JPH08161050A - 可動体位置検出手段の異常検出方法 - Google Patents

可動体位置検出手段の異常検出方法

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JPH08161050A
JPH08161050A JP6300492A JP30049294A JPH08161050A JP H08161050 A JPH08161050 A JP H08161050A JP 6300492 A JP6300492 A JP 6300492A JP 30049294 A JP30049294 A JP 30049294A JP H08161050 A JPH08161050 A JP H08161050A
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JP
Japan
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movable body
position detection
detecting means
abnormality
detection signal
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Application number
JP6300492A
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English (en)
Inventor
Hideaki Kawakami
秀明 川上
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】可動体の位置を検出する位置検出手段で発生し
た異常も検出できる異常検出方法を提供する。 【構成】位置検出手段21の故障などで位置検出手段2
1より位置検出信号が正常出力値の範囲外となった場
合、また機械系の故障等で可動体が可動範囲外へ出た場
合、位置検出手段21の故障等で位置検出信号が真の可
動体位置と対応しなくなった場合、または機械系の故障
で可動体が動作しなくなった場合、位置検出手段の故障
などにより位置検出信号が一定のままとなった場合、ま
たは機械系の故障などで可動体がロックした場合、位置
検出手段21がセンサ取付け板より外れ、または脱落し
て、可動体の位置が正確に検出できなくなった場合など
をそれぞれ異常とし、かつこれら異常の少なくとも2以
上の組合せにより異常を検出するようにしたことによ
り、位置検出手段21で発生した異常も検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はアクチュエータにより
動作される可動体の位置を検出する位置検出手段の異常
を検出する異常検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来アクチュエータにより動作される可
動体の位置制御を行う場合、位置センサなどの位置検出
手段を使用して可動体の位置を検出しているが、位置検
出手段に異常が発生した場合可動体の位置が検出できな
いばかりか、制御系が暴走するなどして、装置に重大な
危険が及ぶ虞がある。かかる不具合を防止するため従来
から種々の異常検出方法や異常検出装置が提案されてい
る。
【0003】例えば実開昭62−130850号公報で
は、移動体の位置を設定位置に移動させるようにモータ
を制御するものにおいて、移動体の移動量に応じた位置
検出信号の変化量を検出し、その変化量が所定範囲以下
またはそれ以上である時に前記モータの停止信号を出力
する異常検出部を設けたもので、制御系の異常発生時に
速やかにモータの停止信号を発し得るように構成されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記公報の異常
検出方法では、位置検出信号の変化量を検出し、その変
化量が所定範囲内であるか否かによって異常を検出して
いるため、位置検出器に異常が発生して、可動体が動作
したにもかかわらず位置検出信号が変化しないような場
合、これを異常として検出できないため、可動体を所定
の位置に停止できず、装置や周辺機器を破損させるなど
の不具合があった。この発明はかかる不具合を改善する
ためになされたもので、位置検出手段に発生した異常を
検出することのできる位置検出手段の異常検出方法を提
供して、位置検出手段の異常により生じる装置や周辺機
器の破損などを未然に防止しようとするものである。
【0005】この発明は上記目的を達成するために、ア
