CN115516282B - 振动分析装置及振动分析方法 - Google Patents

Abstract

振动分析装置(2)具有：存储部(24)，其针对每个加速度峰值对表示旋转机构(10)的旋转速度的变化和振动的加速度的峰值发生频率之间的对应关系的回归方程(50)进行存储；分析部(20)，其基于旋转机构(10)的振动数据(51)，针对每个加速度峰值而提取振动的加速度的峰值发生频率，针对每个加速度峰值对将加速度峰值通过特定的频率区间进行积分而得到的加速度峰值的波形面积进行计算；以及异常判定部(26)，其基于波形面积和针对每个加速度峰值的阈值，针对每个加速度峰值而判定旋转机构(10)是否动作异常，分析部(20)按照与加速度峰值相对应的回归方程(50)，对与对旋转机构(10)的振动进行分析时的旋转速度的变化相伴的峰值发生频率的变化进行跟踪，针对每个第2加速度峰值对与跟踪的第2振动频率相对应的第2加速度峰值的波形面积进行计算。

Description

振动分析装置及振动分析方法

技术领域

本发明涉及对旋转机构的振动进行分析的振动分析装置及振动分析方法。

背景技术

如电动机绕线机这样的制造装置具有旋转机构，该旋转机构使由轴承等轴支撑的主轴等旋转轴进行旋转。该旋转机构如果由于故障等而发生了异常，则会在旋转轴旋转时发生振动等异常征兆。因此，要求根据振动而正确地检测异常的发生。

专利文献1所记载的旋转轴装置对主轴旋转中的轴承的振动进行测定，从测定出的振动的波形提取出与主轴的旋转速度相对应的特定频带下的波形。该旋转轴装置对提取出的波形进行定积分而计算面积，将计算出的面积与阈值相比较而判定轴承有无异常。

专利文献1：日本特开2018－40594号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1的技术中，只能够在旋转轴的旋转速度不变化的情况下判定轴承有无异常，因此存在下述问题，即，在伴随旋转轴的加减速的情况下，无法判定有无动作异常。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够对伴随旋转速度的变化的旋转机构的动作异常进行检测的振动分析装置。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明的振动分析装置具有存储部，其针对每个第1加速度峰值，对第1对应关系信息进行存储，该第1对应关系信息表示旋转机构的第1旋转速度的变化和与旋转机构中的振动的加速度的第1加速度峰值相对应的第1振动频率的变化之间的对应关系。另外，本发明的振动分析装置具有分析部，其基于表示对旋转机构的振动进行分析时的旋转机构的振动的振动数据，针对每个第2加速度峰值对与振动的加速度的第2加速度峰值相对应的第2振动频率进行提取，将第2加速度峰值通过特定的频率区间进行积分，由此针对每个第2加速度峰值对第2加速度峰值的波形的面积即波形面积进行计算。另外，本发明的振动分析装置具有异常判定部，其基于波形面积和针对每个第2加速度峰值的阈值，针对每个第2加速度峰值而判定旋转机构是否动作异常。分析部对与第2加速度峰值相对应的第1对应关系信息进行确定，按照确定出的第1对应关系信息，对与对旋转机构的振动进行分析时的第2旋转速度的变化相伴的第2振动频率的变化进行跟踪，针对每个第2加速度峰值对与跟踪的第2振动频率相对应的第2加速度峰值的波形面积进行计算。

发明的效果

本发明所涉及的振动分析装置具有下述效果，即，能够对伴随旋转速度的变化的旋转机构的动作异常进行检测。

附图说明

图1是表示具有实施方式所涉及的振动分析装置的振动分析系统的结构的框图。

图2是表示由实施方式所涉及的振动分析装置的变换部计算出的加速度信息的图。

图3是用于对由实施方式所涉及的振动分析装置的波形截取部提取的频率进行说明的图。

图4是用于对由实施方式所涉及的振动分析装置的波形截取部计算的波形数据进行说明的图。

图5是表示实施方式所涉及的振动分析系统所使用的旋转轴的旋转速度的例子的图。

图6是用于对实施方式所涉及的振动分析装置所使用的回归方程进行说明的图。

图7是用于对通过实施方式所涉及的振动分析装置的体积计算部进行的波形体积的计算处理进行说明的图。

图8是表示通过实施方式所涉及的振动分析装置进行的振动分析的处理顺序的流程图。

图9是表示实现实施方式所涉及的振动分析装置的硬件结构例的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的振动分析装置及振动分析方法详细地进行说明。

