CN114340883A - 电动缸系统及电动缸的异常检测方法 - Google Patents

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Abstract

电动缸系统具备：杆；具有通过电动机的驱动力进行旋转运动的滚珠丝杠的滚珠丝杠机构；连接于杆并通过滚珠丝杠的旋转运动沿滚珠丝杠的轴向与杆一起进行直线运动的螺母；具有供进行直线运动的螺母抵靠的接触部，并将滚珠丝杠机构支承为能够沿滚珠丝杠的轴向位移的筒体；固定于筒体并检测与滚珠丝杠机构的位移相应的值的应变检测器；以及使螺母抵靠于接触部而使滚珠丝杠机构位移，并基于上述应变检测器根据滚珠丝杠机构的位移而检测出的值来检测所述应变检测器的异常的控制部。

Description

电动缸系统及电动缸的异常检测方法
技术领域
本公开涉及电动缸系统及电动缸的异常检测方法。
背景技术
专利文献1公开一种使压头上下运动而按压工件的电动压力机。电动压力机具备检测对压头施加的载荷的测力传感器。电动压力机存储载荷为零时的测力传感器的输出作为校准量。电动压力机在校准量为规定值以上的情况下，进行提醒更换测力传感器的告知。规定值为在压头的加压动作的位置从没有载荷的0点至最大载荷位置位移期间存在测力传感器输出超过上限值或者下限值的可能性的校准量。规定值假定测力传感器输出与压头的位置的关系为线形而设定。
专利文献1：日本特开2004-148345号公报
专利文献1记载的电动压力机由于仅基于无载荷时的测力传感器的输出来判定测力传感器的更换，因此存在不能准确地进行测力传感器的更换的判定的担忧。例如，也存在即使无载荷时的测力传感器的输出在允许范围内，但有载荷时的测力传感器的输出未在允许范围内的情况。
发明内容
本公开提供一种能够提高应变检测器的异常的检测精度的电动缸系统。
本公开的一方面所涉及的电动缸系统具备：杆；滚珠丝杠机构，其具有通过电动机的驱动力进行旋转运动的滚珠丝杠；螺母，其连接于杆并通过滚珠丝杠的旋转运动沿滚珠丝杠的轴向与杆一起进行直线运动；筒体，其具有供进行直线运动的螺母抵靠的接触部，并将滚珠丝杠机构支承为能够沿滚珠丝杠的轴向位移；应变检测器，其固定于筒体并检测与滚珠丝杠机构的位移相应的值；以及控制部，其使螺母抵靠于接触部而使滚珠丝杠机构位移，并基于应变检测器根据滚珠丝杠机构的位移而检测出的值来检测应变检测器的异常。
在该电动缸系统中，螺母通过滚珠丝杠的旋转运动而沿滚珠丝杠的轴向进行直线运动。进行直线运动的螺母抵靠于筒体的接触部，并使滚珠丝杠机构以筒体的接触部为支点产生载荷。滚珠丝杠机构通过产生的载荷而沿滚珠丝杠的轴向位移。应变检测器检测与滚珠丝杠机构的位移相应的值。这样，该电动缸系统能够不使用工件而对应变检测器施加载荷。因此，该电动缸的控制部能够在有载荷时基于应变检测器检测出的值来检测应变检测器的异常。由此，该电动缸系统与仅基于无载荷时的应变检测器的输出来检测应变检测器的异常的情况相比，能够提高应变检测器的异常的检测精度。
在一实施方式中，也可以是应变检测器具有：外缘部，其固定于筒体；可动部，其设置在外缘部的内侧并能够沿滚珠丝杠的轴向位移，滚珠丝杠机构具有将滚珠丝杠支承为能够旋转的多个轴承，多个轴承包括：第一轴承，其配置在筒体的接触部与应变检测器之间；和第二轴承，其与第一轴承夹持应变检测器的可动部。在该情况下，无论滚珠丝杠机构沿滚珠丝杠的轴向的哪一方位移，应变检测器都能够检测到位移。
在一实施方式中，也可以是筒体具有：第一筒体，其设置有接触部并支承第一轴承；和第二筒体，其支承第二轴承。在该情况下，由于筒体的接触部的加工变得容易，因此与由单个部件制造筒体的情况相比，能够缩短筒体的制造所花的时间。
