KR102419817B1 - Method for assessing preload degradation of ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프리로드 열화(preload degradation)를 평가하는 방법에 관한 것으로, 특히, 볼 스크류의 프리로드 열화를 평가하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating preload degradation, and more particularly, to a method for evaluating preload degradation of a ball screw.
고정밀 모션의 장점 때문에, 상대적으로 높은 위치 결정 정밀도가 요구되는 툴 머신에서 볼 스크류가 전달 부품(transmission component)으로 널리 사용된다. 일반적으로, 볼 스크류는 복수의 볼(ball), 너트(nut) 및 스크류 축(screw shaft)을 포함한다. 너트는 볼을 통해 스크류 축과 체결되어 스크류 축에 대해 선형 이동을 수행한다.Because of the advantages of high-precision motion, ball screws are widely used as transmission components in tool machines requiring relatively high positioning precision. In general, a ball screw includes a plurality of balls, a nut and a screw shaft. The nut is engaged with the screw shaft through a ball to perform a linear movement with respect to the screw shaft.
대부분의 볼 스크류는 입력(예컨대, 회전)과 출력(예컨대, 선형 이동) 사이의 백래시(backlash)를 제거하기 위해 프리로드되어 있다. 불충분한 프리로드는, 볼 스크류가 움직일 때, 원하지 않는 진동을 유발할 수 있다. 또한 볼 스크류의 프리로드는 사용 기간에 따라 점차적으로 감소하여, 결국에는 백래시가 발생한다. 바람직하지 않은 진동 및 백래시로 인해, 결과적으로 볼 스크류의 수명이 단축되고 정밀도가 저하될 수 있다. Most ball screws are preloaded to eliminate backlash between input (eg, rotation) and output (eg, linear movement). Insufficient preload can cause unwanted vibrations when the ball screw is moving. In addition, the preload of the ball screw gradually decreases with the period of use, eventually resulting in backlash. Due to undesirable vibration and backlash, the life of the ball screw can be shortened as a result and precision can be reduced.
대만 발명 특허 제I653410B호는 볼 스크류의 프리로드의 존재 여부를 판단한 결과에 기초하여 볼 스크류에 백래시가 형성되었는지 판단하는 방법을 개시하고 있다. 볼 스크류의 프리로드가 더는 존재하지 않는다고 판단되면, 백래시가 형성된 것으로 판단된다. 그러나 이러한 방법은 백래시가 아직 형성되지 않은 상태에서 프리로드 열화가 발생했는 지를 판단하는 데 적합하지 않다.Taiwan Invention Patent No. I653410B discloses a method of determining whether backlash is formed in a ball screw based on a result of determining whether a preload of the ball screw is present. If it is determined that the preload of the ball screw no longer exists, it is determined that backlash has been formed. However, this method is not suitable for determining whether preload deterioration has occurred in a state where backlash has not yet been formed.
따라서, 본 발명의 목적은 적어도 종래 기술의 결점을 보완할 수 있는 볼 스크류의 프리로드 열화 평가 방법을 제공하기 위한 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for evaluating preload deterioration of a ball screw that can at least compensate for the drawbacks of the prior art.
본 발명에 따르면, 방법은 컴퓨터 장치에 의해 구현되도록 구성된다. 볼 스크류는 너트, 복수의 볼 및 볼의 재순환을 위한 복귀 메커니즘을 포함한다. 컴퓨터 장치는 제 1 센서 - 너트에 장착되고, 복귀 메커니즘에 인접하며, 복귀 메커니즘에서 볼의 진동과 관련된 진동 신호를 컴퓨터 장치에 주기적으로 전송함 - 와 신호 연결 상태에 있다. 이 방법은,According to the invention, the method is configured to be implemented by a computer device. The ball screw includes a nut, a plurality of balls and a return mechanism for recirculation of the balls. The computer device is in signal connection with a first sensor, mounted on the nut, adjacent the return mechanism, which periodically transmits a vibration signal related to the vibration of the ball to the computer device. This way,
A) 제 1 센서로부터 수신된 진동 신호에 기초하여 시간 도메인 진동 데이터 엔트리(entry of time-domain vibration data)를 획득하는 단계;A) obtaining an entry of time-domain vibration data based on the vibration signal received from the first sensor;
B) 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 기초하여 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리(entry of frequency-domain vibration derived data)를 획득하는 단계;B) obtaining at least one entry of frequency-domain vibration derived data based on the time domain vibration data entry;
C) 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각에 대해, 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 기초하여 진동 고유 벡터(vibration eigenvector)를 획득하는 단계;C) for each of the at least one frequency domain vibration guidance data entry, obtaining a vibration eigenvector based on the frequency domain vibration guidance data entry;
D) 복수의 기준 진동 벡터, 프리로드 평가 범위 및 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 대해 획득된 진동 고유 벡터에 기초하여 프리로드 평가를 수행하여 프리로드 평가의 결과를 획득하는 단계; 및D) performing a preload evaluation based on the vibration eigenvector obtained for the plurality of reference vibration vectors, the preload evaluation range, and the at least one frequency domain vibration induction data entry to obtain a result of the preload evaluation; and
E) 프리로드 평가의 결과에 기초하여 볼 스크류에 프리로드 열화가 발생했는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.E) determining whether preload deterioration has occurred in the ball screw based on the result of the preload evaluation.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명의 실시예에서 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 볼 스크류의 프리로드 열화를 평가하기 위한 방법을 구현하는 데 사용되는 시스템의 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 시스템의 제 1 센서 및 제 2 센서가 볼 스크류에 장착된 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에서 프리로드 열화를 검출하기 위한 트레이닝 절차의 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에서 백래시 검출을 위한 트레이닝 절차의 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 방법에서 프리로드 열화 및 백래시에 대한 평가 절차의 실시예를 함께 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법에서 주파수 도메인 진동 유도 데이터(frequency-domain vibration derived data)를 획득하기 위한 하위 단계의 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 방법에서 관성력 고유 벡터(inertial-force eigenvector)를 획득하기 위한 하위 단계의 실시예를 나타내는 흐름도이다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the embodiments of the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram illustrating an embodiment of a system used to implement a method for evaluating preload deterioration of a ball screw according to the present invention;
2 is a perspective view showing an embodiment in which the first sensor and the second sensor of the system are mounted on a ball screw;
3 is a flowchart illustrating an embodiment of a training procedure for detecting preload degradation in a method according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating an embodiment of a training procedure for backlash detection in a method according to the present invention.
