特許 7625921 異変検知装置及びショットピーニング装置の異変を検知する方法

(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】2025-01-27

(45)【発行日】2025-02-04

(54)【発明の名称】異変検知装置及びショットピーニング装置の異変を検知する方法

(51)【国際特許分類】

   B24C 1/10 20060101AFI20250128BHJP

   B24C 5/04 20060101ALI20250128BHJP

   B24C 5/00 20060101ALI20250128BHJP

   B24C 7/00 20060101ALI20250128BHJP

【ＦＩ】

B24C1/10 G

B24C5/04 Z

B24C5/00

B24C7/00 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021050272

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148542

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(74)【代理人】

【識別番号】100211052

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 大輔

(72)【発明者】

【氏名】井村 了太

【審査官】山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０４９５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／０２２４８９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｃ １／００ － １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ショットピーニング装置の異変を検知する異変検知装置であって、
制御装置と、
前記ショットピーニング装置から試験片に対してショットピーニングが行われた際に、前記試験片に生じる歪み量を表すアークハイト値を測定するアークハイト測定部と、
前記試験片にショットピーニングが行われたときの前記ショットピーニング装置の加工条件に関するパラメータ値を測定する加工条件測定部と、
前記アークハイト値及び前記パラメータ値を前記制御装置に送信する送信部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記アークハイト値及び前記パラメータ値を受信する受信部と、
前記アークハイト値及び前記パラメータ値を前記ショットピーニングの日時と関連付けて保存する保存部と、
前記アークハイト値及び前記パラメータ値の時系列データの傾向に基づいて、前記ピーニング装置の異変の有無を判定する異変検知部と、
を有し、
前記加工条件測定部は、前記ショットピーニング装置の加工条件を測定するセンサを含み、前記パラメータ値は、前記センサによって測定された前記ショットピーニング装置の加工条件の実測値である、
異変検知装置。

【請求項2】

前記送信部は、前記アークハイト値及び前記パラメータ値を無線通信によって前記制御装置に送信する、請求項１に記載の異変検知装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記ショットピーニング装置の異変が検知されたときにアラート情報を出力する警報部を更に含む、請求項１に記載の異変検知装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記アークハイト値及び前記パラメータ値の時系列データ、及び、前記アラート情報をユーザ端末に送信する出力部を更に含む、請求項３に記載の異変検知装置。

【請求項5】

前記ショットピーニング装置は、圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記圧縮空気によって投射材を噴射するノズルと、前記コンプレッサと前記ノズルとを接続する配管と、前記配管に設けられ前記ノズルに供給される前記圧縮空気の圧力を調整する空気圧力調整弁とを有し、
前記加工条件測定部によって測定される前記パラメータ値は、前記コンプレッサから供給される前記圧縮空気の圧力値、前記空気圧力調整弁の上流側における前記配管の内部圧力値、前記空気圧力調整弁の下流側における前記配管の内部圧力値、及び、前記ノズルから噴射される投射材の量の何れか一つを含む、請求項１～４の何れか一項に記載の異変検知装置。

【請求項6】

ショットピーニング装置の異変を検知する方法であって、
前記ショットピーニング装置から試験片に対してショットピーニングを行う工程と、
前記ショットピーニングによって前記試験片に生じる歪み量を表すアークハイト値を測定する工程と、
前記ショットピーニングが行われたときの前記ショットピーニング装置の加工条件に関するパラメータ値を測定する工程と、
前記アークハイト値及び前記パラメータ値を前記ショットピーニングの日時と関連付けて保存する工程と、
前記アークハイト値及び前記パラメータ値の時系列データの傾向に基づいて、前記ショットピーニング装置の異変の有無を判定する工程と、
を含み、
前記パラメータ値は、前記ショットピーニング装置の加工条件を測定するセンサによって測定された前記ショットピーニング装置の加工条件の実測値である、
方法。

【請求項7】

前記ショットピーニング装置は、圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記圧縮空気によって投射材を噴射するノズルと、前記コンプレッサと前記ノズルとを接続する配管と、前記配管に設けられ前記ノズルに供給される前記圧縮空気の圧力を調整する空気圧力調整弁とを有し、
前記パラメータ値は、前記コンプレッサから供給される前記圧縮空気の圧力値、前記空気圧力調整弁の上流側における前記配管の内部圧力値、前記空気圧力調整弁の下流側における前記配管の内部圧力値、及び、前記ノズルから噴射される投射材の量の何れか一つを含む、請求項６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、異変検知装置及びショットピーニング装置の異変を検知する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、圧縮気体と共に投射材を噴射するブラスト装置の異常を検知する異常検知システムが記載されている。この異常検知システムは、ブラスト加工装置の配管等の監視対象部分で発生する音をマイクロフォンによって収集し、収集した音から特定の周波数帯域の信号を抽出し、抽出した周波数帯域の信号と標準出力値とを比較することによってブラスト装置の異常を検知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２２４８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載のシステムでは、監視対象部分の付近でホースの破損等が発生した場合には、収集した音声信号を解析することで装置の異変を検出することが可能であるが、監視対象部分から離れた位置で異変が発生した場合には、その異変を音声信号から発見することができない場合がある。したがって、特許文献１に記載のシステムは、異変の検知の精度において改善の余地がある。