在一实施方式中，也可以是在筒体的接触部与第一轴承之间沿滚珠丝杠的轴向设置有空隙。具有第一轴承的滚珠丝杠机构通过在筒体的接触部与第一轴承之间设置有空隙，从而能够沿接近接触部的方向移动空隙的量。因此，在直至第一轴承与接触部接触为止的期间，应变检测器能够适当地测定滚珠丝杠机构相对于载荷的位移量。
在一实施方式中，也可以是控制部基于在规定的载荷值时由应变检测器检测出的与滚珠丝杠机构的位移相应的值、与在规定的载荷值时预先获取到的基准值的比较，来检测应变检测器的异常。在该情况下，该电动缸系统能够将预先获取到的基准值作为基准来检测应变检测器的异常。
本公开的另一方面所涉及的电动缸的异常检测方法具备：使电动缸的滚珠丝杠通过电动机的驱动力进行旋转运动，使安装于滚珠丝杠的螺母沿滚珠丝杠的轴向进行直线运动，使进行直线运动的螺母抵靠于设置于电动缸的筒体的接触部的步骤；通过被抵靠的螺母而使具有滚珠丝杠的滚珠丝杠机构以设置于筒体的接触部为支点沿滚珠丝杠的轴向位移的步骤；通过固定于筒体的应变检测器检测与位移相应的值的步骤；以及基于在检测步骤中检测出的、与位移相应的值来检测应变检测器的异常的步骤。
在该电动缸的异常检测方法中，进行直线运动的螺母抵靠于设置于电动缸的筒体的接触部。被抵靠的螺母以设置于筒体的接触部为支点产生载荷，通过产生的载荷而使具有滚珠丝杠的滚珠丝杠机构沿滚珠丝杠的轴向位移。由固定于筒体的应变检测器检测与滚珠丝杠的位移相应的值。进而，基于与滚珠丝杠的位移相应的值来检测应变检测器的异常。这样，该电动缸的异常检测方法能够不使用工件而对应变检测器施加载荷。因此，该电动缸的控制部能够在有载荷时基于应变检测器检测出的值来检测应变检测器的异常。由此，该电动缸的异常检测方法与仅基于无载荷时的应变检测器的输出来检测应变检测器的异常的情况相比，能够提高应变检测器的异常的检测精度。
根据本公开所涉及的电动缸系统，能够提高应变检测器的异常的检测精度。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的电动缸系统的一个例子的简图。
图2是图1的滚珠丝杠机构的截面的局部放大图。
图3的(A)是滚珠丝杠机构位移前的截面的局部放大图，图3的(B)是滚珠丝杠机构位移后的截面的局部放大图。
图4是表示控制装置、缸部及电动机的关系的简图。
图5是表示控制装置的功能的一个例子的框图。
图6是表示检测应变检测器的异常的工序的一个例子的流程图。
图7是存储作为基准值的转矩负荷率的流程图。
图8是表示检测应变检测器的异常的工序的另一例的流程图。
图9是表示时间与电动机的负荷率的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对相同或者相当要素标注相同的附图标记，不反复进行重复的说明。附图的尺寸比率与说明的内容未必一致。“上”“下”“左”“右”的用语基于图示的状态，便于理解。
[电动缸系统的结构]
图1是表示实施方式所涉及的电动缸系统的一个例子的简图。图中的X方向及Y方向为水平方向，Z方向为垂直方向。X方向、Y方向及Z方向是三维空间的正交坐标系中的相互正交的轴向。图1所示的电动缸系统100为按压工件(未图示)来进行成型或者压入等的系统。电动缸系统100具备电动缸1和控制装置50。电动缸1固定于框架2。工件被设置于框架2的工件台2a，通过电动缸1的杆伸长，从而在工件台2a与杆前端之间被按压。
电动缸1具备电动机10、旋转传递机构20及缸部30。在图1中，旋转传递机构20和缸部30以截面示出。电动机10经由旋转传递机构20而与缸部30连接。由电动机10产生的驱动力经由旋转传递机构20而传递至缸部30。控制装置50与电动缸1连接，控制电动缸1的动作。更具体而言，控制装置50与电动机10及缸部30可通信地连接，控制电动机10。
