KR20150018793A - 액추에이터 예측 시스템 - Google Patents

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Abstract

액추에이터 시스템은 실린더에 대해 이동가능한 피스톤을 포함하는 피스톤-실린더 구조물을 포함하고 있다. 제1 흐름 경로는 피스톤-실린더 구조물과 유체 소통하고 제2 흐름 경로는 피스톤-실린더 구조물과 유체 소통한다. 제어 시스템은 피스톤을 제1 방향으로 이동시키기 위해 유동적으로 제1 흐름 경로를 고압 유체의 소스에 연결하고 상기 제2 흐름 경로를 드레인에 연결하도록 작동가능하다. 압력 센서는 제1 흐름 경로에 유동적으로 연결되어 있으며 압력 대 시간 곡선을 생성하기 위해 피스톤의 이동 동안 충분한 압력 데이터를 측정하도록 작동가능하다. 제어 시스템은 피스톤-실린더 구조물의 상태를 판정하기 위해 생성된 압력 대 시간 곡선을 제어 시스템에 저장된 공지의 표준 압력 대 시간 곡선에 비교하도록 작동가능하다.

Description

액추에이터 예측 시스템{ACTUATOR PREDICTIVE SYSTEM}
이 출원은 2012년 4월 20일 출원된 미합중국 예비 출원 번호 61/636,431의 우선권을 주장하며, 그의 전체 내용은 참조로 여기에 통합되어 있다.
본 발명은 실린더의 상태를 예측하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 공기압 또는 유압 실린더의 상태를 판정하기 위해 압력 또는 다른 파라미터를 이용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
공기압 및 유압 실린더는 제조 라인에 있는 설비를 작동하고 다양한 컴포넌트에 원동력을 제공하기 위해 산업 전반에 이용된다. 시간이 흐름에 따라서, 이들 실린더의 운용은 퇴화할 수 있다. 그러나, 종종, 성능의 퇴화는 실린더의 최종 고장이 발생할 때까지는 검출되지 않는다. 사용자가 이 고장을 예측하지 못하면, 실질적인 다운 타임(down time)이나 실질적인 비용으로 귀결될 수 있다.
일 실시 예에서, 본 발명은 실린더의 상태를 모니터하기 위해 1 이상의 압력 센서를 이용하는 시스템을 제공한다. 이 시스템은 운용이 허용될 수 있는지 여부를 판정하기 위해 공지된 기능을 실행하는 특정 실린더에 대한 공지된 베이스라인(baseline)에 측정된 압력 데이터를 비교하는 마이크로프로세서/제어기를 포함한다. 이 시스템은 독립형이거나 분산 제어 시스템의 일부일 수 있다. 어떤 구성들에서, 이 시스템은 실린더 내의 피스톤의 실제 위치를 검출하는 위치 센서들을 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 본 발명은 실린더에 대해 이동가능한 피스톤을 포함하는 피스톤-실린더 구조물을 포함하고 있는 액추에이터 시스템을 제공한다. 제1 흐름 경로는 피스톤-실린더 구조물과 유체 소통하고 제2 흐름 경로는 피스톤-실린더 구조물과 유체 소통한다. 제어 시스템은 피스톤을 제1 방향으로 이동시키기 위해 유동적으로 제1 흐름 경로를 고압 유체의 소스에 연결하고 상기 제2 흐름 경로를 드레인에 연결하도록 작동가능하다. 압력 센서는 제1 흐름 경로에 유동적으로 연결되어 있으며 압력 대 시간 곡선을 생성하기 위해 피스톤의 이동 동안 충분한 압력 데이터를 측정하도록 작동가능하다. 제어 시스템은 피스톤-실린더 구조물의 상태를 판정하기 위해 생성된 압력 대 시간 곡선을 제어 시스템에 저장된 공지의 표준 압력 대 시간 곡선에 비교하도록 작동가능하다.
다른 구성에서, 본 발명은 내부 공간을 정의하며 상기 공간의 제1 단에 인접하게 배치된 제1 유체 포트 및 상기 공간의 제2 단에 인접한 제2 유체 포트를 포함하고 있는 실린더를 포함하는 액추에이터 시스템을 제공한다. 피스톤은 내부 공간 내에 배치되어 있고 공간을 제1 유체 포트와 유체 소통하는 제1 측과 제2 유체 포트와 유체 소통하는 제2 측으로 분할하도록 작동가능하다. 작업 부재는 피스톤에 결합되어 있고 피스톤의 이동에 응답해서 작업을 실행하도록 작동가능하고 제어 시스템은 선택적으로 피스톤을 제1 포트로부터 떨어지게 이동시키고 제1 포트 쪽으로 이동시키기 위해서 선택적으로 유동적으로 제1 유체 포트를 압력 소스와 드레인 중 하나에 연결하고 제2 유체 포트를 드레인과 압력 소스 중 다른 것에 연결하도록 작동가능하다. 압력 센서는 제1 측과 유체 소통하며 피스톤의 이동 동안 압력 데이터를 측정하도록 작동가능하다. 제어 시스템은 시스템의 상태를 판정하기 위해서 측정된 압력 데이터를 공지의 표준에 비교하도록 작동가능하다.
또 다른 구성에서, 본 발명은 액추에이터 시스템 내의 고장을 예측하는 방법을 제공한다. 이 방법은 고압 유체를 피스톤-실린더 구조물의 제1 측에 넣는(porting) 단계, 피스톤이 제2 측 쪽으로 실린더에 대해 이동할 수 있게 저압 유체를 피스톤-실린더 구조물의 제2 측으로부터 빼내는(draining) 단계, 및 피스톤의 이동 동안 제1 측에 인접한 유체의 복수의 압력 측정치를 취하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 복수의 압력 측정치를 공지된 압력 값들의 세트에 비교하는 단계 및 공지된 압력 값들의 세트에 대한 복수의 압력 측정치의 비교를 기반으로 고장 가능성이 있는지 여부를 판정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태들은 상세한 설명과 첨부 도면들을 고려하면 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명을 구체화하는 시스템의 한 가능한 배열의 개략도이다.
도 2는 부하도 없고 제동도 없는 수평 위치에 있는 새로운 액추에이터에 대한 시간 대 측정된 압축 값들을 보여주는 플롯이다.
도 3은 도 2의 배열과 동일한 배열에 있는 액추에이터(이 액추에이터는 손상을 입는 것으로 알려져 있음)에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 4는 부하는 없으나 제동은 있는 수평 위치에 있는 새로운 액추에이터에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 5는 도 4의 배열과 동일한 배열에 있는 액추에이터(이 액추에이터는 손상을 입는 것으로 알려져 있음)에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 6은 부하는 없으나 제동은 있는 수평 위치에 배열된 도 2-5의 액추에이터보다 직경이 큰 새로운 액추에이터에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 7은 도 6의 배열과 동일한 배열에 있는 액추에이터(이 액추에이터는 손상을 입는 것으로 알려져 있음)에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 8은 부하가 있고 제동도 있는 수직 위치에 있는 새로운 액추에이터에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 9는 도 8의 배열과 동일한 배열에 있는 액추에이터(이 액추에이터는 손상을 입는 것으로 알려져 있음)에 대한 시간 대 측정된 압력값들을 보여주는 플롯이다.
도 10은 도 1의 배열과 위치 측정 시스템을 더 포함하는 개략도이다.
도 11은 분산 제어 시스템을 포함하는 멀티-액추에이터 시스템의 개략도이다.
도 12는 1 이상의 액추에이터의 성능과 상태를 모니터하는데 이용하기 위한 모니터링 시스템의 스크린 이미지이다.
도 13은 1 이상의 액추에이터의 성능과 상태를 모니터하는데 이용하기 위한 도 12의 모니터링 시스템의 다른 스크린 이미지이다.
도 14는 공지된 액추에이터에 대한 베이스라인 테스트 결과의 이미지이다.
도 15는 샤프트(shaft)나 로드 씰(rod seal)에 결함이 있는 도 14의 공지된 액추에이터에 대한 테스트 결과의 이미지이다.
