JP2016080499A - Machine component state automatic determination system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用軸受や周辺部品等を代表とする転動体等の可動部を有する機械部品の異常有無等の判定を行う機械部品の状態自動判定システムに関する。 The present invention relates to a machine component state automatic determination system that determines whether there is an abnormality in a machine component having a movable part such as a rolling element represented by a vehicle bearing or a peripheral component.
従来、鉄道車両や風車などの産業分野においては、軸受やその周辺部品に加速度センサ、回転センサ、温度センサなどを設置し、その運転状態を監視する常設タイプの監視システムが提案されている。(特許文献1)
また、専用センサで検出したデータをスマートフォンなどの携帯情報端末器を使用し、サーバ等でデータ処理や記憶をし、過去のデータと比較することで状態監視をするハンディタイプの測定システムが提案されている。(特許文献2)
2. Description of the Related Art Conventionally, in the industrial field such as railway vehicles and windmills, a permanent type monitoring system has been proposed in which an acceleration sensor, a rotation sensor, a temperature sensor, and the like are installed on bearings and their peripheral components, and the operation state is monitored. (Patent Document 1)
In addition, a handy-type measurement system that monitors the status by using a portable information terminal device such as a smartphone, data processing and storage on a server, etc., and comparing it with past data is proposed. ing. (Patent Document 2)
この他に、センサで検出したデータを、携帯情報端末機等を経由してサーバに送信し、ユーザーインターフェース機能を複数のパーソナルコンピュータに配置し、測定データ、解析手段、診断結果を共有化するシステムが提案されている。(特許文献3)
データ解析プログラムと判定基準データと判定プログラムをユーザの情報処理端末にダウンロードしておき、情報処理端末で測定データの診断処理を実施するシステムについても提案されている。(特許文献4)。
In addition to this, a system for transmitting data detected by a sensor to a server via a portable information terminal or the like, arranging a user interface function in a plurality of personal computers, and sharing measurement data, analysis means, and diagnosis results Has been proposed. (Patent Document 3)
There has also been proposed a system in which a data analysis program, determination reference data, and a determination program are downloaded to a user information processing terminal and a measurement data diagnosis process is performed on the information processing terminal. (Patent Document 4).
現在、軸受の点検に関しては、外観、ゴリ感、異音等、整備士の五感に頼った主観的判断が一般的であり、診断基準にばらつきがある為、整備不良原因による故障が撲滅出来ない。この課題に対し、状態判断の高精度化に向け、定量判断可能なメンテナンスツールのニーズがあり、上述の従来技術等が提案されている。しかし、従来技術には以下の課題がある。 Currently, for bearing inspections, subjective judgments that depend on the five senses of the mechanic, such as appearance, feeling of sensation, and abnormal noise, are common, and because there are variations in diagnostic criteria, failure due to poor maintenance cannot be eradicated. . In response to this problem, there is a need for a maintenance tool capable of quantitative determination in order to increase the accuracy of state determination, and the above-described conventional techniques and the like have been proposed. However, the prior art has the following problems.
特許文献1等に開示された常設タイプの監視システムは、遠隔地でも常時監視が可能という利点があるが、測定部位毎にセンサの設置が必要であり、設備が高額となる。また、再組み付けの際に前回と位置がずれる可能性があり、測定精度、再現性の悪化、不安定化、等の懸念がある。
The permanent monitoring system disclosed in
特許文献2等に開示されたハンディタイプの測定システムは、携帯性に優れ、安価という利点があるが、1つのセンサユニットで複数個の測定対象に利用するにつき、測定対象が変わる度に、測定対象の名称、測定条件(測定対象の諸元)等の設定、あるいは測定対象の種類や識別情報についての情報の入力/選択等の設定を変更しなければならない。そのため、入力作業に手間がかかるうえ、設定ミスの可能性が懸念される。例えば、データ共有に際しては名称設定のルール化等が必要で、設定/選択ミス、情報上書き/喪失等の懸念がある。
特許文献3、4においても、測定対象の種類,個別情報についての情報の入力/選択等の設定作業についての改良案は提案されていない。
The handy-type measurement system disclosed in
また、振動測定を行う場合、軸受等の異常判定では、軸受諸元に基づく計算等が閾値となるが、外乱が大きい環境下では判定精度が低下する。
例えば、エンジン補機等の様に、起振源(エンジン) の近くに複数の可動部が存在し、各々がベルト等で接続されている装置の場合、外乱の影響が大きい為、測定対象に出来る限り近い位置で測定をする必要がある。また、可動部の状態を検知する場合、直接可動部での計測が有効であるが具体的な方法が、上記いずれの特許文献1〜4にも明示されていない。
Further, when performing vibration measurement, in determining an abnormality of a bearing or the like, a calculation based on the bearing specifications is a threshold value, but the determination accuracy is reduced in an environment where disturbance is large.
For example, in the case of a device that has multiple moving parts near the vibration source (engine), such as an engine auxiliary machine, each connected by a belt, etc. It is necessary to measure as close as possible. Moreover, when detecting the state of a movable part, although the measurement in a movable part is effective, the concrete method is not specified in any said patent documents 1-4.