实施方式

图1是表示具有实施方式所涉及的振动分析装置的振动分析系统的结构的框图。振动分析系统100具有制造装置1和振动分析装置2。

制造装置1是具有伺服电动机等旋转机构10的装置，例如是输送机、工作机械、电动机绕线机等。制造装置1将模拟数据即振动数据51输出至振动分析装置2。振动数据51是表示在旋转机构10中发生的振动的信号。旋转机构10具有主轴等旋转轴和对旋转轴进行轴支撑的轴承。

旋转机构10具有振动传感器11和控制部12。振动传感器11对使旋转机构10动作时的旋转机构10内的振动进行检测，将表示振动的振动数据51输出至振动分析装置2。

控制部12对旋转机构10的动作进行控制。控制部12从振动分析装置2接收旋转机构10的动作的判定结果58。控制部12基于动作的判定结果58，使旋转机构10的旋转指令控制变更或者停止。控制部12如果接收到表示旋转机构10为动作异常的判定结果58，则使旋转机构10的动作变更或者停止。

振动分析装置2是判定旋转机构10是否成为动作异常的计算机。动作异常是旋转机构10的振动。振动分析装置2对旋转机构10的振动的加速度进行分析，由此对旋转机构10是否成为动作异常进行判定。

振动分析装置2对伴随旋转轴的旋转速度的变化的旋转机构10的振动进行分析。振动分析装置2的例子是PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)、IPC(Industrial Personal Computer：工业用个人计算机)。

在振动分析装置2搭载有振动分析用的振动分析程序。振动分析装置2执行振动分析程序，由此对旋转机构10的动作状态进行判定。

在振动分析程序中包含有通过对振动数据51进行FFT(Fast Fourier Transform：高速傅立叶变换)解析，从而对振动的频率和振动的加速度之间的对应关系进行计算的程序。

另外，在振动分析程序中包含有对加速度的峰值(以下称为加速度峰值)进行检索的程序和对包含加速度峰值的频带的波形进行截取的程序。

另外，在振动分析程序中包含有在旋转轴的旋转速度发生变化的情况下，按照表示加速度峰值的峰值发生频率如何变化的信息即回归方程50，对加速度峰值的变化进行跟踪的程序。

另外，在振动分析程序中包含有对截取的频带的面积进行计算的程序、和通过一定期间跟踪的时间量对截取的频带的面积进行积分而对加速度峰值的体积进行计算的程序。

另外，在振动分析程序中包含有通过将加速度峰值的体积与体积的阈值相比较，从而对旋转机构10的动作异常进行判定的程序。体积的阈值储存于阈值信息57。

振动分析装置2将动作的判定结果58发送至控制部12，使控制部12执行旋转机构10的动作变更或者停止。

振动分析装置2具有分析部20、存储部24、统计分析部25、异常判定部26和显示部27。分析部20具有变换部21、波形截取部22和体积计算部23。

变换部21从振动传感器11以特定周期对振动数据51进行收集，对收集到的振动数据51进行FFT解析。在本实施方式中，变换部21对在执行包含旋转的加速或者减速的动作时收集到的振动数据51进行FFT解析。换言之，变换部21对在伴随旋转速度的变动的动作中收集到的加速度数据进行FFT解析。变换部21对振动数据51进行FFT解析，由此对针对每个频率的振动的加速度进行计算。

此外，变换部21也可以通过DFT(Discrete Fourier Transform：离散傅立叶变换)解析对针对每个频率的加速度进行计算。将由变换部21计算出的针对每个频率的加速度作为加速度信息52而发送至波形截取部22。

