(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の回転を制御する制御装置であって、
前記電動機の回転によって被検出部位に発生する振動に基づく物理量を検出するセンサからの検出信号を取得する検出信号取得部と、
前記電動機の回転位置の位相情報を取得する位相情報取得部と、
前記位相情報に基づいて、前記振動の周期と合致する時間幅を決定する時間幅決定部と、
決定した前記時間幅に基づいて前記検出信号を等分割する信号分割部と、
等分割された複数の分割信号を、波形を崩すことを抑制しつつ加算して平均する加算平均部と、
前記加算平均部により加算平均された加算平均信号を周波数信号に変換する周波数解析部と、
前記振動に異常があるかどうかを前記周波数信号に基づいて診断する異常診断部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記振動の周期は、前記被検出部位に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、前記被検出部位に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記振動の周期は、同じ前記被検出部位であっても、前記被検出部位を構成する部材または部品に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、診断対象となる前記部材または前記部品に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記電動機には、前記位相情報を検出する回転検出器が設けられており、
前記位相情報取得部は、前記回転検出器が検出した前記位相情報を取得することを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記位相情報取得部は、前記位相情報を推定することで、前記位相情報を取得することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
電動機の回転によって診断部位に発生する振動に基づく物理量を検出するセンサと、
前記電動機の回転位置の位相情報を取得する位相情報取得部と、
前記位相情報に基づいて、前記振動の周期と合致する時間幅を決定する時間幅決定部と、
決定した前記時間幅に基づいて前記センサが検出した検出信号を等分割する信号分割部と、
等分割された複数の分割信号を、波形を崩すことを抑制しつつ加算平均する加算平均部と、
前記加算平均部により加算平均された加算平均信号を周波数信号に変換する周波数解析部と、
前記振動に異常があるかどうかを前記周波数信号に基づいて診断する異常診断部と、
を備える異常診断装置。
【請求項７】
請求項６に記載の異常診断装置であって、
前記振動の周期は、前記診断部位に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、前記診断部位に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする異常診断装置。
【請求項８】
請求項７に記載の異常診断装置であって、
前記振動の周期は、同じ前記診断部位であっても、異常の要因に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、診断したい異常の要因に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする異常診断装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の異常診断装置であって、
前記位相情報を検出する回転検出器を備え、
前記位相情報取得部は、前記回転検出器が検出した前記位相情報を取得することを特徴とする異常診断装置。
【請求項１０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の異常診断装置であって、
前記位相情報取得部は、前記位相情報を推定することで、前記位相情報を取得することを特徴とする異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の回転によって発生する振動に起因する物理量を検出するセンサの検出信号に含まれるノイズ成分を除去する制御装置および異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機などによって回転する回転部材の振動に起因する物理量を検出するセンサから得られた検出信号を用いて回転部材または回転部材の異常を診断することが知られている。
【０００３】
下記に示す特許文献１には、生産設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を検出し、検出した物理量に基づく信号に対して同期加算平均を行った後、周波数分析を行い、周波数成分に基づいて回転部品の異常の有無、異常部位を特定する異常診断装置が開示されている。なお、検出した物理量に基づく信号には、ランダムなスパイクノイズが付与されている。このスパイクノイズは、回転部材の振動を簡易的に増幅させるためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に異常診断においては、得られた信号をフーリエ変換（例えば、ＦＦＴ）して周波数領域の信号に変換した後、変換後の情報に基づいて、異常診断を行っている。そして、フーリエ変換前に、ノイズ成分を除去するために、得られた信号に対して加算平均を行っている。この加算平均は、ある時間幅で信号を分割し、分割した複数の信号を加算して平均する。この時間幅は、装置の演算器の動作周波数や信号のサンプリング周期で決まる固定値を取ることが多い。そのため、回転によって生じる現象と信号を分割する時間幅とが合致せず、信号が崩れてしまう。そこで、フーリエ変換を行う前に、回転によって生じる現象と信号を分割する時間幅とが合致しないことで発生するリーケージを抑えるために窓関数処理を行わなければならない。
【０００６】
また、上記特許文献１には、フーリエ変換する前に同期加算処理を行うことが開示されているが、信号を分割する時間幅については何ら開示がされていない。したがって、上記特許文献１では、回転によって生じる現象と信号を分割する時間幅とが合致せず、信号が崩れてしまう。それによって、回転によって生じる現象を正確に把握することができず、正確な異常診断を行うことができない。また、それを防止するためには窓関数処理を行わなくてはならない。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な処理で回転によって生じる現象を把握し、異常診断の精度を向上させる制御装置および異常診断装置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】
