DE102018007625A1

DE102018007625A1 - Lagerlebensdauerprognosevorrichtung

Info

Publication number: DE102018007625A1
Application number: DE102018007625.4A
Authority: DE
Inventors: Taku Oohara
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: CN109655263A; DE102018007625B4; CN109655263B; US20190107824A1; US10627802B2; JP6546240B2; JP2019070614A

Abstract

Die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung umfasst eine Druckmesseinheit 125, die den auf ein auf der Seite X2 des in einer Richtung X der Drehwelle anderen Endes angeordnetes vorderes Lager 18 unter mehreren Lagern aufgebrachten Druck misst, eine Kühlmitteldruckmesseinheit 140, die den Druck einer Kühlflüssigkeit misst, eine Motorzustandserfassungseinheit 130 oder 135, die die Drehzahl eines Motors 10 und die Temperatur der beiden Lager misst oder prognostiziert, eine Motorinformationsspeichereinheit, in der Modellinformationen zur Spezifikation jedes Motormodells und Motorspezifikationsinformationen in Zuordnung gespeichert sind, eine Motormodellspezifikationseinheit, die die Modellinformationen zur Spezifikation des Motormodells eingibt oder auswählt, und eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit, die auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, der Druckinformationen zu der Kühlflüssigkeit, der Informationen zu dem auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck, der Drehzahlinformationen zu dem Motor 10 und der Temperaturinformationen zu den beiden Lagern die Lebensdauer der beiden Lager prognostiziert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung zur Voraussage einer Lebensdauer eines Lagers eines Motors.
Verwandte Technik
In den jüngsten Jahren gibt es zahlreiche Typen von Werkzeugmaschinen, bei denen eine Kühlung durch die Mitte erfolgt. Bei diesem Typ wird ein Motor mit einem Drehwellenabschnitt verwendet, in dem eine Durchgangsbohrung so ausgebildet ist, dass eine Kühlflüssigkeit hindurchströmen kann. Der Drehwellenabschnitt weist ein hinteres Ende, das über eine Drehverbindung mit einer Kühlmittelzufuhreinheit verbunden ist, und ein vorderes Ende auf, das über einen Verbindungsabschnitt mit einer Spindel verbunden ist.
Obwohl der Drehwellenabschnitt von zwei Lagern drehbar gehalten wird, kann durch den Druck einer Kühlflüssigkeit eine Schublast auf den Drehwellenabschnitt aufgebracht werden, und dadurch kann sich eine innere Welle des Lagers bewegen, oder über die innere Welle kann eine unvorhergesehene Last aufgebracht werden. Abhängig von der Größenordnung und der Richtung des Drucks einer Kühlflüssigkeit kann das Lager in einen ungeeigneten Zustand geraten, und die Lebensdauer des Lagers kann sich verringern.
Hier ist zur geeigneten Nutzungsdauer- und Ersatzzeitpunktprognose für ein Lager sowie zur geeigneten Nutzung und Verwaltung einer Werkzeugmaschine die Prognose der Lebensdauer eines Lagers auf der Grundlage des Einflusses des Drucks einer Kühlflüssigkeit wesentlich.
Die Prognose der Lebensdauer eines Lagers auf der Grundlage des Einflusses des Drucks einer Kühlflüssigkeit wird jedoch von vielen Faktoren beeinflusst, und der Prognosevorgang ist komplex. Darüber hinaus tritt selbst dann, wenn die Lagerlebensdauer prognostiziert wird, das Problem auf, dass es schwierig ist, die Lagerlebensdauer präzise zu prognostizieren, da sich der Druck einer Kühlflüssigkeit und die Antriebsbedingungen des Motors bei jeweiligen tatsächlichen Bearbeitungszyklusabläufen voneinander unterscheiden. Insbesondere ist es schwierig, den Einfluss des Drucks einer Kühlflüssigkeit auf ein Lager bei einem tatsächlichen Bearbeitungszyklusablauf genau zu prognostizieren.
Dagegen wurde beispielsweise eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen, die zum Messen einer axialen Last (Schublast) geeignet ist, die beim Abtragen auf eine Spindel einwirkt (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2010-223951
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der in Patentschrift 1 offenbarten Technik wird jedoch nur die auf die Spindel einwirkende Last gemessen, und die auf einen über einen Verbindungsabschnitt mit der Spindel verbundenen Drehwellenabschnitt aufgebrachte Last wird nicht gemessen, und ferner wird der Einfluss des Drucks einer Schubflüssigkeit nicht berücksichtigt. Darüber hinaus ist in Patentschrift 1 keine Technik zum Prognostizieren einer Lebensdauer eines Lagers offenbart, das einen Drehwellenabschnitt drehbar hält.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung bereitzustellen, die zum Prognostizieren einer Lebensdauer eines Lagers eines Motors unter Berücksichtigung der durch den Druck einer Kühlflüssigkeit auf einen Drehwellenabschnitt einwirkenden Last geeignet ist.

(1) Durch die vorliegende Erfindung wird eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung (beispielsweise eine später beschriebene Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2) bereitgestellt, die eine Lebensdauer von zwei Lagern (beispielsweise eines vorderen Lagers 18 und eines hinteren Lagers 19, die später beschrieben werden) prognostiziert, die einen Drehwellenabschnitt (beispielsweise einen später beschriebenen Drehwellenabschnitt 16) eines in einer Werkzeugmaschine verwendeten Motors (beispielsweise eines später beschriebenen Motors 10) drehbar halten, durch den eine Kühlflüssigkeit (beispielsweise eine später beschriebene Kühlflüssigkeit 5) hindurchgeleitet werden kann, wobei der Drehwellenabschnitt an einem Ende in einer Richtung der Drehwelle (beispielsweise einer später beschriebenen Richtung X der Drehwelle) über eine Drehverbindung (beispielsweise eine später beschriebene Drehverbindung 25) mit einer Kühlmittelzufuhreinheit (beispielsweise einer später beschriebenen Kühlmittelzufuhreinheit 20) verbunden ist und am anderen Ende über einen Verbindungsabschnitt (beispielsweise einen später beschriebenen Verbindungsabschnitt 35) mit einer Spindel (beispielsweise einer später beschriebenen Spindel 30) verbunden ist, die zur Abgabe der Kühlflüssigkeit geeignet ist, wobei die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung umfasst: eine Druckmesseinheit (beispielsweise einen später beschriebenen Drucksensor 125), die einen in der Richtung der Drehwelle auf ein vorderes Lager (beispielsweise ein später beschriebenes vorderes Lager 18), das auf der Seite des in der Richtung der Drehwelle der beiden Lager anderen Endes (beispielsweise einer später beschriebenen Seite X2) angeordnet ist, aufgebrachten Druck misst; eine Kühlmitteldruckmesseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Kühlmitteldruckmesseinheit 140), die einen Druck der Kühlflüssigkeit misst; eine Motorzustandserfassungseinheit (beispielsweise einen Temperatursensor 130 und eine Motordrehzahlmesseinheit 135, die später beschrieben werden), die eine Drehzahl des Motors und eine Temperatur der beiden Lager misst oder prognostiziert; eine Motorinformationsspeichereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Motorinformationsspeichereinheit 250), in der Modellinformationen zur Spezifikation jeweiliger Motormodelle und Motorspezifikationsinformationen gespeichert sind, bei denen es sich um Spezifikationsinformationen zu jedem Motormodell handelt und die zumindest Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern in Zuordnung umfassen; eine Motormodellspezifikationseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Motormodellspezifikationseinheit 431), die Modellinformationen zur Spezifikation des Motormodells eingibt oder auswählt; und eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit (beispielsweise eine später beschriebene Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350), die auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, die die Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern umfassen, die in Zuordnung zu den von der Motormodellspezifikationseinheit eingegebenen oder ausgewählten Modellinformationen in der Motorinformationsspeichereinheit gespeichert sind, der von der Kühlmitteldruckmesseinheit gemessenen Druckinformationen zu der Kühlflüssigkeit, den von der Druckmesseinheit gemessenen Informationen zu dem in der Richtung der Drehwelle auf das vordere Lager aufgebrachten Druck und der von der Motorzustandserfassungseinheit gemessenen oder prognostizierten Drehzahlinformationen zu dem Motor und Temperaturinformationen zu den beiden Lagern die Lebensdauer der beiden Lager prognostiziert.
(2) Die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß (1) kann ferner umfassen: eine Bearbeitungsbetriebseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Bearbeitungsbetriebseinheit 410), die den Motor in einem vorgegebenen Bearbeitungszyklus antreibt und bewegt und der Kühlmittelzufuhreinheit die Kühlflüssigkeit zuführt, wobei die Bearbeitungsbetriebseinheit den Motor und die Kühlmittelzufuhreinheit in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen eines ersten Bearbeitungszyklusablaufs veranlassen kann und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit auf der Grundlage verschiedener in dem ersten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine eine erste Lagerlebensdauer der beiden Lager prognostizieren kann.