5 and 6 are flowcharts together showing an embodiment of an evaluation procedure for preload deterioration and backlash in the method according to the present invention.
7 is a flowchart illustrating an embodiment of a sub-step for obtaining frequency-domain vibration derived data in a method according to the present invention.
8 is a flowchart illustrating an embodiment of a sub-step for obtaining an inertial-force eigenvector in a method according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 볼 스크류(4)의 프리로드 열화를 평가하기 위한 방법의 실시예는 도 1에 도시된 시스템(100)에 의해 구현되도록 구성된다. 시스템(100)은 컴퓨터 장치(1), 제 1 센서(2) 및 제 2 센서(3)를 포함한다. 볼 스크류(4)는 너트(41), 스크류 축(42), 복수의 볼(44), 및 볼(44)을 재순환하기 위한 복귀 메커니즘(43)을 포함한다. 컴퓨터 장치(1)는 제 1 센서(2) 및 제 2 센서(3)와 신호 연결 상태에 있다.1 and 2 , an embodiment of a method for evaluating preload deterioration of a ball screw 4 according to the present invention is configured to be implemented by the
본 실시예에서, 제 1 센서(2) 및 제 2 센서(3)의 각각은 가속도계로 구현할 수 있지만, 이러한 구현예는 본 명세서에 개시된 것으로 한정되지 않고, 다른 실시예에서 각 센서는 변위계(displacement meter) 또는 속도계(velocimeter)로 구현할 수도 있다. 보다 구체적으로, 제 1 센서(2)의 유효 대역폭은 0.1Hz 내지 5Hz 범위의 주파수를 커버하고, 제 2 센서(3)의 유효 대역폭은 스크류 축(42)의 스핀 주파수의 대역폭의 10배 이내인 주파수 범위(예컨대, 0.1Hz 내지 250Hz)를 커버하며, 제 2 센서(3)는 20비트 디지털 해상도를 특징으로 한다.In this embodiment, each of the
본 실시예에서, 볼 스크류(4)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 순환 볼 스크류이고, 복귀 메커니즘(43)은 복귀 튜브(return tube)를 포함한다.In this embodiment, the ball screw 4 is an external circulation ball screw, as shown in FIG. 2 , and the
제 1 센서(2)는 너트(41)에 장착되고, 복귀 메커니즘(43)에 인접한다. 제 1 센서(2)는 복귀 메커니즘(43)에서 볼(44)의 진동과 관련된 진동 신호를 컴퓨터 장치(1)에 주기적으로 전송한다. 제 2 센서(3)는 너트(41)에 장착되고, 너트(41)가 스크류 축(42)에 대해 상대적으로 이동되고 있는 방향을 따라 너트(41)에 가해지는 관성력과 관련된 관성력 신호를 컴퓨터 장치(1)에 주기적으로 전송한다.The
본 명세서에 설명된 외부 순환 볼 스크류(4)와는 구조가 다른 볼 스크류의 경우, 제 1 센서(2)와 제 2 센서(3)가 각각 진동 신호와 관성력 신호를 얻기 위해 볼 스크류 상의 적절한 위치(동일 위치이거나 상이한 위치일 수도 있음)에 각각 장착될 수 있다는 점에 유의해야 한다.In the case of a ball screw having a structure different from that of the external circulation ball screw 4 described herein, the
본 실시예에서, 컴퓨터 장치(1)는 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 컴퓨팅 서버 또는 클라우드 서버로 구현될 수 있지만, 이러한 구현은 본 명세서에 개시된 것으로 한정되지 않으며, 다른 실시예에서 다양할 수 있다.In this embodiment, the
컴퓨터 장치(1)는 저장 모듈(12), 디스플레이 모듈(13), 제 1 센서(2)와 제 2 센서(3)에 신호적으로 연결된 통신 모듈(11), 및 통신 모듈(11), 저장 모듈(12) 및 디스플레이 모듈(13)에 전기적으로 연결된 처리 모듈(14)을 포함한다.The
통신 모듈(11)은 유선 통신 표준 및/또는 무선 통신 표준(예컨대, 블루투스 기술 표준이나 셀룰러 네트워크 기술 표준 등)을 지원하는 네트워크 인터페이스 컨트롤러 또는 무선 트랜시버로 구현되지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.The
저장 모듈(12)은 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) 또는 기타 비휘발성 메모리 장치로 구현될 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.The
디스플레이 모듈(13)은 LCD(Liquid-Crystal Display), LED(Light-Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널, 프로젝션 디스플레이 등일 수 있다. 그러나, 디스플레이 모듈(13)의 구현예는 본 명세서에 개시된 것으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다.The
처리 모듈(14)은 프로세서, CPU(Central Processing Unit), 마이크로프로세서, MCU(Micro Control Unit), SoC(System on a Chip), 또는 본 발명에서 논의된 기능을 구현하기 위한 소프트웨어 방식 및/또는 하드웨어 방식으로 구성 가능/프로그래밍 가능한 임의의 회로에 의해 구현될 수 있다.The
컴퓨터 장치(1)의 저장 모듈(12)은 복수의 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터, 복수의 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터, 복수의 제 1 트레이닝 관성력 고유 벡터 및 복수의 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터를 저장한다.The
제 1 트레이닝 진동 고유 벡터(또는 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터)의 각각은 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터(또는 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터)가 대응하는 주파수 도메인 데이터 엔트리의 첨도(kurtosis)를 나타내는 트레이닝 첨도 고유 벡터, 주파수 도메인 데이터 엔트리의 최대 피크값을 나타내는 트레이닝 최대 피크값 고유 벡터, 주파수 도메인 데이터 엔트리의 총 에너지를 나타내는 트레이닝 총 에너지 고유 벡터, 및 이들의 임의의 조합 중 하나를 포함한다.Each of the first training oscillation eigenvectors (or second training oscillation eigenvectors) is a training kurtosis eigenvector in which the first training oscillation eigenvector (or second training oscillation eigenvector) represents the kurtosis of the corresponding frequency domain data entry. a vector, a training maximum peak value eigenvector indicating the maximum peak value of the frequency domain data entry, a training total energy eigenvector indicating the total energy of the frequency domain data entry, and any combination thereof.