在这里，对加速度信息进行说明。图2是表示由实施方式所涉及的振动分析装置的变换部计算出的加速度信息的图。图2的横轴是振动的频率，纵轴是振动的加速度。加速度信息52是表示针对每个频率的加速度的信息。加速度如图2所示在特定的频率变大。

波形截取部22从加速度信息52对伴随旋转机构10的物理性的动作的特征量进行提取。在这里的波形截取部22对加速度超过预先设定的加速度的阈值的频率进行提取而作为特征量。

在这里，对加速度的阈值及由波形截取部22提取的频率进行说明。图3是用于对由实施方式所涉及的振动分析装置的波形截取部提取的频率进行说明的图。图3的横轴是振动的频率，纵轴是振动的加速度。

波形截取部22将加速度信息52与加速度的阈值TH进行比较。波形截取部22对频率之中的与频率相对应的加速度超过阈值TH的频率进行提取。波形截取部22对从超过阈值TH至低于阈值TH为止之间的频带进行提取，对该频带的中央值进行提取而作为第N(N为自然数)个加速度峰值的频率。波形截取部22使提取出的各加速度峰值的频率存储于存储部24。在图3中，示出了波形截取部22作为加速度峰值而提取出加速度峰值AR1～AR6的情况。在下面的说明中，有时将加速度峰值的频率称为峰值发生频率。

波形截取部22对包含提取出的峰值发生频率在内的特定范围的频带的波形的面积进行计算。波形截取部22将提取出的峰值发生频率设为中央值，对包含该中央值的前后区域在内的频带进行设定，生成频带的波形的数据即波形数据54。在该波形数据54中包含有中央值的频率即峰值发生频率和频带的波形的面积的数据。波形截取部22例如对中央值的±fHz的频带的波形的面积进行计算。f例如为几Hz至几百Hz。

波形截取部22针对提取出的每个加速度峰值对波形数据54进行计算，按照峰值发生频率从低到高的顺序对波形数据54赋予监视编号。波形截取部22使赋予了监视编号的波形数据54存储于存储部24。另外，波形截取部22将赋予了监视编号的波形数据54发送至体积计算部23。

图4是用于对由实施方式所涉及的振动分析装置的波形截取部计算的波形数据进行说明的图。在这里，对由波形截取部22针对加速度峰值AR1、AR2计算波形数据54的情况下的处理进行说明。波形截取部22从加速度信息52提取监视编号001的加速度峰值AR1(st1)，从加速度信息52提取监视编号002的加速度峰值AR2(st2)。

波形截取部22将加速度峰值AR1的峰值发生频率设为中央值，对该中央值±10Hz的频带进行设定，对该频带的波形数据54进行计算(st3)。同样地，波形截取部22将加速度峰值AR2的峰值发生频率设为中央值，对该中央值±10Hz的频带进行设定，对该频带的波形数据54进行计算(st4)。

波形截取部22使加速度峰值AR1的波形数据54存储于存储部24。另外，波形截取部22使加速度峰值AR2的波形数据54存储于存储部24。另外，波形截取部22通过与在图4说明的处理相同的处理，针对加速度峰值AR3～AR6也对波形数据54进行计算而存储于存储部24。

在旋转机构10中，如果旋转轴的旋转速度即转速变化，则加速度峰值的峰值发生频率进行移动。例如，在振动的加速度为图3所示的加速度峰值AR1～AR6的情况下，在旋转的加速或者减速时，加速度峰值AR1～AR6成为与图3所示的频率不同的频率下的加速度峰值。即，加速度峰值AR1～AR6的峰值发生频率分别伴随转速的变化而发生各种变化。该变化针对每个加速度峰值AR1～AR6而不同。在本实施方式中，振动分析装置2基于该变化，对旋转轴的振动进行分析。

图5是表示实施方式所涉及的振动分析系统所使用的旋转轴的旋转速度的例子的图。图5的横轴是时间，纵轴是旋转速度。在振动分析系统100中，在被加工物的加工开始时旋转速度上升，在被加工物的加工结束时旋转速度下降。具体地说，旋转机构10如果开始加工，则使旋转速度以特定的比例稍微上升，在旋转速度成为特定的速度的时刻，维持此时的旋转速度，在经过特定时间后使旋转速度以特定的比例稍微下降而结束加工。