(3) Die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß (2) kann ferner umfassen: eine Betriebszeitenmesseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Betriebszeitenmesseinheit 380), die eine Betriebszeit misst, in der der Motor und die Kühlmittelzufuhreinheit den ersten Bearbeitungszyklusablauf ausgeführt haben; eine Betriebszeitenspeichereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Betriebszeitenspeichereinheit 280), in der die von der Betriebszeitenmesseinheit gemessene Betriebszeit gespeichert wird, in der der erste Bearbeitungszyklusablauf ausgeführt wurde; und eine Lagerlebensdauerspeichereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Lagerlebensdauerspeichereinheit 290), in der die in dem ersten Bearbeitungszyklusablauf prognostizierte erste Lagerlebensdauer gespeichert wird, wobei bei einem Umschalten eines Bearbeitungszyklus von dem ersten Bearbeitungszyklus auf einen zweiten Bearbeitungszyklus die Bearbeitungsbetriebseinheit den Motor und die Kühlmittelzufuhreinheit in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen eines zweiten Bearbeitungszyklusablaufs veranlassen kann, die Lagerlebensdauerprognoseeinheit auf der Grundlage verschiedener in dem zweiten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine eine zweite Lagerlebensdauer der beiden Lager prognostizieren kann, und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit auf der Grundlage der prognostizierten zweiten Lagerlebensdauer, der in der Lagerlebensdauerspeichereinheit gespeicherten ersten Lagerlebensdauer und der in der Betriebszeitenspeichereinheit gespeicherten Betriebszeit eine verbleibende Lebensdauer der beiden Lager prognostizieren kann.
(4) Die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß (2) oder (3) kann ferner umfassen: eine Verlängerungsanweisungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Verlängerungsanweisungseinheit 437), die eine Anweisung zur Verlängerung der prognostizierten ersten Lagerlebensdauer des Lagers und einen Verlängerungszeitraum ausgibt, und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit kann einen Kühlmitteldruck zum Abändern der Lagerlebensdauer auf eine dritte Lagerlebensdauer berechnen, die der Summe der ersten Lagerlebensdauer und des von der Verlängerungsanweisungseinheit vorgegebenen Verlängerungszeitraums entspricht.
(5) Bei der Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (4) kann der Motor einen Rotor (beispielsweise einen später beschriebenen Rotor 15), der den Drehwellenabschnitt (16) und einen Hauptdrehkörper (beispielsweise einen später beschriebenen Hauptdrehkörper 17) umfasst, und einen Stator (beispielsweise einen später beschriebenen Stator 12) umfassen, in dem der Hauptdrehkörper untergebracht ist, der einer äußeren Umfangsfläche des Hauptdrehkörpers zugewandt ist und der mehrere Aufnahmen (beispielsweise später beschriebene Aufnahmen 101) umfasst, die Wicklungen aufweisen, und die Motorzustandserfassungseinheit kann zur Schätzung der Temperatur des Lagers eine Temperatur der in eine der mehreren Aufnahmen eingesetzten Wicklung messen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung bereitzustellen, die zum Prognostizieren einer Lebensdauer eines Lagers eines Motors unter Berücksichtigung der durch den Druck einer Kühlflüssigkeit auf einen Drehwellenabschnitt aufgebrachten Last geeignet ist.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das einen Abschnitt einer Konfiguration einer Motorsteuereinheit darstellt, die eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung umfasst, die eine Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Motors gemäß einer Ausführungsform darstellt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht von Bereichen A und B gemäß 1 und ein Diagramm, das einen Verbindungsabschnitt und eine Drehverbindung darstellt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Drehwellenabschnitt, einem Verbindungsabschnitt und einer Drehverbindung eines Motors gemäß einer Ausführungsform darstellt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuereinheit darstellt, die eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Lagerlebensdauerprognoseablauf einer Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Lagerlebensdauerprognoseablauf bei einer Veränderung eines Bearbeitungszyklusablaufs einer Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Arbeitsgang einer Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform beim Empfang einer Lagerlebensdauerverlängerungsanweisung darstellt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Motorsteuereinheit beschrieben, die eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst. 1 ist ein Diagramm, das einen Abschnitt einer Konfiguration einer Motorsteuereinheit darstellt, die eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst. 2 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Motors gemäß einer Ausführungsform darstellt. 3 ist eine vergrößerte Ansicht von Bereichen A und B gemäß 1 und ein Diagramm, das einen Verbindungsabschnitt und eine Drehverbindung darstellt. 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Drehwellenabschnitt, einem Verbindungsabschnitt und einer Drehverbindung eines Motors gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Motorsteuereinheit 1 (eine Werkzeugmaschine) gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Motor 10, eine Kühlmittelzufuhreinheit 20, die auf einer Hinterseite (einer Seite X1 in einer Richtung X der Drehwelle) mit dem Motor 10 verbunden ist, eine Spindel 30, die auf einer Vorderseite (einer Seite X2 in der Richtung X der Drehwelle) mit dem Motor 10 verbunden ist, und eine Verarbeitungseinheit 100, die Informationen zum Zustand des Motors 10 und Druckinformationen zu einer Kühlflüssigkeit 5 und dergleichen abrufen kann, und sie umfasst eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 (siehe 5), die eine Lebensdauer von zwei Lagern 18 und 19 des Motors 10 prognostiziert.
Die Kühlmittelzufuhreinheit 20 ist über eine Drehverbindung 25 auf der in der Richtung X der Drehwelle des Motors 10 hinteren Seite (der Seite X1) angeschlossen. Die Kühlmittelzufuhreinheit 20 umfasst einen Kühlmittelzufuhrabschnitt 22 und eine Kühlmittelzufuhrbahn 21. Der Kühlmittelzufuhrabschnitt 22 führt die Kühlflüssigkeit 5 mit einem vorgegebenen Druck zu. Die Kühlmittelzufuhrbahn 21 führt die Kühlflüssigkeit 5 aus dem Kühlmittelzufuhrabschnitt 22 dem Drehwellenabschnitt 16 zu. Die Kühlmittelzufuhreinheit 20 führt die Kühlflüssigkeit 5 über einen Drehwellenabschnitt 16 einer Spindel 30 zu und gibt die Kühlflüssigkeit 5 über eine in der Spindel 30 ausgebildete Abgabeöffnung ab. Hier ist die Kühlflüssigkeit 5 eine Flüssigkeit, die als Schneidflüssigkeit und/oder Kühlflüssigkeit dient.
Die Spindel 30 ist über einen Verbindungsabschnitt 35 auf der in der Richtung X der Drehwelle des Motors 10 vorderen Seite (der Seite X2) angeschlossen. Die Spindel 30 wird zur Bearbeitung eines (nicht dargestellten) Bearbeitungsziels durch Antreiben des Motors 10 gedreht. Die Spindel 30 weist eine (nicht dargestellte) Abgabeöffnung und eine Abgabebahn 30a auf. Die Abgabebahn 30a führt die Kühlflüssigkeit 5 aus dem Drehwellenabschnitt 16 (der Flüssigkeitsbahn 16a) der Abgabeöffnung zu.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist der Motor 10 auf der Hinterseite (der Seite A1 in der Richtung X der Drehwelle) über die Drehverbindung 25 mit der Kühlmittelzufuhreinheit 20 und auf der Vorderseite (der Seite A2 in der Richtung X der Drehwelle) über den Verbindungsabschnitt 35 mit der Spindel 30 verbunden.
Genauer ist, wie in 4 dargestellt, der Drehwellenabschnitt 16 mit der Flüssigkeitsbahn 16a, durch die die Kühlflüssigkeit 5 strömt, an einem Ende in der Richtung X der Drehwelle (der Seite X1, dem hinteren Ende) über die Drehverbindung 25 mit der Kühlmittelzufuhreinheit 20 verbunden und am anderen Ende (der Seite X2, dem vorderen Ende) mit der Spindel 30 verbunden, die zur Abgabe der Kühlflüssigkeit 5 über den Verbindungsabschnitt 35 geeignet ist.
Wie in 2 dargestellt, wird der Drehwellenabschnitt 16 von einem in der Richtung X der Drehwelle auf der Vorderseite (der Seite X2) angeordneten vorderen Lager 18 und einem in der Richtung X der Drehwelle auf der Hinterseite (der Seite X1) angeordneten hinteren Lager 19 drehbar gehalten. Eine durch den Druck der Kühlflüssigkeit 5 erzeugte (nachstehend gelegentlich als „Kühlmitteldruck“ bezeichnete) Last (eine Schublast) in der Richtung X der Drehwelle wird in einem (nachstehend gelegentlich als „Kühlmittelzustand“ bezeichneten) Zustand, in dem die Kühlflüssigkeit 5 aus dem entfernten Ende der Spindel 30 abgegeben wird, auf den Drehwellenabschnitt 16 aufgebracht.
