JP2023099747A - Sign maintenance device of driving apparatus of packaging machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、横ピロー包装機、縦ピロー包装機、上包み包装機、ラッピング包装機等の包装機械におけるサーボモータ、エアシリンダ、ヒータ等の駆動機器の予兆保全装置に関するものである。 The present invention relates to a predictive maintenance device for driving devices such as servomotors, air cylinders, and heaters in packaging machines such as horizontal pillow packaging machines, vertical pillow packaging machines, overwrap packaging machines, and wrapping packaging machines.
横ピロー包装機、縦ピロー包装機、上包み包装機、ラッピング包装機等の包装機械においては、サーボモータ、エアシリンダ、ヒートシーラのヒータ等の種々の駆動機器が使用されている。
そして、これらの駆動機器は種々の要因によって故障することがあり、その場合は修理あるいは交換等されるが、駆動機器の修理・交換等によって生じる生産阻害を最小限にするため、事前に駆動機器の故障を発見するための種々の診断装置が提案されている。
例えば、特許文献1(特開2001-261145)には、モータで駆動される搬送コンベヤを備えた物品搬送装置に於いて、前記モータに流れる電流の大きさを測定する電流測定手段と、前記電流測定手段で測定された電流の大きさが基準値以上になったときに報知信号を出力する報知用判定手段と、前記報知信号に応答して作動する報知手段とを具備させた物品搬送装置が開示されている。
特許文献2(特表2005-528291号公報)には、包装機械の異常運転を識別するためのシステムであって、使用中にサーボモータに発行された前記サーボモータのトルク値に対応する信号をサンプリングするように配置されたサンプリング実体と、前記サンプリングされた信号のスペクトル分析を生成するスペクトル分析器と、前記サーボモータに結合された機械要素の運転状態に対応するキャラクタリゼーションを記憶するための記憶装置に結合された処理ユニットであって、前記キャラクタリゼーションが、前記信号の少なくとも1つのそれぞれの周波数に対する少なくとも1つの所定の値に対応する処理ユニットとを含み、前記処理ユニットが、前記サンプリングされた信号の前記スペクトル分析および前記機械要素の前記キャラクタリゼーションを使用して、前記機械要素の異常運転を使用中に判定するように配置されたシステム開示されている。
特許文献3(特開2012-1211号公報)には、シーラ開閉の駆動源にエアシリンダを使用した自動包装機において、エアシリンダのピストンロッド前進端位置を検出するリードスイッチの信号入力とシーラ閉じ信号出力、開き信号出力から、シーラ閉じ動作時間、シーラ開き動作時間をそれぞれ算出し、表示して監視可能にするとともに、前記閉じ動作時間と前記開き動作時間に許容時間を設けて監視し、超過した場合には警報停止する機能及び、シーラ閉じ信号出力が出力され、リードスイッチがシーラの閉じを確認してから、開き信号出力が出力されるまでの間にリードスイッチが失探した場合には警報停止する機能を設けた自動包装機が開示されている。
2. Description of the Related Art In packaging machines such as horizontal pillow packaging machines, vertical pillow packaging machines, overwrap packaging machines, and wrapping packaging machines, various drive devices such as servo motors, air cylinders, and heaters for heat sealers are used.
These drive devices may fail due to various factors, and in such cases they will be repaired or replaced. Various diagnostic systems have been proposed for finding faults in
For example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-261145) discloses an article conveying apparatus having a conveyer driven by a motor, in which a current measuring means for measuring the magnitude of the current flowing through the motor; An article conveying apparatus comprising: notification determination means for outputting a notification signal when the magnitude of the current measured by the measuring means exceeds a reference value; and notification means for operating in response to the notification signal. disclosed.
Patent Document 2 (Japanese National Publication of International Patent Application No. 2005-528291) discloses a system for identifying abnormal operation of a packaging machine, in which a signal corresponding to a torque value of a servo motor issued to the servo motor during use is generated. a sampling entity arranged to sample; a spectral analyzer for producing a spectral analysis of said sampled signal; and a memory for storing characterizations corresponding to operating conditions of a mechanical element coupled to said servomotor. and a processing unit coupled to the apparatus, wherein the characterization corresponds to at least one predetermined value for at least one respective frequency of the signal, the processing unit operable to generate the sampled A system is disclosed that is arranged to determine abnormal operation of the mechanical element during use using the spectral analysis of the signal and the characterization of the mechanical element.
Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-1211) discloses an automatic packaging machine that uses an air cylinder as a drive source for opening and closing the sealer. From the signal output and the opening signal output, the sealer closing operation time and the sealer opening operation time are calculated and displayed so that they can be monitored. If the sealer close signal output is output, and if the reed switch is lost during the period from when the reed switch confirms that the sealer is closed to when the open signal output is output An automatic packaging machine with an alarm stop function is disclosed.
しかしながら、特許文献1の搬送装置は、搬送コンベアが円滑に走行できないほどの負荷が生じてモータのトルクが大きくなり、モータに流れる電流の大きさが基準値以上になった場合に、報知信号を出力するもので、特許文献1の搬送装置では、減速機付サーボモータのような位置、速度等を制御するギヤードモータ等において、ギアヘッドの摩耗やベアリングの油切れ等によりモータの動作が変化した場合等、モータに流れる電流の大きさが基準値を逸脱しないような僅かな動作不良等を検出し、異常が生じる前にその保全を図ることができない。
また、特許文献2の包装システムでは、サーボモータのトルク値に対応するスペクトル信号を分析して、サーボモータに結合された機械要素の運転状態、例えば、チェーン、ベルト、軸受等の摩耗を監視し、機械要素の異常運転を判定することから、特許文献1と同様に、減速機付サーボモータのようなギヤードモータ等において、ギアヘッドの摩耗やベアリングの油切れ等によりモータの動作が変化した場合等、サーボモータのトルク値に対応するスペクトル信号の分析からは異常運転とは判定されないようなサーボモータの僅かな動作不良等を検出し、異常が生じる前にその保全を図ることができない。
さらに、特許文献3の自動包装機では、シーラ閉じ動作時間、シーラ開き動作時間が許容時間を超過した場合に警告停止することから、シーラ閉じ動作時間やシーラ開き動作時間が変化しないようなエアシリンダのエア漏れが生じても警告停止されず、エアシリンダの僅かなエア漏れ等の変化を検知し、異常が生じる前にその保全を図ることができない。
However, the conveying apparatus of
In addition, the packaging system of
Furthermore, in the automatic packaging machine of
この点、特許文献4(特開2017-167815号公報)には、商品を生産する生産ラインを構成する複数の生産ライン構成装置を管理する装置管理システムであって、前記生産ライン構成装置は、前記商品に関して計量を行う計量装置、前記商品の包装を行う包装装置、及び/又は、包装された前記商品の箱詰めを行う箱詰め装置を含み、前記生産ライン構成装置に含まれる部品に関する部品情報を蓄積する情報蓄積部と、前記情報蓄積部に蓄積された前記部品情報を分析する分析処理を行う情報分析部と、前記分析処理の結果に基づき、前記部品のメンテナンスに関するメンテナンス情報を出力するメンテナンス情報出力部とを備える装置管理システムが開示されている。
この装置管理システムにおいては、装置状態データ記憶部90d(情報蓄積部)に、生産ライン構成装置112に含まれる部品の動作状態、能力値、機能特性、調整不良、経年劣化、又は故障等を特定(推定又は予測)する情報となる装置状態データDTが記憶されている。この装置状態データDTとしては、例えば、製袋包装機20の横シール機構25のナイフシリンダの劣化兆候又は調整不良を特定するパラメータ「ナイフの駆動を開始させてからオートスイッチ(センサ)が反応するまでの時間」及び「空気圧センサの出力値」、製袋包装機20のタイミングベルトの劣化兆候(弛み)又は調整不良を特定するパラメータ「縦シール時の加圧モータのエンコーダパルス値」、製袋包装機20に含まれている各摺動部の潤滑不足や、ベアリングの磨耗、又はメカ状態の異常を特定する「各モータ(サーボモータ)の負荷率」が挙げられている。
そして、分析部90i(情報分析部)は、対象部品の装置状態データDTに係るパラメータが、他の構成部品の対応するパラメータと比較して著しく値が大きい又は小さい場合、又は能力情報に定義される数値範囲から外れる場合、対象部品に劣化兆候や調整不良、又は何らかの異常が生じている可能性が大きいと判定する。
しかしながら、特許文献4の装置管理システムは、ナイフシリンダ(エアシリンダ)の作動時間や空気圧、加圧モータのエンコーダパルス値、サーボモータの負荷率等の装置状態データDTから、対象部品に劣化兆候や調整不良、又は何らかの異常が生じているかを判定するものであり、特許文献3の自動包装機と同様に、ナイフシリンダの作動時間や空気圧が変化しないようなエアシリンダのエア漏れ検出して、異常が生じる前にその保全を図ることができず、また、特許文献2と同様に、加圧モータのエンコーダパルス値やサーボモータの負荷率からは、劣化兆候等が生じたと判定されないようなサーボモータの僅かな動作不良等を検出し、異常が生じる前にその保全を図ることができない。
In this respect, Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-167815) discloses a device management system for managing a plurality of production line configuration devices that constitute a production line for producing products, wherein the production line configuration devices are: A weighing device for weighing the product, a packaging device for packaging the product, and/or a boxing device for boxing the packaged product, and accumulating part information on parts included in the production line configuration device. an information accumulating unit that analyzes the parts information accumulated in the information accumulating unit; and a maintenance information output that outputs maintenance information related to maintenance of the parts based on the result of the analysis. A device management system is disclosed comprising:
In this device management system, the device status data storage unit 90d (information storage unit) specifies the operating state, capability value, functional characteristic, misadjustment, deterioration over time, failure, etc. of the parts included in the production line component device 112. Device state data DT, which is information to be (estimated or predicted), is stored. The device status data DT may include, for example, a parameter specifying signs of deterioration or maladjustment of the knife cylinder of the
Then, the analysis unit 90i (information analysis unit) determines whether the parameter related to the device state data DT of the target component is significantly larger or smaller than the corresponding parameter of the other component, or is defined in the capability information. If the numerical value deviates from the specified range, it is determined that there is a high possibility that the target part has signs of deterioration, poor adjustment, or some kind of abnormality.
