JP7401652B2 - 産業機械システム、通信機器、および産業機械 - Google Patents
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Description
図1を用いて、本発明の実施の形態1の産業機械システム、産業機械、および通信機器等について説明する。
図1は、実施の形態1の産業機械システムの構成を示す。この産業機械システムは、製造ライン100を構成するための産業機械1と、産業機械1に対し所定の通信インタフェースで接続される通信機器2と、通信機器2に対し通信網を介して接続されるサーバ3とを有する。通信網は携帯電話網や閉域網であるとよい。製造ライン100は、ベルトコンベアやアーム等の搬送装置103によって所定の物品を搬送しながら、搬送元から搬送先へ向かって元の物品を複数の加工装置によって加工することによって目的の物品を作るものであり、言い換えると製造システムである。搬送装置103は代表してベルトコンベアやアームについて説明したが、元の物品は人間が配置してもよい。また、産業機械1は、加工機である。通信機器2は、言い換えると処理装置であり、産業機械1の変更機能4に係わる特有のUIと処理機能を備える。
図2~図9を用いて、本発明の実施の形態2の産業機械システム等について説明する。実施の形態2等は、実施の形態1に基づいたより詳細な構成例である。以下では主に、実施の形態2等における実施の形態1とは異なる構成部分について説明する。実施の形態2では、産業機械1は、加工機の例としてプレス機(例えば機械式プレス機)である。プレス機は、金属等の素材に対し、強い圧力による加工を行い、金型に基づいた形状に変形させる機械である。
図2は、実施の形態2の産業機械システムの構成を示す。図2等に示す実施の形態2の産業機械システムは、実施の形態1と同様に、産業機械1と通信機器2を備え、特に、図2の構成では、産業機械1の一部として通信機器2を備える。通信機器2の構成は、概略的には実施の形態1と同様であり、特有のモード制御機能および特有のUIを有する。図2では、特に、産業機械1において、通信機器2は、制御器202と所定の通信インタフェースで接続されており、制御器202の近接位置に設置されている。なお、通信機器2が制御器202に内蔵されてもよい。すなわち、制御器202の一部として通信機器2が一体的に実装される形態でもよい。なお、通信機器2の操作部24等のUIと、産業機械1に元々備えるUIとにおいて、一方、例えば通信機器2側に、それらのUIを統合して実装した形態としてもよい。なお、制御器は制御機器やコントローラとも呼ばれる。
図3は、実施の形態2で、上記モードに係わる遷移図を示す。モード処理部21は、図3のような規定に基づいて、モード間の遷移を制御する。
・センサ5のセンサ信号209の値、または状態信号205の値、あるいは産業機械1の診断結果の状態が、所定の状態に該当する場合。それらの値が、所定の閾値以上である場合、あるいは所定の閾値以下である場合。具体例としては、電動機201(または電源部290)に設置された電流センサで検出された電流値が、所定の閾値を超えた場合。
・例えば、電動機201の所定の箇所に設置された温度センサで検出された温度が、所定の閾値を超えた場合。
・例えば、電動機201の所定の箇所に設置された振動センサの検出値のうち、特定の周波数の振幅が、所定の閾値を超えた場合。
・例えば、加工機構206の所定の箇所の変形の量、例えばひずみセンサ等で検出された量が、所定の閾値を超えた場合。
・例えば、制御器202への通電時間が、所定の時間閾値を超えた場合。
産業機械1は、ユーザに対し、表示部23のGUIを通じて、現在のモード等を表示する。モード処理部21は、図3の各モード状態に応じて、表示部23のGUIの表示内容を決定して表示信号212を与え、また、制御器202へモード制御の指令信号210を決定して送信する。
図5は、変形例として、表示部23のGUIでの表示例として第2例を示す。図5の画面例は、図4との違いとして以下の点がある。第1モードで表示される画面G1bは、表示g11、表示g12bを有する。この画面G1bは、表示部23および操作部24がタッチパネルで構成される場合の画面である。表示g12bは、第2モード(対応する減速運転)に移行できる操作を受け付けるボタン等のGUI部品である。
本例では、産業機械1および通信機器2が備えるモードを少なくとも上記第1モードと第2モードとの2種類のモードとしたが、3種類以上のモードを備える構成も可能である。上記2種類のモードに別のモードが追加されてもよい。例えば、図3では、第1モード内の一部として「稼働停止状態」を含めたが、この「稼働停止状態」を別のモードである「稼働停止モード」として分けて設けてもよい。この「稼働停止モード」は、電源ON状態302において、制御器201から電動機201へ稼働に係わる指令を行わないことで稼働(対応するプレス加工等の動作)を停止させるモード、言い換えると待機モードである。この「稼働停止モード」は、延命モードとは異なり、延命モードとは遷移関係にある。