クチュエータにより動作される可動体の位置を位置検出
手段で検出し、かつ得られた位置信号を基に上記可動体
の動作を制御するものにおいて、(イ)位置検出手段の
故障などで位置検出手段より位置検出信号が正常出力値
の範囲外となった場合、また機械系の故障等で可動体が
可動範囲外へ出た場合、(ロ)位置検出手段の故障等で
位置検出信号が真の可動体位置と対応しなくなった場
合、または機械系の故障で可動体が動作しなくなった場
合、(ハ)位置検出手段より信号を送る信号線の断線な
どで位置検出信号がステップ状に大きく変化した場合、
または機械系の故障などで可動体が仕様最大速度で動作
した場合、(ニ)位置検出手段の故障などで位置検出信
号と真の可動体の位置関係に線形性がなくなった場合、
または機械系の故障などで可動体が振動的に動作した場
合、(ホ)位置検出手段の故障などにより位置検出信号
が一定のままとなった場合、または機械系の故障などで
可動体がロックした場合、(ヘ)位置検出手段がセンサ
取付け板より外れ、または脱落して、可動体の位置が正
確に検出できなくなった場合、上記(イ)ないし(ヘ)
までの場合をそれぞれ異常とし、かつこれら異常の少な
くとも2以上の組合せにより異常信号を出力するように
したものである。
【0006】
【作 用】上記構成により位置検出系で発生した異常
がその故障状況によらず正確に検知できると共に、位置
検出系そのもので発生した異常も高い確率で検出できる
ようになる。
【0007】
【実 施 例】この発明の異常検出方法を油圧プレスに
実施した例について図面を参照して詳述する。図1は油
圧プレスの油圧回路を示す回路図、図2はコントローラ
内部の回路図、図3は位置検出手段の側面図である。図
1において1はスライド2を昇降する油圧シリンダで、
径の大きい第1シリンダ3と、第1シリンダ3上に同心
的に設けられた径の小さい第2シリンダ4よりなり、第
1シリンダ3内に収容されたピストン3aの上下面に、
ピストン杆3b,3cが突設されている。ピストン3a
の上面に突設されたピストン杆3bは下面に突設された
ピストン杆3cより小径となっていて、上端側は第2シ
リンダ4内へ突出され、先端部に第2シリンダ4内に設
けられたピストン4aが固着されていると共に、ピスト
ン3aの下面に突設された径の大きいピストン杆3cの
下端に上記スライド2が取付けられている。
【0008】また図1中5は電磁流量制御弁で、油圧ポ
ンプ6の吐出圧を上記第1シリンダ3及び第2シリンダ
4へ供給する管路7の途中に設けられたサーボ弁8と、
このサーボ弁8をパイロット制御する電磁制御弁9及び
電磁制御弁9とサーボ弁8間を接続するパイロット回路
10の途中に設けられたオン、オフ弁11より構成され
ている。そして上記サーボ弁8と第1シリンダ3の間を
接続する管路7のうち、第1シリンダ3の上室31 側に
接続された管路71 と第1シリンダ3の下室32 の間は
電磁弁13により開閉自在な2個のロジック弁14,1
5を介して接続され、また一方のロジック弁15と第2
シリンダ4の下室42 に接続された管路72 の間は電磁
弁16により開閉自在なロジック弁17を介して接続さ
れていると共に、第2シリンダ4の上室41 は大気に開
放されている。
【0009】一方、上記第1シリンダ3の上室31 と下
室32 には、各室31 ,32 内の圧力より加圧力Pを検
出する圧力センサよりなる加圧力検出手段19,20
が、そしてスライド2の近傍にはスライド2の位置を検
出する位置検出手段21が設けられていて、これら検出
手段19,20,21により検出された圧力及び位置信
号はコントローラ22へ入力されている。
【0010】上記位置検出手段21は図3に示すよう
に、スライド2の移動方向に向けられたセンサロッド2
1aと、センサヘッド21bよりなり、センサロッド2
1aの両端はブラケット21cを介してスライド2側に
取付けられていて、スライド2とともに移動すると共
に、センサヘッド21bはほぼC字形に形成されたセン
サ取付け板21dの上部に固着されている。上記センサ
取付け板21dの下端はボルト21eによりプレス本体
30に枢着されており、またセンサ取付け板21dの下
端側には、センサ取付け板21dが側方へ倒れるのを阻
止する倒れ止め21iと、センサ取付け板21dをボル
ト21eを中心に前後方向へ調整する位置調整ボルト2
1fが設けられていると共に、上記センサヘッド21b
の近傍には、作業中の振動などによりセンサヘッド21
bが外れたり、脱落した場合にこれを検出するセンサ脱
落検出器21gが設けられている。
【0011】そして上記位置検出手段21に発生した異
