JPS62136343A

JPS62136343A - 送り装置の故障予知装置

Info

Publication number: JPS62136343A
Application number: JP27559085A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oota; 健太田; Kengo Yoshioka; 吉岡　▲けん▼伍; Ichiji Murata; 村田　一司
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1987-06-19
Also published as: JPH0569656B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、工作機械における送り装置の故障を予知する
のに用いる故障予知装置に関するものである。

〈従来の技術〉マシニングセンタ等の工作機械においては、送りテーブ
ル等の可動体をスライド面によって摺動可能に支持する
とともに、この可動体をボール螺子機槽を介して送り用
サーボモータの出力軸に連結し、これによって可動体を
指令された速度で移動させるようにしている。

そして、かかる送り装置では、長期の使用によりボール
螺子が異常に摩耗したり、潤滑不良によってスライド面
にかしりが発生したりすると、可動体の送りを円滑に行
えなくなり、異常振動が発生する。そして、この振動が
許容範囲を越えた場合には、必要な加工精度が得られな
くなるが、従来においては、かかる送り装置の故障を予
知できる装置が設けられていなかった。

〈発明が解決しようとする問題点〉このように、従来装置においては送り装置の故障を予知
できないため、稼働時間中に許容範囲を越えた振動が発
生して正規の加工ができなくなり、加工ラインの停止等
、生産スケジュールに多大な影響を及ぼす問題があった
。

〈問題点を解決するための手段〉本発明はかかる従来の問題点に鑑み、可動体を無負荷状
態で移動させるべくサーボモータを回転させる送り指令
手段と、この送り指令手段の指令に基づいて前記サーボ
モータが回転している間に前記サーボモータに流れる電
流値を検出する電流検出手段と、この電流検出手段によ
って検出された電流値を正常無負荷時における電流値と
対比する対比手段とを設け、この対比手段による対比結
果に基すいて送り装置の故障を予知するようにしたこと
を特徴とするものである。

く作用〉一定の期間毎に送り指令手段を作動させ、可動体を無負
荷状態で移動させる。そして、この送りｔ旨令手段から
の指令に基づき可動体が移動しているときに送り用サー
ボモータに流れる電流は電流検出手段によって検出され
る。この電流検出手段によって検出された電流値が対比
手段によって正常無負荷時における電流値と対比され、
この対比結果に基すいて送り装置の故障が予知される。

〈実施例〉第１図において１０は工作機械の送り装置であり、送り
テーブル１）が可動体としてベッド１２の上面に形成さ
れたスライド面１２ａを介して摺動可能に支持されてい
る。そして、送りテーブル１）の下面には多数のボール
を循環可能に保持したボールナツト１４が取付ブロック
１３を介して取りつけられており、このポールナツト１
４には送り用サーボモータ１６の出力軸に連結された送
り螺子１５が螺合している。

また、ポールナツト１４を保持する取付ブロック１３の
側面には、加速度計、ＡＥセンサ等からなる振動検出器
１７が取付けられている。

一方、２０は数値制御装置、２１はシーケンス制御装置
であり、数値制御装置２０のメモリ内には、加工用の数
値制御プログラムの他に第４図に示す故障子知用の数値
制御プログラムが記憶されている。そして、数値制御装
置２０は、シーケンス制御装置２１からの指令に応答し
て加工用の数値制御プログラムか故障子知用の数値制御
プログラムを選択的に実行する。

また、数値制御装置２０には、送り用サーボモータ１６
の回転を制御するサーボモータ駆動回路２２が接続され
ており、数値制御プログラム中に含まれる移動指令に基
づき数値制御装置２０からサーボモータ駆動回路２２に
指令パルスが分配されると、サーボモータ駆動回路２２
は分配された指令パルスの周波数に応じた速度で送り用
サーボモータ１６を回転させるべく駆動電流を制御する
ようになっている。さらに、数値制御装置２０と送り用
サーボモータ１６との間には、送り用サーボモータ１６
へ流れる電流の大きさを検出する電流検出器２３が設け
られている。

３０は、振動検出器１７によって検出された振動値と電
流検出器２３によって検出された電流値を表示するよう
にプログラムされたパーソナルコンピュータであり、振
動検出器１７．電流検出器２３の出力がアンプ２５ａ、
２５ｂとＡＤ変換器２６ａ、２６ｂを介して供給される
ようになっている。このパーソナルコンピュータ３０の
メモリ内には、第２図に示す設定値入力用のプログラム
と、第３図に示すモニタ用のプログラムとが記憶されて
いる。パーソナルコンピュータ３０のキーボード３０ａ
により、振動の設定値を入力するコマンド“ＶＳ”がキ
ーインされると、第２図（ａ）の処理により“ＶＳ”に
続いて入力された値を設定振動値Ｓｖとして記憶しく４
０）、電流の設定値を入力するコマンド“ＩＳ”がキー
インされると、第２図（ｂ）の処理により“ＩＳ”に続
いて入力された値を設定電流値Ｓｉとして記憶する（４
１）。

