フィレットローラの欠損判定装置およびその方法
【課題】簡易な制御でありながら、精度よくフィレットローラの欠損を判定する。
【解決手段】逐次算出した所定時間あたりの電力変化量ΔＰｉを用いて電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを算出し（ステップＳ１０２〜Ｓ１０８，Ｓ１１４）、電力変化量積算値ΔＰｊと電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとを含む直近２０ケの電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊを用いて許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定して（ステップＳ１１２〜Ｓ１１８）、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊが許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊの範囲内であるか否かによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この結果、簡易な制御で欠損判定をすることができる。
【解決手段】逐次算出した所定時間あたりの電力変化量ΔＰｉを用いて電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを算出し（ステップＳ１０２〜Ｓ１０８，Ｓ１１４）、電力変化量積算値ΔＰｊと電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとを含む直近２０ケの電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊを用いて許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定して（ステップＳ１１２〜Ｓ１１８）、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊが許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊの範囲内であるか否かによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この結果、簡易な制御で欠損判定をすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィレットローラの欠損判定装置およびその方法に関し、特に、電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置におけるフィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のフィレットローラの欠損判定装置としては、振動センサにより検出したロール掛け作動に起因する振動量に基づいてフィレットローラが欠損したか否かを判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この装置では、検出した振動が予め定めた基準レベルを超えた場合に、フィレットローラに欠損が生じたと判定する。
また、従来から、工具を駆動するモータの電力値に基づいて工具の欠損を判定する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
この装置では、複数サイクルの加工を行なったときの複数の電力波形から、同一サンプリグ箇所毎に平均値および標準偏差を求め、これから許容範囲を設定し、実測電力値が許容範囲を超えたときに、工具が欠損したと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１２１６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４１９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の前者の欠損判定装置では、ロール掛け作動に起因する振動量だけを検出することは困難であり、精度良く判定することができない。また、振動センサが複数必要であるなど非常に高価である。一方、後者の欠損判定装置をフィレットローラに適用することも考えられるが、扱うデータ数が多く、大きな記憶容量が必要になるとともに、制御が複雑なものとなる。
本発明のフィレットローラの欠損判定装置およびその方法は、簡易な制御でありながら、精度良くフィレットローラの欠損を判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の主目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、フィレットロール加工の際にワークを回転する電動機の所定時間当たりの電力変化量をフィレットロール加工１サイクル分積算した値を用いることにより、フィレットローラの欠損判定を高めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明のフィレットローラの欠損判定装置は、
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定装置であって、
前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出する電力検出手段と、
前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出する電力変化量算出手段と、
算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算する電力変化量積算手段と、
前記電力変化量積算値を記憶する記憶手段と、
記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、
今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する欠損判定手段と、
を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
この本発明のフィレットローラの欠損判定装置では、所定時間あたりの電力変化量を逐次算出し、算出した電力変化量を積算して電力変化量積算値を求めるとともに記憶し、記憶された複数の電力変化量積算値に基づいて積算値許容範囲を設定する。そして、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲内であればフィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲外であればフィレットローラは欠損していると判定する。
１回のフィレットロール加工を通して電力変化量積算値が許容範囲内であるか否かを判定するだけでフィレットローラに欠損が生じたか否かを判定するから、簡易な制御で済む。しかも、電力変化量積算値はフィレットローラの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つであることから、精度良くフィレットローラの欠損を判定することができる。
【０００７】
こうした本発明のフィレットローラの欠損判定装置において、前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量積算値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記積算値許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、電力変化量積算値の判定を精度良く行うことができる。この結果、フィレットローラの欠損判定を精度良く判定することができる。
【０００８】
また、本発明のフィレットローラの欠損判定装置において、前記電力変化量算出手段により算出した前記電力変化量の中から最大値としての電力変化量最大値を抽出する抽出手段を備え、前記記憶手段は、前記抽出手段によって抽出された前記電力変化量最大値を記憶する手段であり、前記許容範囲設定手段は、記憶された複数の前記電力変化量最大値に基づいて該電力変化量最大値の許容範囲としての最大値許容範囲を設定する手段であり、前記欠損判定手段は、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であるとともに今回抽出した前記電力変化量最大値が前記最大値許容範囲外であるときに前記フィレットローラが欠損していると判定する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、フィレットローラの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つである電力変化量積算値と電力変化量最大値とを用いて、何れもが許容範囲外となったときにだけフィレットローラが欠損していると判定するから、フィレットローラの欠損をより精度良く判定することができる。
