JP6499611B2 - 制御装置および異常診断装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態における、電動機(例えば、サーボモータ)10とボールねじ12とを用いて送り軸を構成する送り機構14と、送り機構14に適用された異常診断装置16とを示す図である。電動機10の回転子18に接続された回転軸20とボールねじ(回転部材)12とは、カップリング部22を介して接続されている。電動機10の回転子18は、ベアリング(軸受け)24a、24bによって回転可能に支持されている。このベアリング24a、24bは、電動機10の筐体10aに固定されている。ボールねじ12は、カップリング部22側に設けられたベアリング26aと先端側に設けられたベアリング26bとによって回転可能に支持されている。ベアリング26a、26bは、送り機構14が設置された設置面Eに設けられた支持部材28a、28bによって支持されている。ボールねじ12にはナット30が螺合されており、ナット30は、ベアリング26aとベアリング26bとの間に設けられている。電動機10の回転子18が回転することで、ボールねじ12が回転し、ナット30がボールねじ12の軸方向に移動する。
第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態で説明した異常診断装置16を、電動機10とギヤ(歯車)とを用いて主軸を駆動させる駆動機構100に適用したものである。図5は、第2の実施の形態における、駆動機構100と、駆動機構100に適用された異常診断装置16Aとを示す図である。なお、上記第1の実施の形態と同一の構成については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
上記した第1および第2の実施の形態は、以下のように変形可能である。
図7は、第3の実施の形態における異常診断装置16Bの構成を示す図である。第3の実施の形態においては、複数の異なる制御装置38A〜38Cを備え、複数の異なる制御装置38A〜38Cの各々にセンサ34A〜34C、36A〜36Cおよび回転検出器32A〜32Cが接続されている。センサ34A、36Aおよび回転検出器32Aと、センサ34B、36Bおよび回転検出器32Bと、センサ34C、36Cおよび回転検出器32Cとは、互いに別の診断対象機構(例えば、送り機構14など)に設けられている。本説明では、制御装置38A、センサ34A、36A、および、回転検出器32Aに対応する診断対象機構を140Aとし、制御装置38B、センサ34B、36B、および、回転検出器32Bに対応する診断対象機構を140Bとし、制御装置38C、センサ34C、36C、および、回転検出器32Cに対応する診断対象機構を140Cとして表す。
図8は、第4の実施の形態における異常診断装置16Cの構成を示す図である。なお、第3の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付する。第4の実施の形態においては、制御装置38A〜38Cとは別に異常診断を行う制御装置38を備える。制御装置38は、制御装置38A〜38Cから信号(検出信号DSおよび位相情報PS)を収集し、異常診断を行う。各制御装置38A〜38Cは、それぞれセンサ34A〜34C、36A〜36Cおよび回転検出器32A〜32Cと接続され、信号(検出信号DSおよび位相情報PS)を収集する。このとき、制御装置38A〜38Cは、自身の診断対象となる診断対象機構140A〜140Cの異常診断を行わず、取得した信号を制御装置38に送信する。制御装置38は、制御装置38A〜38Cから取得した信号を元に、制御装置38A〜38Cに対応する診断対象機構140A〜140Cの異常の診断を行う。
14…送り機構 16、16A〜16C…異常診断装置
18…回転子 20、102a、106a…回転軸
24a、24b、26a、26b、104a、104b、108a、108b、114a、114b、130a〜130d…ベアリング
28a、28b…支持部材 32、32A〜32C…回転検出器
34、34A〜34C、36、36A〜36C、118、120…センサ
38、38A〜38C…制御装置 50…検出信号取得部
52…位相情報取得部 54…時間幅決定部
56…信号分割部 58…加算平均部
59…同期加算部 60…周波数解析部
62…異常診断部 100…駆動機構
102…駆動ギヤ 106…従動ギヤ
112…主軸 116…工具
140A〜140C…診断対象機構 AS…加算平均信号
D…時間幅 DS、DS1〜DS4…検出信号
FS…周波数信号 PS…位相情報
Claims (10)
- 電動機の回転を制御する制御装置であって、
前記電動機の回転によって被検出部位に発生する振動に基づく物理量を検出するセンサからの検出信号を取得する検出信号取得部と、
前記電動機の回転位置の位相情報を取得する位相情報取得部と、
前記位相情報に基づいて、前記振動の周期と合致する時間幅を決定する時間幅決定部と、
決定した前記時間幅に基づいて前記検出信号を等分割する信号分割部と、
等分割された複数の分割信号を、波形を崩すことを抑制しつつ加算して平均する加算平均部と、
前記加算平均部により加算平均された加算平均信号を周波数信号に変換する周波数解析部と、
前記振動に異常があるかどうかを前記周波数信号に基づいて診断する異常診断部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記振動の周期は、前記被検出部位に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、前記被検出部位に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする制御装置。 - 請求項2に記載の制御装置であって、
前記振動の周期は、同じ前記被検出部位であっても、前記被検出部位を構成する部材または部品に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、診断対象となる前記部材または前記部品に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置であって、
前記電動機には、前記位相情報を検出する回転検出器が設けられており、
前記位相情報取得部は、前記回転検出器が検出した前記位相情報を取得することを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置であって、
前記位相情報取得部は、前記位相情報を推定することで、前記位相情報を取得することを特徴とする制御装置。 - 電動機の回転によって診断部位に発生する振動に基づく物理量を検出するセンサと、
前記電動機の回転位置の位相情報を取得する位相情報取得部と、
前記位相情報に基づいて、前記振動の周期と合致する時間幅を決定する時間幅決定部と、
決定した前記時間幅に基づいて前記センサが検出した検出信号を等分割する信号分割部と、
等分割された複数の分割信号を、波形を崩すことを抑制しつつ加算平均する加算平均部と、
前記加算平均部により加算平均された加算平均信号を周波数信号に変換する周波数解析部と、
前記振動に異常があるかどうかを前記周波数信号に基づいて診断する異常診断部と、
を備える異常診断装置。 - 請求項6に記載の異常診断装置であって、
前記振動の周期は、前記診断部位に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、前記診断部位に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする異常診断装置。 - 請求項7に記載の異常診断装置であって、
前記振動の周期は、同じ前記診断部位であっても、異常の要因に応じて異なり、
前記時間幅決定部は、診断したい異常の要因に応じた周期と合致する前記時間幅を決定することを特徴とする異常診断装置。 - 請求項6〜8のいずれか1項に記載の異常診断装置であって、
前記位相情報を検出する回転検出器を備え、
前記位相情報取得部は、前記回転検出器が検出した前記位相情報を取得することを特徴とする異常診断装置。 - 請求項6〜8のいずれか1項に記載の異常診断装置であって、
前記位相情報取得部は、前記位相情報を推定することで、前記位相情報を取得することを特徴とする異常診断装置。
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