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Diese Anmeldung bezieht sich auf eine Lagerdiagnoseeinrichtung zum Erfassen von Störungen in einem Wälzlager, das dafür verwendet wird, eine Rotationswelle drehbar in einer Werkzeugmaschine zu lagern.
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Eine Rotationswelleneinrichtung, die eine Rotationswelle wie beispielsweise eine Hauptwelle aufweist und in einer Werkzeugmaschine bzw. einem Maschinenwerkzeug angeordnet ist, umfasst ein Wälzlager (welches im Folgenden einfach als ”Lager” bezeichnet wird), das dafür verwendet wird, die Rotationswelle drehbar abzustützen. Das Wälzlager umfasst eine innere Laufbahn, eine äußere Laufbahn, eine Vielzahl von Wälzelementen (wie beispielsweise Kugeln oder Rollen), die zwischen den beiden Laufbahnen angeordnet sind, sowie eine Halterungseinrichtung, um die Wälzelemente in einem Intervall bzw. einem Abstand zueinander zu halten. Die innere Laufbahn dreht sich integriert mit der Rotationswelle, und die äußere Laufbahn ist in ein Hauptwellengehäuse oder ein ähnliches Bauteil eingebettet und dort befestigt.
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Fehler oder Störungen, die in einem derartigen Lager auftreten können, umfassen eine Schmierungsstörung, den Eintritt eines Fremdkörpers, eine Reibung oder einen Abrieb, eine übermäßige Belastung, und ähnliche Störungen. Diese Störungen können eine Störung der Rotation sowie ein Aus- oder Durchbrennen bewirken, was in einem Blockieren eines normalen Betriebs der Werkzeugmaschine resultieren kann. Daher wird es bevorzugt, das Lager einer Diagnose hinsichtlich Störungen oder Fehlern zu unterziehen.
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Das
japanische Patent Nr. 4091885 (das im Folgenden als ”Patentdokument 1” bezeichnet wird) offenbart ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Störung in einem Lager. In dem Verfahren werden eine Temperatur und eine Stoppzeit einer Rotationseinrichtung, die das Lager aufweist, überwacht, und die Stoppzeit wird mit einer Referenz-Stoppzeit verglichen, die entsprechend einer Temperatur vorgegeben ist, um eine Anwesenheit oder Abwesenheit einer Störung in dem Lager festzustellen. Die nicht geprüfte
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-20090 (die im Folgenden als ”Patentdokument 2” bezeichnet wird) offenbart das Folgende: Geräusche und Vibrationen während des Betriebs werden für eine Frequenzanalyse erfasst. Durch einen Vergleich mit einem Frequenzspektrumniveau einer vorgegebenen anormalen Frequenz wird eine Bestimmung von Fehlern oder Störungen durchgeführt. Darüber hinaus offenbart die veröffentlichte und geprüfte
japanische Patentanmeldung 6-65189 (die im Folgenden als ”Patentdokument 3” bezeichnet wird) das Folgende: Ein Reibmoment wird aus einer Veränderung der Anzahl der Umdrehungen während einer trägen Rotation einer Welle berechnet und das Reibmoment wird mit einem Referenzwert verglichen, um die Anwesenheit einer Störung in dem Lager zu ermitteln.
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Mit der Offenbarung des Patentdokuments 1 gibt es in dem Fall, in dem ein Temperaturanstieg in dem Lager an der Hauptwelle der Werkzeugmaschine, insbesondere einem maschinellen Bearbeitungszentrum, überwacht wird, keine andere Wahl als dass ein Temperatursensor an einer Struktur in der Nähe des Lagers installiert wird. Dieses resultiert lediglich in einer indirekten Temperaturmessung, wodurch es nicht bewerkstelligt werden kann, eine schnelle Veränderung der Lagertemperatur zu beobachten. Darüber hinaus hängt die Genauigkeit der Beobachtung von der Leistung des Temperatursensors selbst ab. Daher besteht die Möglichkeit, dass eine Störung in dem Lager nicht festgestellt wird, was in einer Beschädigung der Maschine resultieren kann.