【0005】

したがって、本開示は、ショットピーニング装置の異変を高い精度で検知することが可能な異変検知装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様では、ショットピーニング装置の異変を検知する異変検知装置が提供される。この異変検知装置は、制御装置と、ショットピーニング装置から試験片に対してショットピーニングが行われた際に、試験片に生じる歪み量を表すアークハイト値を測定するアークハイト測定部と、試験片にショットピーニングが行われたときのショットピーニング装置の加工条件に関するパラメータ値を測定する加工条件測定部と、アークハイト値及びパラメータ値を制御装置に送信する送信部と、を備える。制御装置は、アークハイト値及びパラメータ値を受信する受信部と、アークハイト値及びパラメータ値をショットピーニングの日時と関連付けて保存する保存部と、アークハイト値及びパラメータ値の時系列データに基づいて、ピーニング装置の異変の有無を判定する異変検知部と、を有する。

【0007】

本態様の異変検知装置では、ショットピーニングが行われた際に、アークハイト値と加工条件に関するパラメータ値とが測定される。ここで、アークハイト測定部によって測定されるアークハイト値は、試験片に実際にショットピーニングを行うことにより測定された精度の高い実測値である。したがって、測定されたアークハイト値とパラメータ値を用いることでショットピーニング装置の異変を高い精度で検知することができる。さらに、本態様では、アークハイト値及びパラメータ値の時系列データを用いているので、アークハイト値及びパラメータ値の変化の傾向を分析することで、異変の予兆が現れたときに早期に異変を検知することができる。

【0008】

一態様の異変検知装置は、送信部は、アークハイト値及びパラメータ値を無線通信によって制御装置に送信してもよい。本態様では、パラメータ値及びアークハイト値を制御装置に容易に送信することができる。

【0009】

一態様では、制御装置は、ショットピーニング装置の異変が検知されたときにアラート情報を出力する警報部を更に含んでもよい。本態様では、ショットピーニング装置に異変が生じたときに早期に異変を通知することができる。

【0010】

一態様では、制御装置は、アークハイト値及びパラメータ値の時系列データ、及び、アラート情報をユーザ端末に送信する出力部を更に含んでもよい。この態様では、ユーザ端末においてアークハイト値及びパラメータ値の時系列データ、及び、アラート情報を表示することができるので、ショットピーニング装置の状態を一目で把握することが可能となる。

【0011】

一態様では、ショットピーニング装置は、圧縮空気を供給するコンプレッサと、圧縮空気によって投射材を噴射するノズルと、コンプレッサとノズルとを接続する配管と、配管に設けられノズルに供給される圧縮空気の圧力を調整する空気圧力調整弁とを有し、加工条件測定部によって測定されるパラメータ値は、コンプレッサから供給される圧縮空気の圧力値、空気圧力調整弁の上流側における配管の内部圧力値、空気圧力調整弁の下流側における配管の内部圧力値、及び、ノズルから噴射される投射材の量の何れか一つを含んでいてもよい。

【0012】

一態様では、ショットピーニング装置の異変を検知する方法が提供される。この方法は、ショットピーニング装置から試験片に対してショットピーニングを行う工程と、ショットピーニングによって試験片に生じる歪み量を表すアークハイト値を測定する工程と、ショットピーニングが行われたときのショットピーニング装置の加工条件に関するパラメータ値を測定する工程と、アークハイト値及びパラメータ値をショットピーニングの日時と関連付けて保存する工程と、アークハイト値及びパラメータ値の時系列データに基づいて、ショットピーニング装置の異変の有無を判定する工程と、を含む。

【0013】

上述のように、本態様に係る方法によれば、ショットピーニング装置の異変を高い精度で検知することができる。

【発明の効果】

【0014】

本開示の種々の態様によれば、ショットピーニング装置の異変を高い精度で検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態に係る異変検知装置を含むシステムを概略的に示す図である。

