軸承壽命判定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軸承壽命判定裝置。對在每個(gè)預(yù)定周期讀取的指令速度乘以周期時(shí)間以及使旋轉(zhuǎn)量乘以與該旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的系數(shù)的值，求出轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的旋轉(zhuǎn)的量的修正旋轉(zhuǎn)量，對其進(jìn)行累積求出累積修正旋轉(zhuǎn)量。當(dāng)該累積修正旋轉(zhuǎn)量超過壽命極限值時(shí)判定為達(dá)到了軸承壽命。
【專利說明】軸承壽命判定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對機(jī)床或各種機(jī)械裝置中使用的軸承的壽命進(jìn)行檢測判定的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)床或機(jī)器人等各種機(jī)械裝置中，在對由電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的軸進(jìn)行支撐的軸承中發(fā)生磨損等惡化。軸承惡化時(shí)，機(jī)械裝置的動(dòng)作的精度下降。如果是機(jī)床，則加工精度惡化。尤其是支撐高速旋轉(zhuǎn)的軸的軸承，由于被大強(qiáng)度地使用，惡化快，使壽命縮短。
[0003]因此，為了診斷軸承(減速器)的磨損狀態(tài)，維護(hù)軸承(減速器)的目的，提出了一種機(jī)器人內(nèi)置減速器的故障診斷方法，其將與軸承的累積旋轉(zhuǎn)量對應(yīng)的工作量和軸承(減速器)的潤滑油的鐵粉濃度相關(guān)聯(lián)地存儲，通過測定潤滑油的鐵粉濃度，來指示軸承(減速器)的維護(hù)級別。相同的技術(shù)在日本特開2009-226488號公報(bào)中公開。
[0004]另外，作為判定機(jī)床的主軸的軸承的壽命的方法，提出了一種主軸狀態(tài)檢測裝置，其基于軸承的壽命根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)和施加在軸承上的負(fù)荷而變化，預(yù)先將主軸轉(zhuǎn)速劃分為多個(gè)范圍，對于在各劃分轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)劃分為多個(gè)的負(fù)荷區(qū)域設(shè)定預(yù)定壽命(時(shí)間)，在軸承部安裝徑向位移傳感器、軸向位移傳感器，測定徑、軸方向的位移，基于該測定的位移計(jì)算負(fù)荷，并且通過轉(zhuǎn)速檢測傳感器檢測主軸轉(zhuǎn)速，對包含檢測到的轉(zhuǎn)速的區(qū)域，并且為包含檢測到的負(fù)荷的區(qū)域中的工作時(shí)間進(jìn)行累積，對于每個(gè)區(qū)域?qū)⒃摾鄯e的工作時(shí)間除以每個(gè)區(qū)域的預(yù)定壽命(時(shí)間)，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的當(dāng)前使用率，將該每個(gè)區(qū)域的當(dāng)前使用率求總和，由此求出主軸的當(dāng)前使用率，根據(jù)該當(dāng)前使用率判定主軸的軸承的壽命。并且，對于每個(gè)負(fù)荷率的范圍設(shè)定預(yù)定壽命(時(shí)間)，根據(jù)檢測到的負(fù)荷、主軸轉(zhuǎn)速以及對于該負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的允許負(fù)荷求出負(fù)荷率，求出包含該負(fù)荷率的每個(gè)負(fù)荷范圍的工作時(shí)間，并且將該工作時(shí)間除以預(yù)定壽命，計(jì)算每個(gè)負(fù)荷范圍的當(dāng)前使用率，將整個(gè)負(fù)荷范圍的當(dāng)前使用率相加，由此求出軸承的當(dāng)前使用率，判定主軸的軸承的壽命。相同的技術(shù)在日本特開2012-92910號公報(bào)中公開。
[0005]在簡單地通過與鐵粉濃度相關(guān)聯(lián)的軸承的總旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行判斷時(shí)，存在總旋轉(zhuǎn)量與實(shí)際的軸承壽命的相關(guān)關(guān)系脫離的問題。另外，專利文獻(xiàn)2中記載的發(fā)明，在低速旋轉(zhuǎn)(低溫度)下的一周旋轉(zhuǎn)和高速旋轉(zhuǎn)(高溫度)下的一周旋轉(zhuǎn)中，由于溫度不同對軸承壽命造成的影響不同，因此即使對主軸轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)的每個(gè)范圍區(qū)域設(shè)定預(yù)定壽命，考慮溫度因素來判斷壽命，但是還需要位移傳感器、轉(zhuǎn)速檢測傳感器等附加裝置，必須在軸承附近設(shè)置這些傳感器之類，存在需要用于設(shè)置這些傳感器的空間，傳感器費(fèi)用的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種軸承壽命判定裝置，其也考慮溫度因素，能夠在更接近軸承的實(shí)際壽命的時(shí)機(jī)進(jìn)行軸承的維護(hù)。并且，其目的在于提供一種不需要在軸承上安裝傳感器等特別的裝置的軸承壽命判定裝置。
