JP2004263775A

JP2004263775A - 状態検出装置及び状態検出方法並びに状態検出用プログラム及び情報記録媒体

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Publication number: JP2004263775A
Application number: JP2003054293A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yoshioka; 武雄吉岡; Yoshiyuki Honjo; 善之本所; Shigeo Watanabe; 茂雄渡辺
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: CN100458394C; EP1598569A4; CN1756910A; KR20050107461A; KR100993048B1; TW200427975A; ATE522734T1; US7555953B2; EP1598569B1; EP1598569A1; JP4430316B2; US20060213272A1; WO2004076874A1; TWI329735B

Abstract

【課題】直動転がり案内装置における故障の発生を予知を可能とし、且つ、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性を向上させ、更にその長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することが可能な状態検出装置等を提供する。
【解決手段】直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、直動転がり案内装置に含まれる複数のボール各々の転がり及び当該ボール相互の衝突に少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成するＡＥセンサ１、波形整形部２及びＡ／Ｄコンバータ３と、生成された検出信号Ｓｓｅに基づいて、動作状態の内容を判定する信号処理部４と、を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、状態検出装置及び状態検出方法並びに状態検出用プログラム及び情報記録媒体の技術分野に属し、より詳細には、直動転がり案内装置の稼動中における当該直動転がり案内装置の動作状態を検出する状態検出装置及び状態検出方法並びに当該動作状態検出のための状態検出用プログラム及び当該状態検出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レールと、当該レール上をその長手方向に移動する移動ブロックと、当該レールと当該移動ブロックとの間に介在してそれ自体が回転（自転）しつつ循環（公転）して当該移動ブロックを高精度に移動させる複数のボール（転動体）と、を含む、いわゆる直動転がり案内装置が広く一般化しており、具体的には、工作機械の作業台の三次元運動や、振り子電車における振り子運動を支持する部材、更には建物の免震構造にまで活用範囲が広がっている。
【０００３】
そして、このような活用範囲の広がりに伴い、直動転がり案内装置における故障予防についても要求が高まっており、そのための動作状態の診断法についても高精度のものが求められている。
【０００４】
ここで、直動転がり案内装置を除く従来の一般的な機械システム（例えばボールベアリングを含む回転用転がり軸受装置等）における動作状態の診断方法としては、その機械システムにおける振動の発生状態を監視して動作状態の診断を行う振動検出法、その機械システムに用いられている潤滑油を取り出してその質を評価することで動作状態の診断を行う油評価法、その機械システム内において潤滑油を介して駆動されている部材間の電気抵抗を測定して動作状態の診断を行う電気抵抗法、又はその機械システム内において潤滑油を介して駆動されている部材の温度を熱電対等を用いて測定して動作状態の診断を行う温度測定法等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの診断方法を直動転がり案内装置に適用した場合、以下の如き問題点があった。
【０００６】
すなわち、振動検出法を用いた場合は、直動転がり案内装置においては転動体としてのボールが自ら自転しつつ循環部内を公転することから、異常を示す振動以外の振動発生源が多く、本来検出すべき振動を正確に検出できないという問題点があった。
【０００７】
また、油評価法を用いた場合は、診断対象である直動転がり案内装置における使用前の潤滑油と使用後の潤滑油を夫々にその装置自体から取り出して検査する必要があり、診断結果が得られるまでに余分な時間が必要となると共に直動転がり案内装置自体を一旦停止させて潤滑油の取り出し作業を行う必要があり、稼動効率が低下するという問題点があった。
【０００８】
更に、電気抵抗法及び温度測定法を用いた場合は、共に電気的な雑音に対して脆弱であると共に上記移動ブロックの移動速度が遅いときは測定ができない場合があるという問題点があった。
【０００９】
従って、従来では、直動転がり案内装置の動作状態を実時間で正確に診断することは困難だった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて為されたもので、その課題は、直動転がり案内装置における動作状態を実時間で正確に検出することにより、当該直動転がり案内装置における故障の発生予知を可能とし、且つ、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性を向上させ、更にその長寿命化及び当該直動転がり案内装置を組み込んだ装置又は機器の品質向上に資することが可能な状態検出装置及び状態検出方法並びに当該動作状態検出のための状態検出用プログラム及び当該状態検出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる移動部材又は軌道部材と前記転動体との接触又は衝突、当該直動転がり案内装置に含まれる転動面と前記転動体との接触、或いは当該転動体同士の衝突のいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成するＡＥ（ＡｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎ）センサ等の検出手段と、前記生成された検出信号に基づいて、前記動作状態の内容を判定する信号処理部等の判定手段と、を備える。
【００１２】
よって、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する信号処理部等の周期性判定手段と、前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号における最大値を検出する信号処理部等の最大値検出手段と、前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する信号処理部等の最大値判定手段と、前記検出された最大値が前記最大値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定し、その旨を告知する信号処理部等の状態判定手段と、により構成されている。
【００１４】
よって、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００１５】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する信号処理部等の周期性判定手段と、前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する信号処理部等の最大値検出手段と、前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する信号処理部等の最大値判定手段と、前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する信号処理部等の事象率検出手段と、前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する信号処理部等の事象率判定手段と、前記検出された事象率が前記事象率閾値未満であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定し、その旨を告知する信号処理部等の状態判定手段と、により構成されている。
