JP2017181483A

JP2017181483A - 転がり案内装置の状態診断方法

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Publication number: JP2017181483A
Application number: JP2016148713A
Authority: JP
Inventors: 星出　薫; Kaoru Hoshiide; 薫星出; 東條　敏郎; Toshiro Tojo; 敏郎東條; 善之本所; Yoshiyuki Honjo; 竜二古澤; Ryuji Furusawa; 綾子宮島; Ayako Miyajima
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-07-28
Also published as: US10968956B2; DE112017001547T5; CN108779798A; CN108779798B; WO2017163875A1; TWI721135B; US20190128330A1; TW201802364A; JP6747757B2

Abstract

【課題】転がり案内装置に装着されたセンサを用いて、当該転がり案内装置の軌道部材の転走面の状態や転動体の潤滑状態を適切に把握する診断方法を提供する。【解決手段】長手方向に沿って転走面１１を有する軌道部材１と、前記転走面１１を転がる多数の転動体６を介して前記軌道部材１に組み付けられて当該軌道部材１に沿って移動自在であると共に前記転動体６の無限循環路を有する移動部材２とを備えた転がり案内装置に適用され、前記移動部材２に取り付けた振動センサ３５を用いて前記軌道部材１に対する前記移動部材２の相対的な振動変位を検出する一方、前記軌道部材１に対する前記移動部材２の移動速度を検出し、これら検出結果に基づいて前記軌道部材１に対する前記移動部材２の走行状態を診断する。【選択図】図８

Description

本発明は、工作機械や各種搬送装置等の産業機械の直線案内部あるいは曲線案内部に利用される転がり案内装置に適用され、当該転がり案内装置が本来の性能を発揮できているか否かを診断する方法に関する。

従来、この種の転がり案内装置は、長手方向に沿って転動体の転走面が形成された軌道部材と、前記転走面を転走する多数の転動体を介して前記軌道部材に組み付けられると共に当該軌道部材に沿って往復動自在な移動部材とを備えている。前記移動部材は転動体が荷重を負荷しながら転走する負荷転走面を有しており、当該負荷転走面は前記軌道部材の転走面と対向することにより前記転動体の負荷通路を構成している。また、前記移動部材は前記負荷通路の一端から他端へ転動体を循環させる無負荷通路を有しており、前記負荷通路及び前記無負荷通路が連続することによって前記転動体の無限循環路が構成されている。これにより、前記移動部材は前記軌道部材に沿ってストロークを制限されることなく移動することが可能となっている。

転がり案内装置の製品寿命は主に前記軌道部材の転走面や前記移動部材の負荷転走面の疲労に左右される。しかし、当該転走面や負荷転走面、更にはそこを転動するボールやローラといった転動体が潤滑剤によって適切に潤滑されていない場合には、前記転走面や負荷転走面のフレーキングが早期に発生してしまい、転がり案内装置の製品寿命が短命化してしまう可能性がある。また、前記転動体の転がり抵抗が大きくなり、例えば当該転がり案内装置によって移動自在に支持されたテーブルが運動する際の加速度が悪化する等、当該転がり案内装置が本来の性能を発揮できないおそれもある。

その一方、転がり案内装置の用途は様々であり、当該用途における使用環境や負荷荷重等（以下、「使用条件」という）によって転走面等の潤滑状態は影響を受けざるを得ない。従って、転がり案内装置にその本来の性能を発揮させると共にその製品寿命を全うさせるためには、当該転がり案内装置の動作状況を各種センサによって逐次検出し、検出した内容に基づいて時々刻々と変化する転がり案内装置の状態を把握できることが望ましい。また、把握した状態に基づいて潤滑剤の供給を制御し、また必要に応じて当該転がり案内装置を組み込んだ産業機械の運転を制御できることが望ましい。

特許文献１は前記軌道部材上における潤滑剤の存在を検知するためのセンサを前記移動部材に搭載した例を開示している。しかし、当該センサは前記移動部材の外側に装着されるため、前記軌道部材に潤滑剤が付着しているか否かの確認はできるものの、前記移動部材の無限循環路における潤滑状態や転動体の循環状態を直接的に把握することはできなかった。

