JPH04268612A - 故障予知機能を備えた真空制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は故障予知機能を備えた真
空制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気圧機器等には負圧／正圧用の
圧力スイッチが多用されている。

【０００３】ここで圧力／電気変換による負圧用の圧力
スイッチの一例を説明する。当該負圧用の圧力スイッチ
は圧力空気、流体路および空気圧機器等からなる負圧（
真空）システム、すなわち、作業対象部材（ワーク）の
搬送に係る吸着、非吸着の確認等に採用される。

【０００４】この種の真空用の圧力スイッチの動作状態
の一例を図８に示す。図から容易に理解されるように、
圧力スイッチに配設される拡散型半導体圧力センサ、増
幅器、出力回路並びに可変抵抗器等からなる検知回路か
ら、予め設定された吸着、非吸着（真空破壊）時の圧力
値に係る応差１、２に対応した出力信号Ｓａ　、Ｓｂ　
が送出される。

【０００５】当該出力信号Ｓａ　は比較的高真空度の閾
値Ｐｈ１により導出され、また出力信号Ｓｂ　は出力信
号Ｓａ　に比して低真空度の閾値Ｐｈ２に係る信号であ
る。当該出力信号Ｓａ　、Ｓｂ　は、例えば、ＦＡ用の
コンピュータ等に連動するシーケンスコントローラに供
給されて、各種の制御駆動手段等に供される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記の従
来の技術にあっては、通常、真空度表示手段が配設され
ておらず、このため、上記閾値Ｐｈ１、Ｐｈ２を定める
際に、吸着、非吸着の反復動作を行い、ここで閾値Ｐｈ
１、Ｐｈ２を決定し、且つ対応した出力信号Ｓａ、Ｓｂ
　の送出を行うべく可変抵抗器等での設定調整が行われ
る。従って、空気圧機器等に多数の圧力スイッチが配置
される際に、その間に設定値の誤差を生起し、すなわち
、定量的な設定に困難を伴う。また、吸着、非吸着の反
復作業に伴う最大到達真空度等の経時的な低下および異
常変化、例えば、フィルタの目詰まり、真空ポンプある
いはエジェクタの能力低下、配管、継手、吸着パッドか
らの真空洩れ、ワークの違い、ワークの表面の変化、ワ
ークの位置決めの変化、パッドのへたり、摩耗、吸着、
非吸着を行う場合の供給弁、破壊弁、真空安全弁、真空
リリーフ弁の故障等によるワークの吸着確認真空度への
到達不能点（図示される吸着／非吸着状態Ｍ）の多発に
より、修理フィルタに代表される部品交換等の事前報知
を行うべく、出力信号Ｓａ　の比較処理の際には、スイ
ッチ出力信号（パルス波形信号）のラッチ信号処理等を
必要とし、その信号処理規模並びに装置規模が増大する
。このような状態は正圧用の圧力スイッチにおいても同
様な不都合となる種々の欠点を有していた。

【０００７】本発明の目的は上記の点に鑑みてなされた
ものであって、真空制御装置において、ワークの搬送の
反復作業等に伴って真空発生器の最大圧力値が経時的に
低し、予め設定された圧力値（故障予知判定圧力値）へ
到達しなくなり、予め設定された表示についている値と
一致した場合に故障予知信号を送出して、有効な事前判
断に供するとともに、故障予知判定圧力値、応差等の圧
力値の設定が的確、容易に行うことができ、しかも現在
の圧力値と、故障予知判定圧力値、応差等の圧力値を明
確に表示することが可能な故障予知機能を備えた真空制
御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の故障予知機能を備えた真空制御装置は真
空供給機構と、真空圧力を検出し、デジタル的に表示す
る検出部と、真空圧力値が所定の値の時に予め設定され
た圧力値と比較し、異常と判断した時に異常信号を送出
する判定手段と、前記異常信号を受けて故障予知信号を
出力する故障予知信号選出手段と、少なくとも前記異常
であると判定するための圧力値、故障予知のための圧力
値をデジタル的に表示するための表示手段と、少なくと
も前記異常判定圧力値、故障予知圧力値を設定するため
の圧力設定手段と、からなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】圧力設定手段によって異常判定圧力値と故障予
知圧力値とが設定され、検出圧力が判定手段により異常
と判定されると、故障予知信号送出手段から故障予知信
号が導出される。