【図2】異変検知装置の機能的構成を示すブロック図である。

【図3】アークハイト値の時系列データの一例を示す図である。

【図4】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図5】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図6】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図7】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図8】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図9】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図10】アークハイト値の時系列データの別の一例を示す図である。

【図11】一実施形態に係るショットピーニング装置の異変を検知する方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。なお以下の説明において、「上流」及び「下流」の用語は、後述するコンプレッサ１８から供給される圧縮空気の流れ方向を基準として使用される。

【0017】

図１には、一実施形態に係る異変検知装置を含むシステムを概略的に示す図である。図１に示す異変検知装置１０は、ショットピーニング装置の異変を検知する。ショットピーニング装置１は、処理対象物の表面に圧縮残留応力を付与するために、処理対象物に投射材を投射するショットピーニングを行う。

【0018】

まず、異変検知の対象となるショットピーニング装置について説明する。図１に示すショットピーニング装置１は、直圧式のショットピーニング装置である。以下の説明では、直圧式のショットピーニング装置１について説明するが、ショットピーニング装置１は吸引式のショットピーニング装置であってもよい。ショットピーニング装置１は、処理対象物に対して投射材Ｓを投射することで当該処理対象物の表面に圧縮残留応力を付与する。処理対象物に投射される投射材Ｓとしては、例えば鋼球が用いられる。鋼球の粒径は、処理対象物に付与されるべき圧縮残留応力に応じて適宜選択される。ショットピーニング装置１によってショットピーニングが行われる処理対象物としては、シリンダヘッド、クランクシャフト等の自動車部品、歯車、金型等が例示されるが、処理対象物はこれらに限定されるものではない。

【0019】

図１に示すように、ショットピーニング装置１は、投射材タンク１２、投射材供給装置１４、加圧タンク１６、コンプレッサ１８及びノズル２０を備えている。投射材タンク１２は、その内部に投射材Ｓを貯えている。投射材タンク１２は、投射材供給装置１４を介して加圧タンク１６に接続されている。投射材供給装置１４と加圧タンク１６との間には、開閉可能なポペット弁１５が設けられている。ポペット弁１５が開かれることにより、投射材タンク１２の内部に貯えられた投射材Ｓは、投射材供給装置１４を経て加圧タンク１６に供給される。

【0020】

コンプレッサ１８は、圧縮空気を生成し、当該圧縮空気を加圧タンク１６及びノズル２０に供給する。コンプレッサ１８には、配管２２の一端が接続されている。配管２２の他端は、ノズル２０に接続されている。すなわち、配管２２は、コンプレッサ１８とノズル２０とを接続する。配管２２の一端と他端の間の位置からは配管２４が分岐している。配管２４は、加圧タンク１６のエア流入口１６Ａに接続されている。

【0021】

加圧タンク１６は、投射材Ｓを流出させるショット流出口１６Ｂを有している。ショット流出口１６Ｂには、開閉可能なカットゲート２６が設けられている。ショット流出口１６Ｂには、カットゲート２６を介して配管２８が接続されている。配管２８には、ノズル２０から噴射される投射材Ｓの量を調整するショット量調整弁２７が設けられている。配管２８は、配管２２の途中位置（配管２２の一端と他端の間の位置）に接続されている。配管２２と配管２８との接続部は、加圧タンク１６から供給された投射材Ｓとコンプレッサ１８から供給された圧縮空気とが混合されるミキシング部２５Ａを構成する。このミキシング部２５Ａは、配管２２から配管２４が分岐する分岐部２５Ｂよりも圧縮空気の流れ方向の下流側に位置している。

【0022】

配管２２におけるコンプレッサ１８と分岐部２５Ｂとの間の位置には、空気圧力調整弁３２が設けられている。空気圧力調整弁３２は、コンプレッサ１８から加圧タンク１６及びノズル２０に供給される圧縮空気の圧力を調整する。空気圧力調整弁３２によって圧力が調整された圧縮空気は、分岐部２５Ｂで分岐され配管２２及び配管２４に送られる。配管２４に送られた圧縮空気は、加圧タンク１６の内部を加圧する。配管２２に送られた圧縮空気は、ミキシング部２５Ａにおいて加圧タンク１６から供給された投射材Ｓと混合され、ノズル２０に送られる。

【0023】

ノズル２０は、配管２２から送られた投射材Ｓを圧縮空気と共に固気二相流として噴射する。ノズル２０は、キャビネット３４の内部に配置される。キャビネット３４は、その内部に処理対象物を加工するためのスペースである加工室３４ｓを画成する。加工室３４ｓにはステージ３８が配置される。ショットピーニング時には、ノズル２０は、加工室３４ｓ内で投射材Ｓを噴射し、ステージ３８上に載置された処理対象物に衝突させる。

