JP2021085695A - リニアガイドの状態監視装置および状態監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアガイドの状態をより精度良く診断するためのデータを適切に収集することができるリニアガイドの状態監視装置および状態監視方法を提供する。【解決手段】状態監視装置２０は、案内レール１と、スライダ２と、複数の転動体３と、を有するリニアガイド１０の状態を監視する。状態監視装置２０は、無負荷状態で１往復以上、案内レール１に対してスライダ２を定速で移動させるように駆動部（サーボモータ）を制御する駆動制御部２２と、駆動制御部２２により駆動部を制御している間のリニアガイド１０に関する物理量を、データとして収集するデータ収集部２３と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、リニアガイドの状態監視装置および状態監視方法に関する。

従来、転がり直動要素として、案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有し、転動体を介して案内レールに対してスライダが移動する直動案内装置（リニアガイド）が知られている。リニアガイドの状態を監視する方法として、例えば特許文献１、２には、センサを用いてリニアガイドの振動を検出し、検出された振動データをもとに異常を検知する方法が開示されている。

特許文献１には、センサの出力信号を取り込むデータ収集時間Ｔを、無限循環経路内で前後する転動体が無負荷通路から負荷通路に進入する周期ｔ以上とし、転動体が負荷通路を出入りする際に生じる振動を考慮して状態監視を行う技術が開示されている。
また、特許文献２には、振動加速度センサから取得される加速度信号から、測定のタイミングを得るためのトリガー信号を構築し、定常速度運転時のみの振動測定データを切り出して状態監視を行う技術が開示されている。

特許第６４０３７４３号公報 特開２０１２−９８２１３号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載の技術では、往復移動自在なリニアガイドのスライダが、いずれか一方向に移動（往路移動または復路移動）している際の振動データの一部を切り出して状態監視を行っている。そのため、位置の依存性によるリニアガイドの構成部品の異常を精度良く検知できないおそれがある。
そこで、本発明は、リニアガイドの状態をより精度良く診断するためのデータを適切に収集することができるリニアガイドの状態監視装置および状態監視方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一つの態様のリニアガイドの状態監視装置は、案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有するリニアガイドの状態を監視するリニアガイドの状態監視装置であって、無負荷状態で１往復以上、前記案内レールに対して前記スライダを定速で移動させるように駆動部を制御する駆動制御部と、前記駆動制御部により前記駆動部を制御している間の前記リニアガイドに関する物理量を、データとして収集するデータ収集部と、を備える。
ここで、無負荷状態とは、リニアガイドを備える設備がワークに対する加工処理を行っておらず、リニアガイドが当該処理による負荷を受けていない状態のことをいう。例えば工作機械等の加工装置がリニアガイドを備える場合、加工装置においてワークの加工を行っておらず、リニアガイドがワークの加工による負荷を受けていない状態のことをいう。つまり、ここでいう無負荷状態とは、予圧荷重やテーブルの重量による負荷などといった装置構成や製品仕様にてリニアガイドに作用する負荷が無い状態をいうのではない。
このように、リニアガイドを１往復以上、定速で空運転させ、その間のデータを収集するので、位置の依存性によるリニアガイドの構成部品の異常（例えば、案内レールの損傷やスライダの損傷）などをより精度良く検知可能な診断用データを収集することができる。

また、上記のリニアガイドの状態監視装置において、前記駆動制御部は、前記スライダを移動させる移動区間に、前記リニアガイドを備える設備の稼働中に負荷状態で前記スライダが移動する区間を含めてもよい。
例えば工作機械等の加工装置がリニアガイドを備える場合、加工時にスライダが走行する区間において部品損傷などの異常が発生しやすい。データ収集を行う区間に、加工時にスライダが走行する区間を含めることで、適切に異常検知を行うことが可能となる。

また、上記のリニアガイドの状態監視装置において、前記駆動制御部は、定期的に同じ条件で前記駆動部を制御するための駆動条件を記憶する駆動条件記憶部を有していてもよい。
この場合、収集したデータを時系列に並べ、その傾向を監視することができる。したがって、異常等の発生により状態が変化した場合には、これを適切に検知することができる。また、毎回同じ条件でデータを収集することで、診断精度を向上させることができる。