However, the device management system of
本発明が解決しようとする課題は、包装機械に使用される駆動機器に対して、劣化や異常による動作不良が生ずる前に、その予兆を示す変化を取得して、駆動機器の保全を図れるようにすることである。 The problem to be solved by the present invention is to acquire a change that indicates a sign before malfunction due to deterioration or abnormality occurs in the driving equipment used in the packaging machine, so that the maintenance of the driving equipment can be achieved. is to be
請求項1の発明は、サーボモータ、エアシリンダ又はヒートシーラのヒータのいずれかである包装機械の駆動機器に対して、前記駆動機器が正常に動作している状態において、前記駆動機器に供給される駆動電流又は圧縮空気からなる駆動エネルギーの変化を取得する駆動エネルギー変化取得手段と、前記駆動エネルギー変化取得手段が取得した前記駆動エネルギーの変化が所定範囲を超えた場合に前記駆動機器に動作不良が生ずる予兆を判定する予兆判定手段と、前記予兆判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段とを備えた包装機械の駆動機器の予兆保全装置を提供して、上記課題を解決するものである。
In the invention of
請求項2の発明は、前記駆動エネルギー変化取得手段は、指令によって前記駆動電流が供給されて回転する前記サーボモータの該指令に対する回転のズレである位置偏差を取得する位置偏差取得手段であり、前記予兆判定手段は、前記位置偏差取得手段が取得した位置偏差が所定範囲を超えた場合に前記サーボモータに動作不良の予兆ありとの判定をする包装機械の駆動機器の予兆保全装置を提供して、上記課題を解決するものである。
In the invention according to
請求項3の発明は、前記駆動エネルギー変化取得手段は、前記エアシリンダに供給される前記圧縮空気の漏れ量を取得する漏れ量取得手段であり、前記予兆判定手段は、前記漏れ量取得手段が取得した前記圧縮空気の漏れ量が所定範囲を超えた場合に前記エアシリンダに動作不良の予兆ありとの判定をする包装機械の駆動機器の予兆保全装置を提供して、上記課題を解決するものである。 According to a third aspect of the present invention, the drive energy change acquisition means is leakage amount acquisition means for acquiring the amount of leakage of the compressed air supplied to the air cylinder, and the sign determination means is configured so that the leakage amount acquisition means To solve the above-mentioned problems by providing a predictive maintenance device for driving equipment of a packaging machine, which determines that there is a sign of malfunction of the air cylinder when the leak amount of the obtained compressed air exceeds a predetermined range. is.
請求項4の発明は、前記駆動エネルギー変化取得手段は、前記ヒータに供給される前記駆動電流の電流値を取得する電流値取得手段であり、前記予兆判定手段は、前記電流値取得手段が取得する前記電流値の変動が所定範囲を超えた場合に前記ヒータに動作不良の予兆ありとの判定をする包装機械の駆動機器の予兆保全装置を提供して、上記課題を解決するものである。
In the invention according to
請求項5の発明は、前記駆動エネルギー変化取得手段は、前記駆動電流が供給されて発熱する前記ヒータが埋め込まれたヒータブロックの温度を検知する温度センサからの温度を取得する温度取得手段であり、前記予兆判定手段は、前記温度取得手段が取得する温度の時間的変化が所定範囲を超えた場合に前記ヒータに動作不良の予兆ありとの判定をする包装機械の駆動機器の予兆保全装置を提供して、上記課題を解決するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the drive energy change acquisition means is a temperature acquisition means for acquiring the temperature from a temperature sensor for detecting the temperature of a heater block in which the heater that is supplied with the drive current and generates heat is embedded. The sign determination means is a predictive maintenance device for driving equipment of a packaging machine, which determines that there is a sign of malfunction of the heater when the temporal change in the temperature acquired by the temperature acquisition means exceeds a predetermined range. It provides and solves the above problems.
請求項1に記載の発明の包装機械の駆動機器の予兆保全装置においては、包装機械の駆動機器の劣化や異常による動作不良が生ずる前に、その予兆を示す変化を取得して、駆動機器の保全を図れることができるという効果を奏する。 In the predictive maintenance device for the driving equipment of the packaging machine according to the first aspect of the invention, before malfunction occurs due to deterioration or abnormality of the driving equipment of the packaging machine, a change indicating a sign is obtained, and the change in the driving equipment is acquired. There is an effect that maintenance can be achieved.
請求項2に記載の発明の包装機械の駆動機器の予兆保全装置においては、包装機械のサーボモータの劣化や異常による動作不良が生ずる前に、その予兆を示す変化を検知して、サーボモータの保全を図れることができるという効果を奏する。 In the predictive maintenance device for the driving equipment of the packaging machine according to the second aspect of the invention, before malfunction occurs due to deterioration or abnormality of the servomotor of the packaging machine, a change indicating a sign thereof is detected, and the change in the servomotor is detected. There is an effect that maintenance can be achieved.
請求項3に記載の発明の包装機械の駆動機器の予兆保全装置においては、包装機械のエアシリンダの劣化や異常による動作不良が生ずる前に、その予兆を示す変化を取得して、エアシリンダの保全を図れることができるという効果を奏する。 In the predictive maintenance device for the driving equipment of the packaging machine according to the third aspect of the invention, before malfunction occurs due to deterioration or abnormality of the air cylinder of the packaging machine, a change indicating a sign is obtained to obtain the change of the air cylinder. There is an effect that maintenance can be achieved.
請求項4に記載の発明の包装機械の駆動機器の予兆保全装置においては、包装機械のヒートシーラに使用されるヒータの劣化や異常による動作不良が生ずる前に、その予兆を示す変化を取得して、ヒータの保全を図れることができるという効果を奏する。 In the predictive maintenance device for the driving equipment of the packaging machine according to the fourth aspect of the invention, before malfunction occurs due to deterioration or abnormality of the heater used in the heat sealer of the packaging machine, a change showing a sign is acquired. , there is an effect that the maintenance of the heater can be achieved.
請求項5に記載の発明の包装機械の駆動機器の予兆保全装置は、請求項4の発明と同様の効果を奏する。 The predictive maintenance device for the driving equipment of the packaging machine according to the fifth aspect of the invention has the same effect as the fourth aspect of the invention.