【０００９】
さらに、本発明のフィレットローラの欠損判定装置において、前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量最大値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記最大値許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、電力変化量最大値の判定を精度良く行うことができる。この結果、フィレットローラの欠損判定を精度良く判定することができる。
【００１０】
本発明のフィレットローラの欠損判定方法は、
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定方法であって、
（ａ）前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出し、
（ｂ）前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出し、
（ｃ）算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算し、
（ｄ）前記電力変化量積算値を記憶し、
（ｅ）記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定し、
（ｆ）今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する
ことを要旨とする。
【００１１】
この本発明のフィレットローラの欠損判定方法では、所定時間あたりの電力変化量を逐次算出し、算出した電力変化量を積算して電力変化量積算値を求めるとともに記憶し、記憶された複数の電力変化量積算値に基づいて積算値許容範囲を設定する。そして、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲内であればフィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲外であればフィレットローラは欠損していると判定する。
１回のフィレットロール加工を通して電力変化量積算値が許容範囲内であるか否かを判定するだけでフィレットローラに欠損が生じたか否かを判定するから、簡易な制御で済む。しかも、電力変化量積算値はフィレットローラの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つであることから、精度良くフィレットローラの欠損を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例であるフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１の構成の概略を示す構成図である。
【図２】フィレットロール加工装置３０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】フィレットロール加工装置３０の要部を拡大して示す拡大図である。
【図４】フィレットローラ欠損判定装置１０により実行されるフィレットローラ欠損判定処理の一例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】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例であるフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１の構成の概略を示す構成図である。
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えるフィレットロール加工システム１は、図示するように、ベース２と、ベース２上に取り付けられたレール２ａ上を移動可能に配置された駆動ヘッド４と、同じくレール２ａ上を移動可能に駆動ヘッド４に対向配置された従動ヘッド６と、レール２ａに対してほぼ直交するようにベース２上に取り付けられたレール２ｂ上を移動可能に配置されたフィレットロール加工装置３０と、フィレットロール加工装置３０におけるフィレットローラＲの欠損の有無を判定する実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット５０とを備える。
【００１４】
駆動ヘッド４は、駆動ヘッドモータＭと、駆動ヘッドモータＭの回転軸に接続されるとともにワークとしてのクランクシャフトＣＳの一端を掴む駆動側チャック４ａとを備えており、ベース２上に固定配置された駆動ヘッド用エアシリンダ１４の作動によりレール２ａ上を往復動（図１中左右方向）する。
【００１５】
従動ヘッド６は、駆動ヘッド４の駆動側チャック４ａと同心状であってクランクシャフトＣＳの他端を支持可能なセンタ６ａを備えており、ベース２上に固定配置された従動ヘッド用エアシリンダ１６の作動によりレール２ａ上を往復動（図１中左右方向）する。即ち、クランクシャフトＣＳは、一端側を駆動側チャック４ａでチャックされ、他端側をセンタ６ａにより支持されて、駆動ヘッドモータMの回転駆動によりクランクシャフトＣＳの図示しないジャーナル部Ｊを中心として回転する。
【００１６】
図２は、フィレットロール加工装置３０の構成の概略を示す構成図である。
フィレットロール加工装置３０は、図示するように、レール２ｂ上を移動可能に配置されたテーブル３２と、テーブル３２上に固定配置された支持プレート３４と、クランクシャフトＣＳの軸線と平行な支軸３１によって支持プレート３４に揺動可能に取り付けられた上部アーム３６と、同じく支軸３１によって支持プレート３４に揺動可能に取り付けられた下部アーム３８と、上部アーム３６の一端側に取り付けられたロールカセット４０と、ロールカセット４０に対向するように下部アーム３８の一端側に取り付けられたワークレスト４２と、上部アーム３６および下部アーム３８の他端側に架橋的に接続された加圧シリンダ４４とを備えており、加圧シリンダ４４のロッド４４ａの伸縮作動により上部アーム３６および下部アーム３８の一端側が開閉する（支軸３１を中心に揺動する）ように構成されている。
なお、フィレットロール加工装置３０は、図１に示すように、クランクシャフトＣＳの加工部位であるジャーナル部およびピン部ごとに独立して支持プレート３４，上部アーム３６，下部アーム３８，ロールカセット４０，ワークレスト４２および加圧シリンダ４４をそれぞれ有している。また、フィレットロール加工装置３０は、ベース２に固定配置されたテーブル用エアシリンダ１８の作動によりテーブル３２をレール２ｂ上で往復動（図２中左右方向）することによって、クランクシャフトＣＳに接近したり遠ざかったりする。
【００１７】
図３は、フィレットロール加工装置３０の要部を拡大して示す拡大図である。
ロールカセット４０には、図示するように、バックアップローラ４０ａを介して図示しないカセットハウジングに回転可能に保持されたフィレットローラＲを備えており、クランクシャフトＣＳのジャーナル部Ｊのフィレット部ｆやピン部Ｐのフィレット部ｆを加圧加工する。図３では、ジャーナル部Ｊの両端のフィレット部ｆ，ｆを加圧加工するために、ほぼハの字状の一対のフィレットローラＲ，Ｒが記載されているが、片側のフィレット部ｆだけを加圧加工する場合には、何れか一方のフィレットローラＲがあれば良いのは言うまでもない。
【００１８】
ワークレスト４２は、図２に示すように、クランクシャフトＣＳの周方向に沿って配置された一対のレストローラ４２ａを備えており、フィレットローラＲによりクランクシャフトＣＳのジャーナル部Ｊのフィレット部ｆやピン部Ｐのフィレット部ｆをフィレットロール加工する際に、クランクシャフトＣＳのジャーナル部Ｊのフィレット部ｆを除く軸方向のほぼ全域やピン部Ｐのフィレット部ｆを除く軸方向のほぼ全域に接触してクランクシャフトＣＳの下部側を支持する。
【００１９】
