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ITを活用したリモートメンテナンスに関する研究

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ITを活用したリモートメンテナンスに関する研究
ITを活用したリモートメンテナンスに関する研究
1.目的
自動化装置のメーカーは,製品を納入した後に発
生する動作不安定や突発的な故障の修理,定期的な
保守などのために現地へ出向いてメンテナンス作業
を実施する必要がある.しかし,限られた人員で製
品開発とメンテナンスの両方を手掛けるには負担が
大きく,海外などの遠隔地への納入をあきらめてい
るメーカーもある.そこで,これらの問題を解決す
るためにインターネットによるデータ通信を利用し
て遠隔地から装置の監視やメンテナンスを行うため
のシステム開発を行った.
2.方法
機械装置の動作状態を遠隔監視するために,音,
振動,シーケンサの入出力信号をネットワーク経由
でリアルタイム転送し,モニター画面に波形として
表示するための研究を行った.センサーによって収
集した音と振動は,コンピュータのサウンドカード
に入力し,A/D変換して転送した.また,シーケ
ンサの入出力信号はシリアル通信によって収集し,
音,振動データと共に転送した.
機械装置各部の温度を遠隔監視するために,赤外
線カメラと放射温度計を併用する方法を開発した.
赤外線カメラで対象物表面の温度分布を撮影し,放
射温度計で任意の1点の温度を測定することによっ
て赤外線画像全体の温度の絶対値を計算した.この
方法によって,高価なサーモグラフィーを使用する
ことなく2次元温度計測が可能になった.(図1)
動画像による遠隔監視を行うために,大量の画像
をネットワーク経由で高速転送する方法を開発し
た.動画像の中から動きのある部分を自動で検出し
てJPEG圧縮し,動きの無い部分はビットマップ
・データで転送した.
故障の自動診断の一例として,加工音によるドリ
ルの破損診断に関する研究を行った.対象物として
プリント基板の加工装置を使用し,ドリル周辺にマ
イクロフォンを取り付けて加工時の音声波形を収集
した.(図2上) この波形から時間の経過に伴う周
波数スペクトルの変化(図2下)を抽出した.さらに,
周波数を5つのバンドに分割し,それぞれの周波数
バンドに含まれる音声スペクトルの積分値を計算し
て故障診断のための特徴量とした.不良ドリルと正
常ドリルそれぞれ数10本から5つの特徴量を抽出
し,MTS法を用いて不良空間と基準空間を作成し
企画情報課
○香川敏昌,柏木利幸
た.空間の作成に使用していないドリル30本を用
いてマハラノビス距離による不良判定実験を行った
結果,約80%の不良判定率を得ることができた.
また,MTS方を用いてシーケンサの入出力信号
波形に異常が生じた場合に,どの故障事例に近づい
ているかを判定して診断・予測を行うための研究を
行った.
3.結果
研究を行った結果,リモートメンテナンスに必要
な次の①∼⑥の機能について良好な結果を得ること
ができ,今後の応用研究と事業化への足掛かりを築
くことができた.
①音,振動,シーケンサ入出力信号の遠隔監視
②熱画像による装置各部の温度の遠隔監視
③動画像による動作状態の遠隔監視
④ドリルの破損状態の自動診断
⑤シーケンサ入出力の自動診断・予測
⑥LED照明装置の明るさの遠隔操作
図1
図2
熱画像の遠隔監視画面
加工時の音声波形と時間−周波数分布
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