[駆動機器の予兆保全システム、予兆保全装置の構成]
図1は、本発明の包装機械の駆動機器の予兆保全装置を備えた駆動機器の予兆保全システムの構成を示すブロック図である。
図中、1は予兆保全システム、2は駆動エネルギー供給部、3は駆動機器、4は予兆保全装置、5は駆動エネルギー変化取得部、6は予兆判定部、7は判定結果出力部である。
図1に示すように、予兆保全システム1は、駆動エネルギー供給部2、駆動機器3及び予兆保全装置4から構成される。
駆動エネルギー供給部2は、駆動機器3に駆動電流、圧縮空気等の駆動エネルギーを供給し、具体的なものとして、駆動電流を供給する商用電源、バッテリ等の電源、圧縮空気を供給するコンプレッサー等が挙げられる。
駆動機器3は、包装機械を動作させる機能を有し、具体的なものとして、サーボモータ、エアシリンダ、ヒートシーラのヒータ等が挙げられる。
予兆保全装置4は、駆動機器3に劣化や異常による動作不良が生ずる前のその予兆を検知して警報等を発し、駆動機器3の保全を図る機能を有し、駆動エネルギー変化取得部5、予兆判定部6及び判定結果出力部7から構成される。
駆動エネルギー変化取得部5は、駆動機器3が正常に動作している状態において、駆動エネルギー供給部2から駆動機器3に供給される駆動エネルギーの変化を取得する。
予兆判定部6は、駆動エネルギー変化取得部5が検出した駆動機器3の駆動エネルギーの変化に基づいて、駆動機器3に動作不良の予兆があるか否かを判定する。
判定結果出力部7は、予兆判定部6による駆動機器3に動作不良の予兆があるか否かの判定結果を出力する。
[Predictive maintenance system for drive equipment, configuration of predictive maintenance device]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a predictive maintenance system for drive equipment provided with a predictive maintenance device for drive equipment of a packaging machine according to the present invention.
In the figure, 1 is a predictive maintenance system, 2 is a drive energy supply unit, 3 is a drive device, 4 is a predictive maintenance device, 5 is a drive energy change acquisition unit, 6 is a predictive determination unit, and 7 is a determination result output unit.
As shown in FIG. 1 , the
The driving
The
The
The drive energy
The
The judgment result output unit 7 outputs the judgment result of whether or not there is a sign of malfunction in the
図1に示す予兆保全システム1を横ピロー包装機のエンドシール・切断装置(後述する)に適用した場合について説明する。
[サーボモータ予兆保全システム、予兆保全装置の構成]
図2は、エンドシール・切断装置のサーボモータ予兆保全システム、予兆保全装置の一例の構成を示したブロック図である。
図中、11はサーボモータ予兆保全システム、12は電源、13はサーボ機構、13aはサーボモータ、13bはサーボアンプ、13cはコントローラ、14はサーボモータ予兆保全装置、15は電流値取得部、15aは送信部、15bは受信部、15cは通信回線、16は演算制御装置、16aは比較判定部、16bは基準電流波形記憶部、17は警報器である。
図2に示すように、サーボモータ予兆保全システム11は、電源12、サーボ機構13及びサーボモータ予兆保全装置14から構成される。
電源12は、駆動エネルギー供給部2となる商用電源であり、サーボ機構13(サーボモータ13a)に駆動電流を供給する。
サーボ機構13は、駆動機器3となるサーボモータ13a、サーボアンプ13b、コントローラ13cを備えている。
このサーボ機構13においては、コントローラ13cから指令(指令信号)に基づいて、サーボアンプ13bがサーボモータ13aに供給する駆動電流を制御してサーボモータの位置、速度を制御し、エンドシール・切断装置のヒータブロック(後述する)の開閉動作が行われる。
サーボモータ予兆保全装置14は、駆動エネルギー変化取得部5となる電流値取得部15、予兆判定部6となる演算制御装置16及び判定結果出力部7となる警報器17から構成される。
電流値取得部15は、送信部15a、受信部15b、通信回線15cを備え、サーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値を取得する。
すなわち、電流値取得部15においては、送信部15aが、サーボアンプ13bからサーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値を連続的に取得して、通信回線15cを介して受信部15bに送信し、受信部15bが受信した電流値を演算制御装置16に送る。
この電流値取得部15は、図2に示す送信部15a、受信部15b、通信回線15cを備えたものに代えて、サーボアンプ13bからサーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値をアナログ信号で取り出して伝送線等を介して演算制御装置16に送るようにしたものであってもよい。
演算制御装置16は、横ピロー包装機の動作の制御する制御コンピュータ、操作パネルのコンピュータ等のコンピュータ機器の演算制御部、記憶部等により構成され、比較判定部16aと基準電流波形記憶部16bを備え、電流値取得部15の動作や警報器17の動作を制御する。
基準電流波形記憶部16bは、サーボモータ13aが良好に動作している状態の駆動電流の電流値の時間的変化を表す基準電流波形を記憶する。
比較判定部16aは、受信部15cから送られる電流値、すなわち、電流値取得部15が取得するサーボモータ13aの駆動電流の電流値の時間的変化を表す駆動電流波形と基準電流波形記憶部16bに記憶された基準電流波形を比較し、駆動電流波形の基準電流波形に対する変化の程度が所定範囲を超えた場合にサーボモータ13aに動作不良の予兆ありとの判定をする。
警報器17は、前記制御コンピュータや操作パネル等のディスプレイ等により構成され、比較判定部16aの判定結果に基づいて、サーボモータ13aに動作不良の予兆がある旨等の警報表示を行う。
また、サーボモータ予兆保全装置14において、電流値取得部15が取得した駆動電流波形を前記制御コンピュータや操作パネル等のディスプレイに表示する駆動電流波形表示部(図示せず)と、前記所定範囲を設定する所定範囲設定部(図示せず)を設け、駆動電流波形表示部に表示された駆動電流波形等から、所定範囲設定部により前記所定範囲を設定できるようにしてもよい。
A case where the
[Configuration of servo motor predictive maintenance system and predictive maintenance device]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an example of a servo motor predictive maintenance system and a predictive maintenance device for an end sealing/cutting device.
In the figure, 11 is a servo motor predictive maintenance system, 12 is a power supply, 13 is a servo mechanism, 13a is a servo motor, 13b is a servo amplifier, 13c is a controller, 14 is a servo motor predictive maintenance device, 15 is a current value acquisition unit, and 15a. 15b, a receiver; 15c, a communication line; 16, an arithmetic control unit; 16a, a comparison/determination unit; 16b, a reference current waveform storage;
As shown in FIG. 2 , the servomotor
The
The servomechanism 13 includes a
In the servomechanism 13, based on a command (command signal) from the
The servo motor
The current
That is, in the current
This current
The arithmetic control unit 16 is composed of a control computer that controls the operation of the horizontal pillow packaging machine, an arithmetic control unit of computer equipment such as a computer of the operation panel, a storage unit, etc., and a
The reference current
The
The
In addition, in the servo motor
図3は、エンドシール・切断装置のサーボモータ予兆保全システム、予兆保全装置の他の例の構成を示したブロック図である。
図中、21はサーボモータ予兆保全システム、22は電源、23はサーボ機構、23aはサーボモータ、23bはサーボアンプ、23cはコントローラ、24はサーボモータ予兆保全装置、25は電流値取得部、25aは送信部、25bは受信部、25cは通信回線、26は演算制御装置、26aは位置偏差判定部、27は警報器である。
図2に示すように、サーボモータ予兆保全システム21は、電源22、サーボ機構23及びサーボモータ予兆保全装置24から構成される。
電源22は、電源12と同様に駆動エネルギー供給部2となる商用電源であり、サーボ機構23(サーボモータ23a)に駆動電流を供給する。
サーボ機構23は、サーボ機構13と同様に駆動機器3となるサーボモータ23a、サーボアンプ23b、コントローラ23cを備えている。
このサーボ機構23においては、サーボ機構13と同様に、コントローラ23cから指令(指令信号)に基づいて、サーボアンプ23bがサーボモータ23aに供給する駆動電流を制御してサーボモータの位置、速度を制御し、エンドシール・切断装置のヒータブロック(後述する)の開閉動作が行われる。
サーボモータ予兆保全装置24は、駆動エネルギー変化取得部5となる位置偏差取得部25、予兆判定部6となる演算制御装置26及び判定結果出力部7となる警報器27から構成される。
位置偏差取得部25は、送信部15a、受信部15b、通信回線15cを備え、サーボモータ13aの指令に対する回転のズレである位置偏差を取得する。
すなわち、サーボ機構23においては、コントローラ23cの位置決めユニットからの指令パルスがサーボアンプ23bの偏差カウンタに加算されると同時に、サーボモータ23aのエンコーダからのフィードバックパルスが減算され、偏差カウンタにはパルスの溜まり(溜まりパルス)が生じており、この溜まりパルスは指令に対する回転のズレである位置偏差を表している。
位置偏差取得部25においては、送信部25aが、サーボアンプ23bの偏差カウンタに溜まっている溜まりパスル(位置偏差)を連続的に取得して、通信回線25cを介して受信部25bに送信し、受信部25bが受信した溜まりパスル(位置偏差)を演算制御装置26に送る。
この位置偏差取得部25は、図3に示す送信部25a、受信部25b、通信回線25cを備えたものに代えて、サーボアンプ23bの偏差カウンタに溜まっている溜まりパスル(位置偏差)をアナログ信号で取り出して伝送線等を介して演算制御装置26に送るようにしたものであってもよい。
演算制御装置26は、演算制御装置16と同様に、横ピロー包装機の動作の制御する制御コンピュータ、操作パネルのコンピュータ等のコンピュータ機器の演算制御部、記憶部等により構成され、位置偏差判定部26aを備え、位置偏差取得部25の動作や警報器27の動作を制御する。
位置偏差判定部26aは、受信部25cから送られる溜まりパスル(位置偏差)、すなわち、位置偏差取得部25が取得するサーボモータ23aの指令に対する回転のズレである溜まりパスル(位置偏差)が所定範囲を超えた場合にサーボモータ23aに動作不良の予兆ありとの判定をする。
警報器27は、前記制御コンピュータや操作パネル等のディスプレイ等により構成され、位置偏差判定部26aの判定結果に基づいて、サーボモータ23aに動作不良の予兆がある旨等の警報表示を行う。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of another example of the servo motor predictive maintenance system for the end sealing/cutting device and the predictive maintenance device.
