JP7405393B2 - Vibration test equipment and its failure prediction method - Google Patents

Vibration test equipment and its failure prediction method Download PDF

Info

Publication number
JP7405393B2
JP7405393B2 JP2019164467A JP2019164467A JP7405393B2 JP 7405393 B2 JP7405393 B2 JP 7405393B2 JP 2019164467 A JP2019164467 A JP 2019164467A JP 2019164467 A JP2019164467 A JP 2019164467A JP 7405393 B2 JP7405393 B2 JP 7405393B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable part
vibration
failure prediction
axis sensor
vibration testing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019164467A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021043033A (en
Inventor
陽介 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emic Corp
Original Assignee
Emic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emic Corp filed Critical Emic Corp
Priority to JP2019164467A priority Critical patent/JP7405393B2/en
Publication of JP2021043033A publication Critical patent/JP2021043033A/en
Priority to JP2023206718A priority patent/JP2024023583A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7405393B2 publication Critical patent/JP7405393B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、例えば、宇宙航空機器、自動車機器、エレクトロニクス製品、精密機器などの工業製品の振動特性試験や耐久試験などを行うための振動試験装置に関し、より具体的には、故障予知機能を有する振動試験装置及び振動試験装置の故障予知方法に関する。 The present invention relates to a vibration testing device for conducting vibration characteristic tests and durability tests of industrial products such as aerospace equipment, automobile equipment, electronic products, and precision equipment, and more specifically, the present invention relates to a vibration testing device that has a failure prediction function. This invention relates to a vibration testing device and a failure prediction method for the vibration testing device.

従来、例えば、宇宙航空機器、自動車機器、エレクトロニクス製品、精密機器などの工業製品の振動特性試験や耐久試験などを行うために、振動試験装置を用いた振動試験が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, vibration tests have been conducted using a vibration test apparatus in order to conduct vibration characteristic tests, durability tests, etc. of industrial products such as aerospace equipment, automobile equipment, electronic products, and precision equipment.

振動試験装置は、例えば、特許文献1,2に開示されるように、被試験体が載置される可動部と、磁路部材を有する固定部とを備え、固定部に発生させた静磁場と直交するように、可動部の駆動コイルに交流電流を流すことによって、可動部を振動させるように構成される。 For example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a vibration test device includes a movable part on which a test object is placed and a fixed part having a magnetic path member, and a static magnetic field generated in the fixed part. The structure is configured to cause the movable part to vibrate by passing an alternating current through the drive coil of the movable part so as to be orthogonal to the movable part.

また、振動試験装置は、可動部をバネで支持したり、可動部のシャフトを拘束ベアリングで拘束することによって、可動部が所望の方向以外に振動しないように構成されている。 Further, the vibration testing apparatus is configured to prevent the movable part from vibrating in a direction other than a desired direction by supporting the movable part with a spring or restraining the shaft of the movable part with a constraint bearing.

また、可動部の駆動コイルに交流電流を流すための交流電源や、磁路部材に励磁コイルを用いている場合には、励磁コイルに直流電流を流すための直流電源なども設けられている。 Further, an AC power source for passing an alternating current through the drive coil of the movable part, and when an exciting coil is used in the magnetic path member, a direct current power source for passing a direct current through the exciting coil are also provided.

このような振動試験装置は、一般的に、故障などが発生した場合には安全のために自動的に停止するように構成される。しかしながら、振動試験は被試験体の種類によっては長時間を有するため、振動試験中に故障が発生し、振動試験が途中で停止してしまうようなことは、ユーザーにとって避けたい事象である。 Such vibration testing equipment is generally configured to automatically stop for safety purposes in the event of a failure or the like. However, since the vibration test takes a long time depending on the type of the test object, it is an event that the user would like to avoid if a failure occurs during the vibration test and the vibration test is stopped midway.

このため、振動試験装置の故障を防ぐためには、定期的に部品交換を行ったり、定期的なメンテナンスの際、または、実際の振動試験の前に行われる予備試験の際に異常動作や異音などが発生しないかを確認することで、振動試験装置の異常の有無を確認している。 Therefore, in order to prevent vibration test equipment from malfunctioning, it is necessary to periodically replace parts, perform routine maintenance, or prevent abnormal operation or noise from occurring during preliminary tests conducted before the actual vibration test. By checking to see if there are any abnormalities in the vibration testing equipment.

特開平11-44606号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-44606 特開2014-74612号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-74612 特開2005-62097号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-62097

しかしながら、異常動作や異音などをユーザーの感覚だけを頼りに確認していると、異常を見逃してしまう場合がある。
このため、特許文献3では、可動部の伝達特性を取得し、この伝達特性を、事前に記憶された基準伝達特性データと比較することによって、異常状態を判定するように構成することが提案されている。
However, if you rely only on the user's senses to check for abnormal operations or noises, you may miss the abnormalities.
For this reason, Patent Document 3 proposes a configuration in which an abnormal state is determined by acquiring the transfer characteristic of a movable part and comparing this transfer characteristic with reference transfer characteristic data stored in advance. ing.