特開２００５−１２１２１５

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、転がり案内装置に装着されたセンサを用いて、当該転がり案内装置の軌道部材の転走面の状態や転動体の潤滑状態を適切に把握する診断方法を提供することにある。

軌道部材と移動部材が相対的に移動する際には、これら軌道部材及び移動部材が何らの問題も生じていない場合でも極微小な振動の発生を伴い、しかもこの振動は前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度に依存している。また、前記軌道部材の転走面や転動体の潤滑が不良な場合や、前記転走面にフレーキングが発生している場合には、前記振動は大きくなる傾向にある。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、長手方向に沿って転走面を有する軌道部材と、前記転走面を転がる多数の転動体を介して前記軌道部材に組み付けられて当該軌道部材に沿って移動自在であると共に、前記転動体の無限循環路を有する移動部材と、を備えた転がり案内装置の状態診断方法であって、前記移動部材に取り付けた振動センサを用いて前記軌道部材に対する前記移動部材の相対的な振動変位を検出する一方、前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度を検出し、これら検出結果に基づいて前記軌道部材に対する前記移動部材の走行状態を診断するものである。

本発明によれば、転がり案内装置に装着されたセンサを用いて、前記軌道部材に対する前記移動部材の相対的な振動変位を検出すると共に、前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度を検出し、これら検出結果を用いることで、前記軌道部材に対する前記移動部材の走行状態の良否、換言すれば、前記軌道部材の転走面の状態や転動体の潤滑状態を適切に把握することが可能となる。

本発明を適用可能な転がり案内装置の第一実施形態を示す斜視図である。ボールの無限循環路の構成を示す断面図である。本発明の診断方法を変更実施するシステムの構成の一例を示すブロック図である。移動部材の移動速度と潤滑状態の良否を判断する閾値との関係を示すグラフである。本発明を適用可能な転がり案内装置の第二実施形態を示す斜視図である。第二実施形態における転がり案内装置のボールの無限循環路の構成を示す断面図である。第二実施形態の測定プレートの概略構成を示す断面図である。本発明の転がり案内装置の状態診断方法を説明するフローチャートである。制御部の動作を示すフローチャートである。

以下、添付図面を用いながら本発明の転がり案内装置の状態診断方法を詳細に説明する。

図１は本発明を適用した転がり案内装置の第一実施形態を示す斜視図である。この転がり案内装置は、直線状に延びる軌道部材１と、転動体としての多数のボールを介して前記軌道部材１に組付けられた移動部材２とから構成されており、各種機械装置の固定部に前記軌道部材１を敷設し、前記移動部材２に対して各種の可動体を搭載することで、かかる可動体を軌道部材１に沿って往復移動自在に案内することができるようになっている。

前記軌道部材１は略断面四角形状の長尺体に形成されている。この軌道部材１には長手方向に所定の間隔をおいて上面から底面に貫通するボルト取付け孔１２が複数形成されており、これらボルト取付け孔１２に挿入した固定ボルトを用いて、当該軌道部材１を固定部に対して強固に固定することができるようになっている。前記軌道部材１の左右両側面には転動体の転走面１１が２条ずつ設けられ、軌道部材全体としては４条の転走面１１が設けられている。尚、前記軌道部材１に設けられる転走面１１の条数はこれに限られるものではない。

一方、前記移動部材２は、大きく分けて、金属製の本体部材２１と、この本体部材２１の移動方向の両端に装着される一対の合成樹脂製の蓋体２２Ａ，２２Ｂとから構成されている。この移動部材２は前記軌道部材１の各転走面１１に対応してボールの無限循環路を複数備えている。また、前記蓋体２２Ａ，２２Ｂには前記移動部材２と軌道部材１との隙間を密閉するシール部材４が固定されており、軌道部材１に付着した塵芥などが前記無限循環路の内部に侵入するのを防止している。尚、図１は前記本体部材２１に装着される一対の蓋体２２A，２２Ｂのうち、一方の蓋体２２Ｂを前記本体部材２１から取り外した分解状態を示している。

