TWI760442B - 滾動導引裝置的狀態診斷系統及狀態診斷方法 - Google Patents

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Abstract

一種可以適切掌握滾動導引裝置的軌道構件的滾動行走面或是移動構件的負載滾動行走面的狀態之狀態診斷系統，具備：感測器(35)，其係檢測移動構件(2)沿著軌道構件(1)移動之際的物理量；以及診斷處理部(39)，其係取得前述感測器的輸出訊號並產生分析資料，並且，把前述分析資料來與閾值資料做比較，與該比較結果相應，來判定前述滾動導引裝置有無異常，並輸出其結果；前述診斷處理部具備：僅在資料收集時間T1取得前述感測器的輸出訊號並產生前述分析資料之第一處理模式、及僅在比前述資料收集時間T1還長的資料收集時間T2取得前述感測器的輸出訊號並產生前述分析資料之第二處理模式，從前述第一處理模式所致之比較結果與前述第二處理模式所致之比較結果的組合，輸出判定結果。

Description

滾動導引裝置的狀態診斷系統及狀態診斷方法
本發明有關一種狀態診斷系統及狀態診斷方法，其係適用在滾動導引裝置，用於機械性判斷該滾動導引裝置的狀態的好壞，該滾動導引裝置被利用在工作機械或各種搬運裝置等的產業機械的直線導引部或者是曲線導引部。
以往，這種滾動導引裝置具備：軌道構件，其係沿縱長方向形成轉動體的滾動行走面；以及移動構件，其係隔著滾動行走在前述滾動行走面之多數個轉動體組裝到前述軌道構件，並且，沿該軌道構件自由地往復動作。前述移動構件具有轉動體一邊負載著載重一邊滾動行走之負載滾動行走面，該負載滾動行走面係與前述軌道構件的滾動行走面對向，藉此，構成前述轉動體的負載通路。而且，前述移動構件具有從前述負載通路的其中一端往另一端來循環轉動體之無負載通路，藉由連續前述負載通路及前述無負載通路，構成前述轉動體的無限循環通路。經此，前述移動構件遂可以沿著前述軌道構件行程不受限制地移動。
滾動導引裝置的產品壽命主要是被前述軌道構件的滾動行走面或前述移動構件的負載滾動行走面的疲勞所左右。但是，在該滾動行走面或負載滾動行走面，更進一步轉動在此的球珠或滾輪之轉動體沒有被潤滑劑適切潤滑的情況或受到了過大的載重的情況下，是有提早產生前述滾動行走面或負載滾動行走面的剝落(flaking)，滾動導引裝置的產品壽命短命化的可能性。而且，滾動導引裝置的用途為各式各樣，因為特殊的異物落到軌道構件的環境、或是在極為高溫或是低溫的環境下的使用等該用途中的使用環境或負載載重等(以下，稱為「使用條件」)，滾動行走面等的疲勞的進行不得不受到影響。
從而，為了讓滾動導引裝置發揮其本來的性能並且終其產品壽命，期望藉由各種感測器逐次檢測該滾動導引裝置的動作狀況，根據已檢測的內容，可以掌握每時每刻變化的滾動導引裝置的狀態。
例如旋轉軸承中，如專利文獻1所示，提案有一種診斷系統，其係使用感測器檢測旋轉軸承的旋轉動作時的聲音、振動或是聲波放射(acoustic emission)，分析了該感測器的輸出訊號後，把其分析結果來與特定的基準資料比較，進而判定前述旋轉軸承的異常的有無。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-93256號專利公報
但是，從在前述滾動導引裝置沿著長條的軌道構件運動移動構件來看，即便可以從前述感測器的檢測訊號掌握到在該滾動導引裝置產生了異常，卻無法弄清楚前述軌道構件或是前述移動構件的哪一個產生了異常。
本發明為有鑑於這樣的課題而為之創作，其目的在於提供一種狀態診斷系統及狀態診斷方法，其係可以使用安裝在滾動導引裝置的感測器，而適切地掌握該滾動導引裝置的軌道構件的滾動行走面或是移動構件的負載滾動行走面的狀態。