さらに、特許文献3の提案では、診断結果表示にPC(パーソナルコンピュータ)が必要であり、測定現場で結果を確認する場合には、測定用携帯端末とPCをセットで測定および診断を実施しなければならない。
Furthermore, in the proposal of
この発明の目的は、複数の機械部品に使用され、測定対象となる機械部品の種類や個体識別の情報を自動で判別できて、入力操作の不要化、入力ミスの撲滅が図れ、かつ測定結果の再現性、精度向上による判定の精度向上が図れる機械部品の状態自動判定システムを提供することである。 The object of the present invention is to be used for a plurality of machine parts, and can automatically determine the type of machine parts to be measured and the information for individual identification, eliminating the need for input operations, eliminating input errors, and measuring results. It is an object to provide an automatic state determination system for machine parts that can improve the determination accuracy by improving the reproducibility and accuracy of the machine.
この発明の機械部品の状態自動判定システムは、固有情報を示す固有情報記憶手段4を有する機械部品1と、この機械部品1に着脱自在であって前記機械部品1の状態を測定する状態検知センサ6、および前記固有情報記憶手段4から前記固有情報を読み取る読取り装置7を有するセンサユニット2と、このセンサユニット2の前記読取り装置7で読み取った前記固有情報から前記機械部品1の状態判定に用いる定められた判定用情報を選定しその選定した判定用情報を用いて前記状態検知センサ6の出力した測定データから前記機械部品1の定められた状態についての判定を行う処理システム5とを備える。
A machine part state automatic determination system according to the present invention includes a
この構成によると、機械部品1が固有情報記憶手段4を有し、センサユニット2が、状態検知センサ6および固有情報を読み取る読取り装置7を有する。そのため、センサユニット2で読み取った固有情報から、機械部品1の特定が自動で行え、複数の機械部品1にこの状態自動判定システムが使用されても、機械部品1の特定のための入力操作が不要になり、入力ミスの撲滅も図れる。例えば、センサユニット2を希望の測定対象の機械部品1に取付け、スイッチ等により測定開始の指令を与えるだけで、他に何ら入力操作を行うことなく、自動でその測定対象の機械部品1に対応する閾値等の判定用情報を選定し、異常判定等の定められた状態についての判定を適切に行うことができる。
すなわち、機械部品1の異常診断等の状態判定には、機械部品1の種類に応じた閾値、例えば軸受諸元等の機械部品諸元に応じた閾値等の判定用情報を用いるが、この機械部品種類に対応した判定用情報が、センサユニット2で読み取った固有情報から自動で選定できる。そのため、情報の入力/選択等の操作が不要となる。
また、センサユニット2は機械部品1に着脱可能に取付けるようにしたため、単に測定子を押し付ける従来装置と異なり、機械部品1とセンサユニット2の位置関係が安定している為、測定結果の再現性、精度向上による判定の精度向上が得られる。また、測定の必要時のみセンサユニット2を機械部品1に取付ければ良く、機械部品1の使用の妨げにならない。
According to this configuration, the
That is, information for determination such as a threshold value according to the type of the
In addition, since the
この発明において、図3における前記処理システム5が情報端末8とこの情報端末8に通信網51で接続されたデータサーバ9とでなり、前記情報端末8は前記センサユニット2から前記測定データおよび前記固有情報を得て前記データサーバ9へ送信し、前記データサーバ9は、前記固有情報に対応して機械部品の仕様情報を記憶した仕様データベース32を有していて、前記情報端末8から送信された前記固有情報により前記機械部品1の自動識別および前記仕様情報の選定を行い、この選定された仕様情報を用いて情報記憶部31もしくは仕様データベース32、もしくはその両方を利用して解析条件と判定条件を決定し、前記測定データに対して前記データ解析および前記状態の判定を行うようにしても良い。
この構成の場合、データサーバ9の仕様データベース32等を活用した状態判定が可能となり、判定の精度向上が期待できる。
In the present invention, the
In the case of this configuration, the state determination utilizing the
この発明において、図5における前記処理システム5が前記情報端末8Aとこの情報端末8Aに通信網51で接続されたデータサーバ9とでなり、前記情報端末8Aは前記センサユニット2から前記測定データおよび前記固有情報を得て前記固有情報を前記データサーバ9へ送信する通信処理部21Aと、データ解析部44と、状態判別部43とを有し、前記データサーバ9は、前記固有情報に対応して機械部品1の仕様情報を記憶した仕様データベース32と、前記情報端末8Aから送信された前記固有情報により前記機械部品1の自動識別および前記仕様情報の選定を行って前記情報端末8Aへ送信する通信処理部36とを有し、前記情報端末8Aの前記データ解析部44および状態判別部43は、前記データサーバ9から送信された前記仕様情報を用い、前記センサユニット2から得た前記測定データにより解析および前記状態の判定をそれぞれ行うようにしても良い。
