(57)【要約】  【課題】  磨耗の程度だけでなく、振動、衝撃等を考慮して部品の交換時期を検知することができる部品交換時期検知装置、部品交換時期検知方法、及びコンピュータプログラムを提供する。  【解決手段】  機器を構成する部品ごとの動作速度を検出する複数の速度センサと、検出した部品ごとの動作速度に基づいて部品ごとに交換時期であるか否かを演算する演算処理装置とを備え、演算処理装置は、速度センサで検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出し、算出した微分値を積算し、部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工プログラムに従って動作を数値制御される機器を構成する部品の交換時期を検知する部品交換時期検知装置において、
機器を構成する部品ごとの動作速度を検出する複数の速度検出手段と、
該速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度に基づいて部品ごとに交換時期であるか否かを演算する演算処理装置とを備え、
該演算処理装置は、
前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出する微分値算出手段と、
算出した微分値を積算する微分値積算手段と、
部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したか否かを判断する第１の判断手段と、
該第１の判断手段で、所定の部品の積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする部品交換時期検知装置。
【請求項２】
前記演算処理装置は、
カウンタと、
前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出する二次微分値算出手段と、
算出した二次微分値が所定値を超えたか否かを判断する第２の判断手段と、
該第２の判断手段で、二次微分値が所定値を超えたと判断した場合、前記カウンタを計数する計数手段と、
前記カウンタのカウンタ値が所定値に到達したか否かを判断する第３の判断手段と、
該第３の判断手段で所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の部品交換時期検知装置。
【請求項３】
加工プログラムに従って動作を数値制御される機器を構成する部品の交換時期を検知する部品交換時期検知方法において、
機器を構成する部品ごとの動作速度を検出する複数の速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出し、
算出した微分値を積算し、
部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したか否かを判断し、
所定の部品の積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力することを特徴とする部品交換時期検知方法。
【請求項４】
カウンタを備え、
前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出し、
算出した二次微分値が所定値を超えたか否かを判断し、
二次微分値が所定値を超えたと判断した場合、前記カウンタを計数し、
前記カウンタのカウンタ値が所定値に到達したか否かを判断し、
所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力することを特徴とする請求項３記載の部品交換時期検知方法。
【請求項５】
加工プログラムに従って動作を数値制御される機器を構成する部品の交換時期を検知する部品交換時期検知装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記部品交換時期検知装置を、
前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出する微分値算出手段、
算出した微分値を積算する微分値積算手段、
部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したか否かを判断する第１の判断手段、及び
該第１の判断手段で、所定の部品の積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項６】
前記部品交換時期検知装置を、
前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出する二次微分値算出手段、
算出した二次微分値が所定値を超えたか否かを判断する第２の判断手段、
該第２の判断手段で、二次微分値が所定値を超えたと判断した場合、前記カウンタを計数する計数手段、
前記カウンタのカウンタ値が所定値に到達したか否かを判断する第３の判断手段、及び
該第３の判断手段で所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段