図２は前記無限循環路を示す断面図である。同図に示すように、無限循環路５は、負荷通路５０、戻し通路５１及び一対の方向転換路５２を有している。前記移動部材２を構成する本体部材２１には、前記軌道部材１の転走面１１と対向する負荷転走面２３が形成されており、転動体６は軌道部材１の転走面１１と本体部材２１の負荷転走面２３との間で荷重を負荷しながら転がる。前記無限循環路５のうち、このように転動体６が荷重を負荷しながら転動している通路部分が前記負荷通路５０である。また、前記本体部材２１には前記負荷通路５０と平行に前記戻し通路５１が形成されている。この戻し通路５１は、通常、前記本体部材２１を貫通して設けられており、その内径は転動体６の直径よりも僅かに大きく設定されている。これにより、転動体６は荷重を負荷することなく前記戻し通路内を転動する。

前記方向転換路５２は一対の蓋体２２Ａ，２２Ｂに設けられている。これら蓋体２２Ａ，２２Ｂは前記本体部材２１を挟むようにして当該本体部材２１の端面に固定されており、各蓋体２２Ａ，２２Ｂの方向転換路５２は前記負荷通路５０の端部と前記戻し通路５１の端部とを接続し、これらの間で転動体６を往来させている。

従って、前記本体部材２１に対して一対の蓋体２２Ａ，２２Ｂを固定すると、転動体６の無限循環路５が完成する。この無限循環路５において転動体６が荷重を負荷しながら転動するのは、前記本体部材２１の負荷転走面２３と前記軌道部材１の転走面１１とが対向して形成された負荷通路５０のみである。

尚、図を用いて説明した実施形態の転がり案内装置では転動体６としてボールを使用していたが、ローラを使用した転がり案内装置に本発明を適用することもできる。

図１に示すように、前記蓋体２２Ｂが装着される前記本体部材２１の端面には振動センサ３５が固定されている。この振動センサ３５としては加速度センサを用いることができ、当該振動センサ３５は前記本体部材２１の端面に対して直接貼り付けられている。

一方、前記蓋体２２Ｂの外側には近接センサ３６が固定されている。この近接センサ３６は前記蓋体２２Ｂに設けられた方向転換路５２に重なる位置で当該蓋体に固定されており、前記方向転換路５２内における個々の転動体６の通過を検出する。前記蓋体２２Ｂは合成樹脂製であり、前記転動体６は金属製なので、誘導型又は静電容量型の近接センサを用いて前記転動体６の存在を検出することができる。尚、図１に示した例では、前記蓋体２２Ｂに設けられた四個所の方向転換路５２のうち、その一箇所に対応してのみ前記近接センサ３６を設けているが、各方向転換路５２に対応して複数の近接センサ３６を設けても差し支えない。

図３は前記振動センサ３５及び近接センサ３６を用いた転がり案内装置の状態診断システムの構成を示すブロック図である。前記振動センサ３５及び近接センサ３６の検出信号はＡ／Ｄ変換器等を介して制御部３９に入力される。前記制御部３９はＲＡＭ及びＲＯＭを内蔵したマイクロコントローラによって実現される。前記制御部３９は予めＲＯＭに格納された診断プログラムを実行し、診断結果に応じた判定信号を出力する。前記制御部３９が出力する判定信号は警報機、又はディスプレイ等のユーザーインターフェース４０に出力される。