近年の情報端末は、パーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット等の携帯型の端末であっても、演算処理機能が飛躍的に向上しており、十分な精度、処理速度で異常判別等の状態判別の処理が行える。しかし、閾値や過去データ等の判定用情報は、複数の機械部品1に使用する場合、膨大なデータ量となり、手元の情報端末8に記憶しておくことは難しく、また無駄も多い。そのため、上記のように判定用情報はデータサーバ9に記憶しておいてデータサーバ9から情報端末8Aへ送信するようにし、すなわちデータサーバ9を単にデータベースとして利用し、情報端末8Aではその状態判別の処理だけを行うようにすることで、情報端末8Aの高度な処理機能を効果的に利用し、データサーバ9の負担やデータサーバ9の使用費用を低減しつつ、状態判別が行える。
In the present invention, the
Even if information terminals in recent years are portable terminals such as personal computers, smartphones, tablets, etc., the arithmetic processing function has been dramatically improved, and state determination processing such as abnormality determination with sufficient accuracy and processing speed Can be done. However, when the information for determination such as threshold values and past data is used for a plurality of
この発明において、前記データサーバ9が前記状態判別を行う構成である場合に、前記データサーバ9は前記機械部品1につき、状態測定を行った状態データや解析結果と状態判定の結果、測定条件、部品履歴等を前記機械部品1の履歴情報として記憶する情報記憶部31を有し、前記データサーバ9は、前記機械部品1の前記履歴情報を用いて前記状態判定を行う機能を有するようにしても良い。
機械部品1の種類毎の機械部品諸元から定まる閾値で異常判定等の状態判定を行って正常であっても、その個体についての過去の判定情報を用いて判定すると異常になる場合が、あり、またその逆もありえる。そのため、種類別状態判定に加えて履歴情報を用いた状態判定を行い、両判定の結果から総合判定を行うことで異常判定等の判定の精度が向上する。
In this invention, when the
Even if it is normal by performing state determination such as abnormality determination with a threshold value determined from machine part specifications for each type of
この発明において、前記情報端末8が前記状態判別を行う構成である場合に、前記データサーバ9は前記情報端末8で前記機械部品1につき状態データや測定条件や判定結果やデータ解析結果等を前記機械部品1の履歴情報として記憶する情報記憶部31を有し、前記情報端末8の前記状態判別部43およびデータ解析部44は、前記機械部品1の前記履歴情報を用いて前記解析および状態判定をそれぞれ行う機能を有するようにしても良い。
この場合も、上記と同じく種類別状態判定に加えて履歴情報を用いた状態判定を行い、両判定の結果から総合判定を行うことで異常判定等の判定の精度が向上する。
In the present invention, when the
In this case as well, the state determination using history information is performed in addition to the state determination by type, and the overall determination is performed based on the results of both determinations, thereby improving the accuracy of determination such as abnormality determination.
この発明において、前記データサーバ9が前記状態判別を行う構成である場合に、前記データサーバ9は、前記測定データを送信した前記情報端末8とは別の登録された端末52へ前記判定の結果を送信する通信処理部36を有するようにしても良い。
前記登録された端末52は、例えば軸受メーカの所定の管理部門の端末等である。これにより、専門知識を有する技術者が診断結果を早期に知って適切な対処を迅速に行うことができる。
In the present invention, when the
The registered
この発明において、前記情報端末8は汎用の情報端末であって、前記センサユニット2との通信、前記データサーバ9との通信、および機械部品1の状態に関係する処理を行う専用ソフトウェアをインストールする機能を持つオペレーションシステム24を備えるようにしても良い。
この構成の場合、汎用の情報端末、例えば一般的なパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット型端末等で、アプリケーションプログラムとなる専用ソフトウェアにより、この機械部品の状態自動判定システムで使用する情報端末8とできる。
前記データサーバ9に情報判定処理を行わせる場合、および前記データサーバ9を情報のデータベースとして使用する場合のいずれであっても、この構成を適用できる。
