JP6806754B2 - 工作機械および振動診断支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーボモータからサーボモータの駆動力により駆動する駆動対象物までの駆動系を有する工作機械、および、その工作機械の振動の診断を支援する振動診断支援方法に関する。

工作機械では、振動特性を把握するため、サーボモータの周波数特性を測定する場合がある。例えば、下記特許文献１のサーボ制御装置では、サーボモータに対する速度制御ループに入力される正弦波の入力信号と、その入力信号が入力されたときに速度制御ループから出力される出力信号との利得を含む周波数特性を算出し、その周波数特性から共振周波数を検出することが開示されている。

特開２０１６−１１１８９７号公報

しかしながら、上記特許文献１のサーボ制御装置では、周波数特性から検出した共振周波数がボルトの緩みなどの工作機械の異常を含むものなのか否かを判断することは困難である。

そこで、本発明は、工作機械の異常を含む振動であるか否かを捉えることができる工作機械および工作機械の振動診断支援方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、工作機械であって、サーボモータから前記サーボモータの駆動力により駆動する駆動対象物までの駆動系と、前記サーボモータの駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて高くなる方向に変化する第１の揺動信号を送出する第１の信号送出部と、前記駆動軸を周期的に揺動させるものであって前記揺動周波数が時間経過に応じて低くなる方向に変化する第２の揺動信号を送出する第２の信号送出部と、工作機械の状態を表す物理量を測定する測定部と、前記第１の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときに前記測定部で測定された前記物理量の測定信号と、前記第１の揺動信号とに基づいて、第１の周波数特性を演算する第１の演算部と、前記第２の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときに前記測定部で測定された前記物理量の測定信号と、前記第２の揺動信号とに基づいて、第２の周波数特性を演算する第２の演算部と、を備える。

本発明の第２の態様は、サーボモータから前記サーボモータの駆動力により駆動する駆動対象物までの駆動系を有する工作機械の振動の診断を支援する振動診断支援方法であって、前記サーボモータの駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて高くなる方向に変化する第１の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときの前記工作機械の状態を表す物理量を測定する第１の測定ステップと、前記駆動軸を周期的に揺動させるものであって前記揺動周波数が時間経過に応じて低くなる方向に変化する第２の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときの前記物理量を測定する第２の測定ステップと、前記第１の測定ステップで測定された前記物理量の測定信号と、前記第１の揺動信号とに基づいて、第１の周波数特性を演算し、前記第２の測定ステップで測定された前記物理量の測定信号と、前記第２の揺動信号とに基づいて、第２の周波数特性を演算する周波数特性演算ステップと、を含む。

工作機械の異常があると、第１の周波数特性と第２の周波数特性とに差が生じる傾向にある。したがって、第１の周波数特性および第２の周波数特性を演算することで、工作機械の異常を含む振動であるか否かを捉えることができる。

第１の実施の形態における工作機械を示す図である。 第１の揺動信号の一例を示す図である。 第２の揺動信号の一例を示す図である。 第１の周波数特性（ゲイン特性）および第２の周波数特性（ゲイン特性）の表示例を示す図である。 第１の実施の形態における工作機械の処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態における工作機械を示す図である。 第２の実施の形態における工作機械の処理の流れを示すフローチャートである。

本発明について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態における工作機械１０を示す図である。工作機械１０は、駆動系１２、モータ制御装置１４、数値制御装置１６および表示装置１８を備える。

駆動系１２は、サーボモータ２４と、サーボモータ２４の駆動力を伝達する駆動力伝達機構２６と、駆動力伝達機構２６によって伝達されるサーボモータ２４の駆動力により駆動する駆動対象物２８とを有する。サーボモータ２４は、リニアモータであってもよい。駆動力伝達機構２６は、サーボモータ２４の回転力または推力を直進運動に変換して駆動対象物２８に伝達するものであってもよく、サーボモータ２４の回転力または推力をそのまま駆動対象物２８に伝達するものであってもよい。駆動力伝達機構２６は、ボールネジ、ギア、プーリを含んで構成されてもよい。駆動対象物２８は、テーブルや工具などである。つまり、駆動系１２は、サーボモータ２４から駆動対象物２８までの各機構、部材、部品などによって構成される。

モータ制御装置１４は、駆動系１２におけるサーボモータ２４を制御するものであり、数値制御装置１６は、モータ制御装置１４および表示装置１８を制御するものである。表示装置１８は、数値制御装置１６から出力される信号に基づく表示内容を表示画面上に表示するものである。表示装置１８の具体例としては、液晶ディスプレイ、あるいは、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。

数値制御装置１６は、図１に示すように、揺動信号送出部３０、測定部３２、周波数特性演算部３４、表示制御部３６、パラメータ設定部３８、および、測定開始制御部４０を有する。数値制御装置１６は、少なくともＣＰＵなどのプロセッサとプログラムが記憶された記憶媒体とを有し、プロセッサがプログラムを実行することで本実施の形態の数値制御装置１６として機能する。

揺動信号送出部３０は、第１の信号送出部３０Ａおよび第２の信号送出部３０Ｂを有する。第１の信号送出部３０Ａは、第１の揺動信号Ｏｓ１をモータ制御装置１４および周波数特性演算部３４に送出する。第１の揺動信号Ｏｓ１は、現在の駆動軸の位置を基準位置として、駆動軸を正方向にある所定の角度（変位）だけ回転（移動）した後、逆方向にある所定の角度（変位）だけ回転（移動）するという動作（揺動）を繰り返し行うように、モータ制御装置１４を制御する指令信号である。この第１の揺動信号Ｏｓ１がモータ制御装置１４に送出されると、モータ制御装置１４は、第１の揺動信号Ｏｓ１にしたがってサーボモータ２４の駆動軸を周期的に揺動させる。

図２は、第１の揺動信号Ｏｓ１の一例を示す図である。図２に示すように、第１の揺動信号Ｏｓ１の値「０」は、基準位置を示す。また、＋符号（正符号）の第１の揺動信号Ｏｓ１の値は、基準位置から正方向側への駆動軸の指令位置を示し、−符号（負符号）の第１の揺動信号Ｏｓ１の値は、基準位置から逆方向側への駆動軸の指令位置を示す。指令位置が基準位置「０」から離れるほど、駆動軸の基準位置からの回転角度（変位量）が大きくなる。

第１の揺動信号Ｏｓ１の揺動周波数は、時間経過に応じて段階的に高くなる方向に変化する（アップチャープする）。したがって、この第１の揺動信号Ｏｓ１に基づくサーボモータ２４の駆動軸の揺動は時間経過に応じて速くなる。なお、図２に示す例では、第１の揺動信号Ｏｓ１の振幅は、時間経過にかかわらず一定である。このため、第１の揺動信号Ｏｓ１に基づくサーボモータ２４の駆動軸が基準位置から正方向に回転（変位）する回転角度（変位量）と、当該基準位置から逆方向に回転（変位）する回転角度（変位量）とは同じである。

