特許 7414268 監視システム、監視方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-05

(45)【発行日】2024-01-16

(54)【発明の名称】監視システム、監視方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20240109BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240109BHJP

   G05B 19/4065 20060101ALI20240109BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

B23Q17/00 A

G05B19/4065

G05B23/02 302S

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020054513

(22)【出願日】2020-03-25

(65)【公開番号】P2021157285

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】512319232

【氏名又は名称】株式会社ＫＭＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】北大路 史聡

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 声喜

【審査官】和瀬田 芳正

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－２１２０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平２－６６９３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第４７０７６８７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｇ０５Ｂ １９／４０６５

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形機又は工作機械の所定の部位の所定の状態を検出するセンサによる検出信号に基づき成形機又は工作機械を監視する監視システムであって、
前記検出信号の瞬間的ピークが前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各前記異常検知ラインについて計数する計数部
を具備する監視システム。

【請求項2】

請求項１に記載の監視システムであって、
各前記異常検知ライン及び前記所定時間内を所望の値に設定する設定部
をさらに具備する監視システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の監視システムであって、
前記検出信号、前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値又は下限値、前記複数の異常検知ライン及び前記計数部による計数結果を表示する表示部
をさらに具備する監視システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の監視システムであって、
前記計数部による計数結果に基づき前記所定の部位のメンテナンスを指示する指示部
をさらに具備する監視システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の監視システムであって、
複数の前記センサの各検出信号を入力する入力部と、
１つの前記検出信号に瞬間的ピークが発生したとき、当該発生時の複数の前記センサの各検出信号を抽出する抽出部と
をさらに具備する監視システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の監視システムであって、
前記検出信号の瞬間的ピークが前記所定時間内内で前記複数の異常検知ラインのうち１つの第１の異常検知ラインを初めて超えたときの第１の瞬間的ピークと、前記検出信号の瞬間的ピークが前記所定時間内内で前記第１の異常検知ラインよりも前記上限値又は下限値に近い第２の異常検知ラインを初めて超えたときの第２の瞬間的ピークとを得て、前記第１の瞬間的ピークから前記第２の瞬間的ピークまでの増加傾向又は減少傾向に基づき、前記検出信号が前記上限値又は下限値を超える時期を推定する推定部
をさらに具備する監視システム。

【請求項7】

成形機又は工作機械の所定の部位の所定の状態を検出するセンサによる検出信号に基づき成形機又は工作機械を監視する監視方法であって、
前記検出信号を入力し、
前記入力した検出信号の瞬間的ピークが前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各前記異常検知ラインについて計数する
監視方法。

【請求項8】

成形機又は工作機械の所定の部位の所定の状態を検出するセンサによる検出信号に基づき成形機又は工作機械を監視する監視システムとして用いられるコンピュータで実行されるプログラムであって、
前記検出信号を入力するステップと、
前記入力した検出信号の瞬間的ピークが前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各前記異常検知ラインについて計数するステップと
を具備するプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形機又は工作機械を監視する監視システム、監視方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

成形機や工作機械においては、成形不良や加工不良により歩留まりが低下することを防止するために傾向値管理をすることが考えられる。

【0003】

本発明者らは、傾向値管理として、成形機の各部に温度センサや圧力センサなどを配置し、これらセンサの検出結果の時系列的変化や成形ショット数などに基づき不良発生の時期を予め推定する技術を提唱している（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－０７３３２９号公報（段落０１１３～０１１４、図２７～３０など）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の技術においては、製品不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を決定する手法として閾値管理が考えられる。この閾値管理は、不良発生時期の少し前に所定の閾値を設け、温度などがこの閾値を超えた場合に、メンテナンスをするものである。

【0006】

本発明の目的は、成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を精度よく推定することができる新たな技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、成形機又は工作機械に設置された温度センサなどの検出信号には製品不良が発生する少し前にヒゲのような瞬間的ピークが生じるという知見を得た。本発明は、かかる知見に基づきなされたものである。