In the present invention, the
In the case of this configuration, a general-purpose information terminal, for example, a general personal computer, a smart phone, a tablet terminal, or the like can be used as the
This configuration can be applied to either the case where the
この発明において、前記機械部品1が転動体を有する機械部品であっても良い。転動体を有している機械部品1は、転がり軸受、等速ジョイント、ボールねじ等である。
このような転動体を有する機械部品1は、正常な動作の維持のために、その状態判別の要求が強く、また状態判別には複雑な演算処理や、多くの判定用情報を必要とする。そのため、この発明の持つ上記各効果が、より効果的に発揮される。
In the present invention, the
The
この発明において、前記機械部品1が、前記センサユニット2を着脱自在に保持するステー3を有し、前記固有情報記憶手段4が前記ステー3に設けられていても良い。
測定対象となる機械部品1と一体に固定されたステー3を用いてセンサユニット2を組み付けることにより、組付け誤差の小さい高精度な繰り返し測定が可能となる。センサユニット2の取り付け部となるステー3の取付箇所は、機械部品1の固定部でも、可動部のいずれでも可である。可動部にステー3を取付ける場合は、その可動部芯上に取付けることが好ましい。可動部芯上での測定により、他部位による振動等、外乱の影響を受けにくい測定が可能となる。
また、前記ステー3を有することで、センサユニット2を機械部品1に取付ける時間が短縮される。
前記ステー3に前記固有情報記憶手段4が設けられている場合は、ステー3と固有情報記憶手段4とを別々に設ける場合に比べて、状態検出と固有情報の読み取りとが互いに近くの位置で行い易く、センサユニット2で纏めて行うことができるという利点も得られる。
In the present invention, the
By assembling the
Moreover, the time for attaching the
When the unique information storage means 4 is provided in the
この発明において、前記データサーバ9が前記データ解析および前記状態の判定を行う機能を有し、前記情報端末8が、設定条件に応じて、前記データ解析および前記状態の判定を情報端末8で行うかデータサーバ9に行わせるかを切り換える機能を有する機械部品の状態自動判定システム。
手元の情報端末8で状態判定を行う方が、データサーバ9の使用時間が少なくて済み、低コストで状態判定が行える。しかし、多量の状態判定を行う場合は、情報端末8では処理時間がかかり過ぎる場合がある。そのため、状況に応じて状態判定を情報端末8とデータサーバ9とで切り換えて行えるようにしておくと、使用に便利である。
In this invention, the
The state determination at the
この発明の機械部品の状態自動判定システムは、固有情報を示す固有情報記憶手段4を有する機械部品と、この機械部品に着脱自在であって前記機械部品の状態を測定する状態検知センサ6、および前記固有情報記憶手段4から前記固有情報を読み取る読取り装置7を有するセンサユニット2と、このセンサユニット2の前記読取り装置7で読み取った前記固有情報から前記機械部品の状態判定に用いる定められた判定用の情報を選定しその選定した判定用情報を用いて前記状態検知センサ6の出力した測定データから前記機械部品の定められた状態についての判定を行う処理システム5を備えるため、複数の機械部品に使用され、測定対象となる機械部品の種類や個体識別の情報を自動で判別できて、入力操作の不要化、入力ミスの撲滅が図れ、かつ測定結果の再現性、精度向上による判定の精度向上を図ることができる。
The machine part state automatic determination system according to the present invention includes a machine part having unique information storage means 4 indicating unique information, a
この発明の第1の実施形態を図1ないし図4と共に説明する。図1は、転がり軸受装置である機械部品1とセンサユニット2との結合状態を示す断面図、図2は機械部品の状態自動判定システムの概念構成の概要を示すブロック図である。
図1において、センサユニット2を着脱可能に保持可能なステー3が機械部品1に常時設置状態に取付けてあり、このステー3に固有情報記憶手段4が設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a coupled state of a
In FIG. 1, a
図2に示すように、この状態自動判定システムは、前記機械部品1と、前記センサユニット2と、処理システム5とを備える。センサユニット2は、機械部品1の状態量等を測定する状態検知センサ6と、前記固有情報記憶手段4から固有情報を読み取る読取り装置7を有する。処理システム5は、センサユニット2で得た情報を処理する装置であり、読取り装置7で読み取った固有情報から機械部品1の状態判定に用いる定められた処理方法および判定基準等の判定用情報を選出しその選出した判定用情報を用いて状態検知センサ6の出力した測定データから機械部品1の異常判定等の定められた状態についての判定を行う。処理システム5は、複数のセンサユニット2と無線で接続され、各センサユニット2の情報の処理が可能である。処理システム5は、コンピュータ等の単独の情報処理機器で構成されていても良いが、この例では図3に示すように情報端末8とデータサーバ9とで構成される。