在本实施方式中，预先准备出在转速发生变化的情况下发生的峰值发生频率的移动的信息。表示峰值发生频率的移动的信息是表示转速和特征量即峰值发生频率之间的对应关系的对应信息即回归方程50。振动分析装置2使用回归方程50对旋转机构10的动作异常进行判定。

回归方程50是基于转速变化的情况下的FFT解析结果进行计算的。回归方程50可以由用户使用振动分析装置2进行计算，也可以由振动分析装置2进行计算。另外，回归方程50也可以由用户使用振动分析装置2以外的其他装置进行计算。下面，对用户使用振动分析装置2而计算回归方程50的情况进行说明。

在对回归方程50进行计算时，例如将转速和峰值发生频率之间的关系绘制为图形，对与图形相对应的回归方程50进行计算。图6是用于对实施方式所涉及的振动分析装置所使用的回归方程进行说明的图。图6的横轴是转速，纵轴是峰值发生频率。

基于各种转速和与该转速相对应的峰值发生频率之间的关系，对峰值发生频率向转速的回归方程50(回归线)进行计算。峰值发生频率例如由波形截取部22进行计算。针对每个加速度峰值对回归方程50进行计算。回归方程50例如按照Y＝aX+b通过1次式表示。在这里的Y是峰值发生频率，X是转速。如上所述，回归方程50是表示转速和峰值发生频率之间的对应关系的算式。因此，振动分析装置2即使在转速变化的情况下、即在旋转进行加速或者减速的情况下，基于回归方程50，也能够对与转速相对应的峰值发生频率进行确认。此外，回归方程50也可以进行计算而不创建表示转速和峰值发生频率之间的关系的图形。

在对回归方程50进行计算时，振动分析装置2执行与在图2至图4中说明的处理相同的处理。即，变换部21对振动数据51进行FFT解析，由此计算针对每个频率的振动的加速度。由此，变换部21对如加速度信息52那样的加速度信息进行计算。波形截取部22从由变换部21计算出的加速度信息对加速度峰值AR1～AR6那样的加速度峰值进行提取，将提取出的峰值发生频率设为中央值，对包含该中央值的前后区域在内的频带进行设定。用户基于由波形截取部22设定出的频带对回归方程50进行计算。

如上所述，基于包含有加速度峰值的频带对回归方程50进行计算，因此即使由于转速的变动(物理的波动)，在产生通过Y＝aX+b预测的特征性的加速度峰值的理论频率下发生了波动，也能够对特征性的加速度峰值进行跟踪。即，作为峰值探索用的波动宽度，设定在加速度峰值设置有前后±几Hz等的频带，对与该频带相对应的回归方程50进行计算。由此，振动分析装置2即使在与加速度峰值相对应的峰值发生频率产生了误差，也能够按照回归方程50对特征性的加速度峰值进行跟踪。

对回归方程50进行计算时的旋转机构10的旋转速度为第1旋转速度，对旋转机构10的振动进行分析时的旋转机构10的旋转速度为第2旋转速度。对回归方程50进行计算时的加速度峰值为第1加速度峰值，与第1加速度峰值相对应的峰值发生频率为第1振动频率。对旋转机构10的振动进行分析时的加速度峰值为第2加速度峰值，与第2加速度峰值相对应的峰值发生频率为第2振动频率。

存储部24对与峰值发生频率相关联的回归方程50进行存储。另外，存储部24在对旋转机构10的动作进行判定时，对赋予监视编号的波形数据54进行存储。加速度信息52随着时间而变化，因此存储部24对各时间的加速度信息52进行存储。

体积计算部23判定各监视编号的波形数据54与哪个回归方程50相对应。即，体积计算部23对表示与波形数据54的加速度峰值相对应的峰值发生频率的回归方程50进行确定。体积计算部23例如设为监视编号X1的波形数据54的转速(rpm：rotations per minute)在加工刚开始后成为R次，此时的峰值发生频率成为F1Hz。在该情况下，体积计算部23将在转速为R次时峰值发生频率成为F1Hz的回归方程50设定为监视编号X1的波形数据54。由此，体积计算部23将波形数据54和回归方程50相关联。

