(57)【要約】【課題】転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを精度良く監視することのできる転がり直動装置の作動状態監視方法および作動状態監視装置を提供する。【解決手段】ボールねじ１のボール循環チューブ１ｄに設けた振動センサ４から出力された信号を基にボールねじ１の作動状態が正常であるか否かを監視するに際して、ボールねじ１が一定距離だけ作動する間に振動センサ４から出力された信号のピーク値を予め設定した閾値と比較し、閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合のボールねじ１の合計作動回数（ｉ＋ｎ）を分母とし且つ閾値を超えるピーク値が出現した場合のボールねじ１の作動回数（ｉ）を分子とした高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））を算出し、算出された高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））が予め設定された設定値Ｔを超えたときにボールねじ１の作動状態が正常でないと判定する。【選択図】図１
2011107030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体の転がり運動を介して軸方向に往復運動する可動部材を有する転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを監視する方法であって、前記転がり直動装置が一定距離だけ作動する間に前記可動部材に付設された振動検出手段から出力された信号のピーク値を予め設定した閾値と比較し、前記閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合の前記転がり直動装置の合計作動回数を分母とし且つ前記閾値を超えるピーク値が出現した場合の前記転がり直動装置の作動回数を分子とした高ピーク値出現割合を算出し、算出された高ピーク値出現割合が予め設定した設定値を超えたときに前記転がり直動装置の作動状態が正常でないと判定することを特徴とする転がり直動装置の作動状態監視方法。
【請求項２】
転動体の転がり運動を介して軸方向に往復運動する可動部材を有する転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを監視する装置であって、前記転がり直動装置が一定距離だけ作動する間に前記可動部材に付設された振動検出手段から出力された信号のピーク値を予め設定した閾値と比較する比較手段と、前記閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合の前記転がり直動装置の合計作動回数を分母とし且つ前記閾値を超えるピーク値が出現した場合の前記転がり直動装置の作動回数を分子とした高ピーク値出現割合を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された高ピーク値出現割合が予め設定した設定値を超えたときに前記転がり直動装置の作動状態が正常でないと判定する判定手段とを備えたことを特徴とする転がり直動装置の作動状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ、リニアガイド等の転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを監視する転がり直動装置の作動状態監視方法および作動状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ、リニアガイド等の転がり直動装置を備えた機械設備の作動状態が正常であるか否かを監視する方法として、転がり直動装置部品に設けたセンサ（例えば振動センサ、音響センサなど）の出力信号を基に、機械設備の所定の物理量を分析し、分析した結果と機械設備の異常の有無の判定基準となる情報とを第一の時間毎に比較照合して機械設備の異常の有無を仮判定し、比較照合を所定の回数行ったとき若しくは第二の時間毎に比較照合した結果に基づいて、異常と仮判定した回数が閾値以上である場合に異常と判定する総合評価を行う方法が知られている（特許文献１参照）。
上述した方法によると、転がり直動装置部品の磨耗や破損を発見するために、機械設備を定期的に分解したり、分解後に機械設備を組立て直したりする必要がないため、多くの時間や労力などを要することなく機械設備の保守点検を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ボールねじのナットやリニアガイドのスライダは荷重を負荷された状態で往復運動を繰り返すため、ナットやスライダの移動速度あるいは機械設備から受ける荷重によってセンサ出力が急峻に変化したり、機械設備内の様々な付帯設備から受ける影響によってセンサ出力にノイズが発生したりすることがある。このため、センサ出力の急峻な変化やノイズの影響などによって異常と仮判定する回数が多くなり、上述した方法を用いて転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを監視する場合には、センサ出力の急峻な変化やノイズの影響を受けない値に閾値を設定する必要がある。