Hierbei kann die durch den Kühlmitteldruck auf den Drehwellenabschnitt 16 aufgebrachte Last in der Richtung X der Drehwelle über den Drehwellenabschnitt 16 auch einen Einfluss auf das vordere Lager 18 und das hintere Lager 19 haben. Die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform prognostiziert die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 unter Berücksichtigung der Last in der Richtung X der Drehwelle aufgrund des Kühlmitteldrucks, die über den Drehwellenabschnitt 16 auch einen Einfluss auf das vordere Lager 18 und das hintere Lager 19 hat.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst der Motor 10 einen Stator 12, einen Rotor 15, ein Gehäuse 11, die beiden Lager 18 und 19, ein Vorspannelement 120, einen Drucksensor 125, einen Temperatursensor 130 und eine Motordrehzahlmesseinheit 135. Der Motor 10 gemäß der Ausführungsform ist beispielsweise ein Induktionsmotor und arbeitet entsprechend einer elektromagnetischen Induktion von Wicklungen, die in mehreren in dem später beschriebenen Stator 12 angeordneten Aufnahmen 101 angeordnet sind, zu einem in dem Rotor 15 angeordneten (nicht dargestellten) kurzgeschlossenen blanken Leiter. Der Induktionsmotor wird aufgrund seiner einfachen Struktur und leichten Wartbarkeit verbreitet verwendet.
Der Stator 12 weist einen zylindrischen Innenraum 12a und die mehreren Aufnahmen 101 mit den Wicklungen auf, die in einer inneren Umfangsfläche angeordnet sind, die einen äußeren Rand des Innenraums 12a bildet. Der Stator 12 ist aus mehreren in einer Axialrichtung aufeinandergeschichteten magnetischen Stahlplatten ausgebildet. Der Innenraum 12a ist ein Hohlraum, in dem der Rotor 15 drehbar untergebracht werden kann. Jede der mehreren Aufnahmen 101 weist eine Wicklung auf und ist so ausgebildet, dass sie sich in der Richtung X der Drehwelle erstreckt.
Der Rotor 15 ist so in dem Innenraum 12a des Stators 12 untergebracht und angeordnet, dass er um eine Drehwelle C drehbar ist. Der Rotor 15 weist einen Drehwellenabschnitt 16 und einen Hauptdrehkörper 17 auf.
Der Drehwellenabschnitt 16 ist längs der Drehwelle C angeordnet. Der Drehwellenabschnitt 16 dreht sich einstückig mit dem Hauptdrehkörper 17. Der Drehwellenabschnitt 16 weist eine Flüssigkeitsbahn 16a auf, durch den die Kühlflüssigkeit 5 strömt. Die Flüssigkeitsbahn 16a ist eine Durchgangsbohrung, die so ausgebildet ist, dass sie in der Richtung X der Drehwelle von einem Ende des Drehwellenabschnitts 16 zum anderen Ende verläuft. Die Flüssigkeitsbahn 16a ermöglicht ein Strömen der von der Kühlmittelzufuhreinheit 20 zugeführten Kühlflüssigkeit 5 zu der in der Spindel 30 ausgebildeten Abgabebahn 30a.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Drehwellenabschnitt 16 an einem Ende (der Seite X1, dem hinteren Ende) in der Richtung X der Drehwelle über die Drehverbindung 25 mit der Kühlmittelzufuhreinheit 20 verbunden und am anderen Ende (der Seite X2, dem vorderen Ende) über den Verbindungsabschnitt 35 mit der Spindel 30 verbunden, die zur Abgabe der Kühlflüssigkeit 5 geeignet ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Drehwellenabschnitt 16 von dem auf der in der Richtung X der Drehwelle vorderen Seite (der Seite X2) angeordneten vorderen Lager 18 und dem auf der in der Richtung X der Drehwelle hinteren Seite (der Seite X1) angeordneten hinteren Lager 19 drehbar gehalten.
Wie vorstehend beschrieben, wird die durch den Druck der Kühlflüssigkeit 5 erzeugte Last in der Richtung X der Drehwelle in einem Zustand, in dem die Kühlflüssigkeit 5 aus dem entfernten Ende der Spindel 30 abgegeben wird, auf den Drehwellenabschnitt 16 aufgebracht. Dadurch kann der Drehwellenabschnitt 16 den inneren Ring der beiden Lager 18 und 19 bewegen. Darüber hinaus kann der Drehwellenabschnitt 16 einen unvorhergesehenen Druck auf die beiden Lager 18 und 19 aufbringen. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die in der Richtung X der Drehwelle auf den Drehwellenabschnitt 16 aufgebrachte Last (der Druck) von dem später beschriebenen Drucksensor 125 gemessen werden. Darüber hinaus kann die in der Richtung X der Drehwelle auf den Drehwellenabschnitt 16 aufgebrachte Last von der später beschriebenen Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 auf der Grundlage des Kühlmitteldrucks, eines Außendurchmessers der Drehverbindung 25 eines Drehelements 27 und eines Außendurchmessers des Verbindungsabschnitts 35 und dergleichen berechnet werden.
Der Hauptdrehkörper 17 weist eine Säulenform auf und ist in Bezug auf den Drehwellenabschnitt 16 koaxial angeordnet. Der Hauptdrehkörper 17 ist an dem Drehwellenabschnitt 16 befestigt. In dem Hauptdrehkörper 17 ist ein (nicht dargestellter) kurzgeschlossener blanker Leiter angeordnet. Zumindest ein Teil des Hauptdrehkörpers 17 ist in dem Innenraum 12a des Stators 12 angeordnet. Der Hauptdrehkörper 17 ist so angeordnet, dass er um die Drehwelle C drehbar ist.
Das Gehäuse 11 bildet eine äußere Form des Motors 10 und nimmt den Stator 12 und den Rotor 15 auf. Das Gehäuse 11 hält die beiden Lager 18 und 19.
Wie vorstehend beschrieben, halten die beiden Lager 18 und 19 den Drehwellenabschnitt 16 drehbar. Das vordere Lager 18 ist in der Richtung X der Drehwelle auf der Seite X2 (der Vorderseite) angeordnet. Das hintere Lager 19 ist in der Richtung X der Drehwelle auf der Seite X1 (der Hinterseite) angeordnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine geeignete Vorlast auf die beiden Lager 18 und 19 aufgebracht. Genauer wird durch ein später beschriebenes Vorspannelement 120 (beispielsweise eine Tellerfeder oder dergleichen) eine geeignete Vorlast auf das hintere Lager 19 aufgebracht. Die auf das hintere Lager 19 aufgebrachte Vorlast wird über den Drehwellenabschnitt 16 auf das vordere Lager 18 aufgebracht. Entsprechend werden bei beiden Lager 18 und 19, auf die eine geeignete Vorlast aufgebracht wird, eine Abnutzung und Ausfälle vermindert, da das Auftreten von Vibrationen und Geräuschen unterbunden wird und die Lager 18 und 19 in einem geeigneten Zustand verwendet werden.
Wenn dagegen die Vorlast nicht geeignet ist oder die Vorlast auf einen ungeeigneten Druck verändert wird, können die beiden Lager 18 und 19 Vibrationen und Geräusche erzeugen, und eine Abnutzung und Ausfälle können auftreten. Die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 kann sich verringern, wenn die Lager in einem derartigen Zustand verwendet werden.
Eine der Ursachen für eine Änderung von einer geeigneten Vorlast zu einem ungeeigneten Druck ist ein Kühlmitteldruck.
Eine Schublast, die ein Kühlmitteldruck auf den Drehwellenabschnitt 16 aufbringt, hat Einfluss auf die beiden Lager 18 und 19. Dadurch ist der Kühlmitteldruck eine der Ursachen, die Einfluss auf den Betrieb und die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 haben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die beiden Lager 18 und 19 ein Ziel der Lebensdauerprognose. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 von der Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 prognostiziert.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Vorspannelement 120 ein Element zum Aufbringen einer geeigneten Vorlast auf die beiden Lager 18 und 19. Das Vorspannelement 120 ist beispielsweise eine Tellerfeder, eine Spiralfeder oder ein elastisches Material; und es bestehen diesbezüglich keine besonderen Einschränkungen. Bei der vorliegenden Ausführungsform spannt das Vorspannelement 120 das hintere Lager 19 in der Richtung X der Drehwelle zur Seite X2 vor. Das Vorspannelement 120 spannt das vordere Lager 18 über den Drehwellenabschnitt 16 vor und spannt das hintere Lager 19 vor.
Obwohl das Vorspannelement 120 eine konstante Vorlast (einen konstanten Druck) auf die beiden Lager 18 und 19 aufbringt, tritt ein sogenannter Vorlastverlust auf, wenn die Schublast aufgrund des Kühlmitteldrucks einen zulässigen Bereich übersteigt. In diesem Fall wird ein unvorhergesehener Druck auf die beiden Lager 18 und 19 aufgebracht. Wie vorstehend beschrieben, können an den beiden Lagern 18 und 19 Vibrationen und Geräusche erzeugt werden, und Abnutzung und Ausfälle treten auf. Die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 kann sich verringern, wenn die Lager in einem derartigen Zustand verwendet werden.
Das Gleichgewicht zwischen dem Kühlmitteldruck und der Vorlast von dem Vorspannelement 120 ist ein Faktor, der Einfluss auf die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 hat. Der auf die beiden Lager 18 und 19 und den Drehwellenabschnitt 16 aufgebrachte tatsächliche Druck kann unter Berücksichtigung des Kühlmitteldrucks und der Vorlast von dem Vorspannelement 120 anhand des Kühlmitteldruckwerts und dergleichen berechnet und von dem später beschriebenen Drucksensor 125 gemessen werden.
