气动阀诊断方法、气动阀诊断装置及气动阀 【技术领域】
本发明涉及一种用于确认气动阀的动作状态的气动阀诊断方法、气动阀诊断装置及气动阀。
背景技术
在半导体生产线上液阀发生故障时,必须使生产线停止而更换液阀。为了防止因更换液阀而使生产线停止所造成的损害,需要定期进行液阀的更换。液阀在多数情况下不使用电磁阀而使用气动阀。
以往,作为液阀维修中的寿命诊断,有如专利文献1那样的诊断方法,其通过AE(Acoustic Emission:声发射技术,以下称为“AE”)传感器对AE波形及AE光谱图样进行观察记录。在此,所谓AE是指材料发生变形或开裂时材料将积蓄于内部的变形能量作为弹性波而释放的现象。利用设置于材料表面的变换元件即AE传感器对该弹性波进行检测,并通过进行信号处理而评价材料的破坏过程的方法就是AE法。
具体而言,专利文献1的发明的结构为,在气动阀的阀座部设置振动体,并由设置于阀座部附近的AE传感器和对来自该AE传感器的输出进行计测的AE计测装置构成。
专利文献1的作用为,振动体发生振动。由AE传感器对该振动进行检测,由信号解析装置进行解析,将其结果记录于AE计测装置。接着,在经过一定时间时通过同样的方法由AE传感器对振动进行检测,将其记录于AE计测装置。然后,在AE记录装置中对上次的振动和此次的振动进行比较,在振动明显不同时认为液阀达到寿命而进行更换。
专利文献1:日本特开平1-124739
但是,在专利文献1所记载的发明中,如果不将振动体设置于气动阀就不能对振动进行检测。将振动体设置于气动阀,不能使用普通的气动阀而需要使用特别定制的气动阀,因而,其制造上存在花费费用的问题。
另外,专利文献1所记载的发明中,由于将AE传感器设置于整个气动阀,因而需要多条配线,存在生产线拥挤而不能简约化的问题。此外,还存在AE传感器的部分花费较多的费用的问题。
另外,在使用专利文献1所记载的发明的情况下,由于具体的判定基准不明确,因而判定结果因维修人员而存在个人误差。
根据以上问题,希望有一种不需要振动体就可把握液阀即气动阀的动作状况而能够判断更换时间的诊断方法及可搬运的诊断装置。
【发明内容】
本发明为了解决上述问题而提出,其目的在于,提供一种气动阀的维修中的诊断方法、诊断装置及气动阀。
为了实现上述目的,本发明的一种实施方式的用于确认气动阀的动作状态的气动阀诊断方法、气动阀诊断装置及气动阀具有以下结构。
(1)一种用于确认气动阀的动作状态的气动阀诊断方法,其特征在于,包括:预备工序,在气动阀的初始状态下,使AE传感器抵接于气动阀,在将操作流体供给到气动阀的操作口时或在排出操作流体时,对开闭时发出的声音进行计测、记录;第一工序,在气动阀重复动作后,使AE传感器抵接于气动阀,在将操作流体供给到气动阀的操作口时或在排出操作流体时,对开闭时发出的声音进行计测、记录;以及确认工序,对在第一工序计测到的值和在预备工序计测到的值进行比较,以确认气动阀的动作状态的变化。
(2)如(1)所述的气动阀诊断方法,其特征在于,气动阀为液阀;第一工序对声音的变化进行比较,根据气动阀的动作状态的变化预测气动阀的故障,判断是否需要更换。
(3)如(1)或(2)所述的气动阀诊断方法,其特征在于,在第一工序计测、记录的值是操作口供给操作流体或排出操作流体时地阀开闭时发出的声音的最大值的平均值;将在确认工序计测、记录的值与最大值的平均值进行比较。在此,操作口供给操作流体或已排出操作流体时的阀开闭时发出的声音,包括气动阀的活塞冲击制动器时所产生的冲击音、给排空气的声音、弹簧伸缩的声音、O型环的摩擦音等。
(4)如(1)或(2)所述的气动阀诊断方法中,其特征在于,在第一工序计测、记录的值是从气动阀的声音产生之后直至气动阀的声音结束的时间的平均值即产生时间平均值;将在确认工序计测、记录的值与产生时间平均值进行比较。
(5)一种用于监视气动阀的动作状态而确认气动阀的动作状态的变化的诊断装置,其特征在于,具有:使AE传感器抵接于气动阀而计测气动阀开闭时发出的声音的计测单元;记录由计测单元计测的计测结果的记录单元;以及对将气动阀设置于所述制造装置而计测的记录于记录单元中的值和之后计测的值进行比较,以确认气动阀的动作状态的变化的单元。