第２の信号送出部３０Ｂは、第２の揺動信号Ｏｓ２をモータ制御装置１４および周波数特性演算部３４に送出する。第２の揺動信号Ｏｓ２は、第１の揺動信号Ｏｓ１と同様に、モータ制御装置１４を制御する指令信号である。この第２の揺動信号Ｏｓ２がモータ制御装置１４に送出されると、モータ制御装置１４は、第２の揺動信号Ｏｓ２にしたがってサーボモータ２４の駆動軸を周期的に揺動させる。

図３は、第２の揺動信号Ｏｓ２の一例を示す図である。図３に示すように、第２の揺動信号Ｏｓ２の値「０」は、基準位置を示す。また、＋符号（正符号）の第２の揺動信号Ｏｓ２の値は、基準位置から正方向側への駆動軸の指令位置を示し、−符号（負符号）の第２の揺動信号Ｏｓ２の値は、基準位置から逆方向側への駆動軸の指令位置を示す。指令位置が基準位置「０」から離れるほど、駆動軸の基準位置からの回転角度（変位量）が大きくなる。

第２の揺動信号Ｏｓ２の揺動周波数は、時間経過に応じて段階的に低くなる方向に変化する（ダウンチャープする）。したがって、この第２の揺動信号Ｏｓ２に基づくサーボモータ２４の駆動軸の揺動は時間経過に応じて遅くなる。

図２および図３の対比からも分かるように、第２の揺動信号Ｏｓ２と第１の揺動信号Ｏｓ１とは、平面鏡に映した物体と像との対応関係にあることが好ましい。つまり、第２の揺動信号Ｏｓ２は、第１の揺動信号Ｏｓ１と面対称の対応関係を有しており、第１の揺動信号Ｏｓ１の時間変化（ｔ０→ｔ１）を逆転させたもの（ｔ１→ｔ０）が第２の揺動信号Ｏｓ２となる。なお、第２の揺動信号Ｏｓ２は、ｔ１→ｔ０に向かってサーボモータ２４に入力する。

測定部３２は、工作機械１０の状態を表す物理量Ｐｓを測定する。この物理量Ｐｓとしては、サーボモータ２４に流れる電流、サーボモータ２４の駆動軸のトルク、回転角（位置）、速度、加速度などがある。サーボモータ２４に流れる電流を測定する場合は、測定部３２は電流センサを有してもよく、サーボモータ２４の駆動軸のトルク（推力）を測定する場合は、測定部３２はトルクセンサ（力センサ）を有してもよい。測定部３２は、測定した電流値からトルク（推力）を算出してもよい。また、サーボモータ２４の駆動軸の回転角（位置）を測定する場合は、測定部３２は、回転角（位置）を検出するエンコーダを有してもよい。測定部３２は、回転角（位置）から速度、加速度を算出してもよい。

なお、測定部３２は、物理量Ｐｓとして、駆動力伝達機構２６や駆動対象物２８のトルク、位置、速度、加速度、または、音圧に比例する電気信号を測定してもよい。駆動力伝達機構２６や駆動対象物２８の物理量Ｐｓもサーボモータ２４の状態を示しているからである。したがって、測定部３２は、図１に示す例では数値制御装置１６に設けられているが、駆動系１２に設けられていてもよく、サーボモータ２４の内部に設けられていてもよく、モータ制御装置１４の内部に設けられていてもよい。要するに、測定部３２は、工作機械１０の状態を表す物理量Ｐｓを測定すればよい。なお、本実施の形態では、測定部３２は、物理量Ｐｓとしてサーボモータ２４の駆動軸の回転角（位置）を測定するものとする。

サーボモータ２４の駆動軸が第１の揺動信号Ｏｓ１を基に揺動したときに測定部３２が測定した物理量Ｐｓ（回転角（位置））を示す測定信号Ｍｓ１は、第１の揺動信号Ｏｓ１に対応して周期的に変動する。一方、サーボモータ２４の駆動軸が第２の揺動信号Ｏｓ２を基に揺動したときに測定部３２が測定した物理量Ｐｓ（回転角（位置））を示す測定信号Ｍｓ２は、第２の揺動信号Ｏｓ２に対応して周期的に変動する。測定部３２が測定した測定信号Ｍｓ１、Ｍｓ２は、周波数特性演算部３４に出力される。

周波数特性演算部３４は、第１の演算部３４Ａ、第２の演算部３４Ｂおよび記憶部３４Ｃを有する。第１の演算部３４Ａは、第１の信号送出部３０Ａから送出される第１の揺動信号Ｏｓ１と、その第１の揺動信号Ｏｓ１を基にサーボモータ２４が揺動したときに測定部３２で測定された測定信号Ｍｓ１とを記憶部３４Ｃに記憶する。第１の演算部３４Ａは、記憶部３４Ｃに記憶した第１の揺動信号Ｏｓ１と測定信号Ｍｓ１とに基づいて、第１の周波数特性を演算する。

第１の周波数特性として、ゲイン特性などのように、振動の大きさを示す物理量に関する周波数特性が用いられる。本実施の形態では、第１の周波数特性は、複数の揺動周波数の各々における第１の揺動信号Ｏｓ１と測定信号Ｍｓ１との振幅比であるゲイン特性とする。

つまり、第１の演算部３４Ａは、第１の周波数特性として、サーボモータ２４に入力される入力信号（第１の揺動信号Ｏｓ１）と、その入力信号に対応してサーボモータ２４から出力される出力信号（測定信号Ｍｓ１）との振幅比を揺動周波数ごとに演算する。第１の演算部３４Ａは、第１の周波数特性（ゲイン特性）を演算すると、演算した第１の周波数特性を表示装置１８に出力する。

第２の演算部３４Ｂは、第２の信号送出部３０Ｂから送出される第２の揺動信号Ｏｓ２と、その第２の揺動信号Ｏｓ２を基にサーボモータ２４が揺動したときに測定部３２で測定された測定信号Ｍｓ２とを記憶部３４Ｃに記憶する。第２の演算部３４Ｂは、記憶部３４Ｃに記憶した第２の揺動信号Ｏｓ２と測定信号Ｍｓ２とに基づいて、第２の周波数特性を演算する。

第２の周波数特性として、第１の周波数特性に対応するものが採用される。本実施の形態では、第１の周波数特性としてゲイン特性が採用されるため、第２の周波数特性としてゲイン特性が採用される。