【0008】

すなわち、本発明の一形態に係る監視システムは、成形機又は工作機械の所定の部位の所定の状態を検出するセンサによる検出信号に基づき成形機又は工作機械を監視する監視システムであって、前記検出信号の瞬間的ピークが前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各前記異常検知ラインについて計数する計数部を具備する。

【0009】

本発明では、検出信号の瞬間的ピークが所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各異常検知ラインについて計数する。これらの計数された回数を監視することで、成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を精度よく推定することができる。

【0010】

本発明の一形態に係る監視システムは、各前記異常検知ライン及び前記所定時間内を所望の値に設定する設定部をさらに具備してもよい。

【0011】

本発明の一形態に係る監視システムは、前記検出信号、前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値又は下限値、前記複数の異常検知ライン及び前記計数部による計数結果を表示する表示部をさらに具備してもよい。

【0012】

ユーザは、表示部の表示内容に基づき成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を推定することができる。

【0013】

本発明の一形態に係る監視システムは、前記計数部による計数結果に基づき前記所定の部位のメンテナンスを指示する指示部をさらに具備してもよい。
ユーザは、指示部の指示に基づき成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を実行できる。

【0014】

本発明の一形態に係る監視システムは、複数の前記センサの各検出信号を入力する入力部と、１つの前記検出信号に瞬間的ピークが発生したとき、当該発生時の複数の前記センサの各検出信号を抽出する抽出部とをさらに具備してもよい。

【0015】

異常発生の原因つまりヒゲ発生の原因は複合的である場合がある。ヒゲが発生したときの各部位の状態を知ることで、異常発生の複合的原因を究明することができる。

【0016】

本発明の一形態に係る監視システムは、前記検出信号の瞬間的ピークが前記所定時間内内で前記複数の異常検知ラインのうち１つの第１の異常検知ラインを初めて超えたときの第１の瞬間的ピークと、前記検出信号の瞬間的ピークが前記所定時間内内で前記第１の異常検知ラインよりも前記上限値又は下限値に近い第２の異常検知ラインを初めて超えたときの第２の瞬間的ピークとを得て、前記第１の瞬間的ピークから前記第２の瞬間的ピークまでの増加傾向又は減少傾向に基づき、前記検出信号が前記上限値又は下限値を超える時期を推定する推定部をさらに具備してもよい。

【0017】

これにより、生産される製品の不良発生の時期を予め推定することができる。

【0018】

本発明の一形態に係る監視方法は、成形機又は工作機械の所定の部位の所定の状態を検出するセンサによる検出信号に基づき成形機又は工作機械を監視する監視方法であって、前記検出信号を入力し、前記入力した検出信号の瞬間的ピークが前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各前記異常検知ラインについて計数する。

【0019】

本発明では、成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を精度よく推定することができる。

【0020】

本発明の一形態に係るプログラムは、成形機又は工作機械の所定の部位の所定の状態を検出するセンサによる検出信号に基づき成形機又は工作機械を監視する監視システムとして用いられるコンピュータで実行されるプログラムであって、前記検出信号を入力するステップと、前記入力した検出信号の瞬間的ピークが前記所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各前記異常検知ラインについて計数するステップとを具備する。

【0021】

本発明では、成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を精度よく推定することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、成形機や工作機械により生産される製品に不良が発生する前に成形機や工作機械をメンテナンスする時期を精度よく推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係る監視システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る異常検知ラインの具体例を示すグラフである。

【図3】本発明の一実施形態に係る監視システムの計数部の計数結果の一例を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る監視システムによるマルチ分析の一例を説明するための図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る監視システムの推定部の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0025】

図１は、本発明の一実施形態に係る監視システムの構成を示す図である。

【0026】

図１に示すように、監視システム１０は、成形機２０の所定の部位の所定の状態を検出するセンサ３０による検出信号に基づき成形機１を監視する。本実施形態では、成形機２０を例示するが、監視対象は工作機械であってもよい。監視システム１０は、典型的には、コンピュータにインストールされたプログラムによって実行されるものである。