亦即，本發明為一種滾動導引裝置的狀態診斷系統，該滾動導引裝置具備：多數個轉動體、沿縱長方向具有前述轉動體的滾動行走面之軌道構件、以及隔著前述轉動體組裝到前述軌道構件並且具有由連結前述轉動體的負載通路及該負載通路的兩端之無負載通路所構成之該轉動體的無限循環通路之移動構件；其中，該狀態診斷系統具備：感測器，其係檢測前述移動構件沿著前述軌道構件移動之際的物理量；以及診斷處理部，其係僅在特定時間取得前述感測器的輸出訊號並產生分析資料，並且，把前述分析資料來與閾值資料做比較，按照該比較結果，來 判定前述滾動導引裝置有無異常，並輸出該判定結果。前述診斷處理部，具備：第一處理模式，其係僅在資料收集時間T1取得前述感測器的輸出訊號並產生第一分析資料，並把該第一分析資料來與第一閾值資料做比較；第二處理模式，其係僅在比前述資料收集時間T1還長的資料收集時間T2取得前述感測器的輸出訊號並產生第二分析資料，並把該第二分析資料來與第二閾值資料做比較；經由前述第一處理模式之比較結果來判斷有無異常，在有異常的情況下，從前述第二處理模式所致之比較結果，判定前述滾動導引裝置的異常是起因於前述軌道構件或是前述移動構件的哪一個，並輸出該判定結果。
而且，本發明的滾動導引裝置的狀態診斷方法具備以下步驟：第一步驟，其係僅在資料收集時間T1取得前述感測器的輸出訊號並產生第一分析資料，並比較該第一分析資料與第一閾值資料；第二步驟，其係在前述第一分析資料比前述第一閾值資料還大的情況下，僅在比前述資料收集時間T1還長的資料收集時間T2取得前述感測器的輸出訊號並產生第二分析資料，並比較該第二分析資料與第二閾值資料；以及第三步驟，其係在前述第二分析資料為前述第二閾值資料以下的情況下，輸出表示前述軌道構件的異常的訊號。
根據本發明，可以使用安裝在滾動導引裝置的感測器，而適切地掌握該滾動導引裝置的軌道構件的滾動行走面或是移動構件的負載滾動行走面的狀態，可以弄清楚前述軌道構件或是前述移動構件中哪一個產生異常。
以下，一邊使用附圖一邊詳細說明本發明的滾動導引裝置的狀態診斷系統及狀態診斷方法。
圖1為表示適用了本發明的滾動導引裝置的其中一例之立體圖。該滾動導引裝置係利用延伸成直線狀的軌道構件1、以及隔著作為轉動體的多數個球珠而組裝到前述軌道構件1之移動構件2所構成，在各種機械裝置的固定部鋪設前述軌道構件1，對前述移動構件2搭載各種的可動體，藉此，可以沿著軌道構件1往復自由移動導引相關的可動體。
前述軌道構件1形成為略四角形剖面狀的長條體。在該軌道構件1於縱長方向每隔特定的間隔形成有複數個從頂面貫通到底面之螺栓安裝孔12，使用插入到這些螺栓安裝孔12之固定螺栓，可以把該軌道構件1穩固地固定到固定部。在前述軌道構件1的左右兩側面分別設有2條轉動體的滾動行走面11，作為軌道構件整體，設有4條的滾動行走面11。尚且，設在前述軌道構件1的滾動行走面11的條數並不限於此。
另一方面，前述移動構件2大致區分的話，是利用金屬製的主體構件21、以及安裝在該主體構件21的移動方向的兩端之一對合成樹脂製的蓋體22A、22B所構成。該移動構件2係與前述軌道構件1的各滾動行走面11對應，具備複數個球珠的無限循環通路。而且，密閉前述移動構件2與軌道構件1的間隙之密封構件4被固定在前述蓋體22A、22B，防止附著在軌道構件1的粉塵(dust)等侵入到前述無限循環通路的內部。尚且，圖1係表示安裝在前述主體構件21之一對蓋體22A、22B中，把其中一方的蓋體22B從前述主體構件21取下之分解狀態。
圖2為表示前述無限循環通路之剖視圖。如同一圖表示，無限循環通路5具有：負載通路50、返回通路51及一對方向轉換通路52。在構成前述移動構件2之主體構件21，形成與前述軌道構件1的滾動行走面11對向之負載滾動行走面23；轉動體6係一邊負載著載重，一邊轉動在軌道構件1的滾動行走面11與主體構件21的負載滾動行走面23之間。前述無限循環通路5中，如此這般地轉動體6一邊負載載重一邊轉動的通路部分為前述負載通路50。而且，在前述主體構件21，形成與前述負載通路50平行之前述返回通路51。該返回通路51通常設置成貫通前述主體構件21，其內徑設定成比轉動體6的直徑稍大。經此，轉動體6不用負載載重而轉動在前述返回通路內。