电动机10通过从控制装置50供给的电力产生驱动力。电动机10例如为伺服马达。电动机10具有马达主体11和编码器12。马达主体11包括马达轴111。马达主体11被从控制装置50供给电力，使马达轴111以马达轴111的轴向(这里为Z方向)为中心旋转。编码器12检测马达轴111的旋转角，并反馈给控制装置50。由电动机10产生的驱动力通过马达轴111而传递至旋转传递机构20。
旋转传递机构20将电动机10的驱动力传递至缸部30。旋转传递机构20具有壳体21、两个同步带轮22、24，同步带23、旋转轴25以及两个轴承26、27。壳体21在其内部收容两个同步带轮22、24、同步带23、旋转轴25以及两个轴承26、27。在壳体21的外侧固定有电动机10，在同步带轮22连接有电动机10的马达轴111。在壳体21的外侧以与电动机10并列设置的方式固定有缸部30。在同步带轮24连接有被两个轴承26、27支承为能够旋转的旋转轴25。两个同步带轮22、24通过同步带23连结。由电动机10产生的驱动力经由同步带23而从同步带轮22向同步带轮24传递，使旋转轴25以旋转轴25的轴向(这里为Z方向)为中心旋转。
缸部30基于从旋转传递机构20传递来的驱动力而动作。缸部30具有筒体30a、应变检测器33、滚珠丝杠机构35、螺母356、杆357、减速机36以及滑动键37。筒体30a收容或保持应变检测器33、滚珠丝杠机构35、螺母356、杆357以及减速机36。在筒体30a的外周面设置有用于使滑动键37能够进入后述的杆的槽的开口。在滚珠丝杠机构35经由滚珠丝杠353的花键部35e而连接有减速机36。在减速机36连接有旋转轴25。旋转轴25的驱动力经由减速机36及滚珠丝杠353的花键部35e而传递至滚珠丝杠机构35，并通过滚珠丝杠机构35及滑动键37而转换为杆的直线运动的驱动力。
图2是图1的滚珠丝杠机构的截面的局部放大图。如图1、图2所示，滚珠丝杠机构35包括两个轴承351、352(多个轴承的一个例子)、滚珠丝杠353、座环354及轴承螺母355。滚珠丝杠353沿旋转轴25的轴向延伸，包括螺钉部35a、圆柱部35b及花键部35e。螺钉部35a为在外周面具有螺纹并供螺母356旋合的棒状部件。圆柱部35b与螺钉部35a的末端连接，具有比螺钉部35a缩径的形状。在螺钉部35a的末端通过与圆柱部35b的直径的不同而形成台阶面35d。花键部35e形成于圆柱部35b的末端，例如，在外周面具有基于渐开曲线的花键形状，并与设置于减速机36的内周面的花键形状嵌合。圆柱部35b被两个轴承351、352支承为能够旋转。轴承351(第一轴承的一个例子)以与螺钉部35a的台阶面35d接触的方式设置。轴承352(第二轴承的一个例子)配置于圆柱部35b的末端。在两个轴承351、352之间夹设有座环354。座环354被两个轴承351、352夹持。进一步，在圆柱部35b的末端设置有轴承螺母355。轴承螺母355将夹持座环354的两个轴承351、352夹持在与螺钉部35a的台阶面35d之间。
螺母356旋合于滚珠丝杠353。滚珠丝杠353的旋转力传递至螺母356。螺母356连接于杆357。设置于杆357的键槽与设置于筒体30a的滑动键37嵌合。传递至螺母356的旋转力被杆357的键槽及滑动键37限制旋转运动，而成为滚珠丝杠353的轴向(这里为Z方向)的驱动力。这样，螺母356通过滚珠丝杠353的旋转运动沿滚珠丝杠353的轴向与杆357一起进行直线运动。
筒体30a将滚珠丝杠机构35支承为能够沿滚珠丝杠353的轴向位移。筒体30a具有筒体31(第一筒体的一个例子)、筒体32(第二筒体的一个例子)以及筒体34，将筒体31、筒体32以及筒体34连结而构成。筒体31收容轴承351，将轴承351支承为能够沿滚珠丝杠353的轴向位移。筒体31的内径与轴承351的外径几乎相等。筒体31包括供进行直线运动的螺母356抵靠的接触部31b。接触部31b为在筒体31的前端向筒体31的内侧突出的部位(凸缘)。接触部31b的内径比螺母356的外径小。因此，螺母356在向滚珠丝杠机构35的末端移动时抵靠于接触部31b。