しかし、閾値を低く設定し過ぎた場合には異常が発生していない段階で異常有りと判定したり、閾値を高く設定し過ぎた場合には異常が発生しているにも係わらず異常なしと判定したりするという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを精度良く監視することのできる転がり直動装置の作動状態監視方法および作動状態監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る転がり直動装置の作動状態監視方法は、転動体の転がり運動を介して軸方向に往復運動する可動部材を有する転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを監視する方法であって、前記転がり直動装置が一定距離だけ作動する間に前記可動部材に付設された振動検出手段から出力された信号のピーク値を予め設定した閾値と比較し、前記閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合の前記転がり直動装置の合計作動回数を分母とし且つ前記閾値を超えるピーク値が出現した場合の前記転がり直動装置の作動回数を分子とした高ピーク値出現割合を算出し、算出された高ピーク値出現割合が予め設定した設定値を超えたときに前記転がり直動装置の作動状態が正常でないと判定することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明に係る転がり直動装置の作動状態監視装置は、転動体の転がり運動を介して軸方向に往復運動する可動部材を有する転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを監視する装置であって、前記転がり直動装置が一定距離だけ作動する間に前記可動部材に付設された振動検出手段から出力された信号のピーク値を予め設定した閾値と比較する比較手段と、前記閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合の前記転がり直動装置の合計作動回数を分母とし且つ前記閾値を超えるピーク値が出現した場合の前記転がり直動装置の作動回数を分子とした高ピーク値出現割合を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された高ピーク値出現割合が予め設定した設定値を超えたときに前記転がり直動装置の作動状態が正常でないと判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合の転がり直動装置の合計作動回数を分母とし且つ閾値を超えるピーク値が出現した場合の転がり直動装置の作動回数を分子とした高ピーク値出現割合を算出し、算出された高ピーク値出現割合が予め設定した設定値を超えたときに転がり直動装置の作動状態が正常でないと判定することにより、閾値を低く設定し過ぎた場合や閾値を高く設定し過ぎた場合でも異常が発生していない段階で異常有りと判定したり、あるいは異常が発生しているにも係わらず異常なしと判定したりする可能性が低くなる。したがって、転がり直動装置の作動状態が正常であるか否かを精度良く監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る作動状態監視装置とボールねじを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る作動状態監視装置の作動状態監視方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】振動センサから出力される信号の波形と閾値を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の実施形態を図１に示す。同図において、符号１は転がり直動装置としてのボールねじを示し、このボールねじ１のねじ軸１ａには、ボールねじ１を駆動する駆動モータ２の回転軸がカップリング３を介して連結されている。
ボールねじ１のねじ軸１ｂは、螺旋状のボール軌道溝（以下、「軸側軌道溝」という）１ｃを外周面に有している。この軸側軌道溝１ｃは可動部材としてのナット１ｂの内周面に形成された螺旋状のボール軌道溝（以下、「ナット側軌道溝」という）と対向しており、軸側軌道溝１ｃとナット側軌道溝との間には、転動体としての多数のボール（図示せず）が転動自在に組み込まれている。これらのボールはねじ軸１ａ（またはナット１ｂ）の回転運動に伴って軸側軌道溝１ｃとナット側軌道溝との間を転動するようになっており、軸側軌道溝１ｃとナット側軌道溝との間を転動したボールはナット１ｂに組み付けられたボール循環チューブ１ｄに導入され、このボール循環チューブ１ｄを経由して元の位置に戻されるようになっている。
【００１０】
ボールねじ１はボールの転がり運動によってボール循環チューブ１ｄに発生した振動を検出する振動検出手段としての振動センサ４を有しており、この振動センサ４から出力された信号は、本発明の第１の実施形態に係る作動状態監視装置５に供給されるようになっている。
作動状態監視装置５は中央演算処理装置（ＣＰＵ）５ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５ｃ、表示装置５ｄ等からなり、ＣＰＵ５ａは図２に示すフローチャートに従ってボールねじ１の作動状態が正常であるか否かを監視している。
【００１１】
すなわち、ＣＰＵ５ａは、先ず、ステップＳ１で閾値を超えるピーク値が出現しなかった場合のボールねじ１の作動回数ｎをｎ＝０に設定すると共に、閾値を超えるピーク値が出現した場合のボールねじ１の作動回数ｉをｉ＝０に設定した後、ボールねじ１が作動開始であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、ボールねじ１が作動開始でない場合はボールねじ１が作動開始となるまで待機する。また、ボールねじ１が作動開始である場合はステップＳ３に進み、振動センサ４から出力された信号と駆動モータ２に付設されたエンコーダの出力信号とを取り込み、振動センサ４の出力信号をＡ／Ｄ変換してＲＡＭ５ｃに格納する。