として機能させることを特徴とする請求項５記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤、マシニングセンタ等の工作機械の部品の寿命を検知する部品交換時期検知装置、部品交換時期検知方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に機器の動作の状態に応じて適切な判断指標を提供することができる部品交換時期検知装置、部品交換時期検知方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば旋盤、マシニングセンタ等の工作機械を制御するための数値制御（Numerical Control）装置は、加工プログラムに従って工作機械の動作を制御し、工作物に対して加工を行う。加工プログラムは、準備機能（Ｇ機能、Ｇコード）、補助機能（Ｍ機能、Ｍコード）、主軸機能（Ｓコード）、送り機能（Ｆコード）、工具機能（Ｔ機能）等により、座標系の設定、工具又は工作物の移動指令、主軸の回転等を制御し、工作物に対して加工を行うためのプログラムであり、コンピュータで実行することにより、工作機械の動作を制御する。
【０００３】
加工プログラムにより動作を制御する場合、サーボモータ等の駆動系、動力を伝達する機構系等に負荷がかかり、磨耗、振動、衝撃等により部品の種類によって交換が必要となる。したがって、部品の交換時期を特定するための適切な指標が必要となる。
【０００４】
例えば特許文献１では、工作機械の移動体を移動させる移動軸毎の移動体の移動距離を算出し、移動軸毎の累積移動距離を算出し、累積移動距離が累積移動距離の限界値である限界移動距離以上となった場合に警告信号を出力する移動軸監視装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２７１２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示した従来の移動軸監視装置では、工具、工作物等の移動距離の累積値が所定値に到達したか否かに基づいて部品の交換が必要か否かを判断していることから、磨耗に起因する部品交換の必要性の判断指標としては適切であると考えられる。しかし、部品の耐用度に影響を及ぼすのは磨耗だけではなく、振動、衝撃等により長時間磨耗した場合と同様に耐用度を損ねる場合も想定されるのに対し、振動、衝撃等による影響を勘案して部品交換の必要性を判断することができないという問題点があった。
【０００６】
また、部品の種類により、磨耗の程度に基づいて部品交換の必要性を判断する方が適している部品と、振動、衝撃等の頻度に基づいて部品交換の必要性を判断する方が適している部品とが存在する。したがって、振動、衝撃等の頻度に基づいて部品交換の必要性を判断する方が適している部品に対して、移動距離の累積値に基づいて交換時期を判断した場合、既に交換が必要な状態であるにもかかわらず、交換時期を不用意に遅らせるおそれがある、又は逆にまだ交換の必要性がないにもかかわらず交換時期であると判断され過剰に部品交換がなされるおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、磨耗の程度だけでなく、振動、衝撃等を考慮して部品の交換時期を検知することができる部品交換時期検知装置、部品交換時期検知方法、及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係る部品交換時期検知装置は、加工プログラムに従って動作を数値制御される機器を構成する部品の交換時期を検知する部品交換時期検知装置において、機器を構成する部品ごとの動作速度を検出する複数の速度検出手段と、該速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度に基づいて部品ごとに交換時期であるか否かを演算する演算処理装置とを備え、該演算処理装置は、前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出する微分値算出手段と、算出した微分値を積算する微分値積算手段と、部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したか否かを判断する第１の判断手段と、該第１の判断手段で、所定の部品の積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明に係る部品交換時期検知装置は、第１発明において、前記演算処理装置は、カウンタと、前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出する二次微分値算出手段と、算出した二次微分値が所定値を超えたか否かを判断する第２の判断手段と、該第２の判断手段で、二次微分値が所定値を超えたと判断した場合、前記カウンタを計数する計数手段と、前記カウンタのカウンタ値が所定値に到達したか否かを判断する第３の判断手段と、該第３の判断手段で所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明に係る部品交換時期検知方法は、加工プログラムに従って動作を数値制御される機器を構成する部品の交換時期を検知する部品交換時期検知方法において、機器を構成する部品ごとの動作速度を検出する複数の速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出し、算出した微分値を積算し、部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したか否かを判断し、所定の部品の積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力することを特徴とする。
