JPH0577143A - 自動化ラインの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動化ラインとは別の装置により故障の自動
チェックを行うとともに、原因を明確にする。 【構成】 シミュレーション結果を基準値として記憶す
るメモリと、必要なロボット、クランプ、リミットスイ
ッチ、治具その他の接続したラインのシーケンサがプロ
グラムに従い動作した時の入出力の状態および内部デバ
イスの状態と基準値の各状態と比較する比較手段と、比
較の結果相違点が有り、故障が生じている場合は、その
原因を検索する原因検索手段と、正常動作および故障の
原因等の表示を行う表示手段とから成る自動化ラインの
故障診断装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動化ラインにおいて
故障が発生した場合、その故障を診断する装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来自動化ラインにおいて不具合および
故障が発生した場合に、制御システムおよび機械のいず
れも複雑化しているために、何が故障しているか原因が
分からないことが多かった。また一連の作業中に停止し
た場合、どの作業の段階で停止しているのか熟練者でな
いと分からなかった。

【０００３】そこで、図２に示すようにこれらの不具合
および故障のチェックのための回路を一連の制御用のプ
ログラム（回路）とは別にプログラムに盛り込むととも
に、表示装置も専用で各制御盤ごとに設けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、不具合および故
障（以下単に故障と言う）のチェック項目を人が考える
ため、チェック項目が限定され、充分なチェックを行う
ことができなかった。

【０００５】故障のチェック項目を全てシーケンサのプ
ログラムに盛り込むと、シーケンサのプログラム容量が
膨大になるという問題があった。

【０００６】故障チェック回路とライン制御用の制御回
路とが混在し、回路が複雑となり、分かりにくくなるば
かりか、時には制御回路に影響を及ぼし、それにより故
障を誘起することもあった。

【０００７】故障発生時、全てを表示すると膨大になる
ことから、出力系で表示することが多いため、原因すな
わち入力系が明らかでないという問題があった。

【０００８】そこで本発明者は、ラインのシーケンサと
は別の装置により故障のチェックを自動的に行うことに
着眼し、本発明を完成させた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の自動化ラインの故障診断装置は、図１に
示すように基本仕様に従い設計されたラダープログラム
をシミュレーション用シーケンサに格納してシミュレー
ションを行った結果である入出力の状態および内部デバ
イスの状態を基準値として記憶するメモリと、必要なロ
ボット、クランプ、リミットスイッチ、治具を接続した
ラインのシーケンサに上記ラダープログラムを格納しそ
のプログラムに従い動作させた時の入出力の状態および
内部デバイスの状態と、メモリに記憶されている基準値
の入出力の状態および内部デバイスの状態とを比較する
比較手段と、比較手段の比較により基準値に対してライ
ンのシーケンサの動作結果が相違する場合、その原因系
を検索する原因検索手段と、動作状態および検索された
原因系を表示する表示手段と、を備えたものである。

【００１０】本発明（請求項２に記載の第２発明）の自
動化ラインの故障診断装置は、第１発明における前記比
較手段が各デバイスの状態から基準値とのマッチングを
とり一番近い動作順序を検出するマッチング回路と、マ
ッチング回路により検出された動作順序が適正な動作順
序かどうかを判断する動作順序判定回路と、を備えたも
のである。

【００１１】

【作用】上記構成より成る本発明の自動化ラインの故障
診断装置は、必要なロボット、クランプ、リミットスイ
ッチ、治具が接続されたラインのシーケンサがラダープ
ログラムに従い動作した時の入出力の状態および内部デ
バイスの状態を読み込み、メモリに記憶されている基準
値の入出力の状態および内部デバイスの状態とを比較手
段により比較し、各状態が一致しなくて故障が生じた場
合は、原因検索手段によりその原因系を検索し、表示手
段により故障の原因および動作状態を表示するものであ
る。

【００１２】上記構成の第２発明の自動化ラインの故障
診断装置は、スイッチング回路により各デバイスの状態
からマッチングをとり基準値と一番近い動作順序を検出
し、動作順序判定回路により検出した動作順序が適正な
動作順序かどうかを判断するものである。