さらに、上記のリニアガイドの状態監視装置において、前記物理量は、前記スライダの軸方向に対して直交する方向の振動であってもよい。この場合、スライダに発生する振動を適切に検出することができる。
また、上記のリニアガイドの状態監視装置は、前記振動データを検出する振動センサをさらに備え、前記振動センサは、前記スライダまたは前記スライダに連結され当該スライダとともに前記案内レールに対して移動可能な移動部材に固定されていてもよい。この場合、振動センサによって、監視対象の物理情報を直接収集することができるので、高精度な状態監視が可能となる。

さらにまた、上記のリニアガイドの状態監視装置において、前記駆動部は、前記リニアガイドを駆動するサーボモータであり、前記物理量は、前記サーボモータのトルクおよび電流の少なくとも一方であってもよい。
この場合、サーボモータのトルクや電流を検出すればよいため、リニアガイドに関する物理量を検出するセンサを設置するための複雑な配線を必要としない。

さらに、上記のリニアガイドの状態監視装置は、前記データ収集部によって収集されたデータを解析し、前記リニアガイドの状態を監視する解析部をさらに備えてもよい。
この場合、収集されたデータを用いて、位置の依存性によるリニアガイドの構成部品の異常（例えば、案内レールの損傷やスライダの損傷）などを高精度に検知することができ、計画的な予防保全を行うことができる。

また、上記のリニアガイドの状態監視装置において、前記解析部は、前記データ収集部によって収集されたデータのうち、往路のデータと復路のデータとの解析結果を比較して前記リニアガイドの状態を診断する比較診断部を有してもよい。
この場合、リニアガイドでは往路と復路とでデータが変化することを利用して、適切に診断を行うことができるため、測定誤差等による誤診断が抑制された高精度な状態監視を行うことができる。

さらに、上記のリニアガイドの状態監視装置において、前記解析部は、前記データ収集部によって収集されたデータを複数のデータに分割し、分割したデータの解析結果に基づいて前記リニアガイドの異常発生箇所を特定する異常箇所特定部を有してもよい。
この場合、リニアガイドのどこに異常が発生しているかを特定することができるので、迅速にリニアガイドのメンテナンス等を行うことができる。

また、本発明の一つの態様のリニアガイドの状態監視方法は、案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有するリニアガイドの状態を監視するリニアガイドの状態監視方法であって、無負荷状態で１往復以上、前記案内レールに対して前記スライダを定速で移動させるように駆動部を制御するステップと、前記駆動部を制御している間の前記リニアガイドに関する物理量を、データとして収集するステップと、を含む。
このように、リニアガイドを１往復以上、定速で空運転させ、その間のデータを収集するので、位置の依存性によるリニアガイドの構成部品の異常（例えば、案内レールの損傷やスライダの損傷）などをより精度良く検知可能な診断用データを収集することができる。

本発明の一つの態様によれば、定速で１往復以上、リニアガイドを空運転させるので、リニアガイドの状態をより精度良く診断するためのデータを適切に収集することができる。

図１は、本実施形態における状態監視装置を備えるシステムの概略構成を示す図である。 図２は、リニアガイドの一例を示す図である。 図３は、状態監視装置の機能ブロック図である。 図４は、異常発生箇所の特定方法を説明するための図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

図１は、リニアガイド１０の状態を監視する状態監視装置２０を備えるシステムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、リニアガイド１０は、案内レール１と、スライダ２と、を備える。スライダ２は、一直線状に延びる案内レール１の上に、案内レール１の長手方向に沿って移動可能に組み付けられている。
本実施形態では、リニアガイド１０は、サーボモータ１１の回転軸がカップリングを介して連結された案内レールを備えるボールねじ（不図示）によって駆動される場合について説明する。なお、リニアガイド１０の駆動部はボールねじに限定されるものではなく、例えばリニアモータによって駆動されるように構成されていてもよい。

図２は、リニアガイド１０の一例を示す図である。
リニアガイド１０の案内レール１は、略四角柱形状の金属製部材からなり、図２に示すように、案内レール１の両側面には、長手方向に伸びる転動溝（軌道面）１ａが２本ずつ形成されている。
スライダ２は、スライダ本体２ａと、スライダ本体２ａの長手方向の両端部に取り付けられたエンドキャップ２ｂと、を備える。