도 16은 로드-측 피스톤 씰에 결함이 있는 도 14의 공지된 액추에이터에 대한 테스트 결과의 이미지이다.
도 17은 리어 헤드(로드 반대편에 있는) 피스톤 씰에 결함이 있는 도 14의 공지된 액추에이터에 대한 테스트 결과의 이미지이다.
본 발명의 실시 예들이 상세히 설명되기 전에, 본 발명이 그의 적용에 있어서 다음의 설명에 제시되어 있거나 다음 도면들에 도시되어 있는 구성의 세부사항들 및 컴포넌트들의 배열에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시 예들일 수 있으며 다양한 방식으로 실현되거나 실행될 수 있다.
도 1은 액추에이터(15)(예를 들어, 공기압, 유압, 등) 또는 밸브(valve)의 상태를 예측하거나 평가하는데 이용하기에 적합한 시스템(10)을 도시하고 있다. 시스템(10)은 실린더(17), 제1 압력 센서(20), 제2 압력 센서(25), 및 마이크로프로세서(30)를 포함한다. 도시된 액추에이터(15)는 실린더(17)의 양단에 있는 포트(port)(35), 포트들(35) 사이에 배치된 피스톤(40) 및 피스톤(40)으로부터 실린더(17)의 한 단 밖으로 연장하는 로드(rod)(45)를 갖고 있는 전형적인 복동식(double acting) 액추에이터(15)이다. 피스톤(40)은 실린더(17)를 제1 챔버(50)와 제2 챔버(55)로 나눈다. 챔버들(50, 55) 각각은 피스톤(40)이 이동할 수 있게 해주는 가변 체적(variable volume)을 제공한다. 이 방면에 보통의 숙련된 자가 실현하듯이, 여기에 기술된 시스템(10)은 다양한 유형의 액추에이터(예를 들어, 로드가 없는)에 적용될 수 있고 상이한 작업 유체들(working fluids)(예를 들어, 유압유, 오일, 물, 연료, 공기, 다른 가스, 다른 액체 등)로 동력을 받는 액추에이터들에 이용될 수 있다. 게다가, 도시된 액추에이터는 어느 방향으로도 편중(bias)되어 있지 않으면서, 이 시스템은 스프링 복원 액추에이터에도 적용될 수 있다. 사실, 액추에이터 또는 밸브의 실제 디자인은 본 발명이 다양한 디자인에 적응될 수 있으므로 크게 관련은 없다.
작업 유체는 피스톤(40)과 로드(45)를 유체가 들어오고 있는 포트(35)로부터 멀어지게 이동시키기 위해서 한 포트(35) 내로 들어가서 다른 포트(35)에서 흘러나오거나 빠져나올 수 있게 되어 있다. 피스톤(40)의 이동 동안 큰 압력차가 존재하기 때문에, 씰(60)이 피스톤(40)과 실린더(17) 사이에 제공되어 있다. 어떤 양의 이용 후에는, 이 씰(60)은 마모되거나 퇴화되어 고장이 발생할 수 있는 한 지점을 발생시킬 수 있다. 제2 씰(65)이 로드(45)가 연장하는 실린더(17)의 단에 제공되어 있다. 이 제2 씰(65)은 로드 구멍(rod opening)에서 작동 유체가 빠져나가는 양을 줄여준다. 이용을 통해서 이 씰(65)은 마모되거나 퇴화되어 가능한 고장의 제2 지점을 발생시킬 수 있다.
통상, 원하는 움직임을 낳기 위해 필요에 따라서 작업 유체를 포트들(35)로 그리고 포트들(35)로부터 전달하는데 1 이상의 밸브(70)가 이용된다. 양호한 배열에서, 3-웨이 밸브(70)는 제1 포트(35)가 압력 서플라이(75)에 개방될 수 있게 해주고 제2 포트(35)가 제1 위치에서 드레인(drain)(80)에 개방될 수 있게 해준다. 제2 위치에서, 포트들(35)은 제1 포트(35)가 드레인(80)에 개방되고 제2 포트(35)가 압력 서플라이(75)에 개방되도록 반전된다. 제1 위치와 제2 위치는 반대 방향의 피스톤(45)과 로드(40)의 이동을 산출한다. 밸브(70)는 또한 양 포트(35)가 폐쇄되는 제3 작동 위치를 제공하며, 그럼으로써 작업 유체가 피스톤(40)의 양측에 갇힌다. 제3 위치는 피스톤(40) 및 로드(45)가 두 극단의 어떤 중간점에 위치하여 유지되지 해준다. 게다가, 피스톤(40) 및 로드(45)의 속도, 가속도 및 정확한 위치를 그의 이동에 따라서 제어하기 위해 포트들(35) 안팎으로의 유체의 유동률(flow rate)을 제어하는데 가변 유동률 밸브들 또는 다른 흐름 제어 장치들이 이용될 수 있다.
도 1을 계속 참조하면, 제1 압력 센서(20)는 제1 챔버(50) 내의 압력을 측정하도록 위치해 있고, 제2 센서(25)는 제2 챔버(55) 내의 압력을 측정하도록 위치해 있다. 도시된 구성에서, 제1 센서(20)는 실린더(17)의 제1 챔버(50) 내에 이미 제공된 유체 포트(35)로부터 떨어져 있는 제1 센서 포트(85) 내에 위치해 있다. 유사하게, 제2 센서(25)는 실린더(17)의 제2 챔버(55) 내에 이미 제공된 유체 포트(35)로부터 떨어져 있는 제2 센서 포트(90) 내에 위치해 있다. 다른 구성들에서, 압력 센서(25)는, 필요에 따라서, 실린더(17) 및 밸브(70)에 연결되는 유체 라인들과 일치하게 연결될 수 있거나 피드 라인(feed line) 또는 실린더 챔버들(50, 55)로부터 연장하는 탭 라인(tap line)에 연결될 수 있다.
압력 센서들(20, 25)은 정확도가 약 0.01 psi인 150 psi를 초과하는 감지 압력 범위를 가지며 다소 많거나 적은 정밀한 센서들도 가능하다. 물론, 250 psi나 그 이상에서 작동하는 센서들도 가능하다. 게다가, 센서(20, 25)는 양호하게는 초당 약 1000 데이터 포인트의 속도로 데이터 취득을 가능하게 하는 응답 시간을 제공하도록 치수가 정해져 있다. 물론 다른 압력 센서들도 필요한 경우 이용될 수 있다. 예를 들어, 한 구성에서, 사운드 압력 센서들, 오디오 센서들, 또는 다른 진동 센서들도 액추에이터(15)의 필요한 작동 특성을 측정하는데 이용된다.
양호한 구성들에서, 압력 센서들(20, 25)은 차후의 액추에이터(15)에 재사용될 수 있도록 액추에이터(15)에 제거가능하게 연결되어 있다. 대안으로, 압력 센서들(20, 25)은 액추에이터(15)의 일부로서 제조되어 액추에이터(15)로 대체될 수 있다.