このように伝達特性に基づいて異常判定を行うことで、可動部の故障の有無を判定することができるが、振動試験装置が備える、例えば、可動コイル、励磁コイル、拘束機構(可動部懸架用バネや拘束ベアリングなど)などに生じる異常を切り分けて検知することは困難である。 By making an abnormality determination based on the transfer characteristics in this way, it is possible to determine whether there is a failure in the movable part. It is difficult to isolate and detect abnormalities that occur in springs, restraint bearings, etc.).

また、可動部や励磁コイルなどは故障した場合、部品の手配や交換作業などに長期間を有する場合もあるため、早期に異常を発見し、振動試験装置が使えなくなる前に、交換作業の準備に入れることが望ましい。 In addition, if a moving part or excitation coil breaks down, it may take a long time to arrange parts and replace it, so it is important to discover abnormalities early and prepare for replacement work before the vibration test equipment becomes unusable. It is desirable to include it in

本発明では、このような現状に鑑み、振動試験装置の異常を早期に検知し、故障の拡大を防止するための故障予知機能を有する振動試験装置及び振動試験装置の故障予知方法を提供することを目的とする。 In view of the current situation, the present invention provides a vibration testing device and a method for predicting failure of the vibration testing device, which have a failure prediction function to detect abnormalities in the vibration testing device at an early stage and prevent the failure from expanding. With the goal.

本発明は、上述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の振動試験装置は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置であって、
前記可動部の加速度、速度、変位の少なくともいずれかを測定する3軸センサと、
前記3軸センサからの出力に基づき、前記振動試験装置の故障予知を行う演算装置と、をさらに備え、
前記演算装置は、
前記3軸センサからの出力に基づき、前記可動部のクロストークを測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする。
The present invention was invented to solve the problems in the prior art as described above, and the vibration test device of the present invention has the following features:
a movable part on which the test object is mounted;
A vibration testing device comprising a magnetic path member having magnetic permeability and a fixed part having a magnetic flux generating means for generating magnetic flux flowing in the magnetic path member,
a three-axis sensor that measures at least one of acceleration, velocity, and displacement of the movable part;
further comprising a calculation device that predicts a failure of the vibration testing device based on the output from the three-axis sensor,
The arithmetic device is
The crosstalk of the movable part is measured based on the output from the three-axis sensor, and the failure prediction is performed based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.

このような振動試験装置では、
前記演算装置は、
前記3軸センサからの出力に基づき、前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことができる。
In this type of vibration test equipment,
The arithmetic device is
Measuring at least one of a displacement amount and a vibration frequency of the movable part based on an output from the three-axis sensor, and performing the failure prediction based on at least one of the displacement amount and vibration frequency of the movable part. I can do it.

また、前記演算装置は、
前記3軸センサからの出力に基づき、加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことができる。
Further, the arithmetic device may include:
An excitation force coefficient can be calculated based on the output from the three-axis sensor, and the failure prediction can be performed based on the excitation force coefficient.

このような振動試験装置は、
前記可動部が、駆動コイルを備え、
前記駆動コイルは、前記被試験体に所定パターンの振動を与えるために必要な振動信号を振動制御装置から送られるように構成することもできる。
Such vibration test equipment is
The movable part includes a drive coil,
The drive coil may be configured to receive a vibration signal necessary for applying a predetermined pattern of vibration to the test object from a vibration control device.

この場合、前記演算装置は、
前記振動信号と、前記3軸センサからの出力と、に基づき、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うようにすることができる。
In this case, the arithmetic device is
The frequency response of the vibration testing device is measured based on the vibration signal and the output from the three-axis sensor, the resonance frequency of the frequency response is calculated, and the failure prediction is performed based on the resonance frequency. You can do it like this.

このような振動試験装置では、
前記演算装置は、前記振動試験装置の故障が予知された場合に、警報を発するように構成することができる。
このような振動試験装置では、
前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネをさらに備え、
前記3軸センサを、前記可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することができる。
また、前記3軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することができる。
この場合、前記3軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することが好ましい。
In this type of vibration test equipment,
The arithmetic device may be configured to issue an alarm when a failure of the vibration testing device is predicted.
In this type of vibration test equipment,
further comprising a movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state,
The three-axis sensor may be arranged vertically above the movable part suspension spring.
Moreover, the three-axis sensor can be arranged at a position other than the surface on which the test object is placed in the movable part.
In this case, it is preferable that the three-axis sensor is disposed on a side surface of the movable part closer to the surface on which the test object is placed.