在接触部31b与轴承351之间设置有空隙31a。即，接触部31b与轴承351不接触，滚珠丝杠机构35以空隙31a的量允许滚珠丝杠353沿轴向的位移。空隙31a作为一个例子为0.5mm～2.0mm，但并不限于该大小，简而言之，只要是后述的应变检测器33能够检测滚珠丝杠机构35的位移的程度的间隙即可。
筒体32收容轴承352，并将轴承352支承为能够沿滚珠丝杠353的轴向位移。即，轴承351被筒体31支承为能够位移，轴承352被筒体32支承为能够位移。滚珠丝杠机构35被筒体31及筒体32支承为能够沿滚珠丝杠353的轴向位移。
应变检测器33检测与滚珠丝杠机构35的位移相应的值。应变检测器33作为一个例子为测力传感器。应变检测器33包括外缘部33a和可动部33b。应变检测器33作为一个例子为板状部件。外缘部33a构成板状部件的边缘，并固定于筒体30a。作为一个例子，外缘部33a被筒体31与筒体32夹持。可动部33b设置在外缘部33a的内侧并能够沿滚珠丝杠353的轴向位移。例如，可动部33b经由板状部件的外缘部33a的内侧的弹性部33c而与外缘部33a连接。在弹性部33c设置有应变计。应变计基于与可动部33b的位移相应的弹性部33c的应变，来输出与可动部33b的位移相应的值。
轴承351配置在筒体30a的接触部31b与应变检测器33的可动部33b之间。轴承352将应变检测器33的可动部33b夹持在与轴承351之间。由此，可动部33b被轴承351与轴承352夹持，与轴承351及轴承352一起位移。滚珠丝杠机构35的位移经由轴承351及轴承352而传递至可动部33b。
图3是螺母356与接触部31b抵靠，滚珠丝杠机构35位移了的情况的概念图。图3的(A)示出螺母356与接触部31b抵靠前的滚珠丝杠机构35的位置。在螺母356与接触部31b之间存在空间，螺母356与接触部31b未接触。在轴承351与接触部31b之间设置有空隙31a。在轴承352与筒体32之间也设置有与空隙31a相同程度的宽度的空隙32a。可动部33b未位移，与外缘部33a位于同一平面上。
图3的(B)示出滚珠丝杠机构35位移之后的位置。若使螺母356沿杆357的收缩方向直线运动，则螺母356与接触部31b抵靠。螺母356使滚珠丝杠机构35以接触部31b为支点沿杆357的伸长方向位移。通过滚珠丝杠机构35沿杆357的伸长方向的位移，从而空隙31a变小，空隙32a扩大。可动部33b与滚珠丝杠机构35一起位移，而比外缘部33a更接近螺母356。这样，电动缸1没有使用工件，而能够对应变检测器33给予载荷。此外，由于滚珠丝杠353与减速机36通过滚珠丝杠353的花键部35e连接，因此即使滚珠丝杠机构35沿滚珠丝杠353的轴向位移，旋转力的传递也不受影响。
[控制装置的结构]
图4是示出控制装置50、缸部30及电动机10的关系的简图。控制装置50具有控制部51和马达驱动器52。控制部51与马达驱动器52可双向通信地连接。控制部51例如为伺服控制器、可编程逻辑控制器。控制部51例如也可以由具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等运算装置、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等存储装置以及通信装置等的通用计算机构成。
对控制部51输入与应变检测器33的可动部33b的位移相应的信号。马达驱动器52例如为伺服放大器。从编码器12对马达驱动器52输入与马达轴111的旋转角相应的信号。马达驱动器52基于从编码器12输入的信号，来使电流在马达主体11中流动，控制电动机10。基于此时流动的电流值与电动机10的额定电流值，来计算电动机10的转矩负荷率。
