WO2006025404A1

WO2006025404A1 - 状態検出装置及び状態検出方法並びに状態検出用プログラム及び情報記録媒体、状態表示装置及び状態表示方法並びに状態表示用プログラム及び情報記録媒体

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Publication number: WO2006025404A1
Application number: PCT/JP2005/015792
Authority: WO
Inventors: Takeo Yoshioka; Yoshiyuki Honjo; Shigeo Watanabe
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2007-02-28
Also published as: CN101010578A; US7546211B2; JP4771334B2; JPWO2006025404A1; CN101010578B; DE112005002077B4; DE112005002077T5; US20080065354A1

Abstract

　ＬＭシステムに含まれる複数のボールが自転しつつ循環部内を公転する際に弾性的に生じるＡＥ波を検出して検出信号Ｓaeを生成するＡＥセンサ１と、検出信号Ｓaeに基づいて、ＡＥ波の強度を示す第１パラメータを生成すると共に、検出信号Ｓaeに基づいて、検出信号Ｓaeのうち時間的に連続して検出される検出信号Ｓaeのみを重み付けして第２パラメータを生成し、更に検出信号Ｓaeに基づいて、検出信号Ｓaeのうちボールの運動に対応して時間的に不連続に検出される検出信号Ｓaeのみを重み付けして第３パラメータを生成し、第１パラメータ、第２パラメータ又は第３パラメータのいずれかを用いてＬＭシステムの動作状態の内容を判定する信号処理部４と、を備える状態検出装置により、ＬＭシステムにおける故障発生の予知を可能とし、且つ、ＬＭシステムの使用者における整備性を向上させ、更にその長寿命化及びＬＭシステムを用いて製造された装置又は機器の性能保証並びにそれらの品質向上に資することが可能となる。

Description

明細書

状態検出装置及び状態検出方法並びに状態検出用プログラム及び情報記録媒体、状態表示装置及び状態表示方法並びに状態表示用プログラム及び情報記録媒体

技術分野

[0001] 本発明は、状態検出装置及び状態検出方法並びに状態検出用プログラム及び情報記録媒体の技術分野に属し、より詳細には、直動転がり案内装置の動作中における当該直動転がり案内装置の動作状態を検出する状態検出装置及び状態検出方法並びに当該動作状態検出のための状態検出用プログラム及び当該状態検出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体の技術分野に属する

[0002] また、本発明は、状態表示装置及び状態表示方法並びに状態表示用プログラム及び情報記録媒体の技術分野に属し、より詳細には、直動転がり案内装置の動作中における当該直動転がり案内装置の動作状態を表示する状態表示装置及び状態表示方法並びに当該動作状態表示のための状態表示用プログラム及び当該状態表示用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体の技術分野に属する。

背景技術

[0003] 従来、レールと、当該レール上をその長手方向に移動する移動ブロックと、当該レールと当該移動ブロックとの間に介在してそれ自体が回転（自転)しつつ循環 (公転）して当該移動ブロックを高精度に移動させる複数のボール (転動体）と、を含む、いわゆる直動転がり案内装置が広く一般ィ匕しており、具体的には、工作機械の作業台の三次元運動や、振り子電車における振り子運動を支持する部材、更には建物の免震構造にまで活用範囲が広がっている。なお、当該直動転がり案内装置としては、上述した移動ブロックとレールとにより構成されるものの他に、いわゆるボールねじと称されるものもある。

[0004] そして、このような活用範囲の広がりに伴い、直動転がり案内装置における故障予防についても要求が高まっており、そのための動作状態の診断法についても高精度のものが求められている。

[0005] ここで、直動転がり案内装置を除く従来の一般的な機械システム (例えばボールべァリングを含む回転用転がり軸受装置等）における動作状態の診断方法としては、その機械システムにおける振動の発生状態を監視して動作状態の診断を行う振動検出法、その機械システムに用いられて、る潤滑油を取り出してその質を評価することで動作状態の診断を行う油評価法、その機械システム内において潤滑油を介して駆動されて!ヽる部材間の電気抵抗を測定して動作状態の診断を行う電気抵抗法、又はその機械システム内において潤滑油を介して駆動されている部材の温度を、熱電対等を用いて測定して動作状態の診断を行う温度測定法等がある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、これらの診断方法を直動転がり案内装置に適用した場合、以下の如き問題点があった。

[0007] すなわち、振動検出法を用いた場合は、直動転がり案内装置においては転動体としてのボールが自ら自転しつつ循環部内を公転することから、振動の発生源が多ぐ本来検出すべき上記動作状態の異常に起因する振動を正確に検出できないという問題点があった。

[0008] また、油評価法を用いた場合は、診断対象である直動転がり案内装置における使用前の潤滑油と使用後の潤滑油を夫々にその装置自体から取り出して検査する必要があり、診断結果が得られるまでに余分な時間が必要となると共に直動転がり案内装置自体を一旦停止させて潤滑油の取り出し作業を行う必要があり、動作効率が低下するという問題点があった。

[0009] 更に、電気抵抗法及び温度測定法を用いた場合は、共に電気的な雑音に対して脆弱であると共に上記移動ブロックの移動速度が遅いときは測定ができない場合があるという問題点があった。

[0010] 従って、従来では、直動転がり案内装置の動作状態を実時間で (すなわち、リアルタイムに)正確に診断することは困難だった。 [0011] そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて為されたもので、その課題は、直動転がり案内装置における動作状態を実時間で正確に検出することにより、当該直動転がり案内装置における故障の発生予知を可能とし、且つ、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性を向上させ、更にその長寿命化及び当該直動転がり案内装置を組み込んだ装置又は機器の性能保証並びにそれらの品質向上に資することが可能な状態検出装置及び状態検出方法並びに当該動作状態検出のための状態検出用プログラム及び当該状態検出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体を提供することにある。

[0012] さらに、本発明の課題は、直動転がり案内装置における動作状態を実時間で正確に表示することにより、当該直動転がり案内装置における故障の発生予知を可能とし、且つ、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性を向上させ、更にその長寿命化及び当該直動転がり案内装置を組み込んだ装置又は機器の性能保証並びにそれらの品質向上に資することが可能な状態表示装置及び状態表示方法並びに当該動作状態検出のための状態表示用プログラム及び当該状態表示用プログラム力 Sコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0013] 上記の課題を解決するために、請求項 1に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弹性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する AE (Acoustic Emis sion)センサ等の検出手段と、前記生成された検出信号に基づいて、前記波動の強度を示す第 1パラメータを生成する信号処理部等の第 1生成手段と、前記生成された第 1パラメータの値が当該第 1パラメータにつ、て予め設定されて、る第 1しき、値未満の値であるとき、前記動作状態が正常であると判定する信号処理部等の判定手段と、を備える。

[0014] よって、直動転がり案内装置の動作により弾性的に発生する上記波動の強度を示す第 1パラメータを生成し、その値が第 1しきい値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が正常であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態が正常か否かを検出することができる。

[0015] 上記の課題を解決するために、請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の状態検出装置において、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号のみを重み付けして第 2パラメータを生成する信号処理部等の第 2生成手段と、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号のみを重み付けして第 3パラメータを生成する信号処理部等の第 3生成手段と、を更に備え、前記判定手段は、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であるとき、前記第 2パラメータ又は前記第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いた前記内容の判定を行うように構成される。

[0016] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であるとき、第 1パラメータとは異なる第 2パラメータ又は第 3パラメータを用いて動作状態の内容を判定するので、より詳細に、動作状態の具体的な内容まで判定して検出することができる。

[0017] 上記の課題を解決するために、請求項 3に記載の発明は、請求項 2に記載の状態検出装置において、前記第 1パラメータ Pは、前記検出信号をサンプリングして得られる計測値を、当該計測値の全数を N (個）としたとき、

[0018] [数 1]

で与えられるパラメータであり、前記第 2パラメータ Pは、更に前記検出手段におけ

2

る最大入力レンジを定数 κ (ボルト）としたとき、 [0019] [数 2]

で与えられるパラメータであり、前記第 3パラメータ Pは、更に前記計測値として用

3

V、る抽出数を M (個）としたとき、

[数 3]

で与えられるパラメータであるように構成される _c

[0021] よって、第 1パラメータ P力

[0022] [数 4]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ Pが、

2

[0023] [数 5]

で与えられるパラメータであり、第 3パラメータ Pが、

3

[0024] [数 6]

で与えられるパラメータであるので、より正確に動作状態の具体的内容を検出することができる。

[0025] 上記の課題を解決するために、請求項 4に記載の発明は、請求項 2又は 3に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 2しき、値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータについて予め設定されている第 3しき、値未満の値であるとき、前記動作状態が潤滑不良状態であると判定するように構成される。

[0026] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しき、値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しき、値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑不良状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、当該動作状態が潤滑不良状態である力否かを検出することができる。

[0027] 上記の課題を解決するために、請求項 5に記載の発明は、請求項 2又は 3に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 2しき、値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータについて予め設定されている第 3しきい値以上の値であるとき、前記動作状態が潤滑剤以外の液体が前記循環部内に混入して!/ヽる動作状態であると判定するように構成される。

[0028] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しき、値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しき、値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑剤以外の液体が循環部内に混入している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、潤滑財以外の液体が混入している状態である力否かを検出することができる。

[0029] 上記の課題を解決するために、請求項 6に記載の発明は、請求項 2又は 3に記載の状態検出装置において、前記判定手段は、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 2しき、値未満の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータについて予め設定されている第 3しきい値以上の値であるとき、前記動作状態が、前記転走面又は前記転動体の少なくとも!/、ずれかにクラックが発生して、る動作状態であると判定するように構成される。

[0030] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しき、値未満の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しき、値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生しているか否かを検出することができる

[0031] 上記の課題を解決するために、請求項 7に記載の発明は、請求項 1から 6のいずれか一項に記載の状態検出装置において、前記判定手段により判定されたいずれかの前記動作状態を告知する告知手段を更に備える。

[0032] よって、判定結果を告知手段により告知するので、直動転がり案内装置の使用者が直ちにその動作状態の内容を具体的に認識することができる。

[0033] 上記の課題を解決するために、請求項 8に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出方法であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弹性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出工程と、前記生成された検出信号に基づいて、前記波動の強度を示す第 1パラメータを生成する第 1生成工程と、前記生成された第 1パラメータの値が当該第 1パラメータについて予め設定されている第 1しきい値未満の値であるとき、前記動作状態が正常であると判定する判定工程と、を含むように構成される。

[0034] よって、直動転がり案内装置の動作により弾性的に発生する上記波動の強度を示す第 1パラメータを生成し、その値が第 1しきい値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が正常であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態が正常か否かを検出することができる。

[0035] 上記の課題を解決するために、請求項 9に記載の発明は、請求項 8に記載の状態検出方法において、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号のみを重み付けして第 2パラメータを生成する第 2生成工程と、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号のみを重み付けして第 3パラメータを生成する第 3生成工程と、を更に含み、前記判定工程においては、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であるとき、前記第 2パラメータ又は前記第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いた前記内容の判定を行うように構成される。

[0036] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であるとき、第 1パラメータとは異なる第 2パラメータ又は第 3パラメータを用いて動作状態の内容を判定するので、より詳細に、動作状態の具体的な内容まで判定して検出することができる。

[0037] 上記の課題を解決するために、請求項 10に記載の発明は、請求項 9に記載の状態検出方法において、前記第 1パラメータ 1^は、前記検出信号をサンプリングして得られる計測値を X、当該計測値の全数を N (個）としたとき、

[0038] [数 7]

更に前記検出手段におけ更に前記計測値として用

[0041]

[0042]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ Pが、 [0043] [数 11]