また、本発明の振動試験装置の故障予知方法は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有
する固定部と、を備える振動試験装置の故障予知方法であって、
前記可動部のクロストークを3軸センサを用いて測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする。
Moreover, the failure prediction method of the vibration test device of the present invention is as follows:
a movable part on which the test object is mounted;
A failure prediction method for a vibration testing device comprising a magnetic path member having magnetic permeability and a fixed part having a magnetic flux generating means for generating magnetic flux flowing in the magnetic path member, the method comprising:
The crosstalk of the movable part is measured using a three-axis sensor , and the failure prediction is performed based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.

このような故障予知方法では、前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことができる。 In such a failure prediction method, at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part is measured, and the failure prediction can be performed based on at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part. .

また、加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことができる。 Further, it is possible to calculate the excitation force coefficient and perform the failure prediction based on the excitation force coefficient.

また、前記可動部が有する駆動コイルに入力する振動信号と、前記可動部の振幅とから、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うことができる。
このような故障予知方法では、
前記3軸センサを、前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することができる。
また、前記3軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することができる。
この場合、前記3軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することが好ましい
Further, the frequency response of the vibration test device is measured from the vibration signal input to the drive coil of the movable part and the amplitude of the movable part, the resonance frequency of the frequency response is calculated, and the resonance frequency is calculated based on the resonance frequency. Accordingly, the failure prediction can be performed.
In this type of failure prediction method,
The three-axis sensor may be arranged vertically above a movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state.
Further, the three-axis sensor can be arranged at a position other than the surface on which the test object is placed in the movable part.
In this case, it is preferable that the three-axis sensor is arranged on a side surface of the movable part closer to the surface on which the test object is placed..

本発明によれば、可動部に設けられた可動部センサからの出力に基づき、演算装置によって自動的に故障予知を行うことができるため、振動試験装置の異常を早期に検知し、故障の拡大を防止することができる。 According to the present invention, failures can be automatically predicted by a calculation device based on the output from the movable part sensor installed in the movable part. can be prevented.

また、可動部センサやその他のセンサを使って、振動試験装置の異常を切り分けて診断することができるため、振動試験装置の異常箇所を早期に発見し、振動試験装置が故障する前に、ユーザーに部品交換などの修理を促すことができる。 In addition, since it is possible to isolate and diagnose abnormalities in vibration testing equipment using moving part sensors and other sensors, abnormalities in vibration testing equipment can be discovered early and users can can prompt repair work such as parts replacement.

図1は、本発明の振動試験装置の一実施形態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the vibration testing apparatus of the present invention.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいて、より詳細に説明する。
図1は、本発明の振動試験装置の一実施形態を示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態の振動試験装置10は、磁路部材16などを有する固定部11と、被試験体(図示せず)が搭載される可動部30と、を備えている。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail based on the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the vibration testing apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the vibration testing apparatus 10 of this embodiment includes a fixed part 11 having a magnetic path member 16, etc., and a movable part 30 on which a test object (not shown) is mounted. .

固定部11は、例えば、鉄などの透磁性を有する材料から構成される磁路部材16と、この磁路部材16に流れる磁束を発生させる励磁コイル14(磁束発生手段)とを備えている。励磁コイル14は、図示しない定電圧源から直流電圧が印加されることによって、磁路部材16に一定の磁束を流し、磁路部材16の空隙部24に挿入される駆動コイル36に対して直交する磁界(静磁場)を発生させるように配置される。 The fixed portion 11 includes a magnetic path member 16 made of a magnetically permeable material such as iron, and an excitation coil 14 (magnetic flux generating means) that generates a magnetic flux flowing through the magnetic path member 16. The excitation coil 14 sends a constant magnetic flux through the magnetic path member 16 by applying a DC voltage from a constant voltage source (not shown), and is orthogonal to the drive coil 36 inserted into the gap 24 of the magnetic path member 16. The magnetic field is arranged so as to generate a magnetic field (static magnetic field).

可動部30は、被試験体(図示せず)を載置する試験台33と、可動部30と固定部11とを連結し可動部30を可動状態で保持する可動部懸架用バネ34と、を備えるとともに、可動部30の底部には、磁路部材16の空隙部24に挿入される駆動コイル36が設けられている。 The movable section 30 includes a test stand 33 on which a test object (not shown) is placed, a movable section suspension spring 34 that connects the movable section 30 and the fixed section 11 and holds the movable section 30 in a movable state. A drive coil 36 is provided at the bottom of the movable portion 30 to be inserted into the gap 24 of the magnetic path member 16.

駆動コイル36は、電力増幅器46を介して振動制御装置48に接続されており、被試験体に所定パターンの振動を与えるために必要な振動信号を振動制御装置48から電力増幅器46を介して流すことができるように構成されている。 The drive coil 36 is connected to a vibration control device 48 via a power amplifier 46, and a vibration signal necessary for applying a predetermined pattern of vibration to the test object is sent from the vibration control device 48 via the power amplifier 46. It is configured so that it can be done.

