(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記加速度センサ校正装置は、前記1台のアクチュエータの加速度センサの測定値に所定の減衰係数を乗じた値と、該1台のアクチュエータ以外のアクチュエータの加速度センサの測定値との差が誤差許容値内におさまるときに、前記1台のアクチュエータの加速度センサおよび該1台のアクチュエータ以外のアクチュエータの加速度センサを校正検査合格と判定することを特徴とする請求項1に記載のルーズコンタクト試験システム。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ルーズコンタクト試験に衝撃センサすなわち加速度センサを用いる場合、定期的な加速度センサの校正が不可欠である。加速度センサの検査及び校正には専用の加速度センサ校正装置が必要となる。ルーズコンタクト試験現場に加速度センサ校正装置がない場合、定期的に点検部門や加速度センサ製造メーカ等に加速度センサの校正を依頼するのが一般的である。
【0006】
この場合、故障の可能性が疑われる場合でも、その加速度センサをその場ですぐに検査できない。また、加速度センサの定期検査から次回の定期検査までの間に加速度センサが正常に機能しなくなっても例えば出力が0である等の明らかな故障でない場合、ルーズコンタクト試験現場ですぐに故障に気がつかない可能性もある。故障した加速度センサでは適切にルーズコンタクト試験を実施できず、また誤って過度の衝撃を与えた場合、衝撃に弱い部品を破損する可能性もある。
【0007】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率的に加速度センサを検査するためのルーズコンタクト試験システム、及びルーズコンタクト試験用加速度センサ校正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のルーズコンタクト試験システムは、被試験装置に対して衝撃を与えるハンマ部と、加速度センサと、を備える複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータのうち1台のアクチュエータのハンマ部が被試験装置に衝撃を与え、複数のアクチュエータのうち1台のアクチュエータ以外のアクチュエータのハンマ部が被試験装置に当接するよう複数のアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、1台のアクチュエータが被試験装置に衝撃を与えたときの各アクチュエータの加速度センサの測定値にもとづいて、各アクチュエータの加速度センサを校正する加速度センサ校正装置と、を備える。
【0009】
本発明の別の態様は、加速度センサ校正装置である。この加速度センサ校正装置は、加速度センサと、被試験装置に対して衝撃を与えるハンマ部とを備える複数のアクチュエータを備えるルーズコンタクト試験装置の加速度センサ校正装置であって、複数のアクチュエータのうち1台のアクチュエータのハンマ部が被試験装置に衝撃を与え、複数のアクチュエータのうち1台のアクチュエータ以外のアクチュエータのハンマ部が被試験装置に当接するよう複数のアクチュエータを制御させる指示部と、1台のアクチュエータが被試験装置に衝撃を与えたときの各アクチュエータの加速度センサの測定値にもとづいて、各アクチュエータのの加速度センサを校正する判定部と、を備える。
【0010】
本発明のさらに別の態様もまた、ルーズコンタクト試験システムである。このルーズコンタクト試験システムは、加速度センサ検査用の擬似装置と、擬似装置に対して衝撃を与えるハンマ部と加速度センサとを備える複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータのうち1台のアクチュエータのハンマ部が擬似装置に衝撃を与え、複数のアクチュエータのうち該1台のアクチュエータ以外のアクチュエータのハンマ部が擬似装置に当接するよう複数のアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、1台のアクチュエータが擬似装置に衝撃を与えたときの各アクチュエータの加速度センサの測定値にもとづいて、各アクチュエータの加速度センサを校正する加速度センサ校正装置と、を備える。
【0011】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、プログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、効率的に加速度センサを検査できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