つまり、第２の演算部３４Ｂは、第２の周波数特性として、サーボモータ２４に入力される入力信号（第２の揺動信号Ｏｓ２）と、その入力信号に対応してサーボモータ２４から出力される出力信号（測定信号Ｍｓ２）との振幅比を揺動周波数ごとに演算する。第２の演算部３４Ｂは、第２の周波数特性（ゲイン特性）を演算すると、演算した第２の周波数特性を表示装置１８に出力する。

なお、第１の周波数特性および第２の周波数特性の双方の演算が終了すると、周波数特性演算部３４は、演算終了信号ＣＥを生成し、その演算終了信号ＣＥを測定部３２およびパラメータ設定部３８に出力する。

表示制御部３６は、第１の演算部３４Ａから出力される第１の周波数特性と、第２の演算部３４Ｂから出力される第２の周波数特性とを対比可能な状態で表示装置１８に表示させる。

図４は、第１の周波数特性（ゲイン特性）および第２の周波数特性（ゲイン特性）の表示例を示す図である。図４に示すように、表示装置１８の表示画面には、第１の周波数特性（ゲイン特性）を示すゲイン線図ＤＧ１と、第２の周波数特性（ゲイン特性）を示すゲイン線図ＤＧ２とが表示される。なお、ゲイン線図ＤＧ１、ＤＧ２は、ゲインを揺動周波数ごとにプロットしたゲイン波形を含んでいる。

ここで、工作機械１０に異常がない場合には、第１の周波数特性（ゲイン特性）と第２の周波数特性（ゲイン特性）とは許容範囲内で概ね一致する。しかしながら、工作機械１０において、例えば、サーボモータ２４または駆動力伝達機構２６を構成する部材を支持するためのボルトが緩んでいるなどといった異常があると、第１の周波数特性（ゲイン特性）と第２の周波数特性（ゲイン特性）とに差が生じる傾向にある。

これは、工作機械１０の異常があると、時間経過に応じて段階的に揺動周波数が高くなるように駆動軸を揺動させた場合と、時間経過に応じて段階的に揺動周波数が低くなるように駆動軸を揺動させた場合とでは、工作機械１０において異なった振動が生じ易いからである。この場合の「異常」とは、機械系のガタや締結部の何らかの緩みなど、「ガタ要素」すなわち制御論的には「不感帯要素」と呼ばれる種類の異常がある場合に、特に顕著である。

具体的には、工作機械１０の異常があると、図４に示すように、第１の周波数特性（ゲイン特性）に現れる第１の共振点Ｐ１と、その第１の共振点Ｐ１に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値よりも大きくなる。

なお、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡとは、最大振幅比のずれ量ＤＡ１、および、共振周波数のずれ量ＤＡ２の少なくとも一方を意味する。最大振幅比のずれ量ＤＡ１は、第１の周波数特性における最大振幅比と第２の周波数特性における最大振幅比とのずれ量である。共振周波数のずれ量ＤＡ２は、第１の周波数特性における最大振幅比の周波数と、第２の周波数特性における最大振幅比の周波数とのずれ量である。

したがって、オペレータは、表示装置１８に表示された第１の周波数特性（ゲイン特性）の共振点Ｐ１と第２の周波数特性（ゲイン特性）の共振点Ｐ２とを対比することで、工作機械１０の異常を含む振動であるか否かを捉えることができる。

なお、共振点Ｐ１と共振点Ｐ２とが概ね等しい場合は、ガタや緩みではない、純粋な低剛性要素の存在か、あるいは、電気的なノイズの可能性が高いことが推定できる。さらに詳しくは、電気的なノイズの場合には、ゲイン線図ＤＧ１、ＤＧ２のゲイン波形が、より細く、裾野が狭いかほぼなく急峻に、線状に立ち上がる形状になることで推定可能である。一方、ガタのない純粋な低剛性要素の場合には、ゲイン線図ＤＧ１、ＤＧ２の立ち上がりが、ノイズのそれに対し、なだらかに広い裾野形状になり、一定の幅を有する傾向が強い。これらの違いによって、両者の区別も概ね判別することが可能である。

パラメータ設定部３８は、オペレータの操作に基づいて、第１の揺動信号Ｏｓ１および第２の揺動信号Ｏｓ２の各々における複数の信号パラメータの少なくとも１つを設定するものである。複数の信号パラメータは、揺動周波数を変化させる周波数帯域と、その周波数帯域で段階的に揺動周波数を変化させるときの段階数（ステップ数）と、各々の段階における揺動周波数の値（周期）と、振幅とを含む。

パラメータ設定部３８によって信号パラメータが設定された場合、第１の信号送出部３０Ａは、設定された信号パラメータとなるように第１の揺動信号Ｏｓ１を生成し、生成した第１の揺動信号Ｏｓ１を送出する。同様に、第２の信号送出部３０Ｂは、パラメータ設定部３８によって設定された信号パラメータとなるように第２の揺動信号Ｏｓ２を生成し、生成した第２の揺動信号Ｏｓ２を送出する。

したがって、オペレータは、表示装置１８に表示された第１の周波数特性（ゲイン特性）と第２の周波数特性（ゲイン特性）とを確認した上で、複数の信号パラメータのなかで所望の信号パラメータを設定し、その設定内容でゲイン特性を測定し直すことができる。

なお、パラメータ設定部３８は、オペレータの操作によって周波数が入力された場合に、その周波数を含み、かつ、予め設定された初期値よりも狭い周波数帯域を設定するとともに、予め設定された初期値よりも多いステップ数を設定するようにしてもよい。これにより、相対的にずれ量ＤＡが大きい第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２の周波数をオペレータが入力すれば、工作機械１０の異常を含む振動である可能性がある部分のより詳細なゲイン特性を測定し、その測定結果をオペレータに提示することができる。

測定開始制御部４０は、測定開始タイミングを管理するものである。測定開始制御部４０は、測定開始タイミングになると、揺動信号送出部３０、測定部３２およびパラメータ設定部３８に測定開始信号ＳＴを送信する。

測定開始制御部４０は、オペレータによって、測定を開始する操作が行われると、測定開始タイミングが到来したと判断して、揺動信号送出部３０、測定部３２およびパラメータ設定部３８に測定開始信号ＳＴを送信してもよい。また、測定開始制御部４０は、揺動信号送出部３０、測定部３２およびパラメータ設定部３８に測定開始信号ＳＴを周期的に送信してもよい。