一方、シーケンス制御装置２１を介して、モニタの開始
を指令するＭコードＭ４０が数値制御装置２０から供給
されると、パーソナルコンピュータ３０は第３図に示す
処理を実行し、まず最初に、第５図に示すモニタ画面の
枠、タイトル等の固定部分のみを表示する処理（５０）
と、バッファ内の最大値ＤＶＯ，Ｄｉｏを零クリアする
処理（５１）を行う。そして、この後、シーケンス制御
装置２１を介して数値制御装置２０からプログラムの終
了を示すＭＯ２のコードが出力されるまで、ステップ（
５２）〜（６１）のモニタルーチンを繰り返し実行する
。

このモニタルーチンでは、ＡＤ変換器２６ａ。

２６ｂから出力されている振動の大きさを表す信号Ｖと
電流値ｊとを読み込むとともに（５２）、この読み込ん
だ値が最大値１）ｖｏ、Ｄｉｏよりも大きいか否かを判
定しく５３）、　　（５６）大きい場合には、ｖ、ｉを
最大値ｐｖｏ、Ｄｉｏとしてセットする（５５）、　　
（５７）。そして、最大値］）ｖｏ、Ｄｉｏを設定値Ｓ
ｖ、Ｓｉでそれぞれ除し、設定値Ｓｖ、Ｓｉに対する最
大値［）ｖｏ、Ｄｔｏの相対的な大きさＤＤｖ、ＤＤｉ
を演算する（５８）、そして、この後、ＤＤｖ、ＤＤｉ
の大きさに応じた棒グラフをＣＲＴ画面上の棒グラフ表
示するために、画面上での棒グラフの長さを計算すると
ともに（６０）、この計算された長さの棒グラフ３１ａ
、３１ｂをＣＲＴ画面上に表示する処理を行う　（６２
）。

次に上記装置において故障の予知を行う場合の動作につ
いて説明する。

まず、機械の組付完了時において、送りテーブル１）を
無負荷状態で設定速度で移動させ、この時のＡＤ変換器
２６ａ、２６ｂの出力値を前記した“ＶＳ”、“ＩＳ”
コマンドを用いて入力する。

これにより、パーソナルコンピュータ３０は第２図（ａ
）、　（ｂｌの処理により、機械組付完了時における無
負荷状態での振動の大きさと、電流値の大きさを設定値
Ｓｖ、Ｓｉとして不揮発生の記憶エリアに登録する。

この後、機械が顧客の工場に設置された後は、定期的に
操作盤２９上の故障予知運転のボクン２９ａを押し、故
障予知運転を指令する。

故障予知運転ボタン２９ａが押されると、シーケンス制
御装置２１から数値制御装置２０に対してプログラム選
択指令が供給され、第４図に示す故障子知用の数値制御
プログラムの開始が指令される。

これにより、数値制御装置２０は故障子知用の数値制御
プログラムの実行を開始し、まず、最初のブロックＮ０
ＩＯにプログラムされているＭ２Ｃを読み出す。Ｍ２Ｃ
のデータが読出されると、このデータはシーケンス制御
装置２Ｉに出力されるとともに、シーケンス制御装置２
１を介してパーソナルコンピュータ３０に供給され、パ
ーソナルコンピュータ３０はこれに応答して第３図に示
すモニタプログラムの実行を開始する。これにより、パ
ーソナルコンピュータ３０のＣＲＴ画面には第５図に示
す画面が表示される。

この時、送りテーブル１）は移動しておらず、ＡＤ変換
器２６ａ、２６ｂの出力は零であるので、ＣＲＴ画面上
には棒グラフは表示されず、固定部分のみが表示される
。

これに続いてブロックＮＯ２Ｏにプロクラムされティる
ＧＯＬ　　Ｆｌｏｏ　　Ｘ１００ＯＯＯが数値制御装置
２０によって読出されると、パルス分配速度がＦｌｏｏ
に応じた値に設定されるとともに、正の指令パルスがサ
ーボモータ駆動回路２２に出力され、サーボモータ駆動
回路２２は指令パルスの周波数に応じた速度で送り用サ
ーボモータ１６を正転させ、これによって送りテーブル
１）が前進される。さらに、これに続いてブロックＮ０
３００Ｘ−１０００００，ブロックＮＯ４０のＸ１００
０００．ブロックＮ０３０のＸ−１０００００が順次読
み出されると、これに応じて数値制御装置２０はサーボ
モータ駆動回路２２に対して負の指令パルス、正の指令
パルス、負の指令パルスを順次供給し、これによって、
送りテーブル１）は後退移動、前進移動、後退移動を順
次行う。