(6)如(5)所述的气动阀诊断装置,其特征在于,气动阀诊断装置可搬运。
(7)如(5)所述的气动阀诊断装置,其特征在于,记录单元能够特定对是否要更换气动阀进行了判断的对象气动阀,并具备将与特定的气动阀有关且记录于记录单元的计测结果向外部发送的通信单元。
(8)在如(1)或(2)所述的气动阀诊断方法中使用的气动阀,其特征在于,在气动阀的侧面形成有供AE传感器抵接的抵接部。
(9)在如(3)所述的气动阀诊断方法中使用的气动阀,其特征在于,在气动阀的侧面形成有供AE传感器抵接的抵接部。
(10)在如(4)所述的气动阀诊断方法中使用的气动阀,其特征在于,在气动阀的侧面形成有供AE传感器抵接的抵接部。
气动阀的故障容易直接导致生产的停止。以往,气动阀的诊断由生产线的维修人员进行。但是,由于生产线的维修人员不是气动阀的专家,因而难以进行准确的气动阀的诊断。因此,有时维修人员不能判断气动阀的故障而导致生产停止,有时会受到很大的损害。
因此,作为气动阀的专家的本申请人,对进行定期维修的情况进行了研究。因为是气动阀的专家,因而能够对其状态进行准确的诊断,因此,发明并开发了确保独立性及可靠性的本申请的气动阀诊断方法、气动阀诊断装置。
接着,对用于确认气动阀的动作状态的气动阀诊断方法、气动阀诊断装置及气动阀的作用及效果进行说明。
将气动阀安装于制造装置之后,将AE传感器安装于气动阀的抵接部进行测试。为了进行测试,将操作流体送入气动阀的操作口。在送入操作流体时,被减压阀进行了调节的操作流体在进入操作口之前被电磁阀阻止。电磁阀按规定的时刻将操作流体送入操作口。从操作口进入的操作流体进入操作室内,使位于气动阀内的活塞上升。活塞上升时,活塞碰撞到制动器而使上升停止。在活塞碰撞到制动器时,发出包含冲击音在内的动作音(以下称为“动作音”)。AE传感器计测动作音。直到AE传感器计测动作音为止都是测试。
控制部的存储器记录计测到的动作音,计算并记录动作音的最大值即最大声音的平均值。同样,计算并记录直至气动阀产生的声音结束的时间的平均值。通过多次进行上述测试而求出平均值。
接着,在重复使用了气动阀时,例如在连续使用了数万次的情况下进行上述测试。
控制部的存储器记录计测到的动作音。另外,控制部的存储器记录直至气动阀产生的声音结束的时间。
由CPU对在将气动阀安装于制造装置之后计测到的动作音的最大值的平均值和在重复使用了气动阀时计测到的动作音进行比较,以确认气动阀没有发生异常。
另外,对将气动阀安装于制造装置之后计测到的直至从气动阀发出的声音结束的时间的平均值和在重复使用了气动阀时计测到的直至从气动阀发出的声音结束的时间进行比较,以确认气动阀没有发生异常。然后,在确认气动阀发生异常时更换气动阀。
例如,通过AE测定,对将气动阀安装于制造装置之后计测到的动作音的最大值的平均值和在重复使用了气动阀时计测到的动作音的最大值进行比较,在动作音变小时,判断为活塞产生了没有进行全行程开闭的问题。由此,设想与气动阀有关的弹簧的腐蚀、活塞的粘着、O型环的变形等不良情况。
如以上所述,通过作为气动阀的专家的本申请人,能够进行发生了故障的气动阀的诊断及气动阀的故障的预测。由此,能够发现发生了故障的气动阀而将其更换,因而能够发现气动阀的故障,因此能够将生产线的停止防患于未然。另外,由于能够预测气动阀的故障,因而对于没有必要更换的气动阀可以不进行更换而继续使用,因此不会无谓地更换气动阀。
由此,通过把握气动阀的动作不良的前兆,能够将因气动阀的故障而引起的制造装置停止及生产线停止之类的事态防患于未然。
关于发明的作用及效果,可以基于气动阀的开阀时的动作音而进行比较,但在产生闭阀时的活塞接触于阀芯的动作音的情况下,也可得到同样的作用及效果。
通过对多个气动阀进行数百万次耐久试验,将AE测定值和故障的关系做成数据而得到,由此进行故障的预测。此外,通过由用户进行的定期检查而积累与故障的关系数据,由此能够提高故障预测的精度。
另外,在本发明中,判定时进行了判断基准的数字化。因此,可以消除出现了因维修人员产生的个人差异的判定结果的误差。
【附图说明】
图1是表示气动阀诊断装置的结构的框图。
图2是表示气动阀诊断装置的控制部的框图。
图3是作为诊断对象的气动阀的正面图。