揺動信号送出部３０は、測定開始信号ＳＴを受信すると、第１の信号送出部３０Ａから第１の揺動信号Ｏｓ１をモータ制御装置１４に送出し、その第１の揺動信号Ｏｓ１を送出し終わると、第２の信号送出部３０Ｂから第２の揺動信号Ｏｓ２をモータ制御装置１４に送出する。なお、揺動信号送出部３０は、第２の信号送出部３０Ｂから第２の揺動信号Ｏｓ２をモータ制御装置１４に送出し、その第２の揺動信号Ｏｓ２を送出し終わると、第１の信号送出部３０Ａから第１の揺動信号Ｏｓ１をモータ制御装置１４に送出してもよい。

測定部３２は、測定開始信号ＳＴを受信すると、周波数特性演算部３４から演算終了信号ＣＥを受けるまでの間（測定期間）、サーボモータ２４の物理量Ｐｓ（回転角（位置））を測定する。

パラメータ設定部３８は、測定開始信号ＳＴを受信すると、周波数特性演算部３４から演算終了信号ＣＥを受けるまでの間（測定期間）、オペレータによる信号パラメータの操作を受け付けない期間とする。これにより、測定期間中にオペレータが信号パラメータを操作することによって、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが閾値以上となってしまうことを防止することができる。

次に、本実施の形態の工作機械１０の振動の診断を支援する振動診断支援方法を簡単に説明する。図５は、第１の実施の形態における工作機械１０の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１において、測定開始制御部４０は、測定開始タイミングが到来したか否かを判断する。測定開始制御部４０は、測定開始タイミングが到来していないと判断した場合にはステップＳ１に戻る。一方、測定開始制御部４０は、測定開始タイミングが到来したと判断した場合には、揺動信号送出部３０、測定部３２およびパラメータ設定部３８に測定開始信号ＳＴを送信し、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、揺動信号送出部３０は、第１の揺動信号Ｏｓ１をモータ制御装置１４および周波数特性演算部３４に送出する。測定部３２は、第１の揺動信号Ｏｓ１を基にサーボモータ２４の駆動軸が揺動したときのサーボモータ２４の物理量Ｐｓ（回転角（位置））を測定する。パラメータ設定部３８は、周波数特性演算部３４から演算終了信号ＣＥを受けるまで、第１の揺動信号Ｏｓ１に対する信号パラメータの操作の受け付けを停止し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、揺動信号送出部３０は、第２の揺動信号Ｏｓ２をモータ制御装置１４および周波数特性演算部３４に送出する。測定部３２は、第２の揺動信号Ｏｓ２を基にサーボモータ２４の駆動軸が揺動したときのサーボモータ２４の物理量Ｐｓ（回転角（位置））を測定する。パラメータ設定部３８は、周波数特性演算部３４から演算終了信号ＣＥを受けるまで、第２の揺動信号Ｏｓ２に対する信号パラメータの操作の受け付けを停止し、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、周波数特性演算部３４は、ステップＳ２で送出された第１の揺動信号Ｏｓ１と、ステップＳ２で測定された物理量Ｐｓ（回転角（位置））の測定信号Ｍｓ１とに基づいて、第１の周波数特性（ゲイン特性）を演算する。また、周波数特性演算部３４は、ステップＳ３で送出された第２の揺動信号Ｏｓ２と、ステップＳ３で測定された物理量Ｐｓ（回転角（位置））の測定信号Ｍｓ２とに基づいて、第２の周波数特性（ゲイン特性）を演算する。周波数特性演算部３４は、第１の周波数特性（ゲイン特性）および第２の周波数特性（ゲイン特性）を演算し終わると、演算終了信号ＣＥを測定部３２およびパラメータ設定部３８に出力した後に、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、表示制御部３６は、ステップＳ４で演算された第１の周波数特性（ゲイン特性）および第２の周波数特性（ゲイン特性）を表示装置１８に表示させ、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、パラメータ設定部３８は、周波数特性演算部３４から演算終了信号ＣＥを受けると、第１の揺動信号Ｏｓ１および第２の揺動信号Ｏｓ２の各々に対する信号パラメータの操作の受け付けを開始し、ステップＳ１に戻る。

なお、パラメータ設定部３８は、信号パラメータの操作の受け付けを開始してから、測定開始信号ＳＴを受けるまでに、信号パラメータの操作があった場合には、その操作対象の信号パラメータの値を、オペレータの操作によって入力された入力値に設定する。この場合、揺動信号送出部３０は、設定された信号パラメータとなるように、第１の揺動信号Ｏｓ１および第２の揺動信号Ｏｓ２を生成し、その後に測定開始信号ＳＴを受けると、生成した第１の揺動信号Ｏｓ１および第２の揺動信号Ｏｓ２を送出する。

なお、図５に示す例では、ステップＳ２の処理の後にステップＳ３の処理が実行されているが、ステップＳ３の処理の後にステップＳ２の処理が実行されてもよい。

上記の第１の実施の形態は、下記のように変形することができる。

（変形例１−１）
上記の第１の実施の形態の数値制御装置１６には、図１において破線で示すように、比較部４４が設けられてもよい。比較部４４は、第１の周波数特性（ゲイン特性）に現れる第１の共振点Ｐ１（図４）と、その第１の共振点Ｐ１に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点Ｐ２（図４）とのずれ量ＤＡを所定の閾値と比較する。上記のように、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡは、最大振幅比のずれ量ＤＡ１、および、共振周波数のずれ量ＤＡ２の少なくとも一方である。

ここで、最大振幅比のずれ量ＤＡ１、および、共振周波数のずれ量ＤＡ２の少なくとも一方が所定の閾値以上となる場合、比較部４４は、その閾値以上となる第１の共振点Ｐ１（図４）および第２の共振点Ｐ２（図４）を表示制御部３６に出力する。

表示制御部３６は、周波数特性演算部３４で演算された第１の周波数特性および第２の周波数特性とともに、比較部４４から出力された第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とを表示装置１８に識別表示させる。これにより、工作機械１０の異常を含む振動である可能性が高いことを、オペレータに対して直感的に分かり易く提示することができる。

なお、識別表示の具体的な態様として、例えば、表示制御部３６は、ゲイン線図ＤＧ１、ＤＧ２（図４）におけるゲイン波形のなかで、ずれ量ＤＡが閾値以上となる共振点Ｐ１、Ｐ２を含む波形部分を他の波形部分よりも強調して表示させるようにしてもよい。また、例えば、表示制御部３６は、ゲイン線図ＤＧ１、ＤＧ２（図４）を、互いに異なる色で重ねた状態で同一画面に表示してもよい。また、例えば、表示制御部３６は、単位時間ごとに、あるいは、オペレータの切り替え操作に応じて、第１の周波数特性のゲイン波形と、第２の周波数特性のゲイン波形とを同一目盛のグラフ上に表示してもよい。

