KR102591896B1 - Press equipment, terminal equipment, ball screw estimated life calculation method and program - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 간편하고 또한 고정밀도로 볼나사의 수명시간을 추정한다. 볼나사의 임의의 하중계수를 기억하는 초기 하중계수 기억부와, 하중값 검출부와, 디퍼렌셜값 산출부와, 평균 축방향 하중값 산출부와, 평균 회전속도 산출부와, 볼나사 추정수명 산출부를 포함하는 장치에 있어서, 하중값 검출부가, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을 검출하고, 디퍼렌셜값 산출부가, 검출된 축방향의 하중값의 변화량을 산출하고, 하중계수 조정부가, 산출된 하중값의 변화량에 의거하여 초기 하중계수 기억부에 기억된 볼나사의 임의의 하중계수를 조정한다. 평균 축방향 하중값 산출부는, 검출된 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하고, 평균 회전속도 산출부는, 볼나사의 평균 회전속도를 산출하고, 볼나사 추정수명 산출부가, 조정되는 하중계수와, 산출되는 평균 축방향 하중값과, 산출되는 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여, 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출한다.The present invention estimates the life time of a ball screw simply and with high accuracy. An initial load coefficient memory unit that stores an arbitrary load coefficient of the ball screw, a load value detection unit, a differential value calculation unit, an average axial load value calculation unit, an average rotation speed calculation unit, and a ball screw estimated life calculation unit. In the device including, the load value detection unit detects the axial load value applied to the ball screw, the differential value calculation unit calculates the amount of change in the detected axial load value, and the load coefficient adjustment unit calculates the calculated Adjusts the random load coefficient of the ball screw stored in the initial load coefficient memory based on the change in load value. The average axial load value calculation unit calculates the average axial load value based on the detected load value, the average rotation speed calculation unit calculates the average rotation speed of the ball screw, and the ball screw estimated life calculation unit calculates the load to be adjusted. Based on the coefficient, the calculated average axial load value, and the calculated average rotational speed of the ball screw, the estimated life time according to the usage of the ball screw is calculated.
Description
본 발명은, 프레스 장치(press 裝置), 단말장치(端末裝置), 볼나사 추정수명 산출방법(ball-screw 推定壽命 算出方法) 및 프로그램(program)에 관한 것이다.The present invention relates to a press device, a terminal device, a ball-screw estimated life calculation method, and a program.
워크(work)에 대하여, 램(ram)을 상하운전시켜서 하중(荷重)을 가하는 전동 프레스(電動 press)와 같은 프레스 장치가 알려져 있다.Press devices such as electric presses that apply a load to a work by moving a ram up and down are known.
이러한 종류의 프레스 장치에서는, 모터의 회전을 직선운동으로 변환하여 램을 상하운전시키고 있지만, 이러한 램의 상하운전을 실현하기 위한 중요한 기구부품으로서 볼나사(ball-screw)가 있다.In this type of press equipment, the rotation of the motor is converted into linear motion to move the ram up and down, but there is a ball-screw as an important mechanical part for realizing the up and down movement of the ram.
이 볼나사에는, 하중운전에 의하여 충격이 가해지기 때문에, 열화(劣化)가 진행된다. 적절한 하중에 의한 운전을 하기 위해서는, 수명을 가능한 한 정밀도 좋게 추정하는 것이 요구된다.Since shock is applied to this ball screw due to load operation, deterioration progresses. In order to operate with an appropriate load, it is required to estimate the lifespan with as much precision as possible.
이와 같은 요구에 대하여, 특허문헌1에는, 볼나사의 축방향 하중과 모터 전류값의 관계 및 그 볼나사의 기본 동정격하중(基本 動定格荷重)을 미리 기억시키는 수단과, 샘플링 간격(sampling 間隔)과 시간을 설정하는 수단과, 상기 볼나사의 사용량을 기록하는 수단을 구비하고, 상기 샘플링 간격마다 변동계수를 측정하고, 그 측정값에 의거하여 계산된 정격 피로수명값(定格 疲勞壽命値)을 갱신(更新)할 수 있도록 구성하고, 그 간격마다 남은 수명을 표시하는 볼나사의 수명감시장치(壽命監視裝置)가 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌1을 참조).In response to such a request, Patent Document 1 includes means for storing in advance the relationship between the axial load of the ball screw and the motor current value and the basic dynamic load rating of the ball screw, and a sampling interval. ) and a means for setting the time, and a means for recording the usage of the ball screw, measuring the coefficient of variation at each sampling interval, and a rated fatigue life value calculated based on the measured value. A ball screw life monitoring device is disclosed that is configured to be updateable and displays the remaining life at each interval (see, for example, Patent Document 1).
그래서 특허문헌1에는, 볼나사에 걸리는 평균 축방향 하중 Fm과, 상기 볼나사의 평균 회전속도 Nm, 운동상태에 따라 결정되는 하중계수 fw에 의거하여, 볼나사의 추정수명시간을 산출하는 것이 개시되어 있다.Therefore, in Patent Document 1, the estimated life time of the ball screw is calculated based on the average axial load F m applied to the ball screw, the average rotational speed N m of the ball screw, and the load coefficient f w determined according to the movement state. It is disclosed that
그러나 일반적으로, 하중계수 fw는, 볼나사에 걸리는 충격이 큰 운전일수록 커지게 되고, 이 값이 커지게 될수록 추정수명시간은 짧아지게 된다.However, in general, the load factor f w increases as the impact on the ball screw increases during operation, and as this value increases, the estimated life time becomes shorter.
또한 하중계수 fw가 취할 수 있는 값의 범위는, 일반적으로 1.0∼2.0이고, 표준의 운전상태에서는 fw = 1.3, 충격을 동반하는 운전인 경우에는 fw = 1.8 정도로 되어 있다.In addition, the range of values that the load coefficient f w can take is generally 1.0 to 2.0, and in standard driving conditions, f w = 1.3, and in the case of driving accompanied by impact, f w = 1.8.
여기에서, 하중계수가 fw = 1.8인 경우의 수명은, 계산상 fw = 1.3인 경우의 수명의 약 38%가 되고, 하중계수 fw를 어떻게 결정하는지에 따라 추정수명시간의 길이에 큰 영향을 준다.Here, the lifespan when the load factor is f w = 1.8 is calculated to be about 38% of the lifespan when f w = 1.3, and how the load factor f w is determined has a significant impact on the length of the estimated life time. gives.
즉 예측보다 빨리 볼나사가 파손되어 버리는 것을 막기 위하여, 하중계수를 큰 값으로 하여 예측수명을 짧게 산출하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우에는, 볼나사의 수명까지 아직 여유가 있음에도 불구하고 볼나사를 교환하여 버리고, 그 결과 볼나사나 그 교환에 소요되는 공수(工數)가 낭비로 되어 버릴 가능성이 있다.In other words, in order to prevent the ball screw from breaking sooner than expected, it is conceivable to set the load coefficient to a large value and calculate the predicted lifespan to be short. However, in this case, even though there is still room for the life of the ball screw, the ball screw is not used. There is a possibility that the ball screw and the man-hours required for its replacement will be wasted as a result of replacing it.
그러나 특허문헌1에는, 진동이나 충격을 「미(微)」, 「소(小)」, 「중(中)」, 「대(大)」의 4개로 구분하여 하중계수 fw가 정의되어 있을 뿐이어서, 상기의 하중계수 fw가 추정수명시간에 미치는 영향의 크기가 충분히 고려되어 있다고는 말할 수 없다.However, in Patent Document 1, the load coefficient f w is defined by dividing vibration or shock into four categories: “minor,” “small,” “medium,” and “large.” Therefore, it cannot be said that the magnitude of the influence of the above load factor f w on the estimated life time has been sufficiently considered.
또한 특허문헌1의 기술에서는, 모터 전류의 변동의 크기, 즉 토크(torque)의 변동에 의하여 볼나사의 추정수명시간을 구하고 있지만, 토크의 변동은, 로드셀 하중값(load cell 荷重値)의 변동값보다 정밀도가 낮고, 또한 충격의 크기와 볼나사의 수명을 명확하게 관련시킨 검증은, 일반적으로 곤란하고, 볼나사가 실제로 파손될 때까지의 검증을 다양한 환경이나 동작의 패턴에 있어서, 하중계수의 크기를 명확하게 정의할 수 있을 때까지 하는 것은 곤란하기 때문에, 볼나사의 추정수명시간의 방법으로서는, 간편하고 또한 고정밀도의 방법이라고는 말할 수 없다고 하는 문제가 있다.In addition, in the technology of Patent Document 1, the estimated life time of the ball screw is calculated based on the magnitude of the change in motor current, that is, the change in torque, but the change in torque is due to the change in load cell load value. The precision is lower than the value, and it is generally difficult to conduct verification that clearly relates the magnitude of the impact to the life of the ball screw, and verification until the ball screw is actually damaged is performed in various environments and operation patterns. Since it is difficult to clearly define the size, there is a problem that the method of estimating the life time of a ball screw cannot be said to be a simple and highly accurate method.
그래서 본 발명은, 상기에서 설명한 과제를 고려하여 이루어진 것으로서, 간편하고 또한 고정밀도로 볼나사의 수명시간을 추정하는 프레스 장치, 단말장치, 볼나사 추정수명 산출방법 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention was made in consideration of the problems described above, and its purpose is to provide a press device, a terminal device, a ball screw estimated life calculation method, and a program for estimating the life time of a ball screw simply and with high precision.