图5是表示控制装置50的控制部51的框图。控制部51包括测力传感器放大器部511、A/D转换部512、增益设定部513、偏移设定部514、载荷值转换部515、运算部516、存储部517以及马达驱动器通信部518。
测力传感器放大器部511将可动部33b的位移转换为电压值的信号。A/D转换部512将从测力传感器放大器部511输入的电压值的信号转换为数字电信号。增益设定部513对从A/D转换部512输入的数字电信号乘以乘数，来调整增益。偏移设定部514对从增益设定部513输入的数字电信号添加修正值，由此调整无负荷时的应变检测器33的输出。载荷值转换部515将从偏移设定部514输入的数字电信号从与可动部33b的位移相应的数字电信号转换为与对可动部33b施加的载荷相应的数字电信号。
马达驱动器通信部518与马达驱动器52及运算部516双向通信。例如，马达主体11中流动的电流值、基于电流值的转矩负荷率、或者马达轴111的旋转角等从马达驱动器52被输入至马达驱动器通信部518。马达驱动器通信部518基于从运算部516输入的指示，来将控制电动机10的信号输出至马达驱动器52。
运算部516基于从载荷值转换部515输入的数字电信号，来将可动部33b受到的载荷输出至存储部517。运算部516将从马达驱动器通信部518输入的、对马达主体11施加的电流值、基于电流值的转矩负荷率、或者马达轴111的旋转角等(与滚珠丝杠机构的位移相应的值的一个例子)输出至存储部517。另外，运算部516参照存储部517，将控制电动机10的指示输出至马达驱动器52。
运算部516基于存储在存储部517中的应变检测器33的载荷来进行电动机10的控制，并基于此时的电动机10的转矩负荷率来检测应变检测器33的异常。例如，运算部516将电动机10的转矩负荷率及可动部33b的载荷作为基准值存储在存储部517中。基准值为实际施加了载荷时的转矩负荷率。接着，运算部516对马达驱动器52输出将螺母356按压于接触部31b的指示，直至变成与存储在存储部517中的载荷相同。运算部516对将螺母356按压于接触部31b而得到的电动机10的转矩负荷率、与存储在存储部517中的转矩负荷率(基准值的一个例子)进行比较，运算部516检测应变检测器33的异常。
[电动缸系统的动作]
接下来，对电动缸1检测应变检测器33的异常的工序的一个例子进行说明。图6是表示检测应变检测器的异常的工序的一个例子的流程图。图6所示的流程由控制装置50执行。
如图6所示，首先，控制装置50作为抵靠处理(步骤S1)，使电动缸1的滚珠丝杠353通过电动机10的驱动力进行旋转运动，使安装于滚珠丝杠353的螺母356沿滚珠丝杠353的轴向(收缩方向)直线运动，使直线运动的螺母356与设置于电动缸1的筒体30a的接触部31b抵靠。
接下来，控制装置50作为位移处理(步骤S2)，通过被抵靠的螺母356而使具有滚珠丝杠353的滚珠丝杠机构35以设置于筒体30a的接触部31b为支点沿滚珠丝杠353的轴向位移(图3的(B))。
接下来，控制装置50作为位移检测处理(步骤S3)，通过固定于筒体30a的应变检测器33检测与位移相应的值。
接着，控制装置50作为异常判定处理(步骤S4)，基于在位移检测处理(步骤S3)中检测出的、与位移相应的值来检测应变检测器33的异常。控制装置50例如基于在规定的载荷值时由应变检测器33检测出的滚珠丝杠机构35的位移来计算电动机10的转矩负荷率。进而，控制装置50基于电动机10的转矩负荷率、与存储在存储部517中的基准值(实际施加了载荷时的转矩负荷率)的比较，来检测应变检测器33的异常。控制装置50例如在电动机10的转矩负荷率与基准值的差量的绝对值为预先设定的阈值以下的情况下，判定为应变检测器33正常。控制装置50例如在电动机10的转矩负荷率与基准值的差量的绝对值超过预先设定的阈值的情况下，判定为应变检测器33异常。若异常判定处理(步骤S4)结束，则结束图6所示的流程。