スライダ本体２ａは、案内レール１の長手方向へ延在し断面が略コ字状をした金属製部材からなり、案内レール１に跨嵌されている。スライダ本体２ａにおいて案内レール１の両側面に対向する部分、即ち両側の脚部の内側面には、案内レール１の軌道面１ａに対向して長手方向へ延びる転動溝（軌道面）２ｃが２本ずつ形成されている。
案内レール１の軌道面１ａとスライダ本体２ａの軌道面２ｃとにより、転動体３が転動する転動路が構成される。

また、スライダ本体２ａの両側の脚部には、軌道面２ｃと平行にスライダ本体２の長手方向へ貫通した直線状の戻し路２ｄが２本ずつ形成されている。戻し路２ｄは、転動体３を転動路の終点から始点へ戻すためのものである。
エンドキャップ２ｂは、略コ字状の樹脂製部材からなる。エンドキャップ２ｂのスライダ本体２ａ側の面には、方向転換路２ｅが両側の脚部に２箇所ずつ形成されている。方向転換路２ｅは、上記転動路と戻し路２ｄとを連通するためのものであり、半円弧状をなしている。なお、エンドキャップ２ｂは、樹脂製に限らず金属製でもよい。

案内レール１の軌道面１ａとスライダ本体２ａの軌道面２ｃとにより形成される転動路と、スライダ本体２ａの戻し路２ｄと、エンドキャップ２ｂの方向転換路２ｅとで、転動体３が循環する循環経路が構成されている。循環経路には、多数の転動体３が装填されており、循環経路のうち転動路内で転動する転動体３を介して、スライダ２が案内レール１に対して移動するようになっている。つまり、循環経路のうち、案内レール１の軌道面１ａとスライダ本体２ａの軌道面２ｃとにより形成される転動路は、転動体３が外部負荷を受け得る負荷エリアをなし、スライダ本体２ａの戻し路２ｃおよびエンドキャップ２ｂの方向転換路２ｅは、無負荷エリアをなす。
ここで、転動体３は、転動路においてリニアガイド１０にかかる外部荷重や予圧により負荷を受けるものであり、球形の金属製部材からなる。なお、転動体３の材料は、金属に限られずセラミックス等でもよい。また、リニアガイド１０が備える転動体３は、球形に限定されるものではなく、ころであってもよい。

本実施形態では、リニアガイド１０が、工作機械などの加工装置に適用される場合について説明する。
図１に示すように、リニアガイド１０のスライダ２には、被加工物であるワークＷを載置するテーブル１２が連結されている。このテーブル１２は、スライダ２とともに案内レール１の軸方向に沿って往復移動可能である。テーブル１２を移動させることで、切削バイト等の工具３０によってワークＷの所望の位置を加工することができる。

また、スライダ２の近傍には、振動センサ１４が固定されている。具体的には、振動センサ１４は、可能な限りスライダ２の近傍で、テーブル１２の下面に固定されている。振動センサ１４は、リニアガイド１０に関する物理量として、スライダ２の進行方向（軸方向）に対して直交する方向の振動を検出する。
なお、振動センサ１４を固定する位置は上記に限定されるものではなく、スライダ２の近傍で、スライダ２とともに案内レール１に対して移動可能な移動部材に固定されていればよい。また、振動センサ１４によって検出するリニアガイド１０に関する物理量は、スライダ２の軸方向の振動であってもよい。ただし、スライダ２の軸方向に直交する方向の振動の方が、リニアガイド１０に関する物理量として望ましい。
振動センサ１４によって検出された振動データは、状態監視装置２０に出力される。

状態監視装置２０は、例えばマイクロコンピュータ（マイコン）により構成することができる。状態監視装置２０は、ＣＰＵ２０ａと、ＲＯＭ２０ｂと、ＲＡＭ２０ｃと、表示部２０ｄと、を備える。ＣＰＵ２０ａは、例えばＲＯＭ２０ｂから必要なプログラム等をＲＡＭ２０ｃにロードし、当該プログラム等を実行することで各種の機能動作を実現する。具体的には、ＣＰＵ２０ａは、振動センサ１４から得られる振動データをもとに、リニアガイド１０の状態を監視する監視機能動作を実現する。表示部２０ｄは、例えば液晶ディスプレイなどの表示用モニタを備える。