图4是作为诊断对象的气动阀的右侧面图。
图5是表示作为诊断对象的气动阀的结构的剖面图。
图6是在气动阀诊断中所使用的气动阀诊断计测装置的外观图。
图7是表示第一实施方式的机型的正常状态的AE波形的图。
图8是第一实施方式的图7的(1)的T0的放大图。
图9是表示第一实施方式的机型的活塞没有运行全行程的问题的AE波形的图。
图10是表示第一实施方式的机型的操作口空气从排气口泄漏的问题的AE波形的图。
图11是表示第二实施方式的机型的正常状态的AE波形的图。
图12是表示第二实施方式的机型的气动阀没有进行平滑的动作的问题的AE波形的图。
图13表示将气动阀安装于制造装置时可进行AE测定的情况的流程图。
图14表示重复使用气动阀之后进行综合判定时的流程图。
图15表示在处于已经设置有气动阀的状态的情况下进行综合判定时的流程图。
标号说明
1控制部
2AE传感器
5电磁阀
6减压阀
7操作口
8排气口
10气动阀
23a抵接部
【具体实施方式】
接着,参照附图说明本发明的气动阀诊断方法、气动阀诊断装置及气动阀的一种实施方式。
第一实施方式
气动阀诊断装置的整体结构
图1是表示气动阀诊断装置的结构的框图。图2是表示气动阀诊断装置的控制部的框图。图6是在气动阀诊断中所使用的气动阀诊断计测装置40的外观图。
如图1所示,控制部1与AE传感器2、电磁阀5及AC插座9连接。作为电源,除AC插座9之外也可是电池或蓄电池。AE传感器2是检测AE的变换元件。在此,所谓AE是指材料发生变形或开裂时材料将积蓄于内部的变形能量作为弹性波而释放的现象。由设置于材料的表面的变换元件即AE传感器检测该弹性波,并通过进行信号处理而评价材料的破坏过程的方法就是AE法。
减压阀6经由操作口侧空气配管11B与电磁阀5连接。从电磁阀5伸出的操作口侧空气配管11A连接于气动阀10的操作口7。
如图2所示,控制部1包括CPU31、ROM32及存储器33。在控制部1上连接有AE传感器2、电磁阀5以及AC插座9。
如图6所示,在气动阀诊断计测装置40的上部分有液晶画面液晶画面41,下部分有数字键42。气动阀诊断计测装置40的上端有与AE传感器2连接的连接端子43。在液晶画面液晶画面41的右下部分显示气动阀的识别号码45和日期时间46。在中央部分显示AE传感器2的输出数据47。气动阀诊断计测装置40因小型而可以搬运。因此,想使用时设置于气动阀10即可,因此,与现有那样的总是打开气动阀诊断计测装置40的状态相比,不会消耗电力。因此可实现节能。
气动阀的结构
图3是气动阀10的外观正面图。图4是气动阀10的外观侧面图。图5是表示作为诊断的对象的气动阀10的结构的剖面图。
如图5所示,气动阀10由驱动器部23和主体机身24构成。在主体机身24上形成有输入口17及输出口18。
在驱动器部23上形成有操作口7和排气口8。操作口7的左端部与操作室22连通。排气口8的左端部与排气室21连通。在驱动器部23内部,可向上下方向滑动地保持有呈大致圆柱状的活塞13。在活塞13上卡合有指示器27。指示器27贯通罩壳28。通过活塞13分成操作室22和排气室21。在活塞13的最大外周的部分安装有第一O型环20。在活塞13的下部的中央部安装有第二O型环25。在排气室21内的排气口8侧形成有供活塞13向上方滑动时抵接的制动器26。在活塞13的排气口8侧有与驱动器部23和活塞13抵接的弹簧14。
在活塞13的与指示器27卡合的相反侧卡合有膜片式阀芯15。膜片式阀芯15在如图5所示的闭阀时与阀座16抵接。如图3及图4所示,在驱动器部23的侧面,与AE传感器2抵接的抵接部23a形成为与AE传感器2的形状相一致的形状。
气动阀的诊断方法
通过气动阀诊断装置进行寿命诊断是承担气动阀的定期诊断的企业的负责人(以下简称为“负责人”)通过该作业进行的。
预备工序在工厂安装气动阀10之后进行。在预备工序中,计测气动阀10的M0、T0,并计算、记录最大值的平均值Mx及产生时间平均值Tx。将气动阀10的活塞13冲击制动器26时产生的动作音的波形的最大值设为M0。将直至气动阀10产生的声音结束的时间设为T0。