제 1 트레이닝 관성력 고유 벡터(또는 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터)의 각각은 제 1 트레이닝 관성력 고유 벡터(또는 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터)가 대응하는 시간 도메인 데이터 엔트리의 피크 대 피크 값을 나타내는 트레이닝 피크 대 피크 고유 벡터, 시간 도메인 데이터 엔트리의 최대 피크값을 나타내는 트레이닝 최대 피크값 고유 벡터, 시간 도메인 데이터 엔트리의 양의 최대 피크값의 절대값과 최소 피크값의 절대값의 평균인 평균 피크값을 나타내는 트레이닝 평균 피크값 고유 벡터, 및 이들의 임의의 조합 중 하나를 포함한다.Each of the first training inertia force eigenvectors (or second training inertia force eigenvectors) is a training peak to peak in which the first training inertia force eigenvector (or second training inertia force eigenvector) represents the peak-to-peak value of the corresponding time domain data entry. peak eigenvector, training representing the maximum peak value of a time domain data entry Maximum peak value eigenvector, training representing an average peak value that is the average of the absolute values of the absolute maximum and minimum positive peak values of the time domain data entry mean peak value eigenvectors, and any combination thereof.
제 1 및 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터, 및 제 1 및 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터의 구현예는 본 명세서에 개시된 것으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다는 점에 유의해야 한다.It should be noted that implementations of the first and second training oscillation eigenvectors, and the first and second training inertia force eigenvectors are not limited to those disclosed herein and may be modified in other embodiments.
본 발명에 따른 볼 스크류(4)의 프리로드 열화를 평가하는 방법은 프리로드 열화 검출을 위한 트레이닝 절차(도 3 참조), 백래시 검출을 위한 트레이닝 절차(도 4 참조), 및 프리로드 열화 및 백래시에 대한 평가 절차(도 5 및 도 6 참조)를 포함한다.The method for evaluating the preload deterioration of the ball screw 4 according to the present invention includes a training procedure for preload deterioration detection (see Fig. 3), a training procedure for backlash detection (see Fig. 4), and preload deterioration and backlash evaluation procedure for (see FIGS. 5 and 6).
프리로드 열화 검출 트레이닝 절차는 도 1 및 도 3을 참조하여 이하에 설명된 단계 50 내지 단계 53을 포함한다.The preload degradation detection training procedure includes
단계 50에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 비지도 학습 알고리즘(unsupervised learning algorithm)을 사용하여 수행되는 기계 학습의 입력으로 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터를 사용하여, 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터에 의해 스팬된(spanned) 데이터 공간에 있는 기준 진동 벡터를 획득한다.In
비지도 학습 알고리즘에는 클러스터링 알고리즘(예컨대, K-평균 클러스터링(K-means clustering)) 및/또는 SOM(Self-Organizing Map) 알고리즘이 포함될 수 있다.The unsupervised learning algorithm may include a clustering algorithm (eg, K-means clustering) and/or a self-organizing map (SOM) algorithm.
비지도 학습 알고리즘이 클러스터링 알고리즘인 시나리오에서, 이렇게 획득된 기준 진동 벡터는 비지도 학습 알고리즘을 수행하여 획득된 복수의 진동 클러스터를 각각 나타내는 중심 벡터를 포함한다.In a scenario in which the unsupervised learning algorithm is a clustering algorithm, the reference vibration vector thus obtained includes a center vector representing each of a plurality of vibration clusters obtained by performing the unsupervised learning algorithm.
비지도 학습 알고리즘이 SOM 알고리즘인 시나리오에서, 이렇게 획득된 기준 진동 벡터는 SOM 알고리즘을 수행하여 획득되고 사전 설정된 횟수를 초과하여 업데이트된 뉴런에 각각 대응하는 벡터를 포함한다.In the scenario where the unsupervised learning algorithm is the SOM algorithm, the reference vibration vectors thus obtained include vectors respectively corresponding to neurons obtained by performing the SOM algorithm and updated more than a preset number of times.
단계 51에서, 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터와 단계 50에서 획득된 각각의 기준 진동 벡터들 사이에서 복수의 제 1 후보 진동 거리를 각각 계산한다. 특히, 이렇게 계산된 제 1 후보 진동 거리는 각각 유클리드 거리(Euclidean distance)이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.In
단계 52에서, 계산된 제 1 후보 진동 거리가 대응하는 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 1 목표 진동 거리로 작용할 제 1 후보 진동 거리 중 가장 짧은 것을 결정한다. In
단계 53에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은, 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터에 대해 결정된 제 1 목표 진동 거리에 기초하여, 프리로드 열화가 볼 스크류(4)에 발생했는지 여부를 결정하는 데 사용되는 프리로드 평가 범위를 획득한다. 보다 구체적으로, 제 1 목표 진동 거리의 분포를 정규 분포로 간주하고, 제 1 목표 진동 거리 분포의 95% 신뢰 구간(CI: Confidence Interval)이 프리로드 평가 범위로 사용된다. 그러나, 프리로드 평가 범위의 구현예는 본 명세서의 개시 내용으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다.In
백래시 검출의 트레이닝 절차는 도 1 및 도 4를 참조하여 이하에 설명된 단계 60 내지 단계 63을 포함한다.The training procedure of backlash detection includes
단계 60에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 비지도 학습 알고리즘을 사용하여 수행되는 기계 학습의 입력으로 제 1 트레이닝 관성력 고유 벡터를 사용하여 제 1 트레이닝 관성력 고유 벡터에 의해 스팬된 데이터 공간에 있는 기준 관성력 벡터를 획득한다.In
비지도 학습 알고리즘이 클러스터링 알고리즘인 시나리오에서, 이렇게 획득된 기준 관성력 벡터는 비지도 학습 알고리즘을 수행하여 획득된 복수의 관성력 클러스터를 각각 나타내는 중심 벡터를 포함한다.In a scenario in which the unsupervised learning algorithm is a clustering algorithm, the reference inertial force vector thus obtained includes a center vector representing each of a plurality of inertial force clusters obtained by performing the unsupervised learning algorithm.