압력 센서들(20, 25)은 그들 각자의 챔버 내의 측정된 압력을 마이크로프로세서/제어기(30)에 전송되는 압력 신호로 변환한다. 양호한 구성들에서, 마이크로프로세서/제어기(30)는 데이터를 캡처하고, 데이터를 스트림 처리하고 및/또는 고장 또는 제어 값들에 대해 분석하도록 할애되어 있다. 또한, 데이터 로거 기능(data logger function)이 운전 사이클의 수, 최소 및 최대 온도, 최대 압력 등을 캡처하도록 제공될 수 있다. 각 마이크로프로세서/제어기(30)는 고유 ID를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성에서, 유선 연결이 도시되어 있다. 그러나, 적외선, 무선 주파수 등과 같은 무선 연결도 또한 가능하다. 마이크로프로세서/제어기(30)는 그것에 연결되어 있는 액추에이터(15)의 성능 및 상태에 관한 결정들을 하기 위해 압력 신호들을 수신하고 이들 신호를 액추에이터(15)에 대한 공지된 신호들에 비교한다. 마이크로프로세서/제어기(30)는 특정 상태가 검출될 때 작동될 수 있는 라이트(light) 또는 오디오 소자와 같은 인디케이터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레드 라이트가 제공되고 액추에이터(15)의 과도한 마모 또는 손상이 검출될 때 밝혀질 수 있다. 마이크로프로세서/제어기(30)는 추가의 입력들(예를 들어, 대기 온도, 압력, 제어 신호들, 등)을 가질 수 있고 다수의 출력 옵션(예를 들어, 이더넷, RS-485/422, RS-232, USB, RF, IR, LED 블린크 코드, 등)을 갖출 수 있다. 언급한 바와 같이 마이크로프로세서/제어기(30)는 필요한 비교들을 실행할 수 있고 액추에이터(15)의 작동, 유지, 또는 상태에 관한 결정들을 할 수 있고 또는 원시 데이터 또는 결정 정보를 중앙 컴퓨터에 전송할 수 있고 중앙 컴퓨터는 1 이상의 액추에이터(15)에 대한 정보를 사용자에게 디스플레이해 준다. 게다가, 마이크로프로세서/제어기는 데이터 로깅 기능들을 실행할 수 있고 사이클의 수, 최대 및 최소 압력 또는 온도, 고장의 수 등과 같은(그러나 이들에 한정되지 않는), 가상으로 측정된 임의 파라미터에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
작동시, 본 시스템(10)은 임의 작업을 실행하는 임의 액추에이터(15)에 가상으로 적용될 수 있다. 그러나, 이 방면에 보통의 숙련된 자가 인식하듯이, 임의 주어진 액추에이터(15)의 성능은 인가된 부하, 액추에이터(15)와 부하의 포지셔닝, 액추에이터(15)의 크기, 압력 소스(75)로부터의 거리 및 임의 수의 다른 변수에 따라서 가변할 것이다. 그러한 것으로서, 양호한 접근법은 특정 응용에서 공지된 액추에이터(15)의 성능을 측정하고 측정된 데이터를 베이스라인(baseline)으로 이용하는 것이다. 베이스라인은 수용가능한 모션 프로필을 나타내며 마이크로프로세서/제어기(30)에 의해서 측정된 프로필들에 비교된다. 이 비교는 고장 상태를 판정하고 보고하는데 이용된다.
도 2는 본보기인 그러한 하나의 베이스라인 측정치의 예를 도시하고 있고 시간에 대한 측정되고 플롯된 압력을 포함하고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 압력은 약 10 psi와 95 psi 사이에서 변하며 다른 압력 범위도 가능하다. 게다가, 제1 방향으로의 피스톤(40)의 전체 스트로크(stroke)는 약 100 ms가 걸리며 좀더 빠르거나 느린 스트로크도 가능하다. 게다가, 한 방향으로의 스트로크는 로드(45)에 의해 생긴 감소한 피스톤 면적 때문에 반대 방향으로의 스트로크보다 빠를 수 있다.
계속, 도 2를 참조하면, 2개의 곡선(95, 100)이 있고 각 곡선(95, 100)은 압력 센서들(20, 25) 중 하나로부터의 데이터를 나타낸다. 제1 압력 센서(20)는 10 psi보다 약간 큰 압력을 측정하고 있고 그러므로 드레인(80)에 연결되어 있다. 제2 압력 센서(25)는 90 psi보다 약간 더 높은 압력을 측정하고 있고 고 압력 소스(75)에 연결되어 있다. 그래서, 피스톤(40)은 제1 압력 센서(20)에 가장 가까운 극단으로 옮겨진다. 처음에, 제어 밸브(70)는, 제1 챔버(50)와 그의 제1 압력 센서(20)가 고압 유체(75)에 노출되고 제2 챔버(55)와 그의 제2 압력 센서(25)가 드레인(80)에 개방되도록, 제2 위치로 이동된다. 제2 챔버(55) 내의 압력은 실질적인 지수함수 곡선을 따라서 즉시 떨어지기 시작한다. 동시에, 제1 챔버(50) 내의 압력은 제1 압력 레벨로 실질적으로 선형으로 상승한다. 제1 압력 레벨에 도달하면, 고압 유체에 의해 피스톤(40)에 생성된 힘은 피스톤의 기계적인 관성 및 임의 접착 마찰(sticking friction)을 극복하고 피스톤(40)은 제2 압력 센서(25)를 향해 움직이기 시작한다. 피스톤(40)의 움직임은 제1 챔버(50) 내의 체적을 증가시키고, 그럼으로써 압력이 제1 압력 아래의 레벨로 떨어지게 된다. 동시에, 제2 챔버(55) 내의 체적은 감소하고 압력은 일정 가속도로 하위 레벨을 향해 떨어진다. 피스톤(40)이 그의 여행(travel)의 마지막에 도달하면, 체1 챔버(50) 내의 압력은 대략 고압 소스(75)의 압력과 같은 레벨까지 상승하고 제2 챔버(55) 내의 압력은 대략 드레인 압력(80)과 같은 레벨까지 떨어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 반대 방향으로의 이동은 압력 값들과 지속기간들이 약간 다를 뿐 유사한 곡선을 만들어 내다. 압력들과 지속기간들에 있어서의 편차는 주로 챔버들(50, 55)의 비-대칭 구성에 기인한다. 예를 들어, 관성과 접촉 마찰을 극복하는데 필요한 제1 압력은, 피스톤(40)의 제2 챔버 측에 로드(45)가 생략되어 있어서 피스톤 면적이 약간 크기 때문에, 도 2의 한 방향에서 더 낮다. 피스톤(40)에 대한 전체 힘은 양 방향에서 거의 같다. 물론, 부하가 가해지면, 이 관계와 값들은 적어도 부분적으로 이 부하를 기반으로 변할 것이다.
도 3은 도 2의 액추에이터(15)와 동일한 동작을 실행하는 액추에이터(15)의 동일 유형을 도시하고 있다. 그러나, 도 3의 액추에이터(15)는 결함이 있는 것으로 알려져 있다. 도 2의 곡선들(95, 100)에 대응하는 도 3의 곡선들(110, 115)의 비교는 몇몇 차이를 보여주고 있다. 예를 들어, 피스톤(40)의 이동을 개시하는데 필요한 제1 압력의 크기(120)는 도 2에서보다 도 3에서 현저하게 더 크다. 게다가, 피스톤 이동이 시작되면, 제1 챔버(50) 내의 압력은 도 2의 액추에이터(15)로 인해 떨어지는 것보다 더 크게 떨어진다. 그래서, 피스톤 움직임 동안 제1 챔버(50) 내의 압력 변화는 도 2의 양호한 액추에이터(15)에 비교해 볼 때, 도 3의 액추에이터(15)가 손상을 입고 있어서 더 크다.
대향 압력 센서에 의해 측정된 데이터를 나타내는 곡선도 또한 도 2와 도 3 간에 다르다. 예를 들어, 밸브(70)를 이동시키기 전에 유지되는 고압 밸브 값(125)은 도 2에서보다 도 3에서 더 낮다. 게다가, 드레인에 개방될 때, 제2 챔버(55) 내의 압력은, 도 2의 실린더에 비교해 볼 때, 도 3의 실린더에서 더 빠르게 떨어진다.
두 곡선(110, 115) 간의 차이는 또한 실린더가 갖고 있는 가능한 문제점들을 보여줄 수 있다. 예를 들어, 밸브(70)를 스위칭하기 전에 제2 챔버(55) 내의 최대 압력과 피스톤(40)의 이동(120)을 개시하는데 필요한 제1 압력 간의 차이는 도 2와 도 3 간에 약간 다르다. 게다가, 피스톤(40)의 움직임 동안 그리고 피스톤의 스트로크의 마지막에서 두 챔버(50, 55) 간의 압력 차는 도 2의 액추에이터(15)에 비교해 볼 때, 도 3의 액추에이터(15)의 경우에 훨씬 작다.
언급한 바와 같이, 액추에이터(15)의 부하(loading) 및 포지셔닝(positioning)은, 많은 다른 인자들과 함께, 압력 센서들(20, 25)에 의해 수집된 압력 데이터에 크게 영향을 미친다. 도 4 및 도 5는 각각 도 2 및 도 3의 액추에이터들(15)과 유사하지만 피스톤(40)의 이동을 느리게 하는 제동이 있는 액추에이터(15)를 도시하고 있다. 다시, 식별 가능하며 액추에이터들(15)의 상태를 평가하는데 이용될 수 있는 곡선들 간에는 차이들이 있으며; 그러나 이들 곡선은 도 2 및 도 3의 곡선들과는 매우 다르다.