前述方向轉換通路52是設在一對蓋體22A、22B。這些蓋體22A、22B係包挾著前述主體構件21而被固定在該主體構件21的端面，各蓋體22A、22B的方向轉換通路52係連接前述負載通路50的端部與前述返回通路51的端部，使轉動體6往來在這些之間。
從而，固定一對蓋體22A、22B到前述主體構件21，完成轉動體6的無限循環通路5。該無限循環通路5中轉動體6一邊負載載重一邊轉動的部分，僅只有形成前述主體構件21的負載滾動行走面23與前述軌道構件1的滾動行走面11對向之負載通路50。另一方面，在前述返回通路51與前述方向轉換通路52，前述轉動體6不負載載重，這些返回通路51與方向轉換通路52構成無負載通路。
尚且，在使用圖1及圖2說明的實施方式的滾動導引裝置中，是使用球珠作為轉動體6，但是，本發明也可以適用在使用滾輪之滾動導引裝置。
如圖1表示，振動感測器35被固定在前述軌道構件1的縱長方向的端部。作為該振動感測器35，可以使用加速度感測器。該振動感測器35係檢測前述移動構件2與前述軌道構件1在相對移動之際所產生的振動者，例如也可以不固定在前述軌道構件1，而固定在前述移動構件2的主體構件21。
另一方面，接近感測器36被固定在前述蓋體22B的外側。該接近感測器36被固定到該蓋體，是在與設在前述蓋體22B的方向轉換通路52重疊的位置，檢測前述方向轉換通路52內中各個轉動體6的通過。前述蓋體22B為合成樹脂製，前述轉動體6為金屬製，可以使用感應型或是電容型的接近感測器檢測前述轉動體6的存在。尚且，在圖1所示的例子中，設在前述蓋體22B的四個地方的方向轉換通路52中，僅與其一處對應而設置前述接近感測器36，但是，與各方向轉換通路52對應而設置複數個接近感測器36也是無妨的。
圖3為表示使用了前述振動感測器35及接近感測器36之滾動導引裝置的狀態診斷系統的構成之方塊圖。前述振動感測器35及接近感測器36的輸出訊號係透過A/D變換器輸入到診斷處理部39。前述診斷處理部39可以藉由內建有RAM及ROM的微控制器來實現。前述診斷處理部39執行預先儲存在ROM的診斷程式，輸出與診斷結果相應的判定訊號。前述診斷處理部39輸出的判定訊號係輸出到警報機、或是顯示器等的使用者介面40。
前述振動感測器35係檢測並輸出前述移動構件2沿著前述軌道構件1移動時的振幅。前述診斷處理部39取得前述振動感測器35的輸出訊號並處理，產生表示振動的強度級別之分析資料。而且，在前述診斷部39的ROM預先記錄了表示前述滾動導引裝置正常動作的情況下的振動的強度級別之閾值資料，把該診斷處理部39產生出的前述分析資料來與從前述ROM讀出的閾值資料做比較，根據其比較結果，判斷在前述滾動導引裝置的動作是否產生有任何的不適切。
圖4為表示前述診斷處理部39中，判斷滾動導引裝置有無異常時的基本的處理順序之流程。前述診斷處理部39係對根據特定的取樣頻率，僅在特定的資料收集時間T，取得前述振動感測器35輸出的類比訊號(S1)。前述資料收集時間T的期間所取得之複數個瞬間值係藉由RMS(均方根)處理，成為表示資料收集時間T中的代表值之分析資料(S2)。該分析資料係表示該資料收集時間T中的振動的強度級別。與前述分析資料做比較的前述閾值資料，係例如把前述軌道構件1舖設在各種機械裝置的固定部的一開始等，在前述滾動導引裝置正常動作的狀態下藉由與前述分析資料相同的處理所產生，在為了容易與前述分析資料對比而施以任意的加權後，儲存到前述診斷處理部39的ROM。從而，讀出前述閾值資料(S3)，比較該閾值資料與前述分析資料，經此，可以判斷在前述軌道構件1上中的前述移動構件2的行走上是否含有異常的振動(S4)。該判斷的結果，若是前述分析資料的值比前述閾值資料還大的話，在前述軌道構件1上的前述移動構件2的行走是含有異常的振動，前述診斷處理部39係對前述使用者介面40警示告知異常的訊號(S5)。