在预备工序中,为了计测气动阀10的M0、T0,在安装气动阀10的主体机身24之后,负责人将与图6的气动阀诊断计测装置40的连接端子43连接的AE传感器2安装于气动阀10的抵接部23a。
AE传感器2是在气动阀10进行开闭动作时,对活塞13冲击制动器26时的声音、膜片式阀芯15抵接于阀座16时的声音、给排空气的声音、弹簧14伸缩的声音、第一O型环20的摩擦音等声音进行检测,并对产生的声音的信号进行处理的装置。在第一实施方式中,对活塞13冲击制动器26时的声音以及膜片式阀芯15抵接于阀座16时的声音进行检测并处理声音信号。
由于有气动阀10的抵接部23a,因而可以将AE传感器2总是设置于同一部位。因此,不论气动阀10中存在何种故障原因,都可以通过声音的变化把握气动阀10的故障原因。这是因为,如果能够总是在同一部位抵接,则能够稳定地检测出声音,能够容易地把握声音的变化。
另外,由于抵接部23a在内侧被切削,并靠近活塞13和制动器26冲击的部分,因而能够识别在活塞13和制动器26冲击之前所发出的声音。因此,即使不在气动阀10上设置以往一直使用的振动体,也能够通过AE传感器2识别声音。
为了供给操作流体,使电磁阀5适当开阀。电磁阀5可以通过操作手动按钮而开阀。打开电磁阀5,操作流体穿过操作口侧空气配管11A而供给到操作口7。从操作口7进入的操作流体进入操作室22。进入操作室22的操作流体将活塞13向上方向推压。将活塞13向上方向推压时,位于排气室21内的空气受到压缩。在排气室21内被压缩的空气从排气口8被压出。
将此时的、气动阀10开阀时的活塞13冲击制动器26的动作音等波形状态设为M0、T0进行记录。关于最大值的平均值Mx、产生时间平均值Tx的计算、记录方法将在下述的M0、T0的计算方法中进行说明。
M0、T0在气动阀诊断计测装置40的液晶画面液晶画面41上作为曲线图进行显示。另外,将操作流体流过的气动阀10的识别号码45和日期时间46显示于液晶画面液晶画面41。通过在气动阀诊断计测装置40上连接PC等而可以使上述M0、T0等的记录从存储器33进行通信。通过将M0、T0的大量的统计值传送到PC等,存储M0、T0的信息,再对其进行解析、研究,能够进行更高精度的判定。
关于闭阀时的声音,也和开阀时的声音一样,通过AE传感器2进行计测、记录。闭阀时的声音为在膜片式阀芯15抵接于阀座16之前所发出的声音。由于闭阀时通过AE传感器2进行计测、记录的动作在开阀时和闭阀时没有变化,因而在此省略其说明。
为了解析、记录M0、T0,并计算最大值的平均值Mx、产生时间平均值Tx,将上述开闭的动作重复进行5次~十几次。
上述预备工序在气动阀10被安装于工厂之后由负责人进行,但气动阀10的制造者等也可以在出厂前预先通过上述方法进行上述预备工序。
M0、T0的解析、计算方法
通过图13的流程图来表示M0、T0的解析、记录方法。在图13中进行的解析、记录方法通过预备工序进行。
将直至气动阀10的活塞13动作至制动器26时所产生的动作音的波形的最大值设为M0。将直至气动阀10所发出的声音结束的时间设为T0。
图7表示对于机型A的气动阀10的M0、T0的具体例。
如图13所示,在预备工序中进行M0的解析,其后,通过计算求出最大值的平均值Mx,并记录最大值的平均值Mx(S1、S2、S3、S6)。
去掉最低的M0和最高的M0而计算最大值的平均值Mx的值。这是因为由于最低的M0和最高的M0噪声大而不适于求出平均值。在图7中,去掉最低(4)的M0即3.49×106和最高(6)的M0即4.58×106而进行计算。这样,求出的最大值的平均值Mx为3.91×106。将最大值的平均值Mx记录于存储器33。
如图13所示,进行T0的解析,之后,通过计算求出产生时间平均值Tx,并记录产生时间平均值Tx(S1、S4、S5、S6)。
作为实测值的T0较短,波形的测定时间为数毫秒~数秒。因此,图8表示将图7的M0的(1)的波形放大后的图形。将波形开始的时间设为T0(a)。将波形结束的时间设为T0(b)。可以通过式T0=T0(a)-T0(b)求出直至气动阀10发出的动作音结束的时间T0。