【００１０】

【実施例】次に、本発明に係る故障予知機能を備えた真
空制御装置について好適な実施例を挙げ、添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明に係る真空制御装置に組み込
まれる故障予知装置の全体を示す構成図であり、図１中
、参照符号Ｗはワーク、参照符号１２は真空システムに
係る搬送手段に配設されたワーク吸着用の吸着盤を示す
。

【００１２】この実施例においては、圧力空気Ａｐの値
（負圧）　に係る検知信号を送出する半導体圧力センサ
１６、定電流回路１８、増幅器２０を有している。そし
て、増幅器２０から導出された信号、すなわち、圧力空
気Ａｐの値（負圧）　に対応したアナログ信号をデジタ
ル検知信号Ｓ２　に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、ワン
チップマイクロコンピュータ等のコントローラ３０とを
備え、当該コントローラ３０には、ＣＰＵ３０ａ、プロ
グラムを備えたＲＯＭ３０ｂ、Ｉ／Ｏ３０ｃ等を備える
とともに、後記される設定値アップ／ダウン用のスイッ
チＳＷ１／ＳＷ２と、セット用のスイッチＳＷ３、リセ
ット用のスイッチＳＷ４が接続されている。さらに、情
報を記憶し且つ電源断において情報が保持されるＥＥ（
Ｅ２）ＰＲＯＭ３２と、後記される設定値、情報の可視
的表示（数字、アルファベット、漢字等）を行うための
ＬＣＤドライバ３４およびＬＣＤ３８が接続されている
。

【００１３】以上のように構成される故障予知装置を組
み込む真空制御装置を図２乃至図４に示す。

【００１４】図２並びに図３において、参照符号５０は
真空制御装置を示し、この真空制御装置５０はバルブブ
ロック５２とエゼクタ５４と検出部５６とフィルタ５８
と接続部材６０とから基本的に構成されている。バルブ
ブロック５２には空気供給ポート６２、６４および６６
が形成され、その内部にエゼクタ５４に圧縮空気を送給
しまたは遮断するためのポペット弁５３が設けられ、さ
らにその上面には第１と第２の電磁弁６８、７０が設け
られている。第１電磁弁６８は圧縮空気の供給弁であり
、第２電磁弁７０は真空破壊用の電磁弁である。第１電
磁弁６８、第２電磁弁７０には夫々電源並びにＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号等の制御信号を図示しない導線を介して送給す
べく、第１コネクタ６８ａ、第２コネクタ７０ａが設け
られている。バルブブロック５２に隣接してエゼクタ５
４が設けられる。エゼクタ５４の内部にはノズル部５５
とディフューザ部５７とが設けられ、さらに該エゼクタ
５４の上面にはサイレンサ７２が配設され、このサイレ
ンサ７２はエゼクタ５４の前記ディフューザ部５７から
導出される圧力空気によって生起する音を消音する。検
出部５６は真空圧力を検出するものであり、その内部に
半導体圧力センサ１６を含む。検出部５６はその上部に
コネクタ部７４、デジタル表示部７６、アップ用スイッ
チＳＷ１、ダウン用スイッチＳＷ２、セット用のスイッ
チＳＷ３、リセット用スイッチＳＷ４、を有し、さらに
、表示部７８、８０を有する。デジタル表示部７６には
、例えば、漢字またはカタカナで“故障”　“コショウ
”　等の表示をすることもできる。フィルタ５８は内部
に疏水性の物質から構成され、水分の侵入を阻止するフ
ィルタ本体６１を含み、摘み８２によって接続部材６０
に着脱自在に装着されている。言うまでもないが、バル
ブブロック５２、エゼクタ５４、サイレンサ７２、検出
部５６、フィルタ５８は、夫々内部通路によって圧力流
体が流通することが可能なように連通状態にある。特に
、検出部５６の内部には、ピエゾ等からなる半導体圧力
センサ１６　（差圧型または容量型を含む）　、定電流
回路１８、増幅器２０、Ａ／Ｄ変換器２２、コントロー
ラ３０、Ｅ字状ＰＲＯＭ３２、ＬＣＤドライバ３４等が
配設されている。コネクタ部７４は、図１に示す故障予
知信号Ｓ４　並びに圧力スイッチＳ６　を導出するため
に、導線の接続が可能であり、また、該コネクタ部７４
は検出部５６に対する電源、制御用信号線を接続するこ
とができ、さらに他の真空制御装置、外部制御装置等に
対してその圧力検出情報あるいは制御情報を提供すべく
通信機能をもたせることができる。