第１の本発明は、制御装置であって、電動機の回転によって被検出部位に発生する振動に起因する物理量を検出するセンサからの検出信号を取得する検出信号取得部と、前記電動機の位相情報を取得する位相情報取得部と、前記位相情報に基づいて、前記電動機の回転によって前記被検出部位に生じる現象の周期と合致する時間幅を決定する時間幅決定部と、決定した前記時間幅に基づいて前記検出信号を分割する信号分割部と、分割された複数の分割信号を加算して平均する加算平均部と、を備える。
【０００９】
この構成により、元の信号の波形（被検出部位に生じる現象を捉えた信号成分）の波形を崩すことなく、同期加算処理を行うことができる。したがって、同期加算処理が行なわれた後の加算平均信号に対してフーリエ変換を行う前に、窓関数処理を行う必要がないので、処理が簡易になる。また、被検出部位に生じる現象を捉えた信号成分以外の成分は、ノイズ成分と見做されて除去されるので、被検出部位に生じる現象を捉えた信号成分を抽出することができる。したがって、この加算平均信号を用いることで、被検出部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００１０】
第１の本発明は、前記制御装置であって、前記電動機の回転によって生じる現象の周期は、前記被検出部位に応じて異なり、前記時間幅決定部は、前記被検出部位に応じた周期と合致する前記時間幅を決定してもよい。これにより、加算平均信号を用いることで、診断対象として着目した被検出部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００１１】
第１の本発明は、前記制御装置であって、前記電動機の回転によって生じる現象の周期は、同じ前記被検出部位であっても、前記被検出部位を構成する部材または部品に応じて異なり、前記時間幅決定部は、診断対象となる前記部材または前記部品に応じた周期と合致する前記時間幅を決定してもよい。これにより、加算平均信号を用いることで、被検出部位のうち、診断対象として着目した部材または部品に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００１２】
第１の本発明は、前記制御装置であって、前記被検出部位は、異常診断を行いたい診断部位であってもよい。これにより、センサは、異常診断を行いたい診断部位に発生する振動に起因する物理量を検出することができる。
【００１３】
第１の本発明は、前記制御装置であって、前記電動機には、前記電動機の位相を検出する回転検出器が設けられており、前記位相情報取得部は、前記回転検出器が検出した前記位相情報を取得してもよい。これにより、正確な電動機の位相情報を取得することができる。
【００１４】
第１の本発明は、前記制御装置であって、前記位相情報取得部は、前記電動機の前記位相情報を推定することで、前記位相情報を取得してもよい。これにより、回転検出器を設ける必要が無いので、コストが低廉になる。
【００１５】
第１の本発明は、前記制御装置であって、前記制御装置は、他の少なくとも１つの制御装置を介して前記検出信号および前記位相情報を取得してもよい。これにより、第１の本発明の制御装置を別途導入することで、異常診断機能を有しない制御装置を取り換えることなく、既存の診断対象機構に対して異常診断を行うことができる。
【００１６】
第２の本発明は、異常診断装置であって、電動機の回転によって診断部位に発生する振動に起因する物理量を検出するセンサと、前記電動機の位相情報を取得する位相情報取得部と、前記位相情報に基づいて、前記電動機の回転によって前記診断部位に生じる現象の周期と合致する時間幅を決定する時間幅決定部と、決定した前記時間幅に基づいて前記センサが検出した検出信号を分割する信号分割部と、分割された複数の分割信号を加算平均する加算平均部と、を備える。
【００１７】
この構成により、元の信号の波形（診断部位に生じる現象を捉えた信号成分）の波形を崩すことなく、同期加算処理を行うことができる。したがって、同期加算処理が行なわれた後の加算平均信号に対してフーリエ変換を行う前に、窓関数処理を行う必要がないので、処理が簡易になる。また、診断部位に生じる現象を捉えた信号成分以外の成分は、ノイズ成分と見做されて除去されるので、診断部位に生じる現象を捉えた信号成分を抽出することができる。したがって、この加算平均信号を用いることで、診断部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００１８】
第２の本発明は、前記異常診断装置であって、前記電動機の回転によって生じる現象の周期は、前記診断部位に応じて異なり、前記時間幅決定部は、前記診断部位に応じた周期と合致する前記時間幅を決定してもよい。これにより、加算平均信号を用いることで、診断対象として着目した診断部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００１９】
第２の本発明は、前記異常診断装置であって、前記電動機の回転によって生じる現象の周期は、同じ前記診断部位であっても、異常の要因に応じて異なり、前記時間幅決定部は、診断したい異常の要因に応じた周期と合致する前記時間幅を決定してもよい。これにより、加算平均信号を用いることで、診断したい異常の要因に応じた現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００２０】
第２の本発明は、前記異常診断装置であって、前記電動機の位相を検出する回転検出器を備え、前記位相情報取得部は、前記回転検出器が検出した前記位相情報を取得してもよい。これにより、正確な電動機の位相情報を取得することができる。
【００２１】
第２の本発明は、前記異常診断装置であって、前記位相情報取得部は、前記電動機の前記位相情報を推定することで、前記位相情報を取得してもよい。これにより、回転検出器を設ける必要が無いので、コストが低廉になる。
【００２２】
第２の本発明は、前記異常診断装置であって、前記加算平均部により加算平均された加算平均信号を周波数信号に変換する周波数解析部と、前記周波数信号に基づいて異常診断を行う異常診断部と、を備えてもよい。これにより、異常診断を行うことができる。
【００２３】
第２の本発明は、前記異常診断装置であって、前記異常診断装置は、他の少なくとも１つの制御装置を介して前記検出信号および前記位相情報を取得してもよい。これにより、第２の本発明の異常診断装置を別途導入することで、既存の診断対象機構に対して異常診断を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、被検出部位（診断部位）に生じる現象を捉えた信号成分の波形を崩すことなく、同期加算処理を行うことができる。したがって、同期加算処理が行なわれた後の加算平均信号に対してフーリエ変換を行う前に、窓関数処理を行う必要がないので、処理が簡易になる。また、被検出部位（診断部位）に生じる現象を捉えた信号成分以外の成分は、ノイズ成分と見做されて除去されるので、被検出部位（診断部位）に生じる現象を捉えた信号成分を抽出することができる。したがって、この加算平均信号を用いることで、被検出部位（診断部位）に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施の形態における、電動機とボールねじとを用いて送り軸を構成する送り機構と、送り機構に適用された異常診断装置とを示す図である。