前記振動センサ３５は、前記移動部材２が前記軌道部材１に沿って移動する際の振幅を検出してそれを出力する。転がり案内装置において前記軌道部材１や前記転動体６の潤滑状態が悪化すると、前記負荷転走面２３を有する前記本体部材２１に生じる振動のうち、数十ＫＨｚ以上の高周波成分の振動の振幅が増加する傾向にあることが見出されている。振動の高周波成分に対して振幅（変位）を計測する際には、振幅を直接計測するよりも、加速度を計測した方が感度は高く、この意味において前記振動センサ３５としては加速度センサが適している。また、低周波成分を減衰させるバンドパスフィルターを前記振動センサとＡ／Ｄ変換器の間に設けてもよい。このように、前記振動センサ３５の出力信号から前記軌道部材１上を走行する移動部材２の振動の振幅、特に高周波成分の振幅を把握し、かかる振幅を予め定めた閾値と比較すれば、前記軌道部材１や前記転動体６の潤滑状態の良否を判断することができる。

一方、潤滑状態が正常か異常かを判断するための閾値は、図４に示すように、前記軌道部材１に対する前記移動部材２の移動速度によって変化し、かかる移動速度が大きくなるにつれて潤滑状態の正常と異常を区分する閾値は上昇する傾向にあることが実験によって判明している。従って、この診断システムでは前記近接センサ３６を用いて前記軌道部材１に対する前記移動部材２の移動速度を把握している。具体的には、前記蓋体２２Ｂに取り付けられた近接センサ３６を用いて当該蓋体２２Ｂの方向転換路５２を通過する転動体６を検出し、単位時間あたりの転動体６の通過数を計数する。前記軌道部材１に対する前記移動部材２の移動速度は前記無限循環路５内における転動体６の循環速度に対応しているので、前記方向転換路における単位時間あたりの転動体６の通過数を計数すれば、前記移動部材２の移動速度を把握することができる。これにより、前記軌道部材１に対する前記移動部材２の移動速度に基づいて、潤滑状態の正常と異常を区分する閾値を決定することができる。

尚、前記近接センサ３６は、前記方向転換路５２内における転動体６の通過を検出できるのであれば、他のセンサで代用することも可能である。また、前記移動部材２の移動速度を把握する手段としては前記近接センサ３６に限られるものではなく、例えば前記軌道部材１と平行にリニアエンコーダを設け、当該リニアエンコーダの検出信号から前記移動部材２の移動速度を把握するようにしてもよい。

図５は本発明を適用した転がり案内装置の第二実施形態を示す斜視図である。

この第二実施形態の転がり案内装置は前記移動部材２の本体部材２１と一方の蓋体２２Ｂとの間に測定プレート３を介在させたものであり、この測定プレート３の内部に前記振動センサ３５及び近接センサ３６を内蔵している。

図６は第二実施形態における転動体６の無限循環路を示す断面図であり、前記本体部材２１の一方の端面には蓋体２２Ａが直接固定されているが、他方の端面には測定プレート３を介して蓋体２２Ｂが固定されている。前記測定プレート３は、前記本体部材２１の負荷通路５０に連続する無負荷連絡通路３０と、前記本体部材２１の戻し通路５１に連続する連絡戻し通路３１とを有している。前記転動体６は無負荷連絡通路３０及び連絡戻し通路３１のいずれにおいても荷重を負荷することなく、無負荷状態で転動する。

一方の蓋体２２Ａは前記本体部材２１の端面に直接固定されているので、当該蓋体２２Ａの方向転換路５２は前記負荷通路５０の端部と前記戻し通路５１の端部とを接続し、これらの間で転動体６を往来させている。他方の蓋体２２Ｂは前記測定プレート３を介して前記本体部材に固定されているので、当該蓋体２２Ｂの方向転換路５２は前記測定プレート３の無負荷連絡通路３０の端部と連絡戻し通路３１の端部とを接続し、これらの間で転動体６を往来させている。

従って、前記本体部材２１に対して前記測定プレート３及び一対の蓋体２２Ａ，２２Ｂを固定すると、前記測定プレート３の無負荷連絡通路３０及び連絡戻し通路３１を含んだ転動体６の無限循環路５が完成する。この無限循環路５において転動体６が荷重を負荷しながら転動するのは、前記本体部材２１の負荷転走面２３と前記軌道部材１の転走面１１とが対向して形成された負荷通路５０のみである。