で与えられるパラメータであり、第 3パラメータ P力

3

[0044] [数 12]

[0045] 上記の課題を解決するために、請求項 11に記載の発明は、請求項 9又は 10に記載の状態検出方法において、前記判定工程においては、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 2しき、値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータについて予め設定されて、る第 3しき、値未満の値であるとき、前記動作状態が潤滑不良状態であると判定するように構成される。

[0046] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しき、値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しき、値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑不良状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、当該動作状態が潤滑不良状態である力否かを検出することができる。

[0047] 上記の課題を解決するために、請求項 12に記載の発明は、請求項 9又は 10に記載の状態検出方法において、前記判定工程においては、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 2しき、値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータについて予め設定されて、る第 3しき、値以上の値であるとき、前記動作状態が潤滑剤以外の液体が前記循環部内に混入して、る動作状態であると判定するように構成される。

[0048] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しき、値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しき、値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑剤以外の液体が循環部内に混入している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、潤滑財以外の液体が混入している状態である力否かを検出することができる。

[0049] 上記の課題を解決すらために、請求項 13に記載の発明は、請求項 9又は 10に記載の状態検出方法において、前記判定工程においては、前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2しきい値未満の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータについて予め設定されている第 3しきい値以上の値であるとき、前記動作状態が、前記転走面又は前記転動体の少なくとも、ずれかにクラックが発生して、る動作状態であると判定するように構成される。

[0050] よって、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しき、値未満の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しき、値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生しているか否かを検出することができる [0051] 上記の課題を解決するために、請求項 14に記載の発明は、請求項 8から 13のいずれか一項に記載の状態検出方法にぉ、て、前記判定工程にぉ、て判定された、ずれかの前記動作状態を告知する告知工程を更に含むように構成される。

[0052] よって、告知工程において判定結果を告知するので、直動転がり案内装置の使用者が直ちにその動作状態の内容を具体的に認識することができる。

[0053] 上記の課題を解決するために、請求項 15に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置に含まれるコンピュータを、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弹性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段、前記生成された検出信号に基づいて、前記波動の強度を示す第 1パラメータを生成する第 1生成手段、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号のみを重み付けして第 2パラメータを生成する第 2生成手段、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号のみを重み付けして第 3パラメータを生成する第 3生成手段、及び、前記生成された第 1パラメータ、第 2パラメータ又は第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いて前記動作状態の内容を判定する判定手段、として機能させるように構成される。

[0054] よって、第 1パラメータ、第 2パラメータ又は第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いて直動転がり案内装置の動作状態の内容を判定するようにコンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態の内容までを検出することができる。

[0055] 上記の課題を解決するために、請求項 16に記載の発明は、請求項 15に記載の状態検出用プログラムが、前記コンピュータにより読取可能に記録されて、る。

[0056] よって、当該状態検出用プログラムをコンピュータにより読み出して実行することにより、第 1パラメータ、第 2パラメータ又は第 3パラメータのいずれかを用いて直動転がり案内装置の動作状態の内容を判定するように当該コンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなく、当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態の内容までを検出することができる。

[0057] 上記の課題を解決するために、請求項 17に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を表示する状態表示装置であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれカゝ一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弹性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する AE (Acoustic E mission)センサ等の検出手段と、前記生成された検出信号をサンプリングし、検出データを生成する信号処理部等のサンプリング手段と、予め設定された検出時間内に得られる複数の前記検出データにより構成される検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 1パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う信号処理部等の第 1生成手段と、前記検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 2パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う信号処理部等の第 2生成手段と、一つの前記検出データ群について求めた前記第 1パラメータの値及び前記第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の前記検出データ群を一のプロット点として表示することを、各前記検出データ群毎に行つて得られる当該グラフを表示部等の表示手段に表示する信号処理部等の表示制御手段と、を備える。

[0058] よって、一つの検出データ群について求めた第 1パラメータの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる

[0059] 上記の課題を解決するために、請求項 18に記載の発明は、請求項 17に記載の状態表示装置において、前記第 1パラメータ P

2は、各前記検出データの値を X

iとし、対応する前記検出データ群内に含まれる前記検出データの全数を N (個）とし、前記検出手段における最大入力レンジを定数 K (ボルト）としたとき、

[0060] [数 13]

で与えられるパラメータであり、前記第 2パラメータ Pは、更に前記検出デ

3

て用いる抽出数を M (個）としたとき、

[0061] [数 14]

で与えられるパラメータであるように構成される _c

[0062] よって、第 1パラメータ P力

2

[0063] [数 15] 1 _)( , 2

— X; ) で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ Pが、

3

[0064] [数 16]

[0065] 上記の課題を解決するために、請求項 19に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を表示する状態表示方法であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれカゝ一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弹性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出工程と、前記生成された検出信号をサンプリングし、検出データを生成するサンプリング工程と、予め設定された検出時間内に得られる複数の前記検出データにより構成される検出データ群内に含まれて、る各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 1パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 1生成工程と、前記検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 2パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 2生成工程と、一つの前記検出データ群について求めた前記第 1パラメータの値及び前記第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の前記検出データ群を一のプロット点として表示することを、各前記検出データ群毎に行って得られる当該グラフを表示部等の表示手段に表示する表示制御工程と、を備える。

[0066] よって、一つの検出データ群について求めた第 1パラメータの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる

[0067] 上記の課題を解決するために、請求項 20に記載の発明は、請求項 19に記載の状態表示方法において、前記第 1パラメータ P

2は、各前記検出データの値を X

[0068] [数 17]

3

て用いる抽出数を M (個）としたとき、

[0069] [数 18]

で与えられるパラメータであるように構成される _c

[0070] よよっっ^て、第 1パラメータ p 1S

[0071] [数 19]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ Pが、

3

[0072] [数 20]

[0073] 上記の課題を解決するために、請求項 21に記載の発明は、直動転がり案内装置における現在の動作状態を表示する状態表示装置に含まれるコンピュータを、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弹性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段、前記生成された検出信号をサンプリングし、検出データを生成するサンプリング手段、予め設定された検出時間内に得られる複数の前記検出データにより構成される検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 1パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 1生成手段、前記検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 2パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 2生成手段、及び、一つの前記検出データ群について求めた前記第 1パラメータの値及び前記第 2パラメータの値を用 V、て、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の前記検出データ群を一のプロット点として表示することを、各前記検出データ群毎に行つて得られる当該グラフを表示部等の表示手段に表示する表示制御手段、として機能させる。

[0074] よって、一つの検出データ群について求めた第 1パラメータの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるようにコンピュータが機能するので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる。

[0075] 上記の課題を解決するために、請求項 22に記載の発明は、請求項 21に記載の状態表示用プログラム力前記コンピュータにより読取可能に記録されている。

[0076] よって、当該状態表示用プログラムをコンピュータにより読み出して実行することにより、一つの検出データ群について求めた第 1パラメータの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるように当該コンピュータが機能するので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる。

発明の効果

[0077] 請求項 1に記載の発明によれば、直動転がり案内装置の動作により弾性的に発生する上記波動の強度を示す第 1パラメータを生成し、その値が第 1しきい値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が正常であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態が正常力否かを検出することができる。

[0078] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することちでさる。

[0079] 請求項 2に記載の発明によれば、請求項 1に記載の発明の効果に加えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であるとき、第 1パラメータとは異なる第 2パラメ一タ又は第 3パラメータを用いて動作状態の内容を判定するので、より詳細に、動作状態の具体的な内容まで判定して検出することができる。

[0080] 請求項 3に記載の発明によれば、請求項 2に記載の発明の効果に加えて、第 1パラメータ P力

[0081] [数 21]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ Pが、

2

[0082] [数 22]

で与えられるパラメータであり、第 3パラメータ Pが、

3

[0083] [数 23]

[0084] 請求項 4に記載の発明によれば、請求項 2又は 3に記載の発明の効果にカ卩えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しきい値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しきい値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑不良状態であると判定するので、当該直動転力 ^案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、当該動作状態が潤滑不良状態である力否かを検出することができる。

[0085] 請求項 5に記載の発明によれば、請求項 2又は 3に記載の発明の効果にカ卩えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しきい値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しきい値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑剤以外の液体が循環部内に混入している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、潤滑財以外の液体が混入して、る状態である力否かを検出することができる。

[0086] 請求項 6に記載の発明によれば、請求項 2又は 3に記載の発明の効果にカ卩えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しきい値未満の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しきい値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している力否かを検出することができる。

[0087] 請求項 7に記載の発明によれば、請求項 1から 6のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、判定結果を告知手段により告知するので、直動転がり案内装置の使用者が直ちにその動作状態の内容を具体的に認識することができる。

[0088] 請求項 8に記載の発明によれば、直動転がり案内装置の動作により弾性的に発生する上記波動の強度を示す第 1パラメータを生成し、その値が第 1しきい値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が正常であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態が正常力否かを検出することができる。

[0089] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することちでさる。

[0090] 請求項 9に記載の発明によれば、請求項 8に記載の発明の効果に加えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であるとき、第 1パラメータとは異なる第 2パラメ一タ又は第 3パラメータを用いて動作状態の内容を判定するので、より詳細に、動作状態の具体的な内容まで判定して検出することができる。

[0091] 請求項 10に記載の発明によれば、請求項 9に記載の発明の効果に加えて、第 1パラメータ P力

[0092] [数 24]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ P力

2

[0093] [数 25] 2

丄

で与えられるパラメータであり、第 3パラメータ P力

3

[0094] [数 26]

1 M

2

( )

[0095] 請求項 11に記載の発明によれば、請求項 9又は 10に記載の発明の効果にカ卩えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しきい値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しきい値未満の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑不良状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、当該動作状態が潤滑不良状態である力否かを検出することができる。

[0096] 請求項 12に記載の発明によれば、請求項 9又は 10に記載の発明の効果にカ卩えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しきい値以上の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しきい値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が潤滑剤以外の液体が循環部内に混入している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、潤滑財以外の液体が混入している状態であるか否かを検出することができる。 [0097] 請求項 13に記載の発明によれば、請求項 9又は 10に記載の発明の効果に加えて、第 1パラメータの値が第 1しきい値以上の値であり、且つ第 2パラメータの値が第 2しきい値未満の値であり、且つ第 3パラメータの値が第 3しきい値以上の値であるとき、直動転がり案内装置の動作状態が、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、転走面又は転動体の少なくともいずれかにクラックが発生しているか否かを検出することができる。

[0098] 請求項 14に記載の発明によれば、請求項 8から 13のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、告知工程において判定結果を告知するので、直動転がり案内装置の使用者が直ちにその動作状態の内容を具体的に認識することができる。

[0099] 請求項 15に記載の発明によれば、第 1パラメータ、第 2パラメータ又は第 3パラメ一タの、ずれかを用いて直動転がり案内装置の動作状態の内容を判定するようにコンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態の内容までを検出することができる。

[0100] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することちでさる。

[0101] 請求項 16に記載の発明によれば、請求項 15に記載の状態検出用プログラムをコンピュータにより読み出して実行することにより、第 1パラメータ、第 2パラメータ又は第 3パラメータのいずれかを用いて直動転がり案内装置の動作状態の内容を判定するように当該コンピュータが機能するので、当該直動転がり案内装置の動作中に、実時間で、当該直動転がり案内装置を分解することなぐ当該動作に起因する振動や外部駆動装置に起因する振動等の影響を排除しつつ、その動作状態の内容までを検出することができる。 [0102] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生を予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することちでさる。 ¾ー 1

[0103] 請求項 17に記載の発明によれば、一つの検出データ群について求めた第 1パラメ一タの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値とした 2グラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる。

[0104] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生をそのグラフから予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上〖こ資することちでさる。