上記のように、図2の産業機械1は、図1の変更機能4に係わる通信機器2による制御に基づいて、通常モードと自動延命モード(例えば減速運転)との間で自動的に遷移できる。このような変更機能4は、産業機械1の故障等を予防して寿命を延ばすために有効である。特に、近年では産業機械の内外のセンサや他の情報に基づいて、産業機械の故障・異常に関する予兆を検知する手法も発展している。変更機能4および状態診断部22は、この手法に対応したものである。この手法に基づいた条件(図3)を採用した形態の場合、産業機械1が故障等の異常に至る前に予兆検知に基づいて延命モードに移行可能である。すなわち、産業機械1が実際に故障してしまうまで、言い換えると寿命に至るまでの期間を延ばすことができ、部品や予備の機械を準備する時間的な余裕を得ることもできる。
上記のようなモード制御機能およびUI等を備える実施の形態1,2の産業機械システムによれば、以下のような課題が解決できる。以下では、上記システムを利用することで、製造ライン100の設計や調整等が効率化できることを具体的に説明する。
変形例の産業機械システムとして、上記テスト等の結果に基づいて、上記変更機能4に係わる稼働制御内容を、容易に調節できるように、各モードの稼働制御のパラメータ値をユーザが可変に設定できる機能をさらに設けてもよい。あるいは、変更機能4において元々そのようなユーザ設定機能を持つ場合には、このシステムの通信機器2のモード制御機能およびUIに、そのユーザ設定機能を連携させてもよい。ユーザは、テスト延命モードでの動作等の確認に基づいて、減速等を実行しても問題無いかどうかや、減速等を行う場合にどの程度の速度が好適であるか等を、確認・検討できる。この結果、ユーザは、延命モード時の稼働制御のパラメータ、例えば減速運転の回転速度を、好適な値に設定できる。これにより、製造ライン100の性能を高くすることができる。同様に、通信機器2に、前述の条件(図3)をユーザ設定できる機能を設けてもよい。
図10~図11を用いて、本発明の実施の形態3の産業機械システム等について説明する。実施の形態3では、産業機械1は、加工機の例として、空気圧縮機である。
図10は、実施の形態3の産業機械システムの構成を示す。図10の構成は、図2の構成との違いとして、産業機械1は空気圧縮機である。電動機201に対し、動力伝達機構204を介して、空気圧縮機構306が接続されている。また、実施の形態3では、制御器202に接続される通信機器2は、図2と同様に、モード処理部21、表示部23、操作部24、および通信部25を備えるが、図2とは異なり状態診断部22を備えない。実施の形態3では、通信機器2に対して通信網を介して接続されるサーバ3に、状態診断部22を備える。
さらに、図11を用いて、実施の形態3の産業機械1である空気圧縮機を含む産業機械システムによって解決できる課題や効果等を具体的に説明する。
Claims (7)
- 産業機械と、
前記産業機械に接続される通信機器と、
を備え、
前記産業機械は、状態と条件に応じて、第1稼働状態で稼働する第1モードと、前記第1稼働状態とは異なる第2稼働状態で稼働する第2モードとの間で変更する変更機能を有し、
前記通信機器は、
前記産業機械の前記変更機能の現在のモードを表す画像と、前記モードを変更させるための所定の操作を表す画像とを表示する表示部と、
ユーザによる操作を受け付ける操作部と、を有し、
前記産業機械または前記通信機器は、前記産業機械の状態を診断し、前記産業機械の状態に応じて、前記変更機能における前記第1モードと前記第2モードとの間の自動的な遷移を制御し、前記診断により、前記産業機械の状態として、故障または異常に係わる予兆を検知した場合には、前記第1モードから前記第2モードへ自動的に遷移させるように制御し、
前記通信機器は、前記操作部に対し第1操作を受けた場合、前記第1モードから、前記第2モードについてのテストのための第3モードに変更させるように制御し、前記操作部に対し第2操作を受けた場合、前記第3モードから、前記第1モードに変更させるように制御し、
前記第2モードの前記第2稼働状態は、前記第1稼働状態よりも低負荷となるように前記産業機械のパラメータ値を制御する稼働状態であり、
前記第3モードは、前記第2稼働状態の制御用のパラメータ値と同じパラメータ値で前記産業機械を稼働させるモードである、
産業機械システム。 - 請求項1記載の産業機械システムにおいて、
前記通信機器は、