【００１１】
また、第４発明に係る部品交換時期検知方法は、第３発明において、カウンタを備え、前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出し、算出した二次微分値が所定値を超えたか否かを判断し、二次微分値が所定値を超えたと判断した場合、前記カウンタを計数し、前記カウンタのカウンタ値が所定値に到達したか否かを判断し、所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力することを特徴とする。
【００１２】
また、第５発明に係るコンピュータプログラムは、加工プログラムに従って動作を数値制御される機器を構成する部品の交換時期を検知する部品交換時期検知装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記部品交換時期検知装置を、前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出する微分値算出手段、算出した微分値を積算する微分値積算手段、部品ごとに積算した微分値が所定値に到達したか否かを判断する第１の判断手段、及び該第１の判断手段で、所定の部品の積算した微分値が所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段として機能させることを特徴とする。
【００１３】
また、第６発明に係るコンピュータプログラムは、第５発明において、前記部品交換時期検知装置を、前記速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出する二次微分値算出手段、算出した二次微分値が所定値を超えたか否かを判断する第２の判断手段、該第２の判断手段で、二次微分値が所定値を超えたと判断した場合、前記カウンタを計数する計数手段、前記カウンタのカウンタ値が所定値に到達したか否かを判断する第３の判断手段、及び該第３の判断手段で所定値に到達したと判断した場合、該部品の交換時期である旨を出力する出力手段として機能させることを特徴とする。
【００１４】
第１発明、第３発明、及び第５発明では、機器を構成する部品ごとの動作速度を検出し、検出した部品ごとの動作速度の微分値を一定時間間隔で算出し、算出した微分値を積算する。部品ごとに積算した微分値が所定値に到達した場合、該部品の交換時期である旨を出力する。これにより、速度の微分値として、一定時間間隔の加速度を求めることができ、加速度は該部品に加わる負荷（力、トルク）に比例する物理量であることから、加速度の累計値が一定の上限値に到達した場合に該部品の交換時期であると判断することにより、振動、衝撃等の頻度に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。したがって、部品の交換時期が遅れること、又は過剰に部品交換を行うことを防止することが可能となる。
【００１５】
第２発明、第４発明、及び第６発明では、速度検出手段で検出した部品ごとの動作速度の二次微分値を一定時間間隔で算出し、算出した二次微分値が所定値を超えた場合、二次微分値が所定値を超えた回数を計数し、二次微分値が所定値を超えた回数が所定値に到達したときに該部品の交換時期である旨を出力する。これにより、速度の二次微分値として、一定時間間隔の加々速度を求めることができ、加々速度は該部品の振動要因の１つであることから、求めた加々速度が一定値以上である回数が上限値を超えた場合に該部品の交換時期であると判断することにより、振動等の程度に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。したがって、部品の交換時期が遅れること、又は過剰に部品交換を行うことを防止することが可能となる。なお、等加速度区間が存在しない場合、二次微分値はインパルス値となることから、該部品に衝撃が加わった回数も計数することができ、衝撃等の回数に基づいて部品交換の必要性を判断することも可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、速度の微分値として、一定時間間隔の加速度を求めることができ、加速度は該部品に加わる負荷（力、トルク）に比例する物理量であることから、加速度の累計値が一定の上限値に到達した場合に該部品の交換時期であると判断することにより、振動、衝撃等の頻度に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。したがって、部品の交換時期が遅れること、又は過剰に部品交換を行うことを防止することが可能となる。
【００１７】