在圖4表示的基本的診斷處理順序中，是可以掌握在滾動導引裝置存在有任何的異常，但是，卻是無法區分出其異常是起因於前述軌道構件1，或是起因於前述移動構件2。為此，前述診斷處理部39係組合前述資料收集時間T相異的第一處理模式及第二處理模式，配合前述第一處理模式及第二處理模式下的各個判斷結果的組合，來判定前述軌道構件1或是前述移動構件2中哪一個存在異常。各處理模式中的分析資料的產生、該分析資料與閾值資料的比較之處理內容為相同，但是，在前述第一處理模式與前述第二處理模式中，取得前述振動感測器35的輸出訊號之資料收集時間T為相異。
前述第一處理模式中的資料收集時間為T1，在前述第一處理模式中，產生表示資料收集時間T1中的代表值之第一分析資料。該第一分析資料係與第一閾值資料做比較。而且，前述第二處理模式中的資料收集時間為T2，資料收集時間T2係設定成比資料收集時間T1還長。在前述第二處理模式中，產生表示資料收集時間T2中的代表值之第二分析資料，該第二分析資料係與第二閾值資料做比較。
前述第一處理模式係用於確認前述滾動導引裝置的任意其中一個存在異常的模式。以下，說明有關前述第一處理模式中的資料收集時間T1的決定方式。
圖5為示意性表示前述振動感測器35的輸出訊號的波形之圖，橫軸為時間。同一圖中的訊號波形(a)係表示，在前述移動構件2的負載滾動行走面23或前述軌道構件1的滾動行走面11沒有破損，而且，在前述轉動體6的潤滑狀態為正常的情況下，亦即滾動導引裝置正常動作的情況下的輸出訊號的波形。在滾動導引裝置正常動作的情況下，在前述振動感測器35的輸出訊號方面，以週期t定期記錄著大致相同大小的振動的變化。該週期t的振動的變化，係產生在前述轉動體6從方向轉換通路52進入到負載通路50之際。在前述轉動體6進入到負載通路50之際，該轉動體6係前述軌道構件1的滾動行走面11與前述移動構件2的負載滾動行走面23雙方強力接觸而成為載重的負載狀態，在此時，產生振動。為此，在每次各個轉動體6進入到負載通路50時，記錄大的振動的變化。
另一方面，圖5中的訊號波形(b)係表示，在前述移動構件2的負載滾動行走面23或前述軌道構件1的滾動行走面11產生剝落等的任何的破損、或者是轉動體6的潤滑狀態為不良的情況，亦即滾動導引裝置的動作產生任何的不適切的情況下的輸出訊號的波形。該情況下，在前述振動感測器35的輸出訊號方面，記錄著在訊號波形(a)所示的定期的振動的變化混有不定期振動的變化。
如圖5中的訊號波形(a)所示，在前述滾動導引裝置正常動作中的狀態下，起因於在前述負載通路50之前述轉動體6的進入之振動係以週期t反覆產生，並被記錄到前述振動感測器35的輸出訊號。為此，在取得前述振動感測器35的輸出訊號之資料收集時間設定成比前述週期t還短的情況下，即便前述滾動導引裝置為正常動作中狀態，也會有分析資料之所表示的振動的強度級別的大小為極端相異的情況。
例如，如圖6表示，在使用了與週期t相比為短的資料收集時間T0的情況下，資料收集時間的長度為相同，但是，可惜的是，在資料收集的開始時間為相異的訊框a1與訊框a2，相應於是否包含到前述轉動體6進入到負載通路50之際的振動，分析資料之所表示的振動的強度級別會相異。亦即，分析資料係相應於資料收集的開始時間而有偏差大的情況的緣故，即便把這些分析資料來與閾值資料做比較，也不可能判斷出前述滾動導引裝置是否正常動作中。
在此，把起因於前述轉動體6進入到前述負載通路50之振動的產生週期作為t，設定成前述第一處理模式中的資料收集時間T1=t的話，如圖7表示，資料收集的開始時間為相異的訊框A1與訊框A2係一定包含起因於前述轉動體6進入到前述負載通路50之振動。為此，在前述滾動導引裝置正常動作中的狀態下，分別與各個訊框A1及訊框A2賦予關連之前述分析資料係表示大致相同強度級別。前述滾動導引裝置為正常動作中的狀態的緣故，此時的強度級別係與前述閾值資料的相同。