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Mit der Offenbarung des Patentdokuments 2 ist eine Lagerstörung mittels einer Analyse von Geräuschen und Vibrationen exakt erfassbar. Dieses erfordert jedoch teure Messeinrichtungen, wie beispielsweise einen Vibrationssensor und einen Schallsensor, was zu einer Kostensteigerung führt.
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Mit der Offenbarung des Patentdokuments 3 wird eine Rate der Veränderung in der Anzahl der Umdrehungen während der trägen Rotation der Welle konvertiert, um das Reibmoment zu erhalten. Daher kann aber nicht gesagt werden, dass das Reibmoment exakt ist. Darüber hinaus wird das berechnete Reibmoment einfach mit dem Referenzwert verglichen, um die Anwesenheit des Fehlers in dem Lager zu ermitteln. Daher kann nicht gesagt werden, dass die Genauigkeit der Ermittlung hoch ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerdiagnoseeinrichtung für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die ein Vorhandensein einer Störung in einem Lager in einer frühen Phase, in der eine Beschädigung einer Maschine kostengünstig vermieden werden kann, exakt diagnostizieren kann.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, wird eine Lagerdiagnoseeinrichtung für eine Werkzeugmaschine bzw. ein Maschinenwerkzeug gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung geschaffen. Die Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine dient zum Erfassen einer Störung oder eines Fehlers in einem Lager einer Rotationswelleneinrichtung in einer Werkzeugmaschine. Das Lager unterstützt eine Rotationswelle verdrehbar, damit diese drehbar in der Rotationswelleneinrichtung angetrieben werden kann. Die Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine umfasst eine Umdrehungs- bzw. Rotationszählereinheit, eine Temperaturmesseinheit, eine Reibmomentberechnungseinheit, eine Rollgeschwindigkeitsberechnungseinheit, eine Lagercharakteristikberechnungseinheit, eine Speichereinheit sowie eine Ermittlungs- bzw. Bestimmungseinheit. Die Rotationszählereinheit ist dafür ausgelegt, eine Anzahl von Rotationen oder Umdrehungen der Rotationswelle bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit zu messen. Die Temperaturmesseinheit ist dafür ausgelegt, eine Temperatur der Rotationswelleneinrichtung zu messen. Die Reibmomentberechnungseinheit ist dafür ausgelegt, ein Reibmoment der Rotationswelleneinrichtung zu berechnen. Die Rollgeschwindigkeitsberechnungseinheit ist dafür ausgelegt, eine Rollgeschwindigkeit des Lagers aus der Anzahl der Umdrehungen zu berechnen. Die Lagercharakteristikberechnungseinheit ist dafür ausgelegt, eine Lagercharakteristik aus dem Reibmoment und der Rollgeschwindigkeit zu berechnen. Die Speichereinheit speichert eine Referenzlagercharakteristik. Die Ermittlungseinheit ist dafür ausgelegt, die von der Lagercharakteristikberechnungseinheit berechnete Lagercharakteristik mit der in der Speichereinheit gespeicherten Referenzlagercharakteristik zu vergleichen, um das Vorliegen einer Störung oder eines Fehlers zu ermitteln.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der in dem ersten Gesichtspunkt der Offenbarung enthalten ist, ist die Rotationszählereinheit dafür ausgelegt, eine Anzahl der Umdrehungen von dem Zeitpunkt an zu messen, zu dem die Rotationswelle sich bei der spezifischen Rotationsgeschwindigkeit befindet, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Rotationswelle anhält.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der sich innerhalb des ersten oder des zweiten Gesichtspunkts der Offenbarung befindet, ist die Temperaturmesseinheit dafür ausgelegt, eine Temperatur von dem Zeitpunkt an zu messen, zu dem sich die Rotationswelle bei der spezifischen Rotationsgeschwindigkeit befindet, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Rotationswelle anhält.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der sich innerhalb eines des ersten, des zweiten oder des dritten Gesichtspunkts der Offenbarung befindet, ist die Lagercharakteristikberechnungseinheit dafür ausgelegt, eine Lagervorspannung und eine Schmierölviskosität zu dem Reibmoment und der Rollgeschwindigkeit zu addieren, um die Lagercharakteristik zu berechnen.