In the figure, 21 is a servo motor predictive maintenance system, 22 is a power supply, 23 is a servo mechanism, 23a is a servo motor, 23b is a servo amplifier, 23c is a controller, 24 is a servo motor predictive maintenance device, 25 is a current value acquisition unit, and 25a. 25b is a receiving part; 25c is a communication line; 26 is an arithmetic control unit; 26a is a positional deviation determining part;
As shown in FIG. 2, the servomotor
The
The servomechanism 23 includes a
In this servomechanism 23, as in the servomechanism 13, the position and speed of the servomotor are controlled by controlling the drive current supplied to the
The servo motor
The positional
That is, in the servomechanism 23, the command pulse from the positioning unit of the
In the positional
This positional
The
The positional
The
[エアシリンダ予兆保全システム、予兆保全装置の構成]
図4は、エンドシール・切断装置のエアシリンダ予兆保全システム、予兆保全装置の構成を示したブロック図である。
図中、31はエアシリンダ予兆保全システム、32はコンプレッサー、33はエアシリンダ作動機構、33aはエアシリンダ、33a1はピストンロッド、33a2は圧力室、33a3は開放室、33bは流量計、33cは電磁弁、33d1~33d3は配管、34はエアシリンダ予兆保全装置、35は流量取得部、36は演算制御装置、36aはエア漏れ判定部、37は警報器配管である。
図4に示すように、エアシリンダ予兆保全システム31は、コンプレッサー32、エアシリンダ作動機構33及びエアシリンダ予兆保全装置34から構成される。
コンプレッサー32は、駆動エネルギー供給部2となるものであり、エアシリンダ作動機構33(エアシリンダ33a)に圧縮空気を供給する。
エアシリンダ作動機構33は、駆動機器3となるエアシリンダ33a、流量計33b、電磁弁33c、配管33d1~33d3を備えている。
このエアシリンダ作動機構33においては、コンプレッサー32から供給されて流量計33b、配管33d1を通った圧縮空気が、電磁弁33cにより配管33d2を通って圧力室33a2内に流入し、開放室33a3内の空気が配管33d3を通って電磁弁33bから排出され、これよりピストンロッド33a1が移動して切断用ナイフ(後述する)が移動し、切断装置(後述する)の切断動作が行われる。
エアシリンダ予兆保全装置34は、駆動エネルギー変化取得部5となる流量取得部35、予兆判定部6となる演算制御装置36及び判定結果出力部7となる警報器37から構成される。
流量取得部35は、エアシリンダ23により切断動作が行われてエアシリンダ23の動作が停止している状態で、流量計33bが測定する配管33d1内を流れる圧縮空気の流量(数値)を漏れ量としてアナログ信号で取得し、取得した圧縮空気の漏れ量(数値)のアナログ信号を伝送線等により演算制御装置26に送る。
この流量取得部35は、図2に示す電流値取得部15のように送信部、受信部、通信回線を備え、流量計33bが測定する圧縮空気の流量(数値)をデジタル信号で送信部が取得し、通信回線を介して受信部に送信し、受信部から漏れ量(数値)をデジタル信号で演算制御装置36に送るようにしたものであってもよい。
演算制御装置36は、横ピロー包装機の動作の制御する制御コンピュータ、操作パネルのコンピュータ等のコンピュータ機器の演算制御部、記憶部等により構成され、エア漏れ判定部36aを備え、流量取得部35の動作や警報器37の動作を制御する。
エア漏れ判定部36aは、流量取得部35取得する圧縮空気の漏れ量(数値)が所定範囲を超えた場合に、エアシリンダ33aに動作不良の予兆ありの判定をする。
警報器37は、前記制御コンピュータや操作パネル等のディスプレイ等により構成され、エア漏れ判定部36aの判定結果に基づいて、エアシリンダ33aに動作不良の予兆がある旨等の警報表示を行う。
なお、包装機械が複数のエアシリンダを使用している場合、各エアシリンダに接続される配管は、主配管から枝分かれしたものであり、枝分かれした配管の途中ではなく、主配管の途中に1個の流量計を取り付けることにより、この1個の流量計で各エアシリンダのエア漏れを測定することができる。
[Configuration of air cylinder predictive maintenance system and predictive maintenance device]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the air cylinder predictive maintenance system and predictive maintenance device of the end seal/cutting device.
In the figure, 31 is an air cylinder predictive maintenance system, 32 is a compressor, 33 is an air cylinder operating mechanism, 33a is an air cylinder, 33a1 is a piston rod, 33a2 is a pressure chamber, 33a3 is an open chamber, 33b is a flow meter, and 33c is an electromagnetic 33d1 to 33d3 are pipes, 34 is an air cylinder predictive maintenance device, 35 is a flow rate acquisition unit, 36 is an arithmetic control unit, 36a is an air leakage determination unit, and 37 is an alarm pipe.
As shown in FIG. 4 , the air cylinder
The
The air
In the air
The air cylinder
The flow
The flow
The
The air
The
In addition, when the packaging machine uses a plurality of air cylinders, the piping connected to each air cylinder is branched from the main piping. , the air leakage of each air cylinder can be measured with this single flow meter.
[ヒータ予兆保全システム、予兆保全装置の構成]
図5は、エンドシール・切断装置のヒータ予兆保全システム、予兆保全装置の一例の構成を示したブロック図である。
図中、41はヒータ予兆保全システム、42は電源、43はヒータ駆動回路、43aはカートリッジヒータ、43bは電流計、43cはSSR(ソリッドステートリレー)、44はヒータ予兆保全装置、45は電流値取得部、46は演算制御装置、46aは電流値変化判定部、47は警報器である。
図5に示すように、ヒータ予兆保全システム41は、電源42、ヒータ駆動回路43、ヒータ予兆保全装置44から構成される。
電源32は、駆動エネルギー供給部2となる商用電源であり、ヒータ駆動回路43(カートリッジヒータ43a)に駆動電流を供給する。
ヒータ駆動回路43は、駆動機器3となるカートリッジヒータ43a、電流計43b、SSR43cを備えている。
このヒータ駆動回路43においては、電源42から供給される駆動電流がSSR43c(半導体スイッチング素子を使用した無接点リレー)によりオン・オフされ、SSR43cがオンとなっているときに駆動電流がカートリッジヒータ43aに供給されてカートリッジヒータ43aが発熱し、これにより、カートリッジヒータ43aが埋め込まれたエンドシール・切断装置のヒータブロック(後述する)の温度がシール温度まで上昇する。このとき、カートリッジヒータ43aを流れる電流の電流値が電流計43bで測定される。
ヒータ予兆保全装置44は、駆動エネルギー変化取得部5となる電流値取得部45、予兆判定部6となる演算制御装置46及び判定結果出力部7となる警報器47から構成される。
電流値取得部45は、電流計43bが測定するカートリッジヒータ43aに供給される駆動電流の電流値をアナログ信号で連続的に取得し、取得した電流値のアナログ信号を伝送線等により演算制御装置46に送る。
この電流値取得部45は、図2に示す電流値取得部15のように送信部、受信部、通信回線を備え、電流計43bが測定する電流値をデジタル信号で送信部が取得し、通信回線を介して受信部に送信し、受信部から電流値をデジタル信号で演算制御装置46に送るようにしたものであってもよい。
演算制御装置46は、横ピロー包装機の動作の制御する制御コンピュータ、操作パネルのコンピュータ等のコンピュータ機器の演算制御部、記憶部等により構成され、電流値変化判定部46aを備え、電流値取得部45の動作や警報器47の動作を制御する。
電流値変化判定部46aは、電流値取得部45が取得する電流値の変化が所定範囲を超えた場合に、カートリッジヒータ43aに動作不良の予兆ありとの判定を出力する。
警報器47は、前記制御コンピュータや操作パネル等のディスプレイ等により構成され、電流値変化判定部46aの判定結果に基づいて、カートリッジヒータ43aに動作不良の予兆がある旨等の警報表示を行う。
[Configuration of heater predictive maintenance system and predictive maintenance device]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an example of a heater predictive maintenance system and a predictive maintenance device for an end sealing/cutting device.