[0007]本發(fā)明的軸承壽命判定裝置判定支撐機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸的軸承的壽命，該軸承壽命判定裝置具備:存儲單元，其存儲與所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的系數(shù)的數(shù)據(jù)或者根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算系數(shù)的計(jì)算式；旋轉(zhuǎn)速度檢測單元，其按照預(yù)定的時(shí)間間隔檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度；旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其根據(jù)讀取的旋轉(zhuǎn)速度和所述時(shí)間間隔計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量；修正旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其根據(jù)在所述存儲單元中存儲的數(shù)據(jù)或計(jì)算式求出與所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單元檢測出的所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的所述系數(shù)，將旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元求出的旋轉(zhuǎn)量乘以該系數(shù)，來計(jì)算用于判定壽命的修正旋轉(zhuǎn)量；修正旋轉(zhuǎn)量累積單元，其對計(jì)算出的修正旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行累積，求出累積修正旋轉(zhuǎn)量；以及判定單元，其在該累積修正旋轉(zhuǎn)量超過預(yù)定的值時(shí)判定為所述軸承達(dá)到壽命。
[0008]即使由于通過軸承支撐的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變化導(dǎo)致溫度變動(dòng)，由于該溫度的原因軸每旋轉(zhuǎn)一周對軸承的壽命造成的影響度變動(dòng)，但通過修正旋轉(zhuǎn)量使軸每旋轉(zhuǎn)一周對軸承的壽命造成的影響度均勻化，根據(jù)該修正旋轉(zhuǎn)量的累積量的總旋轉(zhuǎn)量判定軸承的壽命，因此能夠在接近實(shí)際的壽命的時(shí)機(jī)進(jìn)行軸承的維護(hù)。
[0009]本發(fā)明的軸承壽命判定裝置判定支撐機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸的軸承的壽命，該軸承壽命判定裝置具備:存儲單元，其存儲與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的系數(shù)的數(shù)據(jù)或者根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算系數(shù)的計(jì)算式；旋轉(zhuǎn)速度檢測單元，其按照預(yù)定的時(shí)間間隔檢測多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度；旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其根據(jù)檢測到的旋轉(zhuǎn)速度和所述時(shí)間間隔計(jì)算各旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量；修正旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其針對每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度檢測單元檢測出的旋轉(zhuǎn)速度，從所述存儲單元求出系數(shù)，將所述旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元求出的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量乘以該系數(shù)，來計(jì)算用于判定壽命的修正旋轉(zhuǎn)量；修正旋轉(zhuǎn)量累積單元，其針對每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸對計(jì)算出的修正旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行累積，求出每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的累積修正旋轉(zhuǎn)量；以及判定單元，其對于該累積修正旋轉(zhuǎn)量超過預(yù)定的值的旋轉(zhuǎn)軸的軸承判定達(dá)到壽命。