なお、Ｆｌｏｏに応じた速度は組付時において振動値と
電流値を測定した時の送り速度である。

このように送りテーブル１）が進退動されると、送り用
サーボモータ１６に対して所定の電流が流れるとともに
送りテーブル１）に振動が発生する。

これにより、振動検出器１７、電流検出器２３の出力が
零から増大し、ＡＤ変換器２６ａ、２６ｂから送りテー
ブル１）移動中における振動値Ｖと電流値ｉが出力され
る。

この間パーソナルコンピュータ３０は第３図のステップ
（５２）〜（６１）の処理を繰り返し実行しているため
、ＡＤ変換器２６ａ、２６ｂから出力される■とｉの最
大値Ｄｖｏ、Ｄｉｏの設定値Ｓｖ、Ｓｉに対する大きさ
の割合が計算され、これが第５図に示されるように画面
表示される。

これにより、作業者はＣＲＴ画面を見ることで、送りテ
ーブル１）の無負１）ガ移動中における振動の大きさと
、送り用サーボモータ１６に供給される電流の大きさが
、組付直後の正常状態の時に対してどの程度増加したか
を知ることができ、ポールナツト１４内のポールの摩耗
やスライド面のかじりによって振動が増加したり、送り
用サーボモータ１６の負荷が増大したりことを容易にか
つ確実に発見することができる。

これにより、正常に加工を行うことが出来なくなる様な
大きなポール摩耗やかじりが発生する前にかかる故障を
予知することができ、かかる故障の予知により、早めに
修理を行えば、加工中において送り装置が故障して生産
がストップするといった問題をなくすことができる。

なお、上記実施例においては、故障予知用の数値制御プ
ログラムによって、可動体を無負荷状態で移動させてい
たが、シーケンス制御装置２１からの指令によってサー
ボモータ駆動回路２２が送り用サーボモータ１６を一定
速度で回転させるとともに、パーソナルコンピュータ３
０にモニタ指令を供給するようにしてもよい。

第６図は、本発明の変形例を示すものであり、最大値Ｄ
　ｖ　ｏ　ｒ　Ｄ　ｉ　ｏを設定値Ｓｖ、Ｓｉと比較し
く６５）、　　（６６）、、最大値［）ｖｏ、１）ｔｏ
が設定値Ｓｖ、Ｓｔよりも許容値Ｌ　ｖ　＋　　Ｌ　１
以上に大きくなっている場合には異常信号を送出する（
６７）。このものでは、許容値Ｌｖ、Ｌｉを適宜設定す
ることにより、異常信号の送出によって送り装置の故障
を予知できる。

〈発明の効果〉以上述べたように本発明においては、送り用サーボモー
タの回転により送りテーブルを無負荷状態で移動させる
とともに、この送りテーブル移動中において送り用サー
ボモータに供給される電流値を検出し、この検出した電
流値を組付直後における正常状態での電流値と対比出来
るようにしたので、送りテーブル移動中において送り用
サーボモータに流れる電流値がどの程度増加したかを容
易に把１屋することができる。したがって、ポール螺子
機構のポールの摩耗等、送り装置の故障につながる異常
を早期に発見することができ、送り装置の故障を予知で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は故障予知
装置を備えた送り装置の全体構成を示す図、第２図、第
３図は第１図におけるパーソナルコンピュータ３０の動
作を示すフローチャート、第４図は故障予知用数値制御
プログラムを示すプログラムシート、第５図は第１図に
おけるパーソナルコンピュータ３０の表示画面を示す図
、第６図は本発明の変形例を示すフローチャートである
。１）・・・送りテーブル、１４・・・ポールナツト、１
５・・・送り螺子、１６・・・送り用サーボモータ、１
７・・・振動検出器、２０・・・数値制御装置、２１・
・・シーケンス制御装置、２２・・・サーボモータ駆動
回路、２３・・・電流検出器、２６ａ、２６ｂ・・・Ａ
Ｄ変換器、３０・・・パーソナルコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可動体をスライド面によって案内支持するととも
に、前記可動体を送り螺子機構を介して送り用サーボモ
ータの出力軸に連結した送り装置において、前記可動体
を無負荷状態で移動させるべく前記サーボモータを回転
させる送り指令手段と、この送り指令手段の指令に基づ
いて前記サーボモータが回転している間に前記サーボモ
ータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、この電
流検出手段によって検出された電流値を正常無負荷時に
おける電流値と対比する対比手段とを設け、この対比手
段による対比結果に基づいて送り装置の故障を予知する
ようにしたことを特徴とする送り装置の故障予知装置。
（２）前記対比手段は、前記電流検出手段によって検出
された電流値の正常無負荷時における電流値に対する割
合を計算する計算手段と、この計算手段によって計算さ
れた割合を表示する表示手段とによって構成されること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の送り装置
の故障予知装置。
（３）前記対比手段は、前記電流検出手段によって検出
された電流値と正常無負荷時における電流値とを比較し
て、前記電流検出手段によって検出された電流値が正常
無負荷時における電流値に対して設定量以上大きくなっ
た場合に異常信号を発生する異常判定手段によって構成
されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の送り装置の故障予知装置。