[0105] 請求項 18に記載の発明によれば、請求項 17に記載の発明の効果に加えて、第 1 ノラメータ P 力

2

[0106] [数 27]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ Ρ力

3

[0107] [数 28]

[0108] 請求項 19に記載の発明によれば、一つの検出データ群について求めた第 1パラメ一タの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる。

[0109] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生をそのグラフから予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上〖こ資することちでさる。

[0110] 請求項 20に記載の発明によれば、請求項 19に記載の発明の効果に加えて、第 1 ノラメータ P 力

2

[0111] [数 29]

で与えられるパラメータであり、第 2パラメータ P力

3

[0112] [数 30]

[0113] 請求項 21に記載の発明によれば、一つの検出データ群について求めた第 1パラメ一タの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるようにコンピュータが機能するので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる。

[0114] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生をそのグラフから予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上〖こ資することちでさる。

[0115] 請求項 22に記載の発明によれば、請求項 21に記載の状態表示用プログラムをコンピュータにより読み出して実行することにより、一つの検出データ群について求めた第 1パラメータの値及び第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の検出データ群を一のプロット点として表示することが、各検出データ群毎に行って得られる当該グラフが表示されるように当該コンピュータが機能するので、直動転がり案内装置を使用する使用者に当該直動転がり案内装置の現在の動作状態を認識させることができる。

[0116] 従って、直動転がり案内装置における故障の発生をそのグラフから予知できることともなり、当該直動転がり案内装置の使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該直動転がり案内装置を用いて製造された装置又は機器の品質向上〖こ資することちでさる。

図面の簡単な説明

[0117] [図 1]図 1は、本発明の原理を説明する図であり、（a)及び (b)は第 1及び第 2の実施形態に係る拡張 AE波の発生を示し、 (c)は拡張 AE波に対応する包絡線検波波形の例である。

[図 2]図 2は、本発明の原理におけるパラメータと動作状態の関係を示すグラフ図である。

[図 3]図 3は、第 1及び第 2の実施形態に係る状態検出装置の構成を示すブロック図である。

[図 4]図 4は、第 1及び第 2の実施形態に係る AEセンサの構成を示す縦断面図である。

[図 5]図 5は、第 1及び第 2の実施形態に係る AEセンサの設置態様を示す図 (I)であり、（a)は移動ブロックを含む LMシステムの構造を斜視図であり、（b)は当該 LMシステムに AEセンサを設置する場合の位置の例を示す外観側面図である。

[図 6]図 6は、第 1及び第 2の実施形態に係る移動ブロックを含む LMシステムの側面図である。

[図 7]図 7は、第 1及び第 2の実施形態に係る AEセンサの設置態様を示す図（II)であり、（a)はボールねじを含む LMシステムの構造を斜視図であり、（b)は当該 LMシステムに AEセンサを設置する場合の位置の例を示す外観側面図である。

[図 8]図 8は、第 1の実施形態における動作状態検出処理を示すフローチャートである。

[図 9]図 9は、本発明に係る第 1の実施例を示す図 (I)であり、（a)及び (b)は潤滑が良好であって動作状態が正常である場合のプロット例を示す図であり、 (c)は潤滑剤以外の液体が混入した場合のプロット例を示す図である。

[図 10]図 10は、本発明に係る第 1の実施例を示す図（II)であり、（a)は潤滑不良状態の場合のプロット例を示す図であり、 (b)はクラックが発生している状態の場合のプロット例を示す図である。

[図 11]図 11は、第 2の実施形態における動作状態検出処理を示すフローチャートである。

[図 12]図 12は、本発明に係る第 2の実施例を示す図 (I)であり、（a)及び (b)は潤滑が良好であって動作状態が正常である場合のプロット例を示す図であり、（c)は潤滑剤以外の液体が混入した場合のプロット例を示す図である。

[図 13]図 13は、本発明に係る第 2の実施例を示す図（II)であり、（a)は潤滑不良状態の場合のプロット例を示す図であり、 (b)はクラックが発生している状態の場合のプロット例を示す図である。

符号の説明

1 AEセンサ、 2A BPF、 2B 包絡線検波部、 2 波形整形部、 3 AZDコンパ一タ、 4 信号処理部、 5 表示部、 10 接触部、 11 筐体、 12, 14 銀蒸着膜、 13 圧電素子、 15 外部線、 20, LM レール、 21, C 移動ブロック、 22, 43, B ボール、 S 状態診断装置、 G 転走面、 TR リテーナ、 M 診断マップ、 Sae 検出信号、 Sw 包絡線信号、 Sdw ディジタル包絡線信号、 Sdp 判定信号。

発明を実施するための最良の形態

[0119] 次に、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。

[0120] なお、以下に説明する実施の形態は、直動転がり案内装置（以下、単に LM (Linea r Motion)システムと称し、具体的にはいわゆる LMガイド、ボールスプライン等の直動システムを含むものとする）における動作状態の検出及び診断について本発明を適用した場合の実施形態である。

[0121] (I)本発明の原理

先ず、本発明の実施形態について具体的に説明する前に、本発明の原理について、図 1及び図 2を用いて説明する。

[0122] 上述した如き LMシステムの動作状態の診断方法を研究するに当たり、本発明の発明者は、従来力回転用転がり軸受け装置に対する故障診断等に用いられている、いわゆる AE現象を、当該 LMシステムの動作状態の診断にも用いることが可能であることを発見した。

[0123] すなわち、 LMシステムにおいて発生する種々の異常動作状態 (具体的には、潤滑不良状態、フレーキング発生の原因となるクラック (表面クラックと内部クラックの双方を含む。以下、同じ。）が発生している状態又は潤滑剤以外の液体が潤滑剤に混入して潤滑不良となっている状態のいずれかを言う。以下、同じ。）の夫々にっき、異なつた態様の AE現象が生起し、これにより夫々の異常動作状態が発生した場合に相互に異なった AE波が発生することを、本発明の発明者は実験的に確認したのである。このとき、「潤滑不良状態」とは、潤滑剤自体が不足している状態又は当該潤滑剤の特性が劣化している状態を言う。また、フレーキングとは、 LMシステムに含まれる転動体としてのボール表面又はそのボールが接触する転走面としてのガイド表面等が剥がれる現象のことを言い、潤滑剤以外の液体とは、例えば、本発明に係る LM システムを使用した切削装置に用いられる冷却用液体 (クーラント)等を言うものとする。 [0124] ここで、当該 AE現象については、従来では、「固体材料の破壊や変形に伴って、弾性エネルギーが解放され音波 (AE波）が発生する現象」或いは「材料内部での塑性変形又はクラック等の発生に付随して弾性波が発生する現象」と定義付けられていたのであるが、本発明の発明者は、これらにカ卩えて、ボール表面又はガイド面には塑性変形やクラック等が発生して、な、が当該ボール内部やガイド内部にクラックが発生している場合や、 LMシステムが正常に動作することにより生起するボール同士の衝突のみ、或いはボールとガイド面との衝突によっても AE波が発生することを確認している。

[0125] より具体的には、移動ブロックを用いた LMシステムの場合について図 1 (a)に示すように、移動ブロック C内に形成されている転走路内をボール Bが自転しつつ公転する場合に、そのボール B同士が接触部位 Rにおいて衝突するとき、無負荷状態であつたボール Bが移動ブロック Cと接触部位 Rにおいて衝突するとき、負荷状態のボー

2

ル Bと移動ブロック Cとが接触部位 Rにおいて接触するとき、無負荷状態であったボ

3

ール Bと転走面 Gとが接触部位 Rにおいて接触するとき、或いは負荷状態のボール

4

Bが転走面 Gとが接触部位 Rにおいて接触するとき、の夫々において AE波が発生

5

することが確認されている。なお、図 1 (b)に示すように、移動ブロックを用いた LMシステムの場合について、その転走路内にボール Bだけでなくいわゆるリテーナ TRが設けられている場合であっても、その移動ブロック C内の転走路内をボール Bが自転しつつ公転する場合に、無負荷状態であったボール Bと移動ブロック Cとが接触部位 Rにおいて衝突するとき、負荷状態のボール Bと移動ブロック Cとが接触部位 Rにお

6 7 いて接触するとき、無負荷状態であったボール Bと転走面 Gとが接触部位 Rにおい

8 て衝突するとき、或いは負荷状態のボール Bが転走面 Gとが接触部位 Rにおいて接

9 触するとき、の夫々において AE波が発生することが確認されている。

[0126] そして、本発明の発明者は、この AE波の発生態様が、上述した異常動作状態の種類によって相互に異なっていることを発見したのである。

[0127] なお、上述した如ぐ本発明においては、従来からの定義に則った AE現象よりも広い範囲での AE現象の発生を前提とするため、以下の説明においては、特に本発明に適用される AE現象を拡張 AE現象と称し、当該拡張 AE現象により発生する AE波を拡張 AE波と称する。

[0128] このとき、拡張 AE波に対応する電気信号は、 LMシステムが動作する際に一般的に発生する振動よりも高い周波数を有するものであるため、例えば図 1 (c)に示すように、後述の図 3に示すバンドパスフィルタによりこれを当該振動から分離して検出することが可能であり、これにより LMシステムの動作中に実時間でその動作状態を検出することが可能となったのである。

[0129] これに加えて、本発明の発明者は、当該動作状態の検出に当たり、上記包絡線検波の方法により分離した拡張 AE波に対応する電気信号を用いて以下に説明する三つのパラメータ P乃至 Pを用いることで、より正確且つ高い信頼性でもって LMシス

1 3

テムにおける具体的な動作状態の内容を認識できることを発見した。

[0130] より具体的には、先ず、上記電気信号をサンプリングして得られる検出データとしての各計測データを用いて、ある測定期間に対応する N個の計測データをもって検出データ群としての一つの計測データ群を構成する。そして、その計測データ群の夫々に含まれている各計測データの値を用いて、当該各計測データ群毎に、以下に示す三つのパラメータ P乃至 Pを求める。なお、以下の各式において、 Xは各計測デ

1 3 i

ータの値であり、 Nは計測データの全数であり、 K (定数）は後述する（図 3)包絡線検波部 2Bにおける最大入力レンジであり、 Mは、計測データの内実際にパラメータ生成に用いるために抽出した計測データの数である。

[0131] [数 31]

[0132] [数 32]

1

[0133] [数 33]

[0134] このようにして求めた各パラメータ P乃至 Pのうち、ノラメータ P 自体が予め実験的

1 3 1

に求めた第 1しきい値 THより小さいときは拡張 AE波自体の生成が少ないことから、 LMシステムが正常に動作していると判定できる。

[0135] また、ある測定期間に対応する N個の計測データを一つの計測データ群とし、当該一つの計測データ群毎に求めたパラメータ Pの値及びパラメータ Pの値を用いて、

2 3

横軸をパラメータ Pの値、縦軸をパラメータ Pの値としたグラフ上に夫々の計測デー

2 3

タ群を一点としてプロットしたとき、 LMシステムの動作状態が正常なときは図 2に示す領域 A内に各点が集中し、当該動作状態が上記した潤滑不良状態であるときには

2

図 2に示す領域 A内に各点が集中し、当該動作状態が上記した潤滑剤以外の液体

4

が潤滑剤に混入して潤滑不良となっている状態のときには図 2に示す領域 A内に各

3 点が集中し、更に当該動作状態が上記したクラックが発生している状態のときには図 2に示す領域 A内に各点が集中することが、実験的に確認されている。

[0136] そこで、本発明の発明者は、上記三つのパラメータの夫々について、動作状態の良し悪しを定める際の境界値を第 1しきい値 TH乃至第 3しきい値 THとして実験的