형태1 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하는 평균 축방향 하중값 산출부와, 상기 볼나사의 평균 회전속도를 산출하는 평균 회전속도 산출부를 구비하고, 상기 볼나사의 하중계수와 상기 평균 축방향 하중값 산출부에 있어서 산출되는 평균 축방향 하중값과 상기 평균 회전속도 산출부에 있어서 산출되는 상기 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여, 상기 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출하는 프레스 장치로서, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 디퍼렌셜값 산출부와, 상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 하중계수 조정부를 구비한 것을 특징으로 하는 프레스 장치를 제안하고 있다.Form 1: One or more embodiments of the present invention include a load value detection unit that detects an axial load value applied to a ball screw, and an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit. an average axial load value calculating unit that calculates an average rotational speed of the ball screw; A press device that calculates an estimated life time according to usage of the ball screw based on the axial load value and the average rotation speed of the ball screw calculated in the average rotation speed calculation unit, wherein the load value detection unit A differential value calculation unit that calculates the amount of change in the load value in the axial direction detected, and a load coefficient adjustment unit that adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated by the differential value calculation unit. A press device characterized by the following is proposed.
형태2 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 하중계수 조정부에 의하여 조정되는 하중계수는, 상기 평균 축방향 하중값 산출부에서 산출되는 평균 축방향 하중값과, 상기 평균 회전속도 산출부에서 산출되는 상기 볼나사의 평균 회전속도와, 임의의 볼나사의 실제의 수명시간에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치를 제안하고 있다.Form 2: In one or more embodiments of the present invention, the load coefficient adjusted by the load coefficient adjustment unit includes the average axial load value calculated by the average axial load value calculation unit and the average rotational speed calculation unit. A press device is proposed, which is calculated based on the average rotational speed of the ball screw calculated in and the actual life time of any ball screw.
형태3 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 하중계수 조정부에 있어서 조정된 하중계수는, 상기 산출된 추정수명시간과, 그 추정수명시간을 산출한 볼나사의 실제의 수명시간에 의거하여 더 조정되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치를 제안하고 있다.Mode 3: In one or more embodiments of the present invention, the load coefficient adjusted in the load coefficient adjustment unit is based on the calculated estimated life time and the actual life time of the ball screw for which the estimated life time was calculated. Accordingly, a press device characterized by further adjustment is proposed.
형태4 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 볼나사에 가해지는 상기 축방향의 하중값은, 로드셀에 의하여 계측된 상기 볼나사에 걸리는 하중값, 또는 그 로드셀에 의하여 계측된 상기 볼나사에 걸리는 하중값과 램이 상하운동할 때의 상기 볼나사의 가감속에 의하여 생기는 하중값과의 합산의 값인 것을 특징으로 하는 프레스 장치를 제안하고 있다.Form 4: In one or more embodiments of the present invention, the axial load value applied to the ball screw is the load value applied to the ball screw measured by a load cell, or the ball measured by the load cell. A press device is proposed, which is characterized in that the value is the sum of the load value applied to the screw and the load value generated by acceleration and deceleration of the ball screw when the ram moves up and down.
형태5 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하는 평균 축방향 하중값 산출부와, 상기 볼나사의 평균 회전속도를 산출하는 평균 회전속도 산출부와, 상기 볼나사의 하중계수와 상기 평균 축방향 하중값 산출부에 있어서 산출되는 평균 축방향 하중값과 상기 평균 회전속도 산출부에 있어서 산출되는 상기 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여 상기 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출하는 산출부를 구비한 단말장치로서, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 디퍼렌셜값 산출부와, 상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 하중계수 조정부를 구비한 것을 특징으로 하는 단말장치를 제안하고 있다.Mode 5: One or more embodiments of the present invention include a load value detection unit that detects an axial load value applied to a ball screw, and an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit. An average axial load value calculation unit that calculates, an average rotation speed calculation unit that calculates an average rotation speed of the ball screw, a load coefficient of the ball screw, and an average axis calculated by the average axial load value calculation unit. A terminal device including a calculation unit that calculates an estimated life time according to the usage of the ball screw based on the directional load value and the average rotation speed of the ball screw calculated in the average rotation speed calculation unit, wherein the load value detection unit a differential value calculation unit that calculates the amount of change in the load value in the axial direction detected, and a load coefficient adjustment unit that adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated by the differential value calculation unit. A terminal device characterized by being provided is proposed.
형태6 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하는 평균 축방향 하중값 산출부와, 상기 볼나사의 평균 회전속도를 산출하는 평균 회전속도 산출부와, 상기 볼나사의 하중계수와 상기 평균 축방향 하중값 산출부에 있어서 산출되는 평균 축방향 하중값과 상기 평균 회전속도 산출부에 있어서 산출되는 상기 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여 상기 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출하는 산출부와, 디퍼렌셜값 산출부와, 하중계수 조정부를 포함하는 단말장치에 있어서의 볼나사 추정수명 산출방법으로서, 상기 디퍼렌셜값 산출부가 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 제1공정과, 상기 하중계수 조정부가 상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 제2공정을 구비한 것을 특징으로 하는 볼나사 추정수명 산출방법을 제안하고 있다.Mode 6: One or more embodiments of the present invention include a load value detection unit that detects an axial load value applied to a ball screw, and an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit. An average axial load value calculation unit that calculates, an average rotation speed calculation unit that calculates an average rotation speed of the ball screw, a load coefficient of the ball screw, and an average axis calculated by the average axial load value calculation unit. A calculation unit that calculates an estimated life time according to the usage of the ball screw based on the directional load value and the average rotation speed of the ball screw calculated in the average rotation speed calculation unit, a differential value calculation unit, and a load coefficient A method for calculating the estimated life of a ball screw in a terminal device including an adjustment unit, comprising: a first step in which the differential value calculation unit calculates a change in the axial load value detected by the load value detection unit; and adjusting the load coefficient. A method for calculating the estimated life of a ball screw is proposed, which additionally includes a second process for adjusting the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated in the differential value calculation unit.
형태7 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하는 평균 축방향 하중값 산출부와, 상기 볼나사의 평균 회전속도를 산출하는 평균 회전속도 산출부와, 상기 볼나사의 하중계수와 상기 평균 축방향 하중값 산출부에 있어서 산출되는 평균 축방향 하중값과 상기 평균 회전속도 산출부에 있어서 산출되는 상기 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여 상기 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출하는 산출부와, 디퍼렌셜값 산출부와, 하중계수 조정부를 포함하는 단말장치에 있어서의 볼나사 추정수명 산출방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램으로서, 상기 디퍼렌셜값 산출부가 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 제1공정과, 상기 하중계수 조정부가 상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 제2공정을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 제안하고 있다.Mode 7: One or more embodiments of the present invention include a load value detection unit that detects an axial load value applied to a ball screw, and an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit. An average axial load value calculation unit that calculates, an average rotation speed calculation unit that calculates an average rotation speed of the ball screw, a load coefficient of the ball screw, and an average axis calculated by the average axial load value calculation unit. A calculation unit that calculates an estimated life time according to the usage of the ball screw based on the directional load value and the average rotation speed of the ball screw calculated in the average rotation speed calculation unit, a differential value calculation unit, and a load coefficient A program for causing a computer to execute a method for calculating the estimated life of a ball screw in a terminal device including an adjustment unit, wherein the differential value calculation unit calculates a first change in the load value in the axial direction detected by the load value detection unit. A program is proposed to cause a computer to execute a second process in which the load coefficient adjustment unit adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated by the differential value calculation unit.
본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태에 의하면, 간편하고 또한 고정밀도로 볼나사의 수명시간을 추정할 수 있다는 효과가 있다.According to one or more embodiments of the present invention, there is an effect that the life time of a ball screw can be estimated simply and with high accuracy.
도1은, 본 발명의 실시형태에 관한 프레스 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도2는, 본 발명의 실시형태에 관한 프레스 장치의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도3은, 본 발명의 실시형태에 관한 중앙연산처리장치의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도4는, 종래의 하중계수를 정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도5는, 본 발명의 실시형태에 관한 처리 플로우도이다.
도6은, 본 발명의 실시형태에 관한 처리 플로우도이다.1 is a diagram showing the structure of a press apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the electrical configuration of a press apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the electrical configuration of a central processing unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a conventional method of determining the load coefficient.
Figure 5 is a processing flow diagram related to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a processing flow diagram related to an embodiment of the present invention.
<실시형태><Embodiment>
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도1부터 도5를 사용하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using FIGS. 1 to 5.
<프레스 장치의 구조><Structure of press device>
도1을 사용하여, 본 실시형태에 관한 프레스 장치(press 裝置)(100)의 구조를 설명한다.Using Figure 1, the structure of a press device 100 according to the present embodiment will be described.
본 실시형태에 관한 프레스 장치(100)는, 도1에 나타내는 바와 같이 승강동작(昇降動作)에 의하여 워크(work)(W)(가공대상)에 대하여 원하는 압력을 부여하는 프레스용의 램(ram)(1)과, 그 램(1)에 승강동작(직선운동)을 부여하는 볼나사(ball-screw)(2)로 이루어지고, 이들이 프레스 본체(press 本體)(3) 내에 설치되어 있다.The press device 100 according to the present embodiment is a press ram that applies a desired pressure to the work W (processing target) by lifting and lowering the work, as shown in FIG. 1. ) (1) and a ball-screw (2) that provides a lifting motion (linear motion) to the gram (1), and these are installed in the press body (3).