通过执行图6所示的流程，从而能够将在规定的载荷值下实际测量出的以往的转矩负荷率与在规定的载荷值下实际测量出的当前的转矩负荷率进行比较来检测应变检测器33的异常。
控制装置50也能够变更在图6中进行说明的规定的载荷值，而在多个载荷值下进行比较，检测应变检测器33的异常。图7是表示将转矩负荷率作为基准值进行存储的工序的流程图。图8是表示在各目标载荷下，将转矩负荷率与基准值进行比较，来检测应变检测器33的异常的工序的流程图。图9是示出各目标载荷下的时间与转矩负荷率的关系的图表。图7及图8所示的工序由控制装置50执行。
在图7的工序中，作为一个例子设定三个目标载荷。该工序使用已校正的电动缸系统100而进行。目标载荷是指在检测应变检测器33的异常时，控制装置50对应变检测器33施加的载荷的值。在图7的工序中，将电动缸1的额定推力设为最大载荷值，将最大载荷值分成3份而得到的值分别被设定为第一目标载荷、第二目标载荷及第三目标载荷。这些目标载荷与图8中的目标载荷相同。另外，将这些目标载荷下的转矩负荷率在图9中示出。
如图7所示，控制装置50作为步骤S10，使杆357及螺母356在滚珠丝杠353的轴向上沿杆357的收缩方向直线运动，而抵靠于接触部31b。被抵靠的螺母356使滚珠丝杠机构35以接触部31b为支点沿杆357的伸长方向位移。可动部33b与滚珠丝杠机构35一起位移，而比外缘部33a更接近螺母356。控制装置50基于与可动部33b的位移相应的信号，来测定应变检测器33的载荷。当载荷变成第一目标载荷时，控制装置50使杆357及螺母356以维持与接触部31b抵靠的状态的方式停止。换言之，控制装置50控制电动机10，以使从滚珠丝杠机构35对应变检测器33施加的载荷变成第一目标载荷。
控制装置50作为步骤S12，计算对应变检测器33施加第一目标载荷时的电动机10的转矩负荷率，并将该转矩负荷率作为基准值存储在存储部517中。如图9所示，转矩负荷率在到达目标载荷之后不久变动较大，而之后稳定。若将变动较大的转矩负荷率存储为基准值，则未准确地进行应变检测器33的异常的检测，因此将稳定的转矩负荷率存储为基准值。作为一个例子，控制装置50通过设定转矩负荷率稳定范围，从而能够计算稳定的转矩负荷率。
参照图9，对设定了转矩负荷率稳定范围的控制装置50计算转矩负荷率的步骤进行说明。即使应变检测器33的载荷值达到第一目标载荷(l1)，设定了转矩负荷率稳定范围的控制装置50也维持该状态恒定期间(t1)。控制装置50在经过恒定期间(t1)后，追溯时间来计算转矩负荷率的平均值，并将转矩负荷率偏离转矩负荷率稳定范围的时间(t1a)从平均值的计算中去除。控制装置50将在上述的过程中计算出的转矩负荷率的平均值作为转矩负荷率的基准值存储在存储部517中。以下，在第二目标载荷(l2)中也同样地，控制装置50进行将转矩负荷率偏离转矩负荷率稳定范围的时间(t2a)从平均值的计算中去除的处理，在第三目标载荷(l3)中也进行同样的处理。
在步骤S14～步骤S16中，将目标载荷变成第二目标载荷，而进行与上述的步骤S10～步骤S12相同的操作。另外，步骤S18～步骤S20也将目标载荷变成第三目标载荷，而进行与上述的步骤S10～步骤S12相同的操作。在步骤S10～步骤S20中，三个目标载荷下的电动机10的转矩负荷率作为基准值被存储在存储部517中。控制装置50作为步骤S22，使抵靠于接触部31b的杆357及螺母356在滚珠丝杠353的轴向上移动至未对应变检测器33施加载荷的规定的原位置。若步骤S22结束，则图7所示的流程结束。
接下来，对检测应变检测器33的异常的工序进行说明。应变检测器33的异常的检测通常在作业时进行，例如，通过开始作业前的检查等进行。如图8所示，控制装置50作为步骤S30，进行与步骤S10相同的操作，以使从滚珠丝杠机构35对应变检测器33施加的载荷变成第一目标载荷的方式控制电动机10。