【００１６】
よって、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値未満であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生の可能性を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する信号処理部等の周期性判定手段と、前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する信号処理部等の最大値検出手段と、前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する信号処理部等の最大値判定手段と、前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する信号処理部等の事象率検出手段と、前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する信号処理部等の事象率判定手段と、前記検出された事象率が前記事象率閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定し、その旨を告知する信号処理部等の状態判定手段と、により構成されている。
【００１８】
よって、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値以上であるとき、直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置におけるフレーキングの発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００１９】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する信号処理部等の周期性判定手段と、前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する信号処理部等の実効値検出手段と、前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する信号処理部等の実効値判定手段と、前記検出された実効値が前記実効値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置内に異物が混入していると判定し、その旨を告知する信号処理部等の状態判定手段と、により構成されている。
【００２０】
よって、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置に異物が混入していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における異物混入の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００２１】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する信号処理部等の周期性判定手段と、前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する信号処理部等の実効値検出手段と、前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する信号処理部等の実効値判定手段と、前記検出された実効値が前記実効値閾値未満であるとき、前記現在の動作状態が正常であると判定し、その旨を告知する信号処理部等の状態判定手段と、により構成されている。
【００２２】
よって、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値未満であるとき、直動転がり案内装置の現在の動作状態が正常であると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における動作状態が正常であるか否かを、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００２３】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出方法であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる移動部材又は軌道部材と前記転動体との接触又は衝突、当該直動転がり案内装置に含まれる転動面と前記転動体との接触、或いは当該転動体同士の衝突のいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出工程と、前記生成された検出信号に基づいて、前記動作状態の内容を判定する判定工程と、を備える。
【００２４】
よって、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【００２５】
上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の状態検出方法において、前記判定工程は、前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号における最大値を検出する最大値検出工程と、前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定工程と、前記検出された最大値が前記最大値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、により構成されている。
【００２６】
よって、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００２７】
上記の課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の状態検出方法において、前記判定工程は、前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する最大値検出工程と、前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定工程と、前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する事象率検出工程と、前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する事象率判定工程と、前記検出された事象率が前記事象率閾値未満であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、により構成されている。
【００２８】
よって、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値未満であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生の可能性を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００２９】
上記の課題を解決するために、請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の状態検出方法において、前記判定工程は、前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する最大値検出工程と、前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定工程と、前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する事象率検出工程と、前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する事象率判定工程と、前記検出された事象率が前記事象率閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、により構成されている。
【００３０】