As shown in FIG. 2, the state automatic determination system includes the
図1において、機械部品1は、この例では前述のように転がり軸受装置であり、具体的には自動車の補機におけるプーリ11を、転がり軸受12を介して固定の軸13に回転自在に支持した装置からなる。転がり軸受12は外輪回転であり、その回転側輪である外輪12bの外周面にプーリ11が嵌合している。転がり軸受12は、この例では密封型の玉軸受であり、内輪12aと外輪12bとの間にボールからなる転動体12cと、両軌道輪12a、12bの両端に位置するシール12dを有している。プーリ11には、転がり軸受12の端面を覆う端面カバー等の可動部である構成部品14が取付けられている。前記ステー3は、構成部品14の外面に固定され、前記センサユニット2を保持する保持部3aの中心が、転がり軸受12の回転中心O上に位置している。
In FIG. 1, the
ステー3は、裏側面が前記可動部品14に接合される短い円柱状の座部3bと、この座部3bの表側面の中心から突出した軸状の保持部3aとでなる外形をしている。ステー3の断面形状は、中空軸型、半中空軸型、中空無型のどれであってもよい。ステー3の材質は、合成樹脂であっても金属であっても良い。ステー3と前記構成部品14との接合は、ネジ、接着材、磁気、溶接、ラビリンス形状、リング等のいずれの接合形態で接合されていても良い。
保持部3aは、図示の例ではセンサユニット2のケース15の底面15bがステー3の前記座部3bに接し、かつ前記底面に設けられた取付孔16に保持部3aが圧入状態、もしくはねじ、磁気、ラビリンス形状等で嵌合することで、センサユニット2を位置決めし、保持する。
The
In the illustrated example, the holding
なお、ステー3は、機械部品1における測定位置への取り付けが難しい場合、測定対象の機械部品1もしくは構成部品14と一体構造のステーとしても良い。
また、図1の機械部品1は、自動車、具体的には図9に示す商用車71に設けられた補機の各ベルト装置72のプーリで構成される。
Note that the
Moreover, the
機械部品1は、図1の例の他に、図7に示すように、内輪回転の転がり軸受12がハウジング61に設置されて回転軸62を支持する軸受装置であっても良く、その場合、内輪12aの端面にステー3が取付けられる。この場合も、軸受12の回転中心にステー3の保持部3aの中心が一致するようにステー3が取付けられる。
In addition to the example of FIG. 1, the
また、機械部品1は、図8に示すような固定の軸63に嵌合部品65および外輪回転の転がり軸受12を介してプーリ64を設けた転がり軸受装置であっても良い。この場合、固定の軸63の端部に設けられた雄ねじ部63aにステー3が雌ねじ部でねじ込んで取付けられている。ステー3へのセンサユニット2の取付けは、ステー3に軸63と同心に設けられた雌ねじ部に、センサユニット2のケース15に設けられた雄ねじ部15aをねじ込むことで行われている。
Further, the
図1において、前記固有情報記憶手段4は、機械部品1に固有の固有情報を記憶した手段であり、RFID、1次元のバーコード、または2次元バーコード等からなる。2次元バーコードとしては、QRコード(登録商標)が用いられる。前記固有情報は、機械部品1に固有の情報であれば良いが、例えば、ステー3自身の型番やシリアルナンバー等の基本情報であっても良く、設置場所、使用開始日、機械部品1の種類であっても良く、さらに内部諸元や、その使用条件等を含んでいても良い。
In FIG. 1, the unique information storage means 4 is means for storing unique information unique to the
センサユニット2は、前記状態検知センサ6および読取り装置7の他に、処理システム5と交信を行う無線通信装置18、バッテリー19、およびA/D変換器(図示せず)を備えている。前記状態検知センサ6は、機械部品1の状態量を検出するセンサであり、一つであっても良いが、この例では図2のように複数、例えば振動測定を行う加速度センサ6a、および回転検出を行うジャイロセンサ6bが設けられている。状態検知センサ6は、この他に温度センサ(図示せず)を有していても良い。
In addition to the
状態検知センサ6はこの実施形態ではアナログで出力するセンサであり、測定データは前記A/D変換器でデジタル変換して無線で出力する。なお、センサユニット2は、測定データをアナログデータのまま有線で出力し、情報端末8(図3)でA/D変換しても良い。また状態検知センサ6にデジタル信号で出力するセンサを用いても良い。
センサユニット2を測定対象の機械部品1の可動部に設置する場合、スリップリング(図示せず)を用いた有線で情報端末8に送信するようにしても良い。バッテリー19については、電池式でも充電方式でも良い。
In this embodiment, the
When the
読取り装置7は、ステー3に設けられた固有情報記憶手段4が記憶した内容を、固有情報記憶手段4に非接触で、または接触して読み取る装置であり、センサユニット2がステー3に状態検出が可能な状態に保持された状態で固有情報記憶手段4を読み取り可能に設けられている。読取り装置7は、固有情報記憶手段4がRFIDである場合はタグリーダ、固有情報記憶手段4が1次元または2次元のバーコードである場合はバーコードリーダが用いられる。無線通信装置18は、処理システム5にセンサユニット2の識別データ等を付して前記測定データと共に、読み取った固有情報を送信する。無線通信装置18は、極近距離の無線通信が可能な装置であっても良い。
The
