CN108344499B - 电动机振动原因判定系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动机振动原因判定系统。本发明的电动机振动原因判定系统具备：振动传感器部，其能够检测驱动状态下的电动机的振动，该振动传感器部检测作为出厂前的电动机的单体的振动的第1振动、作为出厂后的状态且没有与主轴连结的非连结状态下的电动机的单体的振动的第2振动以及作为连结状态下的电动机的振动的第3振动；振动信息存储部，其存储由振动传感器部检测出的电动机的振动的信息、即第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息；以及振动原因判定部，其基于存储于振动信息存储部的第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息，来判定在连结状态下所产生的振动的原因。

Description

电动机振动原因判定系统
技术领域
本发明涉及一种判定在主轴与电动机连结的状态下所产生的振动的原因的电动机振动原因判定系统。
背景技术
以往，作为工作装置等中的驱动源的电动机例如从电动机制造工厂出厂后被搬运，并在工作装置组装工厂中被与主轴连结。电动机与主轴例如通过联轴器等直连(直接地连结)，或者通过齿轮、皮带等间接地连结。
在电动机与主轴连结的连结状态下，有时会发生以各部件的失衡、电动机与主轴之间的定心不良、电动机的轴承的不良状况等为原因的异常振动。必须在工作装置等中找出异常振动的原因并且进行调整以消除异常振动。
对此，例如记载有如下的一种技术：对主轴设置振动检测单元来检测振动并判定振动是否处于允许值内(例如，参照专利文献1)。另外，公开了如下的一种技术：利用轴振动测量单元来检测旋转轴的轴偏摆，并对旋转轴连结接头进行调整(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开平11-33879号公报
专利文献2：日本特开2005-337385号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述的技术中，存在如下问题：在异常振动存在多个原因时只能找出特定的原因。另外，存在如下问题：为了找出异常振动的原因，需要针对各部件分别进行调查，到确定出振动原因为止需要花费时间。
本发明的目的在于，提供一种能够简单地判定在主轴与电动机连结的状态下所产生的振动的原因的振动原因判定系统。
用于解决问题的方案
(1)本发明涉及一种电动机振动原因判定系统(例如，后面记述的电动机振动原因判定系统10、10A)，判定在电动机(例如，后面记述的电动机40)与主轴(例如，后面记述的主轴20)直接或间接地连结的连结状态下所产生的振动的原因，所述电动机振动原因判定系统具备：振动传感器部(例如，后面记述的振动传感器部12、12A)，其能够检测驱动状态下的所述电动机的振动，该振动传感器部检测作为出厂前的所述电动机的单体的振动的第1振动、作为出厂后的状态且没有与所述主轴连结的非连结状态下的所述电动机的单体的振动的第2振动以及作为所述连结状态下的所述电动机的振动的第3振动；振动信息存储部(例如，后面记述的振动信息存储部13、13A)，其存储由所述振动传感器部检测出的所述电动机的振动的信息、即所述第1振动的信息、所述第2振动的信息以及所述第3振动的信息；以及振动原因判定部(例如，后面记述的振动原因判定部14、14A)，其基于存储于所述振动信息存储部的所述第1振动的信息、所述第2振动的信息以及所述第3振动的信息，来判定在所述连结状态下所产生的振动的原因。
(2)在(1)所记载的振动原因判定系统中，也可以是，所述振动传感器部和所述振动信息存储部配置于所述电动机侧。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够简单地判定在主轴与电动机连结的状态下所产生的振动的原因的振动原因判定系统。
附图说明
图1是对第一实施方式的电动机振动原因判定系统的结构进行说明的示意图。