Der Drucksensor 125 (eine Druckmesseinheit) ist in der Richtung X der Drehwelle auf der Seite X2 des vorderen Lagers 18 angeordnet. Der Drucksensor 125 kann den in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck messen. Der Drucksensor 125 kann den in der Richtung X der Drehwelle auf einen äußeren Ring des vorderen Lagers 18 aufgebrachten Druck messen.
Der Drucksensor 125 kann den in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck in einem Zustand messen, in dem die Vorlast bzw. der Vordruck von dem Vorspannelement 120 und der durch den Kühlmitteldruck erzeugte Druck in der Richtung X der Drehwelle zur Seite X1 erzeugt sind. Der Drucksensor 125 ist so konfiguriert, dass er zur Ausgabe der Informationen zu dem gemessenen, in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck an die Verarbeitungseinheit 100 geeignet ist, die die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 umfasst.
Der Temperatursensor 130 (eine Motorzustandserfassungseinheit) misst oder prognostiziert die Temperatur der beiden Lager 18 und 19. Der Temperatursensor 130 misst die Temperatur durchgehend oder mit Unterbrechungen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Temperatursensor 130 in der Aufnahme 101 des Stators 12 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform misst der Temperatursensor 130 die Temperatur einer in die in der Nähe der beiden Lager 18 und 19 angeordnete Aufnahme 101 eingesetzten Wicklung und prognostiziert die gemessene Temperatur als Temperatur der beiden Lager 18 und 19. Der Temperatursensor 130 ist so konfiguriert, dass er zur Ausgabe der Informationen zu der gemessenen Temperatur an die Verarbeitungseinheit 100 geeignet ist, die die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 umfasst.
Die Motordrehzahlmesseinheit 135 (eine Motorzustandserfassungseinheit) ist so konfiguriert, dass sie zum Messen einer Drehzahl des Motors 10 geeignet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform misst die Motordrehzahlmesseinheit 135 die Drehzahl des Drehwellenabschnitts 16. Die Motordrehzahlmesseinheit 135 ist beispielsweise ein Wertgeber oder dergleichen. Die Motordrehzahlmesseinheit 135 ist so konfiguriert, dass sie zur Ausgabe der Informationen zu der gemessenen Drehzahl an die Verarbeitungseinheit 100 geeignet ist, die die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 umfasst.
Eine Kühlmitteldruckmesseinheit 140 (eine Kühlmitteldruckmesseinheit) ist so konfiguriert, dass sie zum Messen des Drucks der Kühlflüssigkeit 5 geeignet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kühlmitteldruckmesseinheit 140 in der Kühlmittelzufuhreinheit 20 (beispielsweise dem Kühlmittelzufuhrabschnitt 22) angeordnet. Die Kühlmitteldruckmesseinheit 140 ist so konfiguriert, dass sie zur Ausgabe der Informationen zu dem gemessenen Kühlmitteldruck an die Verarbeitungseinheit 100 geeignet ist, die die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 umfasst.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist der Verbindungsabschnitt 35 mit dem in der Richtung X der Drehwelle vorderen Ende (dem Ende auf der Seite X2, dem anderen Ende) des Drehwellenabschnitts 16 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 35 ist so angeschlossen, dass er zur Zufuhr der Kühlflüssigkeit 5 aus der Flüssigkeitsbahn 16a des Drehwellenabschnitts 16 zur Abgabebahn 30a der Spindel 30 geeignet ist.
Wie in 4 dargestellt, bestehen hinsichtlich der Form und des Typs des Verbindungsabschnitts 35 keine besonderen Einschränkungen. Der Verbindungsabschnitt 35 kann beispielsweise eine konvexes Kühlmittelverbindungselement sein, bei dem ein Ende auf der Seite der Spindel 30 konvex ist, und er kann ein konkaves Kühlmittelverbindungselement sein, bei dem ein Ende auf der Seite der Spindel 30 konkav ist.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist die Drehverbindung 25 mit dem in der Richtung X der Drehwelle hinteren Ende (dem Ende auf der Seite X1, dem einen Ende) des Drehwellenabschnitts 16 verbunden. Die Drehverbindung 25 ist so angeschlossen, dass sie zur Zufuhr der Kühlflüssigkeit 5 von der Kühlmittelzufuhreinheit 20 zu der Flüssigkeitsbahn 16a des Drehwellenabschnitts 16 geeignet ist.
Die Drehverbindung 25 weist ein festes Element 26 und ein Drehelement 27 auf. Das feste Element 26 ist zur Zufuhr der Kühlflüssigkeit 5 zu dem Drehelement 27 mit der Kühlmittelzufuhrbahn 21 verbunden. Das Drehelement 27 ist direkt oder indirekt mit einem Ende der Flüssigkeitsbahn 16a des Drehwellenabschnitts 16 verbunden.
Die Drehverbindung 25 kann eine separate externe Drehverbindung des haltenden Typs und eine Drehverbindung des integrierten Typs sein.
Bei der separaten externen Drehverbindung des haltenden Typs ist das Drehelement 27 in einem Nicht-Kühlmittelzustand getrennt von dem festen Element 26, und in einem Kühlmittelzustand steht das Drehelement 27 mit dem festen Element 26 in Kontakt.
Wird hier eine separate externe Drehverbindung des haltenden Typs verwendet, wird durch den Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 und den Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 bestimmt, ob der Druck in der Richtung X der Drehwelle zur Seite X2 in Bezug auf das vordere Lager 18 abnimmt, wenn der Kühlmitteldruck zunimmt. Darüber hinaus nimmt bei einer Drehverbindung des integrierten Typs der Druck in der Richtung X der Drehwelle zur Seite X2 in Bezug auf das vordere Lager 18 unabhängig von einem Nicht-Kühlmittelzustand oder einem Kühlmittelzustand ab, wenn der Kühlmitteldruck zunimmt. Wie vorstehend beschrieben, unterscheidet sich die Art und Weise, in der ein Kühlmitteldruck auf das vordere Lager 18 (das hintere Lager 19) aufgebracht wird, abhängig vom Typ der Drehverbindung. Daher prognostiziert die später beschriebene Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 eine Lagerlebensdauer unter Bezugnahme auf den Typ von Informationen, der zur Feststellung geeignet ist, ob es sich bei der Drehverbindung um einen separaten Typ oder einen integrierten Typ handelt.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 5 eine Konfiguration einer Motorsteuereinheit beschrieben, die die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß der Ausführungsform umfasst. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuereinheit darstellt, die eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst.
Wie in 5 dargestellt, umfasst die Motorsteuereinheit 1 die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 den Drucksensor 125, den Temperatursensor 130 und die in dem Motor 10 angeordnete Motordrehzahlmesseinheit 135, die in der Kühlmittelzufuhreinheit 20 angeordnete Kühlmitteldruckmesseinheit 140, die Verarbeitungseinheit 100, eine Bearbeitungsbetriebseinheit 410, eine Eingabeeinheit 430 und eine Anzeigeeinheit 450.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Drucksensor 125 den in der Richtung X der Drehwelle auf den äußeren Ring des vorderen Lagers 18 aufgebrachten Druck messen. Der Drucksensor 125 kann den in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck in einem Zustand messen, in dem die Vorlast bzw. der Vordruck von dem Vorspannelement 120 und der durch den Kühlmitteldruck erzeugte Druck in der Richtung X der Drehwelle zur Seite X1 erzeugt sind. Der Drucksensor 125 ist so konfiguriert, dass er zur Ausgabe der Informationen zu dem gemessenen, in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck an eine Speichereinheit 200 (eine Druckinformationsspeichereinheit 210) geeignet ist.
Der Temperatursensor 130 misst oder prognostiziert die Temperatur der beiden Lager 18 und 19. Der Temperatursensor 130 misst die Temperatur durchgehend oder mit Unterbrechungen. Bei der vorliegenden Ausführungsform misst der Temperatursensor 130 die Temperatur einer in die in der Nähe der beiden Lager 18 und 19 angeordnete Aufnahme 101 eingesetzten Wicklung und prognostiziert die Temperatur als Temperatur der beiden Lager 18 und 19. Der Temperatursensor 130 ist so konfiguriert, dass er zur Ausgabe der Informationen zu der gemessenen Temperatur an die Speichereinheit 200 (eine Temperaturinformationsspeichereinheit 220) geeignet ist.
Die Motordrehzahlmesseinheit 135 ist so konfiguriert, dass sie zur Ausgabe der Drehzahl des Motors 10 geeignet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform misst die Motordrehzahlmesseinheit 135 die Drehzahl des Drehwellenabschnitts 16. Die Motordrehzahlmesseinheit 135 ist so konfiguriert, dass sie zur Ausgabe der Informationen zu der gemessenen Drehzahl an die Speichereinheit 200 (eine Drehzahlinformationsspeichereinheit 230) geeignet ist.