【図２】図２Ａは、回転検出器が検出した位相情報に基づいて決定される時間幅を示す図、図２Ｂは、図２Ａに示す時間幅で検出信号を分割したときの複数の分割信号を示す図、図２Ｃは、図２Ｂに示す複数の分割信号を加算して平均化した加算平均信号を示す図である。
【図３】図３Ａは、装置の演算器の動作周波数や信号のサンプリング周期で決定された従来の時間幅を示す図、図３Ｂは、図３Ａに示す時間幅で検出信号を分割したときの複数の分割信号を示す図、図３Ｃは、図３Ｂに示す複数の分割信号を加算して平均化した加算平均信号を示す図である。
【図４】図１に示す異常診断装置の機能ブロック図である。
【図５】第２の実施の形態における、駆動機構と、駆動機構に適用された異常診断装置とを示す図である。
【図６】第１および第２の実施の形態の変形例３を説明するための図である。
【図７】第３の実施の形態における異常診断装置の構成を示す図である。
【図８】第４の実施の形態における異常診断装置の構成を示す図である。
【図９】第４の実施の形態の変形例１における異常診断装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る制御装置および異常診断装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における、電動機（例えば、サーボモータ）１０とボールねじ１２とを用いて送り軸を構成する送り機構１４と、送り機構１４に適用された異常診断装置１６とを示す図である。電動機１０の回転子１８に接続された回転軸２０とボールねじ（回転部材）１２とは、カップリング部２２を介して接続されている。電動機１０の回転子１８は、ベアリング（軸受け）２４ａ、２４ｂによって回転可能に支持されている。このベアリング２４ａ、２４ｂは、電動機１０の筐体１０ａに固定されている。ボールねじ１２は、カップリング部２２側に設けられたベアリング２６ａと先端側に設けられたベアリング２６ｂとによって回転可能に支持されている。ベアリング２６ａ、２６ｂは、送り機構１４が設置された設置面Ｅに設けられた支持部材２８ａ、２８ｂによって支持されている。ボールねじ１２にはナット３０が螺合されており、ナット３０は、ベアリング２６ａとベアリング２６ｂとの間に設けられている。電動機１０の回転子１８が回転することで、ボールねじ１２が回転し、ナット３０がボールねじ１２の軸方向に移動する。
【００２８】
電動機１０には、電動機１０（具体的には回転子１８）の位相（回転位置）を検出するエンコーダなどの回転検出器３２が設けられている。この回転検出器３２が検出した回転子１８（電動機１０）の位相情報（回転位置情報）に基づいて、回転子１８（電動機１０）の回転周期（回転周波数）も求めることができる。異常を診断したい被検出部位（診断部位とも呼ぶ）に発生する振動に起因する物理量を検出するために、センサ３４、３６は、被検出部位に取り付けられている。本第１の実施の形態においては、センサ３４、３６は、支持部材２８ａおよびボールねじ１２に取り付けられている。支持部材２８ａ、ベアリング２６ａ、および、ボールねじ１２に発生する振動は、電動機１０（回転子１８）の回転によって発生する。つまり、支持部材２８ａ、ベアリング２６ａ、および、ボールねじ１２が被検出部位（診断部位）となる。センサ３４は、ボールねじ１２の回転によって生じる並進成分の振動を検出してよく、センサ３６は、ボールねじ１２の回転によって生じる回転成分の振動を検出してよい。
【００２９】
回転検出器３２が検出した位相情報、および、センサ３４、３６が検出した検出信号は、制御装置３８に送られる。制御装置３８は、有線または無線で位相情報および検出信号を取得する。回転検出器３２、センサ３４、３６、および、制御装置３８は、本第１の実施の形態の異常診断装置１６を構成する。なお、制御装置３８は、コンピュータとプログラムが記憶された記憶媒体とを有し、コンピュータが記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することで、本第１の実施の形態の制御装置３８として機能する。
【００３０】
制御装置３８は、センサ３４、３６などが検出した検出信号に含まれるノイズ成分を除去するために、同期加算処理を行う。具体的には、検出信号を時間幅Ｄで分割し、分割した複数の信号を加算して平均化する同期加算処理を行う。この時間幅Ｄは、回転検出器３２が検出した回転子１８の位相情報に基づいて決定する。
【００３１】
図２Ａ〜図２Ｃを用いて、本第１の実施の形態における検出信号の同期加算処理の概念を説明する。図２Ａは、回転検出器３２が検出した位相情報に基づいて決定される時間幅Ｄを示す図、図２Ｂは、決定された時間幅Ｄで検出信号を分割したときの複数の信号（以下、分割信号）を示す図、図２Ｃは、分割された複数の分割信号を加算して平均化した信号（以下、加算平均信号）を示す図である。後で詳しく説明するが、図２Ａに示すように、回転検出器３２が検出した位相情報に基づいて、センサ３４、３６が検出した物理量（回転によって被検出部位に生じる現象）の周期特性がわかる。したがって、回転検出器３２が検出した位相情報とサンプリング周期とに基づいて時間幅Ｄを決定することで、回転によって生じる現象の周期特性と合致する時間幅Ｄを決定することができる。図２Ａに示す例では、時間幅Ｄを回転子１８（ボールねじ１２）が１回転する時間としている。
【００３２】
そのため、図２Ｂに示すように、時間幅Ｄで分割された複数の分割信号の各々は、互いに同一または類似する波形を有する。そして、図２Ｃに示すように、この分割した複数の分割信号を加算平均することで、ノイズ成分が除去された加算平均信号を得ることができるとともに、加算平均によって元の信号（分割された各分割信号）の波形が崩れることがない。したがって、加算平均信号に対してフーリエ変換（例えば、ＦＦＴ：高速フーリエ変換）を行う前に、窓関数処理を行う必要がない。
【００３３】
これに対し、従来のように、時間幅Ｄを装置の演算器の動作周波数や信号のサンプリング周期で決まる値とした場合は、図３Ａに示すように、回転により生じる現象を捉えた検出信号の周期と時間幅Ｄとが一致しない。そのため、図３Ｂに示すように、時間幅Ｄで分割された複数の分割信号の各々は、互いに異なった波形となり、図３Ｃに示すように、分割した複数の分割信号を加算平均すると、加算平均によって元の信号の波形が崩れてしまう。そのため、加算平均信号に対してフーリエ変換（例えば、ＦＦＴ）を行う前に、信号の始まりの値と終わりの値とが不一致の場合に起きるリーケージを回避するために、前処理として窓関数処理を行う必要がある。
【００３４】