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der in dem vierten Gesichtspunkt der Offenbarung enthalten ist, wird die Lagervorspannung durch eine Vorspannungsschätzeinheit erhalten. Die Vorspannungsschätzeinheit ist dafür ausgelegt, die Lagervorspannung aus einer Beziehung zwischen der Temperatur und der Anzahl der Umdrehungen zu schätzen.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der in dem vierten oder dem fünften Gesichtspunkt der Offenbarung enthalten ist, wird die Schmierölviskosität mittels einer Schmierölviskositätsschätzeinheit erhalten. Die Schmierölviskositätsschätzeinheit ist dafür ausgelegt, die Schmierölviskosität aus einer Beziehung zwischen der Temperatur und der Anzahl der Umdrehungen zu schätzen.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem siebten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der sich innerhalb eines des ersten bis des sechsten Gesichtspunkts der Offenbarung befindet, ist die Reibmomentberechnungseinheit dafür ausgelegt, das Reibmoment mittels einer Berechnungsformel zu berechnen, die die Anzahl der Umdrehungen, ein Trägheitsmoment sowie eine Beschleunigung verwendet.
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In der Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem achten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der in einem des ersten bis des siebten Gesichtspunkts der Offenbarung enthalten ist, ist die Rollgeschwindigkeitsberechnungseinheit derart ausgebildet, dass sie die Rollgeschwindigkeit mittels einer Berechnungsformel berechnet, die die Anzahl der Umdrehungen, einen Wälzlagerteilkreisdurchmesser, einen Wälzlagerdurchmesser und einen Kontaktwinkel verwendet.
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Die Lagerdiagnoseeinrichtung für die Werkzeugmaschine gemäß einem neunten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, der innerhalb eines des ersten bis des achten Gesichtspunkts der Offenbarung liegt, umfasst des Weiteren eine Mitteilungseinheit, die dafür ausgelegt ist, ein Ermittlungsergebnis von der Ermittlungseinheit mitzuteilen.
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Mit der Ausführungsform wird die Lagercharakteristik aus dem Reibmoment und der Rollgeschwindigkeit berechnet und mit der Referenzlagercharakteristik verglichen, um das Vorliegen eines Fehlers oder einer Störung zu ermitteln. Die Anwesenheit des Fehlers oder der Störung in dem Lager wird somit in einer frühen Phase genau diagnostiziert, in der eine Beschädigung einer Maschine kostengünstig vermieden werden kann.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Lagerdiagnoseeinrichtung für eine Werkzeugmaschine.
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2 ist ein Flussdiagramm einer Prozedur für eine Lagerdiagnose.
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3 ist eine erläuternde Darstellung einer Lagercharakteristik (Stribeck-Kurve).
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1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Lagerdiagnoseeinrichtung für eine Werkzeugmaschine oder ein Maschinenwerkzeug zeigt. Diese Lagerdiagnoseeinrichtung diagnostiziert ein Lager, das für eine Hauptwelleneinrichtung einer Rotationswelleneinrichtung verwendet wird, die ein Werkzeug dreht.
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1 zeigt eine Hauptwelleneinrichtung 1. In einem Hauptwellengehäuse 2 unterstützen Lager 5, 5 (hier Kugellager, deren Wälzelemente Kugeln sind) drehbar eine Hauptwelle 3 als eine Rotationswelle. Ein Werkzeug 4 ist an einem distalen Ende der Hauptwelle 3 befestigt und wird durch einen Hauptwellenmotor (nicht dargestellt) gedreht. Ein Rotationsgeschwindigkeitsdetektor 6 ermittelt eine Rotations- oder Umdrehungsgeschwindigkeit der Hauptwelle 3. Das Hauptwellengehäuse 2 enthält einen Temperatursensor 7, von dem aus Messfühler in Teilbereiche in der Nähe der Lager 5, 5 eingeführt werden.
