   前記二次元座標を極座標とした場合の第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第１劣弧、第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）と第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２劣弧、第１点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍｉｎ）と第３点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍｉｎ）とを結ぶ第１線分、第２点（ｒ_ｍａｘ，θ_ｍａｘ）と第４点（ｒ_ｍｉｎ，θ_ｍａｘ）とを結ぶ第２線分、および前記超過側線分がなす外形図形によって規定される範囲を、前記正常範囲として設定する、請求項２に記載の異常検知装置。
8. 前記異常検知部は、
   前記二次元座標に、押出時に前記エアシリンダに前記第１負荷が加えられかつ引戻時に前記エアシリンダに前記第２負荷が加えられた場合の前記正常点である第３正常点をプロットし、
   前記二次元座標の原点と前記第３正常点とを結ぶ直線上における前記第３正常点から所定距離内の範囲に、第３疑似正常点をプロットし、
   前記異常検知部は、
   前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎ１および最大距離ｒ_ｍａｘ１をそれぞれ算出し、
   前記二次元座標の原点と、前記第１正常点、前記第２正常点、前記第１疑似正常点、および前記第２疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎ１および最大角度θ_ｍａｘ１をそれぞれ算出し、
   前記二次元座標の原点と、前記第３正常点および前記第３疑似正常点との間のそれぞれの距離のうちの最小距離ｒ_ｍｉｎ２および最大距離ｒ_ｍａｘ２をそれぞれ算出し、
   前記二次元座標の原点と、前記第３正常点および前記第３疑似正常点とをそれぞれ結ぶ線分と、前記第１軸とがなす角の角度のうちの最小角度θ_ｍｉｎ２および最大角度θ_ｍａｘ２をそれぞれ算出し、
   前記二次元座標における、前記最小距離ｒ_ｍｉｎ１、前記最大距離ｒ_ｍａｘ１、前記最小角度θ_ｍｉｎ１および前記最大角度θ_ｍａｘ１によって規定される第１範囲と、前記最小距離ｒ_ｍｉｎ２、前記最大距離ｒ_ｍａｘ２、前記最小角度θ_ｍｉｎ２および前記最大角度θ_ｍａｘ２によって規定される第２範囲とを含む範囲を、前記正常範囲として設定する、請求項２に記載の異常検知装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の異常検知装置と、
   ピストンを有する１つ以上のエアシリンダと、
   前記１つ以上のエアシリンダに供給する気体を制御する電磁弁と、
   前記電磁弁の開閉を制御する制御装置と、を備える異常検知システム。
10. ピストンを有するエアシリンダの異常の有無を検知する異常検知方法であって、
    前記ピストンの押し出しに要する押出時間および引き戻しに要する引戻時間を取得する動作時間取得ステップと、
    前記押出時間および前記引戻時間に基づいて、前記エアシリンダの異常の有無を検知する異常検知ステップと、を含み、
    前記異常検知ステップでは、
    前記引戻時間を第１軸とし、前記押出時間を前記第１軸に直交する第２軸とした二次元座標に、前記エアシリンダが正常に動作する際の前記押出時間および前記引戻時間を示す正常点をプロットし、
    前記二次元座標の原点と前記正常点とを結ぶ直線上における前記正常点から所定距離内の範囲に、疑似正常点をプロットし、
    前記正常点および前記疑似正常点を含む正常範囲を設定し、
    前記動作時間取得ステップにて新たに取得した前記押出時間および前記引戻時間に応じた計測点を、前記正常範囲と比較して、前記エアシリンダの異常の有無を検知する、異常検知方法。

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