또한 구동원(驅動源)이 되는 AC 서보모터(AC servo motor) 등의 서보모터(4)도 프레스 본체(3)에 접속된 케이싱(casing)(5)의 머리부 프레임체 내에 수납되어 있다. 그리고 서보모터(4)의 구동은, 풀리(pulley), 벨트(belt)를 통하여 볼나사(2)에 전달된다.Additionally, a servomotor 4 such as an AC servo motor that serves as a drive source is also housed in the head frame of the casing 5 connected to the press main body 3. And the drive of the servomotor 4 is transmitted to the ball screw 2 through a pulley and belt.
램(1)은, 도1에 나타내는 바와 같이 통(筒) 모양체로 형성되어 있다. 구체적으로는, 원통 모양으로 형성된 통모양 본체(1a)의 내부에 축방향을 따라 중공(中空) 모양부가 형성되어 있고, 그 중공 모양부의 내부에 볼나사(2)의 나사축(2a)이 삽입될 수 있도록 되어 있다.The RAM 1 is formed as a barrel-shaped body as shown in FIG. 1. Specifically, a hollow portion is formed along the axial direction inside the cylindrical body 1a, and the screw shaft 2a of the ball screw 2 is inserted into the hollow portion. It is designed to be possible.
또한 램(1)에 있어서 통모양 본체(1a)의 축길이방향의 단부(端部)의 장소에는, 볼나사(2)의 너트체(nut體)(2b)가 고착(固着)되어 있다.Additionally, in the ram 1, a nut 2b of the ball screw 2 is fixed to an end portion in the axial longitudinal direction of the cylindrical body 1a.
통모양 본체(1a)의 선단부(先端部)에는, 기왜주(起歪柱)(9)가 장착될 수 있도록 구성되어 있고, 실제로는, 기왜주(9)가 워크(W)에 접촉되어, 적절하게 압력을 부여하는 것이다.The tip of the cylindrical body 1a is configured so that a wavy column 9 can be mounted, and in reality, the wavy column 9 is in contact with the work W, Apply pressure appropriately.
또한 기왜주(9)는, 스트레인 게이지(strain gauge)가 부착될 수 있도록 구성되고, 이 스트레인 게이지에 의하여 워크(W)에 부여되는 압력을 검출할 수 있도록 되어 있다.In addition, the strain gauge 9 is configured so that a strain gauge can be attached, and the pressure applied to the workpiece W can be detected by this strain gauge.
또한 기왜주(9)가 워크(W)에 거는 하중의 반작용으로서, 램(1)을 움직이고 있는 볼나사에 동일한 하중이 걸린다.Additionally, as a reaction to the load applied by the strain column 9 to the work W, the same load is applied to the ball screw moving the ram 1.
통모양 본체(1a)의 외주 측면을 둘러싸도록 하여 통모양 가이드(6)가 설치되어 있다.A cylindrical guide 6 is installed to surround the outer peripheral side of the cylindrical main body 1a.
통모양 가이드(6)는, 케이싱(5) 내에 고정되고, 그 통모양 가이드(6)를 따라 램(1)이 승강이동할 수 있도록 구성되어 있다.The cylindrical guide 6 is fixed within the casing 5, and is configured so that the ram 1 can move up and down along the cylindrical guide 6.
<프레스 장치의 전기적 구성><Electrical configuration of press device>
도2에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 관한 프레스 장치(100)는, 서보모터 드라이버(servo motor driver)(13)와, 인코더(encoder)(14)와, 회로부(15)와, 구동지령펄스 발생부(驅動指令pulse 發生部)(16)와, 인코더 위치카운터(encoder 位置counter)(17)와, 제어 프로그램 기억부(21)와, 표시부(22)와, 조작부(23)와, 일시 기억부(一時 記憶部)(24)와, 초기 하중계수 기억부(25)와, 하중값 기억부(26)와, 회전속도 기억부(27)와, CPU(중앙연산처리장치)(30)로 구성되어 있다.As shown in Figure 2, the press device 100 according to the present embodiment includes a servo motor driver 13, an encoder 14, a circuit unit 15, and a drive command pulse generation. A pulse generating unit (16), an encoder position counter (17), a control program storage unit (21), a display unit (22), an operation unit (23), and a temporary storage unit. It consists of a time recording unit (24), an initial load coefficient storage unit (25), a load value storage unit (26), a rotation speed storage unit (27), and a CPU (central processing unit) (30). It is done.
제어 프로그램 기억부(21)는, CPU(중앙연산처리장치)(30)가 프레스 장치(100)의 전체 동작이나 처리를 제어하기 위한 제어 프로그램을 기억한다.The control program storage unit 21 stores a control program for the CPU (central processing unit) 30 to control the overall operation or processing of the press device 100.
예를 들면 본 실시형태에 있어서는, 프레스 작업에 관한 메인 프로그램(main program)은 물론, 후술하는 하중값 기억부(26)에 기억된 하중값의 시계열 데이터(時系列 data)에 의거하여 디퍼렌셜값(differential value)을 산출하는 프로그램이나, 산출된 디퍼렌셜값과 후술하는 초기 하중계수 기억부(25)에 기억되어 있는 초기 하중계수에 의거하여 하중계수의 조정량을 산출하는 프로그램, 후술하는 하중값 기억부(26)에 기억된 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하는 프로그램, 후술하는 회전속도 기억부(27)에 기억된 볼나사의 회전속도에 의거하여 볼나사의 평균 회전속도를 산출하는 프로그램, 전술한 조정된 하중계수와 산출된 평균 축방향 하중값 및 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여 볼나사의 추정수명시간을 산출하는 프로그램 등을 기억한다.For example, in this embodiment, the differential value ( A program that calculates a differential value, a program that calculates the adjustment amount of the load coefficient based on the calculated differential value and the initial load coefficient stored in the initial load coefficient storage unit 25, which will be described later, and a load value storage unit, which will be described later. A program that calculates the average axial load value based on the load value stored in (26), and a program that calculates the average rotation speed of the ball screw based on the rotation speed of the ball screw stored in the rotation speed memory unit 27, which will be described later. A program that calculates the estimated life time of the ball screw based on the above-mentioned adjusted load coefficient, calculated average axial load value, and average rotational speed of the ball screw is stored.
표시부(22)는, 예를 들면 액정패널과 터치패널이 적층(積層)되고, 각종 정보를 표시하는 표시장치이다.The display unit 22 is, for example, a display device in which a liquid crystal panel and a touch panel are stacked and displays various information.
당해 표시부(22)는, 프레스 장치(100)에 설치되어 있어도 좋고, 다른 장치 혹은 독립된 장치이어도 좋다.The display unit 22 may be installed in the press device 100, or may be another device or an independent device.
본 실시형태에서는, 예를 들면 산출된 볼나사의 추정수명시간 등의 정보를 표시한다.In this embodiment, information such as the calculated estimated life time of the ball screw is displayed, for example.
조작부(23)는, 운전조건 등을 설정하기 위한 터치패널, 택트 스위치 등으로 구성되어 있다.The operating unit 23 is composed of a touch panel, a tact switch, etc. for setting operating conditions, etc.
일시 기억부(24)는, 예를 들면 RAM 등으로 구성되고, 일시적인 데이터를 기억한다.The temporary storage unit 24 is composed of, for example, RAM and stores temporary data.
본 실시형태에서는, 기본 동정격하중(基本 動定格荷重) 등을 기억한다.In this embodiment, the basic dynamic load rating, etc. are memorized.
초기 하중계수 기억부(25)는, 볼나사의 임의의 하중계수를 기억한다.The initial load coefficient storage unit 25 stores an arbitrary load coefficient of the ball screw.
여기에 기억된 초기 하중계수는, 후술하는 하중계수 조정부(32)의 처리에 있어서 초기값으로서 사용된다.The initial load coefficient stored here is used as an initial value in processing by the load coefficient adjustment unit 32, which will be described later.
하중값 기억부(26)는, 하중값 검출부로서의 회로부(15)나 인코더(14)에 있어서 검출된 가압부의 가압위치와 그 가압위치에 있어서의 하중값을 대응시킨 시계열 데이터를 기억한다.The load value storage unit 26 stores time series data that corresponds to the pressure position of the pressurized portion detected by the circuit unit 15 as the load value detection unit or the encoder 14 and the load value at that pressure position.
회전속도 기억부(27)는, 예를 들면 후술하는 구동지령펄스 발생부(16)로부터 발생되는 구동지령펄스로부터 구해지는 모터 전류로부터, 이 모터 전류와 모종의 관련성을 갖는 볼나사의 회전속도를 산출하는 도시하지 않은 기능블록에 의하여 얻어진 회전속도를 기억한다.For example, the rotation speed storage unit 27 determines the rotation speed of the ball screw that has some kind of relationship with this motor current from the motor current obtained from the drive command pulse generated from the drive command pulse generator 16, which will be described later. The rotation speed obtained by the calculation function block (not shown) is stored.
하중을 검출하는 검출부로서의 회로부(15)는, 기왜주(9)에 부착된 스트레인 게이지의 저항변화에 대한 신호를 증폭하고, A/D 변환처리에 의하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후에 CPU(중앙연산처리장치)(30)로 출력한다.The circuit unit 15, which serves as a detection unit for detecting the load, amplifies the signal for the change in resistance of the strain gauge attached to the strain gauge 9, converts the analog signal into a digital signal through A/D conversion processing, and then uses the CPU ( It is output to the central processing unit (30).
구동지령펄스 발생부(16)는, CPU(중앙연산처리장치)(30)로부터의 지령에 의거하여 원하는 구동지령펄스를 발생시키고, CPU(중앙연산처리장치)(30)를 통하여, 발생시킨 구동지령 펄스신호를 서보모터 드라이버(13)로 출력한다.The drive command pulse generator 16 generates a desired drive command pulse based on a command from the CPU (central processing unit) 30, and drives the generated drive through the CPU (central processing unit) 30. The command pulse signal is output to the servo motor driver (13).