【００１２】
振動センサ４から出力された信号がＡ／Ｄ変換されてＲＡＭ５ｃに格納されると、ＣＰＵ５ａはボールねじ１が作動停止状態であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、ボールねじ１が作動停止状態でない場合はステップＳ３に戻り、振動センサ４から出力された信号と駆動モータ２に付設されたエンコーダの出力信号とを取り込み、振動センサ４の出力信号をＡ／Ｄ変換してＲＡＭ５ｃに格納する。
【００１３】
ボールねじ１が作動停止状態である場合はステップＳ５に進み、ボールねじ１の作動距離をエンコーダの出力信号に基づいて算出し、算出した作動距離が予め設定された所定の作動距離に達したか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、ボールねじ１の作動距離が所定の作動距離に達していない場合はステップＳ２に戻り、ボールねじ１が再び作動状態になるまで待機する。
ステップＳ６でボールねじ１の作動距離が所定の作動距離に達している場合はステップＳ７に進み、ＲＡＭ５ｃに格納された振動センサ４の出力信号をフィルタリング処理し、さらに次のステップＳ８で振動センサ４の出力信号を周波数分析する。
【００１４】
このようにして振動センサ４の出力信号を周波数分析したならば、ＣＰＵ５ａは振動センサ４から出力された信号の中から振動のピークとそのピーク値を検出する（ステップＳ９）。そして、検出したピーク値を予め設定しておいた閾値（図３参照）と比較し、閾値を超えるピーク値が存在するか否かをステップＳ１０で判定する。ここで、閾値を超えるピーク値が存在しない場合はステップＳ１１でｎ＝ｎ＋１とした後、後述するステップＳ１３に進む。
【００１５】
また、閾値を超えるピーク値が存在する場合はステップＳ１２に進み、ｉ＝ｉ＋１とした後、閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合のボールねじの合計作動回数（ｉ＋ｎ）が予め設定しておいた所定の作動回数Ｎに達したか否かをステップＳ１３で判定する。
ここで、ボールねじの合計作動回数（ｉ＋ｎ）が所定の作動回数Ｎに達していない場合はステップＳ２に戻り、ボールねじ１が作動開始となるまで待機する。また、ボールねじの合計作動回数（ｉ＋ｎ）が所定の作動回数Ｎに達している場合はステップＳ１４に進み、閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合のボールねじの合計作動回数（ｉ＋ｎ）を分母とし且つ閾値を超えるピーク値が出現した場合のボールねじの作動回数（ｉ）を分子とする高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））を算出する（ステップＳ１５）。
【００１６】
このようにして高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））を算出したならば、ＣＰＵ５ａは算出した高ピーク値出現割合を予め設定しておいた設定値Ｉと比較し、ｉ／（ｉ＋ｎ）≧Ｉであるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ここで、高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））が設定値Ｉを超えていない場合には、ＣＰＵ５ａはボールねじ１の作動状態が正常であると判定し、その判定結果を表示装置５ｄに出力する（ステップＳ１６）。また、高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））が設定値Ｉを超えている場合には、ＣＰＵ５ａはボールねじ１の作動状態が異常であると判定し、その判定結果を表示装置５ｄに出力する（ステップＳ１７）。
【００１７】
上述のように、ボールねじ１のボール循環チューブ１ｄに設けた振動センサ４から出力された信号を基にボールねじ１の作動状態が正常であるか否かを監視するに際して、ボールねじ１が一定距離だけ作動する間に振動センサ４から出力された信号のピーク値を予め設定した閾値と比較し、閾値を超えるピーク値が出現した場合と出現しなかった場合のボールねじ１の合計作動回数（ｉ＋ｎ）を分母とし且つ閾値を超えるピーク値が出現した場合のボールねじ１の作動回数（ｉ）を分子とした高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））を算出し、算出された高ピーク値出現割合（ｉ／（ｉ＋ｎ））が予め設定した設定値Ｔを超えたときにボールねじ１の作動状態が正常でないと判定することにより、閾値を低く設定し過ぎた場合や閾値を高く設定し過ぎた場合でも異常が発生していない段階で異常有りと判定したり、あるいは異常が発生しているにも係わらず異常なしと判定したりする可能性が低くなる。したがって、ボールねじ１の作動状態が正常であるか否かを精度良く監視することができる。
上述した第１の実施形態では、本発明の適用例としてボールねじを例示したが、ボールねじに限られるものではなく、例えばリニアガイドの作動状態が正常であるか否かを監視する場合にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  ボールねじ
１ａ  ねじ軸
１ｂ  ナット
１ｃ  軸側軌道溝
１ｄ  ボール循環チューブ
２  ボールねじ駆動モータ
３  カップリング
４  振動センサ
５  作動状態監視装置
５ａ  ＣＰＵ
５ｂ  ＲＯＭ
５ｃ  ＲＡＭ
５ｄ  表示装置
【図１】
2011107030.tif 000003
【図２】
2011107030.tif 000004
【図３】
2011107030.tif 000005