如此，掌握起因於前述轉動體6進入到前述負載通路50之振動的產生週期t，設定成第一處理模式中的資料收集時間T1=t的話，可以正確地把在該第一處理模式所得到的第一分析資料來與第一閾值資料做比較，可以從其差異判斷前述滾動導引裝置是否為正常動作中。如圖8表示，在滾動導引裝置的動作產生有任何的不適切的情況下，在前述資料收集時間T1=t的條件下所產生出的第一分析資料，係除了起因於前述轉動體6進入到前述負載通路50之振動外，還包含有起因於前述移動構件2在前述軌道構件1有行走異常之振動的緣故，前述第一分析資料為表示有比第一閾值資料還大的強度級別。為此，從第一分析資料與第一閾值資料之比較結果，可以判斷在滾動導引裝置產生有任何的不適切。
值此第一處理模式的實施之際，是有必要掌握前述週期t。在本實施方式，前述接近感測器36係檢測前述方向轉換通路52內中的各個轉動體6的通過的緣故，以查核該接近感測器36的輸出訊號的方式，可以掌握前後2個轉動體6的通過間隔，亦即前述轉動體6進入到前述負載通路50之週期t。
而且，前述週期t係藉由前述無限循環通路5內中的轉動體6的轉動速度，亦即前述移動構件2相對於前述軌道構件1的移動速度v，而無歧異地決定的緣故，所以若是可以藉由各種感測器掌握該移動構件2的移動速度v的話，是沒有一定要使用前述接近感測器36的輸出訊號。例如，沿前述軌道構件1設置線型標度尺並且在前述移動構件2設置讀取前述線型標度尺之編碼器，從該編碼器的輸出訊號掌握前述移動構件2的移動速度v，據此可以掌握前述週期t。而且，在組合滾動導引裝置與滾珠螺桿裝置來構築導引系統的情況下，前述移動構件2相對於前述軌道構件1的移動速度v係相依於驅動前述滾珠螺桿裝置的馬達的旋轉速度的緣故，所以掌握該馬達的旋轉速度、或者是從控制該馬達的旋轉之前述導引系統的控制器取得前述移動構件2的移動速度v，藉此，可以掌握前述週期t。
另一方面，前述第二處理模式乃是用於區分出產生在滾動導引裝置的不適切是起因於前述軌道構件1或是前述移動構件2的哪一個之模式。以下，說明有關前述第二處理模式中的資料收集時間T2的決定方式。
圖9的訊號波形(a)係表示，雖然在前述移動構件2的負載滾動行走面23尚未產生破損，但是，在前述軌道構件1的滾動行走面11的一部分產生有剝落等的任何的破損的情況下之前述振動感測器35的輸出訊號的波形。該情況下，在轉動在前述移動構件2的負載通路50之各個轉動體6每次通過前述軌道構件1的破損產生處，前述振動感測器35的輸出訊號的波形係產生變化。起因於該軌道構件1的破損產生處之振動的變化，係僅產生在前述移動構件2的負載通路50通過前述軌道構件1上的破損處時的時間Tb，若是該負載通路50已通過了破損處的話是不會產生的。該時間Tb，係以前述移動構件2的負載通路50的長度為L1，以前述移動構件2相對於前述軌道構件1的移動速度為v的情況下，可以表現成Tb=L1/v。尚且，移動速度v係可以從前述接近感測器36的輸出訊號的輸出間隔等來掌握。
相對於此，如圖9中的訊號波形(b)表示，雖然尚未在前述軌道構件1的滾動行走面11產生破損，但是在前述移動構件2的負載滾動行走面23的一部分產生有剝落等任何的破損的情況下，在前述轉動體6每次通過前述負載滾動行走面23的破損處時，在振動感測器35的輸出訊號的波形記錄有變化，在前述移動構件2沿著前述軌道構件1移動的期間，係反覆產生相同的波形。
根據這些點，前述第二處理模式中的資料收集時間T2，係設定成比前述移動構件2的負載通路50通過前述軌道構件1上的破損處的時間Tb還大。亦即，如圖9表示，T2＞Tb。