[0010]軸承因該軸承支撐的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度而溫度變動(dòng)，由于該溫度的原因軸每旋轉(zhuǎn)一周對軸承的壽命造成的影響度變動(dòng)。但是在以上的結(jié)構(gòu)中，將各旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)量換算為每旋轉(zhuǎn)一周對軸承壽命造成的影響相同的基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)量，進(jìn)行修正求出累積修正旋轉(zhuǎn)量，通過該修正旋轉(zhuǎn)量的累積旋轉(zhuǎn)量即總修正旋轉(zhuǎn)量判定壽命，因此考慮到溫度因素，用基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的旋轉(zhuǎn)量這個(gè)均勻單位來進(jìn)行判定，因此能夠在接近實(shí)際的壽命的時(shí)機(jī)進(jìn)行軸承維護(hù)。
[0011 ] 所述旋轉(zhuǎn)軸由被速度控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單元根據(jù)對所述電動(dòng)機(jī)的指令速度或者速度反饋信號來檢測所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。這樣，不需要設(shè)置特別的速度檢測器。
[0012]對于電動(dòng)機(jī)被速度控制的機(jī)械的軸承，根據(jù)在控制機(jī)械的控制裝置內(nèi)產(chǎn)生的與旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的信號檢測旋轉(zhuǎn)速度，因此不需要新設(shè)置檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度的傳感器等。所以，不需要設(shè)置用于配置這些傳感器等的空間，在成本上和空間上都有優(yōu)點(diǎn)。
[0013]可以使所述機(jī)械為機(jī)床，判別機(jī)床中的支撐主軸、進(jìn)給軸等旋轉(zhuǎn)軸的軸承的壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過參照附圖對以下的實(shí)施例進(jìn)行說明，本發(fā)明的上述及其他目的和特征會更為明確。在這些圖中，
[0015]圖1是具備本發(fā)明實(shí)施方式的軸承的壽命判定裝置的機(jī)械的控制裝置的主要部分框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明各實(shí)施方式中對于將主軸旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)范圍進(jìn)行劃分后的多個(gè)區(qū)域分別設(shè)定的系數(shù)的設(shè)定例子。
[0017]圖3是本發(fā)明的第I實(shí)施方式的動(dòng)作處理流程圖。
[0018]圖4是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的動(dòng)作處理流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明通過軸承支撐的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量來判定軸承的壽命，通過考慮了根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度而變化的溫度后的旋轉(zhuǎn)軸的總旋轉(zhuǎn)量，即累積旋轉(zhuǎn)量來進(jìn)行判定。并且，不需要在軸承附近新配置傳感器等，機(jī)械的控制裝置能夠利用在內(nèi)部產(chǎn)生的信號判定機(jī)械的軸承的壽命。
[0020](第I實(shí)施方式)
[0021]圖1是具備第I實(shí)施方式的軸承的壽命判定裝置的機(jī)械的控制裝置的主要部分框圖。在該第I實(shí)施方式中，機(jī)械為機(jī)床，控制機(jī)械的控制裝置為數(shù)值控制裝置。圖1是該數(shù)值控制裝置10的主要部分框圖。另外，在該第I實(shí)施方式中，設(shè)機(jī)床的主軸被大強(qiáng)度地使用，由此判定主軸的軸承的壽命。
[0022]CPU20是整體性控制數(shù)值控制裝置10的處理器，經(jīng)由總線29與存儲器21、接口22、23、各軸控制電路24、PMC (可編程機(jī)床控制器)26、主軸控制電路27連接。