（変形例１−２）
変形例１−１では、比較部４４は、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値以上となる第１の共振点Ｐ１および第２の共振点Ｐ２を表示制御部３６に出力した。これに対し、変形例１−２では、比較部４４は、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡに応じて、振動に関するコメントを生成し、生成したコメントを表示制御部３６に出力する。

例えば、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値以上となる場合、比較部４４は、工作機械１０の異常を含む振動の可能性がある旨のコメントを生成し、生成したコメントを表示制御部３６に出力する。この場合、表示制御部３６は、周波数特性演算部３４で演算された第１の周波数特性および第２の周波数特性とともに、工作機械１０の異常を含む振動の可能性がある旨を表示装置１８に表示させる。

一方、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値未満となる場合、比較部４４は、工作機械１０には異常とみられる要因がない可能性が高い旨のコメントを生成し、生成したコメントを表示制御部３６に出力する。この場合、表示制御部３６は、周波数特性演算部３４で演算された第１の周波数特性および第２の周波数特性とともに、工作機械１０には異常とみられる要因がない可能性が高い旨を表示装置１８に表示させる。

このように、表示制御部３６は、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡに応じて、振動に関するコメントを表示させれば、工作機械１０の異常を含む振動であるか否かを、オペレータに対して直感的に分かり易く提示することができる。

〔第２の実施の形態〕
図６は、第２の実施の形態における工作機械１０を示す図である。なお、第１の実施の形態において説明した構成と同等の構成については同一の符号を付し、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。

第２の実施の形態における工作機械１０では、数値制御装置１６の構成が第１の実施の形態と異なる。具体的に本実施の形態の数値制御装置１６では、表示制御部３６および比較部４４がなく、振動要因推定部５０および報知部５２が新たに備えられる。

振動要因推定部５０は、第１の周波数特性（ゲイン特性）に現れる第１の共振点Ｐ１と、第２の周波数特性（ゲイン特性）に現れる第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡに基づいて、工作機械１０の異常を含む振動であるか否かを推定するものである。

すなわち、振動要因推定部５０は、第１の演算部３４Ａから出力された第１の周波数特性（ゲイン特性）における最大振幅比および共振周波数を検出し、第２の演算部３４Ｂから出力された第２の周波数特性における最大振幅比および共振周波数を検出する。振動要因推定部５０は、この検出結果に基づいて、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡを認識し、認識したずれ量ＤＡを所定の閾値と比較する。

ここで、振動要因推定部５０は、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値未満である場合、工作機械１０の異常を含む振動ではなく、正常範囲内の振動であると推定する。この場合、振動要因推定部５０は、正常信号ＮＭを生成し、生成した正常信号ＮＭを報知部５２に出力する。

一方、振動要因推定部５０は、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値以上である場合、工作機械１０の異常を含む振動であると推定する。この場合、振動要因推定部５０は、異常信号ＥＲを生成し、生成した異常信号ＥＲを報知部５２に出力する。

報知部５２は、振動要因推定部５０の推定結果を報知するものである。すなわち、報知部５２は、振動要因推定部５０から正常信号ＮＭが与えられると、工作機械１０の異常を含む振動が生じている可能性が低いことをオペレータに報知する。一方、報知部５２は、振動要因推定部５０から異常信号ＥＲが与えられると、工作機械１０の異常を含む振動が生じている可能性が高いことをオペレータに報知する。

報知部５２の具体的な報知態様としては、例えば、表示装置１８に表示する態様、不図示の音響発生装置から音を発生する態様、不図示の発光装置から光を発生する態様などが挙げられる。なお、報知部５２は、２以上の報知態様を用いて報知するようにしてもよい。

工作機械１０の異常を含む振動が生じている可能性が高いことを表示装置１８に表示する態様である場合、報知部５２は、第１の周波数特性および第２の周波数特性を周波数特性演算部３４から取得し、それら第１の周波数特性と第２の周波数特性を対比可能な状態で表示させてもよい。また、報知部５２は、所定の閾値以上のずれ量ＤＡを有する第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とを振動要因推定部５０から取得し、それら第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とを識別表示させてもよい。

次に、本実施の形態における工作機械１０の振動の診断を支援する振動診断支援方法を簡単に説明する。図７は、第２の実施の形態における工作機械１０の処理の流れを示すフローチャートである。なお、第１の実施の形態において説明したステップと同等のステップについては同一の符号を付し、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。

本実施の形態の振動診断支援方法では、第１の実施の形態のステップＳ５に代えて、ステップＳ１５〜Ｓ１７が含まれる。

すなわち、ステップＳ１５において、振動要因推定部５０は、ステップＳ４で演算された第１の周波数特性に現れる第１の共振点Ｐ１と、ステップＳ４で演算された第２の周波数特性に現れる第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡを所定の閾値と比較する。

ここで、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値未満である場合、振動要因推定部５０は、工作機械１０の異常を含む振動ではなく、正常範囲内の振動であると推定する。この場合、振動要因推定部５０は、正常信号ＮＭを生成し、生成した正常信号ＮＭを報知部５２に出力し、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、報知部５２は、正常信号ＮＭを受けると、工作機械１０の異常を含む振動が生じている可能性が低いことをオペレータに報知した後、ステップＳ６に進む。

一方、第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値以上である場合、振動要因推定部５０は、工作機械１０の異常を含む振動であると推定する。この場合、振動要因推定部５０は、異常信号ＥＲを生成し、生成した異常信号ＥＲを報知部５２に出力し、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、報知部５２は、異常信号ＥＲを受けると、工作機械１０の異常を含む振動が生じている可能性が高いことをオペレータに報知する。この場合、工作機械１０の処理は終了する。

このように第２の実施の形態では、工作機械１０の振動要因推定部５０によって、工作機械１０の異常を含む振動があるか否かが推定され、当該振動があると推定された場合にはその旨が報知されるとともに周波数特性の測定が停止される。

上記の第２の実施の形態は、下記のように変形することができる。

（変形例２−１）
変形例２−１では、振動要因推定部５０は、正常範囲内の振動であると推定した場合（第１の共振点Ｐ１と第２の共振点Ｐ２とのずれ量ＤＡが所定の閾値未満である場合）に、工作機械１０に固有の振動であるか電気的なノイズであるかをさらに推定する。

すなわち、振動要因推定部５０は、第１の演算部３４Ａから出力された第１の周波数特性（ゲイン特性）に基づいて第１Ｑ値を検出し、検出した第１Ｑ値を所定のＱ値閾値と比較する。また、振動要因推定部５０は、第２の演算部３４Ｂから出力された第２の周波数特性（ゲイン特性）に基づいて第２Ｑ値を検出し、検出した第２Ｑ値を所定のＱ値閾値と比較する。

