JP6242970B1 - 直線移動システムの潤滑作業の検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】直線移動システムの潤滑作業の検知方法を提供する。【解決手段】直線移動システムの潤滑作業の検知方法は下記のステップを含む。ステップ１：オイル注入機はオイル注入データを処理装置に発信する。ステップ２：処理装置は一つの時間間隔の温度データを読み取り、温度曲線によって表示する。温度曲線の凹んだ部位が上向きであるか否かを判断し、温度曲線の凹んだ部位が上向きではない場合、処理装置は失効データを発信する。ステップ３：温度曲線の凹んだ部位が上向きである場合、開始時点の数値を読み取り、数値Ａとする。開始時点から最低点になる直前の（１／３）×温度低下期間Ｔｂの間の温度の平均値を数値Ｂとする。最低点になってから（２／３）×温度上昇期間Ｔｃの経過後から終了時点までの間の温度の平均値を計算し、数値Ｃを定義する。数値Ｂが数値Ａより小さく、数値Ｃより小さいと判断されると、潤滑効果は正常な状態に保持される。【選択図】 図２

Description

本発明は、直線移動システムの潤滑作業に関し、詳しくは直線移動システムの潤滑作業の検知方法に関するものである。

リニアモジュール、例えばボールねじが稼働する際、ナットがボルトとともに往復移動するか、ボルトがナットとともに往復移動することによって対象物を駆動する。その一方で、ボルトとナットとの間のボールと、ボルトまたはナットとは互いに擦れ合って摩擦現象を持続させるため、ボルト、ナットおよびボールが摩損するだけでなく、熱を生じると同時にリニアモジュールを昇温させるという状況になる。このとき、それらを潤滑にする作業を適宜に行わないと摩損現象を加速化させる。そのためにオイル注入機によって潤滑油を適宜に注入し、摩擦現象を緩和する。しかしながら、オイル注入機を起動し、潤滑作業を行う際、オイル注入機の一時停止またはオイル管路の漏洩が発生すると、潤滑作業に支障をきたす可能性がある。

リニアモジュールに潤滑油が流入するか否かを検知する方式では、オイル注入管路の末端と流量計とを接続し、流量計に表示された流量に基づいてリニアモジュールに潤滑油が流入する状態を判断する。しかしながら、オイル注入機がオイルを注入する際、オイル管路は内部に油圧を有するため、流量計に接続された接続部から潤滑油が漏洩するリスクを高める。また、リニアモジュールの移動速度が速いため、リニアモジュールに流量計を増設することはあまり適切ではない。

特開２０１４−１５２８７０号公報

本発明は、流量計を省き、潤滑油漏洩のリスクを低減し、リニアモジュールの移動速度が速い状態での潤滑作業を効果的に検知することができる直線移動システムの潤滑作業の検知方法を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するため、直線移動システムの潤滑作業の検知方法は、直線移動システムに適用される。直線移動システムは、リニアモジュール、オイル注入機、センサおよび処理装置を備える。リニアモジュールは、第一移動部および第二移動部を有する。第一移動部は第二移動部に接触し、第一移動部と第二移動部とは相対的に移動できる。オイル注入機は、第一移動部に潤滑油を流入させる。センサは、直線移動システムに配置される。処理装置は、オイル注入機およびセンサに電気的に接続される。

直線移動システムの潤滑作業の検知方法は下記のステップを含む。
ステップ１：オイル注入機を起動し、第一移動部にオイルを注入するとオイル注入データを処理装置に発信する。処理装置は、オイル注入データをキャッチするまでオイル注入データを持続的に読み取る。
ステップ２：オイル注入データが処理装置にキャッチされた後、処理装置は一つの所定時間間隔にセンサからキャッチされた温度データを読み取り、周期性を探る。その時間間隔に記録された温度データは、温度曲線によって表示される。続いて温度曲線の凹んだ部位が上向きであるか否かを処理装置は判断する。温度曲線の凹んだ部位が上向きではない場合、処理装置は、潤滑効果が効かないことを示す失効データを発信する。