그리고 서보모터 드라이버(13)의 제어에 의하여 서보모터(4)를 구동함으로써, 램 슬라이딩 기구(ram sliding 機構)(11)가 램(1)을 상하로 슬라이딩시킨다.And by driving the servomotor 4 under the control of the servomotor driver 13, the ram sliding mechanism 11 slides the ram 1 up and down.
위치를 검출하는 검출부로서의 인코더(14)는, 서보모터(4)의 회전각도를 검지하기 위한 것으로서, 램(1)의 위치를 검출하기 위하여 이용된다.The encoder 14, which serves as a detection unit for detecting the position, is used to detect the rotation angle of the servomotor 4 and is used to detect the position of the ram 1.
또한 인코더(14)의 정보는, 피드백 제어(feedback 制御)를 하기 위하여 서보모터 드라이버(13)에 위치정보를 주고 있다.Additionally, the information from the encoder 14 provides position information to the servomotor driver 13 for feedback control.
또한 인코더(14)의 위치정보는, 인코더 위치카운터(17)를 통하여 CPU(중앙연산처리장치)(30)에 있어서 판독할 수 있고, 이에 따라 램(1)의 이동량을 검출한다.Additionally, the position information of the encoder 14 can be read by the CPU (central processing unit) 30 through the encoder position counter 17, and the movement amount of the RAM 1 is detected accordingly.
CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 제어 프로그램 기억부(21)에 수용된 제어 프로그램에 따라 프레스 장치(100)의 전체 동작을 제어한다. 본 실시형태에 있어서는, 특히 볼나사의 수명시간을 추정하는 처리를 주로 실시한다.The CPU (central processing unit) 30 controls the entire operation of the press device 100 according to the control program stored in the control program storage unit 21. In this embodiment, processing to estimate the life time of the ball screw is mainly performed.
<중앙연산처리장치의 전기적 구성><Electrical configuration of central processing unit>
본 실시형태에 관한 중앙연산처리장치(30)는, 도3에 나타내는 바와 같이 디퍼렌셜값 산출부(31)와, 하중계수 조정부(32)와, 평균 축방향 하중값 산출부(33)와, 평균 회전속도 산출부(34)와, 볼나사 추정수명 산출부(35)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, the central processing unit 30 according to the present embodiment includes a differential value calculation unit 31, a load coefficient adjustment unit 32, an average axial load value calculation unit 33, and an average It is comprised of a rotational speed calculation unit 34 and a ball screw estimated life calculation unit 35.
디퍼렌셜값 산출부(31)는, 하중값 기억부(26)에 기억된 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값에 의거하여 그 축방향의 하중값의 변화량을 산출한다.The differential value calculation unit 31 calculates the amount of change in the axial load value based on the axial load value applied to the ball screw stored in the load value storage unit 26.
또 여기에서, 축방향의 하중값의 변화량이라는 것은, 축방향의 하중값의 단위시간당 변화량이고, 이 하중값 fm은, 이하, 수학식1에 나타내는 바와 같이 로드셀(load cell)에 의하여 계측된 볼나사에 걸리는 하중값 fm1과 프레스의 램이 상하운동할 때의 볼나사의 가감속(加減速)에 의하여 생기는 하중값 fm2의 합산의 값으로 산출된다.Also, here, the amount of change in the axial load value is the amount of change per unit time in the axial load value, and this load value f m is measured by a load cell as shown in Equation 1 below. It is calculated as the sum of the load value f m1 applied to the ball screw and the load value f m2 generated by the acceleration and deceleration of the ball screw when the press ram moves up and down.
또한 가감속에 의한 하중값을 고려하는 것은, 현실적인 사용상황(극단적으로 큰 가속도가 계속하여 걸리지 않는 경우)에서는, 가압 시에 볼나사에 걸리는 힘 fm1에 비하여, 가속도에 의하여 볼나사에 걸리는 부하 fm2는 무시할 수 있을 만큼 작지만, 무부하 시인 경우에 fm2 ≒ 0으로서 계산하면, 무부하이면 무한히 수명이 끝나지 않는다는 계산결과가 되어 버리기 때문이다.In addition, considering the load value due to acceleration and deceleration is that, in realistic use situations (cases where extremely large accelerations are not continuously applied), the load f applied to the ball screw due to acceleration compared to the force f m1 applied to the ball screw during pressurization. m2 is small enough to be ignored, but if it is calculated as f m2 ≒ 0 in the case of no load, the calculation result will be that the life is infinite if there is no load.
상기에서의 축방향의 하중값의 단위시간당 변화량인 디퍼렌셜값의 변동이 클수록 순시(瞬時)적인 하중의 증가가 인지되어, 볼나사에 급격한 부하가 걸리는 충격이 큰 운동이 실시되고 있다고 생각할 수 있다.As the variation in the differential value, which is the change in the axial load value per unit time, is greater, an instantaneous increase in load is recognized, and it can be considered that a high-impact movement in which a sudden load is applied to the ball screw is being performed.
여기에서, 볼나사에 걸리는 하중값 fm의 변화량인 디퍼렌셜값 d[N/S]은, 단위시간을 t[S]라고 하였을 때에, 이하의 수학식2에 나타내는 선형회귀직선(線形回歸直線)의 기울기의 식으로 구할 수 있다.Here, the differential value d[N/S], which is the change in the load value f m applied to the ball screw, is the linear regression line shown in Equation 2 below, when the unit time is t[S]. It can be obtained from the equation for the slope of .
또 상기에서는, 단위시간당 디퍼렌셜값의 변화량을 구하는 것을 예시하였지만, i번째의 샘플링이 이루어진 시점의 램의 위치를 pi[mm]로 하여, 이하에 나타내는 수학식3에 의하여 단위거리당 디퍼렌셜값의 변화량을 구하여도 좋다.In addition, in the above, it was exemplified to calculate the change in differential value per unit time, but assuming the position of the RAM at the time of the i-th sampling as p i [mm], the differential value per unit distance is calculated by Equation 3 below. You can also find the amount of change.
하중계수 조정부(32)는, 디퍼렌셜값 산출부(31)에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여, 초기 하중계수 기억부(25)에 기억된 볼나사의 임의의 하중계수를 조정한다.The load coefficient adjustment unit 32 adjusts an arbitrary load coefficient of the ball screw stored in the initial load coefficient storage unit 25 based on the amount of change in the load value calculated in the differential value calculation unit 31.
여기에서, 임의의 하중계수는, 후술하는 평균 축방향 하중값 산출부(33)에서 산출되는 평균 축방향 하중값과, 평균 회전속도 산출부(34)에서 산출되는 볼나사의 평균 회전속도와, 임의의 볼나사의 수명시간에 의거하여 볼나사 추정수명 산출부(35)에 의하여 산출된다.Here, the arbitrary load coefficient is the average axial load value calculated by the average axial load value calculation unit 33, which will be described later, and the average rotation speed of the ball screw calculated by the average rotation speed calculation unit 34, It is calculated by the ball screw estimated life calculation unit 35 based on the life time of an arbitrary ball screw.
또 하중계수 fw에 대하여, 종래에는, 도4에 나타내는 바와 같이 진동 혹은 충격을 「미(微)」, 「소(小)」, 「중(中)」, 「대(大)」의 4개로 구분하고, 또한 어떤 폭을 갖게 하여 하중계수 fw를 정하고 있었다.Also, with respect to the load coefficient f w , conventionally, as shown in Figure 4, vibration or impact was classified into four categories: "minor", "small", "medium", and "large". The load coefficient f w was determined by dividing it into pieces and having a certain width.
그러나 예를 들면 하중계수 fw가 fw = 1.8인 경우의 볼나사의 수명은 fw = 1.3인 경우의 볼나사의 수명의 약 38%가 되는 만큼, 볼나사의 수명의 추정에 있어서는 영향이 크다.However, for example, the life of the ball screw when the load coefficient f w is f w = 1.8 is about 38% of the life of the ball screw when f w = 1.3, so there is no influence on the estimation of the life of the ball screw. big.
또한 하중계수 fw를 결정하기 위한 지표가 되는 「진동/충격」에 관해서도 정량적인 계측방법이 확립되어 있지 않았다.Additionally, a quantitative measurement method has not been established for “vibration/shock”, which is an indicator for determining the load coefficient f w .
그래서 본 실시형태에서는, 상기의 종래의 과제에 대하여, 하중계수 조정부(32)에 있어서, 초기 하중계수 기억부(25)에 기억된 볼나사의 초기 하중계수를 기준으로 하고, 디퍼렌셜값 산출부(31)에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 초기 하중계수를 조정한 하중계수 fw를 사용하여, 볼나사의 추정수명시간을 추정한다.Therefore, in this embodiment, with respect to the above-described conventional problem, in the load coefficient adjustment unit 32, the initial load coefficient of the ball screw stored in the initial load coefficient storage unit 25 is used as a standard, and the differential value calculation unit ( The estimated life time of the ball screw is estimated using the load coefficient f w adjusted by adjusting the initial load coefficient based on the amount of change in the load value calculated in 31).
평균 축방향 하중값 산출부(33)는, 하중값 검출부로서의 회로부(15)에 있어서 검출되는 하중값을 기억하는 하중값 기억부(26)에 기억된 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출한다.The average axial load value calculation unit 33 calculates the average axial load value based on the load value stored in the load value storage unit 26, which stores the load value detected in the circuit unit 15 as the load value detection unit. Calculate
평균 회전속도 산출부(34)는, 볼나사의 평균 회전속도를 산출한다.The average rotation speed calculation unit 34 calculates the average rotation speed of the ball screw.