1 3

に定め、これらと各パラメータ P乃至 Pとの関係を演算することで、自動的に LMシス

1 3

テムの動作状態の具体的な内容まで検出するようにした (第 1の実施形態)。

[0137] また、本発明の発明者は、先ず上記パラメータ Pについて、動作状態の良し悪しを定める際の境界値を第 1しきい値 THとして実験的に定め、これらとパラメータ Pとの関係を演算することで自動的に LMシステムの動作状態の良否を検出するようにすると共に、上記二つのパラメータ P及び Pの夫々について、図 2に示すグラフ (横軸を

2 3

ノラメータ Pの値、縦軸をパラメータ Pの値としたグラフ）を後述する診断マップとして

2 3

表示し、この表示に基づいて、 LMシステムの動作状態の具体的な内容までを当該 L Mシステムの使用者が判断できるようにした (第 2の実施形態)。

[0138] (II)第 1の実施形態次に、上述した原理に基づいた本発明に係る第 1の実施形態について、具体的に図 3乃至図 8を用いて説明する。

[0139] なお、図 3は第 1の実施形態に係る状態診断装置の概要構成を示すブロック図であり、図 4は第 1の実施形態に係る拡張 AE波を検出する AEセンサの概要構成を示す縦断面図であり、図 5乃至図 7は本発明が適用される LMシステムを説明するための図であり、図 8は第 1の実施形態に係る状態診断装置において実行される動作状態の検出処理を示すフローチャートである。

[0140] 図 3に示すように、第 1の実施形態に係る状態診断装置 Sは、 AEセンサ 1と、 BPF ( Band Pass Filter) 2A及び包絡線検波部 2Bを含む波形整形部 2と、 A/D (Analog /Digital)コンバータ 3と、第 1生成手段、第 2生成手段、第 3生成手段及び判定手段としての信号処理部 4と、液晶ディスプレイ等よりなる告知手段としての表示部 5と、により構成されている。

[0141] 次に動作を説明する。

[0142] 先ず、 AEセンサ 1は、診断対象となる LMシステムの任意の場所、例えば、レールの末端部又は移動部材としての移動ブロック上等に設置されるものであり、後述する (図 4)接触部を上記いずれかの場所に接触させて配置される。そして、当該 LMシステムの動作により発生する上記拡張 AE波を検出し、これをアナログ信号である検出信号 Saeに変換して波形整形部 2へ出力する。

[0143] 次に、波形整形部 2内の BPF2Aは、図示しない増幅部において必要な増幅率 (具体的には、例えば 40デシベル乃至 60デシベル程度)で増幅された後の検出信号 Sa eを拡張 AE波以外の周波数成分を除去して包絡線検波部 2Bへ出力する。ここで、当該 BPF2Aにおける検出信号 Saeに対する通過周波数帯域として具体的には、例えば 100kHz以上 1MHz以下の周波数成分を通過させる BPFを、 BPF2Aとして用、ることが望まし!/、。

[0144] そして、包絡線検波部 2Bは、当該検出信号 Saeに対して包絡線検波処理を抽出し

、包絡線信号 Swを生成して ADコンバータ 3へ出力する。

[0145] 次に、 ADコンバータ 3は、アナログ信号である包絡線信号 Swをディジタルィ匕し、デイジタル包絡線信号 Sdwを生成して信号処理部 4へ出力する。 [0146] そして、信号処理部 4は、当該ディジタル包絡線信号 Sdwに基づいて図 8に示す後述の動作状態検出処理により診断対象の LMシステムにおける現在の動作状態を判定し、その結果を示す判定信号 Sdpを生成して表示部 5へ出力する。

[0147] これにより、表示部 5は、当該判定信号 Sdpに基づいてその内容を示す表示を行う。この表示により、 LMシステムの使用者がその動作状態を把握することが可能となる

[0148] 次に、上記 AEセンサ 1の構造等並びに診断対象である LMシステムへのその設置態様について、具体的に図 4乃至図 7を用いて説明する。

[0149] 先ず、 AEセンサ 1の内部構造について、図 4を用いて説明する。

[0150] 図 4に示すように、 AEセンサ 1は、全体としては円筒形状を成しており、具体的には、 LMシステム内のレール LM等に接触して配置される接触部 10と、筐体 11と、ピエゾ素子等より成る圧電素子 13と、当該圧電素子 13の上面及び下面に形成された銀蒸着膜 12及び 14と、上記検出信号 Saeを導通して波形整形部 2へ出力する外部線 15と、により構成されている。

[0151] そして、 LMシステム内で発生した拡張 AE波が接触部 10及び銀薄膜 14を介して圧電素子 13に伝送されると、当該拡張 AE波により圧電素子 13の形状が微小ながら変形し、これにより銀薄膜 12と 14との間に電位差が発生することで外部線 15上に上記検出信号 Saeが発生することとなる。

[0152] 次に、図 4に示す内部構造を備える AEセンサ 1の LMシステムへの設置態様について、図 5乃至図 7を用いて説明する。なお、図 5及び図 6は、診断対象である LMシステムとして移動ブロックが用いられている LMシステムに AEセンサ 1を設置する場合のその態様を示す図であり、図 7は、診断対象である LMシステムとしていわゆるボールねじが用いられている LMシステムに AEセンサ 1を設置する場合のその態様を示す図である。

[0153] 始めに、移動ブロックを用いた LMシステムに対して AEセンサ 1を設置する場合について、図 5及び図 6を用いて説明する。

[0154] 図 5 (a)に示す LMシステムは、長手方向に沿って後述のボール 22を転走させるボ一ル転走溝 20a及び 20bが形成されたレール 20と、多数の上記ボール 22を介してこのレール 20に係合すると共に内部にボール 22の無限循環路を備えた移動ブロック 21と、この移動ブロック 21の移動方向の前後両端面に装着されると共にレール 20 の上面及び両側面に密着するシール部材 23と力も構成されており、力かるボール 2 2の循環に伴って上記移動ブロック 21がレール 20上を往復運動するように構成されている。

[0155] これらの図に示されるように、上記レール 20は断面略矩形状に形成されており、固定ボルトを挿通させるための取付孔 24が長手方向に適宜間隔をおいて貫通形成されている。また、レール 20の上面には上記取付孔 24を挟むようにして 2条のボール転走溝 20aが形成される一方、両側面にも 2条のボール転走溝 20bが夫々形成されており、これら 4条のボール転走溝はボール 22の球面の曲率よりも僅かに大きな曲率で深溝状に形成されてヽる。

[0156] 一方、上記移動ブロック 21は、後述するテーブル 30等の可動体の取付面 25を備えた移動ブロック本体 26と、この移動ブロック本体 26の前後両端面に固定された一対のエンドプレート 27, 27と力も構成されており、軌道レール 20の上部が遊嵌する凹所を下面側に備えて断面略サドル状に形成されている。

[0157] このとき、図 6に示すように、上記移動ブロック本体 26は、上記取付面 25が形成された基部及びこの基部の両端力垂下する一対のスカート部を備えて断面略サドル状に形成されており、各スカート部の内側面及び基部の下面側にはレール 20のボール転走溝 20a及び 20bと夫々対向する 4条の負荷転走溝 28が形成されてヽる。ボール 22はこの負荷転走溝 28とレール 20のボール転走溝 20a及び 20bとの間で荷重を負荷しながら転走し、これによつて移動ブロック 21がレール 20上を移動することになる。

[0158] 次に図 5 (a)に戻って、移動ブロック本体 26の基部及び各スカート部には各負荷転走溝 28に対応するボール戻し孔 29が夫々穿設されており、これらボール戻し孔 29 は上記エンドプレート 27に形成された略 U字型の方向転換路（図示せず）によって負荷転走溝 28と連通連結されている。すなわち、この方向転換路は移動ブロック本体 26の負荷転走溝 28を転走し終えたボール 22を掬い上げて上記ボール戻し孔 29 へ送り込む一方、このボール戻し孔 29から負荷転走溝 28へボール 22を送り出すように構成されている。従って、これらエンドプレート 27を、取付ボルト 27aを用いて移動ブロック本体 26に固定することにより、上記移動ブロック 21にボール 22の無限循環路が形成されるようになって!/ヽる。

[0159] そして、図 5 (a)に示した LMシステムに対して第 1の実施形態の AEセンサ 1を設置する場合には、図 5 (b)にその外観側面図を示すように、例えば軌道レール 20上を直線運動する複数の移動ブロック 21上に上記テーブル 30が設置されているとき、その軌道レール 20における移動ブロック 21の移動範囲外の位置に設置される。

[0160] 次に、ボールねじを用いた LMシステムに対して AEセンサ 1を設置する場合について、図 7を用いて説明する。

[0161] 図 7 (a)に示すように、ボールねじ 40は、外周面に螺旋状のボール転走溝 4 laを有するねじ軸 41と、内周面にボール転走溝 41 aと対向する螺旋状の負荷転走溝 42aを有するナット部材 42と、ボール転走溝 41aと負荷転走溝 42a間を転動するボール 43 …とを備える。ねじ軸 41のボール転走溝 41aとナット部材 42の負荷転走溝 42aとの間で負荷転走路が構成される。ナット部材 42には、例えば 2つの循環部品としてのリターンパイプ 44が取り付けられる。リターンパイプ 44は、負荷転走路の一端と他端を連結して無負荷戻し通路を構成する。リターンパイプ 44は略門形に形成され、中央部 44aと中央部 44aの両側に設けられた一対の脚部 44b, 44bとを有する。一対の脚部 44b, 44bは負荷転走路内に数ピッチの間隔を開けて、嵌入される。リターンパイプ 44は、ボルト 45等の結合手段によってナット部材 42に固定される。

[0162] ねじ軸 41には、その周囲に螺旋状の一定のリードを備えた略断面半円状のボール転走溝 41aが研削加工または転造加工等によって形成される。ナット部材 42は略円筒状をなし、その端面にボールねじ 40を機械等に取り付けるためのフランジ 46を有する。ナット部材 42の内周面には、ねじ軸 41のボール転走溝 41aに対向する略断面半円状の負荷転走溝 42aが形成される。ナット部材 42には、その上面が一部平取りされた平面部 47が形成される。平面部 47には、リターンパイプ 44の脚部 44b, 44b が挿入されるリターンパイプ嵌合穴が数箇所開けられる。

[0163] そして、図 7 (a)に示した LMシステムに対して第 1の実施形態の AEセンサ 1を設定する場合には、図 7 (b)にその外観側面図を示すように、例えば台 49に回転可能に支持されたねじ軸 41がモータ 48により回転されるボールねじ 40に対してブラケット 5 0を介してテーブル 51が固定されているとき、そのボールねじ 40における上記フランジ 46の、ボールねじ 40の中心軸に垂直な面に設置される。

[0164] 次に、主として信号処理部 4を中心として実行される第 1の実施形態に係る動作状態検出処理について、図 1乃至図 3並びに図 8を用いて説明する。

[0165] 図 8に示すように、診断対象である LMシステムの動作中において第 1の実施形態に係る動作状態検出処理を実行する場合には、初めに、必要な初期設定処理等を行い、次に、 AEセンサ 1において当該 LMシステムの動作中に生じる拡張 AE現象に起因して発生する拡張 AE波を検出し (ステップ S1)、これに対応する検出信号 Sa eに対して波形整形部 2におヽて波形整形処理等の波形処理を施し (ステップ S2)、上記包絡線信号 Swを生成して AZDコンバータ 3を介してディジタル包絡線信号 Sd wとして信号処理部 4へ出力する。

[0166] そして、上記計測データを取得するタイミングとして予め設定されているタイミング（例えば、図 5に示す LMシステムの場合は、移動ブロック 21がレール 20の一方の端部に近接したタイミング）に対応するトリガ信号が信号処理部 4内において生成されたか否かを確認し (ステップ S3)、当該トリガ信号が生成されたタイミングで (ステップ S3 ； ON)上記ディジタル包絡線信号 Sdwを上記計測データとして取り込む。