[0023]CPU20經(jīng)由總線29讀取在存儲器21內(nèi)的ROM中存儲的系統(tǒng)程序，按照該系統(tǒng)程序控制整個(gè)數(shù)值控制裝置10。存儲器20由ROM、RAM、非易失性存儲器等構(gòu)成，在ROM中存儲系統(tǒng)程序等，在RAM中存儲暫時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)、經(jīng)由顯示裝置/手動(dòng)輸入單元20輸入的各種數(shù)據(jù)。另外，非易失性存儲器由通過電池進(jìn)行備份的SRAM構(gòu)成。在設(shè)定了由軟件構(gòu)成的各單元、針對主軸轉(zhuǎn)速即旋轉(zhuǎn)速度的每個(gè)范圍區(qū)域表示對軸承壽命的影響程度的權(quán)重即系數(shù)等即使機(jī)床的電源被切斷也應(yīng)該保存的數(shù)據(jù)后，將其存儲在非易失性存儲器中。
[0024]接口 23能夠與外部設(shè)備連接。PMC26是內(nèi)置在數(shù)值控制裝置10中的順序程序。PMC26向作為控制對象的機(jī)床的輔助裝置輸出信號進(jìn)行控制，接收配備在機(jī)床本體上的各種開關(guān)等的信號，在進(jìn)行需要的處理后轉(zhuǎn)交給CPU20。
[0025]另外，接口 22上連接有顯示裝置/手動(dòng)輸入單元30，其由液晶或CRT構(gòu)成的顯示裝置和鍵盤等構(gòu)成的手動(dòng)輸入單元構(gòu)成?？刂芚軸、Y軸、Z軸等進(jìn)給軸的各軸的軸控制電路24接收來自CPU20的各進(jìn)給軸的移動(dòng)指令量，將各進(jìn)給軸的指令輸出給各自的伺服放大器25，分別驅(qū)動(dòng)各進(jìn)給軸的伺服電動(dòng)機(jī)31。另外，各軸控制電路24接收來自伺服電動(dòng)機(jī)31內(nèi)置的位置/速度檢測器的位置/速度反饋信號，進(jìn)行位置/速度的反饋控制，進(jìn)行控制使伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與指令速度一致。
[0026]主軸控制電路27從CPU20接收主軸旋轉(zhuǎn)速度指令，向主軸放大器28輸出主軸速度信號。主軸放大器28接收主軸速度信號，使主軸電動(dòng)機(jī)32以指令的旋轉(zhuǎn)速度即轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且接收來自未圖示的位置編碼器的與旋轉(zhuǎn)同步反饋的反饋脈沖，進(jìn)行主軸的旋轉(zhuǎn)速度的反饋控制，以便成為與主軸旋轉(zhuǎn)速度指令一致的速度。
[0027]如上所述，作為機(jī)械的控制裝置的數(shù)值控制裝置10的硬件結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的數(shù)值控制裝置的結(jié)構(gòu)相同，但與現(xiàn)有的數(shù)值控制裝置的不同點(diǎn)在于，構(gòu)成軸承壽命判定裝置的單元作為軟件存儲在ROM或者非易失性存儲器等存儲器21中以及將圖2所示的主軸轉(zhuǎn)速即旋轉(zhuǎn)速度的每個(gè)劃分區(qū)域的系數(shù)K以及軸承的壽命極限值TLim設(shè)定存儲在例如非易失性存儲器等存儲器21中。
[0028]圖2表示在存儲器21中存儲的對于將主軸即主軸電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、也就是轉(zhuǎn)速的范圍進(jìn)行劃分后的多個(gè)區(qū)域，即在圖2所示的例子中，對于O?1999轉(zhuǎn)/分、2000?3999轉(zhuǎn)/分、4000?5999轉(zhuǎn)/分、6000?7999轉(zhuǎn)/分、8000?10000轉(zhuǎn)/分這5個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域，表示對軸承的壽命造成影響的權(quán)重的系數(shù)K的設(shè)定例子。也可以不對每個(gè)速度區(qū)域以數(shù)值的方式設(shè)定系數(shù)K，而是預(yù)先設(shè)定能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算式，即對系數(shù)值相對于旋轉(zhuǎn)速度的曲線進(jìn)行近似的計(jì)算式，通過該計(jì)算式來求出系數(shù)值。