ここで、第１Ｑ値と第２Ｑ値とのいずれもが所定のＱ値閾値未満である場合、振動要因推定部５０は、工作機械１０に固有の振動であると推定する。この場合、振動要因推定部５０は、第１の正常信号ＮＭ１を生成し、生成した第１の正常信号ＮＭ１を報知部５２に出力する。報知部５２は、第１の正常信号ＮＭ１を受けると、工作機械１０の異常を含む振動も電気的なノイズもない可能性が高いことをオペレータに報知する。

一方、第１Ｑ値と第２Ｑ値との少なくとも一方が所定のＱ値閾値以上である場合、振動要因推定部５０は、電気的なノイズであると推定する。この場合、振動要因推定部５０は、第２の正常信号ＮＭ２を生成し、生成した第２の正常信号ＮＭ２を報知部５２に出力する。報知部５２は、第２の正常信号ＮＭ２を受けると、工作機械１０の異常を含む振動はない可能性が高いが電気的なノイズがある可能性が高いことをオペレータに報知する。

このように変形例２−１によれば、工作機械１０の異常を含む振動ではない可能性が高いときの振動要因をより詳しく捉えることができる。

（変形例２−２）
上記第２の実施の形態では、周波数特性演算部３４、振動要因推定部５０および報知部５２が数値制御装置１６に設けられた。しかし、数値制御装置１６と通信可能に接続されたＰＣなどに周波数特性演算部３４、振動要因推定部５０および報知部５２の少なくとも１つが設けられていてもよい。なお、上記第１の実施の形態も同様に、数値制御装置１６と通信可能に接続されたＰＣなどに周波数特性演算部３４、表示制御部３６および比較部４４の少なくとも１つが設けられていてもよい。

〔共通の変形例〕
上記第１の実施の形態および第２の実施の形態では、１軸用として１つの駆動系１２が工作機械１０に備えられた。しかし、例えば、Ｘ軸用の駆動系１２、Ｙ軸用の駆動系１２およびＺ軸用の駆動系１２などのように、多軸用として複数の駆動系１２が工作機械１０に備えられてもよい。

複数の駆動系１２が工作機械１０に備えられる場合、数値制御装置１６は、複数の駆動系１２に対して共通に設けられてもよく、複数の駆動系１２の各々に１つずつ設けられてもよい。また、複数の駆動系１２が工作機械１０に備えられる場合、複数の駆動系１２の各々が有するサーボモータ２４について第１の周波数特性（ゲイン特性）および第２の周波数特性（ゲイン特性）が取得される。

なお、複数の駆動系１２のサーボモータ２４ごとに第１の周波数特性（ゲイン特性）および第２の周波数特性（ゲイン特性）が取得された場合、工作機械１０の振動の異常の有無をより綿密に捉えることができる。またこの場合、異常個所に最も近い軸でのゲイン特性を用いて、工作機械１０の異常を明瞭に顕在化させることができる。

〔実施の形態から得られる技術的思想〕
第１の実施の形態および第２の実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

（第１の技術的思想）
工作機械（１０）は、駆動系（１２）と、第１の信号送出部（３０Ａ）と、第２の信号送出部（３０Ｂ）と、測定部（３２）と、第１の演算部（３４Ａ）と、第２の演算部（３４Ｂ）と、を備える。駆動系（１２）は、サーボモータ（２４）からサーボモータ（２４）の駆動力により駆動する駆動対象物（２８）までの駆動系である。第１の信号送出部（３０Ａ）は、サーボモータ（２４）の駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて高くなる方向に変化する第１の揺動信号（Ｏｓ１）を送出する。第２の信号送出部（３０Ｂ）は、駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて低くなる方向に変化する第２の揺動信号（Ｏｓ２）を送出する。測定部（３２）は、工作機械（１０）の状態を表す物理量（Ｐｓ）を測定する。第１の演算部（３４Ａ）は、第１の揺動信号（Ｏｓ１）を基に駆動軸が揺動したときに測定部（３２）で測定された物理量（Ｐｓ）の測定信号（Ｍｓ１）と、第１の揺動信号（Ｏｓ１）とに基づいて、第１の周波数特性を演算する。第２の演算部（３４Ｂ）は、第２の揺動信号（Ｏｓ２）を基に駆動軸が揺動したときに測定部（３２）で測定された物理量（Ｐｓ）の測定信号（Ｍｓ２）と、第２の揺動信号（Ｏｓ２）とに基づいて、第２の周波数特性を演算する。

工作機械（１０）の異常があると、第１の周波数特性と第２の周波数特性とに差が生じる傾向にある。したがって、第１の周波数特性および第２の周波数特性を演算することで、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かを捉えることができる。

工作機械（１０）は、第１の周波数特性と第２の周波数特性とを対比可能な状態で表示装置（１８）に表示させる表示制御部（３６）を備えてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かの情報をオペレータに対して提示することができる。

表示制御部（３６）は、第１の周波数特性に現れる第１の共振点（Ｐ１）と、第１の共振点（Ｐ１）に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点（Ｐ２）とのずれ量（ＤＡ）が所定の閾値以上となる第１の共振点（Ｐ１）および第２の共振点（Ｐ２）を表示装置（１８）に識別表示させてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動である可能性が高いことを、オペレータに対して直感的に分かり易く提示することができる。

表示制御部（３６）は、第１の周波数特性に現れる第１の共振点（Ｐ１）と、第１の共振点（Ｐ１）に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点（Ｐ２）とのずれ量（ＤＡ）に応じて、振動に関するコメントを表示装置（１８）に表示させてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かを、オペレータに対して直感的に分かり易く提示することができる。

工作機械（１０）は、オペレータの操作に基づいて、第１の揺動信号（Ｏｓ１）および第２の揺動信号（Ｏｓ２）の各々において揺動周波数を変化させる周波数帯域、周波数帯域で変化させるステップ数、および、第１の揺動信号（Ｏｓ１）および第２の揺動信号（Ｏｓ２）の各々の振幅との少なくとも１つの信号パラメータを設定するパラメータ設定部（３８）を備え、第１の信号送出部（３０Ａ）は、パラメータ設定部（３８）で設定された信号パラメータとなるように第１の揺動信号（Ｏｓ１）を送出し、第２の信号送出部（３０Ｂ）は、パラメータ設定部（３８）で設定された信号パラメータとなるように第２の揺動信号（Ｏｓ２）を送出してもよい。これにより、オペレータは、表示装置（１８）に表示された第１の周波数特性と第２の周波数特性とを確認した上で、複数の信号パラメータのなかで所望の信号パラメータを設定し、その設定内容で周波数特性を測定し直すことができる。