【0024】

なお、図１には図示されていないが、ショットピーニング装置１は、使用済みの投射材Ｓを再利用するために集塵装置、分級装置及び循環装置を更に備えてもよい。集塵装置は、分級装置を介して加工室３４ｓに接続され、加工室３４ｓの下部に落下した投射材Ｓ及び処理対象物の切粉を吸引して分級装置に移送する。分級装置は、例えばサイクロン式の分級装置であり、投射材Ｓ及び処理対象物の切粉を受け、投射材Ｓとして再利用可能な粒体と投射材Ｓとしては利用できない粒体とに分級する。循環装置は、再使用可能な投射材Ｓをパケットエレベータ、スクリューコンベア及びセパレータ等を経由して投射材タンク１２に戻す。

【0025】

ショットピーニング装置１から投射された投射材Ｓが処理対象物衝突すると、処理対象物の表面に金属組織の変態が生じ、処理対象物の表面に圧縮残留応力が付与される。ここで、処理対象物に付与されるべき圧縮残留応力は、処理対象物の用途に応じた適正な範囲内に収まっている必要がある。したがって、処理対象物にショットピーニングを行う前に試験片に対してショットピーニングを行い、試験片に付与されるピーニング強度が適正な範囲に収まっているかが定期的に検査される。以下の説明では、ピーニング強度を確認するために試験片に対して試験的に行われるショットピーニングを予行ショットピーニングと称する。予行ショットピーニングは、例えば毎朝の始業時に処理体対象物をショットピーニングする前に一回又は複数回行われる。

【0026】

一実施形態の異変検知装置１０は、予行ショットピーニングの際に、ショットピーニング装置１の加工条件に関するパラメータ値、及び、試験片の歪み量を表すアークハイト値を取得し、これらパラメータ値及びアークハイト値の時系列データに基づいて、ショットピーニング装置１の異変を検知する。

【0027】

図１及び図２を参照して、異変検知装置１０について説明する。図２は、異変検知装置１０の機能的構成を示すブロック図である。図２に示すように、異変検知装置１０は、加工条件測定部５０、アークハイト測定部５２、送信部５４及び制御装置６０を備えている。

【0028】

加工条件測定部５０は、ショットピーニング装置１の加工条件を測定する各種センサを含み、当該各種センサによって予行ショットピーニング時のショットピーニング装置１の加工条件に関するパラメータ値を測定する。加工条件に関するパラメータ値としては、例えばコンプレッサ１８から供給される圧縮空気の圧力値（以下、「元圧値」と称する）、空気圧力調整弁３２の上流側の配管２２の内部圧力値（以下、「一次側圧力値」と称する）、空気圧力調整弁３２の下流側の配管２２の内部圧力値（以下、「二次側圧力値」と称する）、配管２２を流れる圧縮空気の流量、ノズル２０から噴射される投射材Ｓの量（以下、「投射量」と称する）が例示される。加工条件測定部５０は、これらのパラメータ値を測定するためのセンサとして、元圧測定器５０Ａ、一次側圧力測定器５０Ｂ、二次側圧力測定器５０Ｃ、流量測定器５０Ｄ及び投射量測定器５０Ｅを有する。

【0029】

元圧測定器５０Ａは、圧縮空気の圧力を測定する圧力センサであり、空気圧力調整弁３２の上流側の位置において配管２２に設けられている。一次側圧力測定器５０Ｂは、一次側圧力値を測定する圧力センサであり、空気圧力調整弁３２の上流側の位置において配管２２に設けられている。二次側圧力測定器５０Ｃは、二次側圧力値を測定する圧力センサであり、空気圧力調整弁３２の下流側の位置において配管２２に設けられている。流量測定器５０Ｄは、配管２２を流れる圧縮空気の流量を測定する流量センサであり、空気圧力調整弁３２の上流側の位置において配管２２に設けられている。

【0030】

投射量測定器５０Ｅは、例えば弾性波を測定するＡＥセンサ（アコースティックエミッションセンサ）であり、投射材Ｓの投射量を測定する。投射量測定器５０Ｅは、例えばノズル２０に取り付けられ、測定された弾性波を解析することで投射材Ｓの投射量を測定する。なお、投射材Ｓの投射量を測定することが可能であれば、投射量測定器５０ＥはＡＥセンサとは異なるセンサであってもよい。

【0031】

なお、ショットピーニング装置１は、予め設定された加工条件で予行ショットピーニングを行うが、実際の加工条件（例えば、元圧値、一次側圧力値、二次側圧力値、圧縮空気の流量及び投射量）は、予め設定された加工条件に対してばらつきが存在する。加工条件測定部５０によって測定される加工条件に関するパラメータは、各種センサによって測定されたショットピーニング装置１の加工条件の実測値である。