図３は、状態監視装置２０の構成を示す機能ブロック図である。
図３に示すように、状態監視装置２０は、信号取得部２１と、駆動制御部２２と、データ収集部２３と、記憶部２４と、解析部２５と、出力部２６と、を備える。この図２に示す各部の機能は、図１に示すＣＰＵ２０ａが所定のプログラムを実行することで実現される。
信号取得部２１は、設備側からトリガー信号を取得する。ここで、トリガー信号は、例えばワークＷの加工が行われる前や加工が行われた後など、ワークＷの加工が行われていないタイミングで設備側から出力される。

駆動制御部２２は、信号取得部２１によりトリガー信号が取得されたタイミングで、図１に示すサーボモータ１１を制御し、リニアガイド１０を診断モードで駆動する。診断モードでは、リニアガイド１０を１往復以上、定速で空運転させる。ここで、空運転とは、ワークＷの加工を行っていない無負荷状態で、案内レール１に対してスライダ２を移動させることをいう。つまり、駆動制御部２２は、診断モードでは、無負荷状態で１往復以上、案内レール１に対してスライダ２を定速で移動させる。
ここで、無負荷状態とは、加工装置においてワークの加工を行っておらず、リニアガイド１０がワークの加工による負荷を受けていない状態のことをいう。つまり、ここでいう無負荷状態とは、予圧荷重やテーブル１２の重量による負荷などといった装置構成や製品仕様にてリニアガイド１０に作用する負荷が無い状態をいうのではない。
空運転の往復回数が多いほど収集されるデータ量が増し、平均化によりノイズ成分を低減させることができるため、往復回数は多い方が望ましい。往復回数が多いほど、状態監視の精度を向上させることができる。また、ＳＮ比の観点より、スライダ２の移動速度は５ｍ／ｍｉｎ以上であることが望ましい。

また、空運転の条件として、スライダ２の移動区間に、リニアガイド１０を備える設備の稼働中に負荷状態でスライダ２が移動する区間、すなわち、加工装置におけるワークＷの加工時にスライダ２が移動する区間（加工区間）を含めることができる。なお、スライダ２の移動区間は、その距離が長いほど収集されるデータ量が増し、平均化によりノイズ成分を低減させることができるため、移動距離は長い方が望ましい。移動距離が長いほど、状態監視の精度を向上させることができる。
駆動制御部２２は、上記のように予め定められた条件でリニアガイド１０を空運転させた後、診断モードを終了する。

データ収集部２３は、信号取得部２１によりトリガー信号が取得されたタイミングで、振動センサ１４により検出された振動データの収集を開始する。つまり、データ収集部２３は、リニアガイド１０の空運転と同期して振動データを収集する。
なお、データ収集部２３は、駆動制御部２２によって診断モードが終了されたら、振動データのデータ収集を終了する。
記憶部２４は、データ収集部２３により収集された振動データを所定の記憶領域に保存する。

本実施形態では、状態監視装置２０は、リニアガイド１０を定期的に診断モードで駆動し、振動データを収集する。このとき、振動データを収集する条件（運転パターン、サンプリング時間、データ収集時間など）は、毎回同じとする。駆動制御部２２は、図３に示すように、かかる運転パターン等の条件を記憶する駆動条件記憶部２２ａを有し、駆動制御部２２は、駆動条件記憶部２２ａに記憶された条件に基づきサーボモータ１１を制御する。
なお、データの安定性を考慮した場合、暖機状態でのデータ収集が望ましい。また、異常の発生を適切に把握するためにも、データ収集間隔は稼働日で１日１回以上となる間隔が望ましい。

解析部２５は、リニアガイド１０を診断モードで駆動している間に収集された振動データを解析し、リニアガイド１０の状態を監視する。
出力部２６は、解析部２５により診断されたリニアガイド１０の状態を、図１に示す表示部２０ｄに出力し、ユーザに診断結果を提示する。

解析部２５は、例えば、収集された振動データをもとに特徴値を計算し、計算された特徴値を基準値と比較することでリニアガイド１０の状態（異常発生の有無など）を診断する。ここで、特徴値は、ＲＭＳ値、オーバーオール値（ＯＡ値）、パーシャルオーバーオール値（ＰＯＡ値）、クレストファクタ（ＣＦ）の少なくとも１つを含むことができる。なお、特徴値は上記に限定されるものではなく、適宜選定することができる。また、基準値としては、予め特徴値の閾値を基準値として設けておけば、特徴値と閾値との比較により、容易かつ適切に異常を検知することができる。