峰值发生频率按照转速而发生变化。峰值发生频率如回归方程50那样发生变化，因此体积计算部23对哪个加速度峰值按照哪个回归方程50变化进行确认。体积计算部23沿回归方程50对各加速度峰值进行跟踪。

体积计算部23以从加工的开始至加工的结束为止的时间(加工时间)对截取的频带的面积进行积分，由此对截取的频带的波形的体积(以下称为波形体积55)进行计算。即，体积计算部23对加速度峰值的频带的波形体积55进行计算。

图7是用于对通过实施方式所涉及的振动分析装置的体积计算部进行的波形体积的计算处理进行说明的图。体积计算部23通过以特定时间对特定的监视编号的波形数据54进行积分，从而对波形数据54的波形体积55进行计算。例如，体积计算部23通过以期间T1对监视编号X1的波形数据54进行积分，从而对监视编号X1的波形体积55进行计算。

体积计算部23从加工开始时间即时间T0至加工结束时间即时间Tx为止重复如上所述的处理，由此对从加工开始至加工结束为止之间的监视编号X1的波形体积55进行计算。另外，体积计算部23针对其他监视编号的波形数据54，也对从加工开始至加工结束为止之间的波形体积55进行计算。即，体积计算部23针对每个监视编号对波形体积55进行计算。

此外，体积计算部23也可以基于截取的频带的波形，对截取的频带的波形的面积的平均值(以下称为面积平均值)进行计算。在从时间T0至时间Tx之间截取的频带的波形为N个的情况下，体积计算部23通过将截取的频带的波形的N个量的合计面积除以N而对面积平均值进行计算。在该情况下，体积计算部23也针对每个监视编号对面积平均值进行计算。体积计算部23对波形体积55及平均面积中的至少一者进行计算。下面，说明体积计算部23对波形体积55进行计算的情况。

统计分析部25通过MT法或者主要成分分析法这样的统计诊断法，对诊断对象的特征量从正常的状态起的偏离度进行计算而作为距离值56。具体地说，统计分析部25基于在制造装置1为正常的状态时多次收集到的特征量(正常时的特征量)和诊断对象的特征量，对诊断对象的特征量从正常的状态起的偏离度进行计算而作为距离值56。换言之，统计分析部25基于根据制造装置1为正常的状态时的特征量而求出的主要成分对距离值56进行计算。统计分析部25针对每个监视编号对距离值56进行计算。

特征量是截取的频带的波形的面积的信息。特征量例如是波形体积55、面积平均值等。统计分析部25可以针对每个特定期间对距离值56进行计算，也可以针对从加工开始至加工结束为止的整个期间对距离值56进行计算。统计分析部25将计算出的距离值56发送至异常判定部26。

异常判定部26基于波形数据54而判定在旋转机构10是否发生动作异常。从开始加工起伴随时间的经过而转速会发生变化，因此异常判定部26将各时间的加速度峰值与各时间的加速度峰值的容许范围进行比较，由此针对每个时间对旋转机构10的动作进行判定。加速度峰值的容许范围由加速度峰值的上限值和加速度峰值的下限值进行规定。加速度峰值的上限值及加速度峰值的下限值储存于阈值信息57。如果加速度峰值超过容许范围，则异常判定部26判定为旋转机构10的动作异常。阈值信息57可以由存储部24存储，也可以由存储部24以外的存储区域存储。

另外，异常判定部26基于波形体积55，判定在旋转机构10是否发生动作异常。异常判定部26将特定期间的波形体积55和该特定期间的波形体积55的容许范围进行比较，基于比较结果对特定期间的旋转机构10的动作进行判定。特定期间的例子是期间T1。波形体积55的容许范围由波形体积55的上限值和波形体积55的下限值进行规定。波形体积55的上限值及波形体积55的下限值储存于阈值信息57。如果波形体积55超过容许范围，则异常判定部26判定为旋转机构10的动作异常。此外，异常判定部26也可以将特定期间的面积平均值和该特定期间的面积平均值的容许范围进行比较，基于比较结果对特定期间的旋转机构10的动作进行判定。