[0167] その後、当該拡張 AE波の検出処理 (ステップ S1)、波形整形処理 (ステップ S2)並びに計測データとしての取得処理 (ステップ S3)を必要な検査時間だけ繰返して上記ディジタル包絡線信号 Sdwとしての計測データを信号処理部 4内の図示しないメモリに蓄積し (ステップ S4)、その蓄積した計測データに基づいて後述する各判断に用いる上記パラメータ P乃至 Pを夫々に対応する式に基づいて演算し、上記メモリ内

1 3

に蓄積する (ステップ S5、 S6)。

[0168] 各パラメータ P乃至 Pの演算並びにその蓄積が終了すると、次に、信号処理部 4

1 3

において、上記パラメータ Pに対応して第 1の実施形態に係る LMシステムが正常に動作している力否かの判定基準として予め実験的に設定されて上記メモリ内に記憶されている第 1しきい値 THを当該メモリ内から読み出し (ステップ S 7)、更に当該読み出した第 1しきい値 THとその時に記憶されているパラメータ Pの値とを比較する（ステップ S8)。

[0169] そして、当該パラメータの値が第 1しきい値 TP^未満であるときは (ステップ S8 ;未満）、そのときの LMシステムの動作状態は正常であると判定し (ステップ S9)、表示部 5を用いてその旨を表示し (ステップ S 20)、一連の動作状態検出処理を終了する

[0170] 一方、上記ステップ S8の判定において、ノラメータ Pの値が第 1しきい値 TH以上であるときは (ステップ S8 ;以上）、上記パラメータ P及び図 2に示す各領域に対応し

2

て LMシステムの動作状態が異常である力否かの判定基準として予め実験的に設定されて上記メモリ内に記憶されている第 2しきい値 TH (当該第 2しきい値 THの値と

2 2 しては、例えば図 2において符号 THで示されるパラメータ Pの値とされる）を当該メ

2 2

モリ内から読み出し (ステップ S10)、当該読み出した第 2しきい値 THとその時に記

2

憶されているパラメータ Pの値とを比較する (ステップ S 11)。

2

[0171] そして、当該パラメータ Pの値が第 2しきい値 TH以上であるときは (ステップ S11 ;

2 2

以上）、そのときの LMシステムの動作状態が何らかの異常状態であるとして、次に、上記パラメータ P及び図 2に示す領域 A、領域 A及び領域 Aに夫々対応して LM

3 1 3 4

システムの動作状態が異常である場合の具体的なその内容 (すなわち、潤滑不良状態であるか又は潤滑剤以外の液体が混入して、る状態であるか或いはクラックが発生している状態であるかのいずれか)の判定基準として予め実験的に設定されて上記メモリ内に記憶されている第 3しきい値 TH (当該第 3しきい値 THの値としては、

3 3

例えば図 2において符号 THで示されるパラメータ Pの値とされる）を当該メモリ内か

3 3

ら読み出し (ステップ S12)、当該読み出した第 3しきい値 THとその時に記憶されて

3

V、るパラメータ Pの値とを比較する (ステップ S 13)。

3

[0172] これにより、当該パラメータ Pの値が第 3しきい値 TH未満であるときは (ステップ S1

3 3

3 ;未満）、そのときの LMシステムの動作状態が上記潤滑不良状態であると判定し（ステップ S14)、表示部 5を用いてその旨を表示し (ステップ S20)、一連の動作状態検出処理を終了する。

[0173] また、ステップ S13の判定において、当該第 3パラメータ Pの値が第 3しきい値 TH

3 3 以上であるときは (ステップ S13；以上）、そのときの LMシステムの動作状態が潤滑剤以外の液体が混入している状態であると判定し (ステップ S15)、表示部 5を用いてその旨を表示し (ステップ S20)、一連の動作状態検出処理を終了する。

[0174] 他方、ステップ S11の判定において、ノラメータ Pの値が第 2しきい値 TH未満で

2 2 あるときは (ステップ S11 ;未満）、次に、上記第 3しきい値 THを上記メモリ内から読

3

み出し (ステップ S16)、当該読み出した第 3しきい値 THとその時に記憶されている

3

ノラメータ Pの値とを比較する (ステップ S 17)。

3

[0175] これにより、当該パラメータ Pの値が第 3しきい値 TH未満であるときは (ステップ S1

3 3

7 ;未満）、そのときの LMシステムの動作状態力正常であるか、若しくは潤滑不良状態であるかのいずれかである（又はその境界領域にある）と判定し (ステップ S 19)、表示部 5を用いてその旨を表示し (ステップ S 20)、一連の動作状態検出処理を終了する。

[0176] また、ステップ S17の判定において、当該第 3パラメータ Pの値が第 3しきい値 TH

3 3 以上であるときは (ステップ S 17；以上）、そのときの LMシステムの動作状態カ^、ずれかの部材にクラックが発生している状態であると判定し (ステップ S18)、表示部 5を用いてその旨を表示し (ステップ S20)、一連の動作状態検出処理を終了する。

[0177] なお、上述した一連の動作状態の検出結果については、これを表示すると共に信号処理部 4内の上記メモリに蓄積して統計的に処理することで、動作状態の悪化を検出して故障の発生を未然に防ぐことができることとなる。

[0178] 以上説明したように、第 1の実施形態に係る状態診断装置 Sの動作によれば、 LM システムの動作により発生する拡張 AE波を検出して上記パラメータ Pを生成し、その値が第 1しきい値 TH未満の値であるとき、 LMシステムの動作状態が正常であると判定するので、当該 LMシステムの動作中に、実時間で、当該 LMシステムを分解することなく、当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態が正常か否かを検出することができる。

[0179] 従って、 LMシステムにおける故障の発生を予知できることともなり、当該 LMシステムの使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該 LMシステムを用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。

[0180] また、ノラメータ Pの値が第 1しきい値 TH以上の値であるとき、ノラメータ P又はパラメータ Pを用いて動作状態の内容を判定するので、より詳細に、動作状態の具

3

体的な内容まで判定して検出することができる。

[0181] 更に、ノラメータ Pが、

[0182] [数 34]

で与えられるパラメータであり、ノラメータ Pが、

2

[0183] [数 35]

で与えられるパラメータであり、ノラメータ P力

3

[0184] [数 36]

更にまた、ノラメータ Pの値が第 1しきい値 TH以上の値であり、且つパラメータ P

1 1 2 の値が第 2しきい値 TH以上の値であり、且つパラメータ Pの値が第 3しきい値 TH

2 3 3 未満の値であるとき、 LMシステムの動作状態が潤滑不良状態であると判定するので、当該 LMシステムの動作中に、実時間で、当該 LMシステムを分解することなぐ当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、当該動作状態が潤滑不良状態であるか否かを検出することができる。 [0186] また、ノラメータ Pの値が第 1しきい値 TH以上の値であり、且つパラメータ Pの値

1 1 2 が第 2しきい値 TH以上の値であり、且つパラメータ Pの値が第 3しきい値 TH以上

2 3 3 の値であるとき、 LMシステムの動作状態が潤滑剤以外の液体が混入して、る動作状態であると判定するので、当該 LMシステムの動作中に、実時間で、当該 LMシス

1

テムを分解することなぐ当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、潤滑財以外の液体が混入している状態である力否かを検出することができる。

[0187] 更に、ノラメータ Pの値が第 1しきい値 TH以上の値であり、且つパラメータ Pの値

1 1 2 が第 2しきい値 TH未満の値であり、且つパラメータ Pの値が第 3しきい値 TH以上

2 3 3 の値であるとき、 LMシステムの動作状態力例えばレール 20又はボール 22の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定するので、当該 LMシステムの動作中に、実時間で、当該 LMシステムを分解することなぐ当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、例えばレール 20又はボール 22の少なくともいずれかにクラックが発生している力否かを検出することができる。

[0188] 更にまた、上記夫々の判定結果を表示部 5により表示して使用者に告知するので、 LMシステムの使用者が直ちにその動作状態の内容を具体的に認識することができる。

[0189] なお、上記図 8に示すフローチャートに対応するプログラムを、フレキシブルディスク又はハードディスク等の情報記録媒体に記録しておき、或、はインターネット等のネットワークを介して取得して記録しておき、汎用のマイクロコンピュータによりこれらを読み出して実行することにより、当該マイクロコンピュータを第 1の実施形態に係る信号処理部 4として機能させることも可能である。この場合には、上記 AEセンサ 1、波形整形部 2及び AZDコンバータ 3は、当該マイクロコンピュータに対して外付けの装置により構成されることとなる。

[0190] また、各パラメータ P及び Pの夫々については、上述したものの他に、例えば、

1 3

[0191] [数 37]

(算術平均) [0192] [数 38]

で示される値を夫々に用いることも可能である。

[0193] 更には、ノラメータ Pとしては、拡張 AE波の大きさを表す統計量であればよい。

[0194] また、ノラメータ Pとしては、拡張 AE波のうち、時間的に連続して検出される成分

2

を重み付けし、当該成分の変化に対応して変化するパラメータであればょ、。

[0195] 更に、ノラメータ Pとしては、拡張 AE波のうち、主として上記ボール Bの運動に対

3

応して時間的に不連続に検出される成分を重み付けし、当該成分の変化に対応して変化するパラメータであればよい。なお、ここで、ノメータ P

3に係る「時間的に不連続」の語は、上記パラメータ P

2力 ^時間的に連続して」検出される成分を重み付けしているのに対し、それ以外の時間的に不連続である場合、すなわち、例えばある一定の周期をもって断続して拡張 AE波が検出される場合と、周期性なくランダムに拡張 AE波が検出される場合等を含む意味を有する。

[0196] なお、上述したようにパラメータ Pを、拡張 AE波のうち時間的に連続して検出され

2

る成分の変化に対応して変化するパラメータであるとし、更にパラメータ P

3を、拡張 A

E波のうち主として上記ボール Bの運動に対応して時間的に不連続に検出される成分の変化に対応して変化するパラメータであると定義付ける場合には、そのボール B の運動に対応して時間的に不連続に検出される成分の検出周波数より低いカットォフ周波数を有するローパスフィルタを用いて上記時間的に連続して検出される成分を抽出し、更に同一のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタを用いて上記時間的に不連続に検出される成分を抽出するように構成することもできる。この場合は、図 3に示す如き包絡線検波のための回路を用いることなぐより簡易な構成で第 1の実施形態に係る状態診断装置 Sと同様の状態診断装置を校正することができる。

[0197] 更にまた、上述した第 1の実施形態では、図 3に示す構成の状態検出装置 Sを一つの装置として構成する場合について説明したが、この第 1の実施形態は、具体的には当該状態診断装置 Sを診断対象である LMシステムが設置'使用されている工場等に携行し、その場でその LMシステムの動作状態を検出して診断する場合に適用されるちのである。

[0198] そして、第 1の実施形態に係る状態検出装置 Sは、上述した態様以外に、状態診断装置 Sをその診断対象となる LMシステムが設置'使用されている工場等に常備し、その状態診断装置 Sを電話回線等により診断員が離隔した場所力遠隔操作することで、当該 LMシステムの動作状態の検出及びその診断を行う場合に適用することもできる。

[0199] また、状態診断装置 Sをその診断対象となる LMシステムが設置'使用されているェ場等に常備し、その状態診断装置 Sにおいて自動的に診断対象の LMシステムの動作状態の検出及びその診断を行い、これと並行してその検出結果を他の場所に伝送して蓄積し、累積的な故障診断をその蓄積した検出結果を元に行う場合に本発明を適用することも可能である。