도 6 및 도 7은 부하도 없고 제동도 없는 수평 동작 동안의 동일한 액추에이터(15)를 보여주고 있다. 액추에이터(15)는 도 2 내지 도 5를 생성하는데 이용된 액추에이터(15)보다 직경이 크다. 도 6은 새로운 액추에이터(15)로부터의 데이터이고 도 7은 손상이 있는 것으로 알려져 있는 액추에이터(15)로부터의 데이터를 보여주고 있다.
도 8 및 도 9는 부하도 있고 제동도 있는 수직으로 장착된 액추에이터(15)를 도시하고 있다. 도 8은 새로운 액추에이터(15)로부터의 데이터이고 도 9는 손상이 있는 것으로 알려져 있는 액추에이터로부터의 데이터를 보여주고 있다.
제1 챔버(50) 및 제2 챔버(55) 내의 압력을 측정하는 것 외에도, 시스템(10)은 또한 스트로크의 전체 시간 지속기간을 측정하고 피스톤(40)의 전체 사이클 또는 스트로크를 계산(count)할 수 있다. 이들 값 양자는 유지(maintenance) 사이클 목적을 위해 이용될 수 있거나 액추에이터(15)의 상태를 평가하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서/제어기(30)는 미리 정해진 사이클의 수가 발생하여 정기 보수가 실행되어야 하거나 액추에이터(15)가 교체되어야 함을 나타내기 위해 유색 라이트를 작동시킬 수 있다. 시스템(10)은 또한 최대 작동 압력을 측정하고 모니터하며 작동 압력들 중 1 이상이 초과되면 경보를 신호로 알려줄 수 있다.
다른 파라미터들도 제1 센서(20) 및 제2 센서(25)를 이용하여 모니터될 수 있으며 또는 추가 센서들이 다른 파라미터들을 모니터하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 작업 유체 온도, 실린더 금속 온도, 또는 필요한 다른 온도를 모니터하도록 액추에이터(15)에 결합될 수 있다. 온도 데이터는 작동 압력에 대한 온도의 영향을 보상하는데 이용될 수 있다.
위에 기술된 모니터링 기능 외에도, 시스템(10)은 또한 액추에이터(15)의 동작을 좀더 직접 제어하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서/제어기(30)는 피스톤(40)이 이동하는 속도나 피스톤(40)에 의해 생긴 전체 힘을 제어하기 위해 액추에이터(15)로의 유체의 흐름을 제어하는 밸브(70) 또는 밸브들에 제어 신호를 제공할 수 있다. 게다가, 본 시스템(10)은 여행의 마지막을 검출하고 이 지점에서 또는 필요하다면 이 지점에 앞서 피스톤(40)을 정지시킬 수 있다.
시스템(150)의 다른 구성은 실린더(17) 내의 피스톤(40)의 실제 위치를 판정할 수 있는 위치 측정 시스템(155)을 포함하고 있다. 도 10에 개략적으로 도시된 실린더(17)는 위치 측정 시스템(155)을 포함하고 있다는 것을 제외하고는 도 1의 실린더와 동일하다. 위치 측정 시스템(155)은 실린더(17)의 길이를 따라서 간격을 두고 있는 복수의 자기 센서(160)를 포함하고 있다. 각 센서(160)는 그것과 다른 자석(170)(피스톤(40) 안에 배치되어 있거나 그것에 결합되어 있는 자석(170)) 간의 각(165)을 정확히 측정할 수 있다. 각(165)을 나타내는 신호는 각각의 센서(160)로부터 마이크로프로세서/제어기(30)로 전송된다. 마이크로프로세서/제어기(30)는 피스톤(40)의 정밀한 위치를 3각 측량하여 계산하기 위해 다양한 각을 이용한다. 이러한 위치 데이터는 이후 어느 때고 피스톤(40)의 위치를 정확히 제어하기 위해 밸브들(70)을 제어하는데 이용될 수 있다. 이 위치 정보는 또한 제어 및/또는 모니터링 목적을 위해 다른 센서들과 독립적으로 또는 이들 센서에 부가해서 이용될 수 있다.
여기에 기술된 시스템들(10, 150)은 단지 단일 액추에이터(15)의 동작을 모니터하고 제어하는데 이용될 수 있다. 이 시스템은 액추에이터(15)의 상태가 상당히 변할 때를 신호로 알려줄 수 있고 유지가 필요할 때를 신호로 알려 줄 수 있으며 대체 액추에이터(15) 또는 씰이 요구되는 때를 신호로 알려줄 수 있다. 게다가, 이 시스템은 개별 액추에이터(15)의 동작을 제어하는데 이용될 수 있을 것이다.
다른 배열에서, 다양한 마이크로프로세서/제어기(30)는 도 11에 도시된 바와 같이 중앙 컴퓨터(170)와 통신한다. 중앙 컴퓨터(170)는 필요에 따라 한 장소에서 개별 액추에이터들(15)을 모니터하고 제어할 수 있는 분산 제어 시스템(DCS)의 일부이다.
도 14-17은 양호한 상태의 공지된 액추에이터들 및 3개의 상이한 공지된 결함이 있는 동일한 액추에이터들에 대한 실제 테스트 결과를 보여주고 있다. 도 14 내지 17은 본 시스템이 이용될 수 있는 하나의 가능한 방식을 보여주고 있다. 다른 유형의 액추에이터들은 상이한 고장 모드를 가질 수 있고 그러므로 약간 다른 분석을 필요로 할 수 있다. 게다가, 여기에 개시된 절대 압력들, 시간들, 및 사이클들은 본보기이며 이용되는 응용이나 액추에이터를 포함해서 많은 인자들에 따라서 변할 수 있다. 그러나, 도 14 내지 17은 시스템에 대한 하나의 가능한 이용의 본보기이다.
도 14는 양호하거나 수용가능한 상태에 있는 것으로 알려진 공지된 액추에이터의 베이스라인 측정을 보여주고 있다. 액추에이터는 샤프트 또는 로드 씰, 로드-측 피스톤 씰 및 로드 측 씰로서 피스톤의 반대 측에 배치된 헤드 피스톤 씰을 포함하고 있다. 이들 씰들 중 임의 하나는 액추에이터의 이용 동안 고장이 날 수 있고 본 시스템은 액추에이터가 사용할 수 없게 되기 전에 이 고장을 검출할 수 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 시스템은 피스톤의 양측으로부터 취해진 압력 측정을 기반으로 파형(또는 곡선들)을 생성한다. 도시된 바와 같이, 3개의 특정 데이터 포인트(301, 302, 303)가 식별된다. 이들 3개의 데이터 포인트는 이들 포인트가 특정 고장들에 대한 응답으로 이동하는 것으로서 도 15 내지 17에 관련해서 논의될 것이다. 게다가, 실린더의 각 측의 최대 압력이 실질적으로 동일함을 유의해야 한다. 이는 양호한 실린더의 전형이지만 유체 포트들의 업스트림에 위치될 수 있는 임의 압력 또는 흐름 조정기(regulator)의 기능이다. 게다가, 각 파형의 저압(low pressure)은 양호한 액추에이터에서 전형적인 것으로 대기 압력과 대략 같다.
도 15는 공지된 결함이 있는 것을 제외하고는 도 14의 액추에이터와 동일한 액추에이터에 대한 유사한 파형들을 보여주고 있다. 구체적으로, 로드 씰은 손상을 입은 것으로 알려져 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 파형은 제1 데이터 포인트(301)에서 더 이상 교차하지 않는다. 오히려, 지금은 2개의 포인트(301a 및 301b) 사이에 2 psi 차가 있으며, 이들은 오리지널 57 psi 값으로부터 상향으로 이동하였다. 게다가, 제2 포인트(302)는 62 psi로부터 53 psi로 하향으로 이동하였으며 제3 포인트(303)는 55 psi로부터 48 psi로 하향 이동하였다. 게다가, 2개 파형의 최대 압력들은 결함의 결과로서 상이하다. 이들 차의 임의 또는 모든 것은 액추에이터가 비정상적으로 작동하는 것뿐만 아니라 비정상 작동의 원인이 결함 로드 씰일 공산이 있음을 판정하는데 이용될 수 있다.