よって、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値以上であるとき、直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置におけるフレーキングの発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００３１】
上記の課題を解決するために、請求項１１に記載の発明は、請求項７に記載の状態検出方法において、前記判定工程は、前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する実効値検出工程と、前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する実効値判定工程と、前記検出された実効値が前記実効値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置内に異物が混入していると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、により構成されている。
【００３２】
よって、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置に異物が混入していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における異物混入の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００３３】
上記の課題を解決するために、請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載の状態検出方法において、前記判定工程は、前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する実効値検出工程と、前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する実効値判定工程と、前記検出された実効値が前記実効値閾値未満であるとき、前記現在の動作状態が正常であると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、により構成されている。
【００３４】
よって、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値未満であるとき、直動転がり案内装置の現在の動作状態が正常であると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における動作状態が正常であるか否かを、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００３５】
上記の課題を解決するために、請求項１３に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、当該直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる移動部材又は軌道部材と前記転動体との接触又は衝突、当該直動転がり案内装置に含まれる転動面と前記転動体との接触、或いは当該転動体同士の衝突のいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段を備える状態検出装置に含まれるコンピュータを、前記生成された検出信号に基づいて、前記動作状態の内容を判定する判定手段として機能させる。
【００３６】
よって、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するようにコンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【００３７】
上記の課題を解決するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の状態検出用プログラムが前記コンピュータにより読取可能に記録されている。
【００３８】
よって、当該状態検出用プログラムをコンピュータで読み出して実行することにより、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するように当該コンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００４０】
なお、以下に説明する実施の形態は、直動転がり案内装置（以下、単にＬＭ（ＬｉｎｅａｒＭｏｔｉｏｎ）システムと称し、具体的にはいわゆるＬＭガイド、ボールスプライン等の直動システムを含むものとする）における動作状態の検出及び診断について本発明を適用した場合の実施形態である。
【００４１】
（Ｉ）本発明の原理
先ず、本発明の実施形態について具体的に説明する前に、本発明の原理について、図１を用いて説明する。
【００４２】
上述した如きＬＭシステムの動作状態の診断方法を研究するに当たり、本発明の発明者は、従来から回転用転がり軸受け装置に対する故障診断等に用いられている、いわゆるＡＥ現象を、当該ＬＭシステムの動作状態の診断にも用いることが可能であることを発見した。
【００４３】
すなわち、ＬＭシステムにおいて発生する種々の異常動作状態（具体的には、潤滑不良、フレーキング（すなわち、ＬＭシステムに含まれる転動体としてのボール表面又はそのボールが接触する軌道部材としてのガイド表面における剥がれ現象）の発生及び異物混入を言う。）の夫々につき、異なった態様のＡＥ現象が生起し、これにより夫々の異常動作状態が発生した場合に相互に異なったＡＥ波が発生することを、本発明の発明者は実験的に確認したのである。
【００４４】
ここで、当該ＡＥ現象については、従来では、「固体材料の破壊や変形に伴って、弾性エネルギーが解放され音波（ＡＥ波）が発生する現象」或いは「材料内部での塑性変形又はクラック等の発生に付随して弾性波が発生する現象」と定義付けられていたのであるが、本発明の発明者は、これらに加えて、ボール又はガイド面には塑性変形やクラック等が発生していないが、ＬＭシステムが正常に動作することにより生起するボール同士の衝突のみによってもＡＥ波が発生することを確認している。
【００４５】
より具体的には、移動ブロックを用いたＬＭシステムの場合について図１（ａ）に示すように、移動ブロックＣ内に形成されている転走路内をボールＢが自転しつつ公転する場合に、そのボールＢ同士が接触部位Ｐ１において衝突する場合、又はボールＢと移動ブロックＣとが接触部位Ｐ２において衝突する場合、或いはボールＢと転動面Ｇとが接触部位Ｐ３において接触する場合の夫々においてＡＥ波が発生することが確認されている。なお、図１（ｂ）に示すように、移動ブロックを用いたＬＭシステムの場合について、その転走路内にボールＢだけでなくいわゆるリテーナＲが設けられている場合であっても、その移動ブロックＣ内の転走路内をボールＢが自転しつつ公転する場合に、ボールＢと移動ブロックＣとが接触部位Ｐ５において衝突する場合、又はボールＢと転動面Ｇとが接触部位Ｐ４において接触する場合の夫々においてＡＥ波が発生することが確認されている。
【００４６】
そして、本発明の発明者は、このＡＥ波の発生態様が、上述した異常動作状態の種類によって相互に異なっていることを発見したのである。
【００４７】
なお、上述した如く、本発明においては、従来からの定義に則ったＡＥ現象よりも広い範囲でのＡＥ現象の発生を前提とするため、以下の説明においては、特に本発明に適用されるＡＥ現象を拡張ＡＥ現象と称し、当該拡張ＡＥ現象により発生するＡＥ波を拡張ＡＥ波と称する。
【００４８】
このとき、拡張ＡＥ波に対応する電気信号は、ＬＭシステムが動作する際に一般的に発生する振動よりも高い周波数を有するものであるため、例えば図１（ｃ）に示すように、いわゆる包絡線検波の方法によりこれを当該振動から分離して検出することが可能であり、これによりＬＭシステムの稼動中に実時間でその動作状態を検出することが可能となったのである。
【００４９】
（ＩＩ）実施形態
次に、上述した原理に基づいた本発明の実施形態について、具体的に図２乃至図７を用いて説明する。
【００５０】
なお、図２は実施形態に係る状態診断装置の概要構成を示すブロック図であり、図３は実施形態に係る拡張ＡＥ波を検出するＡＥセンサの概要構成を示す縦断面図であり、図４乃至図６は本発明が適用されるＬＭシステムを説明するための図であり、図７は実施形態に係る状態診断装置において実行される動作状態の検出処理を示すフローチャートである。