また、速度の二次微分値として、一定時間間隔の加々速度を求めることができ、加々速度は該部品の振動要因の１つであることから、求めた加々速度が一定値以上である回数が上限値を超えた場合に該部品の交換時期であると判断することにより、振動等の程度に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。したがって、部品の交換時期が遅れること、又は過剰に部品交換を行うことを防止することが可能となる。なお、等加速度区間が存在しない場合であっても、二次微分値はインパルス値となることから、該部品に衝撃が加わった回数も計数することができ、衝撃等の回数に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置１は、工作機械（機器）を構成する部品ごとの動作速度を検出する複数の速度検出装置（速度検出手段）２、２、・・・と、速度検出装置２、２、・・・で検出した部品ごとの動作速度に基づいて部品ごとに交換時期であるか否かを演算する演算処理装置３とを備えている。
【００１９】
なお、本実施の形態において、機器の構成を特に限定するものではなく、例えば工具を装着した主軸を支持するコラムを備えた工作機械であっても良いし、テーブルが移動可能なＸＹ移動機構を備えた工作機械、工具を交換する工具交換装置等であっても良い。また、機器を構成する部品は、例えばコラム、テーブル等をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるためのボールネジ、ナット、ベアリング、ガイドレール、これらを覆うテレスコピックカバー、工具交換装置の工具把持アーム等を意味する。
【００２０】
演算処理装置３は、少なくともＣＰＵ（中央制御装置）３０を中心として、ＣＰＵ３０に内部バス３７を介して接続したＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、表示装置３３、入力装置３４、外部に備えた速度検出装置２、２、・・・、と通信可能に接続してある外部インタフェース３５、補助記憶装置３６等で構成されている。
【００２１】
ＣＰＵ３０は、内部バス３７を介して数値制御装置の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ３１に記憶されている処理プログラム、例えば工作機械の動作速度を取得して加速度及び／又は加々速度を算出するプログラム、部品の交換時期に到達したか否かを判断するプログラム等を実行する。
【００２２】
ＲＯＭ３１は、不揮発性の記憶媒体であり、例えば工作機械の動作速度を取得して加速度及び／又は加々速度を算出するプログラム、部品の交換時期に到達したか否かを判断するプログラム等を記憶している。ＲＡＭ３２は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体であり、工作機械の動作速度を取得して加速度及び／又は加々速度を算出するプログラム、部品の交換時期に到達したか否かを判断するプログラム等の実行中に発生する一時的なデータを記憶する。これらのプログラムは、通信手段（図示せず）を介して外部のコンピュータから、又はＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記憶媒体から補助記憶装置３６を介して取得することが可能である。
【００２３】
表示装置３３は、ユーザへ画像を表示出力する液晶表示装置（ＬＣＤ）、表示ディスプレイ（ＣＲＴ）等の表示装置であり、検出した部品ごとの動作速度の微分値、微分値の積算値、部品ごとに交換時期に到達したか否かを示すインジケータ等を表示する。
【００２４】
入力装置３４は、工作機械の動作速度を取得して加速度及び／又は加々速度を算出するプログラム、部品の交換時期に到達したか否かを判断するプログラム等の実行に必要な条件等の情報を入力するキーボード、タッチパネル等である。外部インタフェース３５は、工作機械に備えている複数の稼動部品に設置している速度検出装置２と通信可能に接続し、検出値を受付ける。
【００２５】
補助記憶装置３６は、ＣＤ、ＤＶＤ等の可搬型記憶媒体４を用い、ＲＡＭ３２へ、ＣＰＵ３０が処理するプログラム、データ等をダウンロードする。また、ＣＰＵ３０が処理したデータをバックアップすべく書き込むことも可能である。
【００２６】
速度検出装置２は、工作機械の稼動可能な部品ごとに、移動速度を検出することができる速度センサである。もちろん、外部装置である速度センサに限定されるものではなく、工作機械を動作させる加工プログラムにより指定されている動作速度を抽出して取得するものであっても良い。
【００２７】
以下、上述した構成の部品交換時期検知装置１に備える演算処理装置３により、稼動可能な部品ごとに交換時期であるか否かを検知する方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置１に備える演算処理装置３のＣＰＵ３０の交換時期検知処理の一の手順を示すフローチャートである。なお、図２の処理は、一定時間間隔、例えば１ｍｓｅｃごとに起動される割込み処理である。
【００２８】
また、本実施の形態では、説明を簡単にするために、工作機械に備える一の稼動工具のＸ軸方向の速度について説明する。例えば工具を装着した主軸を支持するコラムがＸ軸方向に移動する場合を想定している。図３は、工作機械に備える一の稼動工具のＸ軸方向の速度の変化の一例を時系列に示す図である。図３（ａ）は、工具の移動速度がＳ字カーブ状に変化する状態を示している。
【００２９】