도 16은 공지된 결함이 있다는 것 외에는 도 14의 액추에이터와 동일한 액추에이터에 대한 유사한 파형들을 보여주고 있다. 구체적으로, 로드 측 피스톤 씰은 손상을 입은 것으로 알려져 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 2개 파형은 지금 많은 차이를 포함하고 있다. 예를 들어, 제1 포인트(301)는 약 3 psi 상향 이동하였다. 게다가, 제2 포인트(302)는 62 psi로부터 55 psi로 하향 이동하였고 제3 포인트(303)는 55 psi로부터 49 psi로 하향 이동하였다. 이들 변화는 도 15의 파형들에 관해서 논의된 것들과 유사하다. 그러나, 2개 파형의 최대 압력은 지금 약 3.5 psi의 차를 갖는다. 이는 손상을 입은 로드 씰의 결과로서 보여진 것보다 차이가 더 크다. 더욱이, 손상을 입은 로드 씰과는 달리, 도 16의 파형들은 또한 최소 압력들 간의 압력 차를 보여주고 있다. 구체적으로, 1.5 psi의 차는 명료하게 볼 수 있다. 이 차는 결함 로드 씰의 결과로서 제시되지 않았다. 그래서, 이들 차는 액추에이터가 비정상적으로 작동하는 것뿐만 아니라 비정상 작동의 원인이 결함 로드 측 피스톤 씰일 공산이 있음을 판정하는데 이용될 수 있다.
도 17은 공지된 결함이 있다는 것 외에는 도 14의 액추에이터와 동일한 액추에이터에 대한 유사한 파형들을 보여주고 있다. 구체적으로, 헤드 측 피스톤 씰은 손상을 입은 것으로 알려져 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 지금 2개 파형은 도 15 및 16의 파형들은 물론이고 도 14의 파형들에 비교할 때 많은 차이를 포함하고 있다. 예를 들어, 제1 포인트(301)는 도 14의 파형에 비교할 때 이동하지 않았다. 이는 도 15 및 도 16에서 볼 수 있는 것과 다르다. 유사하게, 제2 포인트(302) 및 제3 포인트(303)는 도 14의 파형들에 비교할 때 크게 변하지 않고 유지되고 있다. 그래서, 혹자는, 단지 이들 3개 포인트를 보고서, 도 17의 액추에이터가 양호한 상태에 있다고 결론을 낼 것이다. 그러나, 지금 2개 파형의 최대 압력은 3 psi보다 큰 차이가 있다. 이 차는 크기가 도 16의 것과 유사하나 방향은 역이다(즉, 대향 센서가 더 높다).
더욱이, 도 16의 파형들과 같이, 도 17의 파형들은 최소 압력들 간의 압력 차를 보여주고 있다. 구체적으로, 약 2 psi의 차는 명료하게 볼 수 있다. 최대 압력 차와 같이, 이 차는 도 16의 파형들에 존재하였으나 방향은 반대이다(즉, 대향 센서가 낮다). 그래서, 이들 차는 액추에이터가 비정상적으로 작동하는 것뿐만 아니라 비정상 작동의 원인이 결함 헤드 측 피스톤 씰일 공산이 있음을 판정하는데 이용될 수 있다.
도 14 내지 17의 파형들을 생성하는데 이용된 액추에이터들은 무부하되었음을 유의해야 한다. 그래서, 결함들의 결과로서 사이클 시간들(X-축)에 매우 적은 변화가 있었다. 그러나, 부하 실린더에서, 위에 논의된 결함들은 또한 사이클 시간들에 측정 가능한 변화들을 야기한다. 이들 변화는 측정되어 보고될 수 있고 또한 액추에이터의 상태를 평가하는데 이용될 수 있다. 잠재적인 문제점들이 발생하였는지 여부를 판정하는데 시간 변화들을 이용하는 것 외에도, 어떤 구성들은 문제점들이 발행하고 있는지 여부를 평가하기 위해 곡선 아래의 영역을 이용한다. 좀더 구체적으로, 곡선들 간의 영역은 액추에이터가 가변 압력들 또는 가변 속도로 작동되는 스테이터스들에서 이용될 수 있다. 이들 스테이터스에서, 곡선 아래의 전체 영역은 실질적으로 균일하게 유지됨을 발견하였다. 그래서, 이 영역의 증가는 원치 않는 유출 또는 다른 성능 고장을 나타낸다. 다른 응용들에서, 곡선들 간의 영역의 변화들은 독립적으로 또는 다른 측정된 파라미터들과 조합으로 특정 고장 모드를 나타낼 수 있다.
더욱이, 사이클의 시작 및 마지막은 프로세스를 제어하는 것은 물론이고 액추에이터의 상태를 평가하는데 이용하기 위해 쉽게 검출되고 보고될 수 있다. 게다가, 사이클 시간이 필요한 것보다 빠르거나 필요한 것보다 느린 것으로 판정되면, 압력은 원하는 사이클 시간을 성취하기 위해 조정될 수 있으며, 그럼으로써 프로세스의 품질이 향상되며 아마도 액추에이터에 의해 이용되는 공기 또는 압축 유체의 양이 감소할 수 있다.
도 12 및 13은 여기에 논의된 시스템들에 이용하기 위한 하나의 가능한 모니터링 시스템의 이미지들을 보여주고 있다. 도 12는 모니터링 시스템에 대한 스테이터스 페이지(status page)를 보여주고 있다. 스테이터스 페이지가 한 액추에이터의 스테이터스를 포함하고 있지만, 다수의 액추에이터가 필요에 따라 함께 묶여서 도시될 수 있다. 도시된 이미지는 3개의 성능 인디케이터를 포함하고 제1 인디케이터는 위에 논의된 파형 분석을 기반으로 레드(red), 옐로(yellow) 또는 그린(green) 스테이터스를 제공한다. 제2 인디케이터는 스트로크의 마지막에 도달했다는 표시(indication)를 제공한다. 제3 인디케이터는 액추에이터 사이클들을 카운트하고 사이클 수를 기반으로 액추에이터 수명의 표시를 제공한다. 수명은 액추에이터의 실제 사용 수명일 수 있고 또는 특정 센서에 대한 권장 유지 인터벌을 반영하도록 설정될 수 있을 것이다.
스테이터스 페이지의 제2 영역은 액추에이터의 다양한 작동 파라미터들에 대한 수치 데이터를 제공한다. 다른 파라미터들은 필요에 따라 측정되어 디스플레이될 수 있다. 스테이터스 페이지의 제3 영역은 효율 분석을 제공한다. 이 예에서, 효율은 사이클 시간에 기반을 두고 있다. 디스플레이된 데이터는 결과를 기반으로 권장된 올바른 액션을 제공하도록 제공된 공간(space)에 대한 실제 사이클 시간 대 원하는 사이클 시간의 비교이다. 이 예에서, 액추에이터는 원하는 것보다 빠르게 이동하고 있다. 그래서, 유체의 압력은 액추에이터가 느리게 움직이고 잠재적으로 운영 코스트가 감소하도록 낮추어질 수 있다.
도 13은 검토되고 있는 액추에이터에 특정한 데이터를 제공하는 하나의 가능한 구성 페이지를 도시하고 있다. 이 예에서, 구멍 크기, 스트로크 길이, 및 전체 사이클 카운트가 추가되고 저장되고 디스플레이될 수 있다. 게다가, 베이스라인 파형(도 14)을 생성하는데 필요한 단계들은 이 페이지로부터 개시될 수 있다. 마지막으로, 임의 측정된 파라미터들에 대한 경보 설정 포인트들은 각각 하이 경보, 로우 경보, 및 이 경보를 활성화하거나 비활성화하기 위한 선택기를 갖도록 설정될 수 있다. 마지막으로, 펌웨어 갱신 스테이터스는 펌웨어 갱신이 필요할 때를 사용자에게 알리기 위해 제공된다.