図3において、情報端末8は、センサユニット2から測定データと固有情報を受け取り、通信網51にアクセスしてデータサーバ9に前記測定データおよび固有情報を送信する。情報端末8は、センサユニット2から無線または有線でデータ受信が可能な通信装置21を有し、インターネット等の通信網51には他の通信処理部21Aで接続されている。この通信処理部21Aは、無線で通信する手段であっても良い。情報端末8は、専用ソフトウェアで構成される端末側処理手段22を介して、液晶表示装置等の表示装置23の画面に関係データを表示させる。通信処理部21Aは、例えばデータサーバ9にアクセスし、測定対象の機械部品1の固有情報、過去測定データ、状態判定結果等を入手し表示装置23の画面で確認出来る。前記通信網51は、例えばインターネット等のコンピュータ通信網であり、Webブラウザ等で前記関係情報を閲覧可能である。
In FIG. 3, the
端末側処理手段22は専用ソフトウェアで構成され、センサユニット2およびデータサーバ9との情報通信、およびデータ表示等を制御する機能を備える。端末側処理手段22を構成する専用ソフトウェアは、データサーバ9からダウンロードおよびインストールされ、もしくはCDやDVD等の可搬の記憶媒体や、前記通信網51を構成するインターネット上の前記データサーバ9以外のホームページ、アプリサイト等から入手してインストールされる。情報端末8のOS(オペレーションプログラム)24は、このようなダウンロードおよびインストールが可能な機能を持つ。端末側処理手段22は、前記表示装置23の画面に、前記関係情報として、例えばステー3の固有情報や、センサユニット2の測定データ、前記データサーバ9から送信された状態判定結果や解析結果等を表示させる。
The terminal-side processing means 22 is configured by dedicated software and has a function of controlling information communication with the
情報端末8は、上記の他に、オペレータによる入力を行わせるタッチパネル等の入力手段25と、前記測定データおよび固有情報、前記態判定結果や解析結果等を記憶する情報記憶手段26を有する。
In addition to the above, the
データサーバ9は、情報記憶部31、仕様データベース32、状態判定部33、データ解析部34、処理データ記憶部35、および通信処理部36を有している。
データサーバ9は、概要を説明すると、情報端末8からのデータを通信処理部36で受信し、情報記憶部31にて状態データを記憶し、仕様データベース32に記憶された軸受や周辺部品、車両情報等から測定部位を判別する。情報記憶部31もしくは仕様データベース32もしくはその両方を利用して測定対象となる機械部品1に適合した信号処理条件と判定用情報を決定し、データ解析部34で解析する。解析結果は処理データ記憶部35に保存され、各部位毎の蓄積データを用いて判定用情報を設定することや更新することが可能である。状態判定部34により、解析結果と判定用情報および過去データとの比較により、状態を判定する。また、状態判定部34は、仕様データベース32の軸受や周辺部品の情報と解析結果を用いて、異常発生部位を推定する。解析結果および異常判定結果は、前記送信元の情報端末8等に転送する。
The
In brief, the
情報記憶部31は、状態測定を行った各機械部品1の状態測定データや判定結果やデータ解析結果等、部品履歴、および結果出力形式等についても記憶している。情報記憶部31は、固有情報に基づく測定条件、解析条件等が記憶されていても良い。
The
仕様データベース32は、機械部品1の諸元、例えば軸受諸元等が記憶されている。仕様データベース32には周辺部品諸元や、対象の機械部品1となる軸受が装備された部位の仕様等が記憶されていても良い。また、仕様データベース32および情報記憶部31のいずれかに、機械部品1の種類に応じた状態判定を行うための判定方法や閾値等の判定用情報等が記憶されている。
The
データ解析部34で、測定データの信号処理、周波数分析を行い、異常判定等の状態判定が容易に出来る信号にする。この周波数分析では、振動データの他に、測定した回転速度のデータを用いても良い。
状態判定部33は、データ解析部34の解析結果と過去データまたは予め設定された判定用情報等との比較等で、機械部品1の異常有無等の判定を行う。
処理データ記憶部35は、データ解析部34で行った解析結果や、状態判定部33で行った状態判定の結果を、機械部品1毎に履歴として記憶する。
The
The
The processing
表示端末52は、表示機能および通信機能を備えた情報端末であり、データサーバ9にアクセスし、測定対象の機械部品1の固有情報、過去測定データ、状態判定結果等の閲覧が可能である。例えばデータサーバ9内の通信処理部36から通信網51を介して、データサーバ9の情報を受信し、表示が可能である。この場合に通信処理部36は、権限を持つ登録された表示端末52やパスワード等でアクセス制限を行うようにしても良い。
データサーバ9の通信処理部36は、基本的には測定データを送信した情報端末8に状態判定の結果を送信し表示させるが、この測定データを送信した情報端末8の他に、登録されたアドレス等を持つ表示端末52に状態処理の結果等を送信する機能を備える。前記登録されたアドレス等を持つ表示端末52は、例えば軸受メーカの所定事業部の端末等である。
The
The
図4は、この状態自動判定システムが行う処理,作用を示したフローチャートである。
ステー3にセンサユニット2が取付けられ、センサユニット2の電源がオンにされると、センサユニット2からステー3に固有情報の呼び出し信号(電波等)を発信し、前記信号にステー3に内蔵されたICタグからなる固有情報記憶手段4が反応して固有情報をセンサユニット2に送信する。センサユニット2に内蔵された状態検知センサ6は、機械部品1の状態量を測定し、その測定データは前記固有情報と共に情報端末8に送信する。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing and operation performed by this state automatic determination system.