なお、センサ３４、３６が検出した検出信号には、電動機１０（回転子１８）の回転によって被検出部位に生じる現象を示す信号成分の他に、ノイズ成分も含まれている。そのため、センサ３４、３６が検出した検出信号の周期と被検出部位に生じる現象を示す信号成分との周期が同一にならない場合がある。したがって、図２Ａ〜図２Ｃ、および、図３Ａ〜図３Ｃにおいては、説明をわかり易くするために、回転によって生じる現象を示す信号成分のみを検出信号として表している。
【００３５】
以下、本第１の実施の形態における異常診断装置１６について具体的に説明する。図４は、異常診断装置１６の機能ブロック図である。制御装置３８は、検出信号取得部５０、位相情報取得部５２、時間幅決定部５４と、信号分割部５６、加算平均部５８、周波数解析部６０、および、異常診断部６２を備える。
【００３６】
検出信号取得部５０は、センサ３４、３６が検出した検出信号ＤＳ（ＤＳ１、ＤＳ２）を取得する。検出信号取得部５０は、取得した検出信号ＤＳ（ＤＳ１、ＤＳ２）を信号分割部５６に出力する。位相情報取得部５２は、回転検出器３２が検出した電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳを取得する。この位相情報ＰＳによって、回転子１８の回転周期（回転周波数）もわかる。位相情報取得部５２は、取得した位相情報ＰＳを時間幅決定部５４および信号分割部５６に出力する。
【００３７】
時間幅決定部５４は、取得した位相情報ＰＳに基づいて検出信号ＤＳ（ＤＳ１、ＤＳ２）を分割する時間幅Ｄを決定する。時間幅決定部５４は、電動機１０（回転子１８）の回転によって被検出部位に生じる現象の周期と合致する時間幅Ｄを決定する。被検出部位に生じる現象の周期と合致する時間幅Ｄとは、被検出部位に生じる現象の周期の正数倍（１倍も含む）の時間を意味する。時間幅決定部５４は、サンプリング周期も考慮して、時間幅Ｄを決定してもよい。
【００３８】
電動機１０の回転によって生じる現象の周期は、被検出部位に応じて異なるため、時間幅決定部５４は、異常診断を行いたい被検出部位に応じた周期と合致する時間幅Ｄを決定する。そのため、支持部材２８ａに応じた時間幅Ｄ、ベアリング２６ａに応じた時間幅Ｄ、および、ボールねじ１２に応じた時間幅Ｄとは互いに異なる。また、電動機１０の回転によって生じる現象の周期は、同じ被検出部位であっても、診断したい異常の要因によって異なる。この異常の要因は、被検出部位を構成する部材または部品に応じて異なる。そのため、診断したい異常の要因（つまり、診断対象となる部材または部品）に応じた周期と合致する時間幅Ｄを決定する。例えば、ベアリング２６ａなどの軸受けは、複数の部材または部品で構成されているため、診断対象となる被検出部位がベアリング２６ａの場合は、診断対象となる部材または部品に応じた周期と合致する時間幅Ｄを決定する。
【００３９】
信号分割部５６は、検出された回転子１８の位相情報ＰＳと決定された時間幅Ｄとに基づいて検出信号ＤＳ（ＤＳ１、ＤＳ２）を分割する。信号分割部５６は、分割した複数の分割信号Ｓｎを加算平均部５８に出力する。加算平均部５８は、分割された複数の分割信号Ｓｎを加算して平均化する。加算平均部５８は、複数の分割信号Ｓｎを加算して平均した加算平均信号ＡＳを周波数解析部６０に出力する。この時間幅決定部５４、信号分割部５６、および、加算平均部５８は、本第１の実施の形態の同期加算部５９を構成する。
【００４０】
周波数解析部６０は、加算平均信号ＡＳの周波数を解析する。つまり、周波数解析部６０は、加算平均信号ＡＳを時間領域から周波数領域に変換することで周波数を解析する。これにより、時間領域の加算平均信号ＡＳが周波数領域の加算平均信号（以下、周波数信号）ＦＳに変換される。周波数解析部６０は、例えば、高速フーリエ変換を用いて、時間領域の加算平均信号ＡＳを周波数信号ＦＳに変換する。周波数解析部６０は、変換した周波数信号ＦＳを異常診断部６２に出力する。異常診断部６２は、周波数領域に変換された周波数信号ＦＳに基づいて異常診断を行う。つまり、電動機１０（回転子１８）の回転によって被検出部位（診断部位）に生じる現象に異常があるかどうかを診断する。この異常診断は、公知の技術を用いることができるので、その説明を割愛する。
【００４１】
次に、支持部材２８ａに設けられたセンサ３４が検出した検出信号ＤＳ１を用いて異常診断を行うために、検出信号ＤＳ１を同期加算して、検出信号ＤＳ１に含まれるノイズ成分を除去する場合を例に挙げて説明する。ここで、ベアリング（軸受け）は、回転により生じる現象の周波数（周期）がその仕様によって異なり、同じ仕様のベアリングであっても、異常の要因によって現象が現れる周波数（周期）が異なる。そこで、着目するベアリングおよび異常の要因から、信号を分割する時間幅Ｄを決定することで、どのベアリングにどのような異常があるかを診断することができる。ベアリング２６ａは、支持部材２８ａで支持されているので、センサ３４を用いてベアリング２６ａにどのような異常があるのかを診断することができる。また、支持部材２８ａに応じた時間幅Ｄを決定することで、支持部材２８ａに異常が発生しているかを診断することができる。
【００４２】
一般的に、ベアリング（軸受け）は、図示しないが、内輪、外輪、および、内輪と外輪との間であって、周方向に設けられた複数のボール（転動体）を有する。内輪の外周面および外輪の内周面は、ボールが接触して転がるための転走面として機能する。ベアリング２６ａを構成する部材、部品または支持部材２８ａの各振動数（外輪転送面に対するボールの通過振動数ｆAR、内輪転送面に対するボールの通過振動数ｆIR、ボールの自転振動周波数ｆW、および、支持部材２８ａの固有振動数ｆK）は、以下の数式で表すことができる。ただし、回転子１８の回転周波数をｆi、ボール径（直径）をＤW、ピッチ円径をｄM、ボールの数をＺ、接触角をα0とする。
【００４３】
【数１】
0006499611.tif 000002
【００４４】
そして、ベアリング２６ａのボールの自転振動周波数ｆWに基づいて異常診断を行いたい場合は、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した回転子１８の位相情報ＰＳと、上記した数式（３）とを用いて算出した自転振動周波数ｆWから時間幅Ｄを決定する。例えば、電動機１０の回転子１８の回転周波数ｆiが５０Ｈｚ（＝３０００回／秒）、ボール径ＤWを８ｍｍ、ピッチ円径ｄMを４０ｍｍ、ボールの数Ｚを１６個、接触角α0を１５度とすると、ボールの自転振動周波数ｆWは、約１２０Ｈｚとなる。したがって、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した位相情報ＰＳに基づいて、電動機１０の回転子１８が１２０回転する時間を時間幅Ｄとして決定する。したがって、信号分割部５６は、回転子１８が１２０回転する度に、センサ３４が検出した検出信号ＤＳ１を区切って取り出すことで検出信号ＤＳ１を分割し、加算平均部５８は分割された複数の分割信号Ｓｎを加算して平均する。これにより、検出した検出信号ＤＳ１のうち、電動機１０（回転子１８）の回転によって生じるボールの自転振動の現象を捉えた信号成分以外の成分がノイズ成分と見做されて除去された加算平均信号ＡＳが得られる。つまり、着目したボールの自転振動の現象を捉えた信号成分を抽出した加算平均信号ＡＳが得られる。