はじめに概要を説明する。
本発明の実施形態にかかるルーズコンタクト試験装置は、複数のアクチュエータによって被試験装置の複数個所に衝撃を与えてルーズコンタクト試験を行う。アクチュエータに取り付けられた加速度センサを校正する際は、ルーズコンタクト試験のときと同様の配置のままアクチュエータの幾つかを被試験装置に接触させ、他の一つのアクチュエータで被試験装置に衝撃を与える。そして被試験装置に与えられた衝撃すなわち加速度を各アクチュエータの加速度センサで計測する。複数の加速度センサの計測値の比較により、各加速度センサの故障の有無を判定できる。
【0015】
以下、詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかるルーズコンタクト試験システム1の構成を示す。ルーズコンタクト試験システム1は、被試験装置24に衝撃を与えて潜在的な不良個所等を検査するルーズコンタクト試験装置50、及びルーズコンタクト試験装置50の加速度センサを検査する加速度センサ校正装置30を含む。
【0016】
ルーズコンタクト試験装置50は、被試験装置24およびアクチュエータを固定し、ルーズコンタクト試験を行うための台22、被試験装置に衝撃を与えるための第1アクチュエータ10a、第2アクチュエータ10b、第3アクチュエータ10c、第4アクチュエータ10d(総称して「アクチュエータ10」ともよぶ)、各アクチュエータ10のロッドの被試験装置24と反対側に取り付けられて被試験装置24に与える衝撃を測定する第1加速度センサ14a、第2加速度センサ14b、第3加速度センサ14c、第4加速度センサ14d(総称して「加速度センサ14」ともよぶ)、及び各アクチュエータ10を制御する第1アクチュエータ制御装置16a、第2アクチュエータ制御装置16b、第3アクチュエータ制御装置16c、第4アクチュエータ制御装置16d(総称して「アクチュエータ制御装置」ともよぶ)を備える。なお、
図1においては4台のアクチュエータ制御装置16a、16b、16c、16dを示しているが、これらは一体として構成されてもよい。
【0017】
アクチュエータ10は、例えばソレノイド型のプッシュプルアクチュエータであり、ルーズコンタクト試験中、ロッド部分が
図1に白抜き矢印で示す方向に動作する。アクチュエータ10a、10b、10c、10dはそれぞれのロッドの被試験装置24に面した側に第1ハンマ部12a、第2ハンマ部12b、第3ハンマ部12c、第4ハンマ部12d(総称して「ハンマ部12」ともよぶ)を備える。ハンマ部12は例えばゴムなどの衝撃緩和材で形成され、ルーズコンタクト試験中、アクチュエータ10の運動に伴って被試験装置24に対して垂直な方向から、例えば一秒間に数回の割合で数十秒間程度衝突を繰り返すことで衝撃を与える。
【0018】
なお、
図1には4台のアクチュエータ10を示しているが、アクチュエータ10の数はこれに限られず、2台以上でかつ被試験装置24に対して適切にルーズコンタクト試験を実施できる台数であればよい。
このようにアクチュエータ10を複数備えることによりルーズコンタクト試験を効率的に実施できる。また後述するように加速度センサ14の校正が可能となる。
【0019】
図2は、
図1のルーズコンタクト試験システム1のアクチュエータ制御装置16、及び加速度センサ校正装置30の構成を示すブロック図である。
【0020】
第1アクチュエータ制御装置16aは、第1アクチュエータ駆動部18a、及び第1センサ値取得部20aを含む。
同様に第2アクチュエータ制御装置16bは、第2アクチュエータ駆動部18b、及び第2センサ値取得部20bを含む。また、第3アクチュエータ制御装置16cは、第3アクチュエータ駆動部18c、及び第3センサ値取得部20cを含む。また、第4アクチュエータ制御装置16dは、第4アクチュエータ駆動部18d、および第4センサ値取得部20dを含む。
【0021】
本明細書において、第1アクチュエータ駆動部18a、第2アクチュエータ駆動部18b、第3アクチュエータ駆動部18c、第4アクチュエータ駆動部18dを総称して「アクチュエータ駆動部18」とも呼ぶ。また、第1センサ値取得部20a、第2センサ値取得部20b、第3センサ値取得部20c、第4センサ値取得部20dを総称して「センサ値取得部20」とも呼ぶ。
なお、
図2においては、第1アクチュエータ制御装置16aについて詳細を示し、第2アクチュエータ制御装置16b、第3アクチュエータ制御装置16c、第4アクチュエータ制御装置16dはそれと同様であるので内部の図示を省略する。
【0022】