[0200] また、上述した第 1の実施形態では、一の AEセンサ 1に対して波形整形部 2、 AD コンバータ 3、信号処理部 4及び表示部 5を夫々一ずつ用いて状態検出装置 Sを構成する場合について説明した力これ以外に、複数の AEセンサ 1からの検出信号 Sa eをスイッチング回路を介して一の波形整形部 2に入力させ、複数の AEセンサ 1からの検出信号 Saeを夫々一の波形整形部 2、 ADコンバータ 3、信号処理部 4及び表示部 5を用いて処理するように構成することもできる。この場合は、波形整形部 2、 ADコンバータ 3、信号処理部 4及び表示部 5を用いた検出処理の実行タイミングと、対応する AEセンサ 1からの検出信号 Saeの取り込みタイミングと、を同期させることが必要となる。

[0201] (第 1の実施例）

次に、上述した本発明の原理並びに第 1の実施形態に係る状態検出装置 Sの有効性を示すベぐ図 2に示すグラフを用いて実際の計測データ群をプロットした例につき、図 9及び図 10を用いて説明する。

[0202] なお、以下に示す各点を得た際の実験環境は、図 9の場合は、 AEセンサ 1が設置される LMガイドとして出願人製造に係る型番 SNS55LR型を用い、移動ブロックに対する外部加重を 0. 09C (14. 7kN)とし、移動ブロックの移動距離であるストロークを 250mmとし、その移動速度を 400mmZ秒とし、検出信号 Saeに対するサンプルレートを 10キロへルツとし、計測時間として 0. 4秒計測している。

[0203] また、図 10の場合の実験環境は、 AEセンサ 1が設置される LMガイドとして出願人製造に係る型番 SHS25V型を用い、移動ブロックに対する外部加重を 0. 7C (22. 2 kN)とし、移動ブロックの移動距離であるストロークを 350mmとし、その移動速度を 5 OOmmZ秒とし、検出信号 Saeに対するサンプルレートを 10キロへルツとし、計測時間として 0. 6秒計測している。

[0204] 更に、上記実際にパラメータ生成に用いるために抽出した計測データの数 Mとして具体的には、全ての計測データを小さい方力並べ替え、その中で全体の 65%乃至 90%の範囲の値を取る計測データを抽出した数としている。

[0205] 先ず、図 9 (a)及び図 9 (b)に示すように、潤滑が良好であって動作状態が正常である場合は、各計測データ群に夫々対応する点は図 2における領域 A内に集中した。

2

[0206] 次に、図 9 (c)に示すように、潤滑剤以外の液体が混入した場合には、各計測データ群に夫々対応する点は図 2における領域 A内に集中した。

3

[0207] 更に、図 10 (a)に示すように、潤滑不良状態の場合には、各計測データ群に夫々対応する点は図 2における領域 A内に集中した。

4

[0208] 最後に、図 10 (b)に示すように、 LMシステム内のいずれかの部材にクラックが発生して、る状態の場合には、各計測データ群に夫々対応する点は図 2における領域 A 内に集中した。

[0209] このように、本発明によれば、 LMシステムの動作状態の内容に応じて、図 2に示す各領域 A乃至 A内のいずれかに各計測データ群に対応する点が集中することにな

1 4

るので、図 8に示した状態検出処理を実行することにより、 LMシステムの動作中に、実時間で、 LMシステムを分解することなぐ当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、具体的な動作状態の内容まで使用者に自動的に認識させることができる。

[0210] (III)第 2の実施形態

次に、上述した原理に基づいた本発明に係る第 2の実施形態について、具体的に図 3乃至図 7及び図 11乃至図 13を用いて説明する。 [0211] なお、図 3は第 2の実施形態に係る状態診断装置の概要構成を示すブロック図であり、図 4は第 2の実施形態に係る拡張 AE波を検出する AEセンサの概要構成を示す縦断面図であり、図 5乃至図 7は本発明が適用される LMシステムを説明するための図であり、図 11は第 2の実施形態に係る状態診断装置において実行される動作状態の検出処理を示すフローチャートである。

[0212] 図 3に示すように、第 2の実施形態に係る状態診断装置 Sは、 AEセンサ 1と、 BPF ( Band Pass Filter) 2A及び包絡線検波部 2Bを含む波形整形部 2と、 AZD (Analog /Digital)コンバータ 3と、第 1生成手段、第 2生成手段及び表示制御手段としての信号処理部 4と、液晶ディスプレイ等よりなる表示手段としての表示部 5と、により構成されている。

[0213] 次に動作を説明する。

[0214] 先ず、 AEセンサ 1は、診断対象となる LMシステムの任意の場所、例えば、レールの末端部又は移動部材としての移動ブロック上等に設置されるものであり、後述する (図 4)接触部を上記いずれかの場所に接触させて配置される。そして、当該 LMシステムの動作により発生する上記拡張 AE波を検出し、これをアナログ信号である検出信号 Saeに変換して波形整形部 2へ出力する。

[0215] 次に、波形整形部 2内の BPF2Aは、図示しない増幅部において必要な増幅率 (具体的には、例えば 40デシベル乃至 60デシベル程度)で増幅された後の検出信号 Sa eを拡張 AE波以外の周波数成分を除去して包絡線検波部 2Bへ出力する。ここで、当該 BPF2Aにおける検出信号 Saeに対する通過周波数帯域として具体的には、例えば 100kHz以上 1MHz以下の周波数成分を通過させる BPFを、 BPF2Aとして用、ることが望まし!/、。

[0216] そして、包絡線検波部 2Bは、当該検出信号 Saeに対して包絡線検波処理を施し、包絡線信号 Swを生成して ADコンバータ 3へ出力する。

[0217] 次に、 ADコンバータ 3は、アナログ信号である包絡線信号 Swをディジタルィ匕し、デイジタル包絡線信号 Sdwを生成して信号処理部 4へ出力する。

[0218] そして、信号処理部 4は、当該ディジタル包絡線信号 Sdwに基づいて図 11に示す後述の動作状態検出処理により診断対象の LMシステムにおける現在の動作状態を判定し、その結果を示す判定信号 Sdpを生成して表示部 5へ出力する。

[0219] これにより、表示部 5は、当該判定信号 Sdpに基づいてその内容を示す表示を行う。この表示により、 LMシステムの使用者がその動作状態を把握することが可能となる

[0220] 次に、上記 AEセンサ 1の構造等並びに診断対象である LMシステムへのその設置態様について、具体的に図 4乃至図 7を用いて説明する。

[0221] 先ず、 AEセンサ 1の内部構造について、図 4を用いて説明する。

[0222] 図 4に示すように、 AEセンサ 1は、全体としては円筒形状を成しており、具体的には、 LMシステム内のレール LM等に接触して配置される接触部 10と、筐体 11と、ピエゾ素子等より成る圧電素子 13と、当該圧電素子 13の上面及び下面に形成された銀蒸着膜 12及び 14と、上記検出信号 Saeを導通して波形整形部 2へ出力する外部線 15と、により構成されている。

[0223] そして、 LMシステム内で発生した拡張 AE波が接触部 10及び銀薄膜 14を介して圧電素子 13に伝播されると、当該拡張 AE波により圧電素子 13の形状が微小ながら変形し、これにより銀薄膜 12と 14との間に電位差が発生することで外部線 15上に上記検出信号 Saeが発生することとなる。

[0224] 次に、図 4に示す内部構造を備える AEセンサ 1の LMシステムへの設置態様について、図 5乃至図 7を用いて説明する。なお、図 5及び図 6は、診断対象である LMシステムとして移動ブロックが用いられている LMシステムに AEセンサ 1を設置する場合のその態様を示す図であり、図 7は、診断対象である LMシステムとしていわゆるボールねじが用いられている LMシステムに AEセンサ 1を設置する場合のその態様を示す図である。

[0225] 始めに、移動ブロックを用いた LMシステムに対して AEセンサ 1を設置する場合について、図 5及び図 6を用いて説明する。

[0226] 図 5 (a)に示す LMシステムは、長手方向に沿って後述のボール 22を転走させるボ一ル転走溝 20a及び 20bが形成されたレール 20と、多数の上記ボール 22を介してこのレール 20に係合すると共に内部にボール 22の無限循環路を備えた移動ブロック 21と、この移動ブロック 21の移動方向の前後両端面に装着されると共にレール 20 の上面及び両側面に密着するシール部材 23と力も構成されており、力かるボール 2 2の循環に伴って上記移動ブロック 21がレール 20上を往復運動するように構成されている。

[0227] これらの図に示されるように、上記レール 20は断面略矩形状に形成されており、固定ボルトを挿通させるための取付孔 24が長手方向に適宜間隔をおいて貫通形成されている。また、レール 20の上面には上記取付孔 24を挟むようにして 2条のボール転走溝 20aが形成される一方、両側面にも 2条のボール転走溝 20bが夫々形成されており、これら 4条のボール転走溝はボール 22の球面の曲率よりも僅かに大きな曲率で深溝状に形成されてヽる。

[0228] 一方、上記移動ブロック 21は、後述するテーブル 30等の可動体の取付面 25を備えた移動ブロック本体 26と、この移動ブロック本体 26の前後両端面に固定された一対のエンドプレート 27, 27と力も構成されており、軌道レール 20の上部が遊嵌する凹所を下面側に備えて断面略サドル状に形成されている。

[0229] このとき、図 6に示すように、上記移動ブロック本体 26は、上記取付面 25が形成された基部及びこの基部の両端力垂下する一対のスカート部を備えて断面略サドル状に形成されており、各スカート部の内側面及び基部の下面側にはレール 20のボール転走溝 20a及び 20bと夫々対向する 4条の負荷転走溝 28が形成されてヽる。ボール 22はこの負荷転走溝 28とレール 20のボール転走溝 20a及び 20bとの間で荷重を負荷しながら転走し、これによつて移動ブロック 21がレール 20上を移動することになる。

[0230] 次に図 5 (a)に戻って、移動ブロック本体 26の基部及び各スカート部には各負荷転走溝 28に対応するボール戻し孔 29が夫々穿設されており、これらボール戻し孔 29 は上記エンドプレート 27に形成された略 U字型の方向転換路（図示せず）によって負荷転走溝 28と連通連結されている。すなわち、この方向転換路は移動ブロック本体 26の負荷転走溝 28を転走し終えたボール 22を掬い上げて上記ボール戻し孔 29 へ送り込む一方、このボール戻し孔 29から負荷転走溝 28へボール 22を送り出すように構成されている。従って、これらエンドプレート 27を、取付ボルト 27aを用いて移動ブロック本体 26に固定することにより、上記移動ブロック 21にボール 22の無限循環路が形成されるようになって!/ヽる。

[0231] そして、図 5 (a)に示した LMシステムに対して第 2の実施形態に係る AEセンサ 1を設置する場合には、図 5 (b)にその外観側面図を示すように、例えば軌道レール 20 上を直線運動する複数の移動ブロック 21上に上記テーブル 30が設置されているとき、その軌道レール 20における移動ブロック 21の移動範囲外の位置に設置される。

[0232] 次に、ボールねじを用いた LMシステムに対して AEセンサ 1を設置する場合について、図 7を用いて説明する。

[0233] 図 7 (a)に示すように、ボールねじ 40は、外周面に螺旋状のボール転走溝 4 laを有するねじ軸 41と、内周面にボール転走溝 41 aと対向する螺旋状の負荷転走溝 42aを有するナット部材 42と、ボール転走溝 41aと負荷転走溝 42a間を転動するボール 43 …とを備える。ねじ軸 41のボール転走溝 41aとナット部材 42の負荷転走溝 42aとの間で負荷転走路が構成される。ナット部材 42には、例えば 2つの循環部品としてのリターンパイプ 44が取り付けられる。リターンパイプ 44は、負荷転走路の一端と他端を連結して無負荷戻し通路を構成する。リターンパイプ 44は略門形に形成され、中央部 44aと中央部 44aの両側に設けられた一対の脚部 44b, 44bとを有する。一対の脚部 44b, 44bは負荷転走路内に数ピッチの間隔を開けて、嵌入される。リターンパイプ 44は、ボルト 45等の結合手段によってナット部材 42に固定される。