图2是对第一实施方式的电动机振动原因判定系统的动作进行说明的流程图。
图3是对第二实施方式的电动机振动原因判定系统的动作进行说明的流程图。
图4是对第三实施方式的电动机振动原因判定系统的结构进行说明的示意图。
附图标记说明
1：工作装置；10、10A：电动机振动原因判定系统；20：主轴；30：连结部；40：电动机；11、11A：振动检测指示部；12、12A：振动传感器部；13、13A：振动信息存储部；14、14A：振动原因判定部；15、15A：判定输出部。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。此外，在第二实施方式以后的说明中，对与第一实施方式共同的结构标注相同的标记，并省略其说明。
[第一实施方式]
首先，通过图1来对具备第一实施方式的电动机振动原因判定系统10的工作装置1的结构进行说明。图1是对第一实施方式的电动机振动原因判定系统的结构进行说明的示意图。
如图1所示，工作装置1具备主轴20、连结部30、电动机40以及电动机振动原因判定系统10。另外，电动机振动原因判定系统10具备振动检测指示部11、振动传感器部12、振动信息存储部13、振动原因判定部14以及判定输出部15。
第一实施方式中的工作装置1具有以下的直连方式：电动机40与主轴20通过联轴器等连结部30直接地连结。另外，第一实施方式的电动机振动原因判定系统10具有其构成要素全部配置于电动机40侧的一体型的方式。此外，关于电动机40与主轴20通过齿轮、皮带等间接地连结的方式，作为第二实施方式在后面记述，另外，关于振动传感器部12的一部分、振动原因判定部14配置于电动机40的外部的方式，作为第三实施方式在后面记述。
主轴20例如具备主轴转子21、主轴轴承25、26以及构成连结部30的一部分的主轴侧联轴器31。
主轴转子21是被传递来自电动机40的旋转驱动力来进行旋转的构件。
主轴轴承25、26是分别配置于主轴转子21的轴向的两端部附近且将主轴转子21以能够旋转的方式支承的构件。
主轴侧联轴器31是如下的构件：配置于主轴转子21的电动机40一侧的端部，与后面记述的电动机侧联轴器32协作地将主轴转子21与电动机40直接地连结。
连结部30具备上述的主轴侧联轴器31和电动机侧联轴器32。连结部30是将主轴转子21(主轴)与电动机40连结的部分。此外，在本实施方式中，连结部30由将主轴转子21与电动机40直接地连结的联轴器构成，但并不限制于此，如上所述，连结部30也可以由齿轮、皮带等构成。
电动机40是使经由连结部30连结的主轴转子21(主轴)旋转的驱动源。电动机40例如在电动机制造工厂中被制造，向工作装置1的组装工厂出厂(搬运)。而且，电动机40在被搬运到工作装置1的组装工厂之后，被与主轴20连结。
另外，在本实施方式中，电动机40是振动检测的对象。电动机40至少在出厂前(搬运前)的状态、出厂后(搬运后)的状态且没有与主轴20连结的非连结状态以及已与主轴20连结的连结状态的各状态下，被检测驱动状态下的振动。
关于“出厂前”和“出厂后”，典型地说是指进行用于出厂的搬运之前和进行用于出厂的搬运之后。关于出厂，典型地说是在不同的公司之间进行，但并不限制于此，例如包括相同的公司在不同的工厂之间的搬运。
[电动机振动原因判定系统10的详情]
振动检测指示部11对振动传感器部12指示对电动机40的振动进行检测。振动检测指示部11例如构成为能够接收来自电动机振动原因判定系统10的外部的检测指示，并且在接收到来自外部的检测指示的情况下向振动传感器部12输出振动检测的指示。
振动传感器部12构成为能够检测驱动状态下的电动机40的振动。振动传感器部12由一个或多个振动传感器构成。振动传感器部12既可以由接触式振动传感器构成，另外，也可以由非接触式振动传感器构成。在本实施方式中，振动传感器部12由内置于电动机40的一个接触式传感器构成。