【００１３】

【効果】上記構成および作用を奏する第１発明の自動化
ラインの故障診断装置は、ラインのシーケンサとは別の
装置で故障のチェックを自動的に行うことを可能にする
という効果を奏する。ラインのシーケンサとは別の装置
によって故障診断を行うので、従来のようにシーケンサ
のプログラム容量を大きくする必要が無く、回路が複雑
になり故障を誘起するような事態を解消するという効果
を奏する。

【００１４】上記構成および作用を奏する第２発明装置
は、マッチングがとられ検出された動作順序が適正な動
作順序であることを判断した上でラインシーケンサの状
態と基準値との比較を行うので、正確な比較を行うこと
ができるという効果を奏する。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例の自動化ラインの故障診断装
置について図３ないし図５を用いて説明する。

【００１６】（実施例の構成・作用）実施例の自動化ラ
インの故障診断装置は、図３ないし図５に示すように、
ラインのシーケンサの入出力の状態、内部デバイスのオ
ンオフ状態およびデータを読み取る読み取り手段１と、
基準値としてシミュレーションの解析結果である入出力
の状態および内部デバイスの状態を予め記憶するととも
に、読み取り手段１によって読み取られたラインのシー
ケンサの動作に伴う入出力の状態および内部デバイスの
オンオフ状態等を記憶するメモリ２と、メモリ２より読
み出したラインのシーケンサのデバイスの状態から基準
値とのマッチングをとるマッチング回路３１と、ライン
のシーケンサの動作順序に異常が生じたかどうかを判断
する動作順序判定回路３２と、ある動作順序における入
出力の状態および内部デバイスの状態と基準値の入出力
の状態および内部デバイスの状態とを比較する比較回路
３３とからなる比較手段３と、比較手段３の比較回路３
３における比較によりラインのシーケンサの入出力の状
態および内部デバイスの状態が基準値のそれらと相違す
る場合にその原因系を検索する原因検索手段４と、動作
順序判定回路３２に接続されラインのシーケンサの動作
順序に異常が生じた場合に表示する動作順序異常表示
と、故障が生じた場合の原因表示と、および正常に動作
している場合の正常表示とを行う表示手段５と、から成
る。

【００１７】読み取り手段１は、インターフェースと通
信機構で構成され、ロボット、クランプ、リミットスイ
ッチ（ＬＳ）、治具その他の装置が接続されたラインの
シーケンサ内のコンピュータを介してメモリとやり取り
をすることにより、ラインのシーケンサの動作に伴う入
出力の状態および内部デバイスの状態を読み取る。

【００１８】メモリ２は、パソコンのメモリで構成さ
れ、故障診断の基準値として正常動作状態の初期値であ
るシミュレーション結果を予め記憶している。

【００１９】ここで基準値としてメモリ２に記憶される
シミュレーション結果の求め方（事前準備事項）につい
て以下に述べる。まず基本仕様であるタイムチャートに
従って設計されたプログラムであるラダー回路をシミュ
レーション用シーケンサのＣＰＵを介してメモリおよび
シミュレーションを行うコンピュータのメモリに格納す
る。

【００２０】シミュレーションコンピュータは、基本仕
様に基づき一方の方向に工程および動作名称、入出力デ
バイスの状態、他方の方向に動作時間、動作順序を記載
した特定フォーマット、その他ラダー回路のプログラ
ム、デバイスの入力、インターロック入力および機械系
応答入力等を入力することにより仕様を読み込み、メモ
リに格納する。

【００２１】メモリに読み込まれた特定フォーマットの
表計算により、動作順序パターン（仕様）を読み取り、
動作順序に従い、インターフェースを介して、シミュレ
ーション用シーケンサに入力条件を出力し設定する。

【００２２】シミュレーション用シーケンサを実行（Ｃ
ＰＵラン）させ、その結果変化したデバイスの出力状態
をシミュレーション用シーケンサのメモリから読み出
す。変化したデバイスを取り出し、その変化が仕様に対
応する所定のものかどうかを比較し判定する。

【００２３】一定時間経過後においても仕様に対応する
所定の状態にない場合は、出力の回路を取り出し、要因
となった回路を検索する。この時必要に応じて、要因と
なったラダー回路のデバイスに必要な修正を行う。

