JPH06217576A - Device for inpecting abnormality of rotary machine - Google Patents
Device for inpecting abnormality of rotary machineInfo
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- JPH06217576A JPH06217576A JP50A JP583693A JPH06217576A JP H06217576 A JPH06217576 A JP H06217576A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 583693 A JP583693 A JP 583693A JP H06217576 A JPH06217576 A JP H06217576A
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- standard deviation
- vibration
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、車両用発電機である
オルタネータの組立異常の有無を調べるために用いて好
適な回転機の異常検査装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating machine abnormality inspection apparatus which is suitable for checking whether or not there is an assembly abnormality in an alternator which is a vehicle generator.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は、例えば特開平1−234083
号公報に示された従来の回転機の異常検査装置の構成を
示す図である。同図において、10は検査対象となるオ
ルタネータ、13はオルタネータ10の駆動装置、15
は回転数を検出する回転数センサ、20は回転音の圧力
を検出するマイクロホンである。マイクロホン20によ
る検出信号は、増幅器22で増幅され、フィルタ24で
所定の周波数成分のみを通過させた後、実効値変換回路
26、対数変換回路28で処理され、音圧信号となる。
一方、回転数センサ15による検出信号は、増幅器16
で増幅され、F/V変換器18で増幅信号の周波数に比
例した電圧に変換されて、回転数信号となる。マイクロ
コンピュータ41は、図10に示す如く、時間tの経過
に応じて、オルタネータ10の回転数が直線的に変化す
るように、駆動装置13を制御するとともに、A/D変
換器42−1および42−2より、音圧信号と回転数信
号を入力する。今、回転数NをX座標、音圧LをY座標
で表すと、図11に示す曲線lで示す応答波形が得られ
る。この曲線l上の座標値(Xi,Yi)から、Y=a
X+bで表される回帰直線Pと、これをαdBだけ上方
にシフトした基準線Qを決定する。回帰直線Pの傾きa
とオフセットbは、次式で算出される。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-234083.
It is a figure which shows the structure of the abnormality inspection apparatus of the conventional rotary machine shown by the publication. In the figure, 10 is an alternator to be inspected, 13 is a driving device of the alternator 10, and 15
Is a rotation speed sensor for detecting the rotation speed, and 20 is a microphone for detecting the pressure of the rotation sound. The detection signal from the microphone 20 is amplified by the amplifier 22, passes only a predetermined frequency component by the filter 24, and then processed by the effective value conversion circuit 26 and the logarithmic conversion circuit 28 to become a sound pressure signal.
On the other hand, the detection signal from the rotation speed sensor 15 is sent to the amplifier 16
Is amplified by the F / V converter 18 and converted into a voltage proportional to the frequency of the amplified signal by the F / V converter 18 to become a rotation speed signal. As shown in FIG. 10, the microcomputer 41 controls the drive device 13 so that the rotation speed of the alternator 10 linearly changes with the passage of time t, and at the same time, A / D converter 42-1 and From 42-2, a sound pressure signal and a rotation speed signal are input. Now, when the rotation speed N is represented by the X coordinate and the sound pressure L is represented by the Y coordinate, the response waveform indicated by the curve 1 shown in FIG. 11 is obtained. From the coordinate values (Xi, Yi) on this curve l, Y = a
A regression line P represented by X + b and a reference line Q obtained by shifting the regression line P upward by α dB are determined. The slope a of the regression line P
And the offset b are calculated by the following equations.
【0003】[0003]
【数1】 [Equation 1]
【0004】その後、曲線lが基準線Qを越える面積S
と回転数幅ΔNを算出し、いずれかが許容限界値を越え
たときに、異常ありと判定して、駆動回路53により表
示ランプ51に異常表示を行わせる。After that, the area S where the curve 1 exceeds the reference line Q
Then, the rotation speed width ΔN is calculated, and when either exceeds an allowable limit value, it is determined that there is an abnormality, and the drive circuit 53 causes the display lamp 51 to display an abnormality.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の異常検査装置によると、オルタネータ10の回
転数Nに応じた音圧Lから、回帰直線Pと基準線Qを決
定するため、オルタネータ10のサンプル毎に回帰直線
Pと基準線Qが変動し、同一機種であっても良品として
得られるオルタネータ10の品質が安定しない問題があ
る。また、ブラシとスリップリング間の傷やごみの付着
で生じるような微小な異常音を検出することができず、
誤って異常を見落としたり、逆に外部の騒音等によって
判定結果を誤ったりする虞れがある。このような問題に
対して、従来の異常検査装置で検査精度を上げるために
は、回転数Nの変化率を下げて、測定点数を増すことが
必要となるが、測定点数に応じて検査時間が長くなり、
生産ラインでのラインタクトに合わなくなるなどの問題
が新たに発生する。However, according to such a conventional abnormality inspection apparatus, since the regression line P and the reference line Q are determined from the sound pressure L corresponding to the number of revolutions N of the alternator 10, the alternator 10 is operated. The regression line P and the reference line Q change for each sample, and there is a problem that the quality of the alternator 10 obtained as a non-defective product is not stable even in the same model. In addition, it is not possible to detect minute abnormal sounds such as those caused by scratches or dust between the brush and slip ring,
There is a possibility that the abnormality may be mistakenly overlooked, or conversely, the determination result may be incorrect due to external noise or the like. In order to improve the inspection accuracy with the conventional abnormality inspection device against such problems, it is necessary to decrease the rate of change of the rotation speed N and increase the number of measurement points. However, the inspection time depends on the number of measurement points. Becomes longer,
A new problem occurs such as not meeting the line tact on the production line.