ステップ３：温度曲線の凹んだ部位が上向きである場合、温度データから、所定時間間隔の開始時点の温度の数値を読み取り、数値Ａとする。続いて、温度曲線に基づいて、開始時点から最低点になるまでの期間を温度低下期間としたときの最低点となる直前の（１／３）×温度低下期間の温度数値の平均値を計算し、数値Ｂとする。続いて、最低点になってから所定時間間隔の終了時点までの期間を温度上昇期間としたとき、最低点になってから（２／３）×温度上昇期間の経過後から終了時点までの間の温度数値の平均値を計算し、数値Ｃとする。数値Ｂが数値Ａより大きいと判断されると、失効データを発信する。数値Ｂが数値Ａより小さく、数値Ｃより大きいと判断されると、失効データを発信する。数値Ｂが数値Ａより小さく、かつ、数値Ｃより小さいと判断されると、潤滑効果が正常な状態に保持されることを示す正常データを発信する。

オイル注入データは、例えば、高電位信号、低電位信号またはパルス信号である。
一態様では、オイル注入データが処理装置にキャッチされる時間間隔は３秒から６０秒のうちの一つに設定される。
一態様では、センサは、リニアモジュールの第一移動部に配置される。また他の態様では、第一移動部に注入ノズルを配置し、センサを注入ノズルに接触させることができる。

本発明の一態様では、さらに通知装置を備える。通知装置は、処理装置に電気的に接続されることで失効データおよび正常データをキャッチする。通知装置は、例えば、ディスプレー、ランプはたはブザーから構成され、失効データおよび正常データをキャッチすると起動される。

上述したとおり、本発明による直線移動システムの潤滑作業の検知方法は流量計を省き、潤滑油漏洩のリスクを低減することができるだけでなく、リニアモジュールの移動速度が速い状態での潤滑作業をセンサによって効果的に検知することができる。

本発明の一実施形態における直線移動システムを示す模式図である。 本発明の一実施形態による直線移動システムの潤滑作業の検知方法を示すスローチャートである。 本発明の一実施形態においての温度曲線を示すグラフである。 本発明の一実施形態における数値Ａ、Ｂ、Ｃを説明する説明図である。

（一実施形態）
図１から図３に示すように、本発明の一実施形態による直線移動システムの潤滑作業の検知方法は、直線移動システム１０に適用される。直線移動システム１０は、リニアモジュール１２、オイル注入機１４、センサ１６および処理装置１８を備える。

リニアモジュール１２は、第一移動部１２１および第二移動部１２２を有する。第一移動部１２１は第二移動部１２２に接触し、かつ第一移動部１２１と第二移動部１２２とは相対的に移動できる。本実施形態において、リニアモジュール１２はボールねじであるが、これに限らず、リニアレールからなってもよい。第一移動部１２１は、ナットまたは滑動部からなる。第二移動部１２２は、ボルトまたはレールからなる。

オイル注入機１４は、第一移動部１２１に潤滑油を流入させる。

センサ１６は、リニアモジュール１２の第一移動部１２１に接触するように配置される。本実施形態において、センサ１６は熱電対などの温度センサからなる。

処理装置１８は、数値制御装置またはコンピューターから構成され、オイル注入機１４およびセンサ１６に電気的に接続されることでオイル注入機１４およびセンサ１６のデータをキャッチする。

直線移動システムの潤滑作業の検知方法は下記のステップを含む。

ステップ１：オイル注入機１４を起動し、第一移動部１２１にオイルを注入するとオイル注入データを処理装置１８に発信する。処理装置１８は、オイル注入データをキャッチするまでオイル注入データを持続的に読み取る。オイル注入データは、高電位信号、低電位信号またはパルス信号によって表示される。