パラメータ設定部（３８）は、オペレータの操作により入力された周波数を含み、かつ、予め設定された初期値よりも狭い周波数帯域を設定するとともに、予め設定された初期値よりも多いステップ数を設定してもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動である可能性がある部分のより詳細な周波数特性を測定し、その測定結果をオペレータに提示することができる。

工作機械（１０）は、第１の周波数特性に現れる第１の共振点（Ｐ１）と、第１の共振点（Ｐ１）に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点（Ｐ２）とのずれ量（ＤＡ）に基づいて、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かを推定する振動要因推定部（５０）と、振動要因推定部（５０）の推定結果を報知する報知部（５２）と、を備えてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動であることをオペレータに対して提示することができる。

振動要因推定部（５０）は、ずれ量（ＤＡ）が所定の閾値以上である場合には工作機械（１０）の異常を含む振動がある可能性が高いと推定し、ずれ量（ＤＡ）が閾値未満である場合には工作機械（１０）の異常を含む振動である可能性が低いと推定してもよい。これにより、推定の確からしさを高め易くなる。

振動要因推定部（５０）は、ずれ量（ＤＡ）が所定の閾値未満である場合、第１の周波数特性に基づく第１Ｑ値および第２の周波数特性に基づく第２Ｑ値を所定のＱ値閾値と比較し、第１Ｑ値および第２Ｑ値のいずれもがＱ値閾値未満である場合には工作機械（１０）に固有の振動である可能性が高いと推定し、第１Ｑ値および第２Ｑ値の少なくとも一方がＱ値閾値以上である場合には電気的なノイズである可能性が高いと推定してもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動ではない可能性が高いときの振動要因をより詳しく捉えることができる。

（第２の技術的思想）
振動診断支援方法は、サーボモータ（２４）からサーボモータ（２４）の駆動力により駆動する駆動対象物（２８）までの駆動系（１２）を有する工作機械（１０）の振動の診断を支援するものである。この振動診断支援方法は、第１の測定ステップ（Ｓ２）と、第２の測定ステップ（Ｓ３）と、周波数特性演算ステップ（Ｓ４）と、を含む。第１の測定ステップ（Ｓ２）は、サーボモータ（２４）の駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて高くなる方向に変化する第１の揺動信号（Ｏｓ１）を基に駆動軸が揺動したときの工作機械（１０）の状態を表す物理量（Ｐｓ）を測定する。第２の測定ステップ（Ｓ３）は、駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて低くなる方向に変化する第２の揺動信号（Ｏｓ２）を基に駆動軸が揺動したときの物理量（Ｐｓ）を測定する。周波数特性演算ステップ（Ｓ４）は、第１の測定ステップ（Ｓ２）で測定された物理量（Ｐｓ）の測定信号（Ｍｓ１）と、第１の揺動信号（Ｏｓ１）とに基づいて、第１の周波数特性を演算し、第２の測定ステップ（Ｓ３）で測定された物理量（Ｐｓ）の測定信号（Ｍｓ２）と、第２の揺動信号（Ｏｓ２）とに基づいて、第２の周波数特性を演算する。

工作機械（１０）の異常があると、第１の周波数特性と第２の周波数特性とに差が生じる傾向にある。したがって、第１の周波数特性および第２の周波数特性を演算することで、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かを捉えることができる。

振動診断支援方法は、第１の周波数特性と第２の周波数特性とを対比可能な状態で表示装置（１８）に表示させる表示ステップ（Ｓ５）を含んでもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かの情報をオペレータに対して提示することができる。

表示ステップ（Ｓ５）は、第１の周波数特性に現れる第１の共振点（Ｐ１）と、第１の共振点（Ｐ１）に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点（Ｐ２）とのずれ量（ＤＡ）が閾値以上となる第１の共振点（Ｐ１）および第２の共振点（Ｐ２）を表示装置（１８）に識別表示させてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動である可能性が高いことを、オペレータに対して直感的に分かり易く提示することができる。

表示ステップ（Ｓ５）は第１の周波数特性に現れる第１の共振点（Ｐ１）と、第１の共振点（Ｐ１）に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点（Ｐ２）とのずれ量（ＤＡ）に応じて、振動に関するコメントを表示装置（１８）に表示させてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かを、オペレータに対して直感的に分かり易く提示することができる。

振動診断支援方法は、第１の周波数特性に現れる第１の共振点（Ｐ１）と、第１の共振点（Ｐ１）に対応して第２の周波数特性に現れる第２の共振点（Ｐ２）とのずれ量（ＤＡ）に基づいて、工作機械（１０）の異常を含む振動であるか否かを推定する振動要因推定ステップ（Ｓ１５）と、振動要因推定ステップ（Ｓ１５）の推定結果を報知する報知ステップ（Ｓ１６、Ｓ１７）と、を含んでいてもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動であることをオペレータに対して提示することができる。

振動要因推定ステップ（Ｓ１５）は、ずれ量（ＤＡ）が閾値以上である場合には工作機械（１０）の異常を含む振動があると推定し、ずれ量（ＤＡ）が閾値未満である場合には工作機械（１０）の異常を含む振動ではないと推定してもよい。これにより、推定の確からしさを高め易くなる。

振動要因推定ステップ（Ｓ１５）は、ずれ量（ＤＡ）が所定の閾値未満である場合、第１の周波数特性に基づく第１Ｑ値および第２の周波数特性に基づく第２Ｑ値を所定のＱ値閾値と比較し、第１Ｑ値および第２Ｑ値のいずれもがＱ値閾値未満である場合には工作機械（１０）に固有の振動である可能性が高いと推定し、第１Ｑ値および第２Ｑ値の少なくとも一方がＱ値閾値以上である場合には電気的なノイズである可能性が高いと推定してもよい。これにより、工作機械（１０）の異常を含む振動ではない可能性が高いときの振動要因をより詳しく捉えることができる。

１０…工作機械 １２…駆動系
１４…モータ制御装置 １８…表示装置
２４…サーボモータ ２６…駆動力伝達機構
２８…駆動対象物 ３０…揺動信号送出部
３２…測定部 ３４…周波数特性演算部
３６…表示制御部 ３８…パラメータ設定部
４０…測定開始制御部 ４４…比較部
５０…振動要因推定部 ５２…報知部

Claims (16)