【００１５】以上のように構成される真空制御装置にお
いて、先ず、動作開始指令信号Ｃ１　が供給されると、
空気供給ポート６６から圧力空気が導入され、エゼクタ
５４において負圧が発生する。この負圧は接続部材６０
の図示しないポートに接続された吸着盤１２を負圧とし
、ロボット等の搬送手段の稼働に伴い、該吸着盤１２に
ワークＷが吸着し、次いで非吸着（離脱）が行われる。 これにより検出部５６内の半導体センサ１６に印加され
る圧力（負圧）は図５に示される変化の圧力値ＰＯ１、
ＰＯ２、ＰＯ３…ＰＯＮ＋１の状態となる。この場合、
図から容易に理解されるように、例えば、吸着盤１２側
の真空圧力の漏洩、フィルタの目詰まりの理由により、
経時的に最大圧力値（真空度）が低下する場合がある。

【００１６】ここで圧力値ＰＯ１、ＰＯ２、ＰＯ３…Ｐ
ＯＮ＋１に対応した信号は半導体圧力センサ１６、増幅
器２０、Ａ／Ｄ変換器２２を介してデジタル検知信号Ｓ
２　に変換され、コントローラ３０に入力される。

【００１７】当該コントローラ３０は、後記されるプロ
グラムを備えており、先ず、所定のモードで前記圧力値
ＰＯ１乃至ＰＯＮ＋１のピークホールドによる値が、例
えば、前回値とともに順次デジタル表示部７６のＬＣＤ
３８に表示される。次いで、再び、モードを切り換えて
スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４により、前記圧力値ＰＯ１乃
至ＰＯＮ＋１に係る圧力スイッチ信号Ｓ６　を導出する
ための閾値となる、所謂、応差ＰＨ１　が設定される。 その後、モード切換作用下に、正常な最大圧力値（最大
真空度）から、例えば、２０％の低下点を故障予知判定
を行う圧力値とする故障予知判定真空度Ｐｈが設定され
る。

【００１８】さらに前記圧力値ＰＯ１乃至ＰＯＮ＋１に
おいて、前記故障予知判定真空度Ｐｈ以下が異常とされ
る、例えば、６回が設定（設定カウント）される。斯か
る設定値等はＬＣＤ３８に表示されて視認される。

【００１９】前記のように圧力設定後は、前記圧力値Ｐ
Ｏ１乃至ＰＯＮ＋１の応差ＰＨ１　に係る圧力スイッチ
信号Ｓ６　もしくはその情報が連続して導出され、各種
の制御駆動手段等、例えば、搬送手段のフルクローズド
制御、ＦＭＳ、ＣＩＭ等の情報処理に供される。

【００２０】一方、前記圧力値ＰＯ１乃至ＰＯＮ＋１に
おいて、前記故障予知判定真空度Ｐｈ以下の異常とされ
る真空値データＰｄ（信号としてはデジタル検知信号Ｓ
２　）が６回連続して生起する、すなわち、６回の異常
カウントにおいて、故障予知信号Ｓ４　が連続して導出
される。

【００２１】この場合の故障予知信号Ｓ４　の導出等に
係る情報は、ＥＥ（Ｅ２）ＰＲＯＭ３２に記憶されて、
電源断の後の再動作時に、前記情報の再現が可能となる
。

【００２２】以下、ＲＯＭ３０ｂに格納されたプログラ
ムに基づいた故障予知信号Ｓ４　の導出に係るコントロ
ーラ３０のシーケンス制御を説明する（図４参照）。

【００２３】本プログラムは全体に係る動作開始指令信
号Ｃ１　の入力に基づいて、その遂行がスタートする。 １）　　ステップ１０１　において、故障予知信号Ｓ４
　の取り込み指示のプロセス処理が行われる（図６、図
７参照）。 ２）　　ステップ１０２　において、前記故障予知信号
Ｓ４　の有無判定に係るデシジョン処理が行われる。Ｙ
ＥＳの場合は次のステップ１０３　に進む。また、ＮＯ
の場合はステップ１０５　に進む。 ３）　　ステップ１０３　において、スイッチＳＷ４の
ＯＮ信号の有無判定のデシジョン処理が行われる。ＮＯ
の場合は自己リターンし、ＹＥＳの場合は次のステップ
１０４に進む。 ４）　　ステップ１０４　において、前記故障予知信号
Ｓ４　の送出停止の指示のプロセス処理が行われる。