センサ値取得部20は、加速度センサ14の出力値を取得し、加速度測定値を得る。
アクチュエータ駆動部18は、アクチュエータ10のハンマ部12が被試験装置24に衝撃を与える際の加速度が指定された値に近づくよう加速度センサ14の測定値に基づいてアクチュエータ10をフィードバック制御する。
【0023】
一般的にプッシュプルアクチュエータにおいては、その出力の変動や個体差、ハンマ部12と被試験装置24との間の距離等により、被試験装置24に与える衝撃力が変動する。加速度センサ14の検出値に基づいてアクチュエータ10の動作を調整するフィードバック制御により、ルーズコンタクト試験において被試験装置24に適切な一定の値で衝撃を与えることができる。
【0024】
加速度センサ校正装置30は、各アクチュエータ制御装置16のアクチュエータ駆動部18に指示を送り、加速度センサ検査を実施させる指示部32、各アクチュエータ制御装置16のセンサ値取得部20から加速度センサの測定値を取得する測定値取得部34、取得した測定値に基づいて各加速度センサの検査合否を決定する判定部36、検査合否判定の際に用いる判定式やテーブル等を格納する記憶部38、及び、ユーザからの指示入力を受け付け、また試験結果等をユーザに提示するための入出力インタフェイス40を含む。
入出力インタフェイス40は、例えばキーボード、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、タッチパネル、マイクロフォン等の入力装置(図示せず)と、例えばディスプレイ、スピーカ、警告ランプ等の出力装置(図示せず)を含む。
【0025】
加速度センサ校正装置30は、加速度センサ検査機能に加え、ルー
ズコンタクト試験を統括的に制御する機能も備える。ルーズコンタクト試験モードにおいて指示部32は各アクチュエータ制御装置16のアクチュエータ駆動部18に指示を送り、ルーズコンタクト試験を実施させる。
なお、加速度センサ校正装置30とは別にルーズコンタクト試験制御装置(図示せず)が設けられてもよい。
【0026】
図3は、加速度センサ検査モード時のルーズコンタクト試験装置50の動作を説明するための図である。なお、
図3においてはアクチュエータ制御装置16の図示は省略する。
指示部32は、例えばボタン押下やキーボード入力によるユーザからの指示を受けたタイミングや所定数の被試験装置24についてルーズコンタクト試験が終了したタイミング、あるいは事前に指定された日時において、加速度センサ検査モードへの切り換えをアクチュエータ制御装置16に指示する。
【0027】
アクチュエータ制御装置16は指示部32の指示に基づき、複数のアクチュエータ10のうち1台のアクチュエータ10のハンマ部12が該被試験装置24に衝撃を与え、複数のアクチュエータ10のうちその1台以外のアクチュエータが被試験装置24に当接するよう複数のアクチュエータを制御する。
【0028】
図3の例では、アクチュエータ制御装置16b、16c、及び16dは、それぞれアクチュエータ10b、10c、及び10dを制御して、各アクチュエータ10のハンマ部12を被試験装置24に当接させる。そして第1アクチュエータ制御装置16aは、第1アクチュエータ10aを制御して、第1ハンマ部12aを所定の加速度で被試験装置24に衝突させる。
第1ハンマ部12aが被試験装置24に衝撃を与えると、被試験装置24の各部分にその衝撃が減衰しつつ伝わる。そして、被試験装置24に接触している第2ハンマ部12b、第3ハンマ部12c、第4ハンマ部12dを通じて第2アクチュエータ10b、第3アクチュエータ10c、第4アクチュエータ10dにも衝撃が伝わる。
【0029】
第1センサ値取得部20a、第2センサ値取得部20b、第3センサ値取得部20c、第4センサ値取得部20dは、それぞれ第1加速度センサ14a、第2加速度センサ14b、第3加速度センサ14c、第4加速度センサ14dの出力値を取得し、必要な処理を実行して加速度測定値を得る。
測定値取得部34は、1センサ値取得部20a、第2センサ値取得部20b、第3センサ値取得部20c、第4センサ値取得部20dからそれぞれ加速度センサ14a、14b、14c、14dの測定値を取得する。
【0030】
なおこの際、第1ハンマ部12aは被試験装置24に連続して数回衝撃を与えてもよく、測定値取得部34は、各衝撃の際の加速度測定値を取得し、それを平均した値を加速度センサ14の測定値として、以下の加速度センサ校正処理で用いてもよい。
判定部36は、第1アクチュエータ10aが被試験装置24に衝撃を与えたときの各加速度センサ14の測定値にもとづいて、各アクチュエータの加速度センサを校正する。
【0031】