비지도 학습 알고리즘이 SOM 알고리즘인 시나리오에서, 이렇게 획득된 기준 관성력 벡터는 SOM 알고리즘을 수행하여 획득하고 다른 사전 설정된 횟수를 초과하여 업데이트된 뉴런에 각각 대응하는 벡터를 포함한다.In the scenario where the unsupervised learning algorithm is the SOM algorithm, the reference inertia force vector thus obtained includes vectors respectively corresponding to neurons obtained by performing the SOM algorithm and updated more than another preset number of times.
단계 61에서, 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터와 단계 60에서 획득된 각각의 기준 관성력 벡터 사이에서 복수의 제 1 후보 관성력 거리를 각각 계산한다. 특히, 이렇게 계산된 제 1 후보 관성력 거리는 각각 유클리드 거리이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.In
단계 62에서, 계산된 제 1 후보 관성력 거리가 대응하는 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 1 목표 관성력 거리로 작용할 제 1 후보 관성력 거리 중 가장 짧은 것을 결정한다.In
단계 63에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 트레이닝 관성력 고유 벡터에 대해 결정된 제 1 목표 관성력 거리에 기초하여 백래시 평가 범위를 획득한다. 보다 구체적으로, 제 1 목표 관성력 거리 분포를 정규 분포로 간주하고, 제 1 목표 관성력 거리 분포의 95% CI가 백래시 평가 범위로 사용된다. 그러나, 백래시 평가 범위의 구현예는 본 명세서의 개시 내용으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다.In
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 프리로드 열화 및 백래시에 대한 평가 절차는 이하에 설명된 단계 70 내지 단계 85를 포함한다.1, 5 and 6 , the evaluation procedure for preload deterioration and backlash includes
단계 70에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 1 센서(2)로부터 수신된 진동 신호에 기초하여 시간 도메인 진동 데이터 엔트리를 획득한다.In
단계 71에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 기초하여 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리를 획득한다.In
구체적으로 말하면, 단계 71은 도 7에 도시되고 이하에 설명된 바와 같이 하위 단계 710 내지 하위 단계 714를 포함한다.Specifically, step 71 includes
하위 단계 710에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 대해 엔벨로프 처리(envelope processing)를 수행하여 처리된 시간 도메인 진동 데이터 엔트리를 도출한다. 엔벨로프 처리의 구현예는 당업자에게 잘 알려져 있으므로 간략하게 하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.In a sub-step 710, the
하위 단계 711에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 처리된 시간 도메인 진동 데이터 엔트리로부터 볼 스크류(4)의 너트(41)가 일정한 속도로 이동하는 기간에 대응하는 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리를 검색한다. 볼 스크류(4)의 너트(41)가 일정한 속도로 이동하는 기간은 볼 스크류(4)의 이동을 유도하는 모터의 사전 설정된 회전 속도로부터 결정될 수 있음을 주목해야 한다.In a sub-step 711 , the
하위 단계 712에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 기초하여 적어도 하나의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리를 획득한다.In a
적어도 하나의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리가 복수인 경우, 복수의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리는 각각 사전 설정된 기간이 동일한 기간에 대응해야 한다는 점을 주목해야 한다. It should be noted that, when the at least one time domain vibration induction data entry is plural, the plurality of time domain vibration induction data entries each have a preset period corresponding to the same period.
목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 대응하는 기간의 길이가 사전 설정된 기간보다 긴 경우, 처리 모듈(14)은, 복수의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각이 사전 설정된 기간으로 이루어진 기간에 대응하도록, 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리를 복수의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리로 분할한다. When the length of the period corresponding to the target time domain vibration data entry is longer than the preset period, the
한편, 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리가 대응하는 기간의 길이가 사전 설정된 기간보다 짧은 경우, 처리 모듈(14)은, 복수의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각이 동일한 사전 설정된 기간으로 이루어진 기간에 대응하도록, 목표 시간 도메인 진동 데이터의 다중 엔트리를 결합하여 복수의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 중 하나를 형성한다. 결합될 목표 시간 도메인 진동 데이터의 다중 엔트리가 대응하는 기간의 총 길이가 사전 설정된 기간보다 긴 경우, 이렇게 형성된 복수의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 중 하나는 사전 설정된 기간으로 클리핑될 것임을 유의해야 한다.On the other hand, if the length of the period corresponding to the target time domain vibration data entry is shorter than the preset period, the
하위 단계 713에서, 적어도 하나의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 대해 대역 통과 필터링 처리를 수행한다. 대역 통과 필터링 처리의 성능은 스크류 축(42)의 스핀 주파수 대역폭의 10배 이내의 주파수 범위에 속하는 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 일부를 유지하면서 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 나머지 부분을 감쇠시키는 것을 목표로 하는 것임을 유의해야 한다. 즉, 제 1 센서(2)가 검출할 수 있는 주파수 범위가 스크류 축(42)의 스핀 주파수 대역폭의 정확히 10배일 때, 단계 713에서의 대역 통과 필터링 처리의 수행은 생략될 수 있고, 방법의 절차 흐름은 하위 단계 712 이후에 하위 단계 714로 바로 진행된다.In
하위 단계 714에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 대역 통과 필터링 처리를 거친 적어도 하나의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각에 대해 푸리에 변환을 수행하여 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리를 도출한다.In a sub-step 714, the
단계 72에서, 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 기초하여 진동 고유 벡터를 획득한다.In
진동 고유 벡터(들)의 각각은 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 첨도를 나타내는 첨도 고유 벡터와, 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 최대 피크값을 나타내는 최대 피크값 고유 벡터와, 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 총 에너지를 나타내는 총 에너지 고유 벡터, 및 이들의 임의의 조합 중 하나를 포함한다. 진동 고유 벡터(들)의 구성 요소(들)는 본 명세서의 개시 내용으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다는 점에 유의해야 한다.Each of the vibration eigenvector(s) includes a kurtosis eigenvector representing the kurtosis of the frequency domain vibration induction data entry, a maximum peak value eigenvector representing the maximum peak value of the frequency domain vibration induction data entry, and a frequency domain vibration induction data entry. total energy eigenvector representing the total energy, and any combination thereof. It should be noted that the component(s) of the vibration eigenvector(s) are not limited to the teachings herein and may be varied in other embodiments.