フィレットローラ欠損判定装置１０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサを備え、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７６と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７４と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。フィレットローラ欠損判定装置１０には、フィレットローラＲの欠損の有無を判定するために必要な信号、例えば、駆動ヘッドモータＭに供給される電力を検出する電力計８２からの電力などが入力されている。フィレットローラ欠損判定装置１０は、後述する電子制御ユニット５０と通信しており、必要に応じて駆動ヘッドモータＭに供給される電力に関するデータを電子制御ユニット５０に出力する。
【００２０】
電子制御ユニット５０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、操作パネル（図示せず）で設定された指示を受けて、フィレットロール加工装置３０の動作制御や駆動ヘッドモータＭへの電力量，駆動ヘッド用エアシリンダ１４や従動ヘッド用エアシリンダ１６，テーブル用エアシリンダ１８へのエア供給の切替えを行う切替弁８４の駆動制御など装置全体の運転制御を行う。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えるフィレットロール加工システム１の動作、特に、フィレットローラ欠損判定装置１０によるフィレットローラＲの欠損の有無を判定する際の動作について説明する。
図４は、フィレットローラ欠損判定装置１０により実行されるフィレットローラ欠損判定処理の一例を示すフローチャートであり、フィレットロール加工の開始指示がなされてから、所定時間Ｔｓ経過したときに実行される。ここで、所定時間Ｔｓは、フィレットロール加工開始から電力の立ち上がりが終了するまでに必要な時間に設定される。なお、所定時間Ｔｓは、実施例では、フィレットロール加工の開始指示がなされてから図示しないタイマにより計時されるものとした。
【００２２】
フィレットローラ欠損判定処理が実行されると、フィレットローラ欠損判定装置１０のＣＰＵ７２は、先ず、後述する電力変化量最大値ΔＰｍａｘの値をリセット、即ち、値０にセットするとともに（ステップＳ１００）、電力計８２からの電力値Ｐを入力する（ステップＳ１０２）。そして、入力した電力値Ｐから電力変化量ΔＰｉを計算するとともに、計算した電力変化量ΔＰｉをＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量用バッファに格納する（ステップＳ１０４）。電力変化量ΔＰｉは、実施例では、今回読み込んだ電力値Ｐｎから前回読み込んだ電力値Ｐｎ−1を減じて絶対値を算出するものとした。
【００２３】
次に、算出した電力変化量ΔＰｉと電力変化量最大値ΔＰｍａｘとを比較する（ステップＳ１０６）。
この分岐に入ってくるのが初回の場合には、電力変化量最大値ΔＰｍａｘは値０に設定されているので、算出した電力変化量ΔＰｉを電力変化量最大値ΔＰｍａｘとしてＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量最大値一時保管用バッファに格納するとともに（ステップＳ１０８）、電力測定時間Ｔｍが経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１１０）。
一方、この分岐に入ってくるのが２回目以降の場合には、算出した電力変化量ΔＰｉと電力変化量最大値一時保管用バッファに格納された電力変化量最大値ΔＰｍａｘとを比較して（ステップＳ１０６）、算出した電力変化量ΔＰｉが電力変化量最大値ΔＰｍａｘよりも大きければ電力変化量ΔＰｉを電力変化量最大値ΔＰｍａｘに置き換えるとともに（ステップＳ１０８）、電力測定時間Ｔｍが経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１１０）。
また、算出した電力変化量ΔＰｉが電力変化量最大値ΔＰｍａｘ以下であれば何もせずに電力測定時間Ｔｍが経過した否かの判定を行う（ステップＳ１１０）。
電力測定時間Ｔｍは、実施例では、１回のフィレットロール加工に要する時間よりも若干短い時間に設定するものとした。これにより、加工終了時における電力の立下りの際の不安定な電力を判定から除外することができる。
【００２４】
電力測定時間Ｔｍが経過していないときには、電力測定時間Ｔｍが経過するまでステップＳ１０２からステップＳ１１０までの処理を繰り返し実行する。電力測定時間Ｔｍが経過すると、電力変化量最大値一時保管用バッファに格納されている電力変化量最大値ΔＰｍａｘを今回のフィレットロール加工における電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとしてＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量最大値用バッファに格納する（ステップＳ１１２）。
【００２５】
続いて、今回のフィレットロール加工における電力変化量積算値ΔＰｊを計算するとともに、計算した電力変化量積算値ΔＰｊをＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量積算値用バッファに格納する（ステップＳ１１４）。
そして、今回、電力変化量最大値用バッファおよび電力変化量積算値用バッファに格納された電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊを含む、電力変化量最大値用バッファおよび電力変化量積算値用バッファに格納された直近の２０ケの電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊを用いて、今回のフィレットロール加工における電力変化量最大値の移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖおよび電力変化量積算値の移動平均値ΔＰｊｍａｖと、今回のフィレットロール加工における電力変化量最大値の標準偏差σｍｊおよび電力変化量積算値の標準偏差σｓｊとを算出する（ステップＳ１１６）。
ここで、各移動平均値ΔPｍａｘｊｍａｖやΔPｊｍａｖおよび各標準偏差σｍｊやσｓｊは、周知の移動平均値算出方法および標準偏差算出方法により求めることができる。実施例では、移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖは、前回に求めた移動平均値ΔPｍａｘ（ｊ−１）ｍａｖに、今回求めた電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを値２０で除したものを加え、一番古い、即ち２１ケ前に電力変化量最大値用バッファに格納した電力変化量最大値ΔＰｍａｘ（ｊ−２０）を値２０で除したものを差し引くことにより求めるものとした。
また、標準偏差σｍｊは、今回求めた電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを含む過去２０ケの電力変化量最大値ΔＰｍａｘ（ｊ−１９）〜ΔＰｍａｘｊのそれぞれと今回求めた移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖとの差の総和を求め、二乗平均平方根をとるものとした。
【００２６】
こうして求めた移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖ，ΔＰｊｍａｖおよび標準偏差σｍｊ，σｓｊから電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊの許容値範囲を設定する（ステップＳ１１８）。電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊの許容値範囲は、実施例では、各移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖ，ΔＰｊｍａｖに、各標準偏差σｍｊ，σｓｊに定数３を乗じたものを加減算することにより設定するものとし、それぞれΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊおよびΔＰｊｍａｖ±３σｓｊとした。
【００２７】
そして、今回求めた電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊと電力変化量積算値ΔＰｊが許容値範囲ΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊおよびΔＰｊｍａｖ±３σｓｊの範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、何れか一方でも許容値範囲内であればフィレットロールの工具は正常であると判断し（ステップＳ１２２）、何れもが許容値範囲外であったときにフィレットロールの工具に異常が発生したと判断して（ステップＳ１２４）、本処理を終了する。