볼나사 추정수명 산출부(35)는, 하중계수 조정부(32)에 있어서 조정되는 하중계수와, 평균 축방향 하중값 산출부(33)에 있어서 산출되는 평균 축방향 하중값과, 평균 회전속도 산출부(34)에 있어서 산출되는 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여, 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출한다.The ball screw estimated life calculation unit 35 calculates the load coefficient adjusted in the load coefficient adjustment unit 32, the average axial load value calculated in the average axial load value calculation unit 33, and the average rotation speed. Based on the average rotational speed of the ball screw calculated in unit 34, the estimated life time according to the usage of the ball screw is calculated.
구체적으로는, 기본 동정격하중을 C[N], 하중계수를 fw, 평균 축방향 하중값을 Fm[N], 볼나사의 평균 회전속도를 Nm[min―1]이라고 하면, 수명회전수 L[rev]은, 수학식4에 나타내는 식에 의하여 구해지고, 추정수명시간 Lh[h]은, 수학식5에 나타내는 식에 의하여 구해진다. 또 평균 축방향 하중값 Fm[N]은, 샘플링 수를 l, fmi와 동일한 타이밍으로 일정한 간격으로 샘플링한 볼나사의 회전속도를 nmi로 하여 수학식6에 의하여 구해지고, 평균 회전속도 Nm[min―1]은 수학식7에 의하여 구해진다.Specifically, if the basic dynamic load rating is C[N], the load factor is f w , the average axial load value is F m [N], and the average rotational speed of the ball screw is N m [min -1 ], the lifespan is The rotation speed L[rev] is obtained by the equation shown in Equation 4, and the estimated life time L h [h] is obtained by the equation shown in Equation 5. In addition, the average axial load value F m [N] is obtained by Equation 6 with n mi being the rotation speed of the ball screw sampled at regular intervals with the same timing as the sampling number l and f mi , and the average rotation speed N m [min -1 ] is obtained by Equation 7.
얻어진 추정수명시간은 표시부(22)에 표시된다.The obtained estimated life time is displayed on the display unit 22.
또 수학식4, 수학식5에 있어서, 기본 동정격하중 C[N] 및 하중계수 fw는 상수이고, 이 중에서 기본 동정격하중 C[N]은, 프레스 장치(100)에 사용되고 있는 볼나사의 종류에 따라 다르며, 볼나사의 메이커가 카탈로그 등에서 공표하고 있는 수치이다.In addition, in Equation 4 and Equation 5, the basic dynamic load rating C[N] and the load coefficient f w are constants, and among these, the basic dynamic load rating C[N] is the ball screw used in the press device 100. It varies depending on the type, and is a value published by the ball screw manufacturer in catalogs, etc.
또한 평균 축방향 하중값 Fm[N]과 볼나사의 평균 회전속도 Nm[min―1]는 변수이고, 샘플링 중(디퍼렌셜의 샘플링 중과 동시)인 프레스 장치(100)의 운전환경(워크(W)의 개체차이에 의한 하중이 걸리는 방법, 속도의 차이)에 의하여 변화된다.In addition, the average axial load value F m [N] and the average rotational speed of the ball screw N m [min -1 ] are variables, and the operating environment (work ( W) varies depending on individual differences in the method of applying the load and differences in speed.
<프레스 장치의 처리><Processing of press equipment>
본 실시형태에서는, 복수 패턴의 하중계수 fw를 사용한 볼나사의 추정수명시간 계산을 동시에 하고, 실제로 볼나사가 파손된 시기와 가장 가까운 볼나사의 추정수명시간 계산에 있어서의 하중계수 fw와, 그때의 디퍼렌셜값을 프레스 장치(100)에 학습시킴으로써, 유저 고유의 사용환경에 맞는 볼나사의 수명예측을 더 고정밀도로 하는 처리에 대하여 설명한다.In this embodiment, the estimated life time of the ball screw using multiple patterns of load factors f w is calculated simultaneously, and the load factor f w and , the process of making the life prediction of the ball screw more accurate according to the user's unique usage environment by learning the differential value at that time to the press device 100 will be explained.
구체적으로는, 파손되지 않은 볼나사가 교환되었을 경우에는, 유저가 최적의 교환시기라고 판단하였다고 판정하고, 제일 수명시간이 가까운 하중계수 fw를 학습한다.Specifically, when the undamaged ball screw is replaced, it is determined that the user has determined that it is the optimal replacement time, and the load coefficient f w with the closest life time is learned.
또한 파손되어 버린 볼나사를 교환하였을 경우에는, 제일 수명이 가깝고, 또한 파손된 타이밍보다 수명이 짧아지게 되는 하중계수 fw를 학습한다.Additionally, when a damaged ball screw is replaced, learn the load coefficient f w that has the closest lifespan and will have a shorter lifespan than the timing at which it was broken.
또 이하에서는, 도5, 도6을 사용하여, 상기 학습을 제1단계와 제2단계의 2회의 처리로 나누어서 하는 경우를 예시하여 설명한다.In addition, below, using Figures 5 and 6, the case where the learning is divided into two processes, the first stage and the second stage, will be explained as an example.
<제1단계의 학습처리><First stage learning processing>
도5를 사용하여, 본 실시형태에 관한 프레스 장치에 있어서의 제1단계의 학습처리에 대하여 설명한다. 또 제1단계에서는, 대략적인 하중계수 fw를 결정하는 것을 목적으로 처리를 한다.Using Fig. 5, the first stage of learning processing in the press apparatus according to this embodiment will be described. Also, in the first step, processing is performed for the purpose of determining the approximate load coefficient f w .
우선, 볼나사의 교환 혹은 프레스가 초기상태인 것을 확인한다(스텝 S101). 스텝 S101에서 볼나사의 교환이 이루어진 후(혹은 프레스의 초기상태)인 경우에, 평균 축방향 하중 Fm과 볼나사의 평균 회전속도 Nm을 소정의 상정값(예를 들면 프레스 장치(100)의 설계상 상정하고 있는 평균 축방향 하중 Fm과 볼나사의 평균 회전속도 Nm)으로 하여, 하중계수 fw를 1.0부터 2.0의 사이에서 0.1씩 변화시키고, 상기 수학식4, 수학식5를 사용하여, 볼나사 추정수명 산출부(35)에 의하여 볼나사의 추정수명시간을 산출한다(스텝 S102).First, replace the ball screw or confirm that the press is in its initial state (step S101). After the ball screw is replaced in step S101 (or in the initial state of the press), the average axial load F m and the average rotational speed N m of the ball screw are set to predetermined assumed values (for example, press device 100). With the average axial load F m and the average rotational speed N m of the ball screw assumed in the design, the load coefficient f w is changed by 0.1 between 1.0 and 2.0, and Equation 4 and Equation 5 above are Using this, the estimated life time of the ball screw is calculated by the ball screw estimated life calculation unit 35 (step S102).
다음에, 평균 축방향 하중값 산출부(33)가 산출하는 평균 축방향 하중값 Fm[N]과, 볼나사의 평균 회전속도 Nm[min―1]을 샘플링하고(스텝 S103), 디퍼렌셜값 산출부(31)가 산출하는 디퍼렌셜값 d[N/S]을 샘플링한다(스텝 S104).Next, the average axial load value F m [N] calculated by the average axial load value calculation unit 33 and the average rotational speed N m [min -1 ] of the ball screw are sampled (step S103), and the differential The differential value d[N/S] calculated by the value calculation unit 31 is sampled (step S104).
그리고 스텝 S103에 있어서 샘플링한 평균 축방향 하중값 Fm[N]과 볼나사의 평균 회전속도 Nm[min―1]과, 상기 수학식4, 수학식5를 사용하여, 볼나사 추정수명 산출부(35)에 의하여 볼나사의 추정수명시간을 재산출한다(스텝 S105).Then, in step S103, the estimated life of the ball screw is calculated using the sampled average axial load value F m [N], the average rotation speed N m [min -1 ] of the ball screw, and Equation 4 and Equation 5 above. The estimated life time of the ball screw is recalculated by the unit 35 (step S105).
그 후에, 실제로 볼나사가 파손되어 있지 않은 지를 유저가 판단한다(스텝 S106). 스텝 S106에 있어서, 유저에 의하여 볼나사가 파손되어 있다고 판단되었을 경우(스텝 S106의 「YES」)에는, 산출한 추정수명시간이 실제의 수명시간보다 짧은 것 중에서, 가장 시간이 긴 산출 추정수명시간에 대응하는 하중계수 fw를 참값으로 하여 학습하고(스텝 S108), 스텝 S104에 있어서 샘플링한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값을 산출하여(스텝 S110), 제1단계의 학습처리를 종료한다.Afterwards, the user determines whether the ball screw is actually damaged (step S106). In step S106, when it is determined by the user that the ball screw is damaged (“YES” in step S106), the calculated estimated life time is the longest among those shorter than the actual life time. The load coefficient f w corresponding to
한편, 스텝 S106에 있어서, 유저에 의하여 볼나사가 파손되지 않았다고 판단되었을 경우(스텝 S106의 「NO」)에는, 볼나사는 파손되지 않았지만 열화가 진행되고 있기 때문에 교환이 필요한지 아닌지를 유저가 판단하고(스텝 S107), 유저가 볼나사의 교환은 필요없다고 판단하였을 경우(스텝 S107의 「NO」)에는, 처리를 스텝 S103으로 되돌린다.On the other hand, in step S106, if the user determines that the ball screw is not damaged (“NO” in step S106), the user determines whether replacement is necessary because the ball screw is not damaged but is deteriorating. (Step S107) If the user determines that replacement of the ball screw is not necessary (“NO” in step S107), the process returns to step S103.