解析部２５は、振動データの解析に際し、振動データを、往路部分、復路部分、往路および復路の加工区間部分、往路および復路の加工区間外の部分に分割し、それぞれの振動データの解析結果（例えば、上記の特徴値）を比較するようにしてもよい。
例えば図３に示すように、解析部２５は、比較診断部２５ａと、異常箇所特定部２５ｂと、判定部２５ｃと、を有していてもよい。この場合、比較診断部２５ａは、分割した振動データの解析結果を比較し、判定部２５ｃは、比較診断部２５ａによる比較結果をもとにリニアガイド１０の状態を判定してもよい。

往路の振動データから計算された特徴値と、復路の振動データから計算された特徴値とを比較することで、振動データのバラつきを確認することができる。
リニアガイド１０においては、転動体３が転動路を転がることによる振動や、転動体３が循環経路の負荷エリアや無負荷エリアを出入りすることによる振動などが発生する。そして、リニアガイド１０では、転動体が負荷エリアから無負荷エリアに移行する位置、及び転動体が無負荷エリアから負荷エリアに移行する位置が、スライダ２が移動する方向によって反転する。つまり、往路と復路とで加振位置が異なる。そのため、往路と復路とでは同一の振動データは測定されない。
したがって、図３に示す比較診断部２５ａが往路と復路の特徴値を比較することで、往路と復路とで振動データが変化することを利用した状態監視を行うことができ、測定誤差等による誤診断が抑制された高精度な状態監視を行うことができる。

また、加工区間の振動データから計算された特徴値と、加工区間外の振動データから計算された特徴値とを比較することで、加工区間の劣化や損傷状態を把握することができる。
一般に、リニアガイド１０においては、負荷がかかる加工区間にて異常が発生しやすい。そのため、加工区間においてのみ異常が発生し、加工区間外では異常は発生しない（すなわち正常値である）と予め定めておけば、加工区間の特徴値と加工区間外の特徴値（正常値）とを比較するだけで、特徴値の時系列データがなくとも簡易的に状態を確認することができる。つまり、図３に示す比較診断部２５ａは、加工区間と加工区間外の特徴値を比較してもよい。

さらに、解析部２５は、全領域の振動データを複数の小区間のデータに分割し、分割した振動データの解析結果（例えば特徴値）を比較するようにしてもよい。これにより、状態が変化する位置を特定することができる。例えば、案内レール１の転走面の一ヶ所に傷がある場合、そこをスライダ２が通ったときの特徴値だけ変動する。
図４は、案内レール１の転走面の一ヶ所に傷がある場合の特徴値の一例である。この図４においては、１往復分の特徴値を示している。図４の各ポイント（点）は、分割した各小区間の振動データから計算した特徴値である。このように、案内レール１の転走面の一ヶ所に傷がある場合、往路と復路とで特徴値が大きく変動する箇所（ピーク）が確認できる。したがって、特徴値が変動する箇所を特定することで、案内レール１の傷が発生している位置（異常発生箇所）を特定することができる。
図３に示す異常箇所特定部２５ｂは、上記のように全領域の振動データを複数のデータに分割し、分割したデータの解析結果に基づいてリニアガイド１０の異常発生箇所を特定するようにしてもよい。

さらに、上記のように案内レール１の転走面の一ヶ所に傷がある場合、必ず往路と復路とで特徴値のピークが存在する。そのため、往路および復路のいずれか一方においてのみ特徴値のピークが存在する場合には、測定の誤差であると判断することもできる。このように、往路と復路の振動データを比較することで、診断精度を向上させることができる。
つまり、図３に示す比較診断部２５ａが往路と復路の振動データを比較し、判定部２５ｃは、比較診断部２５ａにおいて往路と復路の振動データを比較した結果と、異常箇所特定部２５ｂにおいて特定された異常発生箇所とに基づいて、検出された特徴値のピークが測定の誤差によるものであるのか、案内レール１の異常発生に起因するものであるのかを判定するようにしてもよい。
往路と復路とで転動体の衝突により加振される位置が代わるため、その違いを考慮することが望ましい。