【0027】

成形機２０の所定の部位とは、例えば金型２１を温調するための流体が流通する流路２３である。センサ３０は、その流路を流通する流体の温度を計測する温度センサである。

【0028】

所定の部位は、これ以外の様々な部位がある。センサ３０は、温度センサに限らず、ｐＨセンサ、小規模サーモグラフセンサ、圧力センサ、湿度センサ、距離センサ、気圧センサ、カラーセンサ、加速度センサ、振動センサなどであってもよい。１つのセンサが複数の種類、例えば気圧、加速度、振動などの項目を検出するものであってもよい。

【0029】

計数部１１は、センサ３０による検出信号の瞬間的ピークが、所定の状態が異常であるとみなせる上限値より低い値又は下限値より高い値に設定される複数の異常検知ラインを超えた所定時間内における回数を各異常検知ラインについて計数する。所定の状態が異常であるとみなせる上限値及び下限値は、典型的には、傾向値管理における管理値である。

【0030】

図２にその信号の一例を示す。図２において、符号２０１は異常であるとみなせる上限値、符号２１１、２１２、２１３は上限値より低い値に設定される複数の、例えば３つの第１～第３の異常検知ラインである。ここでは、第１の異常検知ライン２１１が３つの異常検知ラインの中で一番低いライン、第２の異常検知ライン２１２は二番目に低いライン、第３の異常検知ライン２１３は一番高いラインである。

【0031】

このように３段階の第１～第３の異常検知ライン２１１、２１２、２１３を設定することで、ユーザは異常発生の度合を知ることができる。

【0032】

符号２２０はセンサ３０による検出信号であり、符号２２１はその検出信号の瞬間的ピーク、つまりヒゲである。符号２３０は上記の所定時間内である。図３に計数部１１による計数結果の一例を示す。複数の異常検知ラインを所定の状態が異常であるとみなせる下限値より高い値に設定する場合についてもこれと同様であるので、説明を省略する。

【0033】

例えば、図１に示す金型２１の内部温度は１８０℃±１５℃に設定されている。この場合に、温度が上がる原因としては、金型２１を温調する水の流量が不足していることが考えられる。金型２１には、ポンプ２２から流路２３を介して温調水が循環している。このポンプ２２のモータが不調で回転数が落ちると、循環する温調水の流量が減り温度が上がるが、所定の制御によってモータの回転数が上がり、温調水の温度が正常状態に戻る。しかし、上記のように温調水の温度が上がった際に、その温度によってモータ自体が劣化し、その際にヒゲ２２１が発生すると考えられる。その後、少しずつモータが不調になっては復帰することを繰り返し、次第にヒゲ２２１が高くなると考えられる。本実施形態に係る監視システム１０では、センサ３０がこのヒゲ２２１を計数し、製品に不良が発生する前に成形機２０の所定の部位、ここではポンプ２２をメンテナンスする時期を精度よく推定する。

【0034】

設定部１２は、ユーザが第１～第３の異常検知ライン２１１、２１２、２１３及び所定時間内２３０を所望の値に設定する。設定部１２では、ユーザが所定の状態が異常であるとみなせる上限値及び下限値を所望の値に設定できるようにしてもよい。

【0035】

本発明者らは、成形機２０が設置された現場の状況ごとに異常の発生には個性があるという知見を得た。この個性とは、電源の安定度や気候など様々ものがあり、本発明者らは、この個性によってヒゲの大きさや頻度も異なるとの知見も得た。本実施形態に係る監視システム１０では、この個性に応じて第１～第３の異常検知ライン２１１、２１２、２１３などを所望の値に設定することで、成形機２０により生産される製品に不良が発生する前に成形機２０をメンテナンスする時期を実情に合わせて精度よく推定することができる。

【0036】

表示部１３は、検出信号２２０、所定の状態が異常であるとみなせる上限値２０１（及び/又は下限値）、複数の異常検知ライン２１１、２１２、２１３及び計数部１１による計数結果（図３参照）を表示する。