【0006】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、検査時間を
長引かせることなく、検査精度を上げ、また良品として
得られる回転機の品質を安定させることにある。The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to improve the inspection accuracy without prolonging the inspection time and to improve the quality of the rotating machine obtained as a good product. To stabilize.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本願の第1発明(請求項1に係る発明)は、
図1(a)に示す如く、回転機1が所定の回転数で回転
している状態において回転機1から発生する音の圧力お
よび機械的振動を一定時間検出する第1および第2の検
出手段2および3と、この第1および第2の検出手段2
および3により検出される音圧および振動の回転周期毎
の標準偏差を算出する標準偏差算出手段4と、第1およ
び第2の検出手段2および3により検出された音圧およ
び振動の時間領域での基準値を越える各ピーク数を計数
する第1の計数手段5と、第1および第2の検出手段2
および3により検出された音圧および振動を周波数分析
し、その音圧および振動の特定周波数帯域でのパワース
ペクトル密度の基準値を越える各ピーク数を計数する第
2の計数手段6と、標準偏差算出手段3で算出される標
準偏差の変動幅が基準内であることを前提として、第1
および第2の計数手段5および6で計数された各ピーク
数に基づき、回転機1の異常を判定する判定手段7とを
備えている。また、その第2発明(請求項2に係る発
明)は、図1(b)に示すように、第1および第2の検
出手段2および3と標準偏差算出手段4と第1および第
2の計数手段5および6と、標準偏差算出手段4で算出
される標準偏差の変動幅が基準内であることを前提とし
て、第1および第2の計数手段5および6で計数された
各ピーク数の各基準ピーク数との比率が全て良品レベル
を越えていた場合、これを回転機1の異常として判定す
る第1の判定手段7’と、標準偏差算出手段4で算出さ
れる標準偏差の変動幅が基準内であることを前提とし
て、第1および第2の計数手段5および6で計数された
各ピーク数の各基準ピーク数との比率の一部が良品レベ
ルを越えていた場合、再度第1および第2の検出手段2
および3で音圧および振動を検出させ直し、標準偏差算
出手段4で標準偏差を算出させ直し、第1および第2の
計数手段5および6で各ピーク数を計数させ直し、この
計数され直された各ピーク数の各基準ピーク数との比率
の良品レベルを越えるものが前回と同じである場合、こ
れを回転機1の異常として判定する第2の判定手段8と
を備えている。In order to achieve such an object, the first invention of the present application (the invention according to claim 1) is
As shown in FIG. 1A, first and second detecting means for detecting pressure and mechanical vibration of sound generated from the rotating machine 1 for a certain period of time when the rotating machine 1 is rotating at a predetermined rotation speed. 2 and 3, and the first and second detection means 2
In the time domain of the sound pressure and vibration detected by the first and second detecting means 2 and 3, and the standard deviation calculating means 4 for calculating the standard deviation of the sound pressure and the vibration detected by each rotation cycle. The first counting means 5 for counting the number of peaks exceeding the reference value of 1 and the first and second detecting means 2
Second counting means 6 for frequency-analyzing the sound pressure and vibration detected by 3 and 3, and counting the number of each peak exceeding the reference value of the power spectral density in a specific frequency band of the sound pressure and vibration, and a standard deviation. Assuming that the fluctuation range of the standard deviation calculated by the calculation means 3 is within the standard, the first
And a judging means 7 for judging an abnormality of the rotating machine 1 based on the number of peaks counted by the second counting means 5 and 6. The second invention (the invention according to claim 2) is, as shown in FIG. 1B, a first and second detecting means 2 and 3, a standard deviation calculating means 4, and a first and second detecting means. Assuming that the fluctuation range of the standard deviation calculated by the counting means 5 and 6 and the standard deviation calculating means 4 is within the standard, the peak number of each peak counted by the first and second counting means 5 and 6 When all the ratios with the respective reference peak numbers exceed the non-defective product level, the fluctuation range of the standard deviation calculated by the first judging means 7 ', which judges this as an abnormality of the rotating machine 1, and the standard deviation calculating means 4. If a part of the ratio of each peak number counted by the first and second counting means 5 and 6 to each reference peak number exceeds the non-defective level, the 1 and second detection means 2
The sound pressure and the vibration are re-detected by and 3, the standard deviation is recalculated by the standard deviation calculating means 4, and the respective peak numbers are re-counted by the first and second counting means 5 and 6, which are re-counted. When the ratio of the ratio of each peak number to each standard peak number exceeds the non-defective level is the same as the previous time, the second determination means 8 for determining this as an abnormality of the rotating machine 1 is provided.