なお、解析部２５は、往路、復路、加工区間、加工区間外に分けた振動データから計算された特徴値を時系列に並べ、傾向の変化を監視することにより、リニアガイド１０の状態を診断するようにしてもよい。この場合、リニアガイド１０の状態をより高精度に診断することができる。
また、解析部２５は、振動データを往路、復路、加工区間、加工区間外に分けずに計算した特徴値を時系列に並べ、傾向の変化を監視するようにしてもよい。この場合、状態監視の精度は劣るが、計算を簡略化することができ、解析に必要なメモリを低減することができる。

本実施形態においては、状態監視装置２０が図３に示す各部を備える場合について説明したが、例えば記憶部２４、解析部２５および出力部２６の少なくとも一部は、状態監視装置２０とは異なる装置が備えていてもよい。この場合、状態監視装置２０は、データ収集部２３において収集したデータを状態監視装置２０とは異なる装置へ送信し、状態監視装置２０とは異なる装置がデータを解析してリニアガイド１０の状態を診断してもよい。

以上説明したように、本実施形態における状態監視装置２０は、無負荷状態で１往復以上、案内レール１に対してスライダ２を定速で移動させるようにサーボモータ１１を制御することで、リニアガイド１０を診断モードで駆動し、その間の振動データを、リニアガイド１０の状態を監視するためのデータとして収集する。
このように、状態監視装置２０は、リニアガイド１０を診断モードで駆動することができるので、一連の運転サイクル中（加工サイクル中）に、定速で１往復以上の空運転動作が存在しない設備であっても、適切にデータ収集を行うことができる。また、加工時ではなく、空運転時の振動データを収集するので、加工時に発生する外乱の影響を最小限にした振動データを収集することができる。また、空運転は１往復以上とするので、状態監視の精度を向上させることができる。また、定速で空運転するので、安定したデータ測定を行うことができる。

さらに、空運転の移動区間には、加工を行う場合にリニアガイド１０のスライダ２が移動する区間を含めることができる。これにより、収集された振動データ中に、異常が発生しやすい箇所を移動した際の信号を含めることができる。したがって、例えば加工区間の振動データから計算された特徴値と、加工区間外の振動データから計算された特徴値とを比較することで、加工区間の劣化や損傷状態を把握することができる。このように、異常検知を適切に行うことができる。

ここで、空運転の移動区間や移動距離は、リニアガイド１０の運転サイクルやリニアガイド１０の種類など、予め定められたパラメータ（加工区間等）をもとに設定可能である。
例えば特許文献１に記載の技術のように、データ収集時間を転動体の通過周期以上に設定する場合には、転動体の通過周期を把握するためのシステムが必要となる。これに対して、本実施形態では、空運転の条件設定に必要なパラメータを把握するための複雑なシステムを別途構築する必要はない。

また、本実施形態では、定期的に同じ条件でリニアガイド１０を駆動し、振動データ収集を行うことで、収集した振動データを時系列に並べ、その傾向を監視することができる。したがって、異常等の発生により状態が変化した場合には、これを適切に検知することができる。このとき、毎回同じ条件で振動データを収集するので、診断精度を向上させることができる。
例えば特許文献２に記載の技術のように、加速度信号からトリガーを構築する場合、必ずしも毎回同じ条件のデータが収集できるわけではない。本実施形態では、リニアガイド１０を予め定められた診断モードで駆動した際のデータを収集するので、毎回同じ条件のデータを収集することができる。

以上のように、本実施形態では、１往復以上、定速で空運転させた際の測定値を用いて、位置の依存性による案内レール１の損傷の検知、スライダ２の損傷の検知など、リニアガイド１０のどの部品が損傷しているかまで精度良く検知し、計画的な予防保全を行うことができる。

（変形例）
なお、上記実施形態においては、振動センサ１４をテーブル１２に固定する場合について説明したが、振動センサ１４を固定する位置は上記に限定されない。設備の構造により、リニアガイド１０のスライダ２に振動センサ１４を固定することができる場合には、スライダ２に振動センサ１４を直接固定するようにしてもよい。また、例えば、スライダ２と干渉しないように案内レール１の端部上面に振動センサ１４を固定してもよい。振動センサ１４が検出する振動は、軸方向の振動であっても軸方向に直交する方向の振動であってもよいが、軸方向に直交する方向の振動の方が望ましい。