図７は前記測定プレート３の一例を示すものであり、当該測定プレート３を前記本体部材２１との接合面側から観察した正面図である。

この測定プレート３は前記本体部材２１に向けて開口した取付け部３２を有しており、当該取付け部３２の内部には振動センサ３５と複数の近接センサ３６が収容されている。前記振動センサ３５及び前記近接センサ３６は電子基板３７に実装されており、当該電子基板３７と共に前記取付け部３２に収容されている。前記電子基板３７にはＲＡＭ及びＲＯＭを内蔵した制御部３９としてのマイクロコントローラが実装されており、前記振動センサ３５及び近接センサ３６の検出信号はＡ／Ｄ変換器等を介して前記制御部３９に入力される。また、前記電子基板３７には前記測定プレート３の外部に信号を出力すると共に当該電子基板３７に電力を供給するためのコネクタ３８が接続されており、前記コネクタ３８は前記測定プレート３を貫通して設けられている。当該コネクタ３８は警報機又はディスプレイ等のユーザーインターフェース４０に接続され、前記制御部３９が出力する判定信号を外部機器に出力する。

前記振動センサ３５としては第一実施形態と同様に加速度センサを用いることができ、かかる振動センサ３５は前記測定プレート３の取付け部３２に収容された状態で、前記移動部材２の本体部材２１に当接している。具体的には、前記測定プレート３が固定される前記本体部材２１の端面に対して、前記振動センサ３５を直接貼り付けている。また、前記近接サンサ３６としては第一実施形態と同様な誘導型又は静電容量型のものを用いることができる。前記近接センサ３６は前記測定プレート３の無負荷連絡通路３０に隣接した位置で前記取付け部３２の内壁に固定されており、図４に示す例では、取付け部３２の近傍に位置する２カ所の無負荷連絡通路３０のそれぞれに対して近接センサ３６が設けられている。

尚、その他の構成は図１に示した第一実施形態の転がり案内装置と同一なので、図中に第一実施形態と同一の符号を付し、ここではそれらの詳細な説明は省略する。

図８は本発明の状態診断方法を示すフローチャートである。

前述したように、転がり案内装置において前記軌道部材１や前記転動体６の潤滑状態が悪化すると、前記移動部材２の走行中に前記本体部材２１に生じる振動のうち、数十ＫＨｚ以上の高周波成分の振動の振幅が増加する傾向にあることが見出されている。また、前記移動部材２の移動速度が大きくなるにつれ、潤滑状態の正常と異常を区分する閾値は上昇する傾向にある。

このため、転がり案内装置が健全な状態にあるか否かを診断する際には、先ず、前記近接センサ３６の出力信号を用いて前記移動部材２の移動速度を検出する。これにより、前述した図４のグラフを用いて転がり案内装置の走行状態を診断する際の判断基準となる閾値を読み出すことができる。一方、前記移動部材２の走行中に発生している振動の振幅を把握するため、前記振動センサの出力信号を読み出し、前記移動部材２の振動の振幅を検出する。そして、前記移動部材２の移動速度に基づいて決定した閾値と検出した振動の振幅とを比較し、前記移動部材２に生じている振動の振幅が閾値よりも大きいか否かを判定する。

検出した振動の振幅が移動速度から決定された閾値よりも小さいのであれば、前記移動部材２の走行状態は正常であると考えられ、そのまま継続して転がり案内装置を使用することが可能である。一方、検出した振動の振幅が移動速度から決定された閾値よりも大きいのであれば、前記移動部材２の走行状態には異常があり、その原因としては前記軌道部材１の転走面１１や転動体６の潤滑不良、あるいは前記転走面１１そのものに異常が発生していることが考えられる。

前記移動部材２の走行状態に異常があると判断された場合には、先ずは、転がり案内装置に対して潤滑剤の供給を行う。これは前述の如く、前記移動部材２に発生する振動の振幅の増加は、前記軌道部材１や前記転動体６の潤滑状態の良否と密接に関係しているからである。従って、前記軌道部材の転走面又は前記移動部材に内蔵された転動体に対して潤滑剤を給油すれば、前記移動部材の振動の振幅が減少する可能性が考えられる。