【００４５】
また、支持部材２８ａの固有振動数ｆKに基づいて異常診断を行いたい場合は、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した回転子１８の位相情報ＰＳと、上記した数式（４）とを用いて算出した固有振動数ｆKから時間幅Ｄを決定する。ｆi、ＤW、ｄM、Ｚ、および、α0が上記した数値例の場合は、固有振動数ｆKは、約２０Ｈｚとなる。したがって、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した位相情報ＰＳに基づいて、例えば、電動機１０の回転子１８が２０回転する時間を時間幅Ｄとして決定する。したがって、信号分割部５６は、回転子１８が２０回転する度に、センサ３４が検出した検出信号ＤＳ１を区切って取り出すことで検出信号ＤＳ１を分割し、加算平均部５８は、分割された複数の信号を加算して平均する。これにより、検出した検出信号ＤＳ１のうち、電動機１０（回転子１８）の回転によって生じる支持部材２８ａの振動の現象を捉えた信号成分以外の成分がノイズ成分と見做されて除去された加算平均信号ＡＳが得られる。つまり、着目した支持部材２８ａの振動の現象を捉えた信号成分を抽出した加算平均信号ＡＳが得られる。
【００４６】
さらに、外輪転送面に対するボールの通過振動数ｆAR、内輪転送面に対するボールの通過振動数ｆIRに基づいて異常診断を行いたい場合も、同様にして、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した回転子１８の位相情報ＰＳと、数式（１）、（２）とを用いて算出した通過振動数ｆAR、ｆIRから時間幅Ｄを決定する。このボール径ＤW、ピッチ円径ｄM、ボールの数Ｚ、および、接触角α0は、既知である。
【００４７】
このようにして、ノイズ成分が除去された加算平均信号ＡＳを用いて異常診断を行うことで、電動機１０の回転によってベアリング２６ａおよび支持部材２８ａに生じる現象に異常があるかどうか、つまり、ベアリング２６ａおよび支持部材２８ａに異常があるかどうかを高精度に診断することができる。また、ベアリング２６ａに関しては、どのような異常があるかを詳しく診断することができる。なお、支持部材２８ｂにセンサ３４と同様のセンサを設けた場合も、同様にして時間幅Ｄを決定することができる。これにより、支持部材２８ｂおよびベアリング２６ｂに異常があるかどうかを高精度に診断することができる。また、ベアリング２６ｂに関しては、どのような異常があるかを高精度に詳しく診断することができる。
【００４８】
ボールねじ１２に設けられたセンサ３６が検出した検出信号ＤＳ２を同期加算してノイズ成分を除去する場合も、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した位相情報ＰＳに基づいて時間幅Ｄを決定する。例えば、回転子１８（電動機１０）が１０回転すると、ナット３０がストロークの全長分だけ移動するようにボールねじ１２のピッチが形成され、サンプリング周期を回転子１８が１０回転する時間とすると、時間幅決定部５４は、回転子１８が１０回転する時間を時間幅Ｄとして決定する。したがって、信号分割部５６は、回転子１８が１０回転する度に、センサ３６が検出した検出信号ＤＳ２を区切って取り出すことで検出信号ＤＳ２を分割し、加算平均部５８は、分割された複数の分割信号Ｓｎを加算して平均する。これにより、検出した検出信号ＤＳ２のうち、電動機１０（回転子１８）の回転によって生じるボールねじ１２の振動の現象を捉えた信号成分以外の成分がノイズ成分と見做されて除去された加算平均信号ＡＳが得られる。つまり、着目したボールねじ１２の振動の現象を捉えた信号成分を抽出した加算平均信号ＡＳが得られる。
【００４９】
このように異常を診断したい被検出部位に応じて、回転によって生じる現象の周期が異なるので、異常を診断したい被検出部位に応じて時間幅Ｄを決定する。また、同じ被検出部位であっても診断したい異常の要因によって現象の周期が異なるので、異常を診断したい被検出部位、診断したい異常の要因に応じて時間幅Ｄを決定する。したがって、高精度に詳しく異常を診断することができる。
【００５０】
なお、電動機１０は、磁石とコイルとを有し、制御装置が電動機１０のコイルに駆動電流を供給することで、回転子１８の回転が駆動制御されるものである。この電動機１０（回転子１８）の駆動を制御する制御装置は、制御装置３８であってもよく、図示しない電動機１０専用の制御装置であってもよい。
【００５１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態で説明した異常診断装置１６を、電動機１０とギヤ（歯車）とを用いて主軸を駆動させる駆動機構１００に適用したものである。図５は、第２の実施の形態における、駆動機構１００と、駆動機構１００に適用された異常診断装置１６Ａとを示す図である。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
電動機１０の回転子１８（図示略）に接続された回転軸２０には、カップリング部２２を介して駆動ギヤ（回転部材）１０２の回転軸１０２ａが接続されており、回転軸１０２ａは、ベアリング１０４ａ、１０４ｂによって回転可能に支持されている。従動ギヤ１０６は、駆動ギヤ１０２と噛み合うように設けられており、従動ギヤ（回転部材）１０６の回転軸１０６ａは、ベアリング１０８ａ、１０８ｂによって回転可能に支持されている。これにより、駆動ギヤ１０２の回転を従動ギヤ１０６に伝達することができる。駆動ギヤ１０２の歯数をＭ、従動ギヤ１０６の歯数をＮとする。なお、回転子１８は、上記第１の実施の形態と同様に、ベアリング２４ａ、２４ｂによって回転可能に支持されている。
【００５３】
従動ギヤ１０６の回転軸１０６ａには、カップリング部１１０を介して主軸（回転部材）１１２が接続されており、主軸１１２は、ベアリング１１４ａ、１１４ｂによって回転可能に支持されている。主軸１１２の先端には工具１１６が取り付けられている。したがって、電動機１０の回転子１８が回転すると、その回転力が駆動ギヤ１０２、従動ギヤ１０６、および、主軸１１２を介して工具１１６まで伝達される。したがって、工具１１６による加工を行うことができる。回転子１８の回転は、駆動ギヤ１０２および従動ギヤ１０６を介して主軸１１２に伝達されているため、主軸１１２の回転数およびトルクは、減速比（増速比も含む）Ｎ／Ｍに応じた回転数およびトルクとなる。つまり、主軸１１２の回転数は、主軸１１２の回転数ｆ２＝（減速比）-1×（回転子１８の回転数ｆ１）、となり、主軸１１２のトルクは、主軸１１２のトルクτ２＝減速比×（回転子１８のトルクτ１）、となる。
【００５４】
なお、ベアリング１０４ａ、１０４ｂ、１０８ａ、１０８ｂ、１１４ａ、１１４ｂの各々は、図示しないが、駆動機構１００が設置される設置面Ｅに設けられた複数の支持部材によって支持されている。