前述診斷處理部39所產生的分析資料，乃是把在特定的資料收集時間所輸出的振動感測器35的訊號做過RMS(均方根)處理後的值。從而，把前述第二處理模式中的資料收集時間T2設定成T2＞Tb的話，從圖9表示的訊號波形的比較可以了解到，在前述移動構件2的負載滾動行走面23存在有破損的情況(圖9的訊號波形(b))下所產生的分析資料，係確實比在前述軌道構件1的滾動行走面11的一部分存在有破損的情況(圖9的訊號波形(a))下所產生的分析資料還大。從明確化資料收集時間T2與前述移動構件2的通過時間Tb之差異的觀點來看，理想上，前述資料收集時間T2為T2≧Tb+t者。
而且，資料收集時間T2係與前述移動構件2的通過時間Tb相比越大的話，這些分析資料的值的差會擴大。前述資料收集時間T2的最大值，乃是前述移動構件2相對於前述軌道構件1往其中一方向的最大移動時間tw，在該移動構件2的行程長度為Lw，移動速度為v的情況下，T2≦tw=Lw/v。
與前述第二處理模式中所產生出的第二分析資料做比較之第二閾值資料，係以可以區別圖9的訊號波形(a)或是訊號波形(b)的程度的大小而可以任意設定，資料收集時間T2比起前述移動構件2的通過時間Tb為充分大的話，與訊號波形(a)對應之分析資料和與訊號波形(b)對應之分析資料的差會擴大的緣故，僅就這部分第二處理模式中的第二閾值資料是可以容易地做設定。而且，前述第二閾值資料可以與前述滾動導引裝置為正常動作中的狀態下所已取得的前述第一閾值資料的值相異，也可以相同。
尚且，在以上的說明中，有關前述第一處理模式中的資料收集時間T1，說明了設定成T1=t之例，但是，也可以是T1=nt(n為自然數)。但是，資料收集時間T1必須為說明了有關第二處理模式之前述移動構件2的通過時間Tb以下(T1≦Tb)。
圖10為表示藉由前述狀態診斷系統所實施的狀態診斷方法的其中一例的流程，係組合前述第一處理模式及前述第二處理模式。
該診斷方法中，前述診斷處理部39首先實施前述第一處理模式(M11)。該第一處理模式相當於圖4表示的診斷處理的S1～S3，產生與資料收集時間T1對應之第一分析資料。產生出的第一分析資料係與第一閾值資料做比較(M12)。比較的結果，在第一處理模式所得到的第一分析資料比第一閾值資料還大的話，恐怕是在前述軌道構件1的滾動行走面11或是前述移動構件2的負載滾動行走面23之任意一處產生破損，在該情況下，前述診斷處理部39係接續前述第一處理模式，執行前述第二處理模式(M21)。而且，在第一處理模式所得到的第一分析資料是與第一閾值資料同等或者是還小的話，為前述軌道構件1的滾動行走面11或是前述移動構件2的負載滾動行走面23皆尚未產生破損，前述診斷處理部39結束診斷方法。
前述第二處理模式相當於圖4表示的診斷處理的S1～S3，產生與資料收集時間T2對應之第二分析資料。產生出的第二分析資料係與第二閾值資料做比較(M22)。比較的結果，在第二處理模式得到的第二分析資料比第二閾值資料還小的話，為在前述軌道構件1的滾動行走面11的一部分產生剝落等的破損，前述診斷處理部39係對前述使用者介面40警示告知前述軌道構件1的異常的訊號(M23)。
相對於此，在第二處理模式得到的第二分析資料比第二閾值資料還大的話，為在前述移動構件2的負載滾動行走面23產生剝落等的破損，前述診斷處理部39係對前述使用者介面40警示告知前述移動構件2的破損的異常訊號(M24)。尚且，即便在前述軌道構件1的滾動行走面11廣範圍產生剝落等的破損的情況下，前述振動感測器的輸出訊號為如圖9的訊號波形(b)，在第二處理模式得到的第二分析資料比第二閾值資料還大。但是，前述軌道構件1的滾動行走面11的破損的主要因為轉動體6的滾動所致之金屬疲勞，破損難以一次產生在整個前述滾動行走面11。從而，滾動導引裝置的累積使用時間為較少的話，前述第二分析資料比前述第二閾值資料還大的原因，係可以判斷是前述移動構件2的負載滾動行走面23的破損。