判定部36は例えば、1台のアクチュエータの加速度センサの測定値に所定の減衰係数を乗じた値と、その1台のアクチュエータ以外のアクチュエータの加速度センサの測定値の差が所定の誤差許容値内に収まるとき、その1台のアクチュエータの加速度センサおよびそれ以外のアクチュエータの加速度センサについて正常に機能していると判定する。
【0032】
具体的に判定部36は例えば、下記の条件式(式1)から(式3)が全て成立するとき、第1加速度センサ14a、第2加速度センサ14b、第3加速度センサ14c、第4加速度センサ14dについて加速度センサ検査合格と決定する。
|A
1×D
12−A
2|<e
12 (式1)
|A
1×D
13−A
3|<e
13 (式2)
|A
1×D
14−A
4|<e
14 (式3)
【0033】
ここで、第1加速度センサ14a、第2加速度センサ14b、第3加速度センサ14c、第4加速度センサ14dの測定値をそれぞれA
1、A
2、A
3、A
4とし、第1アクチュエータ10aが被試験装置24に衝撃を与えたとき第2アクチュエータ10b、第3アクチュエータ10c、第4アクチュエータ10dに伝わる衝撃の減衰係数をそれぞれD
12,D
13,D
14とし、それぞれの許容誤差をe
12,e
13,e
14とした。
【0034】
減衰係数D
12,D
13,D
14、許容誤差をe
12,e
13,e
14、及び判定式は予め記憶部38に格納しておく。判定部36は必要なパラメータや式を記憶部38から読み出して用いる。
減衰係数や許容誤差は、被試験装置24の材質や構成、アクチュエータ10の個体差や配置、検査実施条件等によって異なるため、例えば経験則または実験により定める。
【0035】
(式1)および(式2)は成立するが、(式3)が不成立の場合、第4加速度センサ14dの機能に異常があると予測できる。また、(式2)および(式3)は成立するが、(式1)が不成立の場合、第2加速度センサ14bの機能に異常があると予測できる。また、(式1)および(式3)は成立するが、(式2)が不成立の場合、第3加速度センサ14cの機能に異常があると予測できる。また、(式1)、(式2)、及び(式3)が共に不成立の場合、第1加速度センサ14aの機能に異常があると予測できる。
【0036】
なお、判定部36は、(式1)から(式3)の代わりに予め記憶部38に格納したテーブル(図示せず)を用いて各加速度センサ14の合否を決定してもよい。
テーブルには、第1アクチュエータ10aによって被試験装置24に与える衝撃の加速度と、その加速度に対して予測される第2加速度センサ14b、第3加速度センサ14c、第4加速度センサ14dの計測値(「加速度推定値」ともいう)とを対応付けて格納する。判定部36は、記憶部38に格納されるテーブルを参照し、各加速度センサ14の実際の計測値とそれぞれの加速度推定値とを比較する。そして、その差が全ての加速度センサ14について所定の誤差範囲内に収まっている場合に各加速度センサ14について加速度センサ検査合格と決定し、それ以外の場合、加速度センサ検査不合格と決定する。
【0037】
入出力インタフェイス40は例えば画面への表示やプリンタへの出力等により、加速度センサ検査結果をユーザに提示する。入出力インタフェイス40は、図示しないネットワークを介して遠隔地の提示装置(図示せず)によってユーザに検査結果を提示してもよく、またメール送信等によりユーザに検査結果を提示してもよい。
【0038】
合格と決定された場合、ルーズコンタクト試験システム1は加速度センサ検査モードを終了し、ルーズコンタクト試験を再開する。
なお不合格と決定された際、入出力インタフェイス40は警告ランプ点灯等によりユーザに注意を促してもよい。これにより、ユーザは加速度センサ14の交換や修理など必要な対応を早期にとることができ、製造ラインのダウンタイムを最小限に抑制できる。
【0039】
なお、上記の例では第1アクチュエータ10aの第1ハンマ部12aが被試験装置24に衝撃を与え、他のアクチュエータ10のハンマ部12を被試験装置24に当接させて加速度センサ14の検査を実施する例を示したが、第1アクチュエータ10aの他の一台のアクチュエータ10が被試験装置24に衝撃を与え、その一台のアクチュエータ10以外のアクチュエータ10のハンマ部12を被試験装置24に当接させて検査してもよい。この場合も上記と同様の方法により加速度センサ14の検査を実施できる。
【0040】
例えば、上述の方法で第1アクチュエータ10aによって被試験装置24に衝撃を与えて加速度センサ14を検査した後、さらに上述の方法と同様の方法により第2アクチュエータ10bによって被試験装置24に衝撃を与えて再度加速度センサ14を検査することにより、クロスチェックが可能となり、より確実に加速度センサ14を検査できる。