各種搬送装置や工作機械に使用される転がり案内装置では、潤滑剤を手作業で供給する手間を省くため、潤滑剤ポンプから前記移動部材２に対して潤滑剤の供給配管が接続され、潤滑剤ポンプを駆動することによって転がり案内装置に潤滑剤が供給されるようになっている。従って、前記移動部材２の走行状態に異常があると判断された場合には、前記潤滑剤ポンプを駆動することによって潤滑剤の供給を行うことができる。

潤滑剤の供給を行った後は、再び前記近接センサ３６の出力信号を用いてから前記移動部材２の移動速度を検出する一方、前記振動センサの出力信号を読み出して前記移動部材２の振動の振幅を検出する。そして、前記移動部材２の移動速度に基づいて決定した閾値と検出した振動の振幅とを比較して、前記移動部材２の走行状態の再診断を行う。

再診断の結果として、検出した振動の振幅が移動速度から決定された閾値よりも小さいのであれば、最初の診断による走行状態の異常の原因は潤滑不足であったと特定することができ、以降は潤滑不足に陥ることがないよう考慮しながらそのまま継続して転がり案内装置を使用することが可能である。

一方、再診断の結果として、検出した振動の振幅が移動速度から決定された閾値よりも大きいのであれば、前記移動部材２の走行状態には依然として異常があり、潤滑剤の供給によって前記移動部材２の走行状態は改善されなかったことになる。例えば、走行状態の診断と潤滑剤の供給を数回繰り返し、それでも前記移動部材２の走行状態に異常があると診断される場合には、前記潤滑剤ポンプや、当該潤滑剤ポンプから前記移動部材２に潤滑剤を供給する配管経路に不具合が発生している可能性がある。従って、一定の期間内に走行状態の再診断と潤滑剤の供給指示が繰り返されるようであれば、潤滑剤ポンプ等の潤滑剤供給装置の故障、又は潤滑剤の供給経路の詰まり等、潤滑剤の供給そのものに不具合が存在しないかを確認する。

そして、潤滑剤の供給に不具合が存在するのであれば、潤滑剤供給装置の修理、配管の修理を行うことになる。一方、潤滑剤の供給に不具合が存在しないのであれば、前記移動部材２の振動の振幅が閾値を超えている原因は潤滑不足ではなく、他の原因が考えられる。この際、可能性が高いのは前記軌道部材１の転走面１１に不具合が発生しているケースである。例えば、転走面１１がうろこ状に剥離する所謂フレーキングの発生が考えられる。従って、潤滑剤の供給に不具合が存在しないのであれば、前記軌道部材１の転走面１１の状態を確認することが必要となる。

図９は前記診断方法を前記制御部３９（図３参照）において実行するための診断プログラムの内容を示すフローチャートである。この診断プログラムは前記軌道部材１に対して前記移動部材２が走行している最中に実行され、先ず、前記制御部３９は前記振動センサ３５の出力信号に基づいて前記移動部材２の振動の振幅の単位時間あたりの平均値を算出する（ＳＴ１）。次いで、前記制御部３９は前記近接センサ３６の信号に基づいて前記軌道部材１に対する前記移動部材２の移動速度を算出する（ＳＴ２）。そして、当該制御部３９に予め格納されているテーブルを参照し、算出した移動速度に対応する振幅の閾値を読み出す（ＳＴ３）。この後、前記制御部３９は前記移動部材２の振動振幅の平均値とテーブルから読み出した閾値とを比較する（ＳＴ４）。比較の結果、算出した振動の振幅が閾値を下回っているのであれば、前記軌道部材１に対する前記移動部材２の走行には異常がなく、前記軌道部材１の転走面１１及び転動体６の潤滑は適切に行われていることになるので、前記移動部材２の走行が継続する間は前記ＳＴ１〜ＳＴ４を繰り返す。