또한 스텝 S107에 있어서, 유저가 볼나사의 교환이 필요하다고 판단하였을 경우(스텝 S107의 「YES」)에는, 그 판단한 시점을 실제의 수명시간으로 하고, 실제의 볼나사의 수명시간에 가장 가까운 하중계수 fw를 참값으로 하여 학습하고(스텝 S109), 스텝 S104에 있어서 샘플링한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값을 산출하여(스텝 S110), 제1단계의 학습처리를 종료한다.Additionally, in step S107, if the user determines that the ball screw needs to be replaced (“YES” in step S107), the point of time at which the judgment was made is set as the actual life time, and the load closest to the actual life time of the ball screw is applied. Learning is performed with the coefficient f w set to the true value (step S109), the time average value of the differential value d sampled in step S104 is calculated (step S110), and the learning process in the first stage is completed.
<제2단계의 학습처리><2nd stage learning processing>
도6을 사용하여, 본 실시형태에 관한 프레스 장치에 있어서의 제2단계의 학습처리에 대하여 설명한다.Using Fig. 6, the second stage learning processing in the press apparatus according to the present embodiment will be described.
또 제2단계에서는, 제1단계에서 학습한 하중계수 fw를 초기값으로 하고, 거기에서부터 하중계수 fw를 더 미세하게 조정하여 정밀도를 올려간다.Also, in the second step, the load coefficient f w learned in the first step is set as the initial value, and the load coefficient f w is further finely adjusted from there to increase precision.
우선, 제1단계의 학습처리 시와 비교하여 볼나사의 환경이 크게 변한 것(예를 들면 워크(W)가 전혀 다른 것으로 변경된 것 등)인지 아닌지를 유저가 판단한다(스텝 S201).First, the user determines whether the environment of the ball screw has changed significantly (for example, the work W has changed to something completely different, etc.) compared to the learning process in the first stage (step S201).
이때에, 볼나사의 환경이 크게 변하였다고 유저가 판단하였을 경우(스텝 S201의 「YES」)에는, 제2단계를 종료하고, 제1단계부터 학습을 다시 한다.At this time, if the user determines that the environment of the ball screw has changed significantly (“YES” in step S201), the second step is terminated and learning is repeated from the first step.
한편, 볼나사의 환경이 크게 변하지 않았다고 유저가 판단하였을 경우(스텝 S201의 「NO」)에는, 유저가 볼나사의 교환을 하고(스텝 S202), 일정 시간 간격으로 평균 축방향 하중값, 볼나사의 평균 회전속도, 디퍼렌셜값 d의 시간평균값을 취득한다(스텝 S203).On the other hand, if the user determines that the environment of the ball screw has not changed significantly (“NO” in step S201), the user replaces the ball screw (step S202) and changes the average axial load value and ball screw at regular time intervals. The time average value of the average rotation speed and differential value d is acquired (step S203).
또 볼나사의 교환은, 교환의 전후에 있어서 스펙 등이 전혀 다르지 않은 볼나사에 의하여 한다.In addition, the replacement of the ball screw is done using a ball screw whose specifications, etc. are not at all different before and after replacement.
다음에, CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 스텝 S203에 있어서 취득한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값과, 제1단계의 스텝 S110에 있어서 취득한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값을 비교한다(스텝 S204).Next, the CPU (central processing unit) 30 compares the time average value of the differential value d acquired in step S203 with the time average value of the differential value d acquired in step S110 of the first stage (step S204). .
CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 비교의 결과, 스텝 S203에 있어서 취득한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값이, 제1단계의 스텝 S110에 있어서 취득한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값보다 크다고 판단하였을 경우(스텝 S204의 「YES」)에는, 제1단계일 때보다 충격이 많은 운전을 하고 있었다고 판단하여, 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 작은 값으로 변경하여(스텝 S206), 처리를 스텝 S207로 이동시킨다.When the CPU (central processing unit) 30 determines, as a result of the comparison, that the time average value of the differential value d acquired in step S203 is greater than the time average value of the differential value d acquired in step S110 of the first stage ( In step S204 (“YES”), it is determined that driving with more impact than in the first step was performed, and the load coefficient f w is changed to a value smaller than the previous load coefficient f w (step S206), and the processing is carried out in step S204. Move to S207.
또 스텝 S206에 있어서는, 예를 들면 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 0.1 간격으로 작게 한다.Also, in step S206, for example, the load coefficient f w is made smaller than the previous load coefficient f w by 0.1 intervals.
한편, CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 비교의 결과, 스텝 S203에 있어서 취득한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값이, 제1단계의 스텝 S110에 있어서 취득한 디퍼렌셜값 d의 시간평균값보다 작다고 판단하였을 경우(스텝 S204의 「NO」)에는, 제1단계일 때보다 충격이 작은 운전을 하고 있었다고 판단하여, 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 큰 값으로 변경하여(스텝 S205), 처리를 스텝 S207로 이동시킨다.On the other hand, the CPU (central processing unit) 30 may have determined that, as a result of the comparison, the time average value of the differential value d acquired in step S203 is smaller than the time average value of the differential value d acquired in step S110 of the first stage. In this case (“NO” in step S204), it is determined that the operation was performed with a smaller impact than in the first step, and the load coefficient f w is changed to a value larger than the previous load coefficient f w (step S205). Moves to step S207.
또 스텝 S205에 있어서는, 예를 들면 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 0.1 간격으로 크게 한다.Also, in step S205, for example, the load coefficient f w is increased by 0.1 intervals from the previous load coefficient f w .
CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 스텝 S207에 있어서, 볼나사 추정수명 산출부(35)를 작동시키고, 스텝 S205 혹은 스텝 S206에 있어서 변경된 하중계수 fw를 사용하여, 볼나사의 추정수명시간을 산출시킨다(스텝 S207).The CPU (central processing unit) 30 operates the ball screw estimated life calculation unit 35 in step S207, and uses the changed load coefficient f w in step S205 or step S206 to estimate the ball screw. The life time is calculated (step S207).
유저는, 스텝 S208에 있어서, 스텝 S207에 있어서 산출한 볼나사의 추정수명시간보다 빨리 볼나사가 파손된 것인지 아닌지를 판단하고, 스텝 S207에 있어서 산출한 볼나사의 추정수명시간보다 빨리 볼나사가 파손되었다고 판단하였을 경우(스텝 S208의 「YES」)에는, CPU(중앙연산처리장치)(30)가, 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 큰 값으로 변경하여(스텝 S210), 처리를 스텝 S202로 되돌린다.In step S208, the user determines whether the ball screw is damaged earlier than the estimated life time of the ball screw calculated in step S207, and determines whether the ball screw is damaged sooner than the estimated life time of the ball screw calculated in step S207. When it is determined that damage has occurred (“YES” in step S208), the CPU (central processing unit) 30 changes the load coefficient f w to a value larger than the previous load coefficient f w (step S210), and processes Return to step S202.
또 스텝 S210에 있어서는, 예를 들면 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 0.1 간격으로 크게 한다.Also, in step S210, for example, the load coefficient f w is increased by 0.1 intervals from the previous load coefficient f w .
한편, 유저는, 스텝 S207에 있어서 산출한 볼나사의 추정수명시간보다 빨리 볼나사가 파손되지 않았다고 판단하였을 경우(스텝 S208의 「NO」)에는, 볼나사가 완전히 파손은 되지 않았지만, 열화(劣化)가 격심하기 때문에 교환이 필요한지 아닌지를 판단하고(스텝 S209), 유저가 볼나사의 교환이 필요하다고 판단하였을 경우(스텝 S209의 「YES」)에는, CPU(중앙연산처리장치)(30)가, 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 큰 값으로 변경하여(스텝 S210), 처리를 스텝 S202로 되돌린다.On the other hand, if the user determines that the ball screw is not damaged earlier than the estimated life time of the ball screw calculated in step S207 (“NO” in step S208), the ball screw is not completely damaged, but deteriorates. ) determines whether replacement is necessary because the ball screw is severe (step S209), and if the user determines that replacement of the ball screw is necessary (“YES” in step S209), the CPU (central processing unit) 30 , change the load coefficient f w to a value larger than the previous load coefficient f w (step S210), and return the process to step S202.
또한 유저가, 볼나사의 교환이 필요없다고 판단하였을 경우(스텝 S209의 「NO」)에는, CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 볼나사의 교환이 필요하기 전에, 볼나사의 추정수명시간에 도달한 것인지 아닌지를 판단한다(스텝 S211).Additionally, when the user determines that replacement of the ball screw is not necessary (“NO” in step S209), the CPU (central processing unit) 30 determines the estimated life of the ball screw before replacement of the ball screw is necessary. It is determined whether the time has been reached (step S211).
그리고 CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 볼나사의 교환이 필요하게 되기 전에, 볼나사의 추정수명시간에 도달하지 않았다고 판단하였을 경우(스텝 S211의 「NO」)에는, 처리를 스텝 S203으로 되돌린다.If the CPU (Central Processing Unit) 30 determines that the estimated life time of the ball screw has not been reached before replacement of the ball screw becomes necessary (“NO” in step S211), the process proceeds to step S203. return to
한편, CPU(중앙연산처리장치)(30)가, 볼나사의 교환이 필요하기 전에, 볼나사의 추정수명시간에 도달하였다고 판단하였을 경우(스텝 S211의 「YES」)에는, CPU(중앙연산처리장치)(30)는, 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 작은 값으로 변경하여(스텝 S212), 처리를 스텝 S203으로 되돌린다.On the other hand, when the CPU (central processing unit) 30 determines that the estimated life time of the ball screw has been reached before replacement of the ball screw is necessary (“YES” in step S211), the CPU (central processing unit) The device 30 changes the load coefficient f w to a value smaller than the previous load coefficient f w (step S212) and returns the process to step S203.