[0029]軸承的壽命因溫度而變化，與低溫相比，高溫使壽命縮短。與旋轉(zhuǎn)軸低速旋轉(zhuǎn)時(shí)相t匕，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承為高溫。因此，與低速旋轉(zhuǎn)時(shí)相比，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對軸承的壽命造成的影響大。在第I實(shí)施方式中，將旋轉(zhuǎn)對軸承的壽命造成的影響的程度設(shè)為針對I周旋轉(zhuǎn)的權(quán)重，設(shè)定系數(shù)K。將某個(gè)旋轉(zhuǎn)速度下的每旋轉(zhuǎn)一周對軸承壽命造成的影響度為在基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的每旋轉(zhuǎn)一周的影響度的幾倍，設(shè)定為系數(shù)K。由于與低速旋轉(zhuǎn)相比，高速旋轉(zhuǎn)對壽命造成的影響的程度大，因此作為權(quán)重的系數(shù)K的值為大的值。然后，如后所述，將旋轉(zhuǎn)量乘以該系數(shù)，求出壽命判定用的修正旋轉(zhuǎn)量。例如，相對于轉(zhuǎn)速為O?1999轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)的I周旋轉(zhuǎn)，8000?10000轉(zhuǎn)/分的高速旋轉(zhuǎn)的I周旋轉(zhuǎn)對軸承壽命造成16倍的影響。因此，將轉(zhuǎn)速為O?2000轉(zhuǎn)/分的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度即系數(shù)K = I時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度，設(shè)8000?10000轉(zhuǎn)/分的高速旋轉(zhuǎn)的I周旋轉(zhuǎn)對軸承壽命造成基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的一周旋轉(zhuǎn)的16倍的影響，對系數(shù)K設(shè)定為16。在8000?10000轉(zhuǎn)/分的區(qū)域的高速旋轉(zhuǎn)下，其I周旋轉(zhuǎn)對軸承壽命造成基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的I周旋轉(zhuǎn)的16倍的影響，所以對該高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)量乘以系數(shù)K的值16，將旋轉(zhuǎn)量修正為對軸承壽命造成的影響度相同的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)量，作為修正旋轉(zhuǎn)量。無論哪個(gè)旋轉(zhuǎn)速度，都轉(zhuǎn)換為對軸承的壽命造成的影響的程度相等的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的一周旋轉(zhuǎn)的單位的修正旋轉(zhuǎn)量。另外，通過實(shí)驗(yàn)等求出并設(shè)定該系數(shù)K。
[0030]在該第I實(shí)施方式中，判定支撐機(jī)床的主軸的軸承的壽命，由于主軸的旋轉(zhuǎn)速度和驅(qū)動(dòng)該主軸的主軸電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度相同，因此不需要新追加速度檢測器，通過檢測對主軸電動(dòng)機(jī)的指令速度來檢測主軸的旋轉(zhuǎn)速度。在主軸的旋轉(zhuǎn)速度和驅(qū)動(dòng)該主軸的主軸電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度不同時(shí)，調(diào)整系數(shù)K的值即可。
[0031]圖3是在存儲器21中存儲的構(gòu)成第I實(shí)施方式的軸承的壽命判定裝置的單元的軟件的動(dòng)作處理流程圖。
[0032]當(dāng)輸入了該機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU20按照每個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔(以下稱為預(yù)定周期)Λ t執(zhí)行該圖3所示的處理。
[0033]首先，判別是否設(shè)定了當(dāng)超過主軸軸承的壽命極限時(shí)設(shè)定的標(biāo)志F(步驟al)，如果沒有設(shè)定(不是F = I)，則此時(shí)讀取輸出給主軸控制電路27的主軸旋轉(zhuǎn)指令速度V (步驟a2)，將讀取的旋轉(zhuǎn)指令速度V乘以執(zhí)行圖3所示的處理的周期的周期時(shí)間△ t來求出該周期期間內(nèi)的主軸旋轉(zhuǎn)數(shù)N(步驟a3)。然后，從預(yù)先設(shè)定并存儲的圖2所示的對主軸轉(zhuǎn)速的每個(gè)劃分區(qū)域設(shè)定的系數(shù)K的值的數(shù)據(jù)中，讀取對于包含步驟a2中讀取的主軸旋轉(zhuǎn)指令速度V的劃分區(qū)域的系數(shù)K的值(步驟a4)，將步驟a3中求出的主軸旋轉(zhuǎn)數(shù)N乘以該讀出的系數(shù)K的值，求出修正為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的一周旋轉(zhuǎn)的單位的壽命判定用的修正旋轉(zhuǎn)量NE (步驟a5)。該修正旋轉(zhuǎn)量NE考慮了溫度對軸承的壽命影響的程度，修正旋轉(zhuǎn)量使一周旋轉(zhuǎn)對軸承的壽命的影響的程度相同。