본 발명은 액추에이터(때로는 실린더, 공기압 실린더, 또는 유압 실리더라 칭해짐)에 이용되는 것으로 기술되어 있음을 유의해야 한다. 그러나, 다른 응용들에서, 본 발명은 밸브나 어떤 다른 흐름 장치에 적용된다. 흐름 장치는 유체의 흐름을 제어하거나 그로 향하는 유체 흐름에 응답해서 작동하는 임의 장치일 것이다. 이와 같이, 본 발명은 단지 액추에이터들에 한정되지 않는다.
그래서, 본 발명은 액추에이터(15)의 동작을 측정 및 제어하기 위한 시스템(10, 150)을 제공한다. 시스템(10, 150)은 데이터를 수집할 수 있는 압력 센서들(20, 25) 및 액추에이터(15)의 상태를 판정하기 위해 이 데이터를 분석할 수 있는 마이크로프로세서/제어기(30)를 포함하고 있다.

Claims (20)

  1. 액추에이터 시스템으로서,
    실린더에 대해 이동가능한 피스톤을 포함하는 피스톤-실린더 구조물;
    상기 피스톤-실린더 구조물과 유체 소통하는 제1 흐름 경로;
    상기 피스톤-실린더 구조물과 유체 소통하는 제2 흐름 경로;
    상기 피스톤을 제1 방향으로 이동시키기 위해 유동적으로 상기 제1 흐름 경로를 고압 유체의 소스에 연결하고 상기 제2 흐름 경로를 드레인에 연결하도록 작동가능한 제어 시스템;
    상기 제1 흐름 경로에 유동적으로 연결되어 있으며 압력 대 시간 곡선을 생성하기 위해 상기 피스톤의 이동 동안 충분한 압력 데이터를 측정하도록 작동가능한 압력 센서 - 상기 제어 시스템은 상기 피스톤-실린더 구조물의 상태를 판정하기 위해 상기 생성된 압력 대 시간 곡선을 상기 제어 시스템에 저장된 공지의 표준 압력 대 시간 곡선에 비교하도록 작동가능함 - 를 포함하는, 액추에이터 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실린더는 내부 공간을 정의하고, 상기 피스톤은 상기 내부 공간을 상기 제1 흐름 경로와 유체 소통하는 제1 측과 상기 제2 흐름 경로와 유체 소통하는 제2 측으로 분할하는, 액추에이터 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피스톤과 상기 실린더 간의 유체 흐름을 억제하도록 상기 피스톤에 결합된 피스톤 씰(piston seal)을 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 제어 시스템에 저장된 상기 공지의 표준 압력 대 시간 곡선에 대한 상기 생성된 압력 대 시간 곡선의 비교를 기반으로 상기 피스톤 씰의 고장을 예측하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피스톤에 결합된 샤프트 및 상기 샤프트와 상기 실린더 간의 유체 흐름을 억제하는 샤프트 씰을 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 제어 시스템에 저장된 상기 공지의 표준 압력 대 시간 곡선에 대한 상기 생성된 압력 대 시간 곡선의 비교를 기반으로 상기 샤프트 씰의 고장을 예측하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압력 센서는 초당 적어도 1000 데이터 포인트의 속도로 데이터를 측정하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 압력 센서는 플러스 또는 마이너스 0.01 psi의 정확도로 압력 데이터를 측정하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 피스톤-실린더 구조물은 공기압 피스톤-실린더 구조물인, 액추에이터 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 마이크로프로세서와 메모리 장치를 포함하고 있고, 상기 공지의 표준 압력 대 시간 곡선은 1 이상의 초기 운전 사이클 동안 상기 피스톤-실린더 구조물에 대해서 생성되며 상기 메모리 장치에 저장되는, 액추에이터 시스템.
  9. 액추에이터 시스템으로서,
    내부 공간을 정의하며 상기 공간의 제1 단에 인접하게 배치된 제1 유체 포트 및 상기 공간의 제2 단에 인접한 제2 유체 포트를 포함하고 있는 실린더;
    상기 내부 공간 내에 배치되어 있고 상기 공간을 상기 제1 유체 포트와 유체 소통하는 제1 측과 상기 제2 유체 포트와 유체 소통하는 제2 측으로 분할하도록 작동가능한 피스톤;
    상기 피스톤에 결합되어 있고 상기 피스톤의 이동에 응답해서 작업을 실행하도록 작동가능한 작업 부재;
    선택적으로 상기 피스톤을 상기 제1 포트로부터 떨어지게 이동시키고 상기 제1 포트 쪽으로 이동시키기 위해서 선택적으로 유동적으로 상기 제1 유체 포트를 압력 소스와 드레인 중 하나에 연결하고 상기 제2 유체 포트를 상기 드레인과 상기 압력 소스 중 다른 것에 연결하도록 작동가능한 제어 시스템; 및
    상기 제1 측과 유체 소통하며 상기 피스톤의 이동 동안 압력 데이터를 측정하도록 작동가능한 압력 센서 - 상기 제어 시스템은 상기 시스템의 상태를 판정하기 위해서 상기 측정된 압력 데이터를 공지의 표준에 비교하도록 작동가능함 - 를 포함하는, 액추에이터 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 측정된 압력 데이터는 생성된 압력 대 시간 곡선으로 컴파일되며, 상기 공지의 표준은 상기 제어 시스템에 저장되어 있는 공지의 표준 압력 대 시간 곡선을 포함하고 있는, 액추에이터 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 피스톤과 상기 실린더 간의 유체 흐름을 억제하도록 상기 피스톤에 결합된 피스톤 씰을 더 포함하고 있고, 상기 제어 시스템은 상기 공지의 표준에 대한 상기 측정된 압력 데이터의 비교를 기반으로 상기 피스톤 씰의 고장을 예측하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 작업 부재는 상기 실린더를 통해서 연장하는 샤프트 및 상기 샤프트와 상기 실린더 간의 유체 흐름을 억제하는 샤프트 씰을 포함하고 있고, 상기 제어 시스템은 상기 공지의 표준에 대한 상기 측정된 압력 데이터의 비교를 기반으로 상기 샤프트 씰의 고장을 예측하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 압력 센서는 초당 적어도 1000 데이터 포인트의 속도로 데이터를 측정하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 압력 센서는 플러스 또는 마이너스 0.01 psi의 정확도로 압력 데이터를 측정하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 피스톤 및 실린더는 공기압 피스톤-실린더 구조물을 정의하는, 액추에이터 시스템.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제어 시스템은 마이크로프로세서와 메모리 장치를 포함하고 있고, 상기 공지의 표준은 1 이상의 초기 운전 사이클 동안 생성되며 상기 메모리 장치에 저장되어 있는, 액추에이터 시스템.
  17. 제9항에 있어서, 상기 제2 측과 유체 소통하며 상기 피스톤의 이동 동안 제2 세트의 압력 데이터를 측정하도록 작동가능한 제2 압력 센서를 더 포함하고 있고, 상기 제어 시스템은 상기 시스템의 상태를 판정하기 위해서 상기 측정된 제2 세트의 압력 데이터를 제2 공지의 표준에 비교하도록 작동가능한, 액추에이터 시스템.
  18. 액추에이터 시스템 내의 고장을 예측하는 방법으로서,
    고압 유체를 피스톤-실린더 구조물의 제1 측에 넣는(porting) 단계;
    상기 피스톤이 제2 측 쪽으로 상기 실린더에 대해 이동할 수 있게 저압 유체를 상기 피스톤-실린더 구조물의 상기 제2 측으로부터 빼내는(draining) 단계;
    상기 피스톤의 이동 동안 상기 제1 측에 인접한 상기 유체의 복수의 압력 측정치를 취하는 단계;
    상기 복수의 압력 측정치를 공지된 압력 값들의 세트에 비교하는 단계; 및
    상기 공지된 압력 값들의 세트에 대한 상기 복수의 압력 측정치의 비교를 기반으로 고장 가능성이 있는지 여부를 판정하는 단계를 포함하는, 고장 예측 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 액추에이터 시스템의 1 이상의 초기 운전 사이클 동안 상기 공지된 압력 값들의 세트를 생성하고 상기 공지된 압력 값들의 세트를 제어 시스템에 저장하는 단계를 더 포함하는, 고장 예측 방법.