接着,求出T0的平均值即产生时间平均值Tx。去掉最小的T0及最大的T0而计算产生时间平均值Tx的值。这是因为最小的T0及最大的T0噪声大而不适于求出平均值。在图7中,去掉最大(9)的的T0即0.385和最小(1)的的T0即0.362而进行计算。这样,求出的产生时间平均值Tx为0.367。将产生时间平均值Tx记录于存储器33。
第一实施方式的气动阀的诊断装置及方法的作用效果
图14表示第一实施方式的气动阀10的诊断方法的流程图。
气动阀10的诊断方法是进行基于AE测定的判定方法并根据其结果而综合地进行判定A~C的判断的方法。
以下说明基于AE测定的判定方法。
在第一工序中进行M1及T1的解析,其后将在确认工序中记录于存储器33的最大值的平均值Mx及产生时间平均值Tx代入<式1>~<式6>而进行M1及T1的判定(S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16)。
第一工序在将气动阀10安装于制造装置后例如运转数万次之后进行。第一工序中,也通过和上述的M0、T0的解析、计算方法相同的方法进行M1、T1的解析(S10、S11、S14)。
M1的判定方法为在确认工序中进行以下所示的方法。
首先,通过由解析、计算求出的M1及最大值的平均值Mx,计算M1/最大值的平均值Mx。
然后,将M1/最大值的平均值Mx代入下述所示的<式1>~<式3>,以确定判断A、B、C(S13)。判定A是M1的判定结果全部为判定A的情况。判定B是M1的判定结果没有判定C而至少有一个判定B的情况。判定C是M1的判定结果至少有一个判定C的情况。
<式1>
a1<M1/最大值的平均值Mx<a2
如果M1/最大值的平均值Mx的值在<式1>的范围内,则为判定A。
<式2>
a3<M1/最大值的平均值Mx≤a1,
a2≤M1/最大值的平均值Mx<a4
如果M1/最大值的平均值Mx的值在<式2>的范围内,则为判定B。
<式3>
M1/最大值的平均值Mx≤a3,a4≤M1/最大值的平均值Mx
如果M1/最大值的平均值Mx的值在<式3>的范围内,则为判定C。
a3<a1<a2<a4。ax(x=1~4)是因各种要因而变化的数值。作为其要因,例如有气动阀的机型的不同、操作气压的不同、设置气动阀的场所等要因。
作为ax的参考值,例如a1=0.2~1.00,a2=1.00~5.00,a3=0~0.5,a4=2.00以上。但是,这些只是参考值,数值由于各种要因而发生变化。
T1的判定方法为在确认工序中进行以下所示的方法。
首先,通过由解析、计算求出的T1及产生时间平均值Tx,计算T1/产生时间平均值Tx。
然后,将T1/产生时间平均值Tx代入下述所示的<式4>~<式6>,以确定判断A、B、C(S16)。判定A是T1的判定结果全部为判定A的情况。判定B是T1的判定结果没有判定C而至少有一个判定B的情况。判定C是T1的判定结果至少有一个判定C的情况。
<式4>
b1<T1/产生时间平均值Tx<b2
如果T1/产生时间平均值Tx的值在<式4>的范围内,则为判定A。
<式5>
b3<T1/产生时间平均值Tx≤b1,
b2≤T1/产生时间平均值Tx<b4
如果T1/产生时间平均值Tx的值在<式5>的范围内,则为判定B。
<式6>
T1/产生时间平均值Tx≤b3,b4≤T1/产生时间平均值Tx
如果T1/产生时间平均值Tx的值在<式6>的范围内,则为判定C。
b3<b1<b2<b4。bx(x=1~4)是因各种要因而变化的值。作为其要因,例如有气动阀的机型的不同、操作气压的不同、设置气动阀的场所等要因。
在确认工序执行AE测定,对其结果进行综合考察而做出综合判定(S20)。
综合判定的判定基准由于在AE测定的结果全部为判定A时没有异常,因而作为综合判定A而记录(S21、S24)。在AE测定的结果没有判定C而至少有一个判定B的情况下,作为有必要观察过程的条件,而需要在以后的诊断时进行关键检验,或在一两个月后进行再次检验,并作为综合判定B而记录(S22、S25)。在AE测定的结果至少有一个为判定C的情况下,作为有异常而需要进行气动阀10的更换,作为综合判定C而记录(S23、S26)。