【0032】

アークハイト測定部５２は、ショットピーニング装置１によって予行ショットピーニングが行われた際に、投射材の衝突によって試験片に生じる歪み量を表すアークハイト値を測定する。図１に示すように、アークハイト測定部５２は、試験片５２Ａ及びダイヤルゲージ５２Ｂを有している。試験片５２Ａは、アークハイト値を測定するための短冊状の金属片であり、アルメンストリップとも呼ばれる。試験片５２Ａは、予行ショットピーニング時に投射材Ｓが衝突することによって湾曲する。ダイヤルゲージ５２Ｂは、予行ショットピーニング前と予行ショットピーニング後の試験片５２Ａの歪み量（反り量）の差を測定し、当該歪み量の差からアークハイト値を測定する。アークハイト値は、予行ショットピーニングのピーニング強度を表す実測値である。

【0033】

図２に示すように、送信部５４は、複数の通信装置５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ，５４Ｅ，５４Ｆを有する。複数の通信装置５４Ａ～５４Ｆは、制御装置６０と無線通信が可能な通信モジュールであり、元圧測定器５０Ａ、一次側圧力測定器５０Ｂ、二次側圧力測定器５０Ｃ、流量測定器５０Ｄ、投射量測定器５０Ｅ及びアークハイト測定部５２にそれぞれ接続されている。複数の通信装置５４Ａ～５４Ｆは、元圧測定器５０Ａ、一次側圧力測定器５０Ｂ、二次側圧力測定器５０Ｃ、流量測定器５０Ｄ及び投射量測定器５０Ｅによって測定された各種のパラメータ値、及び、アークハイト測定部５２によって測定されたアークハイト値をデジタルデータとして取得し、当該デジタルデータを無線通信によって制御装置６０に送信する。なお、複数の通信装置５４Ａ～５４Ｆは、ケーブルによって制御装置６０に接続されており、有線通信によって取得したデジタルデータを制御装置６０に送信してもよい。

【0034】

制御装置６０は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置、通信装置等を備えるコンピュータであり、異変検知装置１０全体の動作を制御する。制御装置６０は、例えば、記憶部に記憶されているプログラムをロードし、ロードされたプログラムをプロセッサで実行することにより後述する各種機能を実現する。なお、制御装置６０は、ショットピーニング装置１の動作を制御するシーケンサとしての機能を兼ねていてもよい。この場合には、制御装置６０では、入力装置を用いてオペレータがショットピーニング装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、ショットピーニング装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。

【0035】

制御装置６０は、複数の通信装置５４Ａ～５４Ｆ、及び、ユーザ端末１００と通信可能に接続されている。制御装置６０は、ショットピーニング装置１の加工条件に関するパラメータ値とアークハイト値を収集し、パラメータ値及びアークハイト値の時系列データに基づいてショットピーニング装置１の異変を検知する。

【0036】

制御装置６０は、機能的構成要素として、受信部６１、保存部６２、時系列データ生成部６３、解析部６４、異変検知部６５、警報部６６、出力部６７及び記憶部６８を有している。受信部６１は、加工条件測定部５０によって測定された各種のパラメータ値、及び、アークハイト測定部５２によって測定されたアークハイト値を複数の通信装置５４Ａ～５４Ｆから受信する。

【0037】

保存部６２は、受信部６１によって受信されたアークハイト値及びパラメータ値と、予行ショットピーニングの日時とを関連付けた測定データ７０を生成し、当該測定データ７０を記憶部６８に保存する。測定データ７０は、各種のパラメータ値、及び、アークハイト値の各々について生成される。なお、記憶部６８には、過去の予行ショットピーニング時に取得されたアークハイト値及びパラメータ値に関する測定データも記憶されている。

【0038】

時系列データ生成部６３は、測定データ７０に基づいて、アークハイト値の時系列データ７２及びパラメータ値の時系列データ７４を生成する。例えば、時系列データ生成部６３は、アークハイト値に関する測定データ７０を予行ショットピーニングの日時順にソーティングして統合することで、アークハイト値の時系列データ７２を生成する。したがって、アークハイト値の時系列データ７２には、過去の一定期間に測定された複数のアークハイト値が含まれる。