【００５１】
図２に示すように、実施形態に係る状態診断装置Ｓは、ＡＥセンサ１と、ＢＰＦ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）２Ａ及び包絡線検波部２Ｂを含む波形整形部２と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ３と、周期性判定手段、最大値検出手段、最大値判定手段、状態判定手段、事象率検出手段、事象率判定手段、実行値検出手段及び実行値判定手段としての信号処理部４と、液晶ディスプレイ等よりなる表示部５と、により構成されている。
【００５２】
次に動作を説明する。
【００５３】
先ず、ＡＥセンサ１は、診断対象となるＬＭシステムの任意の場所、例えば、レールの末端部又は移動部材としての移動ブロック上等に設置されるものであり、後述する接触部を上記いずれかの場所に接触させて配置される。そして、当該ＬＭシステムの動作により発生する上記拡張ＡＥ波を検出し、これをアナログ信号である検出信号Ｓａｅに変換して波形整形部２へ出力する。
【００５４】
次に、波形整形部２内のＢＰＦ２Ａは、当該検出信号Ｓａｅから拡張ＡＥ波以外の周波数成分を除去して包絡線検波部２Ｂへ出力する。ここで、当該ＢＰＦ２Ａにおける検出信号Ｓａｅに対する通過周波数帯域として具体的には、例えば１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の周波数成分を通過させるＢＰＦを、ＢＰＦ２Ａとして用いることが望ましい。
【００５５】
そして、包絡線検波部２Ｂは、当該検出信号Ｓａｅに基づいてその包絡線成分を抽出し、包絡線信号Ｓｗを生成してＡＤコンバータ３へ出力する。
【００５６】
次に、ＡＤコンバータ３は、アナログ信号である包絡線信号Ｓｗをディジタル化し、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗを生成して信号処理部４へ出力する。
【００５７】
そして、信号処理部４は、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗに基づいて図７に示す後述の動作状態検出処理により診断対象のＬＭシステムにおける現在の動作状態を判定し、その結果を示す判定信号Ｓｄｐを生成して表示部５へ出力する。
【００５８】
これにより、表示部５は、当該判定信号Ｓｄｐに基づいてその内容を示す表示を行う。この表示により、ＬＭシステムの使用者がその動作状態を把握することが可能となる。
【００５９】
次に、上記ＡＥセンサ１の構造等並びに診断対象であるＬＭシステムへのその設置態様について、具体的に図３乃至図６を用いて説明する。
【００６０】
先ず、ＡＥセンサ１の内部構造について、図３を用いて説明する。
【００６１】
図３に示すように、ＡＥセンサ１は、全体としては円筒形状を成しており、具体的には、ＬＭシステム内のレールＬＭ等に接触して配置される接触部１０と、筺体１１と、ピエゾ素子等より成る圧電素子１３と、当該圧電素子１３の上面及び下面に形成された銀蒸着膜１２及び１４と、上記検出信号Ｓａｅを導通して波形整形部２へ出力する外部線１５と、により構成されている。
【００６２】
そして、ＬＭシステム内で発生した拡張ＡＥ波が接触部１０及び銀薄膜１４を介して圧電素子１３に伝送されると、当該拡張ＡＥ波により圧電素子１３の形状が微小ながら変形し、これにより銀薄膜１２と１４との間に電位差が発生することで外部線１５上に上記検出信号Ｓａｅが発生することとなる。
【００６３】
次に、図３に示す内部構造を備えるＡＥセンサ１のＬＭシステムへの設置態様について、図４乃至図６を用いて説明する。なお、図４及び図５は、診断対象であるＬＭシステムとして移動ブロックが用いられているＬＭシステムにＡＥセンサ１を設置する場合のその態様を示す図であり、図６は、診断対象であるＬＭシステムとしていわゆるボールねじが用いられているＬＭシステムにＡＥセンサ１を設置する場合のその態様を示す図である。
【００６４】
始めに、移動ブロックを用いたＬＭシステムに対してＡＥセンサ１を設置する場合について、図４及び図５を用いて説明する。
【００６５】
図４（ａ）に示すＬＭシステムは、長手方向に沿って後述のボール２２を転走させるボール転走溝２０ａ及び２０ｂが形成されたレール２０と、多数の上記ボール２２を介してこのレール２０に係合すると共に内部にボール２２の無限循環路を備えた移動ブロック２１と、この移動ブロック２１の移動方向の前後両端面に装着されると共にレール２０の上面及び両側面に密着するシール部材２３とから構成されており、かかるボール２２の循環に伴って上記移動ブロック２１がレール２０上を往復運動するように構成されている。
【００６６】
これらの図に示されるように、上記レール２０は断面略矩形状に形成されており、固定ボルトを挿通させるための取り付け孔２４が長手方向に適宜間隔をおいて貫通形成されている。また、レール２０の上面には上記取り付け孔２４を挟むようにして２条のボール転走溝２０ａが形成される一方、両側面にも２条のボール転走溝２０ｂが夫々形成されており、これら４条のボール転走溝はボール２２の球面の曲率よりも僅かに大きな曲率で深溝状に形成されている。
【００６７】
一方、上記移動ブロック２１は、後述するテーブル３０等の可動体の取付け面２５を備えたブロック本体２６と、このブロック本体２６の前後両端面に固定された一対のエンドプレート２７，２７とから構成されており、軌道レール２０の上部が遊嵌する凹所を下面側に備えて断面略サドル状に形成されている。
【００６８】
このとき、図５に示すように、上記ブロック本体２６は、上記取り付け面２５が形成された基部及びこの基部の両端から垂下する一対のスカート部を備えて断面略サドル状に形成されており、各スカート部の内側面及び基部の下面側にはレール２０のボール転走溝２０ａ及び２０ｂと夫々対向する４条の負荷転走溝２８が形成されている。ボール２２はこの負荷転走溝２８とレール２０のボール転走溝２０ａ及び２０ｂとの間で荷重を負荷しながら転走し、これによって移動ブロック２１がレール２０上を移動することになる。
【００６９】
次に図４（ａ）に戻って、ブロック本体２６の基部及び各スカート部には各負荷転走溝２８に対応するボール戻し孔２９が夫々穿設されており、これらボール戻し孔２９は上記エンドプレート２７に形成された略Ｕ字型の方向転換路（図示せず）によって負荷転走溝２８と連通連結されている。すなわち、この方向転換路はブロック本体２６の負荷転走溝２８を転走し終えたボール２２を掬い上げて上記ボール戻し孔２９へ送り込む一方、このボール戻し孔２９から負荷転走溝２８へボール２２を送り出すように構成されている。従って、これらエンドプレート２７を取付ボルト２７ａを用いてブロック本体２６に固定することにより、上記移動ブロック２１にボール２２の無限循環路が形成されるようになっている。
【００７０】
そして、図４（ａ）に示したＬＭシステムに対して実施形態のＡＥセンサ１を設置する場合には、図４（ｂ）にその外観側面図を示すように、例えば軌道レール２０上を直線運動する複数の移動ブロック２１上に上記テーブル３０が設置されているとき、その軌道レール２０における移動ブロック２１の移動範囲外の位置に設置される。
【００７１】
次に、ボールねじを用いたＬＭシステムに対してＡＥセンサ１を設置する場合について、図６を用いて説明する。
【００７２】
図６（ａ）に示すように、ボールねじ４０は、外周面に螺旋状のボール転走溝４１ａを有するねじ軸４１と、内周面にボール転走溝４１ａと対向する螺旋状の負荷転走溝４２ａを有するナット部材４２と、ボール転走溝４１ａと負荷転走溝４２ａ間を転動するボール４３…とを備える。ねじ軸４１のボール転走溝４１ａとナット部材４２の負荷転走溝４２ａとの間で負荷転走路が構成される。ナット部材４２には、例えば２つの循環部品としてのリターンパイプ４４が取り付けられる。リターンパイプ４４は、負荷転走路の一端と他端を連結して無負荷戻し通路を構成する。リターンパイプ４４は略門形に形成され、中央部４４ａと中央部４４ａの両側に設けられた一対の脚部４４ｂ，４４ｂとを有する。一対の脚部４４ｂ，４４ｂは負荷転走路内に数ピッチの間隔を開けて、嵌入される。リターンパイプ４４は、ボルト４５等の結合手段によってナット部材４２に固定される。
【００７３】