振动传感器部12至少分别检测作为出厂前(搬运前)的电动机40的单体的振动的第1振动、作为出厂后(搬运后)的状态且没有与主轴转子21(主轴)连结的非连结状态下的电动机40的单体的振动的第2振动以及作为连结状态下的电动机40的振动的第3振动。振动传感器部12向振动信息存储部13输出所检测出的各振动的信息。
此外，“出厂后(搬运后)的状态且没有与主轴转子21(主轴)连结的非连结状态”也包括电动机40的用户(例如，工作装置组装工厂)对电动机40的单体的振动进行了调整的情况。另外，在连结状态下，在电动机40的振动中也包含主轴20等的振动。
振动信息存储部13存储由振动传感器部12检测出的电动机40的振动的信息(以下也称为“振动信息”)。振动信息存储部13存储从振动传感器部12输出的振动信息。振动信息存储部13至少分别存储前述的第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息。
振动原因判定部14基于存储于振动信息存储部13的第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息，来判定在连结状态下所产生的振动的原因。振动原因判定部14基于单体和连结状态下的电动机40的振动信息，来判定(确定)连结状态下的异常振动的原因。
振动原因判定部14将主轴20侧的部件(以下也称为“主轴侧部件”)的失衡、主轴20与电动机40之间的定心不良、电动机40的失衡以及连结状态下的电动机40的轴承不良中的任一个以上判定为连结状态下的振动的原因。例如，振动原因判定部14基于电动机40中的每旋转一圈产生一次的振动的成分(以下也称为“单次产生振动成分”)是否为振动频率中的主要成分，来判定连结状态下的振动的原因。此外，关于“失衡”，典型地说是指尽管部件的尺寸、装配的精度良好但没有取得平衡而需要进行平衡的调整的情况。
并且，振动原因判定部14将第1振动的振幅与第2振动的振幅进行比较，来将分析对象确定为第2振动或第3振动。然后，振动原因判定部14基于在作为分析对象的第2振动或第3振动中电动机40的单次产生振动成分是否为振动频率中的主要成分，来判定连结状态下的振动的原因。关于更加详细的动作，在后面记述的电动机振动原因判定系统10的动作中进行说明。在此，例如优选对作为分析对象的第2振动和第3振动的信息进行了噪声截止处理等。
判定输出部15构成为能够向电动机振动原因判定系统10的外部输出振动原因判定部14的判定结果(振动原因)。在本实施方式中，判定输出部15例如也可以由小型的显示部、多个发光部或声音输出部等构成。判定输出部15是向外部(例如，作业者)通知电动机40与主轴20连结的连结状态下的异常振动的原因的构件。而且，作业者能够通过确认由判定输出部15输出的振动原因来进行用于消除该振动原因的调整作业。
接着，通过图2来对第一实施方式的电动机振动原因判定系统的动作进行说明。图2是对第一实施方式的电动机振动原因判定系统的动作进行说明的流程图。
首先，在步骤S101中，振动传感器部12检测作为出厂前(搬运前)的电动机40的单体的振动的第1振动。详细地说，在出厂前，作业者经由振动检测指示部11向振动传感器部12指示振动检测。接受到振动检测的指示的振动传感器部12检测第1振动，并且向振动信息存储部13输出第1振动的信息。而且，振动信息存储部13存储第1振动的信息。
接着，在步骤S102中，振动传感器部12检测作为出厂后(搬运后)的状态且没有与主轴20连结的非连结状态下的电动机40的单体的振动的第2振动。详细地说，例如，在即将连结电动机40与主轴20之前，作业者经由振动检测指示部11向振动传感器部12指示振动检测。接受到振动检测的指示的振动传感器部12检测第2振动，并且向振动信息存储部13输出第2振动的信息。而且，振动信息存储部13存储第2振动的信息。此外，关于“即将连结之前”，只要振动条件不改变则也可以为长时间之前(例如，在仓库中被保管数天期间之前)。
接着，在步骤S103中，振动传感器部12检测作为连结状态下的电动机40的振动的第3振动。详细地说，例如，在将电动机40与主轴20连结之后，作业者经由振动检测指示部11向振动传感器部12指示振动检测。接受到振动检测的指示的振动传感器部12检测第3振动，并且向振动信息存储部13输出第3振动的信息。而且，振动信息存储部13存储第3振动的信息。