一方、前記ＳＴ４において算出した振動の振幅が閾値を上回っているのであれば、例えば前記軌道部材１の転走面１１及び転動体６の潤滑不良が発生しているなど、前記移動部材２の走行に異常があるものと判断し、その旨を示す判定信号（以下、「警告信号」という）を発報する（ＳＴ５）。この警告信号に基づいて前記コネクタ３８を介して接続されたユーザーインターフェース４０はユーザーに対して転がり案内装置の走行異常を知らせる。

ユーザーインターフェース４０から走行異常の通知を受けたユーザーは、前記軌道部材１の転走面１１や転動体６に対する潤滑剤の供給など、前記移動部材２の走行異常の原因と考えられる事項に対して対処することが可能となる。また、前記警告信号の発報をトリガーとして潤滑剤ポンプを自動的に起動させ、前記移動部材２の転動体６の無限循環路５に対して強制的に潤滑剤が供給されるように構成することも可能である。

また、警告信号の発生回数を計数するカウンタを別途設け、一定時間内に所定回数の警告信号が発生する場合に、ユーザーインターフェース４０を介してユーザーへ異なる対処方法を提示することも可能である。例えば、初回の警告信号の発報の後に前記軌道部材１の転走面１１や転動体６に対する潤滑剤の供給を強制的に行ったにもかかわらず、一定時間内に再度警告信号が発報されるのであれば、潤滑剤ポンプの故障や、当該潤滑剤ポンプから前記移動部材２に至る潤滑剤の配管経路の詰まりが推測される。また、前記軌道部材１の転走面１１や前記移動部材２の負荷転走面２３にフレーキング現象が発生している可能性も推測される。従って、一定時間内における警告信号の発生回数に応じ、前記ユーザーインターフェース４０の表示内容を変更することにより、ユーザーは前記移動部材２の走行異常に対して適切に対応することが可能となる。

更に、この種の転がり案内装置は例えばマシニングセンタ等の数値制御工作機械において、ワークテーブルの移動、主軸台の移動等を担う部品として使用されている。仮に前記軌道部材に対する前記移動部材の走行に異常が存在する場合には、数値制御工作機械によるワークの加工精度に影響が及ぶ可能性が考えられる。このため、前記状態診断システムから発せられる判定信号を数値制御工作機械の制御コンピュータに対して直接入力することは、加工不良品の発生率を低下させるために有効である。

具体的には、走行異常を示す判定信号（警告信号）の発報を受けて、前記制御コンピュータが転がり案内装置に接続された潤滑剤ポンプを起動させることで、前記移動部材２の転動体６の無限循環路５に対する潤滑剤の供給を直ちに開始することができる。これにより、転がり案内装置に対する潤滑剤の供給が欠乏した状態の下で工作機械の運転を継続することがなくなり、転がり案内装置の製品寿命の極端な短命化を回避することができる他、メンテナンス理由での工作機械の運転停止時間を短縮して、当該工作機械の稼働率を高めることが可能となる。また、前記警告信号が一定時間内で繰り返し発報されるのであれば、強制的に工作機械の運転を停止し、ユーザーに対して点検を求めることも可能となる。

以上説明してきた転がり案内装置の走行状態の診断方法では、前記移動部材２の移動速度及び前記移動部材２の振動の振幅を検出することにより、当該転がり案内装置における軌道部材や転動体の潤滑状態をリアルタイムで監視し、診断することができ、当該転がり案内装置を使用する各種産業機械の動作を最高の状態に維持することが可能となる。

尚、図９のフローチャートを用いた状態診断システムの説明では、前記制御部３９が転がり案内装置の走行異常を知らせる判定信号（警告信号）をユーザーインターフェース４０や他の機器に対して出力することを説明したが、走行が正常であることを示す判定信号を出力するように構成してもよい。