ねじ軸４１には、その周囲に螺旋状の一定のリードを備えた略断面半円状のボール転走溝４１ａが研削加工または転造加工等によって形成される。ナット部材４２は略円筒状をなし、その端面にボールねじ４０を機械等に取付けるためのフランジ４６を有する。ナット部材４２の内周面には、ねじ軸４１のボール転走溝４１ａに対向する略断面半円状の負荷転走溝４２ａが形成される。ナット部材４２には、その上面が一部平取りされた平面部４７が形成される。平面部４７には、リターンパイプ４４の脚部４４ｂ，４４ｂが挿入されるリターンパイプ嵌合穴が数箇所開けられる。
【００７４】
そして、図６（ａ）に示したＬＭシステムに対して実施形態のＡＥセンサ１を設定する場合には、図６（ｂ）にその外観側面図を示すように、例えば台４９に回転可能に支持されたねじ軸４１がモータ４８により回転されるボールねじ４０に対してブラケット５０を介してテーブル５１が固定されているとき、そのボールねじ４０における上記フランジ４６の、ボールねじ４０の中心軸に垂直な面に設置される。
【００７５】
次に、主として信号処理部４を中心として実行される実施形態に係る動作状態検出処理について、図１及び図２並びに図７を用いて説明する。
【００７６】
図７に示すように、診断対象であるＬＭシステムの稼動中において実施形態に係る動作状態検出処理を実行する場合には、初めに、必要な初期設定処理等を行い、次に、ＡＥセンサ１において当該ＬＭシステムの稼動中に生じる拡張ＡＥ現象に起因して発生する拡張ＡＥ波を検出し（ステップＳ１）、これに対応する検出信号Ｓａｅを波形整形部２において波形整形し（ステップＳ２）、上記包絡線信号Ｓｗを生成してＡ／Ｄコンバータ３を介してディジタル包絡線信号Ｓｄｗとして信号処理部４へ出力する。その後、当該拡張ＡＥ波の検出処理（ステップＳ１）及び波形整形処理（ステップＳ２）を必要な検査時間だけ繰返して上記ディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値（データ）を信号処理部４内の図示しないメモリに蓄積し（ステップＳ３）、その蓄積したデータに基づいて後述する各判断に用いるパラメータを演算して上記メモリ内に蓄積する（ステップＳ４）。
【００７７】
ここで、当該パラメータとして具体的には、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値における周期性の有無、診断対象であるＬＭシステムに含まれている例えば移動ブロックの往復運動における一方向の移動距離とその移動速度により予め設定される検出期間内におけるディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値の最大値、当該検出期間内における実効値、及び当該検出期間内における事象率、の四つのパラメータが用いられる。
【００７８】
より具体的には、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値における周期性とは、ＬＭシステムの動作に伴ってボールが公転する場合にレール面への接触とレール面からの離脱とを繰返す周期を周波数解析の手法により検出するものであり、ＬＭシステムの動作状態を検出する場合に独特のものである。
【００７９】
また、上記実効値は、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値をその検出期間について二乗平均する（すなわち積分する）ことにより求められる。
【００８０】
更に、上記事象率は、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値が予め設定された閾値以上となった回数が上記一検出期間内に何回あったかをあらわすパラメータである。
【００８１】
各パラメータの演算並びにその蓄積が終了すると、次に、信号処理部４において、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗの値についての周期性があるか否かが、予め設定されている周波数解析値を基準として判定される（ステップＳ５）。
【００８２】
ステップＳ５の判定において周期性が検出されないときは（ステップＳ５；ＮＯ）、次に、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記実効値を上記メモリから呼び出す（ステップＳ６）。
【００８３】
そして、その呼び出された実効値が、異物が混入しているか又は正常に動作しているかを判定するために予め実験的に設定された閾値である実効値閾値以上であるか否かが判定される（ステップＳ７）。
【００８４】
次に、ステップＳ７の判定において、その呼び出された実効値が上記実効値閾値未満であるときは（ステップＳ７；ＮＯ）、診断対象となっているＬＭシステムは現在は正常に動作していると判定し（ステップＳ８）、表示部５を用いてその旨を表示して（ステップＳ１０）一連の動作状態検出処理を終了する。
【００８５】
一方、ステップＳ７の判定において、その呼び出された実効値が上記実効値閾値以上であるときは（ステップＳ７；ＹＥＳ）、診断対象となっているＬＭシステムには現在異物が混入していると判定し（ステップＳ９）、表示部５を用いてその旨を表示して（ステップＳ１０）一連の動作状態検出処理を終了する。
【００８６】
他方、ステップＳ５の判定において周期性が検出されたときは（ステップＳ５；ＹＥＳ）、次に、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記最大値を上記メモリから呼び出し（ステップＳ１１）、その呼び出された最大値が、潤滑不良が現実に発生しているか否かを判定するために予め実験的に設定された閾値である最大値閾値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１２）。
【００８７】
そして、その呼び出された最大値が上記最大値閾値以上であるときは（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、診断対象となっているＬＭシステムにおいて現在潤滑不良が発生していると判定し（ステップＳ１３）、表示部５を用いてその旨を表示して（ステップＳ１０）一連の動作状態検出処理を終了する。
【００８８】
次に、ステップＳ１２の判定において、呼び出された最大値が上記最大値閾値未満であるときは（ステップＳ１２；ＮＯ）、次に、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記事象率を上記メモリ内から呼び出す（ステップＳ１４）。
【００８９】
そして、その呼び出された事象率が、診断対象のＬＭシステムにおいてフレーキングが発生しているか又は潤滑不良の可能性があるかを判定するために予め実験的に設定された閾値である事象率閾値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。
【００９０】
次に、ステップＳ１５の判定において、その呼び出された事象率が上記事象率閾値未満であるときは（ステップＳ１５；ＮＯ）、診断対象となっているＬＭシステムにおいては現在潤滑不良が発生している可能性が高いと判定し（ステップＳ１７）、表示部５を用いてその旨を表示して（ステップＳ１０）一連の動作状態検出処理を終了する。なお、ステップＳ１７にて判定される潤滑不良の程度は上述したステップＳ１３において判定された潤滑不良の程度とは異なるものであり、前者（ステップＳ１７の場合）は潤滑不良発生の可能性としてのみ判定できるものであり、一方、後者（ステップＳ１３の場合）は実際に確実に潤滑不良が発生していると判定できるものである。
【００９１】
他方、ステップＳ１５の判定において、その呼び出された事象率が上記事象率閾値以上であるときは（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、診断対象となっているＬＭシステムにおいて現在フレーキングが発生していると判定し（ステップＳ１６）、表示部５を用いてその旨を表示して（ステップＳ１０）一連の動作状態検出処理を終了する。
【００９２】
なお、上述した一連の動作状態の検出結果については、これを表示すると共に信号処理部４内の上記メモリに蓄積して統計的に処理することで、動作状態の悪化を検出して故障の発生を未然に防ぐことができることとなる。
【００９３】
以上説明したように、実施形態に係る状態診断装置Ｓの動作によれば、ＬＭシステムの動作により発生する拡張ＡＥ波を検出して当該ＬＭシステムの現在の動作状態を検出するので、当該ＬＭシステムの稼動中に、実時間で、当該ＬＭシステムを分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【００９４】