接着，在步骤S104中，振动原因判定部14基于存储于振动信息存储部13的第1振动的信息和第2振动的信息，将第1振动与第2振动进行比较。振动原因判定部14在第1振动的振幅为第2振动的振幅以上的情况(“是”)下，使处理前进到步骤S106，在第1振动的振幅不为第2振动的振幅以上的情况(“否”)下，使处理前进到步骤S109。其原因在于，第1振动的振幅不为第2振动的振幅以上的状态(第1振动的振幅小于第2振动的振幅的状态)多数情况下是由以下情况引起的：由于搬运时产生的不良状况，振动原因在于出厂后(搬运后)的电动机40。
在步骤S104以后，以如下方式使处理前进：在认为振动原因不在于出厂后(搬运后)的电动机40的情况下，预测为振动原因在于主轴侧部件的失衡或主轴20与电动机40之间的定心不良，从而分析第3振动，另一方面，在认为振动原因在于出厂后(搬运后)的电动机40的情况下，分析第2振动。
接着，在步骤S106中，振动原因判定部14分析第3振动。振动原因判定部14判定在第3振动中单次产生振动成分是否为振动频率中的主要成分。
在单次产生振动成分为主要成分的情况(“是”)下，在步骤S107中，振动原因判定部14将连结状态下的振动原因判定为主轴侧部件的失衡。其原因在于，在每旋转一圈产生一次振动成分的情况下，多数情况是由于主轴侧部件的失衡。
另外，在单次产生振动成分不为主要成分的情况(“否”)下，在步骤S108中，振动原因判定部14将连结状态下的振动原因判定为主轴20与电动机40之间的定心不良。其原因在于，在每旋转一圈产生多次振动成分的情况下，多数情况是由于定心不良。
然后，在步骤S107或步骤S108之后，在步骤S112中，基于从振动原因判定部14输出的判定结果，振动原因判定部14向判定输出部15输出振动原因。之后，处理结束。
另一方面，在步骤S104为“否”的情况下执行的步骤S109中，振动原因判定部14分析第2振动。振动原因判定部14判定在第2振动中单次产生振动成分是否为振动频率中的主要成分。
在单次产生振动成分为主要成分的情况(“是”)下，在步骤S110中，振动原因判定部14将连结状态下的振动原因判定为电动机40的失衡。其原因在于，在每旋转一圈产生一次振动成分的情况下，多数情况是由于电动机40的失衡。
另外，在电动机每圈一次的振动成分不是主要成分的情况(“否”)下，在步骤S111中，振动原因判定部14将连结状态下的振动原因判定为电动机40的轴承不良。其原因在于，在每旋转一圈产生多次振动成分的情况下，多数情况是由于轴承不良。此外，认为电动机40的轴承不良多数情况是搬运时产生的。另外，有时主轴20的轴承不良也是原因之一。
然后，在步骤S110或步骤S111之后，在步骤S112中，基于从振动原因判定部14输出的判定结果，振动原因判定部14向判定输出部15进行输出。之后，处理结束。
在步骤S112之后，作业者能够确认由判定输出部15输出的振动原因的内容，并进行调整以消除该振动原因。
[第一实施方式的效果]
根据本实施方式，能够起到以下的效果。
根据本实施方式，能够提供一种能够简单地判定在主轴20与电动机40连结的连结状态下所产生的振动的原因的电动机振动原因判定系统10。
详细地说，本实施方式的电动机振动原因判定系统10具备：振动传感器部12，其能够检测驱动状态下的电动机40的振动，该振动传感器部12检测作为出厂前的电动机40的单体的振动的第1振动、作为出厂后的状态且没有与主轴20连结的非连结状态下的电动机40的单体的振动的第2振动以及作为连结状态下的电动机40的振动的第3振动；振动信息存储部13，其存储由振动传感器部12检测出的电动机40的振动的信息、即第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息；以及振动原因判定部14，其基于存储于振动信息存储部13的第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息，来判定在连结状态下所产生的振动的原因。