また、可動部30は、固定部11に設けられた軸受け22に挿入される軸(拘束シャフト39)を有している。軸受け22には、拘束ベアリング42が設けられており、この拘束ベアリング42によって、可動部30の拘束シャフト39が拘束される。
可動部30は、軸(拘束シャフト39)、軸受け22及び拘束ベアリング42と、上述する可動部懸架用バネ34とを有する拘束機構によって、水平方向及び鉛直方向の可動域を所定の範囲に制限されている。
Furthermore, the movable part 30 has a shaft (restriction shaft 39) that is inserted into the bearing 22 provided on the fixed part 11. The bearing 22 is provided with a restraint bearing 42, and the restraint shaft 39 of the movable part 30 is restrained by the restraint bearing 42.
The movable part 30 has its movable range in the horizontal and vertical directions limited to a predetermined range by a restraint mechanism having a shaft (restriction shaft 39), a bearing 22, a restraint bearing 42, and the above-mentioned movable part suspension spring 34. ing.

また、拘束機構としては、固定部11と可動部30との間に、ダンパー(図示せず)を設けることもできる。このようにダンパーを設けることにより、可動部30に必要以上の加振力が加わり破損するようなことを防止できる。 Further, as a restraint mechanism, a damper (not shown) may be provided between the fixed part 11 and the movable part 30. By providing the damper in this manner, it is possible to prevent damage to the movable part 30 from being applied to the movable part 30 with an excitation force that is more than necessary.

なお、拘束機構としては、上述する全ての機構を含んでいてもよいし、一部の機構のみを含むようにしてもよく、拘束機構の種類などは、振動試験装置10の仕様等により適宜変更することができる。 Note that the restraint mechanism may include all of the mechanisms described above, or may include only some of the mechanisms, and the type of restraint mechanism may be changed as appropriate depending on the specifications of the vibration testing device 10. I can do it.

なお、本実施形態では、励磁コイル14によって静磁場を発生させるように構成しているが、励磁コイル14の代わりに永久磁石を設けるようにすることもできる。また、励磁コイル14や駆動コイル36に電流を流すことによって発生した熱によって、振動試験装置10が故障することを防止するために、例えば、空冷や水冷などの冷却手段を設けることが好ましい。 In this embodiment, the excitation coil 14 is configured to generate a static magnetic field, but a permanent magnet may be provided instead of the excitation coil 14. Further, in order to prevent the vibration testing apparatus 10 from malfunctioning due to heat generated by passing current through the excitation coil 14 and the drive coil 36, it is preferable to provide a cooling means such as air cooling or water cooling.

このように構成される本実施形態の振動試験装置10には、可動部30に可動部センサとして3軸センサ31が設けられている。3軸センサ31は、可動部30の振動方向と一致するX軸方向と、X軸に直交するY軸方向及びZ軸方向の加速度、速度、変位の少なくともいずれかを測定することができるものである。 In the vibration testing apparatus 10 of this embodiment configured as described above, the movable part 30 is provided with a three-axis sensor 31 as a movable part sensor. The three-axis sensor 31 is capable of measuring at least one of acceleration, velocity, and displacement in the X-axis direction, which corresponds to the vibration direction of the movable part 30, and in the Y-axis direction and Z-axis direction, which are perpendicular to the X-axis. be.

なお、本実施形態では、可動部30の振動方向が一方向であるため、これとX軸方向とを一致させるようにしているが、可動部30の振動方向が例えば二方向の場合には、それぞれをX軸方向及びY軸方向と一致させるように3軸センサ31を可動部30に設けることができる。 In this embodiment, since the movable part 30 vibrates in one direction, this is made to match the X-axis direction, but if the movable part 30 vibrates in two directions, for example, The three-axis sensor 31 can be provided on the movable part 30 so that the three-axis sensor 31 is aligned with the X-axis direction and the Y-axis direction.

3軸センサ31は、例えばコンピュータなどの演算装置50に接続されており、演算装置50は、3軸センサ31の出力に基づいて、振動試験装置10の故障予知を行うように構成されている。 The three-axis sensor 31 is connected to a calculation device 50 such as a computer, and the calculation device 50 is configured to predict failures of the vibration testing device 10 based on the output of the three-axis sensor 31.

なお、演算装置50としては、例えば、パーソナルコンピュータやマイクロコントローラなどを用いることができ、振動試験装置10の振動制御装置に組み込むこともできる。 Note that, as the arithmetic device 50, for example, a personal computer, a microcontroller, etc. can be used, and it can also be incorporated into the vibration control device of the vibration testing device 10.

演算装置50は、以下のようにして、振動試験装置10の故障予知を行う。
(1)クロストーク測定
3軸センサ31の出力に基づき、振動試験装置10の加振軸、すなわち、本実施形態ではX軸以外に生じる振動であるクロストークを検出する。本実施形態では、Y軸方向の振動及びZ軸方向の振動がクロストークとなる。
The arithmetic device 50 predicts a failure of the vibration testing device 10 in the following manner.
(1) Crosstalk Measurement Based on the output of the three-axis sensor 31, crosstalk, which is vibration that occurs on an excitation axis of the vibration testing apparatus 10, that is, in this embodiment, other than the X axis, is detected. In this embodiment, vibrations in the Y-axis direction and vibrations in the Z-axis direction constitute crosstalk.