また、図を用いて説明した実施形態の転がり案内装置は、前記軌道部材が固定部上に敷設されるタイプのものであったが、例えばボールスプライン装置やボールねじ装置など、軌道部材が棒軸状に形成されてその両端のみが固定部に支持されるタイプの転がり案内装置に適用することも可能である。

１…軌道部材、２…移動部材、３…測定プレート、５…無限循環路、６…転動体、２１…本体部材、２２Ａ，２２Ｂ…蓋体

Claims

長手方向に沿って転走面を有する軌道部材と、前記転走面を転がる多数の転動体を介して前記軌道部材に組み付けられて当該軌道部材に沿って移動自在であると共に、前記転動体の無限循環路を有する移動部材と、を備えた転がり案内装置の状態診断方法であって、
前記移動部材に取り付けた振動センサを用いて前記軌道部材に対する前記移動部材の相対的な振動変位を検出する一方、前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度を検出し、
これら検出結果に基づいて前記軌道部材に対する前記移動部材の走行状態を診断することを特徴とする転がり案内装置の状態診断方法。
前記移動部材の移動速度に基づいて当該移動部材の振動変位の閾値を決定した後、
前記振動センサの検出信号と前記閾値とを比較し、当該振動センサの検出信号が前記閾値よりも大きい場合には、前記軌道部材に対する前記移動部材の走行状態に異常があると判断することを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置の状態診断方法。
前記閾値は前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度と比例関係にあることを特徴とする請求項２記載の転がり案内装置の状態診断方法。
前記移動部材に取り付けた近接センサを用いて前記無限循環路内を移動する転動体を計数し、かかる計数結果に基づいて前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度を検出することを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置の状態診断方法。
前記軌道部材に対する前記移動部材の走行状態に異常があると判断した場合、当該転がり案内装置に対する潤滑剤の供給を行い、供給完了後に再び前記振動センサの検出信号の読み込み及び前記閾値の決定を行い、当該振動センサの検出信号が前記閾値よりも大きい場合には、潤滑剤の供給不良又は前記軌道部材の転走面の不良を判断することを特徴とする請求項２記載の転がり案内装置の状態診断方法。
長手方向に沿って転走面を有する軌道部材と、前記転走面を転がる多数の転動体を介して前記軌道部材に組み付けられて当該軌道部材に沿って移動自在であると共に、前記転動体の無限循環路を有する移動部材と、を備えた転がり案内装置の状態診断システムであって、
前記移動部材に取り付けられて前記軌道部材に対する当該移動部材の相対的な振動変位を検出する振動センサと、
前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度を検出する手段と、
検出された前記移動部材の振動変位及び移動速度に基づいて前記軌道部材に対する前記移動部材の走行状態の正常又は異常を示す判定信号を生成する制御部と、
を備えたことを特徴とする転がり案内装置の状態診断システム。
前記制御部は、前記移動部材の移動速度に基づいて当該移動部材の走行状態の良否の判断基準となる閾値を決定することを特徴とする請求項６記載の転がり案内装置の状態診断システム。
前記閾値は前記移動部材の移動速度と比例関係にあることを特徴とする請求項７記載の転がり案内装置の状態診断システム。
前記移動部材の移動速度を検出する手段は当該移動部材に取り付けられて前記無限循環路内を移動する転動体を検出する近接センサであり、前記制御部は近接センサの検出信号に基づいて前記軌道部材に対する前記移動部材の移動速度を検出することを特徴とする請求項６記載の転がり案内装置の状態診断システム。
前記判定信号が前記移動部材の走行状態の異常を示している場合、前記制御部は転がり案内装置に設けられた潤滑剤供給装置に対して潤滑剤の供給を指示する信号を送出することを特徴とする請求項６記載の転がり案内装置の状態診断システム。
前記制御部は、前記潤滑剤供給装置に対して潤滑剤の供給を指示する信号を送出した後、所定時間内に前記移動部材の走行状態の異常を示す判定信号が所定回数繰り返し生成された場合には、前記軌道部材及び前記移動部材の点検を促す警告信号を発報することを特徴とする請求項１０記載の転がり案内装置の診断システム。