演算処理装置３のＣＰＵ３０は、一の稼動工具のＸ軸方向の移動速度を示す信号を、速度検出装置２からの信号として、外部インタフェース３５を介して取得する（ステップＳ２０１）。ＣＰＵ３０は、取得した速度を示す信号に基づいて微分値を算出し（ステップＳ２０２）、算出した微分値を累計値Ｌに加算する（ステップＳ２０３）。なお、ステップＳ２０２は、微分値算出手段として、ステップＳ２０３は、微分値積算手段として、それぞれ機能する。
【００３０】
算出した微分値は、稼動工具の加速度であることから、工具に加わるトルク、外力等と等価の関係にある。図３（ｂ）は、算出した微分値の時間変化を示しており、稼動工具に、このような時間変化をするトルク、外力等が加わることを示している。したがって、微分値を累計値Ｌは、稼動工具に加わったトルク、外力等の総計と等価であり、稼動工具を構成する部品の耐久性を計る指標の１つとなる。なお、微分値の累計値Ｌの初期化は、最初の起動時、又は部品交換時に実行すれば足りる。
【００３１】
ＣＰＵ３０は、累計値Ｌが所定値を超えたか否かを判断し（ステップＳ２０４）、ＣＰＵ３０が、累計値Ｌが所定値以内であると判断した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３０は、該工具に用いている部品の交換時期ではないものと判断し、上述した割込み処理を終了し、次のタイミングでの割込み処理起動の待機状態となる。なお、ステップＳ２０４は、第１の判断手段として機能する。
【００３２】
図４は、加速度の累計値Ｌの上限値を示すテーブルの一例を示す図である。機器を構成する部品ごとに図４に示す上限値を累計値Ｌが超えたか否かに応じて、部品の交換時期であるか否かを判断する。
【００３３】
ＣＰＵ３０が、累計値Ｌが所定値を超えたと判断した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０は、該工具に用いている部品の交換時期であるものと判断し、その旨を示す警告信号を表示装置３３へ出力する（ステップＳ２０５）。警告信号を受付けた表示装置３３は、該部品が交換時期である旨を、輝度反転表示、赤色表示等により作業者へ通知する。なお、ステップＳ２０５は、出力手段として機能する。
【００３４】
また、稼動工具を構成する部品の耐久性を計る指標として、加速度をさらに微分（二次微分）した加々速度を用いても良い。加々速度は、稼動工具に対する衝撃力と等価であり、一定値以上の衝撃力が加わった回数を計数することにより、衝撃に基づく部品の交換時期を判断することが可能となる。図３（ｃ）は、算出した二次微分値の時間変化を示しており、稼動工具に、このような衝撃力が加わることを示している。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置１に備える演算処理装置３のＣＰＵ３０の交換時期検知処理の他の手順を示すフローチャートである。なお、図５の処理は、一定時間間隔、例えば１ｍｓｅｃごとに起動される割込み処理である。
【００３６】
演算処理装置３のＣＰＵ３０は、一の稼動工具のＸ軸方向の移動速度を示す信号を、速度検出装置２からの信号として、外部インタフェース３５を介して取得する（ステップＳ５０１）。ＣＰＵ３０は、取得した速度を示す信号に基づいて二次微分値を算出し（ステップＳ５０２）、算出した二次微分値が所定値を超えているか否かを判断する（ステップＳ５０３）。なお、ステップＳ５０２は、二次微分値算出手段として、ステップＳ５０３は、第２の判断手段として、それぞれ機能する。
【００３７】
ＣＰＵ３０が、二次微分値が所定値以内であると判断した場合（ステップＳ５０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３０は、カウンタを計数することなく、上述した割込み処理を終了し、次のタイミングでの割込み処理起動の待機状態となる。
【００３８】
ＣＰＵ３０が、二次微分値が所定値を超えたと判断した場合（ステップＳ５０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０は、カウンタを計数、例えばカウンタの累計値Ｍを１インクリメントし（ステップＳ５０４）、カウンタの累計値Ｍが所定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ５０５）。ＣＰＵ３０が、カウンタの累計値Ｍが所定値以下であると判断した場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）、ＣＰＵ３０は、上述した割込み処理を終了し、次のタイミングでの割込み処理起動の待機状態となる。なお、ステップＳ５０４は、計数手段として、ステップＳ５０５は、第３の判断手段として、それぞれ機能する。
【００３９】
図６は、加々速度（二次微分値）が所定の上限値を超えた累計回数の上限値を示すテーブルの一例を示す図である。機器を構成する部品ごとに図６に示す回数をカウンタの累計値Ｍが超えたか否かに応じて、部品の交換時期であるか否かを判断する。
【００４０】
ＣＰＵ３０が、カウンタ値が所定値を超えたと判断した場合（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０は、該工具に用いている部品の交換時期に到達したものと判断し、その旨を示す警告信号を表示装置３３へ出力する（ステップＳ５０６）。警告信号を受付けた表示装置３３は、該部品が交換時期に到達した旨を、輝度反転表示、赤色表示等により作業者へ通知する。なお、ステップＳ５０６は、出力手段として機能する。
