[發明專利]進給軸裝置的異常診斷方法和異常診斷裝置

在審

• 申請號: 202011209004.2
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112775719A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 伊藤真理子;北鄉匠
• 申請（專利權）人: 大隈株式會社
• 主分類號: B23Q17/12
• 分類號: B23Q17/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 崔成哲;黃綸偉

提供進給軸裝置的異常診斷方法和異常診斷裝置。使用在進給軸裝置的控制中使用的最低限度的結構以低成本和低風險進行進給軸裝置的異常診斷。針對具有滾珠絲杠和螺母并組裝在機床中的進給軸裝置執行以下步驟：檢測步驟(S1)，控制進給軸裝置的動作，以使滾珠絲杠以規定的動作模式進行動作，檢測從進給軸裝置產生的物理量信號；以及異常診斷步驟，根據在檢測步驟中檢測出的物理量信號來進行進給軸裝置(11)的異常診斷，在異常診斷步驟中，對物理量信號進行頻率分析(S2)，分別提取與動作模式中的多個動作位置對應的頻率(S3)，將與各動作位置對應的頻率的變化與彎曲振動模式進行比較而進行異常診斷(S4)。

技術領域

本發明涉及在具有基于滾珠絲杠的進給軸裝置的機床等機械設備中診斷進給軸裝置的異常的方法和裝置。

背景技術

例如在機床的進給軸裝置中，較多使用了將馬達的旋轉運動傳遞給滾珠絲杠而進行驅動的方式。但是，在運轉了幾年的機械中，有時會由于因磨耗引起的預壓不夠、異物的混入、潤滑不良等引起的損傷而產生精度不良、異常噪聲等情況。當成為這樣的狀態時，會產生工件的形狀不良或加工痕不良等不良情況。因此，滾珠絲杠、支承軸承、引導件這樣的進給軸裝置的機械要素優選在產生劣化或破損、發生不良情況之前進行更換。

因此，為了知道進給軸裝置的機械要素的狀態，提出了內置位移傳感器以測定定位精度的方法、通過振動傳感器檢測滾珠絲杠、支承軸承、直線導軌的振動以進行診斷的方法等進行各種診斷的方法。特別是在專利文獻1中，公開了如下方法：計算被驅動體的位置檢測值與馬達的位置檢測值之差即撓曲量，在撓曲量的大小超過閾值的情況下，作為機械的異常進行警告顯示。此外，在專利文獻2中，公開了如下方法：通過檢測滾珠絲杠的振動和轉速并對振動信號進行頻率分析、基于轉速的次數比分析或基于轉速的坎貝爾分析，來確定構成滾珠絲杠的哪個部件發生了異常。

專利文獻1：日本特開2007-219689號公報

專利文獻2：日本特開2013-164386號公報

在一般的機床中，較多采用僅使用旋轉編碼器的半閉環方式。但是，專利文獻1中的機械采用了全閉環方式，因此不適用于半閉環方式的機械。此外，在專利文獻1中采用撓曲量檢測器，在專利文獻2中追加了診斷用的傳感器。在這些方法中，存在如下課題：由于與在進給軸裝置的控制中使用的最低限度的結構相比，結構要素增加，因此成本增加，且因可能發生故障的部位增加而導致故障風險增加。

發明內容

因此，本發明是鑒于這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠使用在機床的進給軸裝置的控制中使用的最低限度的結構以低成本和低風險進行進給軸裝置的異常診斷的異常診斷方法和異常診斷裝置。

為了實現上述目的，第1方面的發明是一種診斷進給軸裝置的異常的方法，對具有螺紋軸和螺母并組裝在機械設備中的所述進給軸裝置的異常進行診斷，所述進給軸裝置的異常診斷方法的特征在于，包含以下步驟：

動作控制步驟，控制所述進給軸裝置的動作，以使所述螺紋軸以規定的動作模式進行動作；

檢測步驟，檢測從所述進給軸裝置產生的物理量信號；以及

異常診斷步驟，按照規定的異常診斷算法，根據在所述檢測步驟中檢測出的所述物理量信號來進行所述進給軸裝置的異常診斷，

在所述異常診斷步驟中，對所述物理量信號進行頻率分析，分別提取與所述動作模式中的多個動作位置對應的頻率，根據與各所述動作位置對應的頻率的變化進行異常診斷。

第2方面的發明的特征在于，在上述結構中，在所述異常診斷步驟中，將與各所述動作位置對應的所述頻率的變化與所述進給軸裝置的各所述動作位置處的彎曲振動模式進行比較而進行異常診斷。