  20. 제18항에 있어서, 초당 적어도 1000 데이터 포인트의 빈도로 상기 복수의 압력 측정치를 취하는 단계를 더 포함하는, 고장 예측 방법.
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ZA (1) ZA201407688B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101677462B1 (ko) 2016-01-12 2016-11-18 (주) 마이크로프랜드 IoT 기반의 환경 적응형 액추에이터 컨트롤 시스템

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9128008B2 (en) 2012-04-20 2015-09-08 Kent Tabor Actuator predictive system
BR102013026645A2 (pt) * 2012-12-07 2014-09-16 Sulzer Pumpen Ag Aparelho de teste para um alojamento externo de uma bomba e método para o teste de um alojamento externo de uma bomba
US20170184138A1 (en) * 2014-04-02 2017-06-29 Sikorsky Aircraft Corporation System and method for health monitoring of hydraulic systems
US9927322B2 (en) * 2014-04-16 2018-03-27 Bell Helicopter Textron Inc. Rotorcraft actuator seal leakage monitor
US10239610B2 (en) * 2015-03-10 2019-03-26 Bell Helicopter Textron Inc. Compact linear hydraulic actuator
FR3036486B1 (fr) * 2015-05-18 2017-05-19 Sagem Defense Securite Procede d'estimation d'une force exterieure s'exercant sur un actionneur electrohydrostatique
AT517432B1 (de) * 2015-06-24 2017-09-15 Engel Austria Gmbh Pneumatiksystem und Verfahren zum Betrieb oder zur Inbetriebnahme desselben
GB201514921D0 (en) * 2015-08-21 2015-10-07 Rolls Royce Plc Actuator control
JP6406298B2 (ja) * 2015-10-05 2018-10-17 株式会社デンソー 監視装置および異常診断装置
JP6740684B2 (ja) * 2016-04-07 2020-08-19 株式会社タダノ クレーン
WO2017187934A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
AU2017273551B2 (en) * 2016-05-31 2022-06-02 Transocean Innovation Labs Ltd Methods for assessing the reliability of hydraulically-actuated devices and related systems
US20220003112A1 (en) * 2016-05-31 2022-01-06 Transocean Innovation Labs Ltd. Methods for assessing the reliability of hydraulically-actuated devices and related systems
JP6859637B2 (ja) * 2016-09-16 2021-04-14 株式会社タダノ 高所作業車用の増圧装置
JP6944627B2 (ja) * 2016-10-03 2021-10-06 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
US10408241B2 (en) 2017-02-09 2019-09-10 Deere & Company Method of determining cycle time of an actuator and a system for determining a cycle time of a machine having an actuator
US11761462B2 (en) 2017-03-07 2023-09-19 Asco, L. P. Valve device and method for anticipating failure in a solenoid valve assembly in a manifold assembly
EP3685079A4 (en) 2017-09-18 2021-05-05 Asco, L.P. DEVICE AND METHOD FOR MONITORING THE REACTION TIME IN A VALVE MANIFOLD ARRANGEMENT
JP7223000B2 (ja) 2017-12-21 2023-02-15 スウェージロック カンパニー 作動されるバルブの制御および監視のシステムおよび方法
JP6819566B2 (ja) * 2017-12-27 2021-01-27 新東工業株式会社 直動アクチュエーターの損耗検出方法および損耗検出システム
US10837472B2 (en) 2018-02-22 2020-11-17 Caterpillar Inc. Hydraulic cylinder health monitoring and remaining life system
DE102018110064A1 (de) * 2018-04-26 2019-10-31 Ott-Jakob Spanntechnik Gmbh Löseeinrichtung für eine Spannvorrichtung
DE102018214295A1 (de) * 2018-08-23 2020-02-27 Stabilus Gmbh Messung von Betriebsparametern an Stellenantrieben
JP7003014B2 (ja) * 2018-08-29 2022-01-20 Ckd株式会社 アクチュエータの動作検出装置
JP6879284B2 (ja) * 2018-11-20 2021-06-02 オムロン株式会社 異常検知装置、異常検知方法、および異常検知システム
FR3089578B1 (fr) * 2018-12-07 2021-01-29 Safran Aircraft Engines Procédé de contrôle d’un vérin
JP6962944B2 (ja) * 2019-01-08 2021-11-05 Ckd株式会社 流体圧アクチュエータの動作量検出装置
DE102019200165A1 (de) * 2019-01-09 2020-07-09 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Ermittlung eines Verschleißzustands eines konzentrischen Ausrückers sowie ein konzentrischer Ausrücker
BR112021015188A2 (pt) * 2019-02-01 2021-09-28 Ace Controls Inc. Sistema para predizer falhas em amortecedores
JP7081535B2 (ja) * 2019-03-11 2022-06-07 トヨタ自動車株式会社 エアクランプ装置の故障診断方法
CN110410384B (zh) * 2019-09-01 2024-03-08 宋彦宏 一种液压管路的来油测量指示仪及检测方法
CN110864031B (zh) * 2019-11-11 2021-08-03 济南华凯葳液压科技有限公司 一种克服液压检测过程中液压油温升的检测系统
US11466429B2 (en) 2020-01-23 2022-10-11 Stanley Black & Decker, Inc. Prime mover mountable hydraulic tool and related monitoring systems and methods
CN111520375B (zh) * 2020-04-21 2022-10-28 广东长盈精密技术有限公司 特殊环境中反馈气缸伸缩至目标位置的系统及方法
TWI780961B (zh) * 2020-12-03 2022-10-11 矻頎投資股份有限公司 具失效自我預知功能的閥
CN114593111B (zh) * 2020-12-03 2024-10-18 矻颀投资股份有限公司 一种具失效自我预知功能的致动器
JP7478105B2 (ja) * 2021-01-13 2024-05-02 住友重機械工業株式会社 流体アクチュエータ、流体アクチュエータの制御方法、流体アクチュエータの制御プログラム
JP2022138918A (ja) * 2021-03-11 2022-09-26 株式会社東和製作所 流体シリンダ及び流体シリンダシステム
WO2022254403A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-08 Danfoss Power Solutions Ii Technology A/S Actuator deadhead/stall detection in a load sense hydraulic system
EP4102083A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-14 Goodrich Actuation Systems Limited Control strategy for hydraulic system
IT202100016181A1 (it) * 2021-06-21 2022-12-21 Fi4 0 S R L Dispositivo di controllo per un attuatore di un macchinario
IT202100019439A1 (it) * 2021-07-22 2023-01-22 Roberto Tomassini Attuatore idraulico controllato per l'impiego su veicoli, rimorchi, semi-rimorchi, carichi sospesi e macchinari industriali.