Die Kühlmitteldruckmesseinheit 140 ist so konfiguriert, dass sie zur Messung des Drucks der Kühlflüssigkeit 5 geeignet ist. Die Kühlmitteldruckmesseinheit 140 ist so konfiguriert, dass sie zur Ausgabe der Informationen zu dem gemessenen Kühlmitteldruck an die Speichereinheit 200 (eine Kühlmitteldruckinformationsspeichereinheit 240) geeignet ist.
Die Verarbeitungseinheit 100 umfasst die Speichereinheit 200 und eine Steuereinheit 300. Die Speichereinheit 200 umfasst die Druckinformationsspeichereinheit 210, die Temperaturinformationsspeichereinheit 220, die Drehzahlinformationsspeichereinheit 230, die Kühlmitteldruckinformationsspeichereinheit 240, eine Motorinformationsspeichereinheit 250, eine Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260, eine Verbindungsabschnittsinformationsspeichereinheit 265, eine Bearbeitungszyklusinformationsspeichereinheit 270, eine Betriebszeitenspeichereinheit 280 und eine Lagerlebensdauerspeichereinheit 290.
In der Druckinformationsspeichereinheit 210 werden von dem Drucksensor 125 ausgegebene Informationen zu dem in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck gespeichert.
In der Temperaturinformationsspeichereinheit 220 werden von dem Temperatursensor 130 ausgegebene, geschätzte Temperaturinformationen zu der Temperatur des hinteren Lagers 19 (des vorderen Lagers 18) gespeichert.
In der Drehzahlinformationsspeichereinheit 230 werden die von der Motordrehzahlmesseinheit ausgegebenen Informationen zur Motordrehzahl gespeichert.
In der Kühlmitteldruckinformationsspeichereinheit 240 werden die von der Kühlmitteldruckmesseinheit 140 ausgegebenen Druckinformationen zu der Kühlflüssigkeit 5 gespeichert.
In der Motorinformationsspeichereinheit 250 werden Modellinformationen (beispielsweise ein Modellname oder eine Seriennummer), die jeweilige Motormodelle angeben, und Motorspezifikationsinformationen gespeichert, bei denen es sich um Spezifikationsinformationen zu jedem Motormodell handelt und die Spezifikationsinformationen zu zumindest den beiden Lagern in Zuordnung umfassen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in der Motorinformationsspeichereinheit 250 die Informationen zu der von dem Vorspannelement 120 aufgebrachten Vorlast gespeichert. Unterschiedliche, in der Motorinformationsspeichereinheit 250 gespeicherte Informationsbausteine werden zum Prognostizieren der Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 als Informationen für die später beschriebene Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 (eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit) verwendet.
In der Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260 sind Drehverbindungsinformationen gespeichert, die zumindest Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 umfassen. In der Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260 sind Typeninformationen gespeichert, die zur Spezifikation zumindest eines separaten Typs oder eines integrierten Typs geeignet sind. Unterschiedliche, in der Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260 gespeicherte Informationsbausteine werden als Informationen zum Prognostizieren der Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 für die später beschriebene Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 (eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit) verwendet.
In der Verbindungsabschnittsinformationsspeichereinheit 265 sind Informationen zum Verbindungsabschnitt gespeichert, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen. Unterschiedliche, in der Verbindungsabschnittsinformationsspeichereinheit 265 gespeicherte Informationsbausteine werden als Informationen zum Prognostizieren der Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 für die später beschriebene Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 (eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit) verwendet.
In der Bearbeitungszyklusinformationsspeichereinheit 270 sind Bearbeitungszyklusinformationen zu mehreren Bearbeitungszyklen der Motorsteuereinheit 1 (einer Werkzeugmaschine) gespeichert. Die in der Bearbeitungszyklusinformationsspeichereinheit 270 gespeicherten Bearbeitungszyklusinformationen werden so in eine später beschriebene Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 eingelesen, dass die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 in einem vorgegebenen Bearbeitungszyklus arbeitet.
In der Betriebszeitenspeichereinheit 280 wird eine von einer später beschriebenen Betriebszeitenmesseinheit 380 gemessene Betriebszeit gespeichert, in der ein vorgegebener Bearbeitungszyklusablauf ausgeführt wird.
In der Lagerlebensdauerspeichereinheit 290 wird die von der Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 für den vorgegebenen Bearbeitungszyklusablauf prognostizierte Lagerlebensdauer gespeichert.
Die Steuereinheit 300 umfasst die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350, die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 und die Betriebszeitenmesseinheit 380.
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 beispielsweise auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, die in der Motorinformationsspeichereinheit 250 in Zuordnung zu den von der später beschriebenen Motormodellspezifikationseinheit 431 eingegebenen oder ausgewählten Modellinformationen gespeicherte Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern 18 und 19 umfassen, der von der Kühlmitteldruckmesseinheit 140 gemessenen Informationen zum Kühlmitteldruck, der von dem Drucksensor 125 gemessenen Informationen zu dem in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck, der Drehverbindungsinformationen, die zumindest die in der Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260 gespeicherten Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 umfassen, der Informationen zum Verbindungsabschnitt, die zumindest die in der Verbindungsabschnittsinformationsspeichereinheit 265 gespeicherten Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen, der Informationen zu der von der Motordrehzahlmesseinheit 135 gemessenen Drehzahl des Motors 10 und der Informationen zur von dem Temperatursensor 130 gemessenen oder prognostizierten Temperatur des Lagers. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 beispielsweise als Reaktion auf eine Prognoseanweisung von einer später beschriebenen Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435.
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert eine Lagerlebensdauer unter Verwendung des Einflusses der durch den Kühlmitteldruck erzeugten Last in der Richtung X der Drehwelle auf die beiden Lager 18 und 19 als wesentlichem Faktor. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert eine Lagerlebensdauer zusätzlich zum Einfluss des Kühlmitteldrucks unter Verwendung der Drehzahl und der Temperatur als wesentlichem Faktor. Hierbei kann die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 tatsächliche Messwerte als Temperatur, Druck, Drehzahl und Schublast in der Richtung X der Drehwelle und dergleichen verwenden, und sie kann Durchschnittswerte der in einem vorgegebenen Betriebszeitraum (beispielsweise einem Bearbeitungszyklusablauf) ermittelten Messwerte verwenden.
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 kann auch die durch den Kühlmitteldruck erzeugte Last in der Richtung X der Drehwelle berechnen. Die durch den Kühlmitteldruck erzeugte Last in der Richtung X der Drehwelle kann beispielsweise anhand von P(π(ϕDr1)²-π(ϕDc1)²)/4 berechnet werden (wobei P ein Kühlmitteldruck, ϕDr1 ein Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 und ϕDc1 ein Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts ist).
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 auf der Grundlage verschiedener Informationsbausteine und der in der Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260 gespeicherten Typeninformationen. Da der Einfluss der durch den Kühlmitteldruck erzeugten Schublast abhängig von dem Typ der Drehverbindung 25 (einem separaten Typ oder eine integrierten Typ) unterschiedlich ist, führt die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 die Lebensdauerprognose abhängig von dem Typ der Drehverbindung aus.
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 kann so konfiguriert sein, dass sie die Lagerlebensdauer beispielsweise mittels einer Berechnungsformel prognostiziert, die für jeweilige Informationsbausteine gewichtet wird, und sie kann die Lagerlebensdauer auch unter Bezugnahme auf die Lagerlebensdauer in einer angenäherten Situation prognostizieren.
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die Lebensdauer, wenn sich der Motor in einem anfänglichen Zustand befindet. Wird hierbei eine verbleibende Lebensdauer prognostiziert, wenn der Bearbeitungszyklusablauf vor der erneuten Prognose mit einem gegenwärtigen Bearbeitungszyklusablauf übereinstimmt, kann die verbleibende Lebensdauer durch Subtrahieren einer Betriebszeit, in der der Bearbeitungszyklusablauf ausgeführt wurde, von einer erneut prognostizierten Lagerlebensdauer prognostiziert werden.
Wenn der Bearbeitungszyklusablauf hier von einem ersten Bearbeitungszyklusablauf auf einen zweiten Bearbeitungszyklusablauf umgestellt wird, prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 zunächst auf der Grundlage verschiedener, in dem zweiten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine eine zweite Lagerlebensdauer der beiden Lager 18 und 19. Anschließend prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 auf der Grundlage der prognostizierten zweiten Lagerlebensdauer, der in der Lagerlebensdauerspeichereinheit 290 gespeicherten ersten Lagerlebensdauer und der in der Betriebszeitenspeichereinheit 280 gespeicherten Betriebszeit (im ersten Bearbeitungszyklusablauf) die verbleibende Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 kann eine verbleibende Lebensdauer beispielsweise mittels einer Formel prognostizieren: (zweite Lagerlebensdauer) ÷ (erste Lagerlebensdauer) · ((erste Lagerlebensdauer) - (Lebenszeit)).
Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 berechnet einen Kühlmitteldruck zum Abändern der Lagerlebensdauer auf eine dritte Lagerlebensdauer, die der Summe der ersten Lagerlebensdauer und eines von einer später beschriebenen Verlängerungsanweisungseinheit 437 (einer Verlängerungsanweisungseinheit) vorgegebenen Verlängerungszeitraums entspricht (berechnet ihn zurück). Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 kann den Kühlmitteldruck berechnen, der einer erwarteten Lebensdauer entspricht.