异常判定部26针对从加工开始至加工结束为止的整个期间，判定在旋转机构10是否发生动作异常。即，异常判定部26针对从加工开始至加工结束为止的期间，判定加速度峰值是否超过容许范围。另外，异常判定部26针对从加工开始至加工结束为止的期间，判定波形体积55是否超过容许范围。另外，异常判定部26针对赋予监视编号的全部波形数据54，判定在旋转机构10是否发生动作异常。

另外，异常判定部26基于距离值56判定在旋转机构10是否发生动作异常。如果距离值56超过距离的阈值，则异常判定部26判定为在旋转机构10发生了动作异常。异常判定部26可以针对每个特定期间，基于距离值56而判定在旋转机构10是否发生动作异常，也可以针对从加工开始至加工结束为止的整个期间，基于距离值56而判定在旋转机构10是否发生动作异常。距离的阈值储存于阈值信息57。

异常判定部26在旋转机构10为动作异常的情况下，将表示旋转机构10为动作异常的判定结果58发送至控制部12。由此，异常判定部26使控制部12变更或者停止旋转机构10的动作。

此外，存储部24也可以针对每个监视编号对加速度峰值、截取的频带的面积、波形体积55或者面积平均值各自的推移进行存储而对长期的趋势变化进行监视。

显示部27对加速度峰值、回归方程50、振动数据51、加速度信息52、波形数据54、波形体积55、距离值56、阈值信息57、判定结果58、面积平均值等进行显示。此外，显示部27也可以配置于振动分析装置2的外部。

图8是表示通过实施方式所涉及的振动分析装置进行的振动分析的处理顺序的流程图。振动分析装置2的存储部24针对每个加速度峰值预先对表示转速和峰值发生频率之间的对应关系的回归方程50进行存储(步骤S10)。回归方程50是第1对应关系信息。

振动分析装置2的变换部21从振动传感器11取得振动数据51，对振动数据51进行FFT解析(步骤S20)。振动分析装置2的变换部21对振动数据51进行FFT解析，由此对加速度信息52进行计算。加速度信息52是第2对应关系信息。

波形截取部22从加速度信息52提取加速度峰值(步骤S30)，生成加速度峰值的波形数据54。另外，体积计算部23对与加速度峰值相对应的回归方程50进行确定(步骤S40)。

体积计算部23沿回归方程50的峰值发生频率，针对每个加速度峰值对加速度峰值的变动进行跟踪(步骤S50)。体积计算部23基于加速度峰值的波形数据54，对波形体积55进行计算(步骤S60)。

异常判定部26针对每个加速度峰值，基于加速度峰值对异常进行判定(步骤S70)。另外，异常判定部26针对每个加速度峰值，基于波形体积55对异常进行判定(步骤S80)。异常判定部26通过与在图7说明的处理相同的处理，执行基于加速度峰值的异常判定及基于波形体积55的异常判定。

异常判定部26作为基于波形体积55的异常判定，执行波形体积55是否超过容许范围的判定。另外，异常判定部26作为基于波形体积55的异常判定，执行波形体积55的从正常的状态起的偏离度即距离值56是否超过距离的阈值的判定。异常判定部26针对赋予监视编号的全部波形数据54，判定是否在旋转机构10发生了动作异常。

此外，异常判定部26可以先执行步骤S70及步骤S80的任意处理。另外，异常判定部26也可以仅执行步骤S70及步骤S80之中的一个处理。

另外，异常判定部26可以先执行步骤S80的处理之中的基于波形体积55的异常的判定处理和基于距离值56的异常的判定处理的任意者。另外，异常判定部26可以仅执行步骤S80的处理之中的基于波形体积55的异常的判定处理和基于距离值56的异常的判定处理的任一者。