【0008】[0008]
【作用】したがってこの発明によれば、その第1発明で
は、回転機1が所定の回転数で回転している状態におい
て、回転機1から発生する音の圧力および機械的振動
が、一定時間、第1および第2の検出手段2および3に
より検出される。そして、この第1および第2の検出手
段2および3により検出される音圧L’および振動M’
の回転周期毎の標準偏差が、標準偏差算出手段4にて算
出される。この算出された標準偏差の変動幅が基準内で
あれば測定時に外部騒音等の外乱がなかったものと判断
できる。第1の計数手段5は音圧L’および振動M’の
時間領域での基準値を越える各ピーク数LP’およびM
P’を計数する。第2の計数手段6は音圧L’および振
動M’を周波数分析し、その音圧L’および振動M’の
特定周波数帯域でのパワースペクトル密度の基準値を越
える各ピーク数AP’およびBP’を計数する。判定手
段7は、標準偏差算出手段4での標準偏差の変動幅が基
準内であることを前提として、第1および第2の計数手
段5および6で計数された各ピーク数LP’,MP’,
AP’,BP’に基づき、回転機1の異常を判定する。
また、その第2発明では、第1発明と同様にして、第1
および第2の検出手段2および3が音圧L’および振動
M’を検出し、標準偏差算出手段4が音圧L’および振
動M’の標準偏差を算出し、第1および第2の計数手段
5および6が各ピーク数LP’,MP’およびAP’,
BP’を計数する。第1の判定手段7’は、標準偏差算
出手段3での標準偏差の変動幅が基準内であることを前
提として、第1および第2の計数手段5および6で計数
された各ピーク数LP’,MP’,AP’,BP’の各
基準ピーク数との比率Ln’,Mn’,An’,Bn’
を求め、これらの比率が全て良品レベルLt,Mt,A
t,Btを越えていた場合、これを回転機1の異常とし
て判定する。第2の判定手段8は、上記比率Ln’,M
n’,An’,Bn’の一部が良品レベルLt,Mt,
At,Btを越えていた場合、再度音圧および振動を測
定させ直し、再度比率Ln’,Mn’,An’,Bn’
を求め、良品レベルを越えるものが前回と同じである場
合、これを回転機1の異常として判定する。Therefore, according to the first aspect of the invention, in the first aspect of the invention, when the rotating machine 1 is rotating at a predetermined number of revolutions, the sound pressure and mechanical vibration generated from the rotating machine 1 remain constant for a certain period of time. It is detected by the first and second detecting means 2 and 3. Then, the sound pressure L'and the vibration M'detected by the first and second detecting means 2 and 3.
The standard deviation for each rotation cycle is calculated by the standard deviation calculating means 4. If the fluctuation range of the calculated standard deviation is within the reference, it can be determined that there is no disturbance such as external noise at the time of measurement. The first counting means 5 includes the respective peak numbers LP 'and M that exceed the reference values of the sound pressure L'and the vibration M'in the time domain.
Count P '. The second counting means 6 frequency-analyzes the sound pressure L'and the vibration M ', and the respective peak numbers AP' and BP exceeding the reference value of the power spectral density in the specific frequency band of the sound pressure L'and the vibration M '. 'Counts. The determination means 7 assumes that the fluctuation range of the standard deviation calculated by the standard deviation calculation means 4 is within the reference, and the respective peak numbers LP ′, MP ′ counted by the first and second counting means 5 and 6. ,
The abnormality of the rotating machine 1 is determined based on AP 'and BP'.
In the second invention, the first invention is carried out in the same manner as the first invention.
And the second detecting means 2 and 3 detect the sound pressure L ′ and the vibration M ′, the standard deviation calculating means 4 calculates the standard deviation of the sound pressure L ′ and the vibration M ′, and the first and second counts are performed. Means 5 and 6 are for each peak number LP ', MP' and AP ',
Count BP '. The first judging means 7 ′, assuming that the fluctuation range of the standard deviation in the standard deviation calculating means 3 is within the reference, the number of peaks LP counted by the first and second counting means 5 and 6 Ratio Ln ', Mn', An ', Bn' of each of the reference peak numbers of ', MP', AP ', BP'
And the ratios are all good product levels Lt, Mt, A
If t and Bt are exceeded, this is determined as an abnormality of the rotating machine 1. The second determination means 8 uses the ratio Ln ′, M
Part of n ′, An ′, Bn ′ is a non-defective product level Lt, Mt,
When it exceeds At and Bt, the sound pressure and vibration are measured again, and the ratios Ln ′, Mn ′, An ′ and Bn ′ are measured again.
When the value exceeding the non-defective level is the same as the previous time, this is determined as an abnormality of the rotating machine 1.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。EXAMPLES The present invention will now be described in detail based on examples.
【0010】実施例1 図2はこの発明の一実施例を示す構成図であり、オルタ
ネータ10に異常検査装置が適用された例を示してい
る。この異常検査装置は、マイクロホン20と加速度ピ
ックアップ30とを有しており、モータ12とオルタネ
ータ10がカップリング16で連結され、オルタネータ
10が所定の回転数で回転している状態において、オル
タネータ10から発生する音の圧力と機械的振動を一定
時間検出し、異常の有無を判定するものである。Embodiment 1 FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and shows an example in which an abnormality inspection device is applied to the alternator 10. This abnormality inspection device has a microphone 20 and an acceleration pickup 30, the motor 12 and the alternator 10 are connected by a coupling 16, and when the alternator 10 is rotating at a predetermined rotation speed, The presence or absence of abnormality is determined by detecting the pressure of generated sound and mechanical vibration for a certain period of time.
【0011】マイクロホン20で検出された音圧は、増
幅器22で増幅され、騒音等の外乱を除去するフィルタ
24を通り、音圧信号としてA/D変換器42に入る。
同様に、加速度ピックアップ30で検出された振動は、
増幅器32で増幅され、床振動等の外乱を除去するフィ
ルタ34を通り、振動信号としてA/D変換器42に入
る。The sound pressure detected by the microphone 20 is amplified by the amplifier 22, passes through the filter 24 for removing disturbance such as noise, and enters the A / D converter 42 as a sound pressure signal.
Similarly, the vibration detected by the acceleration pickup 30 is
The signal is amplified by the amplifier 32, passes through a filter 34 for removing disturbance such as floor vibration, and enters the A / D converter 42 as a vibration signal.
【0012】モータ制御部52は、演算制御部40の指
示に従い、モータ12が所定の回転数になるよう制御を
行う。モータ12の回転数は、モータ12に取り付けら
れているエンコーダ14によって検出し、所定の回転数
に安定したとき、モータ制御部52から演算制御部40
へ回転完了信号が送られる。The motor control unit 52 controls the motor 12 according to an instruction from the arithmetic control unit 40 so that the motor 12 has a predetermined rotation speed. The rotation speed of the motor 12 is detected by the encoder 14 attached to the motor 12, and when the rotation speed stabilizes at a predetermined rotation speed, the motor control unit 52 changes the calculation control unit 40.