根据在第一工序中进行的M0、T0的AE测定,通过计算求出最大值的平均值Mx而记录最大值的平均值Mx,另外,通过计算求出产生时间平均值Tx而记录产生时间平均值Tx(S27、S28、S29)。S27、S28、S29的工序由于与在上述M0、T0的解析、计算方法中叙述的S3、S5、S6一样,因而省略其说明。
下面说明通过图14的外观观察而进行的判定方法(S30、S31)。通过外观观察而进行的判定方法,虽然在气动阀10的诊断方法中不是一定需要的方法,但是也可以与AE测定的判定方法一起进行。
在将气动阀10安装于制造装置之后,在例如运转了数万次后的气动阀10的诊断时,通过观察气动阀10的外观来决定判定A、B、C。
外观观察是在可以观察到气动阀10的整体的情况下对整体进行观察判断。
在通过外观观察而认为气动阀10几乎没有变化时,为判定A。在气动阀10的铭牌的文字、背景色消失时或在气动阀表面上附着少量结晶等异物时,则为判定A或判定B。在气动阀10的罩壳变色时、气缸变色时、安装板变色时、在从外观分辨的金属部件上可以确认生锈时、在阀开闭动作时发生可由耳朵听到的异常声时、在阀表面附着大量结晶时、发生其它异常时,则为判定B或判定C。在气动阀10的罩壳上发生开裂时、在气缸上发生开裂时、指示器不能平滑动作时,则为判定C。
作为判定基准,在确认项目中只有判定A的情况下,则为判定A。在确认项目中没有判定C而有判定B的情况下,则为判定B。在判定项目中至少有一个判定C的情况下,为判定C。
系统检测
为了查清气动阀10是如何发生故障的并再现主要的故障的原因,做出故障样本,基于上述判断方法的判断对实用中存在的事项进行检测。
通过该系统检测能够确认,可用基于上述判定方法的判断对因O型环的磨损、活塞杆的倾斜、粘着等原因发生故障的气动阀10进行诊断。
在第一实施方式中,具体而言可以判断如下所述的故障。
例如在图9中,可以判定气动阀10的弹簧的腐蚀、活塞13的粘着、第一O型环20的变形。原因是活塞13冲击制动器26而发出的动作音的时间即T1比图7的T0的平均值Tx短。之所以T1较短,是由于活塞13没有进行全行程开闭,作为活塞13没有进行全行程开闭的原因,可以假设气动阀10的弹簧14的腐蚀、活塞13的粘着、第一O型环20的变形等不良情况。
由于在图9的气动阀10中发生了活塞13没有进行全行程开闭的问题,因而从上方推压活塞13的指示器27而成为活塞13不动作的状态。
对于图9的M1,通过上述判定方法进行判定时全部为判定B,因而其为判定B。在计测的M1之中最高的值(7)及最低的值(10)在计测中有偏差,因而未包含于计算及判定中。
作为图9的结果,气动阀10中,由于活塞13不进行全行程开闭,因而活塞13不冲击制动器26。因此,活塞13冲击制动器26而发出的动作音M1变小。因此,与图7的M0相比M1较小。
对于图9的T1,通过上述判定方法进行判定时,从平均值去掉的(6)以外全部为判定C,所以有一个以上的判定C,因而为判定C。由于判定C有一个以上时则综合为判定C,因而在出现判定C时也可以结束计测。但是,由于在计测时有偏差,因而不能因出现一次判定C就结束计测,通过进行多次计测以提高判定的可靠性。
作为图9的结果,由于气动阀10的活塞13不进行全行程开闭,因而活塞13不能完全到达制动器26。因此,直至活塞13冲击制动器26而发出的动作音结束的时间即T1变短。因此,与图7的T0相比T1较小。
例如,在图10中,可以判断第一O型环20的磨损、第一O型环20的损伤。原因是活塞13抵接于制动器而发出的动作音M1与图7没有不同,与此相对,直至活塞13抵接于制动器而发出的动作音结束的时间即T1比图7的T0的平均值Tx短。之所以M1不变而T1较长是由于操作口空气从排气口8泄漏的缘故,可认为测定到气体的泄漏声。作为操作口空气向排气口8泄漏的原因,可假设为第一O型环20的磨损、第一O型环20的损伤等不良情况。
由于图10的气动阀10中发生操作口空气向排气口8泄漏的问题,因而成为O型环20上有损伤而操作口空气向排气口8泄漏的状态。
对于图10的M1,通过上述判定方法进行判定时全部为判定A,因而为判定A。在计测到的M1之中最高的值(3)及最低的值(9)在计测中有偏差,因而未包含于计算及判定中。即使操作口空气向排气口8泄漏,在活塞13抵接于制动器26时也不会造成影响。