【0041】
また、上述の例では、被試験装置24に衝撃を与える一台のアクチュエータ10以外の全てのアクチュエータ10のハンマ部12を被試験装置24に当接させたが、これに限られず、被試験装置24にハンマ部12を当接させるアクチュエータ10の台数は任意でよい。被試験装置24に衝撃を与えるアクチュエータ10から遠い個所や、衝撃が伝わりにくい位置にあるアクチュエータ10は当接させずともよい。この場合、被試験装置24に衝撃を与えるアクチュエータ10を代えて試験を繰り返すことで、全てのアクチュエータ10の加速度センサ14を検査することができる。これにより、例えば被試験装置24が大きくアクチュエータ10の数が多い場合等に、より正確に加速度センサ14を校正できる。
【0042】
以上の構成による動作は以下のとおりである。
ルー
ズコンタクト試験モードにおいては、ルーズコンタクト試験装置50は、順次被試験装置24に衝撃を与える。
例えば所定数の被試験装置24についてルーズコンタクト試験を終了したタイミングで、あるいは事前に指定された日時に、ルーズコンタクト試験システム1は加速度センサ検査モードに切り替わる。
【0043】
加速度センサ検査モードにおいてアクチュエータ10は、1台を除いてそのハンマ部12が被試験装置24に当接した状態で静止し、ハンマ部12が被試験装置24に当接していない1台のアクチュエータ10が被試験装置24に所定の加速度で衝撃を与える。加速度センサ校正装置30はその際の各アクチュエータ10の加速度センサ14の測定値に基づいて、各加速度センサ14が正常に機能しているか否か判定する。正常に機能していると判定された場合、例えば表示装置にその旨を表示して、ルーズコンタクト試験システム1は加速度センサ検査モードを終了させる。そしてルーズコンタクト試験システム1はルーズコンタクト試験モードに復帰し、被試験装置24のルーズコンタクト試験を再開する。
【0044】
一方、加速度センサ14が正常に機能していないと判定された場合、入出力インタフェイス40は、例えば警告ランプの点灯によって加速度センサの異常をユーザに知らせる。この場合、ルーズコンタクト試験システム1はルーズコンタクト試験を再開しない。
【0045】
このように、ルーズコンタクト試験の通常のフローに挟む形で、装置の配置を変更せずに短時間かつ簡易に加速度センサを検査できる。また、ダウンタイムがほぼ生じないため、加速度センサ検査の回数を増やすことも可能となり、加速度センサが正常に機能していない場合に、すぐにその異常を発見できる。このため、常に正常に機能する加速度センサを用いて適正な設定値でかつ安全にルーズコンタクト試験を実施できる。
【0046】
以上、本発明を実施形態にもとづいて説明した。本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【0047】
例えば実施形態においては、ルーズコンタクト試験の試験対象である被試験装置24を用いて加速度センサ14を校正する例を示したが、被試験装置24に代えて、加速度センサ検査専用の擬似装置を被試験装置24の位置に配置して、加速度センサ検査を実施してもよい。例えば衝撃が一様に伝わりやすく、衝撃の伝わり方や減衰の仕方において再現性が高い材質および構成の筐体を作成して加速度センサ検査に用いる。これにより、例えば複数種類の被試験装置24を扱う場合、その都度減数係数や許容誤差を新たに求めて設定せずとも、信頼性の高い加速度センサ検査を安定的に実施できる。
【0048】
また、実施形態においては加速度センサ14について検査合否のみを決定する例を示したが、判定部36は加速度センサ14の状態をより詳しく算出してもよい。
具体的には判定部36は、加速度センサ検査時に被試験装置24に衝撃を与えるアクチュエータの加速度センサの測定値に減衰係数を乗じた値とそれ以外のアクチュエータの加速度センサ14の測定値との差(「測定値偏差」ともいう)と、許容誤差との比(「偏差比」ともいう)を算出してもよい。また、測定値偏差や偏差比の値に応じて分類し、合格、不合格の範囲をそれぞれ細かくランクに分けてもよい。そして例えば入出力インタフェイス40が表示装置やプリンタ等(図示せず)により算出した測定値偏差や偏差比、ランク等をユーザに提示する。
これにより、ユーザに、加速度センサ検査の合否に加えて、各加速度センサについてより詳しい校正情報を提示できる。
【0049】
なお、加速度センサを一つのアクチュエータに二個つけてもよい。これにより、二個の加速度センサの検出値の一致または不一致により、加速度センサの異常を容易に発見できる。特にアクチュエータを1台で用いる場合等に有効である。