本実施形態において、第一移動部１２１は、注入ノズル１２３を有する。センサ１６は、注入ノズル１２３に接触する。本実施形態は、定点測定に基づいて温度データを作成し、そののち温度の変化および状態によって潤滑作業が正常に進むか否かを判断する技術を採用する。オイル注入機１４内の潤滑油は常温状態に保持されるため、第一移動部１２１と第二移動部１２２とが互いに擦れ合って熱を生じる際、リニアモジュール１２は昇温し、温度が潤滑油の温度より高い。一方、潤滑油がリニアモジュール１２に流入する際、潤滑油とリニアモジュール１２との温度差がリニアモジュール１２に潤滑油が流入した後の温度差より大きいため、比較的好ましい温度測量ポイントは潤滑油とリニアモジュール１２との最初の接触部位にある。本実施形態において、センサ１６は注入ノズル１２３に接触するように配置されるが、これに限らず、第一移動部１２１かつ注入ノズル１２３に近い部位に配置されてもよい。

図３に示すように、ステップ２：オイル注入データが処理装置１８にキャッチされた後、処理装置１８は、一つの所定時間間隔Ｔにセンサ１６からキャッチされた温度データを読み取り、周期性を探る。本実施形態では所定時間間隔Ｔを５０秒に設定し、一秒ごとに温度データを取る。所定時間間隔Ｔに記録された温度データは、温度曲線Ｌによって表示される。続いて温度曲線Ｌの凹んだ部位が上向きであるか否かを処理装置１８は判断する。「凹んだ部分が上向きである」とは、時間間隔Ｔにおいて、温度が低下した後、上昇に転じたことを意味する。温度曲線Ｌの凹んだ部位が上向きではない場合、処理装置１８は、潤滑効果が効かないことを示す失効データを発信する。一方、実際に所定時間間隔Ｔはオイル注入機１４のオイル管路の長さに対応しなければならない。間隔を３秒から６０秒の間に設定して生じた潤滑効果は間隔を３秒以内か、６０秒以上に設定して生じた潤滑効果より好ましいため、時間間隔Ｔは３秒から６０秒の間隔である。

ステップ３：温度曲線Ｌの凹んだ部位が上向きである場合、温度データから開始時点の数値を読み取り、数値Ａを定義する。続いて温度曲線Ｌに基づいて最低点になる前の（１／３）×温度低下期間Ｔｂの温度数値の平均値を計算し、数値Ｂを定義する。続いて最低点になってから、（２／３）×温度上昇期間Ｔｃ経過後からの温度数値の平均値を計算し、数値Ｃを定義する。
詳細には、図４に示すように、数値Ａは所定時間間隔Ｔの開始時点の温度である。数値Ｂは、開始時点から最低点になるまでの期間を温度低下期間Ｔｂとしたとき、最低点となる直前の（１／３）×Ｔｂの間の温度平均値である。数値Ｃは、時間間隔Ｔのうち、最低点になってから終了時点までの期間を温度上昇期間Ｔｃとしたとき、（２／３）×Ｔｃ経過後から終了時点までの間の温度平均値である。

数値Ｂが数値Ａより大きいと判断されると、失効データを発信する。

数値Ｂが数値Ａより小さく、数値Ｃより大きいと判断されると、失効データを発信する。数値Ｂが数値Ａより小さい同時に数値Ｃより小さいと判断されると、正常データを発信する。つまり潤滑効果が正常な状態に保持される。

本発明は、さらに通知装置２０を備える。通知装置２０は処理装置１８に電気的に接続されることで失効データおよび正常データをキャッチする。通知装置２０はディスプレー、ランプまたはブザーから構成され、失効データおよび正常データをキャッチすると起動される。

上述したとおり、本発明による直線移動システムの潤滑作業の検知方法は流量計を省き、潤滑油漏洩のリスクを低減することができるだけでなく、体積が流量計より小さいセンサによってリニアモジュールの移動速度が速い状態での潤滑作業を効果的に検知することができる。

