JPS592047B2 - 電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状態監視方法 - Google Patents
電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状態監視方法Info
- Publication number
- JPS592047B2 JPS592047B2 JP49111870A JP11187074A JPS592047B2 JP S592047 B2 JPS592047 B2 JP S592047B2 JP 49111870 A JP49111870 A JP 49111870A JP 11187074 A JP11187074 A JP 11187074A JP S592047 B2 JPS592047 B2 JP S592047B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machines
- abnormal
- operating conditions
- instantaneous power
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（利用できる産業分野）
本発明は電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状
態を監視するための改良された方法に関するもので、と
くに１個または複数個の特定運転条件の異常について監
視を行なう場合に適する。
態を監視するための改良された方法に関するもので、と
くに１個または複数個の特定運転条件の異常について監
視を行なう場合に適する。
（従来技術と問題点）機械や装置の運転状態を測定、監
視するのに従来広く採用されてきた方法は、多種類のト
ランスデューサを用いて変位、圧力、速度などの異なる
物理量を電気信号に変換し、これらの信号を単独または
組み合わせて基準値と比較している。
視するのに従来広く採用されてきた方法は、多種類のト
ランスデューサを用いて変位、圧力、速度などの異なる
物理量を電気信号に変換し、これらの信号を単独または
組み合わせて基準値と比較している。
また、工具劣化のごとき要素は振動とかノイズのような
ものを測定することによつて間接的に測定していた。こ
れらの従来方法は、機械に多くの修正とか取付けを必要
とするなどの不利益があり、そしてそれはやつかいで高
価になるだけでなく、機械を傷つけやすい。
ものを測定することによつて間接的に測定していた。こ
れらの従来方法は、機械に多くの修正とか取付けを必要
とするなどの不利益があり、そしてそれはやつかいで高
価になるだけでなく、機械を傷つけやすい。
また、機械の運転中に行なわれる測定は、非常に複雑な
装置を使用しなければ、適正な値がわかりにくいものが
多く、ノイズあるいは振動のスペクトル分析を用いる方
法では、機械の構成物の干渉あるいは隣接する機械の運
転から発するノイズのため必ずしも正確な結果を得られ
るものではなかつた。運転状態を監視することは、過負
荷、不適当な調整、またはなまつた工具などによる損害
から多くの機械あるいは装置を保護するためでもあり、
このため機械または装置によつて消費される電流あるい
は平均電力の測定装置が使用されるようになつてきたが
、これは異常状態によつて運転中の平均あるいはピーク
電力または電流消費に、ある変化をひきおこすであろう
という仮定に基づいている。
装置を使用しなければ、適正な値がわかりにくいものが
多く、ノイズあるいは振動のスペクトル分析を用いる方
法では、機械の構成物の干渉あるいは隣接する機械の運
転から発するノイズのため必ずしも正確な結果を得られ
るものではなかつた。運転状態を監視することは、過負
荷、不適当な調整、またはなまつた工具などによる損害
から多くの機械あるいは装置を保護するためでもあり、
このため機械または装置によつて消費される電流あるい
は平均電力の測定装置が使用されるようになつてきたが
、これは異常状態によつて運転中の平均あるいはピーク
電力または電流消費に、ある変化をひきおこすであろう
という仮定に基づいている。
したがつて、正常運転サイクル中に機械を駆動する電動
機に印加される電流を記録し、その後の運転サイクル中
の電流と比較する方法が提案されているが、駆動電動機
に供給される電流ないし平均電力に依存するこのような
従来の方法では、たとえば電流または平均電力消費が、
ある場合には異常状態によつて生じる以上の大きな量的
変化を受けることがあり、一方ではビーク電力は正常運
転からのズレがあつても有効に変化しないこともあつて
、応用範囲に限界がある。これに加えて従来技術で使用
されているような電流作動の装置では、定電圧で力率変
化として表われる電力変化には不感性である。
機に印加される電流を記録し、その後の運転サイクル中
の電流と比較する方法が提案されているが、駆動電動機
に供給される電流ないし平均電力に依存するこのような
従来の方法では、たとえば電流または平均電力消費が、
ある場合には異常状態によつて生じる以上の大きな量的