従って、ＬＭシステムにおける故障の発生を予知できることともなり、当該ＬＭシステムの使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該ＬＭシステムを用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。
【００９５】
また、生成されたディジタル包絡線信号Ｓｄｗに周期性があり、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記最大値が最大値閾値以上であるとき、ＬＭシステムが現在潤滑不良状態に陥っていると判定してその旨を告知するので、ＬＭシステムにおける潤滑不良状態の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００９６】
更に、生成されたディジタル包絡線信号Ｓｄｗに周期性があり、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記事象率が事象率閾値未満であるとき、ＬＭシステムが潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定してその旨を告知するので、ＬＭシステムにおける潤滑不良状態の発生の可能性を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００９７】
更にまた、生成されたディジタル包絡線信号Ｓｄｗに周期性があり、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記事象率が事象率閾値以上であるとき、ＬＭシステムにおいてフレーキングが発生していると判定してその旨を告知するので、ＬＭシステムにおけるフレーキングの発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００９８】
また、生成されたディジタル包絡線信号Ｓｄｗに周期性がなく、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記実効値が実効値閾値以上であるとき、ＬＭシステムに異物が混入していると判定してその旨を告知するので、ＬＭシステムにおける異物混入の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【００９９】
更に、生成されたディジタル包絡線信号Ｓｄｗに周期性がなく、且つ、当該ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける上記実効値が実効値閾値未満であるとき、ＬＭシステムの現在の動作状態が正常であると判定してその旨を告知するので、ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける動作状態が正常であるか否かを、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１００】
なお、上記図７に示すフローチャートに対応するプログラムを、フレキシブルディスク又はハードディスク等の情報記録媒体に記録しておき、或いはインターネット等のネットワークを介して取得して記録しておき、汎用のマイクロコンピュータによりこれらを読み出して実行することにより、当該マイクロコンピュータを実施形態の信号処理部４として機能させることも可能である。この場合には、上記ＡＥセンサ１、波形整形部２及びＡ／Ｄコンバータ３は、当該マイクロコンピュータに対して外付けの装置により構成されることとなる。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、図２に示す構成の状態検出装置Ｓを一つの装置として構成する場合について説明したが、この実施形態は、具体的には当該状態診断装置Ｓを診断対象であるＬＭシステムが設置・使用されている工場等に携行し、その場でそのＬＭシステムの動作状態を検出して診断する場合に適用されるものである。
【０１０２】
そして、実施形態の状態検出装置Ｓは、上述した態様以外に、状態診断装置Ｓをその診断対象となるＬＭシステムが設置・使用されている工場等に常備し、その状態診断装置Ｓを電話回線等により診断員が離隔した場所から遠隔操作することで、当該ＬＭシステムの動作状態の検出及びその診断を行う場合に適用することもできる。
【０１０３】
更に、状態診断装置Ｓをその診断対象となるＬＭシステムが設置・使用されている工場等に常備し、その状態診断装置Ｓにおいて自動的に診断対象のＬＭシステムの動作状態の検出及びその診断を行い、これと並行してその検出結果を他の場所に伝送して蓄積し、累積的な故障診断をその蓄積した検出結果を元に行う場合に本発明を適用することも可能である。
【０１０４】
更にまた、上述した実施形態では、一のＡＥセンサ１に対して波形整形部２、ＡＤコンバータ３、信号処理部４及び表示部５を夫々一ずつ用いて状態検出装置Ｓを構成する場合について説明したが、これ以外に、複数のＡＥセンサ１からの検出信号Ｓａｅをスイッチング回路を介して一の波形整形部２に入力させ、複数のＡＥセンサ１からの検出信号Ｓａｅを夫々一の波形整形部２、ＡＤコンバータ３、信号処理部４及び表示部５を用いて処理するように構成することもできる。この場合は、波形整形部２、ＡＤコンバータ３、信号処理部４及び表示部５を用いた検出処理の実行タイミングと、対応するＡＥセンサ１からの検出信号Ｓａｅの取り込みタイミングと、を同期させることが必要となる。
【０１０５】
【実施例】
次に、図７に示すフローチャートにおけるステップＳ５、Ｓ７、Ｓ１２及びＳ１５における判定の基準となる上記周波数解析値、上記実効値閾値、上記最大値閾値及び上記事象率閾値の夫々につき、具体的な例を示す。
【０１０６】
なお、以下に示す各閾値の実施例は、ＡＥセンサ１が設置されるＬＭガイドとして出願人製造に係る型番ＳＮＳ５５ＬＲ型を用い、移動ブロックに対する外部加重を０．１Ｃ（１４ｋＮ）とし、移動ブロックの移動距離であるストロークを２５０ｍｍとし、その移動速度を２４ｍ／分とし、潤滑剤としてモービル石油有限会社製ＤＴＥ２６型潤滑油を定量間欠給油し、検出信号Ｓａｅに対するサンプルレートを１０キロヘルツとし、計測時間として０．４秒計測した場合の実施例である。
【０１０７】
上記各条件に従うとき、上記周波数解析値の例としては、上記ディジタル包絡線信号ＳｄｗをＦＦＴ変換して周波数解析（パワースペクトラム）することにより得られる二乗電圧値（いわゆるＶ^２値）が１．０×１０^−９（Ｖ^２）を超えたときは周期性があると判定し、これを超えないときは周期性がないと判定される。
【０１０８】
また、同じく上記実効値閾値の例としては、上記ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける実効値として１．０×１０^−４（Ｖ）が適切である。
【０１０９】
更に、同じく上記最大値閾値の例としては、上記ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおける最大値として２．０×１０^−３（Ｖ）が適切である。
【０１１０】
最後に、同じく上記事象率閾値の例としては、上記ディジタル包絡線信号Ｓｄｗにおいて５．０×１０^−４（Ｖ）より高い値を示す回数が５乃至７個であることが適切である。
【０１１１】
なお、上述した実施例における各値は、具体的には、上記した各条件から移動ブロックに対する外部加重及び移動ブロックのストロークを除いた条件の変化に則って変化するものである。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【０１１３】
従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。