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Eine Lagerdiagnoseeinrichtung 10 weist eine Hauptwellensteuerungseinrichtung 11 auf, die den Hauptwellenmotor steuert, sowie eine Messeinrichtung 12 und eine Arithmetikeinrichtung 13. Ein Rotationsermittlungssignal aus dem Rotationsgeschwindigkeitsdetektor 6 und ein Temperaturermittlungssignal aus dem Temperatursensor 7 werden in die Messeinrichtung 12 eingegeben. Die Anzahl der Umdrehungen und eine Temperatur werden in die Arithmetikeinrichtung 13 eingegeben. Der Rotationsgeschwindigkeitsdetektor 6 und die Messeinrichtung 12 dienen als Umdrehungszähleinheit, und der Temperatursensor 7 und die Messeinrichtung 12 dienen als Temperaturmesseinheit.
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Die Arithmetikeinrichtung 13 weist eine Lagervorspannungsschätzeinrichtung 14 als Vorspannungsschätzeinheit, eine Schmierölviskositätsschätzeinrichtung 15 als Schmierölviskositätsschätzeinheit, eine Reibmomentberechnungseinrichtung 16 als Reibmomentberechnungseinheit, eine Rollgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 17 als Rollgeschwindigkeitsberechnungseinheit sowie eine Lagercharakteristikberechnungseinrichtung 18 als Lagercharakteristikberechnungseinheit auf. Die Lagervorspannungsschätzeinrichtung 14 schätzt eine Vorspannung des Lagers 5 aus einer Temperatur und der Anzahl der Umdrehungen des Lagers 5, die aus der Messeinrichtung 12 erhalten werden. Die Schmierölviskositätsschätzeinrichtung 15 schätzt die Viskosität eines Schmieröls, das dem Lager 5 zugeführt wird, aus dieser Temperatur und der Anzahl der Umdrehungen. Die Reibmomentberechnungseinrichtung 16 berechnet das Reibmoment aus der Anzahl der Umdrehungen der Hauptwelle 3, die aus der Messeinrichtung 12 erhalten wird. Die Rollgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 17 berechnet eine Rollgeschwindigkeit des Lagers 5 aus dieser Anzahl der Umdrehungen. Die Lagercharakteristikberechnungseinrichtung 18 berechnet eine Lagercharakteristik aus der Vorspannung, der Schmierölviskosität, der Rollgeschwindigkeit und dem Reibmoment des Lagers 5.
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Eine Speichereinrichtung 19 wird als Speichereinheit verwendet, um die Lagercharakteristik zu speichern, die als eine Ermittlungs- oder Vermessungsreferenz verwendet wird. Eine Ermittlungseinrichtung 20 als Ermittlungseinheit vergleicht die von der Lagercharakteristikberechnungseinrichtung 18 berechnete Lagercharakteristik mit der in der Speichereinrichtung 19 gespeicherten Lagercharakteristik, um das Vorliegen einer Lagerstörung festzustellen. Eine Anzeigeeinrichtung 21 als Mitteilungseinheit, die an einem NC-System für die Werkzeugmaschine angeordnet ist, zeigt dieses Ermittlungsergebnis an.
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Im Folgenden wird eine Prozedur für eine Lagerdiagnose durch die Lagerdiagnoseeinrichtung 10, die wie oben beschrieben ausgelegt ist, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 2 beschrieben.