クロストークは、いわゆる機械的な遊びなどによって若干ながら発生するものであるが、特に、拘束機構の故障や激しい消耗によって、クロストークが大きくなってしまう。
演算装置50は、検出したクロストークの振幅が、事前に設定された所定の振幅閾値よりも大きくなった際に、警報を発するように構成される。警報は、例えば、表示手段などに表示するようにしてもよいし、ブザーなど音により報知するようにしてもよい。
Crosstalk occurs to some extent due to so-called mechanical play, but in particular, crosstalk becomes large due to failure or severe wear and tear of the restraint mechanism.
The computing device 50 is configured to issue an alarm when the amplitude of the detected crosstalk becomes larger than a predetermined amplitude threshold set in advance. The alarm may be displayed on a display means, for example, or may be notified by a sound such as a buzzer.

このように、3軸センサ31を用いてクロストークを測定することによって、拘束機構の消耗を検出することができ、拘束機構が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、拘束機構の交換などを促すことができる。 In this way, by measuring crosstalk using the 3-axis sensor 31, it is possible to detect wear and tear on the restraint mechanism, and to issue a warning to the user and replace the restraint mechanism before the restraint mechanism fails. etc. can be encouraged.

(2)変位測定
3軸センサ31の出力に基づき、可動部30の変位として、変位量や振動数を検出する。
可動部30の変位は、拘束機構、特に、可動部懸架用バネ34の消耗により変化してしまう。
(2) Displacement measurement Based on the output of the three-axis sensor 31, the amount of displacement and frequency of vibration are detected as the displacement of the movable part 30.
The displacement of the movable part 30 changes due to wear and tear of the restraining mechanism, particularly the spring 34 for suspending the movable part.

演算装置50は、検出した可動部30の変位量が、事前に設定された所定の変位量閾値よりも大きくなった際に、または、検出した可動部30の振動数が、事前に設定された振動数閾値よりも小さくなった際に、警報を発するように構成される。 The arithmetic device 50 calculates when the detected displacement amount of the movable portion 30 becomes larger than a predetermined displacement threshold value set in advance, or when the detected frequency of the movable portion 30 exceeds a predetermined displacement amount threshold value set in advance. The device is configured to issue an alarm when the frequency becomes less than a threshold value.

このように、3軸センサ31を用いて可動部30の変位を測定することによって、拘束機構、特に、可動部懸架用バネ34の消耗を検出することができ、拘束機構が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、拘束機構の交換などを促すことができる。 In this way, by measuring the displacement of the movable part 30 using the 3-axis sensor 31, it is possible to detect the wear and tear of the restraint mechanism, especially the spring 34 for suspending the movable part, and to prevent the restraint mechanism from breaking down. It can issue a warning to the user and prompt them to replace the restraint mechanism.

なお、本実施形態では可動部30の変位を、3軸センサ31を用いて検出しているが、3軸センサ31とは別の変位センサ(図示せず)を設けて検出するように構成することもできる。 Note that in this embodiment, the displacement of the movable part 30 is detected using the three-axis sensor 31, but a displacement sensor (not shown) separate from the three-axis sensor 31 is provided to detect the displacement. You can also do that.

(3)加振力係数測定
3軸センサ31の出力に基づき、可動部30の加振力係数を下記式(1)のように算出する。
(3) Measurement of excitation force coefficient Based on the output of the three-axis sensor 31, the excitation force coefficient of the movable part 30 is calculated as shown in equation (1) below.

Figure 0007405393000001
Figure 0007405393000001

通常、駆動コイル36に印加する電流が大きくなれば、加速度は増加する。しかしながら、駆動コイル36や励磁コイル14の故障や激しい消耗によって、駆動コイル36に同じ電流を流しても、加速度が低下してしまう。 Generally, as the current applied to the drive coil 36 increases, the acceleration increases. However, if the drive coil 36 or the excitation coil 14 breaks down or is severely worn out, the acceleration will decrease even if the same current is passed through the drive coil 36.

演算装置50は、算出された加振力係数が、事前に設定された所定の加振力係数閾値よりも小さくなった際に、警報を発するように構成される。 The calculation device 50 is configured to issue an alarm when the calculated excitation force coefficient becomes smaller than a predetermined excitation force coefficient threshold set in advance.

このように、3軸センサ31を用いて加振力係数を測定することによって、駆動コイル36や励磁コイル14の消耗を検出することができ、駆動コイル36や励磁コイル14が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、駆動コイル36や励磁コイル14の交換などを促すことができる。 In this way, by measuring the excitation force coefficient using the 3-axis sensor 31, wear and tear on the drive coil 36 and excitation coil 14 can be detected, and before the drive coil 36 and excitation coil 14 break down, It is possible to issue a warning to the user and prompt the user to replace the drive coil 36 and the excitation coil 14.