【０１１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値未満であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生の可能性を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値以上であるとき、直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置におけるフレーキングの発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置に異物が混入していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における異物混入の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１１８】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値未満であるとき、直動転がり案内装置の現在の動作状態が正常であると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における動作状態が正常であるか否かを、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１１９】
請求項７に記載の発明によれば、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【０１２０】
従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。
【０１２１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１２２】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値未満であるとき、直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における潤滑不良状態の発生の可能性を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１２３】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性があり、且つ、当該検出信号における最大値が最大値閾値未満であり、且つ、当該検出信号における事象率が事象率閾値以上であるとき、直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置におけるフレーキングの発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１２４】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値以上であるとき、直動転がり案内装置に異物が混入していると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における異物混入の発生を、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１２５】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、生成された検出信号に周期性がなく、且つ、当該検出信号における実効値が実効値閾値未満であるとき、直動転がり案内装置の現在の動作状態が正常であると判定してその旨を告知するので、直動転がり案内装置における動作状態が正常であるか否かを、その稼動中に実時間で簡易且つ正確に検出することができる。
【０１２６】
請求項１３に記載の発明によれば、状態検出用プログラムをコンピュータで読み出して実行することにより、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するように当該コンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【０１２７】
従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。
【０１２８】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１３に記載の状態検出用プログラムがコンピュータにより読取可能に記録されているので、当該状態検出用プログラムをコンピュータで読み出して実行することにより、直動転がり案内装置の稼動により弾性的に発生する上記波動を検出して当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を検出するように当該コンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の稼動中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該稼動に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図であり、（ａ）及び（ｂ）は実施形態に係る拡張ＡＥ波の発生を示し図であり、（ｃ）は拡張ＡＥ波に対応する包絡線検波波形の例である。
【図２】実施形態の状態検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態のＡＥセンサの構成を示す縦断面図である。
【図４】実施形態のＡＥセンサの設置態様を示す図（Ｉ）であり、（ａ）は移動ブロックを含むＬＭセンサの構造を斜視図であり、（ｂ）は当該ＬＭセンサにＡＥセンサを設置する場合の位置の例を示す外観側面図である。
【図５】実施形態の移動ブロックを含むＬＭシステムの側面図である。
【図６】実施形態のＡＥセンサの設置態様を示す図（ＩＩ）であり、（ａ）はボールねじを含むＬＭセンサの構造を斜視図であり、（ｂ）は当該ＬＭセンサにＡＥセンサを設置する場合の位置の例を示す外観側面図である。
【図７】実施形態の動作状態検出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…ＡＥセンサ
２Ａ…ＢＰＦ
２Ｂ…包絡線検波部
２…波形整形部
３…Ａ／Ｄコンバータ
４…信号処理部
５…表示部
１０…接触部
１１…筺体
１２、１４…銀蒸着膜
１３…圧電素子
１５…外部線
２０、ＬＭ…レール
２１、Ｃ…移動ブロック
２２、４３、Ｂ…ボール
Ｓ…状態診断装置
Ｇ…転動面
Ｒ…リテーナ
Ｓａｅ…検出信号
Ｓｗ…包絡線信号
Ｓｄｗ…ディジタル包絡線信号
Ｓｄｐ…判定信号

Claims

直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、
前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる移動部材又は軌道部材と前記転動体との接触又は衝突、当該直動転がり案内装置に含まれる転動面と前記転動体との接触、或いは当該転動体同士の衝突のいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段と、
前記生成された検出信号に基づいて、前記動作状態の内容を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする状態検出装置。
請求項１に記載の状態検出装置において、
前記判定手段は、
前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定手段と、
前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号における最大値を検出する最大値検出手段と、
前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定手段と、
前記検出された最大値が前記最大値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定し、その旨を告知する状態判定手段と、
により構成されていることを特徴とする状態検出装置。
請求項１に記載の状態検出装置において、
前記判定手段は、
前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定手段と、
前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定手段と、
前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する事象率検出手段と、
前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する事象率判定手段と、
