JPH06288409A - センサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法 - Google Patents
センサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法Info
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- JPH06288409A JPH06288409A JP5096959A JP9695993A JPH06288409A JP H06288409 A JPH06288409 A JP H06288409A JP 5096959 A JP5096959 A JP 5096959A JP 9695993 A JP9695993 A JP 9695993A JP H06288409 A JPH06288409 A JP H06288409A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/522—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
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Abstract
付し、該歪ゲ−ジの出力に基いて主軸に加わった荷重の
動的変動を忠実に検出することを目的としている。 【構成】 主軸に取り付けられた転がり軸受の外輪に歪
ゲ−ジを貼付し、該歪ゲ−ジの歪の変化を実電圧信号と
して検出し、転動体の位置によって歪ゲ−ジの電圧信号
の応答感度が変化する出力感度変化特性を予め理論的に
求めておき、上記実電圧信号から出力感度変化特性に基
く電圧変動を取り除くように電圧値を補正することによ
って主軸に加わる動的荷重の時間変動を求める如くした
センサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法。
Description
部より加わった荷重の動的変動を忠実に検出する方法に
関する。
ントした歪ゲ−ジによって検出することを可能としたセ
ンサ付軸受は、特に工作機械の運転状態や作業状態等の
インプロセスモニタリング装置として大変有効なもので
ある。こうした工作機械のモニタリングのためには、静
的な荷重のみならず動的な荷重の検出が重要である。と
ころが、従来のセンサ付軸受の信号処理法では以下のよ
うな理由により、動的な信号の検出ができない。 歪ゲ−ジの出力波形が転動体回転数で変調される。
そのため従来の手法では変調信号のP−P値や実効値等
を求めることによって、静的な荷重のみを求める信号処
理方法が提示されているに過ぎない。 転動体回転周波数をカットするバンドパスフィルタ
−等を用いれば動的な信号が取り出せるが、これでは転
動体回転周波数近傍の動的荷重信号もカットしてしまう
ためオリジナルの動的荷重信号が得られない。
の外輪に歪ゲ−ジを貼付し、該歪ゲ−ジの出力に基いて
主軸に加わった荷重の動的変動を忠実に検出することを
目的としている。
するため、主軸に取り付けられた転がり軸受の外輪に歪
ゲ−ジを貼付し、該歪ゲ−ジの歪の変化を実電圧信号と
して検出し、転動体の位置によって歪ゲ−ジの電圧信号
の応答感度が変化する出力感度変化特性を予め理論的に
求めておき、上記実電圧信号から出力感度変化特性に基
く電圧変動を取り除くように電圧値を補正することによ
って主軸に加わる動的荷重の時間変動を求める如くした
ことを特徴とする。
定速度で回転すると、それに取り付けられた軸受は各々
の転動体に荷重を分散しながら一定速度で回転する。歪
ゲ−ジからの応答信号は、歪ゲ−ジ位置と転動体位置と
の関係で変調されて出力されるが、これを出力感度変化
特性として薄肉円環理論を用いて図1の如くモデル化し
理論的に求めることができる。これで、歪ゲ−ジから得
られた実電圧信号から出力感度変化特性に基く電圧変動
を取り除くように補正すると主軸に加わる動的荷重の時
間変動が忠実に求められる。
わる動的荷重F(t)の関係は数1の式で導かれる。
する。 n:転動体数 γ:転動体接触角 β:ゲインファクタ− X(t):出力感度変化特性 fc:転動体公転周波数 薄肉円環理論より、出力感度変化特性X(t)は数2の式
のように求めることができる。
うに求める。既知の静的荷重Ps1,Ps2(PS1≠PS2)を
ある等しい出力感度特性下に於て加えたときの応答信号
Hs1,Hs2を求めると、数4の式においてゲインファク
タ−βが決定される。
軸受の外輪に歪ゲ−ジを貼付し、該歪ゲ−ジの歪の変化
を実電圧信号として検出し、転動体の位置によって歪ゲ
−ジの電圧信号の応答感度が変化する出力感度変化特性
を予め理論的に求めておき、上記実電圧信号から出力感
度変化特性に基く電圧変動を取り除くように電圧値を補
正することによって主軸に加わる動的荷重の時間変動を
求めることができ、工作機械やモ−タ等回転部を有する
機械類において回転軸に加わる荷重の時間変化を忠実に
検出することができ、機械類の動作状態のインプロセス
診断が可能となる道が開け、生産システムの高度自動化
の進展に大いに寄与することができる。
波形である。
出したオリジナルな波形である。
ントした歪ゲージによって検出することを可能としたセ
ンサ付軸受は、特に工作機械の運転状態や作業状態等の
インプロセスモニタリング装置として大変有効なもので
ある。こうした工作機械のモニタリングのためには、静
