制御装置にフライトレコーダを組込ました＜VersionUp＞

コントローラにフライトレコーダ機能を組込ました

飛行機のフライトレコーダや車のドライブレコーダのように，トラブル発生後の原因を調査する方法を，生産ラインのトラブル対策に取り入れると，トラブル原因究明が容易になります。レコーダ記録内容は，正常運転時でも異常運転の可能性を想定して，全て項目を常時記録するものとします，つまりトラブルの発生なければ記録データは永遠に使われことはありません。
今回サーボモータでの実証実験機を使用して，参考としていただけるように具体例を示します。

サーボモータの記録項目は意外とシンプルです。
ドライブレコーダのようにカメラ等のセンサーは使用しません。

実証実験に使用した機材は，Ｘ－Ｙテーブルの制御装置にモニタ用タッチパネルを接続したシステムです。

 

検証方法の基本的な考え方

サーボモータで駆動している機器のトラブルや異変を発見するには，正常なトルク波形を前もって基準状態(下左図)を登録しておき，検証状況(下右図)との差異(下右図の赤丸)を重ね合わせて比較すれば容易に判断できる。

 

まず最初に，基準となる標準状態のトルク波形の登録します

 

運転サイクル毎に１ファイルのロギングファイルを保存します

ドライブレコーダーのように、正常状態・異常状態に関わらず黙々とスキャン毎に記録します

 

次の動画は１サイクル運転毎に，コントローラ内ＵＳＢメモリの状況をＦＴＰソフトで監視します

 

コントロ－ラ標準のロギングファイル機能で生成されるファイル名からあえて書き換えています。
これは，トラブル発生後の膨大なロギングファイルより，該当ファイルを検索しやすくにするためです。
下図のように「年月日時分秒－製品番号」に名前変更しています。

ハンマー叩き運転

次に，異変発生時のトルク波形の登録。
異常状態を故意に発生させます。
Ｘ－Ｙテーブルをハンマーで叩いて，異変を作ります。

異常状態も通常運転んと同様に、ロギングがファイルを保存します。

通常運転の場合と，変動を与えた場合(ハンマーで叩く)との相違を保存されたロギングデータより比較検討します。
ただトルクモニタの変動は，加減速による増加減や機械の部分的な摩擦等の変動を受ける為，単純には比較判断できないところがありますが，本システムでは時間軸よる電子カム制御を使用するため，通常運転でのトルク変動は毎回同じパターンを繰り返します。

 

電子カム制御による同期制御

今回検証のサーボ制御方法は，時間軸に制御された電子カム制御であるため，
いつもの運転状況と異なることが容易に見つけることができます。
位置決めモードでのCOIN完了信号を待ってしまうと，
そのバラツキにより同時間軸のトルク比較がしにくいため，うまく比較検証できません。

次に正常な基準値と，検証する異常値とを，保存されたロギングファイルよりエクセルで解析をします

運転１サイクル毎のロギングファイルからトルク波形を処理します

比較検討をやりやすくするためにX軸とY軸トルクとを合成しました

 

次は実際のエクセル上での解析動画です（２分間）

５回平均の基準値とハンマーで叩いた波形との差の絶対値が右下図波形です

 

 

上記でのエクセル処理と同じ解析処理を，コントローラー内で自動実行します

ハンマーで叩かれた位置をタッチパネルに表示します。
コントローラ内処理もエクセルでの解析方法と同じです。

ご紹介したのは予防保全とは少し違い，トラブルが発生した場合にいかに早く原因を発見して生産ラインを正常に戻す方法と，サーボモータによる異変発見方法です。
現実的には機械固有の状況もありますから，あくまで参考にしていただけばよいかと思います。
またモーションシステムではシステム構築やサーボ制御システム設計に関しても受けておりますので、弊社ホームページ「お問い合せページ」より問い合せ下さい。