前述診斷處理部39係除了對前述使用者介面40警示告知異常的訊號以外，也可以對使用前述滾動導引裝置之工作機械等的機器輸出前述判斷結果。更進一步，也可以構成為：前述診斷處理部39係在前述第一處理模式中把第一分析資料來與前述第一閾值資料做比較，在判斷該第一分析資料是與第一閾值資料同等或者是還小的情況下，把表示滾動導引裝置的行走為正常之判定訊號輸出到前述使用者介面40。
如前述，在滾動導引裝置產生了不適切之際，與該滾動導引裝置正常動作中的情況為相異的振動產生在前述移動構件2。但是，在滾動導引裝置產生不適切的情況下，除了前述移動構件2的振動的變化以外，使前述移動構件2沿著前述軌道構件1移動之際的行走音的變化或推力的變化、或者是前述軌道構件1上的前述移動構件2的變位等，產生與該滾動導引裝置正常動作中的情況為相異之各式各樣的物理量的變化。從而，也可以藉由各種感測器檢測這樣的物理量的變化，利用其檢測訊號來實施本發明的狀態診斷。
例如，只要是檢測與和前述軌道構件1的縱長方向正交的方向相關的前述移動構件2的微小變位之變位感測器、在以定速移動前述移動構件2之際檢測必要的推力的變化之測力器、檢測對驅動前述導引系統的滾珠螺桿裝置的馬達的通電電流之電流計、檢測前述移動構件2沿著前述軌道構件1移動之際的聲音的變化之麥克風等，可以掌握在前述移動構件2與前述軌道構件做相對移動之際所產生的物理量的變化之感測器的話，皆可以取代前述振動感測器35來使用。
如以上說明，在本發明的滾動導引裝置的狀態診斷系統及狀態診斷方法中，用感測器檢測沿著前述軌道構件1移動的前述移動構件2的振動，從該感測器的輸出訊號判斷是否在滾動導引裝置產生任何的不適切。此時，取得前述感測器的輸出訊號之診斷控制部39具有資料收集時間相異之第一處理模式及第二處理模式，以組合這二個處理模式下的判斷結果，藉此，可以弄清楚滾動導引裝置的不適切原因是起因於前述軌道構件1或是前述移動構件2中的哪一個。
尚且，使用圖說明了實施方式的滾動導引裝置，為前述軌道構件1鋪設在固定部上之型式，但是，也可以適用在例如滾珠花鍵裝置或滾珠螺桿裝置等，軌道構件形成為棒軸狀且僅其兩端被固定部支撐的型式的滾動導引裝置。
1‧‧‧軌道構件2‧‧‧移動構件5‧‧‧無限循環通路6‧‧‧轉動體21‧‧‧主體構件35‧‧‧振動感測器50‧‧‧負載通路
[圖1]為表示可以適用本發明的滾動導引裝置的其中一例之立體圖。 　　[圖2]為表示球珠的無限循環通路的構成之剖視圖。 　　[圖3]為表示本發明的狀態診斷系統的構成的其中一例之方塊圖。 　　[圖4]為表示滾動導引裝置的狀態診斷的基本的處理順序之流程。 　　[圖5]為表示振動感測器的輸出訊號的其中一例之圖；訊號波形(a)為表示滾動導引裝置的動作為正常的情況；訊號波形(b)為表示在滾動導引裝置的動作有不適切的情況。 　　[圖6]為說明振動感測器的輸出訊號的資料收集時間T0比週期t還小的情況之圖。 　　[圖7]為說明第一處理模式中的資料收集時間T1與週期t相同的情況之圖，表示滾動導引裝置的動作為正常的情況。 　　[圖8]為說明第一處理模式中的資料收集時間T1與週期t相同的情況之圖；表示在滾動導引裝置的動作有不適切的情況。 　　[圖9]為表示振動感測器的輸出訊號與第二處理模式中的資料收集時間T2的關係之圖；訊號波形(a)為表示在軌道構件的一部分有破損處的情況；訊號波形(b)為表示在移動構件有不適切的情況。 　　[圖10]為表示本發明的狀態診斷方法的處理順序之流程。

Claims (9)