(4)伝達特性測定
振動制御装置から振動試験装置10に入力される振動信号と3軸センサ31の出力(可動部30の振幅)に基づき、振動試験装置の伝達特性(周波数応答)を測定し、その共振周波数を算出する。
(4) Transfer characteristic measurement Based on the vibration signal input from the vibration control device to the vibration test device 10 and the output of the 3-axis sensor 31 (amplitude of the movable part 30), the transfer characteristic (frequency response) of the vibration test device is measured. , calculate its resonant frequency.

共振周波数は、振動試験装置10の構成によって固有のものであるが、駆動コイル36や拘束機構などの故障や激しい消耗によって、変化してしまう。
演算装置50は、算出された共振周波数が、事前に設定された共振周波数閾値よりも小さくなった際に、警報を発するように構成される。
The resonant frequency is unique depending on the configuration of the vibration testing apparatus 10, but it changes due to failure or severe wear and tear of the drive coil 36, restraint mechanism, etc.
The arithmetic device 50 is configured to issue an alarm when the calculated resonance frequency becomes smaller than a preset resonance frequency threshold.

このように、伝達特性を測定することによって共振周波数を算出し、この共振周波数によって、駆動コイル36や拘束機構などの消耗を検出することができ、駆動コイル36や拘束機構が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、駆動コイル36や拘束機構の交換などを促すことができる。 In this way, the resonance frequency is calculated by measuring the transfer characteristics, and wear and tear on the drive coil 36, restraint mechanism, etc. can be detected based on this resonance frequency, and before the drive coil 36 or the restraint mechanism breaks down, It is possible to issue a warning to the user and prompt the user to replace the drive coil 36 or the restraint mechanism.

上述する本実施形態では、各軸方向における加速度、速度、変位の少なくともいずれかを3軸センサ31を用いて測定しているが、3軸センサ31に限らず、例えば、1軸センサを3つ使って測定するようにしたり、また、1軸センサを必要な軸方向にあわせて設けて測定するように構成することもできる。 In the present embodiment described above, at least one of acceleration, velocity, and displacement in each axis direction is measured using the 3-axis sensor 31, but it is not limited to the 3-axis sensor 31. For example, three 1-axis sensors may be used. Alternatively, a single-axis sensor can be installed in the required axial direction for measurement.

また、故障予知に加えて、例えば、駆動コイル36に、熱電対などの熱センサを設け、駆動コイル36の温度を測定することで、この温度に基づき、演算装置50によって故障予防を行うこともできる。 In addition to failure prediction, for example, by providing a thermal sensor such as a thermocouple in the drive coil 36 and measuring the temperature of the drive coil 36, failure prevention can be performed by the arithmetic unit 50 based on this temperature. can.

(5)駆動コイルの温度測定
熱センサの出力に基づき、駆動コイル36の温度を測定する。
駆動コイル36は、可動部30に接着剤などによって固定されているため、駆動コイル36の温度が高くなりすぎると、接着剤が劣化し、駆動コイル36にガタつきが発生したりする。
(5) Measurement of temperature of drive coil The temperature of the drive coil 36 is measured based on the output of the thermal sensor.
Since the drive coil 36 is fixed to the movable part 30 with an adhesive or the like, if the temperature of the drive coil 36 becomes too high, the adhesive deteriorates and the drive coil 36 becomes loose.

演算装置50は、駆動コイル36の温度が、事前に設定された制限温度閾値よりも大きくなった際に、警報を発するように構成される。制限温度閾値としては、振動試験装置10の仕様や接着剤の種類などによって適宜設定することができ、例えば、90℃~200℃とすることができる。 The computing device 50 is configured to issue an alarm when the temperature of the drive coil 36 becomes greater than a preset limit temperature threshold. The limiting temperature threshold value can be set as appropriate depending on the specifications of the vibration testing device 10, the type of adhesive, etc., and can be set to, for example, 90°C to 200°C.

このように、故障予知とともに故障予防の手段もあわせて講じることによって、故障が発生しにくい振動試験装置10とすることができる。 In this way, by taking measures for failure prevention as well as failure prediction, it is possible to provide the vibration testing apparatus 10 in which failures are less likely to occur.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施形態では、故障予防のために熱センサを設けているが、これに限らず、故障予防のために様々な手段を講じてもよいなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. For example, in the above embodiments, a thermal sensor is provided for failure prevention, but the present invention is not limited to this. Various modifications can be made without departing from the purpose of the present invention, such as taking various measures to prevent failures.