【００２８】
以上説明した実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１によれば、逐次算出した所定時間あたりの電力変化量ΔＰｉを用いて今回のフィレットロール加工における電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを算出し、電力変化量積算値ΔＰｊと電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとを含む電力変化量積算値用バッファおよび電力変化量最大値用バッファに格納された直近２０ケの電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊを用いて許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定して、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊが許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊの範囲内であるか否かによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定するから、フィレットローラＲの欠損判定を簡易な制御とすることができる。即ち、従来のように、所定時間毎に許容値範囲を設定する必要がなく、１回のフィレットロール加工を通して電力変化量積算値ΔＰｊと電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとが許容範囲内であるか否かを判定するだけで良い。しかも、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊは、フィレットローラＲの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つであることから、精度良くフィレットローラＲの欠損を判定することができる。
【００２９】
また、実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１によれば、今回のフィレットロール加工における電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを含む直近２０ケの電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊを用いて許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定するから、フィレットローラＲの欠損判定をより精度良く判定することができる。
【００３０】
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１では、装置全体の運転制御を行う電子制御ユニット５０とは別にフィレットローラ欠損判定装置１０を設けるものとしたが、フィレットローラ欠損判定装置１０は設けず電子制御ユニット５０がフィレットローラＲの欠損を判定するものとしても構わない。
【００３１】
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１では、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを算出し、算出した電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊが、許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊの範囲内であるか否かによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定するものとしたが、電力変化量積算値ΔＰｊのみを算出し、算出した電力変化量積算値ΔＰｊが許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊの範囲内であるか否かのみによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定するものとしても差し支えない。
【００３２】
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１では、各移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖ，ΔＰｊｍａｖに、各標準偏差σｍｊ，σｓｊに定数３を乗じたものを加減算することにより許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定するものとしたが、各標準偏差σｍｊ，σｓｊに乗じる定数は３に限られることはなく、２や４など如何なる値であっても構わない。また、例えば、許容値範囲をΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±４σｍｊなどとするなど各標準偏差σｍｊ，σｓｊに乗じる値を互いに異なるものとしても構わない。
【００３３】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】
１ フィレットロール加工システム
２ ベース
２ａ，２ｂ レール
４ 駆動ヘッド
４ａ 駆動側チャック
６ 従動ヘッド
６ａ センタ
１０ フィレットローラ欠損判定装置
１４ 駆動ヘッド用エアシリンダ
１６ 従動ヘッド用エアシリンダ
１８ テーブル用エアシリンダ
３０ フィレットロール加工装置
３１ 支軸
３２ テーブル
３４ 支持プレート
３６ 上部アーム
３８ 下部アーム
４０ ロールカセット
４０ａ バックアップローラ
４２ ワークレスト
４４ 加圧シリンダ
４４ａ ロッド
５０ 電子制御ユニット
７２ ＣＰＵ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
８２ 電力計
８４ 切替弁
ＣＳ クランクシャフト
Ｍ 駆動ヘッドモータ
Ｒ フィレットローラ
Ｊ ジャーナル部
ｆ フィレット部
Ｐ ピン部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィレットローラの欠損判定装置およびその方法に関し、特に、電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置におけるフィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のフィレットローラの欠損判定装置としては、振動センサにより検出したロール掛け作動に起因する振動量に基づいてフィレットローラが欠損したか否かを判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この装置では、検出した振動が予め定めた基準レベルを超えた場合に、フィレットローラに欠損が生じたと判定する。
また、従来から、工具を駆動するモータの電力値に基づいて工具の欠損を判定する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
この装置では、複数サイクルの加工を行なったときの複数の電力波形から、同一サンプリグ箇所毎に平均値および標準偏差を求め、これから許容範囲を設定し、実測電力値が許容範囲を超えたときに、工具が欠損したと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１２１６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４１９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の前者の欠損判定装置では、ロール掛け作動に起因する振動量だけを検出することは困難であり、精度良く判定することができない。また、振動センサが複数必要であるなど非常に高価である。一方、後者の欠損判定装置をフィレットローラに適用することも考えられるが、扱うデータ数が多く、大きな記憶容量が必要になるとともに、制御が複雑なものとなる。
本発明のフィレットローラの欠損判定装置およびその方法は、簡易な制御でありながら、精度良くフィレットローラの欠損を判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の主目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、フィレットロール加工の際にワークを回転する電動機の所定時間当たりの電力変化量をフィレットロール加工１サイクル分積算した値を用いることにより、フィレットローラの欠損判定を高めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明のフィレットローラの欠損判定装置は、