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Wenn ein Befehl zum Starten der Diagnose in die Lagerdiagnoseeinrichtung 10 eingegeben wird, wird im Schritt S1 zuerst festgestellt, ob sich die Hauptwelle 3 bei einer spezifischen Rotationsgeschwindigkeit befindet oder nicht. Falls die spezifische Rotationsgeschwindigkeit nicht gegeben ist, ändert die Hauptwellensteuerungseinrichtung 11 im Schritt S2 die Geschwindigkeit auf die spezifische Rotationsgeschwindigkeit. Nach einer Bestätigung im Schritt S1, dass sich die Geschwindigkeit wieder auf der spezifischen Rotationsgeschwindigkeit befindet, wird im Schritt 53 festgestellt, ob eine erfasste Temperatur, die von dem Temperatursensor 7 erhalten wird, stabil ist (d. h. sich in einem stabilen Zustand befindet) oder nicht. Dieser stabile Zustand bedeutet, dass sich die erfasste Temperatur nicht in einer vorgegebenen Zeit um einen vorgegebenen Betrag oder mehr verändert. In dem Fall, in dem die erfasste Temperatur instabil ist, wird im Schritt 54 ein Aufwärmvorgang durchgeführt, der auf die vorgegebene Temperatur abzielt.
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Nach einer Bestätigung im Schritt S3, dass die Temperatur als ein Ergebnis des Aufwärmvorgangs stabil ist, wird eine Energiezufuhr zu dem Hauptwellenmotor unterbrochen und im Schritt S5 eine träge Rotation durchgeführt. Bis ein Anhalten der Hauptwelle 3 im Schritt S6 bestätigt wird, werden die Anzahl der Umdrehungen und die Temperatur im Schritt S7 gemessen.
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Nach der Bestätigung des Anhaltens der Hauptwelle 3 im Schritt S6 berechnet die Reibmomentberechnungseinrichtung 16 im Schritt S8 in der Arithmetikeinrichtung 13 das Reibmoment und die Rollgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 17 berechnet die Rollgeschwindigkeit, basierend auf der Anzahl der Umdrehungen, die im Schritt S7 gemessen wird. Dieses Reibmoment und diese Rollgeschwindigkeit werden berechnet, indem die Anzahl der Umdrehungen und Parameter verwendet werden, die vorläufig in der Speichereinrichtung 19 gespeichert werden, wie beispielsweise gemäß der folgenden Formel 1, die die Anzahl der Umdrehungen, ein Trägheitsmoment und eine Beschleunigung verwendet, sowie gemäß der folgenden Formel 2, die die Anzahl der Umdrehungen, einen Kugelteilkreisdurchmesser, einen Kugeldurchmesser und einen Kontaktwinkel verwendet. Formel 1 ist eine Formel zur Berechnung des Reibmoments, und Formel 2 ist eine Formel zur Berechnung der Rollgeschwindigkeit.
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[Formel 1]
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- T = 2πM / 60· dV / dt T: Reibmoment; V: Anzahl der Umdrehungen; M: Trägheitsmoment. [Formel 2] Ufront: Rollgeschwindigkeit; V: Anzahl der Umdrehungen; d: Kugelteilkreisdurchmesser; D: Kugeldurchmesser; β: Kontaktwinkel.
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Auf der Basis der im Schritt S7 gemessenen Temperatur und der Anzahl der Umdrehungen schätzt die Lagervorspannungsschätzeinrichtung 14 im Schritt S9 die Lagervorspannung und die Schmierölviskositätsschätzeinrichtung 15 schätzt die Schmierölviskosität. Diese Lagervorspannung wird geschätzt, indem die gemessene Temperatur und die Anzahl der Umdrehungen auf einen Graphen und eine Datentabelle bezogen werden, die eine Beziehung zwischen der Temperatur, der Anzahl der Umdrehungen und der Lagervorspannung zeigen, die vorläufig in der Speichereinrichtung 19 gespeichert sind. Die Schmierölviskosität wird außerdem geschätzt, indem die gemessene Temperatur und die Anzahl der Umdrehungen auf einen Graphen und eine Datentabelle bezogen werden, die eine Beziehung zwischen der Temperatur, der Anzahl der Umdrehungen und der Schmierölviskosität zeigen, die vorläufig in der Speichereinrichtung 19 gespeichert sind.