In the figure, 41 is a heater predictive maintenance system, 42 is a power supply, 43 is a heater drive circuit, 43a is a cartridge heater, 43b is an ammeter, 43c is an SSR (solid state relay), 44 is a heater predictive maintenance device, and 45 is a current value. An acquisition unit, 46 is an arithmetic control unit, 46a is a current value change determination unit, and 47 is an alarm device.
As shown in FIG. 5, the heater
The
The
In the
The heater
The current
This current
The arithmetic control unit 46 is composed of a control computer that controls the operation of the horizontal pillow packaging machine, an arithmetic control unit of computer equipment such as a computer of the operation panel, a storage unit, etc., and includes a current value change determination unit 46a, and acquires the current value. It controls the operation of the
The current value change determination unit 46a outputs a determination that there is a sign of malfunction to the
The
図6は、エンドシール・切断装置のヒータ予兆保全システム、予兆保全装置の他の例の構成を示したブロック図である。
図中、51はヒータ予兆保全システム、52は電源、53はシール温度制御装置、53aはカートリッジヒータ、53bは電流計、53cはSSR(ソリッドステートリレー)、53dは温度センサ、53eは温度調節器、54はヒータ予兆保全装置、55は温度取得部、56は演算制御装置、56aは温度変化判定部、57は警報器である。
図6に示すように、ヒータ予兆保全システム51は、電源52、シール温度制御装置53、ヒータ予兆保全装置54から構成される。
電源52は、駆動エネルギー供給部2となる商用電源であり、シール温度制御装置53のカートリッジヒータ53aに駆動電流を供給する。
シール温度制御装置53は、駆動機器3となるカートリッジヒータ53a、電流計53b、SSR53c、温度センサ53d、温度調節器53eを備えている。
このシール温度制御装置53においては、電源52から供給される駆動電流がSSR53cによりオン・オフされ、SSR53cがオンとなっているときに駆動電流がカートリッジヒータ53aに供給されてカートリッジヒータ53aが発熱し、これにより、カートリッジヒータ53aが埋め込まれたエンドシール・切断装置のヒータブロック(後述する)の温度が上昇する。
このとき、ヒータブロックに埋め込まれた熱電対等の温度センサ53dが、ヒータブロックの温度を検知し、検知した温度を温度調節器53eに送る。温度調節器53eは、温度センサ53dからの温度がシール温度より低いとSSR53cをオンにして、カートリッジヒータ43aに駆動電流を供給し、温度センサ53dからの温度がシール温度より高くなるとSSR53cをオフにして、カートリッジヒータ53aへの駆動電流の供給を停止する。これにより、ヒータブロックの温度がシール温度に保たれる。
ヒータ予兆保全装置54は、駆動エネルギー変化取得部5となる温度取得部55、予兆判定部6となる演算制御装置56及び判定結果出力部7となる警報器57から構成される。
温度取得部55は、温度センサ53dが検知するヒータブロックの温度をアナログ信号で連続的に取得し、取得した温度のアナログ信号を伝送線等により演算制御装置56に送る。
この温度取得部55は、図2に示す電流値取得部15のように送信部、受信部、通信回線を備え、温度センサ53dが検知する温度をデジタル信号で送信部が取得し、通信回線を介して受信部に送信し、受信部から温度をデジタル信号で演算制御装置56に送るようにしたものであってもよい。
演算制御装置56は、横ピロー包装機の動作の制御する制御コンピュータ、操作パネルのコンピュータ等のコンピュータ機器の演算制御部、記憶部等により構成され、温度変化判定部56aを備え、温度取得部55の動作や警報器57の動作を制御する。
温度変化判定部56aは、温度取得部55が取得する温度の時間的変化が所定範囲を超えた場合に、カートリッジヒータ53aに動作不良の予兆ありとの判定を出力する。
警報器57は、前記制御コンピュータや操作パネル等のディスプレイ等により構成され、温度変化判定部56aの判定結果に基づいて、カートリッジヒータ53aに動作不良の予兆がある旨等の警報表示を行う。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of another example of the heater predictive maintenance system and predictive maintenance device for the end sealing/cutting device.
In the figure, 51 is a heater predictive maintenance system, 52 is a power supply, 53 is a seal temperature control device, 53a is a cartridge heater, 53b is an ammeter, 53c is an SSR (solid state relay), 53d is a temperature sensor, and 53e is a temperature controller. , 54 is a heater predictive maintenance device, 55 is a temperature acquisition unit, 56 is an arithmetic control unit, 56a is a temperature change determination unit, and 57 is an alarm device.
As shown in FIG. 6, the heater
The
The seal
In the seal
At this time, a
The heater
The
The
The temperature
The
[エンドシール・切断装置]
サーボモータ13a、23a、エアシリンダ33a及びカーリッジヒータ43a、53aを備えた横ピロー包装機のエンドシール・切断装置について説明する。
図7は、エンドシール・切断装置の概略構成を表した斜視図、図8は、エンドシール・切断装置の左側面図、図9は開閉トグル機構回転部の正面図である。
図中、13dは減速機、43a1(53a1)、43a2(53a2)はカートリッジヒータ、60はエンドシール・切断装置、61、62はヒータブロック、61a、62aは中央溝、61b、62bはヒータブロックホルダ、61cはガイド穴、63は開閉トグル機構、63aは回転軸、63bは回転板、63c、63dは従動アーム、63e、63fは保持部材、64はホルダ駆動ブロック、65a、65bは支持ブロック、65c、65dは連結板、66a、66bは連結ロッド、67は切断装置、67aは支持板、67bはスライダ、67c、67dはガイドロッド、68は切断用ナイフである。
エンドシール・切断ユ装置60においては、カートリッジヒータ43a(43a1、43a2)、53a(53a1、53a2)が埋め込まれたヒータブロック61、62には中央溝61a、62aが設けられ、ヒータブロック61はヒータブロックホルダ61bの下面側に取り付けられ、ヒータブロックホルダ61bにはガイド穴61cが設けられ、ヒータブロック62はヒータブロックホルダ62bの上面側に取り付けられ、ヒータブロックホルダ62bの下面側には保持部材63eが取り付けられている。
ヒータブロックホルダ61bは、連結ロッド66a、66bによりホルダ駆動ブロック64に連結され、ヒータブロックホルダ62bは、開閉トグル機構63を介してホルダ駆動ブロック64に連結されると共に、連結ロッド66a、66bに摺動自在に支持され、連結ロッド66a、66bは、支持ブロック65a、65bに摺動自在に支持され、支持ブロック65a、65bは、連結板64c、64dにより連結され、ホルダ駆動ブロック64の上面側には保持部材63fが取り付けられている。
開閉トグル機構63においては、回転軸63aに回転板63bが取り付けられ、回転アーム63bの両端部に従動アーム63c、63dの一端が回転自在に取り付けられ、従動アーム63cの他端は保持部材63eに回転自在に取り付けられ、従動アーム463dの他端は保持部材63fに回転自在に取り付けられ、回転軸63aは減速機13dを介してヒータブロック開閉用のサーボモータ13a(23a)に連結されている。
切断装置67は、支持板67a、支持板67aの上面側に取り付けられたエアシリンダ33a、支持板67aの下面側に取り付けられたガイドロッド67c、67d、ガイドロッド67c、67dに摺動自在に支持されたスライダ67b、スライダ67bに取り付けられた切断ナイフ68等から構成されている。
そして、エアシリンダ33aのピストンロッド33a1の先端部は、スライダ67bに取り付けられ、ガイドロッド67c、67dの先端部は、ヒータブロックホルダ61bのガイド穴61c内面に取り付けられている。
[End seal/cutting device]
An end sealing/cutting device for a horizontal pillow packaging machine equipped with
7 is a perspective view showing a schematic configuration of the end seal/cutting device, FIG. 8 is a left side view of the end sealing/cutting device, and FIG. 9 is a front view of the opening/closing toggle mechanism rotating portion.
In the figure, 13d is a speed reducer, 43a1 (53a1) and 43a2 (53a2) are cartridge heaters, 60 is an end sealing/cutting device, 61 and 62 are heater blocks, 61a and 62a are center grooves, and 61b and 62b are heater block holders. , 61c is a guide hole, 63 is an open/close toggle mechanism, 63a is a rotating shaft, 63b is a rotating plate, 63c and 63d are driven arms, 63e and 63f are holding members, 64 is a holder driving block, 65a and 65b are supporting blocks, and 65c. , 65d is a connecting plate, 66a and 66b are connecting rods, 67 is a cutting device, 67a is a support plate, 67b is a slider, 67c and 67d are guide rods, and 68 is a cutting knife.