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定装置であって、
前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出する電力検出手段と、
前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出する電力変化量算出手段と、
算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算する電力変化量積算手段と、
前記電力変化量積算値を記憶する記憶手段と、
記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、
今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する欠損判定手段と、
を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
この本発明のフィレットローラの欠損判定装置では、所定時間あたりの電力変化量を逐次算出し、算出した電力変化量を積算して電力変化量積算値を求めるとともに記憶し、記憶された複数の電力変化量積算値に基づいて積算値許容範囲を設定する。そして、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲内であればフィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲外であればフィレットローラは欠損していると判定する。
１回のフィレットロール加工を通して電力変化量積算値が許容範囲内であるか否かを判定するだけでフィレットローラに欠損が生じたか否かを判定するから、簡易な制御で済む。しかも、電力変化量積算値はフィレットローラの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つであることから、精度良くフィレットローラの欠損を判定することができる。
【０００７】
こうした本発明のフィレットローラの欠損判定装置において、前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量積算値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記積算値許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、電力変化量積算値の判定を精度良く行うことができる。この結果、フィレットローラの欠損判定を精度良く判定することができる。
【０００８】
また、本発明のフィレットローラの欠損判定装置において、前記電力変化量算出手段により算出した前記電力変化量の中から最大値としての電力変化量最大値を抽出する抽出手段を備え、前記記憶手段は、前記抽出手段によって抽出された前記電力変化量最大値を記憶する手段であり、前記許容範囲設定手段は、記憶された複数の前記電力変化量最大値に基づいて該電力変化量最大値の許容範囲としての最大値許容範囲を設定する手段であり、前記欠損判定手段は、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であるとともに今回抽出した前記電力変化量最大値が前記最大値許容範囲外であるときに前記フィレットローラが欠損していると判定する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、フィレットローラの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つである電力変化量積算値と電力変化量最大値とを用いて、何れもが許容範囲外となったときにだけフィレットローラが欠損していると判定するから、フィレットローラの欠損をより精度良く判定することができる。
【０００９】
さらに、本発明のフィレットローラの欠損判定装置において、前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量最大値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記最大値許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、電力変化量最大値の判定を精度良く行うことができる。この結果、フィレットローラの欠損判定を精度良く判定することができる。
【００１０】
本発明のフィレットローラの欠損判定方法は、
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定方法であって、
（ａ）前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出し、
（ｂ）前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出し、
（ｃ）算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算し、
（ｄ）前記電力変化量積算値を記憶し、
（ｅ）記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定し、
（ｆ）今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する
ことを要旨とする。
【００１１】
この本発明のフィレットローラの欠損判定方法では、所定時間あたりの電力変化量を逐次算出し、算出した電力変化量を積算して電力変化量積算値を求めるとともに記憶し、記憶された複数の電力変化量積算値に基づいて積算値許容範囲を設定する。そして、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲内であればフィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した電力変化量積算値が設定した積算値許容範囲外であればフィレットローラは欠損していると判定する。
１回のフィレットロール加工を通して電力変化量積算値が許容範囲内であるか否かを判定するだけでフィレットローラに欠損が生じたか否かを判定するから、簡易な制御で済む。しかも、電力変化量積算値はフィレットローラの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つであることから、精度良くフィレットローラの欠損を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例であるフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１の構成の概略を示す構成図である。
【図２】フィレットロール加工装置３０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】フィレットロール加工装置３０の要部を拡大して示す拡大図である。
【図４】フィレットローラ欠損判定装置１０により実行されるフィレットローラ欠損判定処理の一例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】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例であるフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１の構成の概略を示す構成図である。
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えるフィレットロール加工システム１は、図示するように、ベース２と、ベース２上に取り付けられたレール２ａ上を移動可能に配置された駆動ヘッド４と、同じくレール２ａ上を移動可能に駆動ヘッド４に対向配置された従動ヘッド６と、レール２ａに対してほぼ直交するようにベース２上に取り付けられたレール２ｂ上を移動可能に配置されたフィレットロール加工装置３０と、フィレットロール加工装置３０におけるフィレットローラＲの欠損の有無を判定する実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット５０とを備える。
【００１４】
駆動ヘッド４は、駆動ヘッドモータＭと、駆動ヘッドモータＭの回転軸に接続されるとともにワークとしてのクランクシャフトＣＳの一端を掴む駆動側チャック４ａとを備えており、ベース２上に固定配置された駆動ヘッド用エアシリンダ１４の作動によりレール２ａ上を往復動（図１中左右方向）する。