A rotation completion signal is sent to.
【0013】演算制御部40は、この回転完了信号を受
けて、A/D変換器42に変換開始信号を送り、音圧信
号と振動信号のアナログ/ディジタル変換を一定時間、
所定のサンプリング間隔で行う。ディジタル値に変換さ
れた音圧信号と振動信号は、波形メモリ44に格納され
た後、演算制御部40および信号処理プロセッサ46で
の演算処理に応じて、随時呼び出される。Upon receipt of this rotation completion signal, the arithmetic control unit 40 sends a conversion start signal to the A / D converter 42 to perform analog / digital conversion of the sound pressure signal and the vibration signal for a certain period of time.
It is performed at a predetermined sampling interval. The sound pressure signal and the vibration signal converted into digital values are stored in the waveform memory 44 and then called up as needed in accordance with the arithmetic processing in the arithmetic control unit 40 and the signal processor 46.
【0014】信号処理プロセッサ46は、波形の周波数
分析など演算制御部40では演算時間がかかる信号処理
を高速に実行するもので、処理内容は予めROMでプロ
グラミングされているか、演算制御部40からダウンロ
ードされるものとする。The signal processor 46 executes at high speed signal processing such as frequency analysis of waveforms, which requires calculation time in the calculation control section 40. The processing content is pre-programmed in the ROM or downloaded from the calculation control section 40. Shall be done.
【0015】演算制御部40および信号処理プロセッサ
46での演算処理の結果、検査したオルタネータ10の
異常の有無は、表示部50に表示し、判定内容を作業者
および他の設備に知らせる。As a result of the arithmetic processing in the arithmetic control unit 40 and the signal processor 46, the presence / absence of abnormality of the inspected alternator 10 is displayed on the display unit 50 to inform the operator and other equipment of the determination contents.
【0016】次に、良品判定基準の作成方法について説
明する。先ず、良品のオルタネータ10をモータ12に
連結し、マイクロホン20と加速度ピックアップ30を
介して、音圧信号と振動信号を一定時間(n回転分)だ
け測定する。Next, a method of creating a non-defective item determination standard will be described. First, the non-defective alternator 10 is connected to the motor 12, and the sound pressure signal and the vibration signal are measured for a predetermined time (n rotations) via the microphone 20 and the acceleration pickup 30.
【0017】図3にA/D変換器42に入力される音圧
信号Lと振動信号Mを示す。波形メモリ44に格納され
るデータは、この音圧信号Lと振動信号Mをサンプル時
間毎にA/D変換したものである。サンプル時間は、オ
ルタネータ10の1回転時間よりも充分に短く、サンプ
リングで離散値化を行っても、音圧および振動の測定に
必要な周波数帯域まで再現できるものとする。FIG. 3 shows the sound pressure signal L and the vibration signal M input to the A / D converter 42. The data stored in the waveform memory 44 is A / D converted from the sound pressure signal L and the vibration signal M at each sampling time. The sample time is sufficiently shorter than one rotation time of the alternator 10, and even if the sampling is performed with discrete values, it is possible to reproduce up to the frequency band necessary for measuring the sound pressure and the vibration.
【0018】測定した音圧信号Lと振動信号Mを回転周
期毎に分割し、標準偏差L1〜Ln、M1〜Mnを算出
する。今、標準偏差値の変動幅ΔL、ΔMは、次式で算
出され、The measured sound pressure signal L and vibration signal M are divided for each rotation cycle to calculate standard deviations L1 to Ln and M1 to Mn. Now, the fluctuation widths ΔL and ΔM of the standard deviation value are calculated by the following equations,
【0019】[0019]
【数2】 [Equation 2]
【0020】それぞれ許容限度Ls、Ms内(ΔL<L
s、ΔM<Ms)のとき、入力したデータには、外乱等
がないものとして、測定時間全域での標準偏差値を求
め、これを3倍したものを時間領域でのピーク判定基準
値Ll、Mlとする。Within allowable limits Ls and Ms, respectively (ΔL <L
s, ΔM <Ms), it is assumed that the input data has no disturbance or the like, a standard deviation value is obtained over the entire measurement time, and the standard deviation value is tripled to obtain a peak determination reference value Ll in the time domain, Let Ml.
【0021】逆に、標準偏差値の変動幅ΔL、ΔMが許
容限度Ls、Msを越えていた場合には、騒音等の外乱
が入った恐れがあるので、再度音圧と振動を入力する。On the contrary, if the fluctuation widths ΔL and ΔM of the standard deviation values exceed the permissible limits Ls and Ms, there is a possibility that disturbance such as noise will be entered, so the sound pressure and vibration are input again.
【0022】ピーク判定基準値Ll、Mlが決定された
後、音圧信号Lと振動信号Mの絶対値がこの判定基準値
Ll、Mlを越えるピーク数を計数し、時間領域でのピ
ーク計数値(基準ピーク数)LpとMpを算出する。After the peak judgment reference values Ll and Ml are determined, the number of peaks in which the absolute values of the sound pressure signal L and the vibration signal M exceed the judgment reference values Ll and Ml are counted, and the peak count value in the time domain is calculated. (Reference peak number) Lp and Mp are calculated.