对于图10的T1,通过上述判定方法进行判定时全部为判定C,所以判断C有一个以上,因而为判定C。由于判断C有一个以上时则综合为判定C,因而在出现判定C时也可以结束计测。但是,由于在计测时有偏差,因而不能因出现一次判定C就结束计测,通过进行多次计测以提高判定的可靠性。
作为图10的结果,气动阀10中,由于操作口空气向排气口8泄漏,因而在活塞13抵接于制动器26之后,AE传感器2也对操作口空气从排气口8泄漏的泄漏声进行计测。因此,与图7的T0相比T1变长。
第二实施方式
第二实施方式的气动阀10为不同于如图7所示的机型A的机型B。由于在图7及图11中使用的气动阀10的机型不同,因而M0、T0也不同。因此,在第二实施方式中,仍然使用与第一实施方式相同的M0、T0的解析、计算方法而求解M0、T0。
图12表示对如图11所示的机型B发生了操作口空气向排气口8泄漏的状态的气动阀10的解析结果。
另外,由于气动阀10的整体结构以及气动阀10的诊断方法与第一实施方式相同,因而省略其说明。
图11表示使用与第一实施方式相同的M0、T0的解析、计算方法求出的结果。
在图11中,去掉最低(6)的M0和最高(9)的M0而进行计算。这样,求出的最大值的平均值Mx为3.73×105。
在图11中,去掉最小(4)的T0即0.9329和最大(9)的T0即2.198而进行计算。这样,求出的产生时间平均值Tx为1.047。
由于图11的气动阀10与图7的气动阀10机型不同,所以进行了实验。
例如在图12中可判断活塞13的粘着。原因是,直至活塞13抵接于制动器26所发出的动作音结束的时间T1与图11没有变化,与此相对,活塞13抵接于制动器26所发出的动作音即M1比图7的M0的平均值Mx短。之所以T1不变而M1较短是由于活塞13没有平滑地动作的缘故,作为活塞13没有平滑地动作的原因,可以假设为活塞13粘着的不良情况。
由于在图12的气动阀10中发生了操作口空气向排气口8泄漏的问题,因而成为第一O型环受到损伤而操作口空气向排气口8泄漏的状态。
对于图12的M1,通过上述判定方法进行判定时,从平均值去掉的(7)以外全部为判定C,所以有一个以上的判定C,因而为判定C。在计测到的M1之中最高的值(5)以及最低的值(7)在计测中有偏差,因而未包含于计算及判定中。
对于图12的T1,通过上述判定方法进行判定时,为判定A及判定B,所以有一个以上的判定B,因而为判定B。
作为图12的结果,气动阀10中,活塞13没有平滑地动作,所以在活塞13抵接于制动器26时所发出的动作音也较小,因而直至动作音结束的时间即T1也较短。因此,与图7的T0相比T1变短。
第三实施方式
第一实施方式及第二实施方式在气动阀10的使用初期可测定的情况下是行之有效的方法,但在已有的设备等上没有初期数据的情况下,采用如以下的不进行预备工序的第三实施方式的方法。
图15表示在处于已经设置有气动阀10的状态的情况下进行综合判定时的流程图。
如图15所示,在第三实施方式中,与图14的第一实施方式的不同之处在于,没有在已有的设备等上计测到的最大值的平均值Mx及产生时间平均值Tx的初始数据。在第三实施方式中,将通过实验求出的最大值的平均值Mx及产生时间平均值Tx作为最大值的平均值Mx及产生时间平均值Tx而输入(S40、S41)。
由此,即使已有的设备等上没有初始数据的情况下,也能够通过AE测定S10进行综合判定S20。
(1)如以上详细说明的那样,根据用于确认本实施例的气动阀10的动作状态的气动阀诊断方法,提供一种用于确认气动阀10的动作状态的气动阀诊断方法,其具有:预备工序,在气动阀10的初始状态下,使AE传感器2抵接于气动阀10,在将操作流体供给到气动阀10的操作口7时或排出操作流体时,对开闭时发出的声音进行计测、记录;第一工序,在气动阀10重复动作后,使AE传感器2抵接于气动阀10,在将操作流体供给到气动阀10的操作口7时或在排出操作流体时,对开闭时发出的声音进行计测、记录;以及确认工序,对在第一工序计测到的值和在预备工序计测到的值进行比较,以确认气动阀10的动作状态的变化,因此,通过把握气动阀10的动作不良的前兆,能够将因气动阀10的故障而引起的制造装置的停止及生产线停止这样的事态防患于未然。