다음으로, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 프리로드 평가의 결과를 획득하기 위해, 단계 72에서 획득된 진동 고유 벡터(들), 단계 50에서 획득된 기준 진동 벡터들 및 단계 53에서 획득된 프리로드 평가 범위에 기초하여, 단계 73 내지 단계 75에서 설명된 프리로드 평가를 수행한다.Next, the
단계 73에서, 진동 고유 벡터(들) 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 진동 고유 벡터와 기준 진동 벡터의 각기 하나 사이에서 복수의 제 2 후보 진동 거리를 각각 계산한다.In
단계 74에서, 계산된 제 2 후보 진동 거리에 대응하는 진동 고유 벡터(들)의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 목표 진동 거리로 작용할 제 2 후보 진동 거리 중 가장 짧은 것을 결정한다.In
단계 75에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 진동 고유 벡터(들)에 대해 결정된 제 2 목표 진동 거리(들) 및 프리로드 평가 범위에 기초하여 프리로드의 평가 결과를 획득한다.In
일 실시예에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 진동 평균을 얻기 위해 제 2 목표 진동 거리(들)의 평균을 계산하고, 그 다음 프리로드 평가의 결과를 얻기 위해 진동 평균이 프리로드 평가 범위 내에 속하는지 여부를 결정한다(예컨대, 진동 평균은 프리로드 평가 범위 내 또는 외부에 속함).In one embodiment, the
일 실시예에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 진동 모드를 획득하기 위해 제 2 목표 진동 거리(들)의 모드를 결정하고, 그 다음 프리로드 평가의 결과를 얻기 위해 진동 모드가 프리로드 평가 범위 내에 속하는지 여부를 결정한다(예컨대, 진동 모드가 프리로드 평가 범위 내 또는 외부에 속함).In one embodiment, the
프리로드 평가의 구현예는 본 명세서의 개시 내용으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다는 점에 유의해야 한다.It should be noted that the implementation of preload evaluation is not limited to the teachings herein and may be varied in other embodiments.
단계 76에서, 프리로드 평가의 결과에 기초하여, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생했는지 여부를 결정한다. 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생되지 않았다고 판단되면(예컨대, 진동 평균이 프리로드 평가 범위 내에 속함), 방법의 절차 흐름은 단계 77로 진행한다. 그렇지 않으면, 즉, 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생되었다고 결정되면(예컨대, 진동 평균이 프리로드 평가 범위의 외부에 속함), 방법의 절차 흐름은 단계 78로 진행한다.In
단계 77에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생하지 않았음을 나타내는 제 1 메시지를 생성하고, 제 1 메시지를 표시하기 위해 디스플레이 모듈(13)을 제어한다.In
단계 78에서, 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생한 것으로 결정되면, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 센서(3)로부터 수신된 관성력 신호에 기초하여 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리를 획득한다.In
적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각은 볼 스크류(4)의 너트(41)가 스크류 축(42) 상의 시작 위치에서 끝 위치로 그리고 끝 위치에서 다시 시작 위치로 이동하는 왕복 주기에 해당한다는 점에 유의할 필요가 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각은, 너트(41)가 이동 중에 가속(또는 감속)될 때, 왕복 주기의 가속(또는 감속) 하위 주기에만 대응한다.that each of the at least one time domain inertial force data entry corresponds to a reciprocating period in which the
단계 79에서, 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리에 기초하여 관성력 고유 벡터를 획득한다. In
관성력 고유 벡터(들)의 각각은 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리의 피크 대 피크값을 나타내는 피크 대 피크 고유 벡터와, 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리의 최대 피크값을 나타내는 최대 피크값 고유 벡터와, 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리의 양의 최대 피크값의 절대값과 음의 최소 피크값의 평균인 평균 피크값을 나타내는 평균 피크값 고유 벡터, 및 이들의 임의 조합 중 하나를 포함한다.Each of the inertial force eigenvector(s) includes a peak-to-peak eigenvector representing the peak-to-peak value of the time domain inertial force data entry, a maximum peak value eigenvector representing the maximum peak value of the time domain inertial force data entry, and a time domain inertial force data an average peak value eigenvector representing an average peak value that is an average of the absolute value of the positive maximum peak value and the negative minimum peak value of the entry, and any combination thereof.