Die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 weist die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 an, einen Bearbeitungsvorgang auszuführen. Genauer ruft die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 entsprechend dem von einer später beschriebenen Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 ausgewählten Bearbeitungszyklusablauf (beispielsweise dem ersten Bearbeitungszyklusablauf) Informationen aus der Bearbeitungszyklusinformationsspeichereinheit 270 ab und steuert die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 auf der Grundlage der abgerufenen Informationen zu dem Bearbeitungszyklusablauf (beispielsweise dem ersten Bearbeitungszyklusablauf).
Die Betriebszeitenmesseinheit 380 misst eine Betriebszeit, in der die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 einen vorgegebenen Bearbeitungszyklusablauf (beispielsweise den ersten Bearbeitungszyklusablauf) ausgeführt hat. Die Betriebszeitenmesseinheit 380 misst eine Betriebszeit, in der der Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 einen vorgegebenen Bearbeitungszyklusablauf (beispielsweise den ersten Bearbeitungszyklusablauf) ausgeführt haben. Die Betriebszeitenmesseinheit 380 gibt die gemessene Betriebszeit (beispielsweise die erste Betriebszeit) an die Betriebszeitenspeichereinheit 280 aus.
Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 ist eine Betätigungseinheit, die den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 betätigt. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 umfasst beispielsweise eine Antriebseinheit des Motors 10, eine Antriebseinheit zum Bewegen des Motors 10, eine Antriebseinheit zum Bewegen eines Arms und eines Werkstücks, eine Zufuhrpumpe zur Zufuhr einer Kühlflüssigkeit und dergleichen. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 treibt den Motor 10 beispielsweise in einem vorgegebenen Bearbeitungszyklus an und bewegt ihn und führt der Kühlmittelzufuhreinheit 20 entsprechend einer Anweisung von der Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 eine Kühlflüssigkeit zu. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 führt einen von der Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 entsprechend einer Anweisung von der Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 ausgewählten Bearbeitungszyklusablauf aus.
Wenn die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 beispielsweise eine Anweisung von der Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 empfängt, veranlasst die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablaufs. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 veranlasst den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablaufs, um die Lagerlebensdauer zu prognostizieren. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 veranlasst den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablaufs, um verschiedene, zur Prognose der Lebensdauer der Lager erforderliche Informationsbausteine abzurufen.
Ähnlich veranlasst die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 bei einer Umstellung des Bearbeitungszyklus von dem ersten Bearbeitungszyklus auf den zweiten Bearbeitungszyklus den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des zweiten Bearbeitungszyklusablaufs. Wenn der Bearbeitungszyklusablauf umgestellt wird, wird die Lagerlebensdauer in dem Bearbeitungszyklusablauf nach der Umstellung vorzugsweise erneut prognostiziert, da auch die Lagerlebensdauer verändert wird. Daher veranlasst die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablaufs, um verschiedene, zur erneuten Prognose der Lebensdauer der Lager erforderliche Informationsbausteine abzurufen.
Die Eingabeeinheit 430 umfasst die Motormodellspezifikationseinheit 431, die Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433, die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 und die Verlängerungsanweisungseinheit 437. Die Eingabeeinheit 430 ist beispielsweise ein berührungsempfindliches Bedienfeld, verschiedene Tasten, eine Tastatur und dergleichen.
Die Motormodellspezifikationseinheit 431 ist ein Element, das eine Eingabe oder Auswahl von Modellinformationen zur Spezifikation eines Motormodells empfängt. Die von der Motormodellspezifikationseinheit 431 eingegebenen oder ausgewählten Modellinformationen werden beispielsweise an die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 ausgegeben. Auf diese Weise ruft die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 die in Zuordnung zu den Modellinformationen gespeicherten Motorspezifikationsinformationen (einschließlich der Informationen zu den Lagern) aus der Motorinformationsspeichereinheit 250 ab und prognostiziert die Lagerlebensdauer unter Verwendung der abgerufenen Informationen.
Die Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 ist ein Element, das eine Auswahl oder Eingabe von Informationen zur Spezifikation eines von der Bearbeitungsbetriebseinheit 410 auszuführenden Bearbeitungszyklusablaufs empfängt. Die von der Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 ausgewählten oder eingegebenen Informationen werden beispielsweise an die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 ausgegeben.
Die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 ist ein Element, das eine die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 betreffende Lagerlebensdauerprognoseanweisung empfängt. Die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 weist die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 beispielsweise an, die Lagerlebensdauer in einem Zustand zu prognostizieren, in dem das Motormodell von der Motormodellspezifikationseinheit 431 spezifiziert ist und der Bearbeitungszyklusablauf von der Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 ausgewählt ist. Auf diese Weise prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 die Lagerlebensdauer des spezifizierten Motormodells auf der Grundlage verschiedener, durch Ausführen des ausgewählten Bearbeitungszyklusablaufs in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, ermittelter Informationsbausteine und dergleichen.
Die Verlängerungsanweisungseinheit 437 ist ein Element, das eine Anweisung zur Verlängerung und einen Verlängerungszeitraum der prognostizierten Lagerlebensdauer (beispielsweise der ersten Lagerlebensdauer) des Lagers empfängt. Die Verlängerungsanweisungseinheit 437 ist ein Element, das eine Anweisung zur Verlängerung und einen Verlängerungszeitraum der prognostizierten Lagerlebensdauer (beispielsweise der ersten Lagerlebensdauer) des Lagers empfängt, wenn beispielsweise die Ausgabe von Bedingungen (beispielsweise eines Kühlmitteldrucks) zur Verlängerung der prognostizierten Lagerlebensdauer gewünscht wird. Auf den Empfang der Anweisung zur Verlängerung und eines Verlängerungszeitraums weist die Verlängerungsanweisungseinheit 437 die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 an, die Bedingungen (beispielsweise einen Kühlmitteldruck) zur Verlängerung der Lagerlebensdauer um den festgelegten Verlängerungszeitraum auszugeben. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 berechnet einen Kühlmitteldruck zum Abändern der Lagerlebensdauer auf eine dritte Lagerlebensdauer, die der Summe der ersten Lagerlebensdauer und des von der Verlängerungsanweisungseinheit 437 vorgegebenen Verlängerungszeitraums entspricht (berechnet ihn zurück). Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 berechnet den einer erwarteten Lebensdauer entsprechenden Kühlmitteldruck. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 kann eine Anweisung zur Änderung des Kühlmitteldrucks ausgeben.
Die Anzeigeeinheit 450 zeigt verschiedene Informationsbausteine an. Die Anzeigeeinheit 450 kann beispielsweise die prognostizierte Lagerlebensdauer anzeigen. Die Anzeigeeinheit 450 kann beispielsweise die Informationen zu dem verwendeten Motormodell, die Informationen zu dem Bearbeitungszyklusablauf, die Druckinformationen von dem Drucksensor 125, die Temperaturinformationen von dem Temperatursensor 130, die Drehzahlinformationen von der Motordrehzahlmesseinheit 135 und die Kühlmitteldruckinformationen von der Kühlmitteldruckmesseinheit 140 anzeigen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 die Funktionsweise der Lagerlebensdauerprognosevorrichtung beschrieben. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Lagerlebensdauerprognoseablauf einer Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Lagerlebensdauerprognoseablauf einer Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform bei einer Veränderung eines Bearbeitungszyklusablaufs darstellt. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Arbeitsablauf einer Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform beim Empfang einer Lagerlebensdauerverlängerungsanweisung darstellt.
Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Lagerlebensdauerprognoseablauf der Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß der Ausführungsform beschrieben. Zunächst empfängt die Motormodellspezifikationseinheit 431 in Schritt ST101 eine Auswahl von Informationen zur Spezifikation des Motormodells. Die Motormodellspezifikationseinheit 431 gibt die empfangenen Informationen zur Spezifikation des Motormodells an die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 aus.
Anschließend empfängt die Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 in Schritt ST102 die Auswahl des ersten Bearbeitungszyklusablaufs. Die Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 gibt Informationen, die anzeigen, dass der erste Bearbeitungszyklusablauf ausgewählt wurde, an die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 aus.
Anschließend empfängt die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 in Schritt ST103 eine Lagerlebensdauerprognoseanweisung. Die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 gibt Informationen, die anzeigen, dass die Prognoseanweisung ausgegeben wurde, an die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 aus.
Anschließend empfängt die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 in Schritt ST104 eine Anweisung von der Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 und weist die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablauf an, der keinen tatsächlichen Bearbeitungsvorgang einschließt. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 veranlasst den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablaufs.
Anschließend werden in Schritt ST105 während des ersten Bearbeitungszyklusablaufs verschiedene Informationsbausteine abgerufen. Genauer misst der Drucksensor 125 den in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck. Der Temperatursensor 130 misst die Temperatur der in die Aufnahme eingesetzten Wicklung und schätzt die gemessene Temperatur als Temperatur der beiden Lager 18 und 19. Die Motordrehzahlmesseinheit 135 misst die Drehzahl des Motors 10 (die Drehzahl des Drehwellenabschnitts 16 und der Lager 18 und 19). Die Kühlmitteldruckmesseinheit 140 misst den Druck der Kühlflüssigkeit 5.