変化を受けることがあり、一方ではビーク電力は正常運
転からのズレがあつても有効に変化しないこともあつて
、応用範囲に限界がある。これに加えて従来技術で使用
されているような電流作動の装置では、定電圧で力率変
化として表われる電力変化には不感性である。
さらに従来使用されていた電力トランスデユーサは、力
率が１よりかなり小さい場合適正に動作できないし、こ
のような低力率は産業機械や設備の情況でしばしば発生
している。
率が１よりかなり小さい場合適正に動作できないし、こ
のような低力率は産業機械や設備の情況でしばしば発生
している。
（本発明の目的）
本発明の一般的な目的は、電気的に付勢される機械また
は装置の制御と保護に対する前述の種々の問題を経済的
かつ信頼性よく克服する方法に関するものである。
は装置の制御と保護に対する前述の種々の問題を経済的
かつ信頼性よく克服する方法に関するものである。
発明のより明細な目的は、電気機械を伴なう機械および
装置、たとえば多刃単刃カツタ、ミーリングマシン、ト
リリンクマシンを含むメタルカツテイングＹシンおよび
レジプロプレス、スタツピング・ドローインクプレスな
どのメタルフオーミングマシンの運転、あるいは、イン
ジエクシヨンモールデイングマシンおよび粉末冶金プレ
スのような電気一流体機械および装置を監視するための
新しい方法に関するものである。
装置、たとえば多刃単刃カツタ、ミーリングマシン、ト
リリンクマシンを含むメタルカツテイングＹシンおよび
レジプロプレス、スタツピング・ドローインクプレスな
どのメタルフオーミングマシンの運転、あるいは、イン
ジエクシヨンモールデイングマシンおよび粉末冶金プレ
スのような電気一流体機械および装置を監視するための
新しい方法に関するものである。
（本発明の構成）
本発明は、機械および装置を駆動する電動機に印加され
る真の電力特性変化を、その機械または装置における特
定の運転パラメータについて、標準運転状態の電力特性
変化と照合する。
る真の電力特性変化を、その機械または装置における特
定の運転パラメータについて、標準運転状態の電力特性
変化と照合する。
機械ならびに装置における種々の物理的な運転パラメー
タについての異常、たとえばプレスのインパクトな負荷
上昇、金属切削工具の摩耗による適正なキリ粉成形能力
の減退、機械工程における種々な事象の同期変化、材料
の質ないし量の変化などは、それに対応した時間的電力
変化を引き起こす。
タについての異常、たとえばプレスのインパクトな負荷
上昇、金属切削工具の摩耗による適正なキリ粉成形能力
の減退、機械工程における種々な事象の同期変化、材料
の質ないし量の変化などは、それに対応した時間的電力
変化を引き起こす。
このような変化として、サイクル中のある瞬間と別の瞬
間とでの印加電力量の変化、印加電力の特性周波数成分
の変化、特定時間間隔中の需要電力量の変化などがある
。したがつて本発明は時間に関係し、力率変化に関係せ
ず、特定の運転パラメータに関連する瞬時電力波形から
もつとも速い過渡現象を適正に観測可能な周波数成分を
検出し、その変動を基準になる変動値と比較するもので
ある。
間とでの印加電力量の変化、印加電力の特性周波数成分
の変化、特定時間間隔中の需要電力量の変化などがある
。したがつて本発明は時間に関係し、力率変化に関係せ
ず、特定の運転パラメータに関連する瞬時電力波形から
もつとも速い過渡現象を適正に観測可能な周波数成分を
検出し、その変動を基準になる変動値と比較するもので
ある。
（実施例）
第１図において、１は電動機、２は前記電動機１で駆動
される機械または装置で、たとえばメタルカツテイング
マシンまたはインジエクシヨンモールデイングマシンの
ごとき任意の機械または装置であり、油圧インジエクシ
ヨンモールデイングマシンの場合、電動機１は油圧ポン
プ電動機である。
される機械または装置で、たとえばメタルカツテイング
マシンまたはインジエクシヨンモールデイングマシンの
ごとき任意の機械または装置であり、油圧インジエクシ
ヨンモールデイングマシンの場合、電動機１は油圧ポン
プ電動機である。
３は電源で導線４により電動機１に結合されている。
５は変流器、６は掛算器で電動機１に印加される電圧と
変流器５からの電流値により印加電力を出力する。
変流器５からの電流値により印加電力を出力する。
Ｒ，８は帯域通過フイルタでそれぞれ特定の周波数Ｆ，
・Ｆ，を通過させる。９，１０は差動増幅器、１１は基
準偏差量設定器である。
・Ｆ，を通過させる。９，１０は差動増幅器、１１は基
準偏差量設定器である。
第２図は、電動機１に加わる瞬時電力波形の例を示すも
ので、曲線Ａは機械２が正常な運転状態にあるときに掛
算器６から出力される運転の１サイクル分の瞬時電力波
形を表わす。
ので、曲線Ａは機械２が正常な運転状態にあるときに掛
算器６から出力される運転の１サイクル分の瞬時電力波
形を表わす。
曲線Ｂは機械２の運転パラメータの１つあるいは２つ以
上を所定量変化させたときの例を示す瞬時電力波形で、
たとえば運転パラメータとしてバイトの摩耗量が一定値
に達した状態で運転したときの１サイクルの瞬時電力波