구체적으로 말하면, 단계 79는 도 8을 참조하여 이하에 설명된 하위 단계 790 내지 하위 단계 792를 포함한다.Specifically, step 79 includes
하위 단계 790에서, 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리에 대해 엔벨로프 처리를 수행하여 처리된 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리를 도출한다.In
하위 단계 791에서, 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리로부터 각각 획득된 적어도 하나의 처리된 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 처리된 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리에 대한 저역 통과 필터링 처리를 수행한다.In a
저역 통과 필터링 처리의 성능은 0.1Hz ~ 5Hz 범위의 주파수 범위에 속하는 처리된 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리의 일부를 유지하면서 처리된 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리의 나머지 부분을 감쇠시키는 것을 목표로 한다는 점에 유의해야 한다. 즉, 제 2 센서(3)가 검출할 수 있는 주파수 범위가 정확히 0.1Hz ~ 5Hz 범위의 주파수 범위인 경우, 단계 791에서 저역 통과 필터링 처리의 수행을 생략할 수 있으며, 방법의 절차 흐름은 하위 단계 790 후에 바로 하위 단계 792로 진행한다.It should be noted that the performance of the low-pass filtering processing aims to attenuate the remainder of the processed time domain inertial force data entry while retaining a portion of the processed time domain inertial force data entry that falls within the frequency range of 0.1 Hz to 5 Hz. do. That is, when the frequency range that can be detected by the
하위 단계 792에서, 저역 통과 필터링 처리를 거친 적어도 하나의 처리된 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리에 기초하여 관성력 고유 벡터를 획득한다.In a
다음으로, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 백래시 평가 결과를 획득하기 위해, 단계 79에서 획득된 관성력 고유 벡터(들), 단계 60에서 획득된 복수의 기준 관성력 벡터 및 단계 63에서 획득된 백래시 평가 범위에 기초하여, 이하의 단계 80 내지 단계 82에 설명될 백래시 평가를 수행한다.Next, the
단계 80에서, 관성력 고유 벡터(들)의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 관성력 고유 벡터와 기준 관성력 벡터의 각기 하나 사이에서 복수의 제 2 후보 관성력 거리를 각각 계산한다.In
단계 81에서, 대응하는 제 2 후보 관성력 거리가 계산된 관성력 고유 벡터(들)의 각각에 대해, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 목표 관성력 거리로 작용할 제 2 후보 관성력 거리 중 가장 짧은 것을 결정한다.In
단계 82에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 제 2 목표 관성력 거리 및 백래시 평가 범위에 기초하여 백래시 평가 결과를 획득한다.In
일 실시예에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 관성력 평균을 획득하기 위해 제 2 목표 관성력 거리(들)의 평균을 계산하고, 그런 다음 관성력 평균이 백래시 평가 범위 내에 속하는지 여부를 결정하여 백래시 결과를 획득한다(예컨대, 관성력 평균이 백래시 평가 범위 내 또는 외부에 속함).In one embodiment, the
일 실시예에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 관성력 모드를 획득하기 위해 제 2 목표 관성력 거리(들)의 모드를 결정하고, 그런 다음 관성력 모드가 백래시 평가 범위 내에 속하는지 여부를 결정하여 백래시 평가 결과를 획득한다(예컨대, 관성력 모드가 백래시 평가 범위 내 또는 외부에 속함).In one embodiment, the
백래시 평가 성능의 구현예는 본 명세서의 개시 내용으로 한정되지 않고 다른 실시예에서 변경될 수 있다는 점에 유의해야 한다.It should be noted that the implementation of the backlash evaluation performance is not limited to the disclosure herein and may be changed in other embodiments.
단계 83에서, 백래시 평가 결과에 기초하여, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 백래시가 볼 스크류(4)에 발생했는지 결정한다. 볼 스크류(4)에 백래시가 발생하지 않았다고 결정된 경우(예컨대, 관성력 평균이 백래시 평가 범위 내에 속함), 방법의 절차 흐름은 단계 84로 진행된다. 그렇지 않은 경우, 즉, 볼 스크류(4)에 백래시가 발생했다고 결정된 경우(예컨대, 관성력 평균이 백래시 평가 범위 외부에 속함), 방법의 절차 흐름은 단계 85로 진행된다.In
단계 84에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생했지만 백래시가 발생하지 않았음을 나타내는 제 2 메시지를 생성하고, 디스플레이 모듈(13)을 제어하여 제 2 메시지를 표시한다.In
단계 85에서, 컴퓨터 장치(1)의 처리 모듈(14)은 볼 스크류(4)에 백래시가 발생했음을 나타내는 제 3 메시지를 생성하고, 디스플레이 모듈(13)을 제어하여 제 3 메시지를 표시한다.In
요약하면, 본 발명에 따른 볼 스크류의 프리로드 열화를 평가하기 위한 방법은 적어도 진동 고유 벡터(들)에 기초하여 프리로드 평가를 수행하기 위해 컴퓨터 장치(1)를 이용하고, 컴퓨터 장치(1)는 적어도 관성력 고유 벡터(들)에 기초하여 백래시 평가를 추가로 수행한다. 진동 고유 벡터(들)의 각각은 볼 스크류(4)의 복귀 메커니즘(43)에 인접하게 장착된 제 1 센서(2)에 의해 생성되고 볼 스크류(4)의 볼(44)의 진동과 관련된 진동 신호로부터 획득되고, 관성력 고유 벡터(들)의 각각은 볼 스크류(4)의 너트(41)에 장착된 제 2 센서(3)에 의해 생성되고 너트(41)에 가해지는 관성력과 관련된 관성력 신호로부터 획득된다. 그 후, 컴퓨터 장치(1)는 프리로드 평가의 결과에 기초하여 볼 스크류(4)에 프리로드 열화가 발생했는지 여부와 백래시 평가 결과에 기초하여 볼 스크류(4)에 백래시가 발생했는지 여부를 결정한다.In summary, the method for evaluating the preload deterioration of a ball screw according to the present invention uses a
상기의 설명에서, 설명을 목적으로 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부 사항이 제시되었다. 그러나, 하나 이상의 상이한 실시예가 이들 몇몇 특정 상세없이도 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 실시예", "일 실시예", 서수 등의 표시가 있는 실시예에 대한 참조는 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다는 점을 이해해야 한다. 상세한 설명에서, 다양한 특징은 때때로 본 발명을 합리화하고 다양한 발명적 측면의 이해를 돕기 위해 단일 실시예, 도면 또는 그의 설명에서 함께 그룹화되며, 하나 이상의 특징 또는 일 실시예로부터의 특정 상세는 적절한 경우 본 발명의 실시예에서 하나 이상의 특징 또는 다른 실시예로부터의 특정 상세와 함께 실행될 수 있다.In the foregoing description, for purposes of explanation, numerous specific details have been set forth in order to provide a thorough understanding of the embodiments. It will be apparent, however, to one skilled in the art, that one or more different embodiments may be practiced without these few specific details. Also, throughout this specification reference to an embodiment marked with "one embodiment", "one embodiment", an ordinal number, etc. means that a particular feature, structure, or characteristic may be included in the embodiment of the invention. You have to understand that In the detailed description, various features are sometimes grouped together in a single embodiment, drawing, or description thereof, in order to streamline the invention and aid in understanding various inventive aspects, one or more features or specific details from one embodiment are presented where appropriate. Embodiments of the invention may be practiced with one or more features or specific details from other embodiments.
본 발명은 예시적인 실시예로 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예로 한정되지 않고, 그러한 모든 수정과 동등한 배치를 포괄하기 위해 가장 넓은 해석의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 배치를 포괄하도록 의도된 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is considered to be an exemplary embodiment, the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is intended to cover all such modifications and equivalent arrangements, various arrangements included within the spirit and scope of the broadest interpretation. It is understood that it is intended to be inclusive.