常は、コントローラ22により次のように検出される。
この発明による異常検出の項目は次の通りである。 (イ)位置検出手段21の故障などで位置検出手段21
より位置検出信号が正常出力値の範囲外となった場合、
また機械系(プレス)の故障等で可動体(スライド)が
可動範囲外へ出た場合。 (ロ)位置検出手段21の故障等で位置検出信号が真の
可動体位置と対応しなくなった場合、または機械系の故
障で可動体が動作しなくなった場合。 (ハ)位置検出手段21より信号を送る信号線の断線な
どで位置検出信号がステップ状に大きく変化した場合、
または機械系の故障などで可動体が仕様最大速度で動作
した場合。 (ニ)位置検出手段21の故障などで位置検出信号と真
の可動体の位置関係に線形性がなくなった場合、または
機械系の故障などで可動体が振動的に動作した場合。 (ホ)位置検出手段の故障などにより位置検出信号が一
定のままとなった場合、または機械系の故障などで可動
体がロックした場合。 (ヘ)位置検出手段21がセンサ取付け板21dより外
れ、または脱落して、可動体の位置が正確に検出できな
くなった場合。
【0012】次にその具体例を図4に示すフローチャー
ト及び図2に示すコントローラ内部の図面を参照して説
明する。図4のフローチャートのステップS0でプレス
の運転を開始すると、スライド2は上死点(A=0)か
ら油圧シリンダ1により下降を開始され、またスライド
2の位置は位置検出手段21により検出されてコントロ
ーラ22へ入力される。コントローラ22は位置検出手
段21より入力された位置検出信号と、スライド2の可
動範囲を図2に示す比較器22aで比較し、位置現在値
が上限値と下限値の範囲外の場合異常信号を出力する。
【0013】すなわち図4のステップS1で下限値−A
L<位置現在値<上限値+AU(ただし、AL(下限許
容値)、AU(上限許容値)とし、パラメータ設定可と
する。)を判定し、位置現在値が範囲を外れている場合
は異常信号を出力するが範囲内であればステップS2へ
進む。ステップS2では、動作指令値(位置、速度)と
位置現在値(位置、速度)との比較を行い、位置検出信
号と位置指令値との間に一定値以上のずれが生じた場
合、ステップS3へ進んで次の判定を行う。 動作指令値(位置)−AD<位置現在値(位置)<動作
指令値(位置)+AD…(ロ−) |動作指令値(速度)−AV|<|位置現在値(速度)
|<|動作指令値(速度)+AV|…(ロ−) 動作指令値(速度)の符号=位置現在値(速度)の符号
…(ロ−) ただし、(ロ−)の判定は、位置偏差の絶対値が一定
値ASC以下の時行わない。(ただし、位置現在値(速
度)とは位置現在値(位置)を時間微分したものであ
る。また、AD(位置許容値)、AV(速度許容値)、
ASC(速度符号チェック偏差値)とし、パラメータ設
定可とする。) すなわち上記(ロ−)ではコントローラ22の比較器
22bでフィードバック制御系とは独立して異常を判定
し、(ロ−)ではコントローラ22の比較器22cで
フィードバック制御系の偏差値を用いて異常を判定する
ものである。
【0014】一方図4のステップS4では、コントロー
ラ22の比較器22dで位置現在値(速度)<仕様最大
速度+AMV(ただし、位置現在値(速度)とは位置現
在値(位置)を時間微分したものである。また、AMV
(最大速度許容値)とし、仕様最大速度とともにパラメ
ータ設定可とする。)を判定し、位置検出信号の時間微
分値(速度)がプレス仕様の最大速度+AMVを越えた
ときに異常と判定し、異常信号を出力する。図4のステ
ップS5ではコントローラ22の比較器22eで、また
ステップS6ではコントローラ22の比較器22fで動
作指令値(位置、速度)と位置現在値(位置、速度)と
の比較を行い、一定値ずれた場合では異常として異常信
号を出力する。すなわちステップS5では |動作指令値(位置)−位置現在値(速度)|<ED ステップS6では|動作指令値(速度)−位置現在値
(速度)|<EV(ただし、ED(位置偏差許容値)、
EV(速度偏差許容値)とし、パラメータ設定可とす
る。)を行う。
【0015】またプレス作業中に発生する振動や衝撃な
どによりセンサヘッド21bを固定している固着具が脱
落して、センサヘッド21bが外れたり、脱落する場合
があるが、その発明ではこれをセンサ脱落検出器21g
からの信号で検出している。すなわち図4のステップS
7でセンサ脱落検出器21gより検出信号が入力されて
いるかを判定し、検出信号がオフ(またはオン)になっ
たときに異常として異常信号を出力する。さらにステッ
プS8では予め設定されている位置決め完了時間(シス