在圖2所示的例子中，在8000?10000轉(zhuǎn)/分的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，將旋轉(zhuǎn)量N乘以系數(shù)K的值“ 16”，換算為以對軸承的壽命造成的影響相同的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度(系數(shù)K = I的O?2000轉(zhuǎn)/分的旋轉(zhuǎn)速度)下的一周旋轉(zhuǎn)為單位的旋轉(zhuǎn)的量，作為修正旋轉(zhuǎn)量。由此，即使旋轉(zhuǎn)速度變化，因?yàn)殛P(guān)于修正旋轉(zhuǎn)量，將旋轉(zhuǎn)量修正為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的一周旋轉(zhuǎn)的單位，所以根據(jù)換算為該單位的修正旋轉(zhuǎn)量的累積值，能夠判定軸承壽命。
[0034]然后，對在存儲器21的非易失性存儲器中存儲的壽命判定用的累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE相加在步驟a5中求出的修正旋轉(zhuǎn)量NE，來相加該周期的量求出更新后的新的累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE，并存儲在存儲器21中(步驟a6)。該累積修正旋轉(zhuǎn)量通過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的一周旋轉(zhuǎn)的單位的量來表示。
[0035]該累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE是直到該時(shí)間點(diǎn)為止的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的旋轉(zhuǎn)的總量。判斷該累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE是否超過預(yù)先設(shè)定的壽命極限值TLim (步驟a7)，如果沒有超過則結(jié)束該周期的處理。另一方面，當(dāng)超過壽命極限值TLim時(shí)，將標(biāo)志F設(shè)定為“I”(步驟a8)，通過顯示裝置/手動(dòng)輸入單元30顯示主軸軸承已經(jīng)達(dá)到壽命(步驟a9)。壽命極限值TLim是以系數(shù)K = 1、0?1999轉(zhuǎn)/分的區(qū)域的旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)，求出并設(shè)定通過以該基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的一周旋轉(zhuǎn)為單位的旋轉(zhuǎn)量軸承達(dá)到壽命的旋轉(zhuǎn)量。
[0036]如上所述，在每個(gè)周期執(zhí)行從步驟al到步驟a7的處理，直到主軸的累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE超過設(shè)定的壽命極限值TLim為止，累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE超過壽命極限值TLim，標(biāo)志F被設(shè)定為“I”(步驟a8、a9)，在顯示了支撐主軸的軸承已經(jīng)達(dá)到壽命后，保持顯示主軸軸承達(dá)到了壽命。
[0037]因此，在進(jìn)行維護(hù)，更換了軸承等時(shí)，如果將存儲在存儲器21中的累積修正旋轉(zhuǎn)量TNE重置為“O”,標(biāo)志F也重置,在置為初始狀態(tài)后重新開始機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn),則在每個(gè)預(yù)定周期執(zhí)行上述的步驟al?a9，再次進(jìn)行主軸軸承的壽命的判定動(dòng)作。
[0038]在該第I實(shí)施方式中，如圖2所示對每個(gè)旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域設(shè)定系數(shù)K，但是也可以作為旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度用計(jì)算式求出系數(shù)K的值。例如可以預(yù)先登錄成為圖2所示的旋轉(zhuǎn)速度與系數(shù)K的關(guān)系的近似式，基于該近似式根據(jù)檢測出的旋轉(zhuǎn)速度求出系數(shù)K0
[0039]在該第I實(shí)施方式中，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度修正旋轉(zhuǎn)量，基于修正后的旋轉(zhuǎn)量的累積量即總修正旋轉(zhuǎn)量判別軸承的壽命，所以考慮了對軸承的壽命造成影響的溫度因素來判別壽命。因此，能夠在更接近實(shí)際的壽命的時(shí)機(jī)，以高精度判別軸承的壽命。另外，在該第I實(shí)施方式中，機(jī)床的主軸的軸承與進(jìn)給軸的軸承相比大強(qiáng)度使用，所以只對主軸的軸承進(jìn)行壽命判別，但對于其他的進(jìn)給軸的軸承也能夠適用。并且，對于支撐機(jī)床以外的機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸的軸承，也可以與該第I實(shí)施方式相同地判定其軸承的壽命。