【0023】周波数領域の検査では、測定した音圧信号
Lと振動信号Mの周波数をオルタネータ10の1回転分
毎に分析し、平均化して、周波数に対するパワースペク
トル密度A、Bを算出する(図4参照)。このパワース
ペクトル密度A、Bから、特定の周波数帯域、例えばF
min(Hz)からFmax(Hz)の領域での標準偏
差値を求め、これを3倍したものを周波数領域でのピー
ク判定基準値Al、Blとする。In the frequency domain inspection, the measured frequencies of the sound pressure signal L and the vibration signal M are analyzed for each rotation of the alternator 10 and averaged to calculate the power spectral densities A and B with respect to the frequency (see FIG. 4). From the power spectral densities A and B, a specific frequency band, for example, F
The standard deviation value in the area of Fmax (Hz) from min (Hz) is obtained, and the standard deviation value is tripled to be the peak determination reference values Al and Bl in the frequency area.
【0024】ピーク判定基準値Al、Blが決定された
後、音圧信号Lと振動信号Mのパワースペクトル密度
A、Bがこの判定基準値AlとBlを越えるピーク数を
計数し、周波数領域でのピーク計数値(基準ピーク数)
ApとBpを算出する。After the peak judgment reference values Al and Bl are determined, the number of peaks at which the power spectral densities A and B of the sound pressure signal L and the vibration signal M exceed the judgment reference values Al and Bl are counted, and in the frequency domain. Peak count value (reference peak number)
Calculate Ap and Bp.
【0025】最後に、時間領域でのピーク計数値Lp、
Mpと、周波数領域でのピーク計数値Ap、Bpをもと
に、良品とみなす限界値(良品レベル)Lt,Mtおよ
びAt,Btを設定する。Finally, the peak count value Lp in the time domain,
Based on Mp and the peak count values Ap and Bp in the frequency domain, limit values (non-defective product levels) Lt, Mt and At, Bt that are considered to be non-defective products are set.
【0026】以上の方法により、ピーク判定基準値L
l,Ml,Al,Bl、ピーク計数値Lp,Mp,A
p,Bpおよび限界値Lt,Mt,At,Btを、良品
のオルタネータ10を用いて予め求めておき、良品判定
データとして、演算制御部40のメモリ内に格納してお
く。格納された良品判定データは、オルタネータ10の
検査毎に読み出され、サンプル品のピーク計数値L
p’,Mp’,Ap’,Bp’と良品のピーク計数値L
p,Mp,Ap,Bpとの比率を求め、さらに限界値L
t,Mt,At,Btと比較して、良否判定を行う。By the above method, the peak judgment reference value L
1, Ml, Al, Bl, peak count values Lp, Mp, A
p, Bp and limit values Lt, Mt, At, Bt are obtained in advance by using the non-defective item alternator 10 and stored in the memory of the arithmetic control unit 40 as non-defective item determination data. The stored non-defective item determination data is read for each inspection of the alternator 10, and the peak count value L of the sample item is read.
p ', Mp', Ap ', Bp' and non-defective peak count L
The ratio with p, Mp, Ap, Bp is calculated, and the limit value L
The quality is judged by comparing with t, Mt, At, and Bt.
【0027】次に、検査手順を具体的に述べる。図7は
検査手順を示したフローチャートであり、このフローチ
ャートに従う処理が演算制御部40および信号処理プロ
セッサ46で実行される。図において、ステップ701
では、オルタネータ10を検査品に交換し、良品判定デ
ータを取った場合と同一条件で、音圧信号L’と振動信
号M’を測定する。Next, the inspection procedure will be specifically described. FIG. 7 is a flowchart showing the inspection procedure, and the processing according to this flowchart is executed by the arithmetic control unit 40 and the signal processor 46. In the figure, step 701
Then, the alternator 10 is replaced with an inspection product, and the sound pressure signal L ′ and the vibration signal M ′ are measured under the same conditions as when the non-defective product determination data is obtained.
【0028】ステップ702では、測定した音圧信号
L’と振動信号M’を回転周期毎に分割し、標準偏差値
の変動幅ΔL’、ΔM’を算出する。In step 702, the measured sound pressure signal L'and vibration signal M'are divided for each rotation cycle, and the fluctuation widths ΔL ', ΔM' of the standard deviation value are calculated.
【0029】変動幅ΔL’、ΔM’が許容限度Ls、M
sを越えていれば、騒音等の外乱が入った恐れがあるの
で、ステップ703でのNOに応じ再度ステップ701
に戻って、音圧信号L’と振動信号M’を測定し直す。The fluctuation widths ΔL 'and ΔM' are allowable limits Ls and M.
If it exceeds s, disturbance such as noise may have entered, so in response to NO in step 703, step 701 is executed again.
Then, the sound pressure signal L ′ and the vibration signal M ′ are measured again.
【0030】すなわち、オルタネータ10が組立異常品
のとき、異常が僅かであっても、回転位置に同期して異
常音や異常振動が発生する。このため、回転周期毎の波
形の再現性を調べれば、入力データに対する外部騒音や
振動等の外乱の有無が分かる。ステップ702では、回
転周期毎の標準偏差を算出することで、波形の再現性を
調べており、ステップ703において、変動幅が所定の
範囲外であった場合には、入力異常とし、音圧および振
動を再入力する。That is, when the alternator 10 is an abnormal assembly product, an abnormal sound or vibration is generated in synchronization with the rotational position even if the abnormality is slight. Therefore, by examining the reproducibility of the waveform for each rotation period, it is possible to know the presence or absence of disturbance such as external noise or vibration with respect to the input data. In step 702, the reproducibility of the waveform is checked by calculating the standard deviation for each rotation cycle. In step 703, if the fluctuation range is outside the predetermined range, it is determined that the input is abnormal and the sound pressure and Re-enter the vibration.
【0031】ステップ704では、音圧信号L’と振動
信号M’が時間領域でのピーク判定基準値Ll、Mlを
越えるピーク数を計数し、時間領域でのピーク計数値L
p’、Mp’を算出する。In step 704, the number of peaks in which the sound pressure signal L'and the vibration signal M'exceed the peak judgment reference values Ll and Ml in the time domain are counted, and the peak count value L in the time domain is counted.