また、上記実施形態においては、リニアガイド１０に関する物理量として、スライダ２の振動を検出する場合について説明したが、当該物理量は、サーボモータ１１のトルクや電流であってもよい。この場合、振動データを検出する場合と比較して、リニアガイド１０に関する物理量を検出するセンサを設置するための配線が容易となる。ただし、振動データが監視対象の物理情報を直接測定しているのに対し、トルク情報や電流データには、軸受などの他の要素の情報が多分に含まれるため、振動データを検出する場合と比較して診断精度はやや落ちる傾向にある。
また、収集された振動データをもとに特徴値を計算し、特徴値と基準値とを比較して判定したが、特徴値を計算するのではなく、振動データの波形を直接基準値波形と比較し、判定してもよい。

さらに、上記実施形態においては、工作機械等の加工装置がリニアガイド１０を備える場合について説明したが、リニアガイド１０を備える設備は、搬送装置や射出成型機、その他の生産設備であってもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、リニアガイド１０の状態をより精度良く診断するためのデータを適切に収集することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介して、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行することによっても実現可能である。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が実施形態の機能を実現することになる。また、当該プログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することができる。
また、コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより、実施形態の機能が実現されるだけでなく、プログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記した実施形態の機能が実現されてもよい。

１…案内レール、１ａ…軌道面、２…スライダ、２ａ…スライダ本体、２ｂ…エンドキャップ、２ｃ…軌道面、２ｄ…戻し路、２ｅ…方向転換路、３…転動体、１０…リニアガイド、１１…サーボモータ、１２…テーブル、１４…振動センサ、２０…状態監視装置、２１…信号取得部、２２…駆動制御部、２３…データ収集部、２４…記憶部、２５…解析部、２６…出力部、３０…工具、Ｗ…ワーク

Claims (11)

1. 案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有するリニアガイドの状態を監視するリニアガイドの状態監視装置であって、
   無負荷状態で１往復以上、前記案内レールに対して前記スライダを定速で移動させるように駆動部を制御する駆動制御部と、
   前記駆動制御部により前記駆動部を制御している間の前記リニアガイドに関する物理量を、データとして収集するデータ収集部と、を備えることを特徴とするリニアガイドの状態監視装置。
2. 前記駆動制御部は、
   前記スライダを移動させる移動区間に、前記リニアガイドを備える設備の稼働中に負荷状態で前記スライダが移動する区間を含めることを特徴とする請求項１に記載のリニアガイドの状態監視装置。
3. 前記駆動制御部は、
   定期的に同じ条件で前記駆動部を制御するための駆動条件を記憶する駆動条件記憶部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のリニアガイドの状態監視装置。
4. 前記物理量は、前記スライダの軸方向に対して直交する方向の振動であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のリニアガイドの状態監視装置。
5. 前記振動データを検出する振動センサをさらに備え、
   前記振動センサは、前記スライダまたは前記スライダに連結され当該スライダとともに前記案内レールに対して移動可能な移動部材に固定されていることを特徴とする請求項４に記載のリニアガイドの状態監視装置。
6. 前記駆動部は、前記リニアガイドを駆動するサーボモータであり、
   前記物理量は、前記サーボモータのトルクおよび電流の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のリニアガイドの状態監視装置。
7. 前記データ収集部によって収集されたデータを解析し、前記リニアガイドの状態を監視する解析部をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のリニアガイドの状態監視装置。
8. 前記解析部は、
   前記データ収集部によって収集されたデータのうち、往路のデータと復路のデータとの解析結果を比較して前記リニアガイドの状態を診断する比較診断部を有することを特徴とする請求項７に記載のリニアガイドの状態監視装置。
9. 前記解析部は、
   前記データ収集部によって収集されたデータを複数のデータに分割し、分割したデータの解析結果に基づいて前記リニアガイドの異常発生箇所を特定する異常箇所特定部を有することを特徴とする請求項７または８に記載のリニアガイドの状態監視装置。
10. 案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有するリニアガイドの状態を監視するリニアガイドの状態監視方法であって、
    無負荷状態で１往復以上、前記案内レールに対して前記スライダを定速で移動させるように駆動部を制御するステップと、
    前記駆動部を制御している間の前記リニアガイドに関する物理量を、データとして収集するステップと、を含むことを特徴とするリニアガイドの状態監視方法。
11. コンピュータを、請求項１から９のいずれか１項に記載のリニアガイドの状態監視装置の各部として機能させるためのプログラム。

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