또 스텝 S212에 있어서는, 예를 들면 하중계수 fw를 이전의 하중계수 fw보다 0.1 간격으로 작게 한다.Also, in step S212, for example, the load coefficient f w is made smaller than the previous load coefficient f w by 0.1 intervals.
이상, 설명한 바와 같이 본 실시형태에 관한 프레스 장치(100)는, 볼나사의 임의의 하중계수를 기억하는 초기 하중계수 기억부(25)와, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을 검출하는 하중값 검출부(회로부(15))와, 하중값 검출부(회로부(15))에 있어서 검출되는 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 디퍼렌셜값 산출부(31)와, 디퍼렌셜값 산출부(31)에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 초기 하중계수 기억부(25)에 기억된 볼나사의 임의의 하중계수를 조정하는 하중계수 조정부(32)와, 하중값 검출부(회로부(15))에 있어서 검출되는 하중값에 의거하여 평균 축방향 하중값을 산출하는 평균 축방향 하중값 산출부(33)와, 볼나사의 평균 회전속도를 산출하는 평균 회전속도 산출부(34)와, 하중계수 조정부(32)에 있어서 조정되는 하중계수와 평균 축방향 하중값 산출부(33)에 있어서 산출되는 평균 축방향 하중값과 평균 회전속도 산출부(34)에 있어서 산출되는 볼나사의 평균 회전속도에 의거하여 볼나사의 사용태양에 따른 추정수명시간을 산출하는 볼나사 추정수명 산출부(35)를 구비하고 있다.As explained above, the press device 100 according to the present embodiment includes an initial load coefficient storage unit 25 that stores an arbitrary load coefficient of the ball screw, and a device that detects the axial load value applied to the ball screw. A load value detection unit (circuit unit 15), a differential value calculation unit 31 that calculates the amount of change in the axial load value detected in the load value detection unit (circuit unit 15), and a differential value calculation unit 31. A load coefficient adjustment unit 32 that adjusts an arbitrary load coefficient of the ball screw stored in the initial load coefficient storage unit 25 based on the amount of change in the load value calculated, and a load value detection unit (circuit unit 15). an average axial load value calculation unit 33 that calculates the average axial load value based on the load value detected, an average rotation speed calculation unit 34 that calculates the average rotation speed of the ball screw, and a load coefficient adjustment unit. Based on the load coefficient adjusted in (32), the average axial load value calculated in the average axial load value calculation unit 33, and the average rotation speed of the ball screw calculated in the average rotation speed calculation unit 34. Therefore, it is provided with a ball screw estimated life calculation unit 35 that calculates the estimated life time according to the usage of the ball screw.
즉 본 실시형태에 관한 프레스 장치는, 볼나사 추정수명 산출부(35)가 산출하는 볼나사 추정수명시간의 정밀도에 가장 영향이 큰 하중계수를, 하중계수 조정부(32)에 의하여, 디퍼렌셜값 산출부(31)에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여, 초기 하중계수 기억부(25)에 기억된 볼나사의 임의의 하중계수를 조정한 것을 사용하여, 볼나사 추정수명시간을 산출하고 있다.That is, the press device according to the present embodiment calculates the differential value of the load coefficient that has the greatest influence on the accuracy of the ball screw estimated life time calculated by the ball screw estimated life calculation unit 35 by the load coefficient adjustment unit 32. Based on the amount of change in the load value calculated in the unit 31, the estimated life time of the ball screw is calculated by adjusting the arbitrary load coefficient of the ball screw stored in the initial load coefficient storage unit 25. .
이 때문에, 디퍼렌셜값(하중값의 변화량)을 사용하여, 미리 기억된 하중계수를 더 정확하게 조정하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는, 어떤 사용방법에 있어서의 디퍼렌셜값과 다른 사용방법에 의한 디퍼렌셜값을 비교하여 하중계수를 증감한다. 이 방법에 의하여, 볼나사의 사용이 변화되었을 경우에 사용태양에 따른 하중계수를 구하는 것이 가능하게 된다. 또한 그 하중계수에 의하여, 사용태양에 따른 볼나사의 추정수명시간을 산출하는 것이 가능하게 된다.For this reason, it becomes possible to more accurately adjust the load coefficient stored in advance using the differential value (change amount of load value). Specifically, the load coefficient is increased or decreased by comparing the differential value in one usage method with the differential value in another usage method. By this method, when the use of the ball screw changes, it becomes possible to obtain the load coefficient according to the usage type. Additionally, based on the load coefficient, it is possible to calculate the estimated life time of the ball screw depending on the usage.
그 때문에, 간편하고 또한 고정밀도로 볼나사의 수명시간을 추정할 수 있다.Therefore, the life time of the ball screw can be estimated simply and with high accuracy.
또한 본 실시형태에 관한 프레스 장치(100)는, 임의의 하중계수를, 평균 축방향 하중값 산출부(33)에서 산출되는 평균 축방향 하중값과, 평균 회전속도 산출부(34)에서 산출되는 볼나사의 평균 회전속도와, 임의의 볼나사의 수명시간에 의거하여 산출한다.In addition, the press device 100 according to the present embodiment uses an arbitrary load coefficient as the average axial load value calculated by the average axial load value calculation unit 33 and the average rotational speed calculation unit 34. Calculated based on the average rotation speed of the ball screw and the life time of any ball screw.
이 때문에, 실제로 임의의 볼나사를 수명까지 사용하여, 축방향의 하중값이나 회전속도로부터 예측되는 수명과 실제의 수명을 비교함으로써, 대략적인 하중계수를 정하는 것이 가능하게 된다.For this reason, it is possible to determine an approximate load coefficient by actually using any ball screw up to its life and comparing the actual life with the life predicted from the axial load value or rotational speed.
이 방법으로 취득한 하중계수를 사용하여, 그때까지 사용한 것과 동일한 형식·크기의 볼나사를 동일한 사용방법으로 사용하였을 경우의 추정수명시간이 대략적으로 정해진다.Using the load coefficient obtained in this way, the estimated life time when a ball screw of the same type and size as that used up to that time is used in the same manner of use is roughly determined.
그 때문에, 간편하고 또한 고정밀도로 볼나사의 수명시간을 추정할 수 있다.Therefore, the life time of the ball screw can be estimated simply and with high accuracy.
또한 본 실시형태에 관한 프레스 장치(100)에서는, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을, 로드셀에 의하여 계측된 볼나사에 걸리는 하중값, 또는 그 로드셀에 의하여 계측된 볼나사에 걸리는 하중값과 프레스의 램이 상하운동할 때의 볼나사의 가감속에 의하여 생기는 하중값과의 합산의 값으로 한다.In addition, in the press device 100 according to this embodiment, the axial load value applied to the ball screw is the load value applied to the ball screw measured by the load cell, or the load value applied to the ball screw measured by the load cell. It is the sum of the load value generated by the acceleration and deceleration of the ball screw when the ram of the press moves up and down.
그 때문에, 볼나사에 가해지는 축방향의 하중값을, 로드셀에 의하여 계측된 볼나사에 걸리는 하중값, 혹은 그 로드셀에 의하여 계측된 볼나사에 걸리는 하중값과 프레스의 램이 상하운동할 때의 볼나사의 가감속에 의하여 생기는 하중값과의 합산의 값 중에서 어느 하나로 하더라도, 어떤 사용방법에 있어서의 디퍼렌셜값과 다른 사용방법에 의한 디퍼렌셜값을 비교하여 하중계수를 증감함으로써, 볼나사의 사용이 변화된 경우에도 사용태양에 따른 하중계수를 구하는 것이 가능하게 된다.Therefore, the axial load value applied to the ball screw is the load value applied to the ball screw measured by the load cell, or the load value applied to the ball screw measured by the load cell and the value applied to the ball screw when the press ram moves up and down. The use of the ball screw can be changed by increasing or decreasing the load coefficient by comparing the differential value in one usage method with the differential value in another usage method, regardless of the value of the sum of the load value generated by the acceleration and deceleration of the ball screw. In this case, it is possible to obtain the load coefficient according to the usage type.
그 때문에, 간편하고 또한 고정밀도로 볼나사의 수명시간을 추정할 수 있다.Therefore, the life time of the ball screw can be estimated simply and with high accuracy.
또 프레스 장치(100)의 처리를 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록매체에 기록하고, 이 기록매체에 기록된 프로그램을 프레스 장치(100)에 읽어 들이게 하고, 실행함으로써 본 발명의 프레스 장치(100)를 실현할 수 있다. 여기에서 말하는 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터라는 것은, OS나 주변장치 등의 하드웨어를 포함한다.In addition, the processing of the press device 100 is recorded on a computer system or a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium is read into the press device 100 and executed, thereby producing the press device ( 100) can be realized. The computer system or computer referred to here includes hardware such as the OS and peripheral devices.