【００２４】ここまでのステップ１０１　乃至１０４　
において継続して導出される故障予知信号Ｓ４　の停止
の処理が行われる。 ５）　　ステップ１０５　において、デジタル検知信号
Ｓ２　の取り込み指示のプロセス処理が行われる。 ６）　　ステップ１０６　において、圧力スイッチ信号
Ｓ６　の有無判定に係るデシジョン処理が行われる。Ｙ
ＥＳの場合は次のステップ１０７　に進む。また、ＮＯ
の場合は、ステップ１１０　に進む。 ７）　　ステップ１０７　において、圧力スイッチ信号
Ｓ６　がＯＮ状態において、フラグ　ＳＯＮＦを１にす
るプロセス処理が行われる（なお、ＯＦＦ状態＝０）。 ８）　　ステップ１０８　において、真空値データＰｄ
（デジタル検知信号Ｓ２　の最大値）＞故障予知判定真
空度Ｐｈのデシジョン処理が行われる。ＮＯの場合、す
なわち、真空値データＰｄは異常なしと判断されリター
ンに進む。 ＹＥＳの場合は次のステップ１０９　に進む。 ９）　　ステップ１０９　において、圧力スイッチ信号
Ｓ６　のＯＮ状態で、真空値データＰｄが故障予知判定
真空度Ｐｈを越えた場合に、フラグＥＣＦを１にするプ
ロセス処理が行われてリターンに進む。 １０）　ステップ１１０　において、前記ステップ１０
６　がＮＯの場合にフラグ　ＳＯＮＦが１か否かのデシ
ジョン処理が行われる。ＮＯの場合はリターンに進み、
ＹＥＳの場合は次のステップ１１１　に進む。 １１）　ステップ１１１　において、フラグＥＣＦが１
か否かのデシジョン処理が行われる。ＹＥＳの場合はス
テップ１１５　に進み、ＮＯの場合は次のステップ１１
２　に進む。 １２）　ステップ１１２　において、異常カウントイン
クリメント（６回）のプロセス処理が行われる。 １３）　ステップ１１３　において、異常カウントイン
クリメント値（６回）と設定カウント値（６回）　とが
比較され、一致するＹＥＳにおいては次のステップ１１
４　に進む。ＮＯの場合はステップ１１６　に進む。 １４）　ステップ１１４　において、異常カウントイン
クリメント（６回）が設定カウント値（６回）であると
して、故障予知信号Ｓ４　の送出のプロセス処理が行わ
れて、次なる判定を開始すべくリターンに進む。 １５）　ステップ１１５　において、前記ステップ１０
６　がＹＥＳの場合、すなわち、圧力スイッチ信号Ｓ６
　のＯＮ状態において、真空値データＰｄが故障予知判
定真空度Ｐｈを越える場合があり、正常とされて異常カ
ウントをクリアするプロセス処理が行われる。 １６）　ステップ１１６　においてフラグＥＣＦを０に
するプロセス処理が行われて次のステップ１１７　に進
む。 １７）　ステップ１１７　においてフラグ　ＳＯＮＦを
０にするプロセス処理が行われて次なる再度の判定を開
始すべくリターンに進む。

【００２５】このようにして、ワークＷの搬送の反復作
業等に伴う最大圧力値の経時的な低下が生じる際、故障
予知判定真空度Ｐｈに対する異常カウントが予め設定さ
れた回数と一致するとき、故障予知信号Ｓ４　を送出し
て、事前に、例えば、フィルタ部５８のフィルタの目詰
まり、エゼクタの性能低下等の交換時期に係る有効な報
知が行われるとともに、故障予知判定真空度Ｐｈ、応差
ＰＨ１　等の圧力値の設定が的確、容易並びに現在の圧
力値とともに明確な表示が行われる。