Calculate p'and Mp '.
【0032】ステップ705では、音圧信号L’と振動
信号M’を1回転毎に分割して、信号処理プロセッサ4
6に送り、パワースペクトル密度A’、B’を求める。In step 705, the sound pressure signal L'and the vibration signal M'are divided for each rotation, and the signal processor 4 is divided.
6, and the power spectral densities A ′ and B ′ are obtained.
【0033】ステップ706では、特定周波数(Fmi
n〜Fmax)のパワースペクトル密度A’、B’が、
周波数領域でのピーク判定基準値Al、Blを越えるピ
ーク数を計数し、周波数領域でのピーク計数値Ap’、
Bp’を算出する。In step 706, the specific frequency (Fmi
n to Fmax) power spectral densities A ′ and B ′ are
The number of peaks exceeding the peak determination reference values Al and Bl in the frequency domain is counted, and the peak count value Ap ′ in the frequency domain,
Calculate Bp '.
【0034】ステップ707では、良品のピーク計数値
Lp,Mp,Ap,Bpと算出したピーク計数値L
p’,Mp’,Ap’,Bp’との比率Ln’,M
n’,An’,Bn’を計算する。In step 707, the peak count values Lp, Mp, Ap, Bp of the non-defective product and the calculated peak count value L are calculated.
Ratio Ln ′, M with p ′, Mp ′, Ap ′, Bp ′
Calculate n ', An', Bn '.
【0035】そして、この比率Ln’,Mn’,A
n’,Bn’と限界値Lt,Mt,At,Btを比較し
て(ステップ708,710)、Ln’≦Lt、かつM
n’≦Mt、かつAn’≦At、かつBn’≦Btであ
る場合は、オルタネータ10は正常とし(ステップ70
9)、検査を終了する。Then, this ratio Ln ', Mn', A
By comparing n ', Bn' with the limit values Lt, Mt, At, Bt (steps 708, 710), Ln '≤ Lt, and M
If n ′ ≦ Mt, An ′ ≦ At, and Bn ′ ≦ Bt, the alternator 10 is normal (step 70
9), the inspection ends.
【0036】逆に、比率がLn’>Lt、かつMn’>
Mt、かつAn’>At、かつBn’>Btである場合
には、オルタネータ10に異常ありとし(ステップ71
1)、検査を終了する。On the contrary, when the ratio is Ln '> Lt and Mn'>
If Mt, An '> At, and Bn'> Bt, it is determined that the alternator 10 is abnormal (step 71).
1), the inspection is completed.
【0037】ステップ708,710において、正常と
も異常とも判定できなかった場合には、ステップ712
に進む。ステップ712では、比率Ln’,Mn’,A
n’,Bn’が限界値Lt,Mt,At,Btより大き
いか小さいかをそれぞれメモリに格納した後、ステップ
713を経てステップ714へ進み、検査回数を計数す
るカウンタを更新したうえ、ステップ701に戻り、音
圧と振動を測定し直す。If neither normal nor abnormal can be determined in steps 708 and 710, step 712
Proceed to. In step 712, the ratios Ln ′, Mn ′, A
After storing whether n ′ and Bn ′ are larger or smaller than the limit values Lt, Mt, At, and Bt in the memory, the process proceeds to step 714 via step 713 to update the counter for counting the number of inspections, and step 701. Return to and measure sound pressure and vibration again.
【0038】再度、ステップ710での判定で、異常の
有無が特定できなかった場合、ステップ713におい
て、前回メモリに格納した判定結果と比較し、各検査項
目毎の判定結果が同一であれば、異常ありと判断する
(ステップ711)。逆に、判定結果が異なっていれ
ば、測定誤差が含まれているため、再度カウンタを更新
して(ステップ714)、ステップ701に戻る。If the presence / absence of abnormality cannot be specified again in step 710, it is compared with the determination result previously stored in the memory in step 713. If the determination result for each inspection item is the same, It is determined that there is an abnormality (step 711). On the other hand, if the determination results are different, the measurement error is included, so the counter is updated again (step 714) and the process returns to step 701.
【0039】ステップ713でのNOにより検査が繰り
返される場合には、検査回数の限界値を新たに設定し、
ステップ714でのカウンタ値が限界値を越えた場合、
異常ありと判定させるものとしてもよい。When the inspection is repeated due to NO in step 713, a new limit value for the number of inspections is set,
If the counter value in step 714 exceeds the limit value,
It may be determined that there is an abnormality.
【0040】ステップ710,713にて、異常の有無
が特定できれば、表示部50に指示を出して、パイロッ
トランプ等を点灯させる。If the presence / absence of abnormality can be specified in steps 710 and 713, an instruction is issued to the display section 50 to turn on the pilot lamp or the like.
【0041】図5は本実施例の異常検査装置が異常あり
と判定したオルタネータ10の音圧信号L’と振動信号
M’の一例であり、図6にこの音圧信号L’と振動信号
M’のパワースペクトル密度A’とB’を示す。FIG. 5 shows an example of the sound pressure signal L'and the vibration signal M'of the alternator 10 which is judged by the abnormality inspection apparatus of this embodiment to be abnormal, and FIG. 6 shows the sound pressure signal L'and the vibration signal M. The power spectral densities A'and B'of 'are shown.
【0042】図5,図6ともに、良品と比べてピーク計
数値Lp’,Mp’,Ap’,Bp’に明らかに差があ
り、異常を容易に検出することができた。また、検査を
繰り返しても、検査結果が異なることはなく、安定性も
良好であった。In both FIGS. 5 and 6, the peak count values Lp ', Mp', Ap ', Bp' are clearly different from those of the non-defective product, and the abnormality can be easily detected. Further, even if the inspection was repeated, the inspection results did not differ, and the stability was good.