由此，电动机振动原因判定系统10能够基于各振动状态下的电动机40的振动信息来判定在电动机40和主轴20连结的连结状态下所产生的振动的原因。另外，电动机振动原因判定系统10不是确定有无特定原因，而是能够在考虑到多个原因的基础上确定振动原因。另外，电动机振动原因判定系统10无需进行针对每个部件调查振动原因的作业，就能够确定振动原因。另外，电动机振动原因判定系统10能够在短时间内确定振动原因。
另外，根据本实施方式，振动传感器部12和振动信息存储部13配置于电动机40侧。由此，能够提供一种与电动机40一体的电动机振动原因判定系统10。另外，由此，能够针对每个电动机40简单地确定振动原因。
另外，根据本实施方式，振动原因判定部14将主轴侧部件的失衡、主轴20与电动机40之间的定心不良、电动机40的失衡以及电动机40的轴承不良中的任一个以上判定为连结状态下的振动的原因。由此，电动机振动原因判定系统10能够确定多个振动原因中的主要的振动原因。另外，电动机振动原因判定系统10能够确定振动原因，使得消除振动原因的调整作业变得明确。
另外，根据本实施方式，振动原因判定部14基于电动机中的每旋转一圈产生一次的振动成分(单次产生振动成分)是否为振动频率中的主要成分，来判定连结状态下的振动的原因。由此，电动机振动原因判定系统10能够更详细地确定振动原因。另外，电动机振动原因判定系统10能够简单且准确地判定振动原因。
[第二实施方式]
通过图3来对第二实施方式的电动机振动原因判定系统的动作进行说明。图3是对第二实施方式的电动机振动原因判定系统的动作进行说明的流程图。第二实施方式是以下方式：判定主轴20与电动机40通过齿轮、皮带等间接地连结的连结状态下的振动的原因。此外，下面主要对与第一实施方式不同的结构进行说明，省略关于与第一实施方式同样的结构的说明。
首先，步骤S201～S204与第一实施方式中的步骤S101～S104相同，因此省略说明。
接着，在步骤S205中，振动原因判定部14将第3振动的频率换算为主轴20的振动频率。具体地说，振动原因判定部14对第3振动的振动频率乘以齿轮比、皮带比，由此计算第3A振动，该第3A振动是换算为主轴的振动频率而得到的。另外，关于与第2振动有关的“出厂后(搬运后)的状态且没有与主轴转子21(主轴)连结的非连结状态”，在基于齿轮的连结的情况下为对电动机40的输出轴附加有一方的齿轮的状态，另外，在基于皮带的连结的情况下为对电动机40的输出轴附加有皮带轮的状态。
接着，在步骤S206中，振动原因判定部14分析所计算出的第3A振动。振动原因判定部14判定在第3A振动中电动机每旋转一圈产生一次的振动成分(单次产生振动成分)是否为振动频率中的主要成分。
在单次产生振动成分为主要成分的情况(“是”)下，在步骤S207中，振动原因判定部14将连结状态下的振动原因判定为主轴侧部件的失衡。
另外，在单次产生振动成分不为主要成分的情况(“否”)下，在步骤S208中，振动原因判定部14将连结状态下的振动原因判定为主轴20与电动机40之间的定心不良。
步骤S209～S212分别与第一实施方式中的步骤S109～S112相同，因此省略说明。
根据第二实施方式，即使在主轴20与电动机40间接地连结的情况下，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[第三实施方式]
通过图4来对第三实施方式的电动机振动原因判定系统的结构进行说明。图4是对第三实施方式的电动机振动原因判定系统的结构进行说明的示意图。第三实施方式的电动机振动原因判定系统具有不与电动机一体的非一体的方式。下面对与第一实施方式不同的结构进行说明，省略关于与第一实施方式相同的结构的说明。
如图4所示，第三实施方式的电动机振动原因判定系统10A构成为其一部分从电动机40分离。在本实施方式中，电动机振动原因判定系统10A具有振动检测指示部11A、振动传感器部12A、服务器100以及判定输出部15A。振动传感器部12A、服务器100以及判定输出部15A彼此经由通信网N连接。