【００２６】なお、当該実施例では故障予知判定真空度
Ｐｈへの到達不能回数ｎ（異常カウント）と予め設定さ
れた回数Ｎ（設定カウント）は６回の連続とし、故障予
知信号Ｓ４　の送出、すなわち、正常な搬送作業等が不
能となる圧力値に至る故障予知信号Ｓ４　を送出して事
前判断に係る報知を行うものである。

【００２７】このような判定基準は搬送手段の構成、動
作状態により変更されるものであり、従って、より有効
な経験的な値、例えば、１回の真空値データＰｄが故障
予知判定真空度Ｐｈへ到達不能の場合、さらに所定の回
数において真空値データＰｄが故障予知判定真空度Ｐｈ
へ到達しない割合が所定値を越えた場合、また所定時間
内で真空値データＰｄが故障予知判定真空度Ｐｈに達成
しない割合が所定値を越えた場合等が判定基準となる。 この場合、前記判定基準に基づいたプログラムを遂行し
て前記実施例と同様に故障予知信号Ｓ４　を送出すれば
良い。

【００２８】図４はエゼクタを組み込んだ図３の真空制
御装置５０に対する別の実施例であり、エゼクタ５４に
代替して真空ポンプ（図示せず）をポート６６に接続す
るように構成している。このため、ポペット弁５３の形
状は略同じであるが、該ポペット弁５３をコイルスプリ
ング８０によって復帰動作させる。残余の構成は第３図
に示す真空制御装置５０と同じであるので、その詳細な
説明を省略する。なお、その作用効果は実質的に第３図
の真空制御装置と同じである。また、図３並びに図４に
示す真空制御装置は複数個連設してマニホールド化する
こともできる。例えば、特開昭６３−１５４９００号の
図５に開示される構成の如く組み込めばよい。さらにま
た、弁とセンサコントロール部位（ここでは、参照符号
６８ａ、７０ａ、７４）　を一体化させて電磁弁への制
御、吸着確認、故障予知、弁のＯＮ／ＯＦＦ制御を行わ
せてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の真空制御
装置によれば、ワークの搬送の反復作業等に伴って最大
圧力値が経時的に低下し、予め設定された圧力値（故障
予知判定圧力値）へ到達不能が生じた際に、予め設定さ
れた値との所定の一致において故障予知信号を送出して
、有効な事前判断に係る報知が行われるとともに、故障
予知判定圧力値、応差等の圧力値の設定がセットスイッ
チ、リセットスイッチを介して的確、容易に行われ、さ
らに現在の圧力値とともにデジタル表示部に前記故障予
知判定圧力値、応差等の圧力値の明確な表示が行われる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力情報処理装置に係る実施例の全体
を示す構成図である。

【図２】本発明に係る真空制御装置の斜視説明図である
。

【図３】本発明に係る真空制御装置において、エゼクタ
を組み込んだ構成の一部縦断説明図である。

【図４】本発明に係る真空制御装置において、真空ポン
プを接続する構成の一部縦断説明図である。

【図５】図１乃至図４に示される実施例の動作説明に供
される図である。

【図６】図１乃至図４に示される実施例のコントローラ
のプログラムに係るフローチャートである。

【図７】図１乃至図４に示される実施例のコントローラ
のプログラムに係るフローチャートである。

【図８】従来の技術の動作説明に供される図である。

【符号の説明】

１６…半導体圧力センサ ２２…Ａ／Ｄ変換器 ３０…コントローラ ３８…ＬＣＤ ３２…ＥＥ（Ｅ２）ＰＲＯＭ ＰＨ１　…応差 Ｓ２　…デジタル検知信号 Ｓ４　…故障予知信号 Ｓ６　…圧力スイッチ信号 ＳＷ１〜ＳＷ４…スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空供給機構と、真空圧力を検出し、デジ
   タル的に表示する検出部と、真空圧力値が所定の値の時
   に予め設定された圧力値と比較し、異常と判断した時に
   異常信号を送出する判定手段と、前記異常信号を受けて
   故障予知信号を出力する故障予知信号選出手段と、少な
   くとも前記異常であると判定するための圧力値、故障予
   知のための圧力値をデジタル的に表示するための表示手
   段と、少なくとも前記異常判定圧力値、故障予知圧力値
   を設定するための圧力設定手段と、からなることを特徴
   とする故障予知機能を備えた真空制御装置。