JP2019035714A - 工作機械の振動検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(実施例)
図1は、本発明に係る方法を実行するための検出装置1と検出装置1によって振動状況が検出される工作機械2を示している。工作機械2は概ね、互いに電気的に連結された、フィーダーシステム21とモーター22とコントローラ23とを備えている。フィーダーシステム21は、回転する部材(以下、「回転部品」という)や回転しない部材を備えて直線運動をするものであり、図2に示されたように、回転部品は、送り軸(図示せず)と、送り軸のねじ軸に設けられたベアリング(図示せず)と、アクチュエーターと、カップリングデバイス等であり、回転しない部材は、ガイドレールである。ねじ軸はボールねじ、ベアリングはナットである。ナットはねじ軸に設けられ、複数のボールを有する。
なお、f1を第1の限界周波数、ωb1をモーター22の所定最大回転速度、ωm1をねじ軸におけるボールがねじ軸を回す第1の回転速度(図6)、Ψをフィーダーシステム21のナットにおける隣接するボール(図7)間の位相角、αをねじ軸のリード角、α0をナットにおけるボールとナットの転動溝(図8)との接触角、αiをナットにおけるボールとねじ軸の転動溝(図8)との接触角、βをボールのスピン角、rbをナットにおけるボールの半径、rmをねじ軸のピッチ半径(pitch circle)とする。Ψ、α、α0、αi、β、rb、rmは送り軸の規格表から得られるものである。
11 振動センサー
12 マイクロプロセッサ
2 工作機械
21 フィーダーシステム
22 モーター
23 コントローラ
Claims (13)
- 互いに電気的に連結されたマイクロプロセッサと振動センサーとを備えている検出装置を使って、複数の回転部品を有するフィーダーシステムと前記フィーダーシステムに電気的に連結されたモーターとを備えている工作機械の振動を検出する振動検出方法であって、
前記マイクロプロセッサを使って、前記工作機械の稼働のための定格出力に限られた最大値を有する回転速度に関するターゲット周波数範囲を算出するステップ(A)と、
前記振動センサーを用いて前記フィーダーシステムが停止している時の環境ノイズによる振動を検出するステップ(B)と、
前記マイクロプロセッサを用いて前記ステップ(B)で検出された前記フィーダーシステムの振動に基づいて、前記ターゲット周波数範囲に入る複数のノイズ振幅値を有する平滑化信号を生成して出力するステップ(C)と、
前記マイクロプロセッサを用いて前記ターゲット周波数範囲において前記平滑化信号における最小ノイズ振幅値と対応する周波数を計測周波数として検出するステップ(D)と、
前記マイクロプロセッサを用いて前記計測周波数に基づいて前記モーターに関する参照回転速度を生成して出力するステップ(E)と、
前記モーターによって前記フィーダーシステムの前記複数の回転部品を前記参照回転速度で回転駆動しながら、前記振動センサーを用いて前記フィーダーシステムにおける前記複数の回転部品において測定対象部品として選ばれた1つの振動を検出するステップ(F)と、
前記マイクロプロセッサを用いて前記ステップ(F)で検出された選ばれた1つの前記回転部品が回転している時の振動を表す動的状態振動信号を得るステップ(G)と、
を有することを特徴とする振動検出方法。 - 前記ステップ(B)では、更に前記検出装置を用いて、前記フィーダーシステムが停止している時の振動を検出して、前記振動に応じて時間領域振動信号として生成し前記マイクロプロセッサに送信するステップを有し、
前記ステップ(C)では更に、
前記マイクロプロセッサを用いて、フーリエ変換を使用して前記時間領域振動信号を前記ターゲット周波数範囲より大である周波数範囲に分布された周波数領域振動信号に変換するサブステップ(C1)と、
前記周波数領域振動信号の一部の上部包絡線を計算して包絡線信号を算出し、前記周波数領域振動信号の前記一部の対応する周波数範囲は前記ターゲット周波数範囲よりも広いサブステップ(C2)と、
曲線平滑化方法に基づいて前記包絡線信号を平滑化し、平滑化信号を得るサブステップ(C3)とを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記サブステップ(C3)において前記曲線平滑化方法は、移動平均フィルター又はローパスフィルターを使用して前記包絡線信号を平滑化する方法であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記ステップ(A)では更に、
前記マイクロプロセッサを用いて前記モーターの所定最大回転速度に基づいて、第1の限界周波数を算出するサブステップ(A1)と、
前記マイクロプロセッサを用いて、前記フィーダーシステムの送り軸の所定最大許容回転速度に基づいて、第2の限界周波数を算出するサブステップ(A2)と、
前記マイクロプロセッサを用いて、前記送り軸の回転速度に関する所定最小回転速度に基づいて、第3の限界周波数を算出するサブステップ(A3)と、
前記マイクロプロセッサを用いて、前記第1〜第3の限界周波数に基づいて前記ターゲット周波数範囲を算出するサブステップ(A4)とを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ターゲット周波数範囲における最大値は前記第1〜第2の限界周波数のいずれかの周波数よりも小又は等しく、前記ターゲット周波数範囲における最小値は前記第3の限界周波数よりも大又は等しいことを特徴とする請求項4に記載の方法。
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