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Im Schritt S10 wird auf der Basis eines Vergleichsausdrucks dieser Berechnungsergebnisse, einem Reibmoment T und einem Reibungskoeffizienten μ: T = μ × Pr × d/2 (Pr: radiale Last, d: Lagerbohrung), die Lagercharakteristik (die Stribeck-Kurve) berechnet, die eine Beziehung zwischen dem Reibungskoeffizienten und einem Lagercharakteristikwert angibt, wie sie in 3 dargestellt ist. In dem Lagercharakteristikwert bedeutet Viskosität eine Schmierölviskosität, Geschwindigkeit bedeutet eine Rotationsgeschwindigkeit, und Vorspannung bedeutet eine Lagervorspannung.
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Als nächstes vergleicht die Ermittlungseinrichtung 20 im Schritt S11 die Referenzlagercharakteristik, die vorläufig in der Speichereinrichtung 19 gespeichert ist, mit der im Schritt S10 berechneten Lagercharakteristik, um festzustellen, ob die Störung aufgetreten ist oder nicht.
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Bei einer rauen Wälzfläche der Kugel, die durch eine strichpunktierte Linie A in 3 angegeben ist, tritt eine Differenz beispielsweise in einer solchen Art und Weise auf, dass der Reibungskoeffizient in Bezug auf die normale Lagercharakteristik zunimmt, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Wenn der Reibungskoeffizient um einen vorgegebenen Wert in einem bestimmten Bereich zunimmt, stellt die Ermittlungseinrichtung 20 daher fest, dass die Störung in dem Lager 5 (die Schmierungsstörung) aufgetreten ist. Das Ermittlungsergebnis wird im Schritt S12 auf der Anzeigeeinrichtung 21 dargestellt. Darüber hinaus ist eine Störung in der Vorspannung in 3 durch eine strich-zwei-punktierte Linie B dargestellt. Ein Minimumteil an einem gekrümmten Linienteil der strich-zwei-punktierten Linie B wird von demjenigen der durchgezogenen Linie verschoben, und eine Steigerungsrate des Reibungskoeffizienten unterscheidet sich von derjenigen der normalen Lagercharakteristik bei einem relativ hohen Lagercharakteristikwert. Wenn die Verschiebung des Minimumteils und die unterschiedliche Steigerungsrate des Reibungskoeffizienten bestätigt werden können, ermittelt die Ermittlungseinrichtung 20 im Schritt S12 folglich, dass der Fehler in dem Lager 5 (ein Vorspannungsverlust) aufgetreten ist, und das Ermittlungsergebnis wird auf der Anzeigeeinrichtung 21 angezeigt.
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Wenn die Beurteilung im Schritt S11 ergibt, dass keine Störung in dem Lager 5 vorliegt, speichert die Speichereinrichtung 19 die berechnete Lagercharakteristik inzwischen im Schritt S13.
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Die Lagerdiagnoseeinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst somit den Rotationsgeschwindigkeitsdetektor 6 und die Messeinrichtung 12, die dafür ausgelegt sind, die Zahl der Rotationen bzw. Umdrehungen der Hauptwelle 3 bei der spezifischen Rotationsgeschwindigkeit zu messen, den Temperatursensor 7 und die Messeinrichtung 12, die dafür ausgelegt sind, die Temperatur der Hauptwelle 3 zu messen, die Reibmomentberechnungseinrichtung 16, die dafür ausgelegt ist, das Reibmoment des Lagers 5 zu berechnen, die Rollgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 17, die dafür ausgelegt ist, die Rollgeschwindigkeit des Lagers 5 zu berechnen, die Lagervorspannungsschätzeinrichtung 14, die dafür ausgelegt ist, die Vorspannung des Lagers 5 zu schätzen, die Schmierölviskositätsschätzeinrichtung 15, die dafür ausgelegt ist, die Schmierölviskosität des Lagers 5 zu schätzen, die Lagercharakteristikberechnungseinrichtung 18, die dafür ausgelegt ist, die Lagercharakteristik aus dem Reibmoment, der Rollgeschwindigkeit, der Lagervorspannung und der Schmierölviskosität zu berechnen, die Speichereinrichtung 19, die die Referenzlagercharakteristik speichert, und die Ermittlungseinrichtung 20, die dafür ausgelegt ist, die von der Lagercharakteristikberechnungseinrichtung 18 berechnete Lagercharakteristik mit der in der Speichereinrichtung 19 gespeicherten Referenzlagercharakteristik zu vergleichen, um das Vorliegen der Störung bzw. des Fehlers festzustellen. Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird das Vorhandensein des Fehlers bzw. der Störung in dem Lager in einer frühen Phase genau diagnostiziert, in der eine Beschädigung einer Maschine kostengünstig vermieden werden kann.