テムパラメータ)を経過したかをコントローラ22のタ
イマTで計時し、位置決め完了時間が経過しても位置決
めが完了しない場合異常信号を出力する。以上のように
して異常検出する項目(イ)〜(ニ)について判断し、
これら項目の1項にでも異常が発生した場合油圧シリン
ダ1の動作を制御する電磁流量制御弁5をオフにしてス
ライド2を停止させると同時に、位置検出手段21の異
常に関する項目については、表示手段などに異常信号を
出力して、位置検出手段21に異常が生じていることを
表示する。これにより可動体の位置を検出する位置検出
手段で発生した異常に対しても、可動体を非常停止させ
るなどして、異常に起因する制御系や機械系の暴走によ
り装置やその周辺機器が破損されるのを未然に防止する
ことができるようになる。
【0016】なお上記実施例では油圧プレスの異常を検
出する場合について説明したが、アクチュエータにより
動作される可動体の位置を検出して可動体の動作を制御
する装置全般に適用できることは勿論である。
【0017】
【発明の効果】この発明は以上詳述したように、可動体
の位置を検出する位置検出手段の出力信号と、機械仕様
上それが取り得る範囲の信号(位置、速度)とを比較
し、また位置検出信号と動作指令値を比較して異常を判
定するようにしたことから、位置検出系で発生した異常
がその故障状況によらず正確に検知できるようになる。
また従来では位置検出系の故障により機械系が異常な動
作をした場合でも、機械系の異常と判断し、位置検出系
の異常については検出できなかったが、この発明では位
置検出系そのもので発生した異常も高い確率で検出でき
るようになる。これによって検出した異常信号により可
動体を駆動するアクチュエータなどを非常停止させるこ
とにより、装置自体や周辺機器が破損されるのを未然に
防止することができると共に、機械系の故障か位置検出
系の故障が容易に判断できるため、復旧作業も短時間で
能率よく行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例になる油圧ポンプの油圧回
路図である。
【図2】この発明は一実施例になる油圧プレスのコント
ローラ内部を示す回路図である。
【図3】この発明の一実施例になる位置検出手段の側面
図である。
【図4】この発明の一実施例になるスライド制御方法を
示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…油圧シリンダ(アクチュエータ)、2…スライド
(可動体)、21…位置検出手段、22…コントロー
ラ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクチュエータにより動作される可動体
    の位置を位置検出手段で検出し、かつ得られた位置信号
    を基に上記可動体の動作を制御するものにおいて、 (イ)位置検出手段21の故障などで位置検出手段21
    より位置検出信号が正常出力値の範囲外となった場合、
    また機械系の故障等で可動体が可動範囲外へ出た場合、 (ロ)位置検出手段21の故障等で位置検出信号が真の
    可動体位置と対応しなくなった場合、または機械系の故
    障で可動体が動作しなくなった場合、 (ハ)位置検出手段21より信号を送る信号線の断線な
    どで位置検出信号がステップ状に大きく変化した場合、
    または機械系の故障などで可動体が仕様最大速度で動作
    した場合、 (ニ)位置検出手段21の故障などで位置検出信号と真
    の可動体の位置関係に線形性がなくなった場合、または
    機械系の故障などで可動体が振動的に動作した場合、 (ホ)位置検出手段の故障などにより位置検出信号が一
    定のままとなった場合、または機械系の故障などで可動
    体がロックした場合、 (ヘ)位置検出手段21がセンサ取付け板21dより外
    れ、または脱落して、可動体の位置が正確に検出できな
    くなった場合、 上記(イ)ないし(ヘ)までの場合をそれぞれ異常と
    し、かつこれら異常の少なくとも2以上の組合せにより
    異常信号を出力することを特徴とする可動体位置検出手
    段の異常検出方法。
  2. 【請求項2】 位置検出手段そのもので発生した異常を
    表示手段に表示してなる請求項1記載の異常検出方法。
JP6300492A 1994-12-05 1994-12-05 可動体位置検出手段の異常検出方法 Pending JPH08161050A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20040204