【００４１】
上述した処理とすることにより、例えば図６に示すような速度変化をする場合であっても、部品の交換時期を確実に検出することができる。図７は、工作機械に備える一の稼動工具のＸ軸方向の速度の変化の他の例を時系列に示す図である。
【００４２】
図７（ａ）は、工具の移動速度が台形状に変化する状態を示している。この場合、図７（ｂ）に示すように稼動工具の加速度（一次微分値）は一定値となり、図７（ｃ）に示すように稼動工具の加々速度（二次微分値）はインパルス値となる。したがって、加々速度がインパルス値であっても、所定値を超えた回数はカウンタで容易に計数することができ、衝撃荷重に応じた交換時期を検出することが可能となる。
【００４３】
なお、カウンタの計数は、０から１ずつインクリメントするものに限定されるものではなく、初期化する場合に累計値Ｍの上限値を設定し、１ずつデクリメントするものであっても良い。また、カウンタの累計値Ｍの初期化は、最初の起動時、又は部品交換時に実行すれば足りる。
【００４４】
上述した処理を、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に行うことにより、該稼動工具の部品について、適切な交換時期を検出することができる。したがって、速度検出装置２を設置してある稼動工具について、適切な交換時期を検出することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施の形態のように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれについて加速度、加々速度を算出することに限定されるものではなく、例えば３軸方向の速度を合成した速度について、加速度、加々速度を算出しても良い。部品の配置によっては、Ｚ軸方向のみに衝撃荷重が加わる場合もあれば、３軸それぞれの方向から衝撃荷重が加わる場合もあるからである。
【００４６】
以上のように本実施の形態によれば、速度の微分値として、一定時間間隔の加速度を求めることができ、加速度は該部品に加わる負荷（力、トルク）に比例する物理量であることから、加速度の累計値が一定の上限値に到達した場合に該部品の交換時期であると判断することにより、振動、衝撃等の頻度に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。したがって、部品の交換時期が遅れること、又は過剰に部品交換を行うことを防止することが可能となる。
【００４７】
また、速度の二次微分値として、一定時間間隔の加々速度を求めることができ、加々速度は該部品の振動要因の１つであることから、求めた加々速度が一定値以上である回数が上限値を超えた場合に該部品の交換時期であると判断することにより、振動等の程度に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。したがって、部品の交換時期が遅れること、又は過剰に部品交換を行うことを防止することが可能となる。なお、等加速度区間が存在しない場合であっても、二次微分値はインパルス値となることから、該部品に衝撃が加わった回数も計数することができ、衝撃等の回数に基づいて部品交換の必要性を判断することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明は、上述した加速度の累計値Ｌに基づく部品交換時期の判断方法と、加々速度のカウント値に基づく部品交換時期の判断方法とを独立して用いても良いし、両者を併用して、交換時期に早く到達した場合に、交換時期である旨を示す信号を出力しても良い。また、本発明は上述した実施の形態に何等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で種々の形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置に備える演算処理装置のＣＰＵの交換時期検知処理の一の手順を示すフローチャートである。
【図３】工作機械に備える一の稼動工具のＸ軸方向の速度の変化の一例を時系列に示す図である。
【図４】加速度の累計値Ｌの上限値を示すテーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る部品交換時期検知装置に備える演算処理装置のＣＰＵの交換時期検知処理の他の手順を示すフローチャートである。
【図６】加々速度（二次微分値）が所定の上限値を超えた累計回数の上限値を示すテーブルの一例を示す図である。
【図７】工作機械に備える一の稼動工具のＸ軸方向の速度の変化の他の例を時系列に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  部品交換時期検知装置
２  速度検出装置
３  演算処理装置
４  可搬型記憶媒体
３０  ＣＰＵ
３１  ＲＯＭ
３２  ＲＡＭ
３３  表示装置
３４  入力装置
３５  外部インタフェース
３６  補助記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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