另外，作为由于旋转速度的变化而峰值发生频率发生变化的情况下的诊断方法而存在小波法。但是，在将加速度、频率及经过时间设为3D数据的情况下，诊断所使用的数据的数据尺寸变大，在组装系统中由于存储器不足，因此无法安装执行小波法的装置。另外，在具有大容量存储器的系统中，异常诊断处理也花费时间，有时是否存在动作异常的判定发生延迟。

另一方面，本实施方式的振动分析装置2按照回归方程50对加速度峰值进行跟踪，因此即使在旋转速度变化的情况下，也能够以小的数据尺寸执行针对每个加速度峰值的异常诊断。

即，如果存在转速的变动，则产生加速度峰值的峰值发生频率移动，但振动分析装置2按照回归方程50，与速度变化相匹配地对加速度峰值进行频率跟踪。由此，振动分析装置2即使在存在转速的变动的情况下，也能够容易地执行针对每个加速度峰值的异常诊断。另外，振动分析装置2在速度变化中将制造物搬入等而产生新的振动成分的情况下，也能够发现与监视编号无关的新的加速度峰值。因此，振动分析装置2在诊断对象设备的机械机构(制造装置1的构造等)不明且旋转机构10进行加减速的情况下，也能够对旋转机构10的异常振动进行分析。

在这里，对振动分析装置2的硬件结构进行说明。图9是表示实现实施方式所涉及的振动分析装置的硬件结构例的图。

振动分析装置2能够通过处理器101、存储器102、输入装置103、输出装置104及显示装置105而实现。处理器101的例子是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor))或者系统LSI(Large Scale Integration)。存储器102的例子是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)。

振动分析装置2是处理器101将由存储器102存储的用于使振动分析装置2的动作执行的计算机可执行的振动分析程序读出并执行而实现的。用于执行振动分析装置2的动作的程序即振动分析程序可以说使计算机执行振动分析装置2的顺序或者方法。

由振动分析装置2执行的振动分析程序成为包含分析部20、统计分析部25和异常判定部26在内的模块结构，它们被下载至主存储装置上，它们在主存储装置上生成。

输入装置103对振动数据51进行接收而发送至处理器101。存储器102作为由处理器101执行各种处理时的暂时存储器被使用。另外，存储器102对回归方程50、振动数据51、加速度信息52、波形数据54、波形体积55、距离值56、阈值信息57等进行存储。输出装置104将判定结果58输出至控制部12。显示装置105是对回归方程50、振动数据51、加速度信息52、波形数据54、波形体积55、距离值56、阈值信息57、判定结果58等进行显示的装置。显示装置105的例子是液晶监视器。

振动分析程序可以通过可安装的形式或者可执行的形式的文件而存储于计算机可读取的存储介质，作为计算机程序产品被提供。另外，振动分析程序也可以经由互联网等网络而提供给振动分析装置2。此外，关于振动分析装置2的功能，可以将一部分由专用电路等专用的硬件实现，将一部分由软件或者固件实现。

根据如上所述实施方式，振动分析装置2对与加速度峰值相对应的回归方程50进行确定，按照确定出的回归方程50，对与分析旋转机构10的振动时的旋转速度的变化相伴的峰值发生频率的变化进行跟踪。振动分析装置2一边对峰值发生频率的变化进行跟踪，一边针对每个加速度峰值对波形面积进行计算，因此能够对伴随旋转速度的变化的旋转机构10的动作异常进行检测。

以上的实施方式所示的结构表示一个例子，也能够与其他公知技术组合，在不脱离主旨的范围也能够将结构的一部分省略、变更。

标号的说明

1制造装置，2振动分析装置，10旋转机构，11振动传感器，12控制部，20分析部，21变换部，22波形截取部，23体积计算部，24存储部，25统计分析部，26异常判定部，27显示部，50回归方程，51振动数据，52加速度信息，54波形数据，55波形体积，56距离值，57阈值信息，58判定结果，100振动分析系统，101处理器，102存储器，103输入装置，104输出装置，105显示装置，AR1～AR6加速度峰值。

Claims (8)