【００２４】正常な場合は、特定フォーマットの動作順
序に従い、入力条件の設定、デバイスの出力状態との比
較判断を自動的に繰り返し行う。

【００２５】また途中で変化したデバイスの出力状態
が、機械系の動作で入力条件に影響を与える場合、例え
ばクランプがオンの時にリミットスイッチがオンに自動
設定される場合、機械系応答入力に従い、自動的に対応
を検索して入力条件を設定するものである。マニュアル
の条件設定が有る場合は、必要に応じて条件を設定す
る。

【００２６】上述で、仕様のサイクルが終了した場合
は、インターロックを確認するために、デバイスの出力
時点で強制的に不成立条件を与えて、インターロックが
取られるかどうかを自動チェックする。この場合、必要
に応じて、インターロックの条件の見直しを行い、ラダ
ー回路を修正することもできる。

【００２７】タイミングによる不具合検出を可能とする
ため、特定フォーマットの同一動作順序内で入力される
条件の順序の入れ換えを、対応する機械系の入力も含め
て実施して、結果に悪影響が無いか自動チェックする。
すなわち→→の順序で入力される条件を→→
の順序で条件を入力させた場合の結果をチェックする
ものである。

【００２８】後半の部分で述べたチェックは、いわゆる
いじわるチェックに該当するものでラダー回路の完成度
を上げるために必要に応じて適宜行われるもので、この
ように要因となったラダー回路のデバイスに必要な修正
を加え、いじわるチェックもクリアした完全な状態のシ
ミュレーション結果を、正常動作の初期値として、故障
診断の基準値に利用するものである。

【００２９】メモリ２は、さらに読み取り手段１により
読み取られたラインのシーケンサの動作に伴う入出力の
状態および内部デバイスの状態も記憶する。

【００３０】比較手段３のマッチング回路３１は、読み
取り手段１により読み取られメモリ２に記憶されたライ
ンのシーケンサの動作に伴う入出力の状態および内部デ
バイスの状態を取り出し、これに該当するメモリ２に記
憶されている基準値がある場合は、それを取り出す。

【００３１】該当するものが無い場合は、マッチング回
路３１は、デバイスの状態から基準値とマッチングをと
り一番近い動作順序上のポイントを検出する。

【００３２】動作順序判定回路３２は、マッチング回路
３１が検出した動作順序上のポイントが、その前の動作
順序に対して順序通りになっているか、リミットスイッ
チの破壊、タイマー停止、その他インターロックがとれ
ない等の理由により順序が逆になったり、順序がとんで
いないかどうかを判定し、順序通りでない場合は、動作
順序異常信号を出力する。

【００３３】比較回路３３は、読み取られたラインのシ
ーケンサの動作順序の入出力の状態および内部デバイス
の状態と動作順序通り該当する基準値の動作順序におけ
る入出力の状態および内部デバイスの状態とを比較し、
同一であれば正常表示信号を出力する。

【００３４】原因検索手段４は、比較回路３３による比
較により上記両者の状態が相違する場合で一定時間経過
後も変化しない場合は、その原因系を検索する。

【００３５】すなわち、ある時点における基準値と実際
のラインシーケンサの出力デバイスＹ１、Ｙ２およびＹ
３の状態を比較すると、表１のようになり、出力デバイ
スＹ２が問題（ＮＧ）であるということが判る。

【表１】

【００３６】そこで原因検索手段４は、ラインのシーケ
ンサ内のラダー回路を検索することにより、各レジスタ
の出力回路が図５に示すようになっており、出力デバイ
スＹ２がオンしない原因は、内部レジスタＭ１がオンし
ていないためで、今度は内部レジスタＭ１を調べること
により、入力デバイスＸ３がオンしていないことが原因
であると検索することができる。

【００３７】このように原因検索手段４は、原因である
入力デバイスに到達するまで自動的に検索を繰り返し、
検索した場合には、この検索結果である原因の表示信号
を出力する。

【００３８】表示手段５は、パソコンのディスプレイで
構成され、動作順序判定回路３２からの動作順序信号に
基づき動作順序の異常を表示する動作順序異常表示と、
原因検索手段４から出力され原因表示信号に基づき原因
を表示する原因表示と、比較手段３の比較回路３３から
の正常表示信号に基づき正常表示する正常表示とを、必
要に応じて同一表示部上に切換表示する。一つの動作順
序が済むと、順に次の動作順序について同様に行われ、
全動作順序が終了するまで行われる。