US20230038334A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-09 Ace Controls Inc. System to predict failures and duty life cycle in industrial shock absorbers based on pressure and temperature data
WO2023212799A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Unifiller Systems Inc. Monitoring use of a pneumatic device
CN115289100B (zh) * 2022-07-28 2023-05-02 北京科技大学 一种液压缸劣化趋势评价方法
CN117212299B (zh) * 2023-11-07 2024-01-16 莱州兴达液压机械科技有限公司 液压缸打压测试装置
CN117404370B (zh) * 2023-12-15 2024-02-23 常州市武进安圩液压件制造有限公司 基于人工智能的液压油缸试压检测系统

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3362215A (en) * 1966-02-04 1968-01-09 Army Usa Apparatus for testing seals for propellant actuated devices
JPS58193914A (ja) 1982-04-09 1983-11-11 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧システムの故障予知装置
SE443835B (sv) * 1984-02-21 1986-03-10 Ingemar Eriksson Forfarande och anordning for tethetsmetning av en motor
SU1267070A1 (ru) * 1984-06-29 1986-10-30 Киргизский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.К.И.Скрябина Способ диагностировани технического состо ни гидропривода
US4571994A (en) 1984-08-06 1986-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Acoustical testing of hydraulic actuators
JPS6155405A (ja) 1984-08-28 1986-03-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧シリンダの内部洩れ検出装置
SU1506184A1 (ru) * 1986-04-21 1989-09-07 Киевский Автомобильно-Дорожный Институт Им.60-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Способ диагностировани гидропривода и устройство дл его осуществлени
SU1590708A1 (ru) * 1988-06-21 1990-09-07 Предприятие П/Я А-7179 Способ диагностировани
JPH02220705A (ja) 1989-02-22 1990-09-03 Kawasaki Steel Corp 圧延機における油圧圧下装置の設備診断方法
US5424941A (en) 1991-08-02 1995-06-13 Mosier Industries, Inc. Apparatus and method for positioning a pneumatic actuator
DE4218320A1 (de) 1992-06-03 1993-12-09 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur
DE4319022A1 (de) 1993-06-01 1994-12-08 Mannesmann Ag Verfahren zum Betrieb eines druckmittelbetriebenen Positionier- oder Greif- bzw. Spannwerkzeuges
JP2595450B2 (ja) 1993-09-08 1997-04-02 日精樹脂工業株式会社 成形機における油圧系の異常検出方法およびその装置
JP2657352B2 (ja) * 1993-09-08 1997-09-24 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の圧力検出方法及び装置
DE4337521A1 (de) * 1993-11-03 1995-05-04 Teves Gmbh Alfred Verfahren zur Funktionsprüfung eines hydraulischen Aggregats
US5628229A (en) 1994-03-31 1997-05-13 Caterpillar Inc. Method and apparatus for indicating pump efficiency
US5563351A (en) 1994-03-31 1996-10-08 Caterpillar Inc. Method and apparatus for determining pump wear
US5471400A (en) * 1994-05-24 1995-11-28 Gas Research Institute Method for detecting and specifying compressor cylinder leaks
US5566091A (en) 1994-06-30 1996-10-15 Caterpillar Inc. Method and apparatus for machine health inference by comparing two like loaded components
DE19628221C2 (de) * 1996-07-15 2000-05-31 Festo Ag & Co Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Betriebspositionen einer Arbeitseinrichtung
JP3638429B2 (ja) 1998-03-20 2005-04-13 イビデン株式会社 流体アクチュエータシステムの異常検出装置及び流体アクチュエータシステムの異常検出方法
DE10021744A1 (de) 2000-05-04 2001-11-15 Festo Ag & Co Vorrichtung zur Einstellung des Differenzdrucks in einem Fluidzylinder
US20020077734A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Muller Thomas P. Hydraulic cylinder life prediction
EP1217352A1 (de) * 2000-12-20 2002-06-26 ABBPATENT GmbH Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung von Leckagen an der Dichtung eines Ventils
JP2002297237A (ja) 2001-03-30 2002-10-11 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 故障診断システム及び故障診断プログラム
DE10122297C1 (de) 2001-05-08 2002-06-27 Festo Ag & Co Vorrichtung zur gedämpften Positionierung eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens in einer Anschlagposition
US6866631B2 (en) 2001-05-31 2005-03-15 Zonare Medical Systems, Inc. System for phase inversion ultrasonic imaging
DE10138777A1 (de) 2001-08-07 2003-02-20 Kunze Silvia Verfahren zur Funktionsüberwachung von Zuleitungen für mit einem druckbeaufschlagten Medium betriebene Aggregate sowie zugehörige Funktionsüberwachungseinrichtung
JP2003227471A (ja) * 2002-02-07 2003-08-15 Komatsu Ltd 油圧機器の故障診断装置
JP2004205022A (ja) 2002-12-24 2004-07-22 Cosmo Tasen Kk 搬送異常警報制御装置
JP4690309B2 (ja) 2003-01-23 2011-06-01 バイキング テクノロジィーズ エル．シー． 流体作動式シリンダ用の位置制御システム
DE10303889B3 (de) 2003-01-30 2004-04-08 Bar Pneumatische Steuerungssysteme Gmbh Diagnoseverfahren und -vorrichtung für einen pneumatischen Stellantrieb
US6970793B2 (en) * 2003-02-10 2005-11-29 Flow International Corporation Apparatus and method for detecting malfunctions in high-pressure fluid pumps
JP4200284B2 (ja) 2003-03-20 2008-12-24 Ｓｍｃ株式会社 加圧シリンダの高速駆動方法及びそのシステム
US6708507B1 (en) 2003-06-17 2004-03-23 Thermo King Corporation Temperature control apparatus and method of determining malfunction
US7043975B2 (en) * 2003-07-28 2006-05-16 Caterpillar Inc Hydraulic system health indicator
US7124057B2 (en) 2003-08-19 2006-10-17 Festo Corporation Method and apparatus for diagnosing a cyclic system
DE10355250B4 (de) * 2003-11-26 2005-09-01 Festo Ag & Co. Verfahren und Vorrichtung zur Leckage-Ermittlung
NL1025801C2 (nl) 2004-03-24 2005-09-27 Demolition And Recycling Equip Werkwijze en inrichting voor het vaststellen van de bedrijfsomstandigheden waaronder een door een hydraulische zuiger/ cilindercombinatie aangedreven gereedschap wordt bedreven.
JP4542819B2 (ja) * 2004-05-21 2010-09-15 株式会社小松製作所 油圧機械、油圧機械の健康状態を監視するためのシステム及び方法
JP4457299B2 (ja) 2004-08-19 2010-04-28 Ｓｍｃ株式会社 エアシリンダの圧力制御方法及び装置
EP1812718B1 (de) * 2004-11-19 2008-08-20 Festo AG & Co. KG Diagnosevorrichtung für wenigstens eine pneumatische ventil-aktuator-anordnung
WO2006099622A2 (en) 2005-03-17 2006-09-21 Rogers John T Reciprocating pump performance prediction
DE202005006795U1 (de) * 2005-04-22 2005-07-21 Festo Ag & Co. Antriebsvorrichtung mit Stellungsregler
US7278262B2 (en) * 2005-06-03 2007-10-09 Board Of Control Of Michigan Technological University Control system for suppression of boom or arm oscillation
KR100721101B1 (ko) 2005-12-15 2007-05-22 주식회사 만도 모터펌프의 성능검사방법
EP1860328A1 (de) 2006-05-27 2007-11-28 Asco Joucomatic GmbH Einrichtung zur Steuerung eines pneumatischen, insbesondere doppelwirkenden, Zylinders
DE102006030929A1 (de) 2006-07-05 2008-01-10 Stabilus Gmbh Kolben-/Zylindereinheit mit Diagnoseeinheit
CN201034909Y (zh) 2007-01-24 2008-03-12 贾瑞清 一种在线油液污染自动检测装置
WO2008125132A1 (en) 2007-04-13 2008-10-23 Norgren Gmbh Pneumatic actuator system and method
DE102007058251A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Apv Rosista Gmbh Vorrichtung zum Ansteuern eines Prozessventils für den Einsatz in der Lebensmitteltechnik
DE102008007651B3 (de) 2008-02-06 2009-09-24 Samson Aktiengesellschaft Stellungsregler für doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantrieb, doppeltwirkender, pneumatischer Stellantrieb und Verfahren zum Betreiben des doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantriebs
DE102009030929B4 (de) 2009-06-25 2016-07-28 Carl Zeiss Ag Tastkopf für ein Koordinatenmessgerät
CN102384303B (zh) * 2010-08-31 2014-11-26 金子产业株式会社 截止阀控制系统
US9128008B2 (en) 2012-04-20 2015-09-08 Kent Tabor Actuator predictive system
US20130280095A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 General Electric Company Method and system for reciprocating compressor starting

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101677462B1 (ko) 2016-01-12 2016-11-18 (주) 마이크로프랜드 IoT 기반의 환경 적응형 액추에이터 컨트롤 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US9128008B2 (en) 2015-09-08
US20130276516A1 (en) 2013-10-24
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US20210310504A1 (en) 2021-10-07
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BR112014026187B1 (pt) 2021-08-31
US20230131734A1 (en) 2023-04-27

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