1.一种振动分析装置，其特征在于，具有：

存储部，其针对每个第1加速度峰值，对第1对应关系信息进行存储，该第1对应关系信息表示旋转机构的第1旋转速度的变化和与所述旋转机构中的振动的加速度的所述第1加速度峰值相对应的第1振动频率的变化之间的对应关系；

分析部，其基于表示对所述旋转机构的振动进行分析时的所述旋转机构的振动的振动数据，针对每个第2加速度峰值对与振动的加速度的所述第2加速度峰值相对应的第2振动频率进行提取，将所述第2加速度峰值通过特定的频率区间进行积分，由此针对每个所述第2加速度峰值对所述第2加速度峰值的波形的面积即波形面积进行计算；以及

异常判定部，其基于所述波形面积和针对每个所述第2加速度峰值的阈值，针对每个所述第2加速度峰值而判定所述旋转机构是否动作异常，

所述分析部对与所述第2加速度峰值相对应的所述第1对应关系信息进行确定，按照确定出的所述第1对应关系信息，对与对所述旋转机构的振动进行分析时的第2旋转速度的变化相伴的所述第2振动频率的变化进行跟踪，针对每个所述第2加速度峰值对与跟踪的所述第2振动频率相对应的所述第2加速度峰值的所述波形面积进行计算。

2.根据权利要求1所述的振动分析装置，其特征在于，

所述分析部对所述振动数据进行高速傅立叶变换，由此对表示所述第2振动频率和所述第2加速度峰值之间的对应关系的第2对应关系信息进行计算，基于所述第2对应关系信息，对所述第2加速度峰值及所述第2振动频率进行提取。

3.根据权利要求1或2所述的振动分析装置，其特征在于，

所述分析部将所述波形面积通过特定时间进行积分，由此对所述第2加速度峰值的波形的体积进行计算而作为波形体积，

所述异常判定部基于所述波形体积和所述阈值的比较结果，针对每个所述第2加速度峰值而判定所述旋转机构是否动作异常。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的振动分析装置，其特征在于，

所述分析部对所述波形面积的特定时间的平均值进行计算而作为面积平均值，

所述异常判定部基于所述面积平均值和所述阈值的比较结果，针对每个所述第2加速度峰值而判定所述旋转机构是否动作异常。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的振动分析装置，其特征在于，

所述异常判定部基于所述旋转机构为正常的状态下的振动的特征量和对所述旋转机构的振动进行分析时的振动的特征量，通过统计诊断法，针对每个所述第2加速度峰值而判定所述旋转机构是否动作异常。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的振动分析装置，其特征在于，

所述异常判定部基于所述第2加速度峰值是否处于容许范围内，针对每个所述第2加速度峰值而判定所述旋转机构是否动作异常。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的振动分析装置，其特征在于，

还具有显示部，该显示部对所述第2加速度峰值的波形及所述波形面积进行显示。

8.一种振动分析方法，其特征在于，包含：

存储步骤，针对每个第1加速度峰值，对第1对应关系信息进行存储，该第1对应关系信息表示旋转机构的第1旋转速度的变化和与所述旋转机构中的振动的加速度的所述第1加速度峰值相对应的第1振动频率的变化之间的对应关系；

分析步骤，基于表示对所述旋转机构的振动进行分析时的所述旋转机构的振动的振动数据，针对每个第2加速度峰值对与振动的加速度的所述第2加速度峰值相对应的第2振动频率进行提取，将所述第2加速度峰值通过特定的频率区间进行积分，由此针对每个所述第2加速度峰值对所述第2加速度峰值的波形的面积即波形面积进行计算；以及

异常判定步骤，基于所述波形面积和针对每个所述第2加速度峰值的阈值，针对每个所述第2加速度峰值而判定所述旋转机构是否动作异常，

在所述分析步骤中，对与所述第2加速度峰值相对应的所述第1对应关系信息进行确定，按照确定出的所述第1对应关系信息，对与对所述旋转机构的振动进行分析时的第2旋转速度的变化相伴的所述第2振动频率的变化进行跟踪，针对每个所述第2加速度峰值对与跟踪的所述第2振动频率相对应的所述第2加速度峰值的所述波形面积进行计算。

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