Claims (10)
상기 방법은 컴퓨터 장치에 의해 구현되고, 상기 볼 스크류는 너트와, 복수의 볼과, 스크류 축과, 상기 볼을 재순환시키기 위한 복귀 메커니즘을 포함하고,
상기 컴퓨터 장치는 제 1 센서와 신호 연결 상태에 있고, 상기 제 1 센서는 상기 너트에 장착되고, 상기 복귀 메커니즘에 인접하며, 상기 복귀 메커니즘에서 상기 볼의 진동과 관련된 진동 신호를 상기 컴퓨터 장치에 주기적으로 전송하고,
상기 컴퓨터 장치는 또한 제 2 센서와 신호 연결 상태에 있고, 상기 제 2 센서는 상기 너트에 장착되고, 상기 너트가 상기 스크류 축에 대해 이동하는 방향을 따라 상기 너트에 가해지는 관성력과 관련된 관성력 신호를 주기적으로 상기 컴퓨터 장치에 전송하고,
상기 방법은,
A) 상기 제 1 센서로부터 수신된 상기 진동 신호에 기초하여 시간 도메인 진동 데이터 엔트리(entry of time-domain vibration data)를 획득하는 단계와,
B) 상기 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 기초하여 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리(entry of frequency-domain vibration derived data)를 획득하는 단계와,
C) 상기 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각에 대해, 상기 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 기초하여 진동 고유 벡터(vibration eigenvector)를 획득하는 단계와,
D) 복수의 기준 진동 벡터, 프리로드 평가 범위, 및 상기 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 대해 획득된 상기 진동 고유 벡터에 기초하여 프리로드 평가를 수행하여 상기 프리로드 평가의 결과를 획득하는 단계와,
E) 상기 프리로드 평가의 결과에 기초하여, 상기 볼 스크류에 프리로드 열화가 발생했는지 여부를 결정하는 단계
를 포함하고,
상기 방법은, 상기 단계 E) 이후에,
H) 상기 볼 스크류에서 프리로드 열화가 발생했다고 판단된 경우, 상기 제 2 센서로부터 수신된 상기 관성력 신호에 기초하여 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리를 획득하는 단계와,
I) 상기 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리 각각에 대해, 상기 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리에 기초하여 관성력 고유 벡터를 획득하는 단계와,
J) 복수의 기준 관성력 벡터, 백래시 평가 범위 및 상기 적어도 하나의 시간 도메인 관성력 데이터 엔트리에 대해 획득된 상기 관성력 고유 벡터에 기초하여 백래시 평가를 수행하여 상기 백래시 평가의 결과를 획득하는 단계와,
K) 상기 백래시 평가의 결과에 기초하여 상기 볼 스크류에 백래시가 발생하는지 여부를 결정하는 단계
를 더 포함하는
방법.A method for evaluating preload deterioration of a ball screw, comprising:
The method is implemented by a computer device, wherein the ball screw comprises a nut, a plurality of balls, a screw shaft, and a return mechanism for recirculating the balls;
the computer device is in signal connection with a first sensor, the first sensor mounted on the nut and adjacent to the return mechanism, wherein the return mechanism periodically sends a vibration signal related to vibration of the ball to the computer device send to
The computer device is also in signal connection with a second sensor, the second sensor being mounted to the nut and configured to receive an inertial force signal related to an inertial force applied to the nut along a direction in which the nut travels with respect to the screw axis. periodically transmit to said computer device;
The method is
A) obtaining an entry of time-domain vibration data based on the vibration signal received from the first sensor;
B) obtaining at least one entry of frequency-domain vibration derived data based on the time domain vibration data entry;
C) for each of the at least one frequency domain vibration guidance data entry, obtaining a vibration eigenvector based on the frequency domain vibration guidance data entry;
D) performing a preload evaluation based on a plurality of reference vibration vectors, a preload evaluation range, and the vibration eigenvector obtained for the at least one frequency domain vibration induction data entry to obtain a result of the preload evaluation step and
E) determining whether preload deterioration has occurred in the ball screw based on the result of the preload evaluation
including,
The method, after step E),
H) when it is determined that preload deterioration has occurred in the ball screw, obtaining at least one time domain inertial force data entry based on the inertial force signal received from the second sensor;
I) for each of the at least one time domain inertial force data entry, obtaining an inertial force eigenvector based on the time domain inertial force data entry;
J) performing a backlash evaluation based on a plurality of reference inertial force vectors, a backlash evaluation range and the inertial force eigenvector obtained for the at least one time domain inertial force data entry to obtain a result of the backlash evaluation;
K) determining whether backlash occurs in the ball screw based on a result of the backlash evaluation
further comprising
Way.
상기 단계 B)는,
B-1) 상기 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 대해 엔벨로프 처리를 수행하여 처리된 시간 도메인 진동 데이터 엔트리를 도출하는 하위 단계와,
B-2) 상기 처리된 시간 도메인 진동 데이터 엔트리로부터, 상기 볼 스크류의 상기 너트가 일정한 속도로 이동하는 기간에 대응하는 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리를 검색하는 하위 단계와,
B-3) 상기 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 기초하여 상기 적어도 하나의 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리를 획득하는 하위 단계를 포함하는,
방법.The method of claim 1,
The step B) is,
B-1) performing envelope processing on the time domain vibration data entry to derive a processed time domain vibration data entry;
B-2) a sub-step of retrieving, from the processed time domain vibration data entry, a target time domain vibration data entry corresponding to a period in which the nut of the ball screw moves at a constant speed;
B-3) a sub-step of obtaining the at least one frequency domain vibration induction data entry based on the target time domain vibration data entry;
Way.