  1. 一種滾動導引裝置的狀態診斷系統，該滾動導引裝置具備：多數個轉動體(6)、沿縱長方向具有前述轉動體的滾動行走面之軌道構件(1)、以及隔著前述轉動體組裝到前述軌道構件並且具有由連結前述轉動體的負載通路(50)及該負載通路的兩端之無負載通路(51，52)所構成之該轉動體的無限循環通路(5)之移動構件(2)；其特徵為：該狀態診斷系統具備：感測器(35)，其係檢測前述移動構件(2)沿著前述軌道構件(1)移動之際的物理量；以及診斷處理部(39)，其係僅在特定時間取得前述感測器(35)的輸出訊號並產生分析資料，並且，把前述分析資料來與閾值資料做比較，按照該比較結果，來判定前述滾動導引裝置有無異常，並輸出該判定結果；前述診斷處理部具備：第一處理模式，其係僅在資料收集時間T1取得前述感測器(35)的輸出訊號並產生第一分析資料，並把該第一分析資料來與第一閾值資料做比較；第二處理模式，其係僅在比前述資料收集時間T1還長的資料收集時間T2取得前述感測器(35)的輸出訊號並產生第二分析資料，並把該第二分析資料來與第二閾值資料做比較；經由前述第一處理模式之比較結果來判斷有無異常， 在有異常的情況下，從前述第二處理模式所致之比較結果，判定前述滾動導引裝置的異常是起因於前述軌道構件(1)或是前述移動構件(2)的哪一個，並輸出該判定結果。
  2. 如請求項1的滾動導引裝置的狀態診斷系統，其中，僅在根據前述第一處理模式所致之前述第一分析資料與前述第一閾值資料的比較結果判斷出在前述滾動導引裝置有異常的情況下，進行前述第二處理模式所致之前述第二分析資料與前述第二閾值資料的比較。
  3. 如請求項1的滾動導引裝置的狀態診斷系統，其中，在決定了在前述無限循環通路(5)內前後之各個的轉動體(6)從前述無負載通路(51，52)進入到前述負載通路(50)的週期t的情況下，前述第一處理模式所致之資料收集時間T1為T1=nt，其中，n為自然數。
  4. 如請求項3的滾動導引裝置的狀態診斷系統，其中，檢測前述移動構件(2)相對於前述軌道構件(1)的移動速度，並根據這些檢測結果決定前述週期t。
  5. 如請求項3的滾動導引裝置的狀態診斷系統，其中，在前述移動構件(2)相對於前述軌道構件(1)的移動速度為v，前述負載通路的長度為L1的情況下，前述第二處理模式所致之資料收集時間T2為T2>L1/v。
  6. 一種滾動導引裝置的狀態診斷方法，該狀態診斷方法適用於滾動導引裝置，該滾動導引裝置具備：多數個轉動體(6)、沿縱長方向具有前述轉動體的滾動行走面之軌道構件(1)、以及隔著前述轉動體組裝到前述軌道構件並且具有由連結前述轉動體的負載通路(50)及該負載通路的兩端之無負載通路(51，52)所構成之該轉動體的無限循環通路(5)之移動構件(2)；其中，該狀態診斷方法藉由感測器(35)僅在特定時間取得前述移動構件(2)沿著前述軌道構件(1)移動之際所產生的物理量的變化並產生分析資料，把該分析資料來與閾值資料做比較，來判定前述滾動導引裝置有無異常；其特徵為具備以下步驟：第一步驟，其係僅在資料收集時間T1取得前述感測器的輸出訊號並產生第一分析資料，並比較該第一分析資料與第一閾值資料；第二步驟，其係在前述第一分析資料比前述第一閾值資料還大的情況下，僅在比前述資料收集時間T1還長的資料收集時間T2取得前述感測器的輸出訊號並產生第二分析資料，並比較該第二分析資料與第二閾值資料；以及第三步驟，其係在前述第二分析資料為前述第二閾值資料以下的情況下，輸出表示前述軌道構件(1)的異常的訊號。
  7. 如請求項6的滾動導引裝置的狀態診斷方法，其中，在前述第二分析資料比前述第二閾值資料還大的情況下，輸出表示前述移動構件(2)的異常的訊號。
  8. 如請求項6的滾動導引裝置的狀態診斷方法，其中，在決定了在前述無限循環通路(5)內前後之各個的轉動體(6)從前述無負載通路(51，52)進入到前述負載通路(50)的週期t的情況下，前述資料收集時間T1為T1=nt，其中，n為自然數。
  9. 如請求項8的滾動導引裝置的狀態診斷方法，其中，在前述移動構件(2)相對於前述軌道構件(1)的移動速度為v，前述負載通路(50)的長度為L1的情況下，前述資料收集時間T2為T2>L1/v。
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