또한 「컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터」는, WWW(World Wide Web) 시스템을 이용하고 있는 경우이면, 홈페이지 제공환경(혹은 표시환경)도 포함하는 것으로 한다. 또한 상기 프로그램은, 이 프로그램을 기억장치 등에 수용한 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터로부터, 전송매체를 통하여 혹은 전송매체 중의 전송파에 의하여 다른 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터로 전송되어도 좋다. 여기에서, 프로그램을 전송하는 「전송매체」는, 인터넷 등의 네트워크(통신망)나 전화회선 등의 통신회선(통신선)과 같이 정보를 전송하는 기능을 갖는 매체를 말한다.Additionally, “computer system or computer” shall also include the homepage provision environment (or display environment) if the WWW (World Wide Web) system is used. Additionally, the program may be transmitted from a computer system or computer that stores the program in a storage device or the like to another computer system or computer through a transmission medium or by transmission waves in the transmission medium. Here, the “transmission medium” that transmits programs refers to a medium that has the function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
또한 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋다. 또한 전술한 기능을 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것, 소위 차분 파일(difference file)(차분 프로그램)이어도 좋다.Additionally, the above program may be intended to realize some of the above-described functions. Additionally, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-described functions through combination with a computer system or a program already recorded in the computer.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 등도 포함된다.Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.
예를 들면 본 실시형태에서는, 프레스 장치(100)의 일부의 기능으로서 볼나사의 수명추정기능을 포함시키는 것을 예시하였지만, 이것에 한정되지 않고, 볼나사의 수명추정기능을 갖는 단말장치나 개별의 장치를 프레스 장치(100)와는 별체로 설치하여도 좋다.For example, in this embodiment, it is exemplified that the life estimation function of the ball screw is included as a part of the function of the press device 100, but it is not limited to this, and a terminal device or individual device having a life estimation function of the ball screw is used. The device may be installed separately from the press device 100.
또한 볼나사의 수명추정기능을 클라우드(cloud) 상의 서버에 갖게 하여도 좋다.Additionally, the life estimation function of the ball screw may be provided to a server on the cloud.
또한 상기 실시형태에서는, 주로 고유의 프레스 장치(100)만에 의하여 볼나사의 수명추정을 하는 것을 예시하여 설명하였지만, 예를 들면 동일한 프레스 장치(100)를 복수 동시에 사용하여 학습 데이터를 공유하도록 하여도 좋다.In addition, in the above embodiment, the lifespan of the ball screw is estimated mainly using only the unique press device 100. However, for example, the same press device 100 can be used multiple times at the same time to share learning data. It's also good.
이 경우에 복수의 동일한 프레스 장치(100)로부터 많은 학습 데이터를 얻을 수 있기 때문에, 학습시간을 단축할 수 있다.In this case, since a lot of learning data can be obtained from a plurality of identical press devices 100, the learning time can be shortened.
1 : 램
1a : 통모양 본체
2 : 볼나사
2a : 나사축
2b : 너트체
3 : 프레스 본체
4 : 서보모터
5 : 케이싱
6 : 통모양 가이드
9 : 기왜주
11 : 램 슬라이딩 기구
13 : 서보모터 드라이버
14 : 인코더
15 : 회로부
16 : 구동지령펄스 발생부
17 : 인코더 위치카운터
21 : 제어 프로그램 기억부
22 : 표시부
23 : 조작부
24 : 일시 기억부
25 : 초기 하중계수 기억부
26 : 하중값 기억부
27 : 회전속도 기억부
30 : CPU(중앙연산처리장치)
31 : 디퍼렌셜값 산출부
32 : 하중계수 조정부
33 : 평균 축방향 하중값 산출부
34 : 평균 회전속도 산출부
35 : 볼나사 추정수명 산출부
100 : 프레스 장치
W : 워크1: RAM
1a: barrel-shaped body
2: Ball screw
2a: screw shaft
2b: nut body
3: Press body
4: Servo motor
5: Casing
6: Barrel-shaped guide
9: Giwaeju
11: Ram sliding mechanism
13: Servo motor driver
14: encoder
15: circuit part
16: Drive command pulse generator
17: Encoder position counter
21: control program memory unit
22: display unit
23: control panel
24: temporary memory unit
25: initial load coefficient memory unit
26: load value storage unit
27: Rotation speed memory unit
30: CPU (central processing unit)
31: Differential value calculation unit
32: Load coefficient adjustment unit
33: Average axial load value calculation unit
34: average rotation speed calculation unit
35: Ball screw estimated life calculation unit
100: press device
W: Walk
Claims (7)
상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 디퍼렌셜값 산출부(differential value 算出部)와,
상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 하중계수 조정부(荷重係數 調整部)를
구비한 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
A load value detection unit that detects the axial load value applied to a ball-screw, and an average axial load value calculation that calculates an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit. a load coefficient of the ball screw, an average axial load value calculated by the average axial load value calculation section, and an average rotational speed calculation section for calculating an average rotational speed of the ball screw. A press device that calculates an estimated life time according to the usage mode of the ball screw based on the average rotation speed of the ball screw calculated in a rotation speed calculation unit,
a differential value calculation unit that calculates a change in the axial load value detected by the load value detection unit;
A load coefficient adjustment unit that adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated in the differential value calculation unit.
A press device characterized in that it is provided.
상기 하중계수 조정부에 의하여 조정되는 하중계수는,
상기 평균 축방향 하중값 산출부에서 산출되는 평균 축방향 하중값과, 상기 평균 회전속도 산출부에서 산출되는 상기 볼나사의 평균 회전속도와, 상기 볼나사의 실제의 수명시간에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
According to paragraph 1,
The load coefficient adjusted by the load coefficient adjustment unit is,
Calculated based on the average axial load value calculated by the average axial load value calculation unit, the average rotation speed of the ball screw calculated by the average rotation speed calculation unit, and the actual life time of the ball screw. Characterized press device.
상기 하중계수 조정부에 있어서 조정된 하중계수는,
상기 산출된 추정수명시간과, 그 추정수명시간을 산출한 볼나사의 실제의 수명시간에 의거하여 더 조정되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
According to claim 1 or 2,
The load coefficient adjusted in the load coefficient adjustment unit is,
A press device characterized in that it is further adjusted based on the calculated estimated life time and the actual life time of the ball screw from which the estimated life time was calculated.
상기 볼나사에 가해지는 상기 축방향의 하중값은,
로드셀(load cell)에 의하여 계측된 상기 볼나사에 걸리는 하중값, 또는 그 로드셀에 의하여 계측된 상기 볼나사에 걸리는 하중값과 램(ram)이 상하운동할 때의 상기 볼나사의 가감속(加減速)에 의하여 생기는 하중값과의 합산의 값인 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
According to claim 1 or 2 ,
The axial load value applied to the ball screw is,
The load value applied to the ball screw measured by a load cell, or the load value applied to the ball screw measured by the load cell and the acceleration/deceleration of the ball screw when the ram moves up and down. A press device characterized in that the value is the sum of the load value generated by the press.
상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 디퍼렌셜값 산출부와,
상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 하중계수 조정부를
구비한 것을 특징으로 하는 단말장치.
A load value detection unit that detects the axial load value applied to the ball screw, an average axial load value calculation unit that calculates an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit, and the ball An average rotation speed calculation unit that calculates the average rotation speed of the screw, a load coefficient of the ball screw, an average axial load value calculated in the average axial load value calculation unit, and an average rotation speed calculation unit that calculates the average rotation speed. A terminal device including a calculation unit that calculates an estimated life time according to the usage mode of the ball screw based on the average rotation speed of the ball screw,
a differential value calculation unit that calculates a change in the axial load value detected by the load value detection unit;
A load coefficient adjustment unit that adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated in the differential value calculation unit.
A terminal device characterized by being provided.
상기 디퍼렌셜값 산출부가, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 제1공정과,
상기 하중계수 조정부가, 상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 제2공정을
구비한 것을 특징으로 하는 볼나사 추정수명 산출방법.
A load value detection unit that detects the axial load value applied to the ball screw, an average axial load value calculation unit that calculates an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit, and the ball An average rotation speed calculation unit that calculates the average rotation speed of the screw, a load coefficient of the ball screw, an average axial load value calculated in the average axial load value calculation unit, and an average rotation speed calculation unit that calculates the average rotation speed. Calculating the estimated life of the ball screw in a terminal device including a calculation unit for calculating an estimated life time according to the usage mode of the ball screw based on the average rotational speed of the ball screw, a differential value calculation unit, and a load coefficient adjustment unit. As a method,
A first process in which the differential value calculation unit calculates a change in the axial load value detected by the load value detection unit;
A second process in which the load coefficient adjustment unit adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated by the differential value calculation unit.
A method for calculating the estimated lifespan of a ball screw.
상기 디퍼렌셜값 산출부가, 상기 하중값 검출부에 있어서 검출되는 상기 축방향의 하중값의 변화량을 산출하는 제1공정과,
상기 하중계수 조정부가, 상기 디퍼렌셜값 산출부에 있어서 산출되는 하중값의 변화량에 의거하여 상기 볼나사의 하중계수를 조정하는 제2공정을
컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A load value detection unit that detects the axial load value applied to the ball screw, an average axial load value calculation unit that calculates an average axial load value based on the load value detected by the load value detection unit, and the ball An average rotation speed calculation unit that calculates the average rotation speed of the screw, a load coefficient of the ball screw, an average axial load value calculated in the average axial load value calculation unit, and an average rotation speed calculation unit that calculates the average rotation speed. Calculating the estimated life of the ball screw in a terminal device including a calculation unit for calculating an estimated life time according to the usage mode of the ball screw based on the average rotational speed of the ball screw, a differential value calculation unit, and a load coefficient adjustment unit. A computer-readable recording medium that records a program for executing a method on a computer,
A first process in which the differential value calculation unit calculates a change in the axial load value detected by the load value detection unit;
A second process in which the load coefficient adjustment unit adjusts the load coefficient of the ball screw based on the amount of change in the load value calculated by the differential value calculation unit.
A computer-readable recording medium that records a program to run on a computer.
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