【００５５】
上述したように、電動機１０には、回転子１８の位相（回転位置）を検出する回転検出器３２が設けられている。センサ１１８、１２０は、異常を診断したい被検出部位（診断部位）に発生する振動に起因する物理量を検出するために、被検出部位に取り付けられている。本第２の実施の形態では、センサ１１８、１２０は、駆動ギヤ１０２の回転軸１０２ａおよび従動ギヤ１０６の回転軸１０６ａに取り付けられている。回転軸１０２ａ、１０６ａに発生する振動は、電動機１０（回転子１８）の回転によって発生する。センサ１１８、１２０は、回転によって生じる並進成分の振動を検出してもよく、回転成分の振動を検出してもよい。回転検出器３２が検出した位相情報ＰＳ、および、センサ１１８、１２０が検出した検出信号ＤＳ（ＤＳ３、ＤＳ４）は、制御装置３８に送られる。回転検出器３２、センサ１１８、１２０、および、制御装置３８は、本第２の実施の形態の異常診断装置１６Ａを構成する。
【００５６】
なお、制御装置３８は、上記第１の実施の形態と同一の構成を有し、検出信号取得部５０、位相情報取得部５２、時間幅決定部５４と、信号分割部５６、加算平均部５８、周波数解析部６０、および、異常診断部６２を備える。そして、センサ１１８、１２０が検出した検出信号ＤＳ（ＤＳ３、ＤＳ４）は、検出信号取得部５０に出力され、回転検出器３２が検出した電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳは、位相情報取得部５２に出力される。
【００５７】
次に、駆動ギヤ１０２の回転軸１０２ａに取り付けられたセンサ１１８が検出した検出信号ＤＳ３を用いて異常診断を行うために、検出信号ＤＳ３を同期加算して、検出信号ＤＳ３に含まれるノイズ成分を除去する場合を例に挙げて説明する。駆動ギヤ１０２の回転軸１０２ａと電動機１０の回転子１８とは直結しているため、時間幅決定部５４は、回転子１８が１回転する時間を時間幅Ｄとして決定する。したがって、信号分割部５６は、回転子１８が１回転する度に、センサ１１８が検出した検出信号ＤＳ３を区切って取り出すことで検出信号ＤＳ３を分割し、加算平均部５８は、分割された複数の分割信号Ｓｎを加算して平均する。これにより、検出した検出信号ＤＳ３のうち、電動機１０（回転子１８）の回転によって生じる駆動ギヤ１０２の振動の現象を捉えた信号成分以外の成分がノイズ成分と見做されて除去された加算平均信号ＡＳが得られる。つまり、着目した駆動ギヤ１０２の振動の現象を捉えた信号成分を抽出した加算平均信号ＡＳが得られる。
【００５８】
また、従動ギヤ１０６の回転軸１０６ａに取り付けられたセンサ１１８が検出した検出信号ＤＳ４を同期加算してノイズ成分を除去する場合も、時間幅決定部５４は、回転検出器３２が検出した位相情報ＰＳに基づいて時間幅Ｄを決定する。従動ギヤ１０６には、駆動ギヤ１０２を介して電動機１０の回転子１８の回転が伝達されるため、時間幅決定部５４は、減速比Ｎ／Ｍから回転子１８がＮ／Ｍ回転する時間を時間幅Ｄとして決定する。したがって、信号分割部５６は、回転子１８がＮ／Ｍ回転する度に、センサ１２０が検出した検出信号ＤＳ４を区切って取り出すことで検出信号ＤＳ４を分割し、加算平均部５８は、分割された複数の分割信号Ｓｎを加算して平均する。これにより、検出した検出信号ＤＳ４のうち、電動機１０（回転子１８）の回転によって生じる従動ギヤ１０６の振動の現象を捉えた信号成分以外の成分がノイズ成分と見做されて除去された加算平均信号ＡＳが得られる。つまり、着目した従動ギヤ１０６の振動の現象を捉えた信号成分を抽出した加算平均信号ＡＳが得られる。
【００５９】
このように異常を診断したい被検出部位に応じて、回転によって生じる現象の周期が異なるので、異常を診断したい被検出部位に応じて時間幅Ｄを決定する。
【００６０】
なお、本第２の実施の形態では、ギヤが１段の場合、つまり、１つの駆動ギヤ１０２とその駆動ギヤ１０２と噛合する１つの従動ギヤ１０６との場合について説明したが、ギヤが多段になった構成の場合も同様に、時間幅決定部５４は、減速比を考慮して時間幅Ｄを決定すればよい。また、ベアリング（例えば、１１４ａ、１１４ｂなど）にセンサを設けることで、上記第１の実施の形態で説明したように、ベアリングの異常を診断することもできる。
【００６１】
［第１および第２の実施の形態の変形例］
上記した第１および第２の実施の形態は、以下のように変形可能である。
【００６２】
（変形例１）変形例１では、回転検出器３２が検出した回転子１８の位相情報ＰＳに基づいて、電動機１０の回転子１８の微小な変動を補正するように、電動機１０に供給する駆動電流を変化させてもよい。電動機１０への駆動電流の供給は、図示しない電動機１０専用の制御装置が行なってもよく、制御装置３８が行なってもよい。
【００６３】
（変形例２）異常診断装置１６、１６Ａが適用される機構として、送り機構１４、駆動機構１００を例に挙げて説明したが、これらの機構に限定されない。例えば、プーリが接続された場合であっても、そのプーリよって構成される減速比（増速比も含む）を用いて時間幅Ｄを決定すればよい。その他、ボールと駆動ディスク、従動ディスクにより構成される減速比についても同様である。
【００６４】
（変形例３）上記各実施の形態では、ベアリング（軸受け）が各位置に１列だけ使用されている例を示したが、図６に示すように、ベアリングが各位置に複数列使用される場合であってもよい。図６においては、主軸１１２の先端側の位置にベアリング１３０ａ、１３０ｂを、主軸１１２の後端側の位置にベアリング１３０ｃ、１３０ｄを設けた例を示している。この場合は、異常があるベアリングを完全に特定することはできないが、どの位置にベアリングに異常があるかを判断することができるため、異常診断として有用である。図６に示す例の場合では、先端側の位置のベアリング１３０ａ、１３０ｂに異常かあるか否か、後端側の位置のベアリング１３０ｃ、１３０ｄに異常があるか否かを診断することができる。
【００６５】
（変形例４）位相情報ＰＳを取得するために、回転検出器３２を設けるようにしたが、回転検出器３２を設けなくてもよい。この場合は、位相情報取得部５２は、電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳを推定することで、位相情報ＰＳを取得する。この電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳの推定は、周知技術なので説明を割愛する。
【００６６】
（変形例５）物理情報を取得するために、センサ３４、３６を設けたが、設けるセンサの個数はいくつでもよい。異常を診断する対象に応じて、個数は自由に決定すればよい。
【００６７】
（変形例６）上記第１および第２の実施の形態（変形例も含む）では、異常診断に適用した例を示したが、電動機１０の制御に適用することもできる。同期電動機の回転時には、電動機の構造上送りむらが発生する。この送りむらは、電動機の個体ごとに異なり、電動機を駆動する際に流れる駆動電流の変化として現れる。そこで、駆動電流の波形（以下、電流波形）を取得し、これを回転検出器により検出した位相情報により、電動機の１回転ごとに電流波形を分割し、加算平均することで、精度の高い送りむらを含む電流波形が得られる。この電流波形を元に、電動機の個体に固有の送りむらをキャンセルするよう駆動電流を補正することで、モータを滑らかに回転させることができる。