1. サーボモータから前記サーボモータの駆動力により駆動する駆動対象物までの駆動系と、
   前記サーボモータの駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて高くなる方向に変化する第１の揺動信号を送出する第１の信号送出部と、
   前記駆動軸を周期的に揺動させるものであって前記揺動周波数が時間経過に応じて低くなる方向に変化する第２の揺動信号を送出する第２の信号送出部と、
   工作機械の状態を表す物理量を測定する測定部と、
   前記第１の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときに前記測定部で測定された前記物理量の測定信号と、前記第１の揺動信号とに基づいて、第１の周波数特性を演算する第１の演算部と、
   前記第２の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときに前記測定部で測定された前記物理量の測定信号と、前記第２の揺動信号とに基づいて、第２の周波数特性を演算する第２の演算部と、
   を備える、工作機械。
2. 請求項１に記載の工作機械であって、
   前記第１の周波数特性と前記第２の周波数特性とを対比可能な状態で表示装置に表示させ表示制御部を備える、工作機械。
3. 請求項２に記載の工作機械であって、
   前記表示制御部は、前記第１の周波数特性に現れる第１の共振点と、前記第１の共振点に対応して前記第２の周波数特性に現れる第２の共振点とのずれ量が所定の閾値以上となる前記第１の共振点および前記第２の共振点を前記表示装置に識別表示させる、工作機械。
4. 請求項２または３に記載の工作機械であって、
   前記表示制御部は、前記第１の周波数特性に現れる第１の共振点と、前記第１の共振点に対応して前記第２の周波数特性に現れる第２の共振点とのずれ量に応じて、振動に関するコメントを前記表示装置に表示させる、工作機械。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の工作機械であって、
   オペレータの操作に基づいて、前記第１の揺動信号および前記第２の揺動信号の各々において前記揺動周波数を変化させる周波数帯域、前記周波数帯域で変化させるステップ数、および、前記第１の揺動信号および前記第２の揺動信号の各々の振幅との少なくとも１つの信号パラメータを設定するパラメータ設定部を備え、
   前記第１の信号送出部は、前記パラメータ設定部で設定された前記信号パラメータとなるように前記第１の揺動信号を送出し、前記第２の信号送出部は、前記パラメータ設定部で設定された前記信号パラメータとなるように前記第２の揺動信号を送出する、工作機械。
6. 請求項５に記載の工作機械であって、
   前記パラメータ設定部は、オペレータの操作により入力された周波数を含み、かつ、予め設定された初期値よりも狭い前記周波数帯域を設定するとともに、予め設定された初期値よりも多い前記ステップ数を設定する、工作機械。
7. 請求項１に記載の工作機械であって、
   前記第１の周波数特性に現れる第１の共振点と、前記第１の共振点に対応して前記第２の周波数特性に現れる第２の共振点とのずれ量に基づいて、前記工作機械の異常を含む振動であるか否かを推定する振動要因推定部と、
   前記振動要因推定部の推定結果を報知する報知部と、
   を備える、工作機械。
8. 請求項７に記載の工作機械であって、
   前記振動要因推定部は、前記ずれ量が所定の閾値以上である場合には前記工作機械の異常を含む振動である可能性が高いと推定し、前記ずれ量が前記閾値未満である場合には前記工作機械の異常を含む振動である可能性が低いと推定する、工作機械。
9. 請求項８に記載の工作機械であって、
   前記振動要因推定部は、前記ずれ量が所定の閾値未満である場合、前記第１の周波数特性に基づく第１Ｑ値および前記第２の周波数特性に基づく第２Ｑ値を所定のＱ値閾値と比較し、前記第１Ｑ値および前記第２Ｑ値のいずれもが前記Ｑ値閾値未満である場合には前記工作機械に固有の振動である可能性が高いと推定し、前記第１Ｑ値および前記第２Ｑ値の少なくとも一方が前記Ｑ値閾値以上である場合には電気的なノイズである可能性が高いと推定する、工作機械。
10. サーボモータから前記サーボモータの駆動力により駆動する駆動対象物までの駆動系を有する工作機械の振動の診断を支援する振動診断支援方法であって、
    前記サーボモータの駆動軸を周期的に揺動させるものであって揺動周波数が時間経過に応じて高くなる方向に変化する第１の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときの前記工作機械の状態を表す物理量を測定する第１の測定ステップと、
    前記駆動軸を周期的に揺動させるものであって前記揺動周波数が時間経過に応じて低くなる方向に変化する第２の揺動信号を基に前記駆動軸が揺動したときの前記物理量を測定する第２の測定ステップと、
    前記第１の測定ステップで測定された前記物理量の測定信号と、前記第１の揺動信号とに基づいて、第１の周波数特性を演算し、前記第２の測定ステップで測定された前記物理量の測定信号と、前記第２の揺動信号とに基づいて、第２の周波数特性を演算する周波数特性演算ステップと、
    を含む、振動診断支援方法。
11. 請求項１０に記載の振動診断支援方法であって、
    前記第１の周波数特性と前記第２の周波数特性とを対比可能な状態で表示装置に表示させる表示ステップを含む、振動診断支援方法。
12. 請求項１１に記載の振動診断支援方法であって、
    前記表示ステップは、前記第１の周波数特性に現れる第１の共振点と、前記第１の共振点に対応して前記第２の周波数特性に現れる第２の共振点とのずれ量が所定の閾値以上となる前記第１の共振点および前記第２の共振点を前記表示装置に識別表示させる、振動診断支援方法。
13. 請求項１１または１２に記載の振動診断支援方法であって、
    前記表示ステップは、前記第１の周波数特性に現れる第１の共振点と、前記第１の共振点に対応して前記第２の周波数特性に現れる第２の共振点とのずれ量に応じて、振動に関するコメントを前記表示装置に表示させる、振動診断支援方法。
14. 請求項１０に記載の振動診断支援方法であって、
    前記第１の周波数特性に現れる第１の共振点と、前記第１の共振点に対応して前記第２の周波数特性に現れる第２の共振点とのずれ量に基づいて、前記工作機械の異常を含む振動であるか否かを推定する振動要因推定ステップと、
    前記振動要因推定ステップの推定結果を報知する報知ステップと、
    を含む、振動診断支援方法。
15. 請求項１４に記載の振動診断支援方法であって、
    前記振動要因推定ステップは、前記ずれ量が所定の閾値以上である場合には前記工作機械の異常を含む振動があると推定し、前記ずれ量が前記閾値未満である場合には前記工作機械の異常を含む振動ではないと推定する、振動診断支援方法。
16. 請求項１５に記載の振動診断支援方法であって、
    前記振動要因推定ステップは、前記ずれ量が所定の閾値未満である場合、前記第１の周波数特性に基づく第１Ｑ値および前記第２の周波数特性に基づく第２Ｑ値を所定のＱ値閾値と比較し、前記第１Ｑ値および前記第２Ｑ値のいずれもが前記Ｑ値閾値未満である場合には前記工作機械に固有の振動である可能性が高いと推定し、前記第１Ｑ値および前記第２Ｑ値の少なくとも一方が前記Ｑ値閾値以上である場合には電気的なノイズである可能性が高いと推定する、振動診断支援方法。

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