When the
情報端末8は通信網51を経由してデータサーバ9と接続し、センサユニット2から受信した前記測定データと前記固有情報をデータサーバ9に送信する。データサーバ9は、通信網51を経由して情報端末8から前記測定データと前記固有情報を受信し、データサーバ9内の情報記憶部31および仕様データベース32で、前記固有情報から測定対象の機械部品1の情報(判定用情報、部品履歴、過去の測定データ等)を抽出し、データ解析部34で前記測定データが信号処理される。状態判定部33により、データ解析部34の解析結果と抽出された過去データまたは予め軸受諸元等から設定された判定用情報等との比較等で判定を行い、異常の場合は表示端末52に「異常」との表示信号と状態判定の結果データを発信し、利用者に電話や、電子メール、SNS等で連絡を行う。また、異常なしの場合は表示端末52に「異常なし」との表示信号と結果データの発信を行う。
The
この構成の機械部品の状態自動判定システムによると、次の利点が得られる。
・機械部品1が固有情報記憶手段4を有し、センサユニット2が、状態検知センサ6および固有情報を読み取る読取り装置7を有する。そのため、センサユニット2で読み取った固有情報から機械部品1の特定が自動で行え、複数の機械部品1にこの状態自動判定システムが使用されても、機械部品1の特定のための入力操作が不要になり、入力ミスの撲滅も図れる。例えば上記のように、センサユニット2を希望の測定対象の機械部品1に取付け、スイッチ等により測定開始の指令を与えるだけで、何ら入力操作を行うことなく、自動でその測定対象の機械部品1に対応する判定用情報を選定し、異常判定等の定められた状態についての判定を適切に行うことができる。
・センサユニット2は機械部品1に着脱可能に取付けるようにしたため、単に測定子を押し付ける従来装置と異なり、測定結果の再現性、精度向上による判定の精度向上が得られる。また、測定の必要時のみセンサユニット2を機械部品1に取付ければ良く、機械部品1の使用の妨げにならない。
According to the machine part state automatic determination system having this configuration, the following advantages can be obtained.
The
Since the
・特に、ステー3を常設する場合は、次の利点が得られる。センサユニット2の取付け位置が安定し、取付け誤差による測定データのバラつきを抑えると共に短時間での測定準備が可能となる。
・測定対象の機械部品1である車両用軸受やその周辺部品における固定部にセンサの取り付けが出来ない場合でも、ステー3を設けることによって、車両用軸受やその周辺部品の可動部に、測定対象の状態を測定出来るセンサを有するセンサユニット2を実装出来る。
・可動部にセンサユニット2を設置する場合であっても、可動部中心での測定により、外乱の影響を受け難く、高精度な測定が可能になる。
・ステー3に識別情報装置を設置する事で、測定対象の把握が容易になり、短時間での測定準備が可能、且つデータの蓄積や過去データの検索が容易となる。
・測定する部位が特定出来ることで、軸受品番毎でなく、部位毎での環境に応じた異常判定の閾値を設定する事が出来る。また、外乱を加味した高精度判定が行える。
・情報端末8により測定セットアップから診断結果の閲覧まで対応が可能となる。情報端末8がスマートフォン等の携帯型であっても良く、測定対象の機械部品1の近くで操作が行える。
・ Especially when the
・ Even if the sensor cannot be attached to the fixed part of the vehicle bearing and its peripheral parts, which are the
Even when the
-By installing the identification information device in the
-By specifying the part to be measured, it is possible to set a threshold for abnormality determination according to the environment for each part, not for each bearing part number. In addition, high-accuracy determination can be performed in consideration of disturbance.
The
図5は、この発明における他の実施形態を示す。図1〜図4に示す実施形態では、データサーバ9でデータ解析および状態判定を行うようにしたが、図5の例では、情報端末(情報/表示端末)8Aでデータ解析および状態判定を行う構成とされ、また情報端末8Aは、情報の表示機能を有する情報/表示端末とされている。
具体的には、前記処理システム5が前記情報端末8Aとこの情報端末8Aに通信網51で接続されたデータサーバ9とでなるが、前記情報端末8Aは前記センサユニット2から前記測定データおよび前記固有情報を得て前記固有情報を前記データサーバ9へ送信する通信処理部21Aと、データ解析部44と、状態判別部43とを有する。前記データサーバ9は、前記固有情報に対応して機械部品の仕様情報を記憶した仕様データベース32と、前記情報端末8から送信された前記固有情報により前記機械部品1の自動識別および前記仕様情報の選定を行って前記情報端末8Aへ送信する通信処理部36とを有し、前記情報端末8Aの前記データ解析部44および状態判別部43は、前記データサーバ9から送信された前記仕様情報を用い、前記センサユニット2から得た前記測定データにより解析および前記状態の判定をそれぞれ行う。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, data analysis and state determination are performed by the
Specifically, the
近年の情報端末は、パーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット等の携帯型の端末であっても、演算処理機能が飛躍的に向上しており、十分な精度、処理速度で異常判別等の状態判別の処理が行える。しかし、判定用情報や過去データ等の判定用情報は、複数の機械部品1に使用する場合、膨大なデータ量となり、手元の情報端末8Aに記憶しておくことは難しく、また無駄も多い。そのため、上記のように判定用情報はデータサーバ9に記憶しておいてデータサーバ9から情報端末8Aへ送信するようにし、すなわちデータサーバ9を単にデータベースとして利用し、情報端末8Aではその状態判別の処理だけを行うようにすることで、情報端末8の高度な処理機能を効果的に利用し、データサーバ9の負担やデータサーバ9の使用費用を低減しつつ、状態判別が行える。
Even if information terminals in recent years are portable terminals such as personal computers, smartphones, tablets, etc., the arithmetic processing function has been dramatically improved, and state determination processing such as abnormality determination with sufficient accuracy and processing speed Can be done. However, determination information such as determination information and past data, when used for a plurality of