振动传感器部12A由电动机侧传感器部121和电动机外传感器部122构成。
服务器100包括振动信息存储部13A和振动原因判定部14A。
电动机侧传感器部121为配置于电动机40侧的传感器部，内置于电动机40或者安装于电动机40的外壳。电动机侧传感器部121既可以始终安装于电动机40，或者也可以只在判定振动原因时安装于电动机40。
电动机外传感器部122例如也可以由配置于出厂前(搬运前)的电动机制造工厂的振动传感器、配置于工作装置的组装工厂的振动传感器等构成。振动传感器部12A检测各振动状态下的电动机40的振动，并且将检测出的振动的信息经由通信网N向服务器100所包括的振动信息存储部13A输出。
振动信息存储部13A经由通信网N接收从振动传感器部12A输出的第1振动的信息、第2振动的信息以及第3振动的信息，并且存储接收到的各振动的信息。
振动原因判定部14A与第一实施方式的振动原因判定部或第二实施方式的振动原因判定部同样地分析各振动的信息，来判定主轴20与电动机40连结的连结状态下的振动的原因。而且，振动原因判定部14A经由通信网N向判定输出部15A输出判定结果(振动原因)。
判定输出部15A例如配置于将主轴20与电动机40连结的工厂(工作装置的组装工厂)。判定输出部15A经由通信网N接收从振动原因判定部14A输出的判定结果(振动原因)的信息，并且向外部输出(例如，显示)所接收到的振动原因的内容。
根据第三实施方式，除了能够获得第一实施方式和第二实施方式中的效果之外，例如还能够获得以下的效果。根据第三实施方式，电动机振动原因判定系统10A无需对每个电动机设置振动传感器部的一部分、振动信息存储部，因此能够减少所使用的振动传感器部、振动信息存储部(部件等)。另外，根据本实施方式，例如能够在因特网上的服务器100中进行振动信息的存储、振动原因的判定，因此电动机振动原因判定系统10A能够并行地进行多个工厂中的振动检测、振动原因的判定等。另外，根据本实施方式，在任何地方都能够获取振动信息，并且能够获取振动原因的信息。另外，根据本实施方式，能够简单地积累振动信息、振动原因的信息。
在上述内容中，对第一实施方式～第三实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于此。能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良当然也包括在本发明之中。例如，在电动机振动原因判定系统中，不对构成要素的配置进行限定。也可以是，构成要素的一部分配置于电动机，一部分配置于工厂等，一部分配置于服务器。
主轴侧部件除了包含主轴20之外，还包含直连中的联轴器、基于齿轮的连结中的齿轮、基于皮带的连结中的皮带轮等。

Claims (2)

1.一种电动机振动原因判定系统，判定在电动机与工作装置的主轴直接或间接地连结的连结状态下所产生的振动的原因，所述电动机振动原因判定系统具备：
振动传感器部，其能够检测驱动状态下的所述电动机的振动，该振动传感器部检测作为出厂前的所述电动机的单体的振动的第1振动、作为出厂后的状态且没有与所述主轴连结的非连结状态下的所述电动机的单体的振动的第2振动以及作为所述连结状态下的所述电动机的振动的第3振动；
振动信息存储部，其存储由所述振动传感器部检测出的所述电动机的振动的信息、即所述第1振动的信息、所述第2振动的信息以及所述第3振动的信息；以及
振动原因判定部，其基于存储于所述振动信息存储部的所述第1振动的信息、所述第2振动的信息以及所述第3振动的信息，来判定在所述连结状态下所产生的振动的原因是由连结状态引起的还是由非连结状态引起的，并且基于所述振动的原因是由连结状态引起的还是由非连结状态引起的来判定在所述连结状态下所产生的振动的原因。
2.根据权利要求1所述的电动机振动原因判定系统，其特征在于，
所述振动传感器部和所述振动信息存储部配置于所述电动机侧。
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