１０：直線移動システム、
１２：リニアモジュール、
１２１：第一移動部、
１２２：第二移動部、
１２３：注入ノズル、
１４：オイル注入機、
１６：センサ、
１８：処理装置、
２０：通知装置、
Ａ、Ｂ、Ｃ：数値、
Ｌ：温度曲線、
Ｔ：時間間隔

Claims (5)

1. 直線移動システムに応用され、ステップ１、ステップ２およびステップ３を含む直線移動システムの潤滑作業の検知方法であって、
   前記直線移動システムは、リニアモジュール、オイル注入機、センサおよび処理装置を備え、
   前記リニアモジュールは、第一移動部および第二移動部を有し、
   前記第一移動部は、前記第二移動部に接触し、
   前記第一移動部と前記第二移動部とは、相対的に移動でき、
   前記オイル注入機は、前記第一移動部に潤滑油を流入させ、
   前記センサは、前記直線移動システムに配置され、
   前記処理装置は、前記オイル注入機および前記センサに電気的に接続され、
   前記ステップ１において、前記オイル注入機は起動され、前記第一移動部にオイルを注入するとオイル注入データを前記処理装置に発信し、前記処理装置は前記オイル注入データをキャッチするまで前記オイル注入データを持続的に読み取り、
   前記ステップ２において、前記オイル注入データが前記処理装置にキャッチされた後、前記処理装置は一つの所定時間間隔に前記センサからキャッチされた温度データを読み取り、周期性を探り、前記所定時間間隔に記録された前記温度データは温度曲線によって表示され、続いて前記温度曲線の凹んだ部位が上向きであるか否かを前記処理装置は判断し、前記温度曲線の前記凹んだ部位が上向きではない場合、前記処理装置は、潤滑効果が効かないことを示す失効データを発信し、
   前記ステップ３において、
   前記温度曲線の前記凹んだ部位が上向きである場合、前記温度データから、前記所定時間間隔の開始時点の温度の数値を読み取り、数値Ａとし、
   前記温度曲線に基づいて、前記開始時点から最低点になるまでの期間を温度低下期間としたときの最低点となる直前の（１／３）×前記温度低下期間の間の温度数値の平均値を計算して数値Ｂとし、
   前記温度曲線に基づいて、前記最低点になってから前記所定時間間隔の終了時点までの期間を温度上昇期間としたとき、前記最低点になってから（２／３）×前記温度上昇期間の経過後から前記終了時点まで間の温度数値の平均値を計算して数値Ｃとし、
   前記数値Ｂが前記数値Ａより大きいと判断されると、前記失効データを発信し、
   前記数値Ｂが前記数値Ａより小さく、前記数値Ｃより大きいと判断されると、前記失効データを発信し、
   前記数値Ｂが、前記数値Ａより小さく、かつ、前記数値Ｃより小さいと判断されると、潤滑効果が正常に保持されることを示す正常データを発信することを特徴する直線移動システムの潤滑作業の検知方法。
   
2. 前記センサは、前記リニアモジュールの前記第一移動部に配置されることを特徴する請求項１に記載の直線移動システムの潤滑作業の検知方法。
3. 前記第一移動部は、注入ノズルを有し、
   前記センサは、前記注入ノズルに接触することを特徴する請求項２に記載の直線移動システムの潤滑作業の検知方法。
4. 前記オイル注入データが前記処理装置にキャッチされる前記所定時間間隔は、３秒から６０秒のうちの一つに設定されることを特徴する請求項１に記載の直線移動システムの潤滑作業の検知方法。
5. さらに通知装置を備え、
   前記通知装置は、前記処理装置に電気的に接続され、前記失効データおよび前記正常データをキャッチすると起動されることを特徴する請求項１に記載の直線移動システムの潤滑作業の検知方法。