【0039】

同様に、時系列データ生成部６３は、パラメータ値に関する測定データ７０を予行ショットピーニングの日時順にソーティングして統合することで、パラメータ値の時系列データ７４を生成する。上述のように、加工条件に関するパラメータ値が、元圧値、一次側圧力値、二次側圧力値、圧縮空気の流量及び投射量を測定する場合には、これら元圧値、一次側圧力値、二次側圧力値、圧縮空気の流量及び投射量の各々について時系列データ７４が生成される。したがって、パラメータ値の時系列データ７４には、過去の一定期間に測定された複数のパラメータ値が含まれる。時系列データ生成部６３は、生成した時系列データ７２及び時系列データ７４を記憶部６８に保存する。

【0040】

解析部６４は、アークハイト値の時系列データ７２解析して、時系列データ７２に含まれる複数のアークハイト値の平均値Ａｖｒ及び標準偏差σを算出する。同様に、解析部６４は、パラメータ値の時系列データ７４を解析して、時系列データ７４に含まれる複数のパラメータ値の平均値Ａｖｒ及び標準偏差σを算出する。

【0041】

異変検知部６５は、アークハイト値の時系列データ７２及びパラメータ値の時系列データ７４に基づいて、ショットピーニング装置１の異変の有無を判定する。具体的には、異変検知部６５は、時系列データ７２及び時系列データ７４が、以下に示すアラーム条件１～８の何れ一つを満たすか否かを判定する。

【0042】

アラーム条件１：パラメータ値又はアークハイト値が、Ａｖｒ＋３σ以上、又は、Ａｖｒ－３σ未満であること。
アラーム条件２：パラメータ値又はアークハイト値が、６点連続して増加又は減少すること。
アラーム条件３：パラメータ値又はアークハイト値が、９点連続してＡｖｒを上回る又は下回ること。
アラーム条件４：パラメータ値又はアークハイト値が、１４点連続して交互に増減すること。
アラーム条件５：パラメータ値又はアークハイト値の連続する３点のうち２点が、Ａｖｒ＋２σ以上の領域、又は、Ａｖｒ－２σ未満の領域に含まれること。
アラーム条件６：パラメータ値又はアークハイト値の連続する５点のうち４点が、Ａｖｒ＋σ以上の領域、又は、Ａｖｒ－σ未満の領域に含まれること。
アラーム条件７：パラメータ値又はアークハイト値が、１５点連続してＡｖｒ－σ以上Ａｖｒ＋σ未満の領域に含まれること。
アラーム条件８：パラメータ値又はアークハイト値が、８点連続してＡｖｒ＋σ以上の領域、又は、Ａｖｒ－σ未満の領域に含まれること。

【0043】

以下、図３～図１０を参照して、アラーム条件の具体例であるアラーム条件１～８について詳細に説明するが、アラーム条件は以下のアラーム条件１～８に限定されるものではない。

【0044】

図３～図１０は、アークハイト値の時系列データ７２の一例を示している。図３～図１０では、グラフ領域が領域２０１、領域２０２、領域２０３及び領域２０４に分類して表されている。領域２０１は、アークハイト値がＡｖｒ－σ以上Ａｖｒ＋σ未満の領域である。領域２０２は、アークハイト値がＡｖｒ－２σ以上Ａｖｒ－σ未満の領域、又は、Ａｖｒ＋σ以上Ａｖｒ＋２σ未満の領域である。領域２０３は、アークハイト値がＡｖｒ－３σ以上Ａｖｒ－２σ未満の領域、又は、Ａｖｒ＋２σ以上Ａｖｒ＋３σ未満の領域である。領域２０４は、アークハイト値がＡｖｒ－３σ未満、又は、Ａｖｒ＋３σ以上の領域である。

【0045】

＜アラーム条件１＞
上述のように、異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値が、Ａｖｒ＋３σ以上、又は、Ａｖｒ－３σ未満であるときに異変が発生したと判定する。すなわち、パラメータ値又はアークハイト値が、領域２０４に含まれているときに、アラーム条件１が成立したと判定される。

【0046】

図３に示す例では、時刻Ｔ１１の前まで±３σの区画の範囲内に収まっているアークハイト値が、時刻Ｔ１１で＋３σを超えて領域２０４に達している。よって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ１１のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件１が成立したと判定する。

【0047】

＜アラーム条件２＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値が、６点連続して増加又は減少したときに異変が発生したと判定する。図４は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図４に示す例では、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までのアークハイト値が６点連続して増加している。この例では異変検知部６５は、時刻Ｔ２２のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件２が成立したと判定する。

【0048】

＜アラーム条件３＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値が、９点連続して平均値Ａｖｒを上回った場合又は下回った場合にショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。図５は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図５に示す例では、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２までのアークハイト値が９点連続してアークハイト値の平均値Ａｖｒを上回っている。よって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ３２のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件３が成立したと判定する。