10 振動試験装置
11 固定部
14 励磁コイル
16 磁路部材
22 軸受け
24 空隙部
30 可動部
31 3軸センサ
33 試験台
34 可動部懸架用バネ
36 駆動コイル
39 拘束シャフト
42 拘束ベアリング
46 電力増幅器
48 振動制御装置
50 演算装置
10 Vibration test device 11 Fixed part 14 Excitation coil 16 Magnetic path member 22 Bearing 24 Gap part 30 Movable part 31 3-axis sensor 33 Test stand 34 Movable part suspension spring 36 Drive coil 39 Restraint shaft 42 Restraint bearing 46 Power amplifier 48 Vibration control Device 50 Arithmetic device

Claims (16)

被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置であって、
前記可動部の加速度、速度、変位の少なくともいずれかを測定する3軸センサと、
前記3軸センサからの出力に基づき、前記振動試験装置の故障予知を行う演算装置と、をさらに備え、
前記演算装置は、
前記3軸センサからの出力に基づき、前記可動部のクロストークを測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする振動試験装置。
a movable part on which the test object is mounted;
A vibration testing device comprising a magnetic path member having magnetic permeability and a fixed part having a magnetic flux generating means for generating magnetic flux flowing in the magnetic path member,
a three-axis sensor that measures at least one of acceleration, velocity, and displacement of the movable part;
further comprising a calculation device that predicts a failure of the vibration testing device based on the output from the three-axis sensor,
The arithmetic device is
A vibration testing device characterized in that crosstalk of the movable part is measured based on the output from the three-axis sensor, and the failure prediction is performed based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.
前記演算装置は、
前記3軸センサからの出力に基づき、前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項1に記載の振動試験装置。
The arithmetic device is
Measuring at least one of a displacement amount and a vibration frequency of the movable part based on an output from the three-axis sensor, and performing the failure prediction based on at least one of the displacement amount and vibration frequency of the movable part. The vibration testing device according to claim 1, characterized in that:
前記演算装置は、
前記3軸センサからの出力に基づき、加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の振動試験装置。
The arithmetic device is
The vibration testing apparatus according to claim 1 or 2, wherein an excitation force coefficient is calculated based on the output from the three-axis sensor, and the failure prediction is performed based on the excitation force coefficient.
前記可動部が、駆動コイルを備え、
前記駆動コイルは、前記被試験体に所定パターンの振動を与えるために必要な振動信号を振動制御装置から送られるように構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の振動試験装置。
The movable part includes a drive coil,
4. The driving coil according to claim 1, wherein the driving coil is configured to receive a vibration signal necessary for applying a predetermined pattern of vibration to the test object from a vibration control device. Vibration test equipment as described.
前記演算装置は、
前記振動信号と、前記3軸センサからの出力と、に基づき、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項4に記載の振動試験装置。
The arithmetic device is
The frequency response of the vibration testing device is measured based on the vibration signal and the output from the three-axis sensor, the resonance frequency of the frequency response is calculated, and the failure prediction is performed based on the resonance frequency. The vibration testing device according to claim 4, characterized in that:
前記演算装置は、前記振動試験装置の故障が予知された場合に、警報を発するように構成されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の振動試験装置。 The vibration testing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the arithmetic device is configured to issue an alarm when a failure of the vibration testing device is predicted. 前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネをさらに備え、
前記3軸センサを、前記可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の振動試験装置
further comprising a movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state,
The vibration testing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the three-axis sensor is arranged vertically above the movable part suspension spring..
前記3軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の振動試験装置 The vibration testing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the three-axis sensor is arranged in a position other than a surface on which the test object is placed in the movable part. 前記3軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することを特徴とする請求項8に記載の振動試験装置 9. The vibration testing apparatus according to claim 8, wherein the three-axis sensor is disposed on a side surface of the movable part closer to the surface on which the test object is placed . 被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置の故障予知方法であって、
前記可動部のクロストークを3軸センサを用いて測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、故障予知を行うことを特徴とする故障予知方法。
a movable part on which the test object is mounted;
A failure prediction method for a vibration testing device comprising a magnetic path member having magnetic permeability and a fixed part having a magnetic flux generating means for generating magnetic flux flowing in the magnetic path member, the method comprising:
A failure prediction method, characterized in that crosstalk of the movable part is measured using a three-axis sensor , and failure prediction is performed based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.
前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項10に記載の故障予知方法。 11. The method according to claim 10 , wherein at least one of a displacement amount and a vibration frequency of the movable part is measured, and the failure prediction is performed based on at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part. Failure prediction method. 加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項10または11に記載の故障予知方法。 12. The failure prediction method according to claim 10 , wherein an excitation force coefficient is calculated and the failure prediction is performed based on the excitation force coefficient. 前記可動部が有する駆動コイルに入力する振動信号と、前記可動部の振幅とから、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の故障予知方法。 Measure the frequency response of the vibration testing device from the vibration signal input to the drive coil of the movable part and the amplitude of the movable part, calculate the resonance frequency of the frequency response, and based on the resonance frequency, The failure prediction method according to any one of claims 10 to 12 , characterized in that the failure prediction is performed. 前記3軸センサを、前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の故障予知方法 14. The failure prediction method according to claim 10, wherein the three-axis sensor is arranged vertically above a movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state. 前記3軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載の故障予知方法 The failure prediction method according to any one of claims 10 to 14, wherein the three-axis sensor is arranged in a position other than a surface on which the test object is placed in the movable part. 前記3軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することを特徴とする請求項15に記載の故障予知方法 16. The failure prediction method according to claim 15, wherein the three-axis sensor is disposed on a side surface of the movable part closer to the surface on which the test object is placed .
JP2019164467A 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method Active JP7405393B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019164467A JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method
JP2023206718A JP2024023583A (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test equipment and its failure prediction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019164467A JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023206718A Division JP2024023583A (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test equipment and its failure prediction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021043033A JP2021043033A (en) 2021-03-18
JP7405393B2 true JP7405393B2 (en) 2023-12-26