【００６８】
（変形例７）変形例１〜６を矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせてもよい。
【００６９】
[第３の実施の形態]
図７は、第３の実施の形態における異常診断装置１６Ｂの構成を示す図である。第３の実施の形態においては、複数の異なる制御装置３８Ａ〜３８Ｃを備え、複数の異なる制御装置３８Ａ〜３８Ｃの各々にセンサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃおよび回転検出器３２Ａ〜３２Ｃが接続されている。センサ３４Ａ、３６Ａおよび回転検出器３２Ａと、センサ３４Ｂ、３６Ｂおよび回転検出器３２Ｂと、センサ３４Ｃ、３６Ｃおよび回転検出器３２Ｃとは、互いに別の診断対象機構（例えば、送り機構１４など）に設けられている。本説明では、制御装置３８Ａ、センサ３４Ａ、３６Ａ、および、回転検出器３２Ａに対応する診断対象機構を１４０Ａとし、制御装置３８Ｂ、センサ３４Ｂ、３６Ｂ、および、回転検出器３２Ｂに対応する診断対象機構を１４０Ｂとし、制御装置３８Ｃ、センサ３４Ｃ、３６Ｃ、および、回転検出器３２Ｃに対応する診断対象機構を１４０Ｃとして表す。
【００７０】
複数の異なる制御装置３８Ａ〜３８Ｃにおいて、１台の制御装置３８Ａが、他の制御装置３８Ｂ、３８Ｃから信号を収集し、診断を行う。各制御装置３８Ａ〜３８Ｃの各々は、自身に接続されているセンサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃおよび回転検出器３２Ａ〜３２Ｃからの信号（検出信号ＤＳおよび位相情報ＰＳ）を収集する。このとき、制御装置３８Ｂ、３８Ｃは、自身では異常の診断を行わず、取得した信号（検出信号ＤＳおよび位相情報ＰＳ）を制御装置３８Ａに送信する。制御装置３８Ａは、自身に接続されたセンサ３４Ａ、３６Ａと回転検出器３２Ａから取得した信号により、自身の診断対象となる診断対象機構１４０Ａの異常の診断を行うとともに、制御装置３８Ｂ、３８Ｃから取得した信号を元に、制御装置３８Ｂ、３８Ｃに対応する診断対象機構１４０Ｂ、１４０Ｃの異常の診断を行う。
【００７１】
これにより、制御装置３８Ａのみが異常診断機能を有し、制御装置３８Ｂ、３８Ｃは異常診断機能を持つ必要がない。そのため、例えば、既存の制御装置３８Ｂ、３８Ｃに異常診断機能はないが、信号を外部に出力できる場合に、異常診断機能を有する制御装置３８Ａを導入することで、異常診断機能を有しない既存の制御装置３８Ｂ、３８Ｃを取り換えることなく、診断対象機構１４０Ｂ、１４０Ｃに対して、異常診断を行うことができる。なお、本第３の実施の形態では、回転検出器３２Ａ〜３２Ｃ、センサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃ、および、制御装置３８Ａが異常診断装置１６Ｂとして機能する。
【００７２】
（変形例１）上記第３の実施の形態では、センサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃ、および、回転検出器３２Ａ〜３２Ｃから収集した信号で異常診断を行う例を示したが、回転検出器３２Ａ〜３２Ｃと他の情報（例えば、電動機１０を駆動する駆動電流）により、電動機１０の駆動を補正する制御を行ってもよい。
【００７３】
（変形例２）上記第３の実施の形態では、個別の制御装置について、異常診断を行う例を示したが、各制御装置３８Ａ〜３８Ｃのセンサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃの信号と回転検出器３２Ａ〜３２Ｃの信号とを、部品交換等の変化点を合わせて記録しておき、制御装置３８Ａ〜３８Ｃにおける信号同士を比較することで、部品交換等の変化点が発生するタイミングを推定し、予め交換部品の手配等を行ってもよい。
【００７４】
（変形例３）上記第３の実施の形態では、全ての制御装置３８Ａ〜３８Ｃがセンサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃおよび回転検出器３２Ａ〜３２Ｃを有する例を示したが、１台の制御装置３８Ａのみがセンサ３４Ａ、３６Ａと回転検出器３２Ａを有し、他の制御装置３８Ｂ、３８Ｃは回転検出器３２Ｂ、３２Ｃのみ有する場合に、センサ３４Ａ、３６Ａを有する制御装置３８Ａがセンサ３４Ａ、３６Ａの信号と回転検出器３２Ａの信号の積算値とを部品交換等の変化点を合わせて記録しておき、この信号と他の回転検出器３２Ｂ、３２Ｃのみ有する制御装置３８Ｂ、３８Ｃの回転検出器３２Ｂ、３２Ｃの信号の積算値とを比較し、部品交換等の変化点が発生するタイミングを推定し、予め交換部品の手配等を行ってもよい。
【００７５】
[第４の実施の形態]
図８は、第４の実施の形態における異常診断装置１６Ｃの構成を示す図である。なお、第３の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付する。第４の実施の形態においては、制御装置３８Ａ〜３８Ｃとは別に異常診断を行う制御装置３８を備える。制御装置３８は、制御装置３８Ａ〜３８Ｃから信号（検出信号ＤＳおよび位相情報ＰＳ）を収集し、異常診断を行う。各制御装置３８Ａ〜３８Ｃは、それぞれセンサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃおよび回転検出器３２Ａ〜３２Ｃと接続され、信号（検出信号ＤＳおよび位相情報ＰＳ）を収集する。このとき、制御装置３８Ａ〜３８Ｃは、自身の診断対象となる診断対象機構１４０Ａ〜１４０Ｃの異常診断を行わず、取得した信号を制御装置３８に送信する。制御装置３８は、制御装置３８Ａ〜３８Ｃから取得した信号を元に、制御装置３８Ａ〜３８Ｃに対応する診断対象機構１４０Ａ〜１４０Ｃの異常の診断を行う。
【００７６】
これにより、制御装置３８Ａ〜３８Ｃは異常診断機能を持つ必要がないため、既存の制御装置に異常診断機能はないが、信号を外部に出力できる場合に、異常診断機能を有する制御装置３８を導入することで、異常診断機能を有しない制御装置３８Ａ〜３８Ｃを取り換えることなく、既存の診断対象機構１４０Ａ〜１４０Ｃに対して、異常診断を行うことができる。なお、本第４の実施の形態では、回転検出器３２Ａ〜３２Ｃ、センサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃ、および、制御装置３８が異常診断装置１６Ｃとして機能する。
【００７７】