In the end sealing/cutting
The
In the open/
The cutting
The tip of the piston rod 33a1 of the
エンドシール・切断装置60において、サーボモータ13a(23a)によって開閉トグル機構63の回転軸63aを回転させて回転板63bを回転させると、従動アーム63cを介してヒータブロックホルダ62bが連結ロッド66a、66bに沿って移動する。これと同時に、従動アーム63dを介してホルダ駆動ブロック64が移動して連結ロッド66a、66bが支持ブロック65a、65bに沿って移動し、ヒータブロックホルダ61bがヒータブロックホルダ62bと反対方向に移動する。
これにより、ヒータブロック61とヒータブロック62の開閉動作(離接動作)が行われる。
また、切断装置67において、エアシリンダ33aを作動させることにより、ピストンロッド33a1を介して、スライダ67bが、ガイドロッド67c、67dに沿ってヒータブロックホルダ61bのガイド穴61cの内側を移動し、スライダ67bに取り付けられた切断用ナイフ68が移動する。
そして、ヒータブロック61とヒータブロック62が閉じたときに、センターシールが形成された筒状連続フィルム(図示せず)に対して、エンドシールが施され、切断装置67のエアシリンダ33aが作動して、切断用ナイフ67が、ヒータブロック61の中央溝61aから飛び出してヒータブロック62の中央溝62bに入り、エンドシールが施された筒状連続フィルムを切断して被包装品が充填された包装体が生成される。
In the end sealing/
As a result, the opening/closing operation (separating/contacting operation) of the
Also, in the
When the
次に、図1に示す駆動機器の予兆保全装置4の動作、図2、3に示すサーボモータ予兆保全装置14、24の動作、図4に示すエアシリンダ予兆保全装置の34動作、図5、6に示すヒータ予兆保全装置44、54の動作について説明する。
[駆動機器の予兆保全装置4の動作]
図10は、予兆保全装置4の動作を示すフローチャートであり、以下、予兆保全装置4の動作について説明する。
まず、駆動エネルギー供給部2から駆動機器3に駆動エネルギーが供給され、駆動機器3が正常に動作している状態において、駆動エネルギー変化取得部5が、駆動機器3に供給される駆動エネルギーの変化を取得する(S1)。
次いで、予兆判定部6が、駆動エネルギー変化取得部5が取得した駆動機器3の駆動エネルギーの変化に基づいて、駆動機器3に動作不良の予兆があるか否かを判定する(S2)。
次いで、判定結果出力部7が、予兆判定部6による判定結果を出力する(S3)。
例えば、予兆判定部6が駆動機器3に動作不良の予兆があると判定した場合は、判定結果出力部7が、判定結果として、駆動機器3に動作不良の予兆があることの警報を出力する。
また、予兆判定部6が駆動機器3に動作不良の予兆がないと判定した場合は、判定結果出力部7が、判定結果として、何も出力しないか、駆動機器3に動作不良の予兆がないことを出力する。
Next, the operation of
[Operation of
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the
First, in a state where driving energy is supplied from the driving
Next, based on the change in the drive energy of the
Next, the judgment result output unit 7 outputs the judgment result by the symptom judgment unit 6 (S3).
For example, when the
Further, when the
[サーボモータ予兆保全装置14の動作]
図11は、サーボモータ予兆保全装置14の動作を示すフローチャートであり、以下、サーボモータ予兆保全装置14の動作を説明する。
まず、電源12からサーボ機構13(サーボモータ13a)に駆動電流を供給し、サーボモータ13aが正常に動作している状態において、電流値取得部15が、サーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値を連続的に取得し、取得した電流値を演算制御装置16に送る(S11)。
具体的には、電流値取得部15において、送信部15aが、サーボアンプ13bからサーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値を連続的に取得して、通信回線15cを介して受信部15bに送信し、受信部15bが受信した電流値を演算制御装置16に送る。
次いで、演算制御装置16の比較判定部16aが、電流値取得部15が取得するサーボモータ13aの駆動電流の電流値の時間的変化を表す駆動電流波形と基準電流波形記憶部16bに記憶された基準電流波形を比較する(S12)。
そして、比較判定部16aが、駆動電流波形の基準電流波形に対する変化の程度が所定範囲を超えているか否かを判断し(S13)、超えていると判断した場合は、サーボモータ13aに動作不良の予兆ありと判定し(S14)、この判定結果が警報器17に送られ、警報器17において、動作不良の予兆がある旨等の警報が表示され(S15)、処理を終了する。
一方、ステップS13で、比較判定部16aが、駆動電流波形の基準電流波形に対する変化の程度が所定範囲を超えていないと判断した場合、サーボモータ13aに動作不良の予兆なしと判定し(S16)、警報器17における警告表示を行わず処理を終了する。
[Operation of Servo Motor Predictive Maintenance Device 14]
FIG. 11 is a flow chart showing the operation of the servo motor
First, a drive current is supplied from the
Specifically, in the current
Next, the
Then, the comparison/
On the other hand, if the comparison/
ここで、基準電流波形記憶部16bに記憶された基準電流波形、電流値取得部15が取得するサーボモータ13aの駆動電流波形及び比較判定部16aにおける判定方法について説明する。
図12(a)は、サーボモータ13aがエンドシール・切断装置60のヒータブロックの61、62開閉動作を行う場合の速度変化を示したグラフであり、同図(b)は、サーボモータ13aが同図(a)に示す速度変化で回転する場合のサーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値の変化を示すグラフであり、同図(a)の縦軸は速度、同図(b)縦軸は電流値を表し、同図(a)、(b)の横軸は時間を表し、図中、wsは速度波形、wa1は基準電流波形である。
図12(a)の速度波形wsに示すように、サーボモータ13aは、時間t0~t1において、加速回転、等速回転、減速回転して、ヒータブロック61、62の閉じる動作を行い、時間t1~t2において、回転せずにシール動作(ヒータブロック61、62を押し付ける動作)を行い、時間t2~t3において、逆方向に加速回転、等速回転、減速回転して、ヒータブロック61、62を開く動作を行う。
このとき、サーボモータ13aに供給される駆動電流の電流値の時間的変化は、図12(b)に示す基準電流波形wa1のようになる。この場合、時間t1~t2において、サーボモータ13aの回転速度が0であるにもかかわらず駆動電流の電流値が最大となっているのは、シール動作を行うためにヒータブロック61、62を一定の圧力で押し付けるようにするからである。
図12(b)に示す基準電流波形wa1は、サーボモータ13aの回転によって動作する減速機等の機器に不良がまったく生じていない場合の駆動電流の電流値の変化を示しており、基準電流波形記憶部16bには、基準電流波形wa1が記憶されている。
Here, the reference current waveform stored in the reference current
FIG. 12(a) is a graph showing changes in speed when the
As shown by the speed waveform ws in FIG. 12(a), the
At this time, the temporal change in the current value of the drive current supplied to the
A reference current waveform wa1 shown in FIG. 12(b) indicates a change in the current value of the drive current when there is no defect at all in a device such as a speed reducer that is operated by the rotation of the
図13(a)は、サーボモータ13aの回転によって動作する機器に不良が生じた場合の電流値取得部15が取得する電流値の変化(駆動電流波形)の一例を示したグラフ、図13(b)は、図12(b)に示す電流値と図13(a)に示す電流値との差である電流値差の変化を示したグラフであり、図13(a)の縦軸は電流値、図13(b)縦軸は電流値差を表し、図13(a)、(b)の横軸は時間を表し、図中、wa2は駆動電流波形、fr1、fr2、fr3は波形変化部、wd1、wd2、wd3は電流値差波形である。
サーボモータ13aが正常に動作している場合であっても、減速機13dのギアヘッドの摩耗やベアリングの油切れ等の不良が生じると、サーボモータ13aの駆動電流波形は、例えば、図13(a)に示すように、基準電流波形wa1から波形変化部fr1、fr2、fr3で波形が変化した駆動電流波形wa2となる。
そして、基準電流波形wa1と駆動電流波形wa2の差をとると、図13(b)に示す電流値差波形wd1、wd2、wd3が得られる。
比較判定部16aは、ステップs13で、電流値差波形wd1、wd2、wd3のいずれかの最大値が、所定の範囲である±dsを超えているかを判断し、超えていれば、サーボモータ13aに動作不良ありと判定し(S14)、超えていなければサーボモータ13a動作不良なしと判定する(S16)。
図13(b)では、電流値差波形wd3の最大値がdsを超えているため、比較判定部16aは、サーボモータ13aに動作不良ありと判定することとなる。
また、駆動電流波形表示部が、図13(a)、(b)に示すような駆動電流波形wa2、電流値差波形wd1、wd2、wd3を表示し、所定範囲設定部が、所定の範囲である±dsを設定するようにしてもよい。
このようにサーボモータ13aが正常に動作している場合であっても、減速機13dのギアヘッドの摩耗やベアリングの油切れ等の不良が生じると、基準電流波形wa1に対して駆動電流波形wa2が変化し、変化の程度が所定範囲を超えればサーボモータ13aに動作不良の予兆があると判定し、サーボモータ13aの保全を図ることができる。
FIG. 13(a) is a graph showing an example of changes in the current value (driving current waveform) acquired by the current
Even when the
Then, by calculating the difference between the reference current waveform wa1 and the drive current waveform wa2, current value difference waveforms wd1, wd2, and wd3 shown in FIG. 13(b) are obtained.