Family

ID=74863849

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019164467A Active JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method
JP2023206718A Pending JP2024023583A (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test equipment and its failure prediction method

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023206718A Pending JP2024023583A (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test equipment and its failure prediction method

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7405393B2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000171334A (en) 1998-12-08 2000-06-23 Hitachi Ltd Multidimensional exciting device
JP2001099747A (en) 1999-09-29 2001-04-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cross talk reducing device for vibration table
JP2005062097A (en) 2003-08-19 2005-03-10 Akashi Corp Vibration tester
JP2016090512A (en) 2014-11-10 2016-05-23 Imv株式会社 Sample attaching device of vibration tester
JP2017078591A (en) 2015-10-19 2017-04-27 エミック株式会社 Vibration control device and vibration control method, and vibration control program
JP6143928B1 (en) 2016-08-19 2017-06-07 株式会社ベクトル・ダイナミックス Method and apparatus for measuring dynamic sensitivity matrix of inertial sensor
JP2018124120A (en) 2017-01-31 2018-08-09 Imv株式会社 Vibration testing device
JP2018205277A (en) 2017-06-09 2018-12-27 Imv株式会社 Vibratory testing device
JP2019002731A (en) 2017-06-13 2019-01-10 Imv株式会社 Vibration testing apparatus

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000171334A (en) 1998-12-08 2000-06-23 Hitachi Ltd Multidimensional exciting device
JP2001099747A (en) 1999-09-29 2001-04-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cross talk reducing device for vibration table
JP2005062097A (en) 2003-08-19 2005-03-10 Akashi Corp Vibration tester
JP2016090512A (en) 2014-11-10 2016-05-23 Imv株式会社 Sample attaching device of vibration tester
JP2017078591A (en) 2015-10-19 2017-04-27 エミック株式会社 Vibration control device and vibration control method, and vibration control program
JP6143928B1 (en) 2016-08-19 2017-06-07 株式会社ベクトル・ダイナミックス Method and apparatus for measuring dynamic sensitivity matrix of inertial sensor
JP2018124120A (en) 2017-01-31 2018-08-09 Imv株式会社 Vibration testing device
JP2018205277A (en) 2017-06-09 2018-12-27 Imv株式会社 Vibratory testing device
JP2019002731A (en) 2017-06-13 2019-01-10 Imv株式会社 Vibration testing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021043033A (en) 2021-03-18
JP2024023583A (en) 2024-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015215266B2 (en) Vibrating machine
JP5175347B2 (en) Process variable transmitter with acceleration sensor
JP4690865B2 (en) Mass flow meter control method
JP5790586B2 (en) Elevator rope tension measuring method and apparatus
Ghemari Progression of the vibratory analysis technique by improving the piezoelectric sensor measurement accuracy
JP2007198744A (en) Piezoelectric acceleration sensor
JP7405393B2 (en) Vibration test equipment and its failure prediction method
Saket et al. Measurement and calibration of rotor/touchdown bearing contact in active magnetic bearing systems
Ghemari et al. Simulation and experimental validation of new model for the piezoresistive accelerometer displacement
JP6496298B2 (en) Portable operation panel with vibration function and vibration detection function
Kobusch et al. Investigations for the model-based dynamic calibration of force transducers by using shock excitation
JP4031745B2 (en) Gear diagnosis method and gear diagnosis device
JP2009236596A (en) Vibration sensor and method for determining state of the same
JP2015081189A (en) Diagnostic operation device for elevator
US11456647B2 (en) Rotating electrical machine and diagnostic method for the same
KR20020005417A (en) Sensor
JP5319424B2 (en) Servo type vibration detector
JP4571333B2 (en) Method of measuring the overturning moment in a vibration generator
JP7261271B2 (en) Vibration test support network system
JP2017211272A (en) Abnormality diagnosis method of liquid level indicator
JP7261270B2 (en) Vibration test equipment
JP6396943B2 (en) Failure diagnosis apparatus and method by non-contact vibration measurement
JP2022082224A (en) Testing method for testing machine
JP7140723B2 (en) Article inspection device
JP7369535B2 (en) Impact test method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220816

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230606

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231207

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7405393

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150