形を示している。第３図は、前記曲線ＡとＢの周波数成
分子１からＦ６までのスペクトラムを示し、特性曲線Ｃ
は波形Ａのスペクトラム、特性曲線Ｄは波形Ｂのスペク
トラムである。
上を所定量変化させたときの例を示す瞬時電力波形で、
たとえば運転パラメータとしてバイトの摩耗量が一定値
に達した状態で運転したときの１サイクルの瞬時電力波
形を示している。第３図は、前記曲線ＡとＢの周波数成
分子１からＦ６までのスペクトラムを示し、特性曲線Ｃ
は波形Ａのスペクトラム、特性曲線Ｄは波形Ｂのスペク
トラムである。
第２図、第３図の例においては、波形ＡとＢとの周波数
成分子，〜Ｆ６のうち、ｆ１とＦ，に特徴が現われてい
る。
成分子，〜Ｆ６のうち、ｆ１とＦ，に特徴が現われてい
る。
すなわち、Ｆ，では識別できる変化がなく、Ｆ，は大幅
に増加している。他の周波数成分はそれぞれ若干の変化
が見られる。したがつて、第１図における帯域通過フイ
ルタ７の周波数帯域をｆ１とし、帯域通過フイルタ８の
周波数帯域をＦ，に設定しておけば、装置２における運
転パラメータの１つであるバイト摩耗の異常を生じると
、掛算器６から曲線Ｂと同じ瞬間電力波形が得られ、帯
域通過フイルタ７Ｉ８からは、それぞれ周波数成分Ｄ１
・Ｄ，が出力され、差動増幅器９を介して差△Ｄが検出
される。
に増加している。他の周波数成分はそれぞれ若干の変化
が見られる。したがつて、第１図における帯域通過フイ
ルタ７の周波数帯域をｆ１とし、帯域通過フイルタ８の
周波数帯域をＦ，に設定しておけば、装置２における運
転パラメータの１つであるバイト摩耗の異常を生じると
、掛算器６から曲線Ｂと同じ瞬間電力波形が得られ、帯
域通過フイルタ７Ｉ８からは、それぞれ周波数成分Ｄ１
・Ｄ，が出力され、差動増幅器９を介して差△Ｄが検出
される。
基準偏差量設定器１１には、特性曲線Ｃにより得られる
Ｆ，・Ｆ，の差△Ｃに必要な余裕値を加えた基準偏差が
設定されており、この基準偏差と前記差動増幅器９で検
出された差△Ｄとを差動増幅器１０で比較すると、出力
信号Ｅが検出される。これは周波数成分子３の値が周波
数成分子１よりも基準偏差量ΔＣ以上に増大した特徴を
示しており、バイト摩粍の異常状態になつたことをあら
れしている。この信号Ｅは装置の停止などの制御に使用
することもでき、またオペレータ用の表示、警報として
も使用される。上述の実施例では、運転パラメータとし
てバイトの摩耗を例示したが、他のパラメータについて
もどの周波数帯域に特徴のある変化が生じるかをあらか
じめ検出しておけばよく、また複数のパラメータを複合
した場合も同様である。
Ｆ，・Ｆ，の差△Ｃに必要な余裕値を加えた基準偏差が
設定されており、この基準偏差と前記差動増幅器９で検
出された差△Ｄとを差動増幅器１０で比較すると、出力
信号Ｅが検出される。これは周波数成分子３の値が周波
数成分子１よりも基準偏差量ΔＣ以上に増大した特徴を
示しており、バイト摩粍の異常状態になつたことをあら
れしている。この信号Ｅは装置の停止などの制御に使用
することもでき、またオペレータ用の表示、警報として
も使用される。上述の実施例では、運転パラメータとし
てバイトの摩耗を例示したが、他のパラメータについて
もどの周波数帯域に特徴のある変化が生じるかをあらか
じめ検出しておけばよく、また複数のパラメータを複合
した場合も同様である。
複数の異常運転状態について監視を行なう場合は、各周
波数帯域のうちそれぞれの異常運転状態における特徴周
波数帯域の出力を選んで結合した複数の差動増幅器をそ
なえておけばよく、さらに電子計算機を用いることによ
り、多数の周波数帯域に分割して特徴をより精密にし、
あるいは多種類の異常状態の波形分析を行なうことがで
きる。
波数帯域のうちそれぞれの異常運転状態における特徴周
波数帯域の出力を選んで結合した複数の差動増幅器をそ
なえておけばよく、さらに電子計算機を用いることによ
り、多数の周波数帯域に分割して特徴をより精密にし、
あるいは多種類の異常状態の波形分析を行なうことがで
きる。
（本発明の効果）本発明は上記したように、機械または
装置の標準運転状態において駆動電動機に印加される瞬
時電力波形の周波数スペクトル分布と、１個または複数
個の運転パラメータを変化させた種々の異常運転状態に
おける１駆動電動機に印加される瞬時電力波形の周波数
スペタトル分布とを比較し、各異常運転状態ごとに小さ
い変化と大きい変化を示すような特徴のある変化を示す
周波数成分を選定し、監視される運転状態の駆動電動機
に印加されている瞬時電力波形における周波数成分のう
ち前記選定された周波数成分の差をとり出して標準伊転
状態のときの当該周波数成分の差に応じた基準偏差と比
較し、基準偏差を超えることにより当該周波数成分を選
定した異常運転状態にあることを検出するようにしてあ
るから、機械あるいは装置自体に変更を加えることなく
運転中に異常状態を監視することができ、あらかじめ設
定した異常状態の特徴に合致した場合にそれと同じ異常
が発生したことを検出するので、適正な監視を行なうこ
とができる。
装置の標準運転状態において駆動電動機に印加される瞬