Anschließend prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 in Schritt ST106 auf der Grundlage verschiedener Informationsbausteine die Lagerlebensdauer. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 beispielsweise auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, die die Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern 18 und 19 umfassen, der Kühlmitteldruckinformationen, der Informationen zu dem in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck, der Drehverbindungsinformationen, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 umfassen, der Informationen zum Verbindungsabschnitt, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen, und der Drehzahlinformationen zu dem Motor 10 und der Temperaturinformationen zu dem Lager.
Unter Bezugnahme auf 7 wird ein Lagerlebensdauerprognoseablauf der Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß der Ausführungsform bei einer Umstellung des Bearbeitungszyklusablaufs beschrieben. Zunächst empfängt die Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 in Schritt ST201 die Auswahl der Umstellung des Bearbeitungszyklusablaufs von einem ersten Bearbeitungszyklusablauf auf einen zweiten Bearbeitungszyklusablauf. Die Bearbeitungszyklusauswahleinheit 433 gibt Informationen, die anzeigen, dass der erste Bearbeitungszyklusablauf auf den zweiten Bearbeitungszyklusablauf umgestellt wird, an die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 aus.
Anschließend empfängt die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 in Schritt ST202 eine Lagerlebensdauerprognoseanweisung. Die Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 gibt Informationen, die anzeigen, dass die Prognoseanweisung ausgegeben wurde, an die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 aus.
Anschließend empfängt die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 in Schritt ST203 eine Anweisung von der Lagerlebensdauerprognoseanweisungseinheit 435 und weist die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 zum Ausführen des zweiten Bearbeitungszyklusablaufs an, der keinen tatsächlichen Bearbeitungsvorgang einschließt. Die Bearbeitungsbetriebseinheit 410 veranlasst den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen des zweiten Bearbeitungszyklusablaufs.
Anschließend werden in Schritt ST204 während des zweiten Bearbeitungszyklusablaufs verschiedene Informationsbausteine abgerufen. Genauer misst der Drucksensor 125 den in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck. Der Temperatursensor 130 schätzt die Temperatur einer in die Aufnahme eingesetzten Wicklung als Temperatur der beiden Lager 18 und 19. Die Motordrehzahlmesseinheit 135 misst die Drehzahl des Motors 10 (die Drehzahl des Drehwellenabschnitts 16 und der Lager 18 und 19). Die Kühlmitteldruckmesseinheit 140 misst den Druck der Kühlflüssigkeit 5.
Anschließend prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 in Schritt ST205 auf der Grundlage verschiedener Informationsbausteine die Lagerlebensdauer. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 prognostiziert die zweite Lagerlebensdauer der beiden Lager 18 und 19 beispielsweise auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, die die Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern 18 und 19 umfassen, der Kühlmitteldruckinformationen, der Informationen zu dem in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck, der Drehverbindungsinformationen, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 umfassen, der Informationen zum Verbindungsabschnitt, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen, und der Drehzahlinformationen zu dem Motor 10 und der Temperaturinformationen zu dem Lager.
Anschließend prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 in Schritt ST206 auf der Grundlage der prognostizierten zweiten Lagerlebensdauer, der in der Lagerlebensdauerspeichereinheit 290 gespeicherten ersten Lagerlebensdauer und der in der Betriebszeitenspeichereinheit 280 gespeicherten (ersten) Betriebszeit eine verbleibende Lagerlebensdauer der beiden Lager 18 und 19. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 berechnet die verbleibende Lagerlebensdauer beispielsweise mittels einer Formel: (zweite Lagerlebensdauer) ÷ (erste Lagerlebensdauer) · ((erste Lagerlebensdauer) - ((erste) Betriebszeit)).
Unter Bezugnahme auf 8 wird ein Arbeitsablauf der Lagerlebensdauerprognosevorrichtung gemäß der Ausführungsform beim Empfang der Lagerlebensdauer beschrieben. Zunächst empfängt die Verlängerungsanweisungseinheit 437 in Schritt S301 Informationen zur Verlängerung der prognostizierten Lebensdauer und einen Verlängerungszeitraum. Die Verlängerungsanweisungseinheit 437 weist die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 zur Berechnung und Ausgabe eines veränderten Kühlmitteldrucks zur Verlängerung der Lagerlebensdauer um einen festgelegten Verlängerungszeitraum an.
Anschließend berechnet die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 in Schritt ST302 den Kühlmitteldruck zum Abändern der Lagerlebensdauer auf eine dritte Lagerlebensdauer, die der Summe der ersten Lagerlebensdauer und des von der Verlängerungsanweisungseinheit 437 vorgegebenen Verlängerungszeitraums entspricht (berechnet ihn zurück). Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 berechnet den Kühlmitteldruck, der einer erwarteten Lagerlebensdauer entspricht.
Anschließend weist die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 in Schritt ST303 die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 zum Ändern des Kühlmitteldrucks an. Auf diese Weise veranlasst die Bearbeitungsbetriebsanweisungseinheit 370 die Bearbeitungsbetriebseinheit 410, entsprechend einem Bearbeitungszyklusablauf zu arbeiten, in dem der Kühlmitteldruck verändert ist.
Durch die vorliegende Ausführungsform werden die folgenden Ergebnisse erzielt. Durch die vorliegende Ausführungsform ist es möglich, eine Lagerlebensdauerprognosevorrichtung bereitzustellen, die zum Prognostizieren einer Lebensdauer eines Lagers 18,19 eines Motors 10 unter Berücksichtigung der durch den Druck einer Kühlflüssigkeit 5 auf einen Drehwellenabschnitt 16 aufgebrachten Last geeignet ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 den Drucksensor 125, der den in der Richtung X der Drehwelle auf das auf der Seite des in der Richtung X der Drehwelle der beiden Lager 18 und 19 anderen Endes (der Seite X2, der Vorderseite) angeordnete vordere Lager 18 aufgebrachten Druck misst. Daher ist es möglich, die Größenordnung des in der Richtung der Drehwelle auf das Lager aufgebrachten Drucks leicht zu erfassen. Auf diese Weise kann die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung die Lagerlebensdauer leicht prognostizieren.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 den Temperatursensor 130, der zum Messen oder Prognostizieren der Temperatur des Lagers 19 geeignet ist, die Motordrehzahlmesseinheit 135, die zum Messen der Drehzahl des Motors 10 (des Drehwellenabschnitts 16) geeignet ist, und die Motorinformationsspeichereinheit 250, in der die Motorspezifikationsinformationen gespeichert sind, die die Informationen zu den Lagern umfassen. Daher ist es möglich, die Lagerlebensdauer präzise zu prognostizieren.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 die Kühlmitteldruckmesseinheit 140, die den Druck der Kühlflüssigkeit 5 misst, die Drehverbindungsinformationsspeichereinheit 260, in der die Drehverbindungsinformationen gespeichert sind, die die Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements umfassen, und die Verbindungsabschnittsinformationsspeichereinheit 265, in der die Informationen zum Verbindungsabschnitt gespeichert sind, die die Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen. Daher ist es möglich, eine Schublast auf der Grundlage des auf das Drehelement (das Lager) aufgebrachten Kühlmitteldrucks präzise zu berechnen. Auf diese Weise kann die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 die Lagerlebensdauer präzise prognostizieren. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ruft die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 zum Prognostizieren der Lagerlebensdauer die Typeninformationen zu der Drehverbindung 25 ab. Daher ist es möglich, die Lagerlebensdauer präziser zu prognostizieren.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranlasst die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 in einem Zustand zum Ausführen des ersten Bearbeitungszyklusablaufs, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, und prognostiziert die erste Lagerlebensdauer der beiden Lager 18 und 19 auf der Grundlage verschiedener, in dem ersten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine. Auf diese Weise kann die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 die Lagerlebensdauer leicht prognostizieren, ohne einen tatsächlichen Bearbeitungsvorgang auszuführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranlasst die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 den Motor 10 und die Kühlmittelzufuhreinheit 20 bei einer Umstellung des Bearbeitungszyklus von dem ersten Bearbeitungszyklus auf den zweiten Bearbeitungszyklus in einem Zustand zum Ausführen des zweiten Bearbeitungszyklusablaufs, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, und prognostiziert die zweite Lagerlebensdauer der beiden Lager 18 und 19 auf der Grundlage verschiedener, in dem zweiten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine. Die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 prognostiziert die verbleibende Lagerlebensdauer der beiden Lager 18 und 19 auf der Grundlage der prognostizierten zweiten Lagerlebensdauer, der in der Lagerlebensdauerspeichereinheit 290 gespeicherten ersten Lagerlebensdauer und der in der Betriebszeitenspeichereinheit 280 gespeicherten (ersten) Betriebszeit. Auf diese Weise kann die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 die verbleibende Lagerlebensdauer selbst dann leicht und präzise prognostizieren, wenn der Bearbeitungszyklusablauf umgestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 den Kühlmitteldruck zum Abändern der Lagerlebensdauer auf eine dritte Lagerlebensdauer, die der Summe der ersten Lagerlebensdauer und eines von der Verlängerungsanweisungseinheit 437 vorgegebenen Verlängerungszeitraums entspricht (berechnet ihn zurück). Auf diese Weise kann die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung 2 die Lagerlebensdauer prognostizieren und die Informationen zu dem zur Verlängerung der Lagerlebensdauer geeigneten Kühlmitteldruck ausgeben.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, und innerhalb eines Rahmens, in dem die Aufgabe der vorliegenden Erfindung erfüllt werden kann, vorgenommene Modifikationen und Verbesserungen liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Bei der Ausführungsform prognostiziert die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, der Kühlmitteldruckinformationen, der Informationen zu dem in der Richtung X der Drehwelle auf das vordere Lager 18 aufgebrachten Druck, der Drehverbindungsinformationen, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 umfassen, der Informationen zum Verbindungsabschnitt, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen, der Drehzahlinformationen zu dem Motor 10 und der Temperaturinformationen zu dem Lager. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Lagerlebensdauerprognoseeinheit 350 kann die Lebensdauer der beiden Lager 18 und 19 beispielsweise ohne die Verwendung der Drehverbindungsinformationen, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser der Drehverbindung 25 des Drehelements 27 umfassen, und der Informationen zum Verbindungsabschnitt prognostizieren, die zumindest die Informationen zum Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts 35 umfassen.
