机械诊断方法及机械诊断装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械诊断方法及机械诊断装置，能可靠性较高地诊断损伤状况。机械诊断装置（２０）具有：驱动对象驱动力推算部（２１），其基于根据位置指令值得到的针对伺服电动机（３）的转矩指令值来推算驱动对象驱动力；弹性形变误差推算部（２３），其根据驱动对象驱动力来推算滚珠丝杠（４）的弹性形变误差；位置偏差运算部（２２），其根据伺服电动机（３）的转动位置和工作台（２）的位置来运算位置偏差；以及机械损伤诊断部（２４），其使用弹性形变误差和位置偏差来运算机械损伤系数，将得到的机械损伤系数与预先设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤状况。

Mechanical diagnosis method and mechanical diagnosis device

The invention relates to a mechanical diagnostic method and a mechanical diagnostic device, which can reliably diagnose the damage condition. The mechanical diagnostic device (20) comprises a driving force calculation of the object (21), which is based on the servo motor position according to the instruction to the (3) torque command value to calculate the driver object driving force; elastic deformation error calculation part (23), according to the driver object driving force to calculate the ball screw (4) the elastic deformation error; position deviation calculation section (22), (3) according to the servo motor rotation position and work table (2) the position of operation position deviation; and the mechanical damage diagnosis Department (24), the use of elastic deformation error and position deviation calculation of mechanical damage coefficient will damage the diagnosis of the driver object status compared to mechanical damage coefficient is obtained with the preset threshold.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于在工作机械或产业机械等中对零件的磨损或运行阻 力的增加等损伤状况进行诊断的机械诊断方法及机械诊断装置。
技术介绍
在例如工作机械中，为了高精度地进行成为驱动对象的工作台等的定位，采用全闭环(full dosed loop)位置控制装置。如专利文件l所示， 该全闭环位置控制装置具有检测电动机的转动位置的第1位置检测器、 和直接检测上述电动机的驱动对象的位置的第2位置检测器，基于输入 的位置指令值、从第1位置检测器得到的电动机的转动位置、以及从第2 位置检测器得到的驱动对象的位置，来控制驱动对象的位置。另一方面，在大量生产的机械加工生产线中，存在下述问题机械的停止关系到整条生产线的停止，而且突然的停止关系到零件的交货期 限延迟。由此，如果能事先掌握工作机械的各单元的异常和寿命，就能 采取在生产线非运转时进行更换等对策，因此希望在工作机械中有损伤 状况的诊断功能。但是，在上述以往的全闭环位置控制装置中，虽然意 图提高定位的精度，但是不具有对驱动对象的损伤状况进行诊断的功能。因此，例如专利文件2所公开的那样，考虑附加通过电动机转矩是 否超过设定的阈值进行判断的功能，来诊断进给轴的异常检测。专利文件1日本特开2002-157018号公报专利文件2日本特幵2000-237908号公报如果在工作机械的各单元中也能诊断细小部分的寿命和异常，就能 縮短维修时间。但是，在上述专利文件2的异常检测中，对进给轴是否 有异常进行判断的依据仅是电动机转矩的大小，诊断的可靠性不高。而 且，在输入加工力等来自外部的力的情况下不能诊断异常，异常部位的确定也比较困难。 专利
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种在全闭环位置控制装置中能可靠 性较高地诊断损伤状况的机械诊断方法及机械诊断装置。为了达到上述目的，第一方面所记载的专利技术为， 一种在全闭环位置 控制机械中对机械的损伤进行诊断的机械诊断方法，该机械诊断方法具 有驱动对象驱动力推算步骤，基于根据位置指令值得到的至少针对电 动机的转矩指令值来推算驱动对象驱动力；弹性形变误差推算步骤，根 据驱动对象驱动力来推算驱动对象的弹性形变误差；位置偏差运算步骤， 根据电动机的转动位置和驱动对象的位置来运算位置偏差；以及机械损 伤诊断步骤，使用弹性形变误差和位置偏差来运算机械损伤系数，将得 到的机械损伤系数与预先设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤状 况。