時電力波形の周波数スペクトル分布と、１個または複数
個の運転パラメータを変化させた種々の異常運転状態に
おける１駆動電動機に印加される瞬時電力波形の周波数
スペタトル分布とを比較し、各異常運転状態ごとに小さ
い変化と大きい変化を示すような特徴のある変化を示す
周波数成分を選定し、監視される運転状態の駆動電動機
に印加されている瞬時電力波形における周波数成分のう
ち前記選定された周波数成分の差をとり出して標準伊転
状態のときの当該周波数成分の差に応じた基準偏差と比
較し、基準偏差を超えることにより当該周波数成分を選
定した異常運転状態にあることを検出するようにしてあ
るから、機械あるいは装置自体に変更を加えることなく
運転中に異常状態を監視することができ、あらかじめ設
定した異常状態の特徴に合致した場合にそれと同じ異常
が発生したことを検出するので、適正な監視を行なうこ
とができる。
なお、連続運転における各サイクルごとの瞬時電力波形
から特定の周波数成分をとり出すようにしており、連続
運転中のサイクル数をカウントすることができるので、
加工された製品の数を計測することもできる。
から特定の周波数成分をとり出すようにしており、連続
運転中のサイクル数をカウントすることができるので、
加工された製品の数を計測することもできる。
第１図は本発明の実施例を示すプロツク図、第２図は瞬
時電力波形の例を示す特性曲線図、第３図は第２図に示
す波形の周波数スペクトル分布特性曲線図である。 １は駆動電動機、２は装置、３は電源、５は変流器、６
は掛算器、７，８は帯域通過フイルタ、９，１０は差動
増幅器、１１は基準偏差量設定器である。
時電力波形の例を示す特性曲線図、第３図は第２図に示
す波形の周波数スペクトル分布特性曲線図である。 １は駆動電動機、２は装置、３は電源、５は変流器、６
は掛算器、７，８は帯域通過フイルタ、９，１０は差動
増幅器、１１は基準偏差量設定器である。
Claims (1)
- １ 機械または装置の標準運転状態において駆動電動機
に印加される瞬時電力波形の周波数スペクトル分布と、
１個または数個の運転パラメータを異常状態に変化させ
た種々の異常運転状態において駆動電動機に印加される
瞬時電力波形の周波数スペクトル分布とを比較して、各
異常運転状態ごとに特徴のある変化を示す周波数成分を
選定し、監視される運転状態の駆動電動機に印加されて
いる瞬時電力波形の周波数成分のうち前記選定された周
波数成分の変化が、前記異常運転状態の周波数成分の変
化とその特徴が合致した異常運転状態を検出するように
した電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状態監
視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49111870A JPS592047B2 (ja) | 1974-09-28 | 1974-09-28 | 電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状態監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49111870A JPS592047B2 (ja) | 1974-09-28 | 1974-09-28 | 電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状態監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5139377A JPS5139377A (ja) | 1976-04-01 |
| JPS592047B2 true JPS592047B2 (ja) | 1984-01-17 |
Family
ID=14572215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49111870A Expired JPS592047B2 (ja) | 1974-09-28 | 1974-09-28 | 電動機で駆動される機械ならびに装置の運転状態監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592047B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6279344U (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 |
-
1974
- 1974-09-28 JP JP49111870A patent/JPS592047B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6279344U (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5139377A (ja) | 1976-04-01 |
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