前記検出された事象率が前記事象率閾値未満であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定し、その旨を告知する状態判定手段と、
により構成されていることを特徴とする状態検出装置。
請求項１に記載の状態検出装置において、
前記判定手段は、
前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定手段と、
前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定手段と、
前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する事象率検出手段と、
前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する事象率判定手段と、
前記検出された事象率が前記事象率閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定し、その旨を告知する状態判定手段と、
により構成されていることを特徴とする状態検出装置。
請求項１に記載の状態検出装置において、
前記判定手段は、
前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定手段と、
前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する実効値検出手段と、
前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する実効値判定手段と、
前記検出された実効値が前記実効値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置内に異物が混入していると判定し、その旨を告知する状態判定手段と、
により構成されていることを特徴とする状態検出装置。
請求項１に記載の状態検出装置において、
前記判定手段は、
前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定手段と、
前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する実効値検出手段と、
前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する実効値判定手段と、
前記検出された実効値が前記実効値閾値未満であるとき、前記現在の動作状態が正常であると判定し、その旨を告知する状態判定手段と、
により構成されていることを特徴とする状態検出装置。
直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出方法であって、
前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる移動部材又は軌道部材と前記転動体との接触又は衝突、当該直動転がり案内装置に含まれる転動面と前記転動体との接触、或いは当該転動体同士の衝突のいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出工程と、
前記生成された検出信号に基づいて、前記動作状態の内容を判定する判定工程と、
を備えることを特徴とする状態検出方法。
請求項７に記載の状態検出方法において、
前記判定工程は、
前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、
前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号における最大値を検出する最大値検出工程と、
前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定工程と、
前記検出された最大値が前記最大値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っていると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、
により構成されていることを特徴とする状態検出方法。
請求項７に記載の状態検出方法において、
前記判定工程は、
前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、
前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する最大値検出工程と、
前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定工程と、
前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する事象率検出工程と、
前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する事象率判定工程と、
前記検出された事象率が前記事象率閾値未満であるとき、前記直動転がり案内装置が潤滑不良状態に陥っている可能性があると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、
により構成されていることを特徴とする状態検出方法。
請求項７に記載の状態検出方法において、
前記判定工程は、
前記生成された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、
前記周期性があると判定されたとき、前記生成された検出信号の最大値を検出する最大値検出工程と、
前記検出された最大値が予め設定された最大値閾値以上か否かを判定する最大値判定工程と、
前記検出された最大値が前記最大値閾値未満であるとき、前記生成された検出信号における事象率を検出する事象率検出工程と、
前記検出された事象率が予め設定された事象率閾値以上か否かを判定する事象率判定工程と、
前記検出された事象率が前記事象率閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置においてフレーキングが発生していると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、
により構成されていることを特徴とする状態検出方法。
請求項７に記載の状態検出方法において、
前記判定工程は、
前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、
前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する実効値検出工程と、
前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する実効値判定工程と、
前記検出された実効値が前記実効値閾値以上であるとき、前記直動転がり案内装置内に異物が混入していると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、
により構成されていることを特徴とする状態検出方法。
請求項７に記載の状態検出方法において、
前記判定工程は、
前記検出された検出信号における周期性の有無を判定する周期性判定工程と、
前記周期性がないと判定されたとき、前記検出された検出信号の実効値を検出する実効値検出工程と、
前記検出された実効値が予め設定された実効値閾値以上か否かを判定する実効値判定工程と、
前記検出された実効値が前記実効値閾値未満であるとき、前記現在の動作状態が正常であると判定し、その旨を告知する状態判定工程と、
により構成されていることを特徴とする状態検出方法。
直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、当該直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる移動部材又は軌道部材と前記転動体との接触又は衝突、当該直動転がり案内装置に含まれる転動面と前記転動体との接触、或いは当該転動体同士の衝突のいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段を備える状態検出装置に含まれるコンピュータを、
前記生成された検出信号に基づいて、前記動作状態の内容を判定する判定手段として機能させることを特徴とする状態検出用プログラム。
請求項１３に記載の状態検出用プログラムが前記コンピュータにより読取可能に記録された情報記録媒体。