[0234] ねじ軸 41には、その周囲に螺旋状の一定のリードを備えた略断面半円状のボール転走溝 41aが研削加工または転造加工等によって形成される。ナット部材 42は略円筒状をなし、その端面にボールねじ 40を機械等に取り付けるためのフランジ 46を有する。ナット部材 42の内周面には、ねじ軸 41のボール転走溝 41aに対向する略断面半円状の負荷転走溝 42aが形成される。ナット部材 42には、その上面が一部平取りされた平面部 47が形成される。平面部 47には、リターンパイプ 44の脚部 44b, 44b が挿入されるリターンパイプ嵌合穴が数箇所開けられる。

[0235] そして、図 7 (a)に示した LMシステムに対して第 2の実施形態に係る AEセンサ 1を設定する場合には、図 7 (b)にその外観側面図を示すように、例えば台 49に回転可能に支持されたねじ軸 41がモータ 48により回転されるボールねじ 40に対してブラケット 50を介してテーブル 51が固定されているとき、そのボールねじ 40における上記フランジ 46の、ボールねじ 40の中心軸に垂直な面に設置される。

[0236] 次に、主として信号処理部 4を中心として実行される第 2の実施形態に係る動作状態検出処理について、図 1乃至図 3並びに図 11を用いて説明する。

[0237] 図 11に示すように、診断対象である LMシステムの動作中において第 2の実施形態に係る動作状態検出処理を実行する場合には、初めに、必要な初期設定処理等を行い、次に、 AEセンサ 1において当該 LMシステムの動作中に生じる拡張 AE現象に起因して発生する拡張 AE波を検出し (ステップ S31)、これに対応する検出信号 S aeに対して波形整形部 2におヽて波形整形処理等の波形処理を施し (ステップ S32) 、上記包絡線信号 Swを生成して AZDコンバータ 3を介してディジタル包絡線信号 S dwとして信号処理部 4へ出力する。

[0238] そして、上記計測データを取得するタイミングとして予め設定されているタイミング（例えば、図 5に示す LMシステムの場合は、移動ブロック 21がレール 20の一方の端部に近接したタイミング）に対応するトリガ信号が信号処理部 4内において生成されたか否かを確認し (ステップ S33)、当該トリガ信号が生成されたタイミングで (ステップ S 33 ; ON)上記ディジタル包絡線信号 Sdwを上記計測データとして取り込む。

[0239] その後、当該拡張 AE波の検出処理 (ステップ S31)、波形整形処理 (ステップ S32 )並びに計測データとしての取得処理 (ステップ S33)を必要な検査時間だけ繰返して上記ディジタル包絡線信号 Sdwとしての計測データを信号処理部 4内の図示しないメモリに蓄積し (ステップ S34)、その蓄積した計測データに基づいて後述する各判断に用いる上記パラメータ P乃至 Pを夫々に対応する式に基づいて各検査時間に

1 3

対応する計測データ群毎に演算し、上記メモリ内に当該計測データ群毎に蓄積する (ステップ S35、 S36)。

[0240] 各パラメータ P乃至 Pの演算並びにその蓄積が終了すると、次に、信号処理部 4

1 3

において、上記パラメータ Pに対応して実施形態の LMシステムが正常に動作して V、る力否かの判定基準として予め実験的に設定されて上記メモリ内に記憶されて!ヽる第 1しきい値 THを当該メモリ内から読み出し (ステップ S37)、更に当該読み出した第 1しきい値 THとその時に記憶されているパラメータ Pの値とを比較する (ステツプ S38)。 [0241] そして、当該パラメータの値が第 1しきい値 TP^未満であるときは (ステップ S 38 ; 未満）、そのときの LMシステムの動作状態は正常であると判定し (ステップ S39)、表示部 5を用いてその旨を表示し (ステップ S40)、一連の動作状態検出処理を終了する。

[0242] 一方、上記ステップ S38の判定において、ノラメータ Pの値が第 1しきい値 TH以上であるときは (ステップ S38 ;以上）、何らかの異常動作状態が LMシステム内に発生しているとして、次に、蓄積されている各計測データ群毎に、一つの計測データ群について求めたパラメータ Pの値及びパラメータ Pの値を用いて、横軸をパラメータ

2 3

Pの値とし縦軸をパラメータ Pの値としたグラフ上に一の計測データ群を一のプロット

2 3

点として表示することを、各計測データ群毎に繰返して得られるグラフ（図 2に示すグラフ）を信号処理部 4内において生成し (ステップ S41)、当該生成されたグラフに対応する画像 (以下、当該画像を診断マップと称する）を表示部 5に表示して (ステップ S42)、一連の動作状態検出処理を終了する。

[0243] そして、上記ステップ S42の処理の後は、当該表示されている診断マップを使用者が観察し、図 2に示した各領域 A乃至 Aの夫々に対応する当該表示中の診断マツ

1 4

プ上の領域のいずれに各計測データ群に対応するプロット点が集中しているかを判断することで、 LMシステムにおける現在の動作状態の具体的な内容を把握することになる。

[0244] 以上説明したように、第 2の実施形態に係る状態診断装置 Sの動作によれば、 LM システムの動作により発生する拡張 AE波を検出して上記パラメータ Pを生成し、その値が第 1しきい値 TH未満の値であるとき、 LMシステムの動作状態が正常であると判定するので、当該 LMシステムの動作中に、実時間で、当該 LMシステムを分解することなく、当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、その動作状態が正常か否かを検出することができる。

[0245] 従って、 LMシステムにおける故障の発生を予知できることともなり、当該 LMシステムの使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該 LMシステムを用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。

[0246] また、一つの計測データ群について求めたパラメータ Pの値及びパラメータ Pの値を用いて、図 2に相当するグラフ上に一の計測データ群を一のプロット点として表示することが、各計測データ群毎に行われて得られる診断マップが表示部 5に表示されるので、 LMシステムを使用する使用者に当該 LMシステムの現在の動作状態を認識させることができる。

[0247] 従って、 LMシステムにおける故障の発生をその診断マップから予知できることともなり、当該 LMシステムの使用者における整備性が向上すると共に、その長寿命化及び当該 LMシステムを用いて製造された装置又は機器の品質向上に資することもできる。

[0248] 更に、ノラメータ Pが、

2

[0249] [数 39]

で与えられるパラメータであり、ノラメータ pが、

[0250] [数 40]

[0251] なお、上記図 11に示すフローチャートに対応するプログラムを、フレキシブルデイスク又はハードディスク等の情報記録媒体に記録しておき、或、はインターネット等のネットワークを介して取得して記録しておき、汎用のマイクロコンピュータによりこれらを読み出して実行することにより、当該マイクロコンピュータを第 2の実施形態に係る信号処理部 4として機能させることも可能である。この場合には、上記 AEセンサ 1、波形整形部 2及び AZDコンバータ 3は、当該マイクロコンピュータに対して外付けの装置〖こより構成されることとなる。

[0252] また、各パラメータ P及び Pの夫々については、上述したものの他に、例えば、

1 3

[0253] [数 41] 一 1

(算術平均)

[0254] [数 42]

で示される値を夫々に用いることも可能である。

[0255] 更には、ノラメータ Pとしては、拡張 AE波の大きさを表す統計量であればよい。

[0256] また、パラメータ Pとしては、拡張 AE波のうち、時間的に連続して検出される成分

2

[0257] 更に、ノラメータ Pとしては、拡張 AE波のうち、主として上記ボール Bの運動に対

3

3に係る「時間的に不連続」の語は、上記パラメータ P力 ^時間的に連続して」検出される成分を重み付けして

2

いるのに対し、それ以外の時間的に不連続である場合、すなわち、例えばある一定の周期をもって断続して拡張 AE波が検出される場合と、周期性なくランダムに拡張 AE波が検出される場合等を含む意味を有する。

[0258] なお、上述したようにパラメータ Pを、拡張 AE波のうち時間的に連続して検出され

2

3を、拡張 A

E波のうち主として上記ボール Bの運動に対応して時間的に不連続に検出される成分の変化に対応して変化するパラメータであると定義付ける場合には、そのボール B の運動に対応して時間的に不連続に検出される成分の検出周波数より低いカットォフ周波数を有するローパスフィルタを用いて上記時間的に連続して検出される成分を抽出し、更に同一のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタを用いて上記時間的に不連続に検出される成分を抽出するように構成することもできる。この場合は、図

3に示す如き包絡線検波のための回路を用いることなぐより簡易な構成で第 2の実施形態に係る状態診断装置 Sと同様の状態診断装置を構成することができる。

[0259] 更にまた、上述した第 2の実施形態では、図 3に示す構成の状態検出装置 Sを一つの装置として構成する場合について説明したが、この第 2の実施形態は、具体的には当該状態診断装置 Sを診断対象である LMシステムが設置'使用されている工場等に携行し、その場でその LMシステムの動作状態を検出して診断する場合に適用されるちのである。

[0260] そして、第 2の実施形態に係る状態検出装置 Sは、上述した態様以外に、状態診断装置 Sをその診断対象となる LMシステムが設置'使用されている工場等に常備し、その状態診断装置 Sを電話回線等により診断員が離隔した場所力遠隔操作することで、当該 LMシステムの動作状態の検出及びその診断を行う場合に適用することもできる。

[0261] また、状態診断装置 Sをその診断対象となる LMシステムが設置 '使用されているェ場等に常備し、その状態診断装置 Sにおいて自動的に診断対象の LMシステムの動作状態の検出及びその診断を行い、これと並行してその検出結果を他の場所に伝送して蓄積し、累積的な故障診断をその蓄積した検出結果を元に行う場合に本発明を適用することも可能である。

[0262] また、上述した第 2の実施形態では、一の AEセンサ 1に対して波形整形部 2、 AD コンバータ 3、信号処理部 4及び表示部 5を夫々一ずつ用いて状態検出装置 Sを構成する場合について説明した力これ以外に、複数の AEセンサ 1からの検出信号 Sa eをスイッチング回路を介して一の波形整形部 2に入力させ、複数の AEセンサ 1からの検出信号 Saeを夫々一の波形整形部 2、 ADコンバータ 3、信号処理部 4及び表示部 5を用いて処理するように構成することもできる。この場合は、波形整形部 2、 ADコンバータ 3、信号処理部 4及び表示部 5を用いた検出処理の実行タイミングと、対応する AEセンサ 1からの検出信号 Saeの取り込みタイミングと、を同期させることが必要となる。

[0263] (第 2の実施例）

次に、上述した本発明の原理並びに第 2の実施形態に係る状態検出装置 Sの有効性を示すベぐ図 2に示すグラフを用いて実際の計測データ群をプロットした診断マツプの表示例にっき、図 12及び図 13を用いて説明する。

[0264] なお、以下に示す各プロット点を得た際の実験環境は、図 12の場合は、 AEセンサ 1が設置される LMガイドとして出願人製造に係る型番 SNS55LR型を用い、移動ブロックに対する外部加重を 0. 09C (14. 7kN)とし、移動ブロックの移動距離であるストロークを 250mmとし、その移動速度を 400mmZ秒とし、検出信号 Saeに対するサンプルレートを 10キロへルツとし、計測時間として 0. 4秒計測している。