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Die Konfiguration zeigt ein Kugellager als Beispiel für das Lager, jedoch kann das Lager auch ein Rollenlager sein. Zusätzlich zu einer Darstellung des Fehlerinhalts des Lagers mittels Schriftzeichen kann die Anzeigeeinrichtung auch die in 3 dargestellte Stribeck-Kurve zusammen mit den Kurvenlinien A und B in dem Fall einer Störung anzeigen.
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Wenn keine Störung in der im Schritt S10 berechneten Lagercharakteristik vorliegt, kann die Lagercharakteristik als die Referenzlagercharakteristik aktualisiert werden, oder eine aus den verschiedenen berechneten Lagereigenschaften berechnete durchschnittliche Lagercharakteristik kann als die Referenzlagercharakteristik aktualisiert werden.
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Darüber hinaus sind das Schätzverfahren für die Lagervorspannung mittels der Vorspannungsschätzeinheit, das Schätzverfahren für die Schmierölviskosität mittels der Schmierölviskositätsschätzeinheit, das Berechnungsverfahren für das Reibmoment mittels der Reibmomentberechnungseinheit, das Berechnungsverfahren für die Rollgeschwindigkeit mittels der Rollgeschwindigkeitsberechnungseinheit, sowie ein ähnliches Verfahren nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen und Konfigurationen beschränkt, sondern sie können in geeigneter Weise verändert werden.
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Bei der vorliegenden Konfiguration wird die Lagercharakteristik aus dem Reibmoment, der Rollgeschwindigkeit, der Lagervorspannung und der Schmierölviskosität berechnet. Jedoch kann die Lagercharakteristik auch nur aus dem Reibmoment und der Rollgeschwindigkeit ohne die Verwendung der Lagervorspannung und der Schmierölviskosität berechnet werden. In diesem Fall können daher die Vorspannungsschätzeinheit und die Schmierölviskositätsschätzeinheit weggelassen werden.
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Darüber hinaus ist die Mitteilungseinheit nicht auf die Anzeigeeinrichtung beschränkt. Vielmehr können auch eine Lampe, ein synthetischer Ton, ein Summerton oder ein ähnlicher Ton verwendet werden, oder diese Töne können in Verbindung mit der Anzeigeeinrichtung verwendet werden. Wenn die Mitteilungseinheit weggelassen wird, wird der Fehlerinhalt jedoch nur in der Speichereinrichtung gespeichert, und eine Bedienungsperson kann zu einem bestimmten Zeitpunkt angerufen werden.
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Die Rotationswelle ist nicht auf die Hauptwelle beschränkt, die bewirkt, dass sich das Werkzeug dreht. Die Lagerdiagnose gemäß der vorliegenden Offenbarung ist vielmehr auch auf eine Rotationswelleneinrichtung anwendbar, die ein Werkstück ergreift und dreht.
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Es wird ausdrücklich festgestellt, dass alle in der Beschreibung und/oder den Patentansprüchen offenbarten Merkmale dafür vorgesehen sind, gesondert und unabhängig voneinander offenbart zu sein für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie für den Zweck einer Beschränkung der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Kombination der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen. Außerdem wird ausdrücklich festgestellt, dass alle Wertbereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder jede mögliche Zwischeneinheit für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie für den Zweck einer Beschränkung der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere hinsichtlich einer Begrenzung von Wertbereichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 4091885 [0004]
- JP 2009-20090 [0004]
- JP 6-65189 [0004]