【0049】

＜アラーム条件４＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値が、１４点連続して交互に増加及び減少したときにショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。図６は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図６に示す例では、時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４２までのアークハイト値が１４点連続して交互に増減している。よって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ４２のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件４が成立したと判定する。

【0050】

＜アラーム条件５＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値の連続する３点のうち２点が、Ａｖｒ＋２σ以上の領域、又は、Ａｖｒ－２σ未満の領域に含まれるときにショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。すなわち、パラメータ値又はアークハイト値の連続する３点のうち２点が領域２０３又は領域２０４に含まれているときにアラーム条件５が成立したと判定される。図７は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図７に示す例では、時刻Ｔ５１，Ｔ５２，Ｔ５３で測定された３点のアークハイト値のうち時刻Ｔ５２，Ｔ５３で測定された２点のアークハイト値が、領域２０３に含まれている。よって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ５３のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件５が成立したと判定する。

【0051】

＜アラーム条件６＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値の連続する５点のうち４点が、Ａｖｒ＋σ以上の領域、又は、Ａｖｒ－σ未満の領域に含まれるときにショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。すなわち、パラメータ値又はアークハイト値の連続する５点のうち４点が領域２０２、領域２０３又は領域２０４に含まれているときにアラーム条件６が成立したと判定される。図８は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図８に示す例では、時刻Ｔ６１，Ｔ６２，Ｔ６３，Ｔ６４，Ｔ６５で測定された５点のアークハイト値のうち時刻Ｔ６１，Ｔ６２，Ｔ６３，Ｔ６５で測定された２点のアークハイト値が、領域２０２又は領域２０３に含まれている。よって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ６５のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件６が成立したと判定する。

【0052】

＜アラーム条件７＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値が、１５点連続してＡｖｒ－σ以上Ａｖｒ＋σ未満の領域に含まれるときにショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。すなわち、パラメータ値又はアークハイト値の連続する１５点が、領域２０１に含まれているときに、アラーム条件７が成立したと判定される。図９は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図９に示す例では、時刻Ｔ７１から時刻Ｔ７２までに測定された１５点の連続するアークハイト値が、領域２０１に含まれている。よって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ７２のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件７が成立したと判定する。

【0053】

＜アラーム条件８＞
異変検知部６５は、パラメータ値又はアークハイト値が、８点連続してＡｖｒ＋σ以上の領域、又は、Ａｖｒ－σ未満の領域に含まれるときにショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。すなわち、パラメータ値又はアークハイト値の連続する８点が、領域２０２、領域２０３又は領域２０４に含まれているときに、アラーム条件８が成立したと判定される。図１０は、アークハイト値の時系列データ７２の別の一例を示している。図１０に示す例では、時刻Ｔ８１から時刻Ｔ８２までに測定された８点の連続するアークハイト値が、領域２０２又は領域２０３に含まれている。したがって、この例では、異変検知部６５は、時刻Ｔ６２のアークハイト値を取得したタイミングでアラーム条件８が成立したと判定する。

【0054】

なお、アークハイト値の時系列データ７２がアラーム条件１～８を満たす具体例について説明したが、パラメータ値の時系列データ７４がアラーム条件１～８を満たした場合にも異変検知部６５は、ショットピーニング装置１に異変が発生したと判定する。

【0055】

警報部６６は、異変検知部６５によってショットピーニング装置１に異変が検知されたときにアラート情報を出力する。例えば、警報部６６は、上述したアラーム条件１～８の何れか一つが成立したときに、ショットピーニング装置１に異変を検知したことを示すアラーム情報を出力部６７に出力する。なお、警報部６６は、上述したアラーム条件１～８のうち複数のアラーム条件が成立したときに、アラーム情報を出力してもよい。アラーム情報には、アラーム条件１～８のうち成立したアラーム条件を特定する情報、及び、アラーム条件が成立した日時を示す情報が含まれてもよい。

【0056】

出力部６７は、アークハイト値の時系列データ７２及びパラメータ値の時系列データ７４を例えば無線通信によってユーザ端末１００に送信する。ユーザ端末１００は、ショットピーニング装置１のオペレータによって用いられる情報端末である。ユーザ端末１００としては、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、スマートフォン及びタブレット端末等が挙げられる。ユーザ端末１００は、時系列データ７２，７４を受信してこれらの時系列データを例えばグラフ形式等で視覚的に表示する。これにより、パラメータ値及びアークハイト値の時系列の推移を一目で把握することが可能となる。