Bezugszeichenliste

2:: Lagerlebensdauerprognosevorrichtung
5:: Kühlflüssigkeit
10:: Motor
12:: Stator
16:: Drehwellenabschnitt
25:: Drehverbindung
20:: Kühlmittelzufuhreinheit
35:: Verbindungsabschnitt
30:: Spindel
17:: Hauptdrehkörper
18:: Vorderes Lager (Lager)
19:: Hinteres Lager (Lager)
15:: Rotor
101:: Aufnahme
125:: Drucksensor (Druckmesseinheit)
130:: Temperatursensor (Motorzustandserfassungseinheit)
135:: Motordrehzahlmesseinheit (Motorzustandserfassungseinheit)
140:: Kühlmitteldruckmesseinheit
250:: Motorinformationsspeichereinheit
280:: Betriebszeitenspeichereinheit
290:: Lagerlebensdauerspeichereinheit
350:: Lagerlebensdauerprognoseeinheit
380:: Betriebszeitenmesseinheit
410:: Bearbeitungsbetriebseinheit
431:: Motormodellspezifikationseinheit
437:: Verlängerungsanweisungseinheit
X:: Richtung der Drehwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010223951 [0007]

Claims

Lagerlebensdauerprognosevorrichtung (2), die eine Lebensdauer von zwei Lagern (18, 19) prognostiziert, die einen Drehwellenabschnitt (16) eines in einer Werkzeugmaschine verwendeten Motors (10) drehbar halten, durch den eine Kühlflüssigkeit (5) hindurchgeleitet werden kann, wobei der Drehwellenabschnitt (16) an einem Ende in einer Richtung (X) der Drehwelle über eine Drehverbindung (25) mit einer Kühlmittelzufuhreinheit (20) verbunden ist und am anderen Ende über einen Verbindungsabschnitt (35) mit einer Spindel (30) verbunden ist, die zur Abgabe der Kühlflüssigkeit (5) geeignet ist, wobei die Lagerlebensdauerprognosevorrichtung umfasst: eine Druckmesseinheit (125), die einen Druck in der Richtung (X) der Drehwelle misst, der auf ein vorderes Lager (18) aufgebracht wird, das auf der Seite (X2) des in der Richtung (X) der Drehwelle der beiden Lager (18, 19) anderen Endes angeordnet ist; eine Kühlmitteldruckmesseinheit (140), die einen Druck der Kühlflüssigkeit (5) misst; eine Motorzustandserfassungseinheit (130, 135), die eine Drehzahl des Motors (10) und eine Temperatur der beiden Lager (18, 19) misst oder prognostiziert; eine Motorinformationsspeichereinheit (250), in der Modellinformationen zur Spezifikation jeweiliger Motormodelle und Motorspezifikationsinformationen gespeichert sind, bei denen es sich um Spezifikationsinformationen zu jedem Motormodell handelt und die zumindest Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern (18, 19) in Zuordnung umfassen; eine Motormodellspezifikationseinheit (431), die Modellinformationen zur Spezifikation des Motormodells eingibt oder auswählt; und eine Lagerlebensdauerprognoseeinheit (350), die auf der Grundlage der Motorspezifikationsinformationen, die die Spezifikationsinformationen zu den beiden Lagern (18, 19) umfassen, die in Zuordnung zu den von der Motormodellspezifikationseinheit (431) eingegebenen oder ausgewählten Modellinformationen in der Motorinformationsspeichereinheit (250) gespeichert sind, der von der Kühlmitteldruckmesseinheit (140) gemessenen Druckinformationen zu der Kühlflüssigkeit (5), der von der Druckmesseinheit (125) gemessenen Informationen zu dem in der Richtung (X) der Drehwelle auf das vordere Lager (18) aufgebrachten Druck, der von der Motorzustandserfassungseinheit (130, 135) gemessenen oder prognostizierten Drehzahlinformationen zu dem Motor (10) und Temperaturinformationen zu den beiden Lagern (18, 19) die Lebensdauer der beiden Lager (18, 19) prognostiziert.
Lagerlebensdauerprognosevorrichtung (2) nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Bearbeitungsbetriebseinheit (410), die den Motor (10) in einem vorgegebenen Bearbeitungszyklus antreibt und bewegt und der Kühlmittelzufuhreinheit (20) die Kühlflüssigkeit (5) zuführt, wobei die Bearbeitungsbetriebseinheit (410) den Motor (10) und die Kühlmittelzufuhreinheit (20) in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen eines ersten Bearbeitungszyklusablaufs veranlasst und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit (350) auf der Grundlage verschiedener in dem ersten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine eine erste Lagerlebensdauer der beiden Lager (18, 19) prognostiziert.
Lagerlebensdauerprognosevorrichtung (2) nach Anspruch 2, die ferner umfasst: eine Betriebszeitenmesseinheit (380), die eine Betriebszeit misst, in der der Motor (10) und die Kühlmittelzufuhreinheit (20) den ersten Bearbeitungszyklusablauf ausgeführt haben; eine Betriebszeitenspeichereinheit (280), in der die von der Betriebszeitenmesseinheit (380) gemessene Betriebszeit gespeichert wird, in der der erste Bearbeitungszyklusablauf ausgeführt wurde; und eine Lagerlebensdauerspeichereinheit (290) in der die in dem ersten Bearbeitungszyklusablauf prognostizierte erste Lagerlebensdauer gespeichert wird, wobei bei einem Umschalten eines Bearbeitungszyklus von dem ersten Bearbeitungszyklus auf einen zweiten Bearbeitungszyklus die Bearbeitungsbetriebseinheit (410) den Motor (10) und die Kühlmittelzufuhreinheit (20) in einem Zustand, in dem kein tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird, zum Ausführen eines zweiten Bearbeitungszyklusablaufs veranlasst, die Lagerlebensdauerprognoseeinheit (350) auf der Grundlage verschiedener in dem zweiten Bearbeitungszyklusablauf gemessener Informationsbausteine eine zweite Lagerlebensdauer der beiden Lager (18, 19) prognostiziert, und die Lagerlebensdauerprognoseeinheit (350) auf der Grundlage der prognostizierten zweiten Lagerlebensdauer, der in der Lagerlebensdauerspeichereinheit (290) gespeicherten ersten Lagerlebensdauer und der in der Betriebszeitenspeichereinheit (280) gespeicherten Betriebszeit eine verbleibende Lebensdauer der beiden Lager (18, 19) prognostiziert.
Lagerlebensdauerprognosevorrichtung (2) nach Anspruch 2 oder 3, die ferner umfasst: eine Verlängerungsanweisungseinheit (437), die eine Anweisung zur Verlängerung der prognostizierten ersten Lagerlebensdauer des Lagers und einen Verlängerungszeitraum ausgibt, wobei die Lagerlebensdauerprognoseeinheit (350) einen Kühlmitteldruck zum Abändern der Lagerlebensdauer in eine dritte Lagerlebensdauer berechnet, die der Summe der ersten Lagerlebensdauer und des von der Verlängerungsanweisungseinheit (437) vorgegebenen Verlängerungszeitraums entspricht.
Lagerlebensdauerprognosevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Motor (10) einen Rotor (15), der den Drehwellenabschnitt (16) und einen Hauptdrehkörper umfasst, und einen Stator (12) umfasst, in dem der Hauptdrehkörper (17) untergebracht ist, der einer äußeren Umfangsfläche des Hauptdrehkörpers zugewandt ist und der mehrere Aufnahmen (101) umfasst, die Wicklunglen aufweisen, und die Motorzustandserfassungseinheit (130, 135) zur Schätzung der Temperatur des Lagers eine Temperatur der in eine der mehreren Aufnahmen (101) eingesetzten Wicklung misst.