この実施形態においても、前記データサーバ9は前記機械部品1につきデータ解析および状態判別を行った結果を前記機械部品1の履歴の情報として記憶する情報記憶部31を有し、前記データサーバ9は、前記機械部品1の前記履歴の情報を用いて前記状態判定を行う機能を有するようにしている。
機械部品1の種類毎の機械部品諸元から定まる判定用情報で異常判定等の状態判定を行って正常であっても、その個体についての過去の判定情報を用いて判定すると異常になる場合がある。そのため、種類別状態判定に加えて履歴情報による状態判定を行い、両判定の結果から総合判定を行うことで異常判定等の判定の精度が向上する。
その他の構成,効果は図1〜図4に示す第1の実施形態と同様である。
なお、前記データサーバ9が図1〜4の実施形態のように前記データ解析および前記状態の判定を行う機能を有し、前記情報端末8が、設定条件に応じて、前記データ解析および前記状態の判定を情報端末8で行うかデータサーバ9に行わせるかを切り換える機能を有していても良い。
Also in this embodiment, the
Even if it is normal by performing state determination such as abnormality determination with determination information determined from machine part specifications for each type of
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
The
図6は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図4に示す実施形態において、複数の機械部品1につき、固有情報記憶手段4を有するステー3を用い、センサユニット2は複数として処理システム5で前記複数の機械部品1の状態判定を同時に並列処理で行うように構成されている。
その他の事項は、図1〜図4に示す第1の実施形態と同様である。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. This embodiment uses the
Other matters are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
なお、この状態自動判定システムによる判定対象となる機械部品1は、例えば、図9と共に説明した車両用軸受や、その周辺部品である。
車両用軸受としては、オルタネータ用軸受、セルモータ用軸受、ウォータポンプ用軸受、油圧ポンプ用軸受、ファンカップリング用軸受、コンプレッサ用軸受、スーパーチャージャー用軸受、ターボチャージャー用軸受、アイドラープーリ用軸受等が挙げられる。
周辺部品としては、軸受軸、ナット、プーリカバー、ベルト、オルタネータ、セルモータ、ウォータポンプ、油圧ポンプ、ファンカップリング、コンプレッサ、スーパーチャージャー、ターボチャージャー、アイドラープーリ等が挙げられる。
Note that the
Vehicle bearings include alternator bearings, cell motor bearings, water pump bearings, hydraulic pump bearings, fan coupling bearings, compressor bearings, supercharger bearings, turbocharger bearings, idler pulley bearings, etc. Can be mentioned.
Peripheral parts include bearing shafts, nuts, pulley covers, belts, alternators, cell motors, water pumps, hydraulic pumps, fan couplings, compressors, superchargers, turbochargers, idler pulleys, and the like.
判定対象となる機械部品1は、軸受やその周辺部品に限らず、各種の機械部品、特に転動体を有する機械部品1にこの発明状態自動判定システムが効果的に発揮される。転動体を有する機械部品1としては、図10に示すボールねじ装置や、図11,図12に示す等速ジョイント等が挙げられる。
図10のボールねじ装置からなる機械部品1は、ねじ軸81とナット82との間に、ナット82内を循環移動する転動体(図示せず)を有し、ねじ軸81は軸受83を介してハウジング(図示せず)に支持されている。ねじ軸81の端部に、ステー3が固定され、このステー3にセンサユニット2が着脱自在に取付けられる。
The
10 has a rolling element (not shown) that circulates and moves in the
図11は、等速ジョイントからなる機械部品1に適用した例である。2つの等速ジョイントからなる機械部品1,1A間に介在するドライブシャフト91に、ステー3が設けられており、このステー3にセンサユニット2が脱着自在に取り付けられている。また、図12では、取付バンド92がドライブシャフト91もしくは等速ジョイント1、1Aの外周に締め付け固定され、この取付バンド92の円周方向の一箇所にステー3が設けられている。図12(A)(B)に示すように、このステー3にセンサユニット2が着脱自在に取付けられる。ステー3とセンサユニット2には、互いに対向する磁石93,94が設けられ、これら磁石93,94間の磁気吸着力により、堅固にセンサユニット2を保持できる。また、ステー3とセンサユニット2には、互いに雄ねじ、雌ねじ形状が設けられ、互いにねじ込むことにより、センサユニット2を保持する方式でも良い。
FIG. 11 shows an example in which the present invention is applied to a
1:機械部品
2:センサユニット
3:ステー
4:固有情報記憶手段
5:処理システム
6:状態検知センサ
7:読取り装置
8:情報端末
9:データサーバ
21:通信装置
31:情報記憶部
32:仕様データベース
33:状態判別部
34:データ解析部
35:データ記憶部
36:通信処理部
51:通信網
52…表示端末
1: Mechanical part 2: Sensor unit 3: Stay 4: Unique information storage means 5: Processing system 6: State detection sensor 7: Reading device 8: Information terminal 9: Data server 21: Communication device 31: Information storage unit 32: Specification Database 33: State determination unit 34: Data analysis unit 35: Data storage unit 36: Communication processing unit 51:
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