【0037】

指示部１４は、計数部１１による計数結果に基づき所定の部位のメンテナンスを指示する。指示部１４は、例えば所定時間内２３０の間に第１～第３の異常検知ライン２１１、２１２、２１３を超えたヒゲ２２１のそれぞれの回数が所定回数を超えた場合に、所定の部位のメンテナンスを指示する。第１の異常検知ライン２１１を超えた場合に第１のメンテナンス警報、第２の異常検知ライン２１２を超えた場合に第１のメンテナンス警報より強い第２のメンテナンス警報、第３の異常検知ライン２１３を超えた場合にはそれよりも強い第３のメンテナンス警報を出すようにしてもよい。ここで、強いとは、警報音を大きくし、或いは表示をより目立つ色や模様にすることなどをいう。それぞれの異常検知ラインに重み付けして、それぞれの回数×重み付けのトータルを出し、それが所定時間内２３０の間に所定値を超えた場合にメンテナンス警報を出すようにしてもよい。本発明では、これ以外に様々なメンテナンスの指示方法が考えられる。

【0038】

入力部１５は、複数のセンサ３０の各検出信号を入力する入力部である。計数部１１は、各センサ３０から検出信号を入力して、それぞれの検出信号について上記の計数を実行している。

【0039】

抽出部１６は、図４に示すように、１つの検出信号２２０にヒゲ２２１が発生したとき、当該発生時の複数のセンサ３０の各検出信号２２０－１～２２０－ｎを抽出してこのデータを保存する。表示部１３はこの結果を表示可能である。ユーザはその表示結果を見てつまりヒゲが発生したときの各部位の状態を知ることで、すなわちマルチ分析を行うことで異常発生の複合的原因を究明することができる。

【0040】

推定部１７は、図５に示すように、検出信号２２０のヒゲ２２１が所定時間内２３０内で第１の異常検知ライン２１１を初めて超えたときの第１の瞬間的ピークｙ_ａと、検出信号２２０のヒゲ２２１が所定時間内２３０内で第３の異常検知ライン２１３を初めて超えたときの第２の瞬間的ピークとｙ_ｂを得て、第１の瞬間的ピークｙ_ａから第２の瞬間的ピークｙ_ｂまでの増加傾向（又は減少傾向）に基づき、検出信号２２０が異常であるとみなせる上限値ｙ_ｌｉｍ（又は下限値）を超える時刻ｔ_ｃを推定する。例えば、推定部１７は、第１の瞬間的ピークｙ_ａの時刻をｔ_ａ、第２の瞬間的ピークｙ_ｂの時刻をｔ_ｂとしたとき、以下のとおり異常であるとみなせる上限値ｙ_ｌｉｍ（又は下限値）を超える時刻ｔ_ｃを推定する。
ｔ_ｃ＝ｙ_ｌｉｍ（ｔ_ｂ－ｔ_ａ）／（ｙ_ｂ－ｙ_ａ）＋ｔ_ａ

【0041】

本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内で様々な変形や応用をして実施が可能である。その実施の範囲も本発明の技術的範囲に属する。

【0042】

例えば、上記の実施形態では、監視対象として成形機を例にして説明したが、監視対象は工作機械であってもよい。

【0043】

また、本発明に係る監視システムは、１台の成形機だけでなく複数の成形機や工作機械を監視するものであってもよい。

【符号の説明】

【0044】

１０ ：監視システム
１１ ：計数部
１２ ：設定部
１３ ：表示部
１４ ：指示部
１５ ：入力部
１６ ：抽出部
１７ ：推定部
２０ ：成形機
３０ ：センサ
２０１ ：上限値
２１１ ：第１の異常検知ライン
２１２ ：第２の異常検知ライン
２１３ ：第３の異常検知ライン
２２０ ：検出信号
２２１ ：ヒゲ
２３０ ：所定時間内

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】