的な荷重のみならず動的な荷重の検出が重要である。と
ころが、従来のセンサ付軸受の信号処理法では以下のよ
うな理由により、動的な信号の検出ができない。 図2に示すように、静荷重による歪ゲージの出力波
形は転動体回転数で変調される。そのため従来の手法で
は変調信号のP−P値や実効値等を求めることによっ
て、静的な荷重のみを求める信号処理方法が提示されて
いるに過ぎない。 図3に示すような、静的荷重信号に動的荷重信号が
重なった信号からは、転動体回転周波数をカットするバ
ンドパスフィルター等を用いれば動的な信号が取り出せ
るが、これでは転動体回転周波数近傍の動的荷重信号も
カットしてしまうため図4に示すようなオリジナルの動
的荷重信号が得られない。
定速度で回転すると、それに取り付けられた軸受は各々
の転動体に荷重を分散しながら一定速度で回転する。歪
ゲージからの応答信号は、歪ゲージ位置と転動体位置と
の関係で変調されて出力されるが、これを出力感度変化
特性として薄肉円環理論を用いて図1の如くモデル化し
理論的に求めることができる。これで、図3に示すよう
な歪ゲージから得られた実電圧信号から出力感度変化特
性に基く電圧変動を取り除くように補正すると、図4に
示すような主軸に加わる動的荷重の時間変動が忠実に求
められる。
加わる動的荷重F(t)の関係は数1の式で導かれる。
式のように求めることができる。
うに求める。既知の静的荷重Ps1,Ps2(PS1≠
PS2)をある等しい出力感度特性下に於て加えたとき
の応答信号Hs1,Hs2を求めると、数4の式におい
てゲインファクターβが決定される。
Claims (1)
- 【請求項1】 主軸に取り付けられた転がり軸受の外輪
に歪ゲ−ジを貼付し、該歪ゲ−ジの歪の変化を実電圧信
号として検出し、転動体の位置によって歪ゲ−ジの電圧
信号の応答感度が変化する出力感度変化特性を予め理論
的に求めておき、上記実電圧信号から出力感度変化特性
に基く電圧変動を取り除くように電圧値を補正すること
によって主軸に加わる動的荷重の時間変動を求める如く
したセンサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5096959A JPH0789091B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | センサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5096959A JPH0789091B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | センサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06288409A true JPH06288409A (ja) | 1994-10-11 |
JPH0789091B2 JPH0789091B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=14178803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5096959A Expired - Lifetime JPH0789091B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | センサ付軸受に於ける主軸の動的荷重検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0789091B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009516160A (ja) * | 2005-11-09 | 2009-04-16 | エス.エヌ.エール.ルールマン | 少なくとも3つのひずみゲージを備える変形センサベアリング |
KR101220409B1 (ko) * | 2010-12-20 | 2013-01-09 | 숭실대학교산학협력단 | 절삭력 측정이 가능한 밀링머신 |
JP2018145998A (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の状態監視装置 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5096959A patent/JPH0789091B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009516160A (ja) * | 2005-11-09 | 2009-04-16 | エス.エヌ.エール.ルールマン | 少なくとも3つのひずみゲージを備える変形センサベアリング |
KR101220409B1 (ko) * | 2010-12-20 | 2013-01-09 | 숭실대학교산학협력단 | 절삭력 측정이 가능한 밀링머신 |
JP2018145998A (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の状態監視装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0789091B2 (ja) | 1995-09-27 |
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