[0265] また、図 13の場合の実験環境は、 AEセンサ 1が設置される LMガイドとして出願人製造に係る型番 SHS25V型を用い、移動ブロックに対する外部加重を 0. 7C (22. 2 kN)とし、移動ブロックの移動距離であるストロークを 350mmとし、その移動速度を 5 OOmmZ秒とし、検出信号 Saeに対するサンプルレートを 10キロへルツとし、計測時間として 0. 6秒計測している。

[0266] 更に、上記実際にパラメータ生成に用いるために抽出した計測データの数 Mとして具体的には、全ての計測データを小さい方力並べ替え、その中で全体の 65%乃至 90%の範囲の値を取る計測データを抽出した数としている。

[0267] 先ず、図 12 (a)及び図 12 (b)に示すように、潤滑が良好であって動作状態が正常である場合は、各計測データ群に夫々対応するプロット点は図 2における領域 Aの

2 位置に対応する位置に集中した状態で表示部 5上の診断マップ M内に表示される。

[0268] 次に、図 12 (c)に示すように、潤滑剤以外の液体が混入した場合には、各計測データ群に夫々対応するプロット点は図 2における領域 Aの位置に対応する位置に集

3

中した状態で表示部 5上の診断マップ M内に表示される。

[0269] 更に、図 13 (a)に示すように、潤滑不良状態の場合には、各計測データ群に夫々対応するプロット点は図 2における領域 Aの位置に対応する位置に集中した状態で

4

表示部 5上の診断マップ M内に表示される。

[0270] 最後に、図 13 (b)に示すように、 LMシステム内のいずれかの部材にクラックが発生している状態の場合には、各計測データ群に夫々対応するプロット点は図 2における領域 Aの位置に対応する位置に集中した状態で表示部 5上の診断マップ M内に表示される。

[0271] このように、本発明によれば、 LMシステムの動作状態の内容に応じて、図 2に示す各領域 A乃至 A内のいずれかに対応する位置に各計測データ群に対応するプロッ

1 4

ト点が集中した状態で表示部 5上に診断マップ Mが表示されることになるので、図 11 に示した状態検出処理を実行することにより、 LMシステムの動作中に、実時間で、 L Mシステムを分解することなぐ当該動作に起因する振動の影響を排除しつつ、具体的な動作状態の内容まで使用者に認識させることができる。

産業上の利用可能性

[0272] 以上説明したように、本発明は LMシステムにおける動作状態の判定の分野に利用することが可能であり、特に LMガイドやボールスプライン等の直動システムにおける動作状態の判定の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。

Claims

請求の範囲

[1] 直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段と、

前記生成された検出信号に基づいて、前記波動の強度を示す第 1パラメータを生成する第 1生成手段と、

前記生成された第 1パラメータの値が当該第 1パラメータについて予め設定されている第 1しきい値未満の値であるとき、前記動作状態が正常であると判定する判定手段と、

を備えることを特徴とする状態検出装置。

[2] 請求項 1に記載の状態検出装置において、

前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号のみを重み付けして第 2パラメータを生成する第 2生成手段と、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号のみを重み付けして第 3パラメータを生成する第 3生成手段と、

を更に備え、

前記判定手段は、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であるとき、前記第 2パラメータ又は前記第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いた前記内容の判定を行うことを特徴とする状態検出装置。

[3] 請求項 2に記載の状態検出装置において、

前記第 1パラメータ Pは、前記検出信号をサンプリングして得られる計測値を X、当該計測値の全数を N (個）としたとき、

[数 1]

で与えられるパラメータであり、

前記第 2パラメータ Pは、更に前記検出手段における最大入力レンジを定数 K (ボ

2

ルト）としたとき、

[数 2]

で与えられるパラメータであり、

前画記第 3パラメータ Pは、更に前記計測値として用いる抽出数を M (個）としたとき、 [数 3]

で与えられるパラメータであることを特徴とする状態検出装置。

請求項 2又は 3に記載の状態検出装置において、

前記判定手段は、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2 しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 3しき、値未満の値であるとき、前記動作状態が潤滑不足状態であると判定することを特徴とする状態検出装置。

[5] 請求項 2又は 3に記載の状態検出装置において、

前記判定手段は、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2 しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 3しき、値以上の値であるとき、前記動作状態が潤滑剤以外の液体が前記循環部内に混入している動作状態であると判定することを特徴とする状態検出装置。

[6] 請求項 2又は 3に記載の状態検出装置において、

前記判定手段は、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2 しきい値未満の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 3しき、値以上の値であるとき、前記動作状態が、前記転走面又は前記転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定することを特徴とする状態検出装置。

[7] 請求項 1から 6のいずれか一項に記載の状態検出装置において、

前記判定手段により判定されたいずれかの前記動作状態を告知する告知手段を更に備えることを特徴とする状態検出装置。

[8] 直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出方法であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出工程と、前記生成された検出信号に基づいて、前記波動の強度を示す第 1パラメータを生成する第 1生成工程と、

前記生成された第 1パラメータの値が当該第 1パラメータについて予め設定されている第 1しきい値未満の値であるとき、前記動作状態が正常であると判定する判定ェ程と、

を含むことを特徴とする状態検出方法。

[9] 請求項 8に記載の状態検出方法において、

前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号のみを重み付けして第 2パラメータを生成する第 2生成工程と、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号のみを重み付けして第 3パラメータを生成する第 3生成工程と、

を更に含み、

前記判定工程においては、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であるとき、前記第 2パラメータ又は前記第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いた前記内容の判定を行うことを特徴とする状態検出方法。

[10] 請求項 9に記載の状態検出方法において、

[数 4]

で与えられるパラメータであり、

2

ルト）としたとき、

[数 5]

で与えられるパラメータであり、

前記第 3パラメータ Pは、更に前記計測値として用いる抽出数を M (個）としたとき、

3

[数 6]

で与えられるパラメータであることを特徴とする状態検出方法。

[11] 請求項 9又は 10に記載の状態検出方法において、

前記判定工程においては、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2 しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 3しき、値未満の値であるとき、前記動作状態が潤滑不足状態であると判定することを特徴とする状態検出方法。

[12] 請求項 9又は 10に記載の状態検出方法において、

前記判定工程においては、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2 しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 3しき、値以上の値であるとき、前記動作状態が潤滑剤以外の液体が前記循環部内に混入している動作状態であると判定することを特徴とする状態検出方法。 [13] 請求項 9又は 10に記載の状態検出方法において、

前記判定工程においては、

前記生成された第 1パラメータの値が前記第 1しきい値以上の値であり、且つ前記生成された第 2パラメータの値が当該第 2パラメータについて予め設定されている第 2 しきい値未満の値であり、且つ前記生成された第 3パラメータの値が当該第 3パラメータにつ、て予め設定されて!、る第 3しき、値以上の値であるとき、前記動作状態が、前記転走面又は前記転動体の少なくともいずれかにクラックが発生している動作状態であると判定することを特徴とする状態検出方法。

[14] 請求項 8から 13のいずれか一項に記載の状態検出方法において、

前記判定工程にお!ヽて判定された!ヽずれかの前記動作状態を告知する告知工程を更に含むことを特徴とする状態検出方法。

[15] 直動転がり案内装置における現在の動作状態を検出する状態検出装置に含まれるコンピュータを、

前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段、

前記生成された検出信号に基づいて、前記波動の強度を示す第 1パラメータを生成する第 1生成手段、

前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号のみを重み付けして第 2パラメータを生成する第 2生成手段、前記生成された検出信号に基づいて、当該検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号のみを重み付けして第 3パラメータを生成する第 3生成手段、及び、

前記生成された第 1パラメータ、第 2パラメータ又は第 3パラメータの少なくともいずれか一つを用いて前記動作状態の内容を判定する判定手段、

として機能させることを特徴とする状態検出用プログラム。

[16] 請求項 15に記載の状態検出用プログラムが、前記コンピュータにより読取可能に記録されて!ゝることを特徴とする情報記録媒体。

[17] 直動転がり案内装置における現在の動作状態を表示する状態表示装置であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出手段と、

前記生成された検出信号をサンプリングし、検出データを生成するサンプリング手段と、

予め設定された検出時間内に得られる複数の前記検出データにより構成される検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 1パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 1生成手段と、

前記検出データ群内に含まれて、る各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 2パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 2生成手段と、

一つの前記検出データ群について求めた前記第 1パラメータの値及び前記第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の前記検出データ群を一のプロット点として表示することを、各前記検出データ群毎に行つて得られる当該グラフを表示手段に表示する表示制御手段と、

を備えることを特徴とする状態表示装置。

請求項 17に記載の状態表示装置において、

前記第 1パラメータ P

2は、各前記検出データの値を X

[数 7]

で与えられるパラメータであり、

前記第 2パラメータ Pは、更に前記検出データとして用いる抽出数を M (個）とした

3

とき、

[数 8]

で与えられるパラメータであることを特徴とする状態表示装置。

直動転がり案内装置における現在の動作状態を表示する状態表示方法であって、前記直動転がり案内装置に含まれる複数の転動体が自転しつつ循環部内を公転する際に生じる、当該直動転がり案内装置に含まれる転走面と前記転動体との衝突、当該転走面と当該転動体との接触部におけるすべり、又は当該転動体同士の衝突又は当該転動体同士の接触部におけるすべり、或いは前記転動体又は前記転走面の少なくともいずれか一方に発生するクラックのいずれかに少なくとも起因して弾性的に発生する波動を検出し、当該検出した波動に対応する電気的な検出信号を生成する検出工程と、前記生成された検出信号をサンプリングし、検出データを生成するサンプリングェ程と、

予め設定された検出時間内に得られる複数の前記検出データにより構成される検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 1パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 1生成工程と、

前記検出データ群内に含まれて、る各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 2パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 2生成工程と、

一つの前記検出データ群について求めた前記第 1パラメータの値及び前記第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の前記検出データ群を一のプロット点として表示することを、各前記検出データ群毎に行つて得られる当該グラフを表示手段に表示する表示制御工程と、

を含むことを特徴とする状態表示方法。

請求項 19に記載の状態表示方法において、

前記第 1パラメータ Pは、各前記検出データの

2 値を XIとし、対応する前記検出データ群内に含まれる前記検出データの全数を N (個）とし、前記検出手段における最大入力レンジを定数 K (ボルト）としたとき、

で与えられるパラメータであり、前記第 2パラメータ Pは、更に前記検出データとして用いる抽出数を M (個）とした

3

とき、

[数 10]

で与えられるパラメータであることを特徴とする状態表示方法。

直動転がり案内装置における現在の動作状態を表示する状態表示装置に含まれるコンピュータを、

前記生成された検出信号をサンプリングし、検出データを生成するサンプリング手段、

予め設定された検出時間内に得られる複数の前記検出データにより構成される検出データ群内に含まれている各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち時間的に連続して検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 1パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 1生成手段、

前記検出データ群内に含まれて、る各前記検出データに基づき、前記生成された検出信号のうち前記転動体の運動に対応して時間的に不連続に検出される当該検出信号に対応する前記検出データのみを重み付けした第 2パラメータを生成することを、異なる前記検出時間に対応する複数の前記検出データ群毎に行う第 2生成手段、及び、

一つの前記検出データ群について求めた前記第 1パラメータの値及び前記第 2パラメータの値を用いて、第一の軸を第 1パラメータの値とし第二の軸を第 2パラメータの値としたグラフ上に一の前記検出データ群を一のプロット点として表示することを、各前記検出データ群毎に行つて得られる当該グラフを表示手段に表示する表示制御手段、

として機能させることを特徴とする状態表示用プログラム。

請求項 21に記載の状態表示用プログラムが、前記コンピュータにより読取可能に記録されて!ゝることを特徴とする情報記録媒体。