(2)如(1)所述的气动阀诊断方法,气动阀为液阀;第一工序对声音的变化进行比较,根据气动阀10的动作状态的变化预测气动阀10的故障,判断是否需要更换,因此把握气动阀10的动作不良的前兆,能够将因气动阀10的故障而引起的制造装置的停止及生产线停止这样的事态防患于未然。
另外,作为气动阀10的专家的本申请人可以对进行定期的维护进行实践。
(3)如(1)或(2)所述的气动阀诊断方法,在第一工序计测、记录的值是操作口7供给操作流体或排出操作流体时的阀开闭时发出的声音的最大值的平均值;将在确认工序计测、记录的值与最大值的平均值进行比较,因此可把握气动阀10的动作不良的前兆,由此,能够将因气动阀10的故障而引起的制造装置的停止及生产线停止这样的事态防患于未然。
(4)如(1)或(2)所述的气动阀诊断方法,在第一工序计测、记录的值是从气动阀10的声音产生之后直至气动阀10的声音结束的时间的平均值即产生时间平均值;将在确认工序计测、记录的值与产生时间平均值进行比较,因此可把握气动阀10的动作不良的前兆,由此,能够将因气动阀10的故障而引起的制造装置的停止及生产线停止这样的事态防患于未然。
(5)一种用于监视气动阀10的动作状态而确认气动阀10的动作状态的变化的诊断装置,其具有:使AE传感器2抵接于气动阀10而计测开闭时发出的声音的计测单元;记录由计测单元计测的计测结果的记录单元;以及对将气动阀10设置于所述制造装置而计测的记录于记录单元中的值和之后计测的值进行比较,以确认气动阀10的动作状态的变化的单元,因此可把握气动阀10的动作不良的前兆,能够将因气动阀10的故障而引起的制造装置的停止及生产线停止这样的事态防患于未然。
(6)如(5)所述的气动阀诊断装置,由于气动阀诊断装置可搬运,因而在想使用时将传感器设置于气动阀即可,因此,与现有的那样的总是打开传感器的状态相比,不会消耗电力。因此可实现节能。
(7)如(5)所述的气动阀诊断装置,由于记录单元能够特定对是否要更换气动阀10进行了判断的对象气动阀10,并具备将与特定的气动阀10有关且记录于记录单元的计测结果向外部发送的通信单元,因此可把握气动阀10的动作不良的前兆,能够将因气动阀10的故障而引起的制造装置的停止及生产线停止这样的事态防患于未然。
另外,通过将M0、T0的大量的统计值发送到PC等,存储M0、T0的信息,并进一步进行解析、研究,能够进行更高精度的判断。
(8)(1)~(4)所使用的气动阀诊断方法的任一项所使用的气动阀10,由于在气动阀10的侧面形成有供AE传感器2抵接的抵接部23a,因而,能够使AE传感器2始终抵接于同一位置。因此,不管在气动阀10中存在任何故障原因时,都能够通过声音的变化把握气动阀10的故障原因。通常只要可以在同一状态进行设置就可稳定地对声音进行检测,这是由于能够容易地把握声音的变化的缘故。
另外,抵接部23a在内侧进行切削,并靠近活塞13和制动器26进行冲击的部分,因而能够识别活塞13和制动器26进行动作时所发出的声音。因此,即使不在气动阀10上设置以往一直使用的振动体,也能够通过AE传感器2识别声音。
另外,本发明不限于上述的实施方式,可以有各种应用。
例如,操作流体不限于空气,也可以是氮气。
另外,在第一实施方式~第三实施方式中,对于“在操作口供给操作流体时或在排出操作流体时的阀开闭时所发出的声音”,使用在气动阀的活塞冲击制动器时所发出的动作音进行了具体说明,但是除此之外,也能够根据给排空气的声音、弹簧伸缩的声音、O型环的摩擦音等进行气动阀10的诊断。
另外,闭阀时的声音也和开阀时的声音一样,可以利用AE传感器2进行计测、记录,由此进行气动阀10的诊断。
另外,在第一实施方式~第三实施方式中,使AE传感器2抵接于气动阀10的抵接部23a而检测声音,但是,只要能够测定声音,使AE传感器2抵接的部位也可以是任意的。
另外,在第一实施方式~第三实施方式中,只在将气动阀10安装于制造装置的状态下进行诊断,但是在诊断后将气动阀10取下的状态下也能够进行诊断。即,能够在诊断后将气动阀10取下而进行诊断,由此进行故障原因的精细的解析。通过对故障原因进行精细的解析,能够提高AE传感器的诊断精度。