【００１５】
従動ヘッド６は、駆動ヘッド４の駆動側チャック４ａと同心状であってクランクシャフトＣＳの他端を支持可能なセンタ６ａを備えており、ベース２上に固定配置された従動ヘッド用エアシリンダ１６の作動によりレール２ａ上を往復動（図１中左右方向）する。即ち、クランクシャフトＣＳは、一端側を駆動側チャック４ａでチャックされ、他端側をセンタ６ａにより支持されて、駆動ヘッドモータMの回転駆動によりクランクシャフトＣＳの図示しないジャーナル部Ｊを中心として回転する。
【００１６】
図２は、フィレットロール加工装置３０の構成の概略を示す構成図である。
フィレットロール加工装置３０は、図示するように、レール２ｂ上を移動可能に配置されたテーブル３２と、テーブル３２上に固定配置された支持プレート３４と、クランクシャフトＣＳの軸線と平行な支軸３１によって支持プレート３４に揺動可能に取り付けられた上部アーム３６と、同じく支軸３１によって支持プレート３４に揺動可能に取り付けられた下部アーム３８と、上部アーム３６の一端側に取り付けられたロールカセット４０と、ロールカセット４０に対向するように下部アーム３８の一端側に取り付けられたワークレスト４２と、上部アーム３６および下部アーム３８の他端側に架橋的に接続された加圧シリンダ４４とを備えており、加圧シリンダ４４のロッド４４ａの伸縮作動により上部アーム３６および下部アーム３８の一端側が開閉する（支軸３１を中心に揺動する）ように構成されている。
なお、フィレットロール加工装置３０は、図１に示すように、クランクシャフトＣＳの加工部位であるジャーナル部およびピン部ごとに独立して支持プレート３４，上部アーム３６，下部アーム３８，ロールカセット４０，ワークレスト４２および加圧シリンダ４４をそれぞれ有している。また、フィレットロール加工装置３０は、ベース２に固定配置されたテーブル用エアシリンダ１８の作動によりテーブル３２をレール２ｂ上で往復動（図２中左右方向）することによって、クランクシャフトＣＳに接近したり遠ざかったりする。
【００１７】
図３は、フィレットロール加工装置３０の要部を拡大して示す拡大図である。
ロールカセット４０には、図示するように、バックアップローラ４０ａを介して図示しないカセットハウジングに回転可能に保持されたフィレットローラＲを備えており、クランクシャフトＣＳのジャーナル部Ｊのフィレット部ｆやピン部Ｐのフィレット部ｆを加圧加工する。図３では、ジャーナル部Ｊの両端のフィレット部ｆ，ｆを加圧加工するために、ほぼハの字状の一対のフィレットローラＲ，Ｒが記載されているが、片側のフィレット部ｆだけを加圧加工する場合には、何れか一方のフィレットローラＲがあれば良いのは言うまでもない。
【００１８】
ワークレスト４２は、図２に示すように、クランクシャフトＣＳの周方向に沿って配置された一対のレストローラ４２ａを備えており、フィレットローラＲによりクランクシャフトＣＳのジャーナル部Ｊのフィレット部ｆやピン部Ｐのフィレット部ｆをフィレットロール加工する際に、クランクシャフトＣＳのジャーナル部Ｊのフィレット部ｆを除く軸方向のほぼ全域やピン部Ｐのフィレット部ｆを除く軸方向のほぼ全域に接触してクランクシャフトＣＳの下部側を支持する。
【００１９】
フィレットローラ欠損判定装置１０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサを備え、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７６と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７４と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。フィレットローラ欠損判定装置１０には、フィレットローラＲの欠損の有無を判定するために必要な信号、例えば、駆動ヘッドモータＭに供給される電力を検出する電力計８２からの電力などが入力されている。フィレットローラ欠損判定装置１０は、後述する電子制御ユニット５０と通信しており、必要に応じて駆動ヘッドモータＭに供給される電力に関するデータを電子制御ユニット５０に出力する。
【００２０】
電子制御ユニット５０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、操作パネル（図示せず）で設定された指示を受けて、フィレットロール加工装置３０の動作制御や駆動ヘッドモータＭへの電力量，駆動ヘッド用エアシリンダ１４や従動ヘッド用エアシリンダ１６，テーブル用エアシリンダ１８へのエア供給の切替えを行う切替弁８４の駆動制御など装置全体の運転制御を行う。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えるフィレットロール加工システム１の動作、特に、フィレットローラ欠損判定装置１０によるフィレットローラＲの欠損の有無を判定する際の動作について説明する。
図４は、フィレットローラ欠損判定装置１０により実行されるフィレットローラ欠損判定処理の一例を示すフローチャートであり、フィレットロール加工の開始指示がなされてから、所定時間Ｔｓ経過したときに実行される。ここで、所定時間Ｔｓは、フィレットロール加工開始から電力の立ち上がりが終了するまでに必要な時間に設定される。なお、所定時間Ｔｓは、実施例では、フィレットロール加工の開始指示がなされてから図示しないタイマにより計時されるものとした。
【００２２】
フィレットローラ欠損判定処理が実行されると、フィレットローラ欠損判定装置１０のＣＰＵ７２は、先ず、後述する電力変化量最大値ΔＰｍａｘの値をリセット、即ち、値０にセットするとともに（ステップＳ１００）、電力計８２からの電力値Ｐを入力する（ステップＳ１０２）。そして、入力した電力値Ｐから電力変化量ΔＰｉを計算するとともに、計算した電力変化量ΔＰｉをＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量用バッファに格納する（ステップＳ１０４）。電力変化量ΔＰｉは、実施例では、今回読み込んだ電力値Ｐｎから前回読み込んだ電力値Ｐｎ−1を減じて絶対値を算出するものとした。
【００２３】
次に、算出した電力変化量ΔＰｉと電力変化量最大値ΔＰｍａｘとを比較する（ステップＳ１０６）。
この分岐に入ってくるのが初回の場合には、電力変化量最大値ΔＰｍａｘは値０に設定されているので、算出した電力変化量ΔＰｉを電力変化量最大値ΔＰｍａｘとしてＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量最大値一時保管用バッファに格納するとともに（ステップＳ１０８）、電力測定時間Ｔｍが経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１１０）。
一方、この分岐に入ってくるのが２回目以降の場合には、算出した電力変化量ΔＰｉと電力変化量最大値一時保管用バッファに格納された電力変化量最大値ΔＰｍａｘとを比較して（ステップＳ１０６）、算出した電力変化量ΔＰｉが電力変化量最大値ΔＰｍａｘよりも大きければ電力変化量ΔＰｉを電力変化量最大値ΔＰｍａｘに置き換えるとともに（ステップＳ１０８）、電力測定時間Ｔｍが経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１１０）。
また、算出した電力変化量ΔＰｉが電力変化量最大値ΔＰｍａｘ以下であれば何もせずに電力測定時間Ｔｍが経過した否かの判定を行う（ステップＳ１１０）。
電力測定時間Ｔｍは、実施例では、１回のフィレットロール加工に要する時間よりも若干短い時間に設定するものとした。これにより、加工終了時における電力の立下りの際の不安定な電力を判定から除外することができる。
【００２４】
電力測定時間Ｔｍが経過していないときには、電力測定時間Ｔｍが経過するまでステップＳ１０２からステップＳ１１０までの処理を繰り返し実行する。電力測定時間Ｔｍが経過すると、電力変化量最大値一時保管用バッファに格納されている電力変化量最大値ΔＰｍａｘを今回のフィレットロール加工における電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとしてＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量最大値用バッファに格納する（ステップＳ１１２）。
【００２５】
続いて、今回のフィレットロール加工における電力変化量積算値ΔＰｊを計算するとともに、計算した電力変化量積算値ΔＰｊをＲＡＭ７４の所定領域に設定された電力変化量積算値用バッファに格納する（ステップＳ１１４）。