【0057】

また、出力部６７は、警報部６６によってアラーム情報が出力された場合には、時系列データ７２，７４に加えてアラーム情報をユーザ端末１００に送信する。ユーザ端末１００は、時系列データ７２，７４に関連付けて、成立したアラーム条件を特定する情報、及び、当該アラーム条件が成立した日時を示す情報を表示する。これにより、ユーザ端末１００を利用するオペレータにショットピーニング装置１の異変を早期に通知することができる。

【0058】

以上説明したように、上記実施形態に係る異変検知装置１０では、ショットピーニングが行われた際に、アークハイト値と加工条件に関するパラメータ値とが測定される。アークハイト測定部５２によって測定されるアークハイト値は、試験片５２Ａに実際にショットピーニングを行うことで試験片５２Ａに生じた歪み量であり、精度の高い実測値である。したがって、測定されたアークハイト値とパラメータ値を用いることでショットピーニング装置１の異変を高い精度で検知することができる。さらに、異変検知装置１０では、アークハイト値及びパラメータ値の時系列データ７２，７４を用いているので、時系列データ７２，７４の傾向を分析することで異変の予兆が現れたときに早期に異変を検知することができる。

【0059】

次に、上述した異変検知装置１０を用いてショットピーニング装置１の異変を検知する方法について説明する。図１１は、ショットピーニング装置１の異変を検知する方法を示すフローチャートである。

【0060】

この方法では、まずショットピーニング装置１からアークハイト測定部５２の試験片５２Ａに対して投射材Ｓが投射される（ステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、処理体対象物のショットピーニングの前に試験的に実施される予行ショットピーニングである。

【0061】

次いで、予行ショットピーニングの際にアークハイト測定部５２によってアークハイト値が測定される（ステップＳＴ２）。また、予行ショットピーニングの際に加工条件測定部５０によってショットピーニング装置１の加工条件に関するパラメータ値が測定される（ステップＳＴ３）。次に、複数の通信装置５４Ａ～５４Ｆが、アークハイト測定部５２によって測定されたアークハイト値、及び、加工条件測定部５０によって測定された各種のパラメータ値を制御装置６０に送信する（ステップＳＴ４）。

【0062】

次に、制御装置６０の受信部６１が、アークハイト値及び各種のパラメータ値を受信し、制御装置６０の保存部６２が、これらのアークハイト値及び各種のパラメータ値を測定データ７０として保存する（ステップＳＴ５）。次に、制御装置６０の時系列データ生成部６３が、アークハイト値及びパラメータ値に関する時系列データ７２，７４を生成する（ステップＳＴ６）。

【0063】

次に、出力部６７が、アークハイト値及びパラメータ値に関する時系列データ７２，７４をユーザ端末１００に送信する（ステップＳＴ７）。これにより、ユーザ端末１００において、アークハイト値及びパラメータ値に関する時系列データ７２，７４が表示される。

【0064】

次に、異変検知部６５が、時系列データ７２，７４に基づいて、アラーム条件が成立したか否かを判定する（ステップＳＴ８）。例えば、異変検知部６５は、アークハイト値及びパラメータ値に関する時系列データ７２，７４に基づいて、上述したアラーム条件１～８の何れかが成立したか否かを判定する。アラーム条件１～８の何れかが成立した場合には、警報部６６が、ショットピーニング装置１に異変が発生したことを示すアラーム情報を出力する。そして、出力部６７が、そのアラーム情報をユーザ端末１００に送信する（ステップＳＴ９）。このアラーム情報がユーザ端末１００に表示されることにより、ショットピーニング装置１のオペレータに異変を早期に通知し、ショットピーニング装置１をメンテナンスすることができる。その結果、処理対象物を所望のピーニング強度でショットピーニングすることができる。一方、アラーム条件が成立していない場合には、処理を終了する。

【0065】

以上、種々の実施形態に係る異変検知装置及びショットピーニング装置の異変を検知する方法について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。

【0066】

例えば、上述した実施形態では、元圧値、一次側圧力値、二次側圧力値、圧縮空気の流量及び投射量を測定対象のパラメータ値として測定しているが、元圧値、一次側圧力値、二次側圧力値、圧縮空気の流量及び投射量の少なくとも何れか一つをパラメータ値として測定すればよい。また、その他の加工条件に関するパラメータ値を測定してもよい。また、上述した種々の実施形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0067】

１…ショットピーニング装置、１０…異変検知装置、１８…コンプレッサ、２０…ノズル、２２…配管、３２…空気圧力調整弁、５０…加工条件測定部、５２…アークハイト測定部、５２Ａ…試験片、５４…送信部、６０…制御装置、６１…受信部、６２…保存部、６５…異変検知部、６６…警報部、６７…出力部、７２，７４…時系列データ、１００…ユーザ端末。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】