【0043】以上説明したように、本実施例によると、
音圧と振動の基準値を越えるピーク数を時間領域と周波
数領域で計数してオルタネータ10の良否判定を行うも
のとしているため、ブラシとスリップリング等の局部的
な傷による異常や、音圧変化の小さい不良、振動変化の
小さい不良に対しても、検査時間を長引かせることな
く、高精度に検出することができるようになる。また、
判定基準が機種毎に固定されているため、良品として得
られるオルタネータ10の品質を安定させることができ
る。逆に、異常品においても、異常レベルをランク付け
したり、異常内容を特定することが可能となり、修復作
業に要する時間を短縮することができるようになる。As described above, according to this embodiment,
Since the number of peaks exceeding the sound pressure and vibration reference values is counted in the time domain and the frequency domain to determine the quality of the alternator 10, abnormalities due to local scratches on the brush and slip ring, and changes in sound pressure. It is possible to detect even a small defect with a small change in vibration and a defect with a small vibration change with high accuracy without prolonging the inspection time. Also,
Since the determination standard is fixed for each model, the quality of the alternator 10 obtained as a good product can be stabilized. On the contrary, even for an abnormal product, it is possible to rank the abnormality level and specify the content of the abnormality, so that the time required for the repair work can be shortened.
【0044】実施例2 なお、実施例1では、オルタネータ10の回転数および
検査すべき周波数帯域を1箇所とし、予め良品と不良品
との特性差が最も顕著に表れる部分を用いているが、回
転数を可変させて数回測定したり、検査すべき周波数帯
域を複数個設けるものとしてもよい。Second Embodiment In the first embodiment, the number of revolutions of the alternator 10 and the frequency band to be inspected are set at one location, and a portion in which the characteristic difference between the good product and the defective product is most prominent is used in advance. The number of revolutions may be varied and measured several times, or a plurality of frequency bands to be inspected may be provided.
【0045】実施例3 また、実施例1では、音圧を検出する手段としてマイク
ロホン20を、振動を検出する手段として加速度ピック
アップ30をそれぞれ1個ずつ設けているが、図8に示
すように、オルタネータ10のフロント側とリア側等、
それぞれ複数個設けるものとしてもよく、この場合は異
常箇所の特定に応用することも可能となる。Third Embodiment Further, in the first embodiment, the microphone 20 is provided as a means for detecting sound pressure, and the acceleration pickup 30 is provided as a means for detecting vibration, respectively. However, as shown in FIG. Front side and rear side of the alternator 10,
A plurality of each may be provided, and in this case, it is possible to apply the method to specify the abnormal portion.
【0046】実施例4 なお、異常の内容によっては、音圧のみの測定や振動の
みの測定であってもよく、それぞれの検出手段も、マイ
クロホン20や加速度ピックアップ30に特定されるも
のではない。Embodiment 4 It should be noted that depending on the contents of the abnormality, only the sound pressure may be measured or only the vibration may be measured, and the respective detection means are not limited to the microphone 20 or the acceleration pickup 30.
【0047】実施例5 さらに、音圧信号および振動信号の周波数を分析するの
に、専用の信号処理プロセッサ46を用いたが、検査時
間が問題にならなければ、演算制御部40で演算させる
ようにしてもよい。Embodiment 5 Furthermore, the dedicated signal processor 46 was used to analyze the frequencies of the sound pressure signal and the vibration signal. However, if the inspection time does not cause a problem, the arithmetic control unit 40 may be used for the calculation. You may
【0048】実施例6 また、信号処理プロセッサ46は、演算制御部40と同
様に、プログラムによって自由に処理内容を変えること
ができるので、信号の周波数分析以外に、ディジタルフ
ィルタとして用いてもよく、この場合は、フィルタ24
および34を省略することができ、低コスト化が図られ
る。Sixth Embodiment Further, the signal processor 46 can freely change the processing contents by a program similarly to the arithmetic control unit 40, so that it may be used as a digital filter other than the frequency analysis of the signal. In this case, the filter 24
And 34 can be omitted, and the cost can be reduced.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によると、回転機が所定の回転数で回転している状
態において回転機から発生する音圧および振動を一定時
間検出し、基準値を越えるピーク数を時間領域と周波数
領域で計数し、回転周期毎の音圧および振動の標準偏差
の変動幅が基準内であることを前提として、上記各ピー
ク数に基づいて回転機の異常を検出するようにしたの
で、検査時間を長引かせることなく、検査精度を上げ、
良品として得られる回転機の品質を安定させることがで
きるようになる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the sound pressure and vibration generated from the rotating machine are detected for a certain period of time while the rotating machine is rotating at a predetermined number of revolutions, and the reference value is set. The number of peaks that exceed is counted in the time domain and the frequency domain, and assuming that the fluctuation range of the standard deviation of sound pressure and vibration for each rotation cycle is within the standard, the abnormality of the rotating machine is determined based on each of the above peak numbers. Since it is detected, the inspection accuracy is improved without prolonging the inspection time.
The quality of the rotating machine obtained as a good product can be stabilized.
【図1】本発明の要部を示すブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of the present invention.
【図2】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図3】正常品の時間領域での音圧信号および振動信号
を例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a sound pressure signal and a vibration signal in a time domain of a normal product.
【図4】正常品の周波数領域での音圧および振動のパワ
ースペクトル密度を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating sound pressure and vibration power spectrum densities in a frequency region of a normal product.
【図5】異常品の時間領域での音圧信号および振動信号
を例示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a sound pressure signal and a vibration signal in the time domain of an abnormal product.