控制装置50作为步骤S32，计算对应变检测器33施加第一目标载荷时的电动机10的转矩负荷率，而进行与步骤S12的转矩负荷率的比较。具体而言，运算部516将作为基准值存储在存储部517中的步骤S12的转矩负荷率、与步骤S32的实际的转矩负荷率进行比较。比较是指对作为基准值存储在存储部517中的步骤S12的转矩负荷率设定规定的阈值，而判断实际的转矩负荷率是否包含在该阈值内的作业。
在步骤S34～步骤S36中，将目标载荷变成第二目标载荷，而进行与上述的步骤S30～步骤S32相同的操作。另外，步骤S38～步骤S40，也将目标载荷变成第三目标载荷，而进行与上述的步骤S30～步骤S32相同的操作。在步骤S42中，与步骤S22同样地，控制装置50使杆357及螺母356移动至规定的原位置。
在步骤S44中，基于步骤S32、步骤S36及步骤S40的各比较的结果，来检测应变检测器33的异常。作为一个例子，在各目标载荷下的转矩负荷率的比较的结果全部包含在阈值内的情况下，运算部516判定为应变检测器33正常，并在步骤S46中输出正常判定。在不符合上述的情况下，运算部516判定为应变检测器33异常，并在步骤S48中输出异常判定。
步骤S10～步骤S22的工序作为主数据获取用的动作程序被存储在存储部517中。另外，步骤S30～步骤S42的工序也作为应变检测器33的异常检测动作程序被存储在存储部517中。控制装置50通过操作人员的操作而执行上述程序。
[实施方式的总结]
根据电动缸系统100及电动缸1的异常检测方法，螺母356通过滚珠丝杠353的旋转运动而沿滚珠丝杠353的轴向进行直线运动。进行直线运动的螺母356抵靠于筒体30a的接触部31b，并使滚珠丝杠机构35以筒体30a的接触部31b为支点产生载荷。滚珠丝杠机构35通过产生的载荷而沿滚珠丝杠353的轴向位移。应变检测器33检测与滚珠丝杠机构35的位移相应的值。这样，该电动缸系统100能够不使用工件而对应变检测器33施加载荷。因此，该电动缸1的控制部51能够在有载荷时基于应变检测器33检测出的值来检测应变检测器33的异常。即，控制部51能够考虑基于老化的应变检测器33的输出值与载荷的关系的变化(由应变计的粘合材料的硬化/劣化引起的变化)来检测应变检测器33的异常。由此，该电动缸系统100与仅基于无载荷时的应变检测器33的输出来检测应变检测器33的异常的情况相比，能够提高应变检测器33的异常的检测精度。
筒体30a通过具有设置有接触部31b并支承轴承351的筒体31、和支承轴承352的筒体32，从而接触部31b的加工变得容易，与由单个部件制造筒体30a的情况相比，能够缩短筒体30a的制造所花的时间。
通过在筒体30a的接触部31b与轴承351之间沿滚珠丝杠353的轴向设置有空隙31a，从而滚珠丝杠机构35能够向接近接触部31b的方向移动空隙31a的量。因此，在直至轴承351与接触部31b接触为止的期间，应变检测器33能够适当地测定针对载荷的滚珠丝杠机构35的位移量。
[变形例]
以上，针对各种例示的实施方式进行了说明，但并不限于上述的例示的实施方式，也可以进行各种省略、置换以及变更。例如，也可以将应变检测器33的异常的检测通过从转矩负荷率置换为电流值而进行。另外，也可以是如下工序：代替目标载荷而设定目标转矩负荷率，将各目标转矩负荷率下的载荷进行比较，来检测应变检测器33的异常。也可以计算多个目标载荷下的转矩负荷率，来评价应变检测器33的输出的前进性，而检测应变检测器33的异常。