【００３９】（実施例の効果）上記構成および作用を奏
する実施例の自動化ラインの故障診断装置は、ラインの
シーケンサとは別の外部装置により故障診断を行うの
で、ラインのシーケンサの制御回路を単一専用化したた
め、シーケンサのプログラム容量を減らし、シンプルに
して分かり易くすることにより、従来の制御回路および
診断回路が混在するため複雑になりそれに起因する不具
合を解消するという効果を奏する。

【００４０】従来故障の原因は、人が一つ一つ丹念にた
どっていかないと見つけられなかったが、原因検索手段
４により自動的に検索し、表示することができるという
効果を奏する。

【００４１】マッチング回路３１は、ラインのシーケン
サは時々刻々その動作に応じ状態が変化していくが、各
デバイスの状態から基準値とのマッチングをとり一番近
い動作順序上のポイントを検出して、動作順序判定回路
３２は、動作順序が正常であるかどうかを判断すること
により、基準値と時々刻々変化するラインのシーケンサ
の動作中の状態との正確な比較を可能にするという効果
を奏する。

【００４２】正常だが入力待ちで停止しているような異
常ではない特殊な場合でも、一定時間内に変化しない場
合は、原因を自動的に検索することにより、その原因を
調べることができる。

【００４３】異常診断および表示のためのシーケンサの
回路作成が不要となるため、組合せを考える必要が無
く、本来の制御回路の動作の流れが分かり易くなる。

【００４４】表示手段５は、汎用のパソコンのディスプ
レイにより、一般の表示に加え動作順序異常表示、原因
表示、正常表示を必要に応じその都度切換表示するの
で、専用のディスプレイを複数用意する必要がない。

【００４５】上述の実施例は、説明のために一例として
示したもので、本発明としてはそれらに限定されるもの
では無く、特許請求の範囲に記載の本発明の技術思想に
反しない限り変更および付加が可能である。

【００４６】例えば上述の実施例では一つのディスプレ
イで動作順序異常表示、原因表示、正常表示を切換表示
したが、同時に表示が必要になる場合は、それぞれ専用
のディスプレイで表示することも可能である。

【００４７】また、上述の実施例では読み取り手段１が
読み取ったラインシーケンサの情報をメモリ２に記憶さ
せた後比較手段３により比較していたが、動作順序毎に
メモリ２に記憶させることなく直接比較手段３により比
較することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動化ラインの故障診断装置を示すブ
ロック図である。

【図２】従来装置を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施例装置を示すブロック図である。

【図４】本実施例装置のフローチャート図である。

【図５】本実施例装置の故障原因自動検索の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 読み取り手段 ２ メモリ ３ 比較手段 ４ 原因検索手段 ５ 表示手段 ３１ マッチング回路 ３２ 動作順序判定回路 ３３ 比較回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本仕様に従い設計されたラダープログ
   ラムをシミュレーション用シーケンサに格納してシミュ
   レーションを行った結果である入出力の状態および内部
   デバイスの状態を基準値として記憶するメモリと、 必要なロボット、クランプ、リミットスイッチ、治具を
   接続したラインのシーケンサに上記ラダープログラムを
   格納しそのプログラムに従い動作させた時の入出力の状
   態および内部デバイスの状態と、メモリに記憶されてい
   る基準値の入出力の状態および内部デバイスの状態とを
   比較する比較手段と、 比較手段の比較により基準値に対してラインのシーケン
   サの動作結果が相違する場合、その原因系を検索する原
   因検索手段と、 動作状態および検索された原因系を表示する表示手段
   と、を備えたことを特徴とする自動化ラインの故障診断
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記比較手段が各デ
   バイスの状態から基準値とのマッチングをとり一番近い
   動作順序を検出するマッチング回路と、マッチング回路
   により検出された動作順序が適正な動作順序かどうかを
   判断する動作順序判定回路と、を備えていることを特徴
   とする自動化ラインの故障診断装置。