【図6】異常品の周波数領域での音圧および振動のパワ
ースペクトル密度を例示する図である。FIG. 6 is a diagram exemplifying power spectral densities of sound pressure and vibration in a frequency region of an abnormal product.
【図7】演算制御部および信号処理プロセッサの実行す
る処理(検査手順)を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a process (inspection procedure) executed by an arithmetic control unit and a signal processor.
【図8】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図9】従来の異常検査装置を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a conventional abnormality inspection device.
【図10】従来の異常検査装置においてオルタネータを
駆動する速度パターンを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a speed pattern for driving an alternator in a conventional abnormality inspection device.
【図11】従来の異常検査装置の回帰直線および基準線
を作成しての異常判定動作を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an abnormality determination operation of the conventional abnormality inspection apparatus that creates a regression line and a reference line.
10 オルタネータ 12 モータ 14 エンコーダ 20 マイクロホン 30 加速度ピックアップ 40 演算制御部 42 A/D変換器 44 波形メモリ 46 信号処理プロセッサ 52 モータ制御部 10 Alternator 12 Motor 14 Encoder 20 Microphone 30 Accelerometer 40 Arithmetic Control Unit 42 A / D Converter 44 Waveform Memory 46 Signal Processor 52 Motor Control Unit
Claims (2)
態において前記回転機から発生する音の圧力および機械
的振動を一定時間検出する第1および第2の検出手段
と、 この第1および第2の検出手段により検出される音圧お
よび振動の回転周期毎の標準偏差を算出する標準偏差算
出手段と、 前記第1および第2の検出手段により検出された音圧お
よび振動の時間領域での基準値を越える各ピーク数を計
数する第1の計数手段と、 前記第1および第2の検出手段により検出された音圧お
よび振動を周波数分析し、その音圧および振動の特定周
波数帯域でのパワースペクトル密度の基準値を越える各
ピーク数を計数する第2の計数手段と、 前記標準偏差算出手段で算出される標準偏差の変動幅が
基準内であることを前提として、前記第1および第2の
計数手段で計数された各ピーク数に基づき、前記回転機
の異常を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする
回転機の異常検査装置。1. A first and second detecting means for detecting a pressure and a mechanical vibration of a sound generated from the rotating machine for a certain period of time when the rotating machine is rotating at a predetermined rotation speed, and the first detecting means. And a standard deviation calculating means for calculating the standard deviation of the sound pressure and vibration detected by the second detecting means for each rotation cycle, and a time domain of the sound pressure and vibration detected by the first and second detecting means. And a first counting means for counting the number of peaks exceeding the reference value, and frequency analysis is performed on the sound pressure and vibration detected by the first and second detecting means, and the specific frequency band of the sound pressure and vibration is analyzed. The second counting means for counting the number of each peak exceeding the reference value of the power spectral density in the above, and the first deviation on the assumption that the fluctuation range of the standard deviation calculated by the standard deviation calculating means is within the reference. And Based on the number of peaks counted by the second counting means, abnormality inspection device for a rotary machine, characterized by comprising determination means for determining abnormality of the rotating machine.
おいて、判定手段のかわりに、 前記標準偏差算出手段で算出される標準偏差の変動幅が
基準内であることを前提として、前記第1および第2の
計数手段で計数された各ピーク数の各基準ピーク数との
比率が全て良品レベルを越えていた場合、これを回転機
の異常として判定する第1の判定手段と、 前記標準偏差算出手段で算出される標準偏差の変動幅が
基準内であることを前提として、前記第1および第2の
計数手段で計数された各ピーク数の各基準ピーク数との
比率の一部が良品レベルを越えていた場合、再度前記第
1および第2の検出手段で音圧および振動を検出させ直
し、前記標準偏差算出手段で標準偏差を算出させ直し、
前記第1および第2の計数手段で各ピーク数を計数させ
直し、この計数され直された各ピーク数の各基準ピーク
数との比率の良品レベルを越えるものが前回と同じであ
る場合、これを回転機の異常として判定する第2の判定
手段とを備えたことを特徴とする回転機の異常検査装
置。2. The abnormality inspection device for a rotating machine according to claim 1, wherein the variation range of the standard deviation calculated by the standard deviation calculating means is within a reference instead of the determining means. When the ratio of each peak number counted by the first and second counting means to each reference peak number exceeds the non-defective level, the first determining means determines this as an abnormality of the rotating machine, and the standard Assuming that the fluctuation range of the standard deviation calculated by the deviation calculating means is within the standard, part of the ratio of each peak number counted by the first and second counting means to each reference peak number is If the quality level is exceeded, the sound pressure and vibration are detected again by the first and second detection means, and the standard deviation is calculated again by the standard deviation calculation means.
If the number of peaks is re-counted by the first and second counting means and the ratio of the re-counted peak number to the reference peak number exceeds the non-defective level is the same as the previous time, And a second determining means for determining that the abnormality is an abnormality of the rotating machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00583693A JP3223623B2 (en) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Abnormal inspection equipment for rotating machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06217576A true JPH06217576A (en) | 1994-08-05 |
JP3223623B2 JP3223623B2 (en) | 2001-10-29 |
Family
ID=11622120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP00583693A Expired - Lifetime JP3223623B2 (en) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Abnormal inspection equipment for rotating machines |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3223623B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10290810A (en) * | 1997-04-21 | 1998-11-04 | Osada Res Inst Ltd | Hand piece for odontotherapy |
JP2011185846A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Reference value creation device and reference value creation method |
JP2017156315A (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 三菱重工業株式会社 | Abnormality detection device and abnormality detection method |
CN113433218A (en) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 西安热工研究院有限公司 | In-service wind turbine blade structure damage grade assessment device, system and method |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP00583693A patent/JP3223623B2/en not_active Expired - Lifetime
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