（変形例１）上記第４の実施の形態では、制御装置３８Ａ〜３８Ｃがセンサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃおよび回転検出器３２Ａ〜３２Ｃから信号（検出信号ＤＳおよび位相情報ＰＳ）を収集し、外部（制御装置３８）に出力する例を示したが、図９に示す通り、制御装置３８が、センサ３４Ａ〜３４Ｃ、３６Ａ〜３６Ｃおよび回転検出器３２Ａ〜３２Ｃの信号を直接取得してもよい。
【００７８】
（変形例２）第３の実施の形態と同様に、各制御装置の信号と部品交換等の変化点を合わせて記録しておき、制御装置における信号同士を比較することで、部品交換等の変化点が発生するタイミングを推定し、予め交換部品の手配等を行ってもよい。
【００７９】
以上のように、上記各実施の形態および変形例１〜３の少なくとも１つの形態で説明した制御装置３８、３８Ａは、電動機１０の回転によって被検出部位に発生する振動に起因する物理量を検出するセンサからの検出信号ＤＳを取得する検出信号取得部５０と、電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳを取得する位相情報取得部５２と、位相情報ＰＳに基づいて、電動機１０の回転によって被検出部位に生じる現象の周期と合致する時間幅Ｄを決定する時間幅決定部５４と、決定した時間幅Ｄに基づいて検出信号ＤＳを分割する信号分割部５６と、分割された複数の分割信号Ｓｎを加算して平均する加算平均部５８とを備える。
【００８０】
これにより、元の信号の波形（被検出部位に生じる現象を捉えた信号成分）の波形を崩すことなく、同期加算処理を行うことができる。したがって、同期加算処理が行なわれた後の加算平均信号ＡＳに対してフーリエ変換を行う前に、窓関数処理を行う必要がないので、処理が簡易になる。また、被検出部位に生じる現象を捉えた信号成分以外の成分は、ノイズ成分と見做されて除去されるので、被検出部位に生じる現象を捉えた信号成分を抽出することができる。したがって、この加算平均信号ＡＳを用いることで、被検出部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００８１】
電動機１０の回転によって生じる現象の周期は、被検出部位に応じて異なり、時間幅決定部５４は、被検出部位に応じた周期と合致する時間幅Ｄを決定する。これにより、加算平均信号ＡＳを用いることで、診断対象として着目した被検出部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００８２】
電動機１０の回転によって生じる現象の周期は、同じ被検出部位であっても、被検出部位を構成する部材または部品に応じて異なり、時間幅決定部５４は、診断対象となる部材または部品（つまり、診断したい異常の要因）に応じた周期と合致する時間幅Ｄを決定する。これにより、加算平均信号ＡＳを用いることで、被検出部位のうち、診断対象として着目した部材または部品に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【００８３】
電動機１０には、電動機１０（回転子１８）の位相を検出する回転検出器３２、３２Ａ〜３２Ｃが設けられており、位相情報取得部５２は、回転検出器３２、３２Ａ〜３２Ｃが検出した位相情報ＰＳを取得してもよい。これにより、正確な電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳを取得することができる。また、位相情報取得部５２は、電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳを推定することで、位相情報ＰＳを取得してもよい。これにより、回転検出器３２、３２Ａ〜３２Ｃを設ける必要が無いので、コストが低廉になる。
【００８４】
また、異常診断装置１６、１６Ａ〜１６Ｃは、電動機１０の回転によって診断部位に発生する振動に起因する物理量を検出するセンサと、電動機１０（回転子１８）の位相情報ＰＳを取得する位相情報取得部５２と、位相情報ＰＳに基づいて、電動機１０の回転によって診断部位に生じる現象の周期と合致する時間幅Ｄを決定する時間幅決定部５４と、決定した時間幅Ｄに基づいてセンサが検出した検出信号ＤＳを分割する信号分割部５６と、分割された複数の分割信号Ｓｎを加算平均する加算平均部５８と、を備える。
【００８５】
これにより、元の信号の波形（診断部位に生じる現象を捉えた信号成分）の波形を崩すことなく、同期加算処理を行うことができる。したがって、同期加算処理が行なわれた後の加算平均信号ＡＳに対してフーリエ変換を行う前に、窓関数処理を行う必要がないので、処理が簡易になる。また、診断部位に生じる現象を捉えた信号成分以外の成分は、ノイズ成分と見做されて除去されるので、診断部位に生じる現象を捉えた信号成分を抽出することができる。したがって、この加算平均信号ＡＳを用いることで、診断部位に生じる現象を詳細に把握することができ、異常診断の精度が向上する。
【符号の説明】
【００８６】
１０…電動機                            １２…ボールねじ
１４…送り機構                          １６、１６Ａ〜１６Ｃ…異常診断装置
１８…回転子                            ２０、１０２ａ、１０６ａ…回転軸
２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０８ａ、１０８ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１３０ａ〜１３０ｄ…ベアリング
２８ａ、２８ｂ…支持部材                ３２、３２Ａ〜３２Ｃ…回転検出器
３４、３４Ａ〜３４Ｃ、３６、３６Ａ〜３６Ｃ、１１８、１２０…センサ
３８、３８Ａ〜３８Ｃ…制御装置          ５０…検出信号取得部
５２…位相情報取得部                    ５４…時間幅決定部
５６…信号分割部                        ５８…加算平均部
５９…同期加算部                        ６０…周波数解析部
６２…異常診断部                        １００…駆動機構
１０２…駆動ギヤ                        １０６…従動ギヤ
１１２…主軸                            １１６…工具
１４０Ａ〜１４０Ｃ…診断対象機構        ＡＳ…加算平均信号
Ｄ…時間幅                              ＤＳ、ＤＳ１〜ＤＳ４…検出信号
ＦＳ…周波数信号                        ＰＳ…位相情報
【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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【図８】
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【図９】
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