In step s13, the comparison/
In FIG. 13B, since the maximum value of the current value difference waveform wd3 exceeds ds, the comparison/
Further, the drive current waveform display unit displays a drive current waveform wa2 and current value difference waveforms wd1, wd2, and wd3 as shown in FIGS. A certain ±ds may be set.
Even when the
[サーボモータ予兆保全装置24の動作]
図14は、サーボモータ予兆保全装置24の動作を示すフローチャートであり、以下、サーボモータ予兆保全装置24の動作を説明する。
まず、電源22からサーボ機構23(サーボモータ23a)に駆動電流を供給し、サーボモータ23aが正常に動作している状態において、位置偏差取得部25が、溜まりパルス(位置偏差)を取得し、取得した溜まりパルス(位置偏差)を演算制御装置26に送る(S21)。
具体的には、位置偏差取得部25において、送信部25aが、サーボアンプ23bの偏差カウンタに溜まっている溜まりパスル(位置偏差)を連続的に取得して、通信回線25cを介して受信部25bに送信し、受信部25bが受信した溜まりパスル(位置偏差)を演算制御装置26に送る。
次いで、演算制御装置26の位置偏差判定部26aが、位置偏差取得部25が取得する溜まりパスル(位置偏差)が所定範囲を超えているか否かを判断し(S22)、超えていると判断した場合は、サーボモータ23aに動作不良の予兆ありと判定し(S23)、この判定結果が警報器27に送られ、警報器27において、動作不良の予兆がある旨等の警報が表示され(S24)、処理を終了する。
一方、ステップS22で、位置偏差判定部26aが、溜まりパスル(位置偏差)が所定範囲を超えていないと判断した場合、サーボモータ23aに動作不良の予兆なしと判定し(S25)、警報器27における警告表示を行わず処理を終了する。
このように位置偏差取得部25が取得する溜まりパスル(位置偏差)は、サーボモータ23aの指令に対する回転のズレを表し、サーボモータ23aが正常に動作している場合であっても、減速機13dのギアヘッドの摩耗やベアリングの油切れ等の不良が生じると、溜まりパスル(位置偏差)が大きくなり、溜まりパスル(位置偏差)が所定範囲を超えればサーボモータ23aに動作不良の予兆があると判定し、サーボモータ23aの保全を図ることができる。
[Operation of Servo Motor Predictive Maintenance Device 24]
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the servo motor
First, a drive current is supplied from the
Specifically, in the positional
Next, the position
On the other hand, in step S22, when the positional
The accumulated pulse (positional deviation) acquired by the positional
[エアシリンダ予兆保全装置34の動作]
図15は、エアシリンダ予兆保全装置34の動作を示すフローチャートであり、以下、エアシリンダ予兆保全装置34の動作を説明する。
エアシリンダ予兆保全装置34は、エンドシール・切断ユニット60の切断装置67を動作させる場合に機能する。
まず、エアシリンダ作動機構33において、電磁弁33cを作動させ、コンプレッサー32から流量計33b、配管33d1を介して供給される圧縮空気を、配管33d2を介してエアシリンダ33aの圧力室33a2に流入させ、開放室33a3内の空気を配管33d3を介して電磁弁33bから排出することにより、ピストンロッド33a1を移動させて切断装置67を作動させた後、ピストンロッド33a1の移動を停止させる。
この状態で、流量取得35が、流量計33bが測定する配管33d1内を流れる圧縮空気の流量を漏れ量として取得し、取得した圧縮空気の漏れ量を演算制御装置36に送る(S31)。
この場合、エアシリンダ33aの動作不良の原因となる圧力室33a2からのエア漏れが生じていると、圧力室33a2から漏れる分だけコンプレッサー32から流量計33b、配管33d1、33d2を介して圧縮空気が圧力室33a2に供給され、流量計33bにより圧力室33a2に流入する圧縮空気の流量が漏れ量として測定されることとなる。
次いで、演算制御装置36のエア漏れ判定部36aが、流量取得部35が取得する圧縮空気の漏れ量が所定範囲(例えば数ミリリットル/分)を超えているか否かを判断し(S32)、超えていると判断した場合は、エアシリンダ33aに動作不良の予兆ありと判定し(S33)、この判定結果が警報器27に送られ、警報器37において、動作不良の予兆がある旨等の警報が表示され(S34)、処理を終了する。
一方、ステップS32で、エア漏れ判定部36aが、流量取得部35が取得する圧縮空気の漏れ量が所定範囲を超えていないと判断した場合、エアシリンダ33aに動作不良の予兆なしと判定し(S35)、警報器37における警告表示を行わず処理を終了する。
このようにエアシリンダ33aが正常に動作している場合であっても、圧力室33a2からのエア漏れが少しでも生じていれば、その漏れ量は流量計33bで測定することができ、流量計33bで測定して流量取得部35が取得する漏れ量が所定範囲を超えればエアシリンダ33aに動作不良の予兆があると判定し、エアシリンダ33aのことができる。
[Operation of air cylinder predictive maintenance device 34]
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the air cylinder
The air cylinder
First, in the air
In this state, the
In this case, if there is air leakage from the pressure chamber 33a2 that causes malfunction of the
Next, the air
On the other hand, in step S32, when the air
Even when the
[ヒータ予兆保全装置44の動作]
図16は、ヒータ予兆保全装置44の動作を示すフローチャートであり、以下、ヒータ予兆保全装置44の動作を説明する。
まず、ヒータ駆動回路43
において、電源42からSSR43c、電流計43bを介してカートリッジヒータ43aに駆動電流を供給し、カートリッジヒータ43aを発熱させてヒータブロック61、62をシール温度に保つ。
そして、電流値取得部45が、電流計43bが測定するカートリッジヒータ43aに供給する駆動電流の電流値を連続的に取得し、取得した電流値を演算制御装置46に送る(S41)。
この場合、カートリッジヒータ43aが劣化し始めると、ヒータブロック61、62をシール温度に保持するためのカートリッジヒータ43aに供給される駆動電流の電流値の変化が大きくなる。
次いで、演算制御装置46の電流値変化判定部46aが、電流値取得部45が取得する電流値の変化が所定範囲(例えば基準値の数パーセント)を超えているか否かを判断し(S42)、超えていると判断した場合は、カートリッジヒータ43aに動作不良の予兆ありと判定し(S43)、この判定結果が警報器47に送られ、警報器47において、動作不良の予兆がある旨等の警報が表示され(S44)、処理を終了する。
一方、ステップS42で、電流値変化判定部46aが、電流値取得部45が取得する電流値の変化が所定範囲を超えていないと判断した場合、カートリッジヒータ43aに動作不良の予兆なしと判定し(S45)、警報器47における警告表示を行わず処理を終了する。
このようにヒータブロック61、62がシール温度に保持されて正常にシール動作が行われている場合であっても、カートリッジヒータ43aが劣化し始めると、ヒータブロック61、62をシール温度に保持するためのカートリッジヒータ43aに供給される駆動電流の電流値の変化が大きくなることから、この駆動電流の電流値の変化が所定範囲を超えればカートリッジヒータ43aに動作不良の予兆があると判定し、カートリッジヒータ43aの保全を図ることができる。
[Operation of heater predictive maintenance device 44]
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the heater
First, the
3, a driving current is supplied from the
Then, the current
In this case, when the
Next, the current value change determination unit 46a of the arithmetic control device 46 determines whether the change in the current value acquired by the current
On the other hand, in step S42, when the current value change determination unit 46a determines that the change in the current value acquired by the current
Even when the heater blocks 61 and 62 are maintained at the sealing temperature and the sealing operation is performed normally, the heater blocks 61 and 62 are maintained at the sealing temperature when the
[ヒータ予兆保全装置54の動作]
図17は、ヒータ予兆保全装置54の動作を示すフローチャートであり、以下、ヒータ予兆保全装置54の動作を説明する。
まず、シール温度制御装置53において、電源52からSSR53c、電流計53bを介してカートリッジヒータ53aに駆動電流を供給し、カートリッジヒータ53aを発熱させてヒータブロック61、62の温度をシール温度まで上昇させ、温度センサ53dでヒータブロック61、62の温度を検知し、温度調節器53eで駆動電流のカートリッジヒータ53aへの供給のオン・オフを制御してヒータブロック61、62をシール温度に保つ。
そして、温度取得部55が、温度センサ53dが検知するヒータブロックの温度を連続的に取得し、取得した温度を演算制御装置56に送る。(S51)。
この場合、カートリッジヒータ53aが劣化し始めると、ヒータブロック61、62の温度のふらつき(変化の頻度)が大きくなったり、シール温度に到達する時間が長くなったりする。
次いで、演算制御装置56の温度変化判定部56aが、温度取得部55が取得する温度の変化(例えば、温度のふらつきやシール温度に到達する時間)が所定範囲を超えているか否かを判断し(S52)、超えていると判断した場合は、カートリッジヒータ53aに動作不良の予兆ありと判定し(S53)、この判定結果が警報器57に送られ、警報器57において、動作不良の予兆がある旨等の警報が表示され(S54)、処理を終了する。
一方、ステップS52で、温度変化判定部56aが、電流値取得部45が取得する電流値の変化が所定範囲を超えていないと判断した場合、カートリッジヒータ53aに動作不良の予兆なしと判定し(S55)、警報器57における警告表示を行わず処理を終了する。
このようにヒータブロック61、62がシール温度に保持されて正常にシール動作が行われている場合であっても、カートリッジヒータ43aが劣化し始めると、ヒータブロック61、62の温度のふらつきが大きくなったり、シール温度に到達する時間が長くなることから、ヒータブロック61、62の温度の変化が所定範囲を超えればカートリッジヒータ53aに動作不良の予兆があると判定し、カートリッジヒータ53aの保全を図ることができる。