前記産業機械が前記第1モードの時には、前記表示部の表示画面に、現在のモードが前記第1モードであることを表す画像と、前記第1モードから前記第3モードに変更させる操作を表す画像とを表示し、
前記産業機械が前記第2モードの時には、前記表示部の表示画面に、現在のモードが前記第2モードであることを表す画像を表示し、
前記産業機械が前記第3モードの時には、前記表示部の表示画面に、現在のモードが前記第3モードであることを表す画像と、前記第3モードから前記第1モードに変更させる操作を表す画像とを表示する、
産業機械システム。 - 請求項1記載の産業機械システムにおいて、
前記産業機械は、回転運動を行う回転部、および前記回転運動の状態を検出する検出部を有し、
前記第1モードのパラメータ値として前記回転運動の回転速度の第1値を有し、前記第2モードのパラメータ値として前記回転運動の回転速度の第2値を有し、前記第2値は前記第1値よりも小さい、
産業機械システム。 - 請求項1記載の産業機械システムにおいて、
前記産業機械は、制御器と、前記制御器によって制御される原動機と、前記原動機の回転運動に基づいて動力を伝達する動力伝達機構と、前記動力伝達機構からの動力に基づいて加工を行う加工機構と、を有する、
産業機械システム。 - 請求項1記載の産業機械システムにおいて、
前記通信機器は、前記第3モードの時に、前記産業機械の稼働状態を計測および記憶し、前記表示部の表示画面に表示し、
前記通信機器は、前記表示部の表示画面に、前記変更機能の前記第2モードの時の前記第2稼働状態を規定するパラメータ値、または前記変更機能のモード間の遷移の条件を、前記ユーザによって確認および設定可能とする画面を表示する、
産業機械システム。 - 産業機械と、前記産業機械に接続される通信機器と、を備える産業機械システムにおける前記通信機器であって、
前記産業機械は、状態と条件に応じて、第1稼働状態で稼働する第1モードと、前記第1稼働状態とは異なる第2稼働状態で稼働する第2モードとの間で変更する変更機能を有し、
前記通信機器は、
前記産業機械の前記変更機能の現在のモードを表す画像と、前記モードを遷移させるための所定の操作を表す画像とを表示する表示部と、
ユーザによる操作を受け付ける操作部と、を有し、
前記産業機械または前記通信機器は、前記産業機械の状態を診断し、前記産業機械の状態に応じて、前記変更機能における前記第1モードと前記第2モードとの間の自動的な遷移を制御し、前記診断により、前記産業機械の状態として、故障または異常に係わる予兆を検知した場合には、前記第1モードから前記第2モードへ自動的に遷移させるように制御し、
前記通信機器は、前記操作部に対し第1操作を受けた場合、前記第1モードから、前記第2モードについてのテストのための第3モードに変更させるように制御し、前記操作部に対し第2操作を受けた場合、前記第3モードから、前記第1モードに変更させるように制御し、
前記第2モードの前記第2稼働状態は、前記第1稼働状態よりも低負荷となるように前記産業機械のパラメータ値を制御する稼働状態であり、
前記第3モードは、前記第2稼働状態の制御用のパラメータ値と同じパラメータ値で前記産業機械を稼働させるモードである、
通信機器。 - 産業機械と、前記産業機械に接続される通信機器と、を備える産業機械システムにおける前記産業機械であって、
前記産業機械は、状態と条件に応じて、第1稼働状態で稼働する第1モードと、前記第1稼働状態とは異なる第2稼働状態で稼働する第2モードとの間で変更する変更機能を有し、
前記通信機器は、
前記産業機械の前記変更機能の現在のモードを表す画像と、前記モードを遷移させるための所定の操作を表す画像とを表示する表示部と、
ユーザによる操作を受け付ける操作部と、を有し、
前記産業機械または前記通信機器は、前記産業機械の状態を診断し、前記産業機械の状態に応じて、前記変更機能における前記第1モードと前記第2モードとの間の自動的な遷移を制御し、前記診断により、前記産業機械の状態として、故障または異常に係わる予兆を検知した場合には、前記第1モードから前記第2モードへ自動的に遷移させるように制御し、
前記通信機器は、前記操作部に対し第1操作を受けた場合、前記第1モードから、前記第2モードについてのテストのための第3モードに変更させるように制御し、前記操作部に対し第2操作を受けた場合、前記第3モードから、前記第1モードに変更させるように制御し、
前記第2モードの前記第2稼働状態は、前記第1稼働状態よりも低負荷となるように前記産業機械のパラメータ値を制御する稼働状態であり、
前記第3モードは、前記第2稼働状態の制御用のパラメータ値と同じパラメータ値で前記産業機械を稼働させるモードである、
産業機械。
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