电动缸系统100也可以在按压工件时检测应变检测器33的异常。在该情况下，沿伸长方向直线运动的杆357的工件按压部35c与工件(未图示)抵靠。杆357使滚珠丝杠机构35以工件为支点沿杆357的收缩方向位移。通过滚珠丝杠机构35沿收缩方向的位移，从而空隙32a变小，空隙31a扩大。可动部33b与滚珠丝杠机构35一起位移，而相比于外缘部33a更远离螺母356。控制装置50基于与可动部33b的位移相应的信号，来测定应变检测器33的载荷。当载荷变成第一目标载荷时，控制装置50使杆357以维持与工件抵靠的状态的方式停止。通过像这样动作，电动缸系统100能够在按压工件时检测应变检测器33的异常。这样的动作通过由两个轴承351、352夹持应变检测器33的可动部33b而实现。通过这样的结构，无论滚珠丝杠机构35沿滚珠丝杠353的轴向的哪一方位移，应变检测器33都能够检测到位移。
电动缸系统100也可以在筒体34的内部设置供螺母356的前端抵靠的接触部。在该情况下，电动缸系统100能够以与上述的按压工件的情况相同的步骤检测应变检测器33的异常。
电动缸1也可以不具备轴承351、352。筒体30a也可以由单个的部件构成。筒体31与筒体34也可以一体地形成。应变检测器33只要固定于筒体30a，则并不限于被分割的筒体夹持。
附图标记说明
100…电动缸系统，1…电动缸，10…电动机，20…旋转传递机构，30…缸部，31…筒体，31a…空隙，31b…接触部，33…应变检测器，33a…外缘部，33b…可动部，35…滚珠丝杠机构，351…轴承，352…轴承，353…滚珠丝杠，356…螺母，357…杆，50…控制装置，51…控制部，516…运算部，517…存储部，52…马达驱动器。

Claims (6)

1.一种电动缸系统，其特征在于，具备：
杆；
滚珠丝杠机构，其具有通过电动机的驱动力进行旋转运动的滚珠丝杠；
螺母，其连接于所述杆并通过所述滚珠丝杠的旋转运动沿所述滚珠丝杠的轴向与所述杆一起进行直线运动；
筒体，其具有供进行所述直线运动的所述螺母抵靠的接触部，并将所述滚珠丝杠机构支承为能够沿所述滚珠丝杠的轴向位移；
应变检测器，其固定于所述筒体并检测与所述滚珠丝杠机构的位移相应的值；以及
控制部，其使所述螺母抵靠于所述接触部而使所述滚珠丝杠机构位移，并基于所述应变检测器根据所述滚珠丝杠机构的位移而检测出的值来检测所述应变检测器的异常。
2.根据权利要求1所述的电动缸系统，其特征在于，
所述应变检测器具有：
外缘部，其固定于所述筒体；和
可动部，其设置在所述外缘部的内侧并能够沿所述滚珠丝杠的轴向位移，
所述滚珠丝杠机构具有将所述滚珠丝杠支承为能够旋转的多个轴承，
所述多个轴承包括：
第一轴承，其配置在所述筒体的所述接触部与所述应变检测器的所述可动部之间；和
第二轴承，其与所述第一轴承夹持所述应变检测器的所述可动部。
3.根据权利要求2所述的电动缸系统，其特征在于，
所述筒体具有：
第一筒体，其设置有所述接触部并支承所述第一轴承；和
第二筒体，其支承所述第二轴承。
4.根据权利要求2所述的电动缸系统，其特征在于，
在所述筒体的所述接触部与所述第一轴承之间设置有空隙。
5.根据权利要求1所述的电动缸系统，其特征在于，
所述控制部基于在规定的载荷值时由所述应变检测器检测出的与滚珠丝杠机构的位移相应的值、与在所述规定的载荷值时预先获取到的基准值的比较，来检测所述应变检测器的异常。
6.一种电动缸的异常检测方法，其特征在于，具备如下步骤：
使所述电动缸的滚珠丝杠通过电动机的驱动力进行旋转运动，使安装于所述滚珠丝杠的螺母沿所述滚珠丝杠的轴向进行直线运动，使进行所述直线运动的螺母抵靠于设置于所述电动缸的筒体的接触部的步骤；
通过被抵靠的所述螺母而使具有所述滚珠丝杠的滚珠丝杠机构以设置于所述筒体的所述接触部为支点沿所述滚珠丝杠的轴向位移的步骤；
通过固定于所述筒体的应变检测器检测与所述位移相应的值的步骤；以及
基于在所述检测步骤中检测出的、与所述位移相应的值来检测所述应变检测器的异常的步骤。
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