为了达到上述目的，第二方面所记载的专利技术为， 一种在全闭环位置 控制机械中对机械的损伤进行诊断的机械诊断装置，该机械诊断装置具 有驱动对象驱动力推算部，其基于根据位置指令值得到的至少针对电 动机的转矩指令值来推算驱动对象驱动力；弹性形变误差推算部，其根 据驱动对象驱动力来推算驱动对象的弹性形变误差；位置偏差运算部， 其根据电动机的转动位置和驱动对象的位置来运算位置偏差；以及机械 损伤诊断部，其使用弹性形变误差和位置偏差来运算机械损伤系数，将 得到的机械损伤系数与预先设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤 状况。为了达到上述目的，第三方面所记载的专利技术为， 一种在全闭环位置 控制机械中对机械的损伤进行诊断的机械诊断方法，该机械诊断方法具 有驱动对象驱动力推算步骤，基于根据位置指令值得到的至少针对电 动机的转矩指令值来推算驱动对象驱动力；位置偏差运算步骤，根据电 动机的转动位置和驱动对象的位置来运算位置偏差；以及机械损伤诊断 步骤，基于驱动对象驱动力和位置偏差来运算机械损伤系数，将得到的6机械损伤系数与预先设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤状况。为了达到上述目的，第四方面所记载的专利技术为， 一种在全闭环位置 控制机械中对机械的损伤进行诊断的机械诊断装置，该机械诊断装置具 有驱动对象驱动力推算部，其基于根据位置指令值得到的至少针对电 动机的转矩指令值来推算驱动对象驱动力；位置偏差运算部，其根据电动机的转动位置和驱动对象的位置来运算位置偏差；机械信息存储部， 其存储驱动对象驱动力和位置偏差；损伤系数运算部，其基于存储在机 械信息存储部中的驱动对象驱动力和位置偏差来运算机械损伤系数；以 及机械损伤诊断部，其将由损伤系数运算部得到的机械损伤系数与预先 设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤状况。第五方面所记载的专利技术为，在第四方面的结构中，为了能得到适当 的机械信息来进行正确的诊断，其特征在于，在电动机或驱动对象的动 作方向反转时的预定机械信息不满足预定条件的情况下，在机械信息存 储部中不执行存储处理，或者，在损伤系数运算部中从运算对象中除去。第六方面所记载的专利技术为，在第四方面或第五方面的结构中，为了 更加准确地计算机械损伤系数，其特征在于，在机械信息存储部中，按 照时间序列存储多个驱动对象驱动力和位置偏差，在损伤系数运算部中， 将存储在机械信息存储部的多个驱动对象驱动力和位置偏差之间的关系 近似成直线来求取倾斜度，根据该倾斜度和预先设定的正常时的倾斜度 来运算机械损伤系数。第七方面所记载的专利技术为，在第四方面至第六方面中的任意一个方 面所记载的结构中，为了提高机械诊断的可靠性，其特征在于，在损伤 系数运算部中，根据驱动对象驱动力、和预先设定的驱动对象的引导部 的引导阻力上限值来运算第2机械损伤系数，在机械损伤诊断部中，通 过机械损伤系数和阈值的比较没有诊断出异常的情况下，将第2机械损 伤系数与预先设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤状况。第八方面所记载的专利技术为，在第七方面的结构中，为了能适当地诊 断异常的前兆，其特征在于，将第2机械损伤系数，设为驱动对象驱动 力和引导阻力上限值之比不满足已设定的条件的概率。第九方面所记载的专利技术为，在第四方面至第八方面中的任意一个方 面所记载的结构中，为了能确定异常部位而容易地进行诊断后的应对措 施，其特征在于，在机械损伤诊断部中，设定下限值和上限值作为机械 损伤系数的阈值，在机械损伤系数位于下限值和上限值的范围以外的情 况下诊断为异常。根据第一方面至第四方面的专利技术，能合理地利用全闭环位置控制装 置具有的第1和第2位置检测器，与现有技术相比大幅度提高可靠性地 进行损伤状况的诊断。由此，能事先检测异常部位或寿命并通知用户。根据第五方面所记载的专利技术，在第四方面的效果基础上，能得到适 当的机械信息来运算高精度的机械损伤系数，有助于正确的机械诊断。根据第六方面所记载的专利技术，在第四方面或第五方面的效果基础上， 能基于多个驱动对象驱动力和位置偏差更加准确地计算机械损伤系数。根据第七方面所记载的专利技术，在第四方面至第六方面的任意一个方 面的效果基础上，通过采用第2机械损伤系数，还能诊断引导部的异常 来提高机械诊断的可靠性。根据第八方面所记载的专利技术，在第七方面的效果基础上，能通过概 率的上升来捕捉异常的前兆，能在发生重大故障前进行诊断。根据第九方面所记载的专利技术，在第四方面至第八方面的任意一个方 面的效果基础上，能确定异常部位，能容易地进行维修等诊断后的应对 措施。附图说明图1是实施方式1的机械诊断装置的结构框图。图2是驱动对象驱动力运算的流程图。图3是实施方式2的机械诊断装置的结构框图。图4是机械信息存储处理的流程图。图5是实施方式3的机械诊断装置的结构框图。图6是机械信息存储处理的流程图。图7是机械损伤系数运算的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在全闭环位置控制机械中对机械的损伤进行诊断的机械诊断方法，该全闭环位置控制机械具有检测电动机的转动位置的第１位置检测器、和直接检测所述电动机的驱动对象的位置的第２位置检测器，基于输入的位置指令值、从所述第１位置检测器得到的所述电动机的转动位置、和从所述第２位置检测器得到的所述驱动对象的位置，来控制所述驱动对象的位置，其特征在于，该机械诊断方法具有：　驱动对象驱动力推算步骤，基于根据所述位置指令值得到的至少针对所述电动机的转矩指令值来推算驱动对象驱动力；　弹性形 变误差推算步骤，根据所述驱动对象驱动力来推算驱动对象的弹性形变误差；　位置偏差运算步骤，根据所述电动机的转动位置和驱动对象的位置来运算位置偏差；以及　机械损伤诊断步骤，使用所述弹性形变误差和位置偏差来运算机械损伤系数，将得到的机 械损伤系数与预先设定的阈值进行比较来诊断驱动对象的损伤状况。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：则久孝志，
申请(专利权)人：大隈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]