そして、今回、電力変化量最大値用バッファおよび電力変化量積算値用バッファに格納された電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊを含む、電力変化量最大値用バッファおよび電力変化量積算値用バッファに格納された直近の２０ケの電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊを用いて、今回のフィレットロール加工における電力変化量最大値の移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖおよび電力変化量積算値の移動平均値ΔＰｊｍａｖと、今回のフィレットロール加工における電力変化量最大値の標準偏差σｍｊおよび電力変化量積算値の標準偏差σｓｊとを算出する（ステップＳ１１６）。
ここで、各移動平均値ΔPｍａｘｊｍａｖやΔPｊｍａｖおよび各標準偏差σｍｊやσｓｊは、周知の移動平均値算出方法および標準偏差算出方法により求めることができる。実施例では、移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖは、前回に求めた移動平均値ΔPｍａｘ（ｊ−１）ｍａｖに、今回求めた電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを値２０で除したものを加え、一番古い、即ち２１ケ前に電力変化量最大値用バッファに格納した電力変化量最大値ΔＰｍａｘ（ｊ−２０）を値２０で除したものを差し引くことにより求めるものとした。
また、標準偏差σｍｊは、今回求めた電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを含む過去２０ケの電力変化量最大値ΔＰｍａｘ（ｊ−１９）〜ΔＰｍａｘｊのそれぞれと今回求めた移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖとの差の総和を求め、二乗平均平方根をとるものとした。
【００２６】
こうして求めた移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖ，ΔＰｊｍａｖおよび標準偏差σｍｊ，σｓｊから電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊの許容値範囲を設定する（ステップＳ１１８）。電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊおよび電力変化量積算値ΔＰｊの許容値範囲は、実施例では、各移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖ，ΔＰｊｍａｖに、各標準偏差σｍｊ，σｓｊに定数３を乗じたものを加減算することにより設定するものとし、それぞれΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊおよびΔＰｊｍａｖ±３σｓｊとした。
【００２７】
そして、今回求めた電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊと電力変化量積算値ΔＰｊが許容値範囲ΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊおよびΔＰｊｍａｖ±３σｓｊの範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、何れか一方でも許容値範囲内であればフィレットロールの工具は正常であると判断し（ステップＳ１２２）、何れもが許容値範囲外であったときにフィレットロールの工具に異常が発生したと判断して（ステップＳ１２４）、本処理を終了する。
【００２８】
以上説明した実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１によれば、逐次算出した所定時間あたりの電力変化量ΔＰｉを用いて今回のフィレットロール加工における電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを算出し、電力変化量積算値ΔＰｊと電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとを含む電力変化量積算値用バッファおよび電力変化量最大値用バッファに格納された直近２０ケの電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊを用いて許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定して、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊが許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊの範囲内であるか否かによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定するから、フィレットローラＲの欠損判定を簡易な制御とすることができる。即ち、従来のように、所定時間毎に許容値範囲を設定する必要がなく、１回のフィレットロール加工を通して電力変化量積算値ΔＰｊと電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊとが許容範囲内であるか否かを判定するだけで良い。しかも、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊは、フィレットローラＲの欠損に対する指標のうち感度が高いものの一つであることから、精度良くフィレットローラＲの欠損を判定することができる。
【００２９】
また、実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１によれば、今回のフィレットロール加工における電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを含む直近２０ケの電力変化量積算値ΔＰｊ−１９〜ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊ−１９〜ΔＰｍａｘｊを用いて許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定するから、フィレットローラＲの欠損判定をより精度良く判定することができる。
【００３０】
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１では、装置全体の運転制御を行う電子制御ユニット５０とは別にフィレットローラ欠損判定装置１０を設けるものとしたが、フィレットローラ欠損判定装置１０は設けず電子制御ユニット５０がフィレットローラＲの欠損を判定するものとしても構わない。
【００３１】
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１では、電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊを算出し、算出した電力変化量積算値ΔＰｊおよび電力変化量最大値ΔＰｍａｘｊが、許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊの範囲内であるか否かによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定するものとしたが、電力変化量積算値ΔＰｊのみを算出し、算出した電力変化量積算値ΔＰｊが許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊの範囲内であるか否かのみによってフィレットローラＲが欠損しているか否かを判定するものとしても差し支えない。
【００３２】
実施例のフィレットローラ欠損判定装置１０を備えたフィレットロール加工システム１では、各移動平均値ΔＰｍａｘｊｍａｖ，ΔＰｊｍａｖに、各標準偏差σｍｊ，σｓｊに定数３を乗じたものを加減算することにより許容値範囲ΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±３σｍｊを設定するものとしたが、各標準偏差σｍｊ，σｓｊに乗じる定数は３に限られることはなく、２や４など如何なる値であっても構わない。また、例えば、許容値範囲をΔＰｊｍａｖ±３σｓｊおよびΔＰｍａｘｊｍａｖ±４σｍｊなどとするなど各標準偏差σｍｊ，σｓｊに乗じる値を互いに異なるものとしても構わない。
【００３３】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】
１ フィレットロール加工システム