상기 하위 단계 B-3)은,
B-3-1) 상기 목표 시간 도메인 진동 데이터 엔트리에 기초하여 적어도 하나의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리를 획득하는 하위 단계와,
B-3-2) 상기 적어도 하나의 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리 각각에 대해, 상기 시간 도메인 진동 유도 데이터 엔트리에 푸리에 변환을 수행하여 상기 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리를 도출하는 하위 단계를 포함하는,
방법.3. The method of claim 2,
The sub-step B-3) is,
B-3-1) a sub-step of obtaining at least one time domain vibration induction data entry based on the target time domain vibration data entry;
B-3-2) for each of the at least one time domain vibration derivation data entry, performing a Fourier transform on the time domain vibration derivation data entry to derive the frequency domain vibration derivation data entry;
Way.
상기 단계 C)에서, 상기 진동 고유 벡터의 각각은, 상기 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 첨도(kurtosis)를 나타내는 첨도 고유 벡터, 상기 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 최대 피크값을 나타내는 최대 피크값 고유 벡터, 및 상기 주파수 도메인 진동 유도 데이터 엔트리의 총 에너지를 나타내는 총 에너지 고유 벡터 중 적어도 하나를 포함하는,
방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
In the step C), each of the vibration eigenvectors is a kurtosis eigenvector indicating the kurtosis of the frequency domain vibration induction data entry, and a maximum peak value eigenvector indicating the maximum peak value of the frequency domain vibration induction data entry. , and at least one of a total energy eigenvector representing the total energy of the frequency domain vibration induction data entry.
Way.
상기 컴퓨터 장치는 복수의 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터 및 복수의 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터를 저장하고,
상기 방법은, 상기 단계 D) 이전에,
F) 비지도 학습 알고리즘(unsupervised learning algorithm)을 사용하여 수행되는 기계 학습에서의 입력으로서 상기 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터를 사용하여, 상기 제 1 트레이닝 진동 고유 벡터에 의해 지정된 데이터 공간에 있는 기준 진동 벡터를 획득하는 단계와,
G) 상기 기준 진동 벡터와 상기 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터에 기초하여 상기 프리로드 평가 범위를 획득하는 단계
를 더 포함하는 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
the computer device stores a plurality of first training vibration eigenvectors and a plurality of second training vibration eigenvectors;
The method, prior to step D),
F) using the first training oscillation eigenvector as input in machine learning performed using an unsupervised learning algorithm, a reference oscillation vector in the data space specified by the first training oscillation eigenvector the steps of obtaining
G) obtaining the preload evaluation range based on the reference vibration vector and the second training vibration eigenvector
How to include more.
상기 단계 F)에서,
상기 비지도 학습 알고리즘은 클러스터링 알고리즘을 포함하고,
상기 기준 진동 벡터는 상기 비지도 학습 알고리즘을 수행하여 획득된 복수의 진동 클러스터를 각각 나타내는 중심 벡터를 포함하는,
방법.6. The method of claim 5,
In step F) above,
The unsupervised learning algorithm includes a clustering algorithm,
The reference vibration vector includes a center vector representing each of a plurality of vibration clusters obtained by performing the unsupervised learning algorithm,
Way.
상기 단계 F)에서,
상기 비지도 학습 알고리즘은 SOM(Self-Organizing Map) 알고리즘을 포함하고,
상기 기준 진동 벡터는, 상기 SOM 알고리즘을 수행하여 획득되고 사전 설정된 횟수를 초과하여 업데이트된 뉴런에 각각 대응하는 벡터를 포함하는,
방법.6. The method of claim 5,
In step F) above,
The unsupervised learning algorithm includes a Self-Organizing Map (SOM) algorithm,
The reference vibration vector includes vectors respectively corresponding to neurons obtained by performing the SOM algorithm and updated more than a preset number of times,
Way.
상기 단계 G)는,
G-1) 상기 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터의 각각에 대해, 상기 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터와 상기 단계 F)에서 획득된 상기 기준 진동 벡터의 각기 하나 사이에서 복수의 제 1 후보 진동 거리를 각각 계산하는 하위 단계와,
G-2) 계산된 상기 제 1 후보 진동 거리가 대응하는 상기 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터의 각각에 대해, 제 1 목표 진동 거리로 작용할 상기 제 1 후보 진동 거리 중 가장 짧은 것을 결정하는 하위 단계와,
G-3) 상기 제 2 트레이닝 진동 고유 벡터에 대해 결정된 상기 제 1 목표 진동 거리에 기초하여 상기 프리로드 평가 범위를 획득하는 하위 단계를 포함하는,
방법.6. The method of claim 5,
The step G) is,
G-1) for each of the second training vibration eigenvectors, respectively calculate a plurality of first candidate vibration distances between the second training vibration eigenvector and each one of the reference vibration vectors obtained in step F) sub-steps,
G-2) determining, for each of the second training vibration eigenvectors to which the calculated first candidate vibration distance corresponds, the shortest one of the first candidate vibration distances to serve as a first target vibration distance;
G-3) comprising the sub-step of obtaining the preload evaluation range based on the first target vibration distance determined for the second training vibration eigenvector,
Way.
상기 단계 D)는,
D-1) 상기 진동 고유 벡터의 각각에 대해, 상기 진동 고유 벡터와 상기 기준 진동 벡터의 각기 하나 사이에서 복수의 제 2 후보 진동 거리를 각각 계산하는 하위 단계와,
D-2) 계산된 상기 제 2 후보 진동 거리가 대응하는 상기 진동 고유 벡터의 각각에 대해, 제 2 목표 진동 거리로 작용할 상기 제 2 후보 진동 거리 중 가장 짧은 것을 결정하는 하위 단계와,
D-3) 상기 프리로드 평가 범위 및 상기 진동 고유 벡터에 대해 결정된 상기 제 2 목표 진동 거리에 기초하여 상기 프리로드 평가의 결과를 획득하는 하위 단계를 포함하는,
방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Step D) is,
D-1) for each of the vibration eigenvectors, a sub-step of respectively calculating a plurality of second candidate vibration distances between each one of the vibration eigenvector and the reference vibration vector;
D-2) a sub-step of determining, for each of the vibration eigenvectors to which the calculated second candidate vibration distance corresponds, the shortest one of the second candidate vibration distances to serve as a second target vibration distance;
D-3) comprising a sub-step of obtaining a result of the preload evaluation based on the second target vibration distance determined for the preload evaluation range and the vibration eigenvector,
Way.
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