[Operation of heater predictive maintenance device 54]
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the heater
First, in the seal
The
In this case, when the
Next, the temperature
On the other hand, in step S52, when the temperature
Even when the heater blocks 61 and 62 are maintained at the sealing temperature and the sealing operation is performed normally, the temperature of the heater blocks 61 and 62 fluctuates greatly when the
本発明の包装機械の駆動機器の予兆保全システム及び予兆保全方法は、包装機械に使用される駆動機器に対して、劣化や異常による動作不良が生ずる前に、その予兆を示す変化を検知して、駆動機器の保全を図ることができるものであり、横ピロー包装機、縦ピロー包装機、上包み包装機、ラッピング包装機等に利用できる。 The predictive maintenance system and predictive maintenance method for the drive equipment of the packaging machine of the present invention detects changes that indicate signs of malfunction before deterioration or abnormality occurs in the drive equipment used in the packaging machine. , the drive equipment can be maintained, and it can be used for horizontal pillow packaging machines, vertical pillow packaging machines, overwrap packaging machines, wrapping packaging machines, and the like.
1 予兆保全システム
2 駆動エネルギー供給部
3 駆動機器
4 予兆保全装置
5 駆動エネルギー変化検出部
6 予兆判定部
7 判定結果出力部
11、21 サーボモータ予兆保全システム
12、22 電源
13、23 サーボ機構
13a、23a サーボモータ
13b、23b サーボアンプ
13c、23c コントローラ、
13d 減速機
14、24 サーボモータ予兆保全装置
15、25 電流値取得部
15a、25a 送信部
15b、25b 受信部
15c、25c 通信回線、
16、26 演算制御装置
16a、26a 比較判定部
16b、26b 基準電流波形記憶部
17、27、37、47、57 警報器
31 エアシリンダ予兆保全システム
32 コンプレッサー
33 エアシリンダ作動機構
33a エアシリンダ
33a1 ピストンロッド
33a2 圧力室
33a3 開放室
33b 流量計
33c 電磁弁
33d1~33d3 配管、
34 エアシリンダ予兆保全装置
35 流量取得部
36 演算制御装置
36a エア漏れ判定部
41、51 ヒータ予兆保全システム
42、52 電源
43 ヒータ駆動回路
43a、43a1、43a2、53a、53a1、53a2 カートリッジヒータ
43b、53b 電流計
43c、53c SSR
44、54 ヒータ予兆保全装置
45 電流値取得部
46、56 演算制御装置
46a 電流値変化判定部
53 シール温度制御装置
53d 温度センサ
53e 温度調節器
60 エンドシール・切断装置
61、62 ヒータブロック
61a、62a 中央溝
61b、62b ヒータブロックホルダ
61c ガイド穴
63 開閉トグル機構
63a 回転軸
63b 回転板
63c、63d 従動アーム
63e、63f 保持部材
64 ホルダ駆動ブロック
65a、65b 支持ブロック
65c、65d 連結板
66a、66b 連結ロッド
67 切断装置
67a 支持板
67b スライダ
67c、67d ガイドロッド
68 切断用ナイフ
1
13d reduction gears 14, 24 servo motor
16, 26
34 Air cylinder
44, 54 Heater
Claims (5)
前記駆動エネルギー変化取得手段が取得した前記駆動エネルギーの変化が所定範囲を超えた場合に前記駆動機器に動作不良が生ずる予兆を判定する予兆判定手段と、
前記予兆判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段と
を備えたことを特徴とする包装機械の駆動機器の予兆保全装置。 Consists of drive current or compressed air supplied to the driving equipment of the packaging machine, which is either a servomotor, an air cylinder, or a heater of a heat sealer, while the driving equipment is operating normally. a drive energy change acquiring means for acquiring a change in drive energy;
a sign determination means for determining a sign of malfunction of the driving equipment when the change in the driving energy acquired by the driving energy change acquisition means exceeds a predetermined range;
A predictive maintenance apparatus for a driving device of a packaging machine, comprising: determination result output means for outputting a determination result of the predictive determination means.
前記予兆判定手段は、前記位置偏差取得手段が取得した位置偏差が所定範囲を超えた場合に前記サーボモータに動作不良の予兆ありとの判定をすること
を特徴とする請求項1記載の包装機械の駆動機器の予兆保全装置。 The drive energy change acquisition means is position deviation acquisition means for acquiring a position deviation, which is a deviation in rotation of the servomotor rotated by the drive current supplied by a command with respect to the command,
2. The packaging machine according to claim 1, wherein said sign determination means determines that there is a sign of malfunction of said servomotor when the positional deviation acquired by said positional deviation acquisition means exceeds a predetermined range. Predictive maintenance device for drive equipment.
前記予兆判定手段は、前記漏れ量取得手段が取得した前記圧縮空気の漏れ量が所定範囲を超えた場合に前記エアシリンダに動作不良の予兆ありとの判定をすること
を特徴とする請求項1記載の包装機械の駆動機器の予兆保全装置。 the driving energy change obtaining means is leakage amount obtaining means for obtaining a leakage amount of the compressed air supplied to the air cylinder;
2. The sign determination means determines that there is a sign of malfunction of the air cylinder when the leak amount of the compressed air acquired by the leak amount acquisition means exceeds a predetermined range. A predictive maintenance device for drive equipment of the described packaging machine.
前記予兆判定手段は、前記電流値取得手段が取得する前記電流値の変動が所定範囲を超えた場合に前記ヒータに動作不良の予兆ありとの判定をすること
を特徴とする請求項1記載の包装機械の駆動機器の予兆保全装置。 The drive energy change acquisition means is current value acquisition means for acquiring a current value of the drive current supplied to the heater,
2. The predictor determination means according to claim 1, wherein when the fluctuation of the current value acquired by the current value acquisition means exceeds a predetermined range, it is determined that there is a sign of malfunction of the heater. Predictive maintenance equipment for drive equipment of packaging machines.
前記予兆判定手段は、前記温度取得手段が取得する温度の時間的変化が所定範囲を超えた場合に前記ヒータに動作不良の予兆ありとの判定をすること
を特徴とする請求項1記載の包装機械の駆動機器の予兆保全装置。
The drive energy change acquisition means is temperature acquisition means for acquiring a temperature from a temperature sensor for detecting a temperature of a heater block embedded with the heater that generates heat when supplied with the drive current,
2. The packaging according to claim 1, wherein said sign determination means determines that there is a sign of malfunction of said heater when a temporal change in the temperature acquired by said temperature acquisition means exceeds a predetermined range. Predictive maintenance device for machine drive equipment.
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