２ ベース
２ａ，２ｂ レール
４ 駆動ヘッド
４ａ 駆動側チャック
６ 従動ヘッド
６ａ センタ
１０ フィレットローラ欠損判定装置
１４ 駆動ヘッド用エアシリンダ
１６ 従動ヘッド用エアシリンダ
１８ テーブル用エアシリンダ
３０ フィレットロール加工装置
３１ 支軸
３２ テーブル
３４ 支持プレート
３６ 上部アーム
３８ 下部アーム
４０ ロールカセット
４０ａ バックアップローラ
４２ ワークレスト
４４ 加圧シリンダ
４４ａ ロッド
５０ 電子制御ユニット
７２ ＣＰＵ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
８２ 電力計
８４ 切替弁
ＣＳ クランクシャフト
Ｍ 駆動ヘッドモータ
Ｒ フィレットローラ
Ｊ ジャーナル部
ｆ フィレット部
Ｐ ピン部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定装置であって、
前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出する電力検出手段と、
前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出する電力変化量算出手段と、
算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算する電力変化量積算手段と、
前記電力変化量積算値を記憶する記憶手段と、
記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、
今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する欠損判定手段と、
を備えるフィレットローラの欠損判定装置。
【請求項２】
前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量積算値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記積算値許容範囲を設定する手段である請求項１記載のフィレットローラの欠損判定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のフィレットローラの欠損判定装置であって、
前記電力変化量算出手段により算出した前記電力変化量の中から最大値としての電力変化量最大値を抽出する抽出手段を備え、
前記記憶手段は、前記抽出手段によって抽出された前記電力変化量最大値を記憶する手段であり、
前記許容範囲設定手段は、記憶された複数の前記電力変化量最大値に基づいて該電力変化量最大値の許容範囲としての最大値許容範囲を設定する手段であり、
前記欠損判定手段は、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であるとともに今回抽出した前記電力変化量最大値が前記最大値許容範囲外であるときに前記フィレットローラが欠損していると判定する手段である
フィレットローラの欠損判定装置。
【請求項４】
前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量最大値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記最大値許容範囲を設定する手段である請求項３記載のフィレットローラの欠損判定装置。
【請求項５】
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定方法であって、
（ａ）前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出し、
（ｂ）前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出し、
（ｃ）算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算し、
（ｄ）前記電力変化量積算値を記憶し、
（ｅ）記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定し、
（ｆ）今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する
フィレットローラの欠損判定方法。
【請求項１】
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定装置であって、
前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出する電力検出手段と、
前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出する電力変化量算出手段と、
算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算する電力変化量積算手段と、
前記電力変化量積算値を記憶する記憶手段と、
記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、
今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する欠損判定手段と、
を備えるフィレットローラの欠損判定装置。
【請求項２】
前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量積算値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記積算値許容範囲を設定する手段である請求項１記載のフィレットローラの欠損判定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のフィレットローラの欠損判定装置であって、
前記電力変化量算出手段により算出した前記電力変化量の中から最大値としての電力変化量最大値を抽出する抽出手段を備え、
前記記憶手段は、前記抽出手段によって抽出された前記電力変化量最大値を記憶する手段であり、
前記許容範囲設定手段は、記憶された複数の前記電力変化量最大値に基づいて該電力変化量最大値の許容範囲としての最大値許容範囲を設定する手段であり、
前記欠損判定手段は、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であるとともに今回抽出した前記電力変化量最大値が前記最大値許容範囲外であるときに前記フィレットローラが欠損していると判定する手段である
フィレットローラの欠損判定装置。
【請求項４】
前記許容範囲設定手段は、前記記憶手段により記憶された最新所定個の前記電力変化量最大値の移動平均および標準偏差を演算し、該移動平均と該標準偏差とに基づいて前記最大値許容範囲を設定する手段である請求項３記載のフィレットローラの欠損判定装置。
【請求項５】
電動機により回転するワークに押し当てるフィレットローラを備えるフィレットロール加工装置における前記フィレットローラの欠損を判定するフィレットローラの欠損判定方法であって、
（ａ）前記電動機の負荷電力を所定時間毎に検出し、
（ｂ）前記所定時間あたりの前記負荷電力の変化量を電力変化量として逐次算出し、
（ｃ）算出された前記電力変化量を電力変化量積算値として積算し、
（ｄ）前記電力変化量積算値を記憶し、
（ｅ）記憶された複数の前記電力変化量積算値に基づいて該電力変化量積算値の許容範囲としての積算値許容範囲を設定し、
（ｆ）今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲内であれば前記フィレットローラは欠損していないと判定し、今回積算した前記電力変化量積算値が前記積算値許容範囲外であれば前記フィレットローラは欠損していると判定する
フィレットローラの欠損判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２５８６４（Ｐ２０１２−１２５８６４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８６３０（Ｐ２０１０−２７８６３０）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（３９０００９８９６）愛知機械工業株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（３９０００９８９６）愛知機械工業株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
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