[0040]〈第2實(shí)施方式>
[0041]第2實(shí)施方式對機(jī)械裝置內(nèi)的所有軸承、或者選擇的多個(gè)軸承的壽命進(jìn)行判定。在該第2實(shí)施方式中，機(jī)械裝置也是機(jī)床，其控制裝置也是如圖1所示的數(shù)值控制裝置。另夕卜，機(jī)床具有作為旋轉(zhuǎn)軸的主軸和X軸、Y軸、Z軸的進(jìn)給軸，合計(jì)4個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。通過經(jīng)由主軸控制電路27、主軸放大器28被驅(qū)動(dòng)的主軸電動(dòng)機(jī)32來驅(qū)動(dòng)主軸。另外，通過經(jīng)由各個(gè)軸控制電路、伺服放大器被驅(qū)動(dòng)的各伺服電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)X軸、Y軸、Z軸的進(jìn)給軸。
[0042]如第I實(shí)施方式所說明的那樣，主軸控制電路27接收來自CPU20的主軸旋轉(zhuǎn)指令速度，對主軸電動(dòng)機(jī)32的速度進(jìn)行反饋控制使其與該主軸旋轉(zhuǎn)指令速度一致。另外，X軸、Y軸、Z軸的進(jìn)給軸的各軸控制電路24接收來自CPU20的速度指令，進(jìn)行速度反饋控制使其與該速度指令的速度一致，經(jīng)由各個(gè)伺服放大器驅(qū)動(dòng)各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)31，控制各個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。
[0043]在第2實(shí)施方式中，選擇主軸和X軸、Y軸、Z軸的進(jìn)給軸，合計(jì)4個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的軸承作為要判定壽命而選擇的軸承。
[0044]與第I實(shí)施方式相同，在存儲器21中設(shè)定圖2所示那樣的對將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度，也就是轉(zhuǎn)速的范圍進(jìn)行劃分后的多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域，表示對軸承的壽命造成影響的權(quán)重的系數(shù)K。與第I實(shí)施方式相同，也可以預(yù)先設(shè)定能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算的計(jì)算式，根據(jù)該計(jì)算式求出系數(shù)K的值。另外，對各進(jìn)給軸X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行反饋控制，與通過各軸電動(dòng)機(jī)向各軸電動(dòng)機(jī)指令的指令速度一致，因此通過檢測對各軸電動(dòng)機(jī)的指令速度，檢測各進(jìn)給軸即旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。另外，對于主軸，與第I實(shí)施方式相同，通過檢測對主軸電動(dòng)機(jī)的指令速度來檢測主軸的旋轉(zhuǎn)速度。
[0045]圖4是存儲在存儲器21中的構(gòu)成第2實(shí)施方式的軸承的壽命判定裝置的單元的軟件的動(dòng)作處理流程圖。
[0046]當(dāng)輸入了機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU20按照預(yù)定時(shí)間間隔即預(yù)定周期At，執(zhí)行該圖4所示的處理。
[0047]首先，讀取從CPU20向主軸控制電路及各軸控制電路輸出的指令速度Vl?V4 (步驟bl)，將各指令速度Vl?V4乘以預(yù)定周期At求出該周期期間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)量NI?N4 (步驟b2)。該旋轉(zhuǎn)量是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)量,是通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量。
[0048]NI = VlX At、N2 = V2X At、N3 = V3X At、N4 = V4X At
[0049]然后，根據(jù)登錄了系數(shù)K的值的數(shù)據(jù)，對每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸求出針對包含對各電動(dòng)機(jī)即各旋轉(zhuǎn)軸的指令速度，也就是指令轉(zhuǎn)速的區(qū)域的系數(shù)的值Kl?K4 (步驟b3)。
[0050]將步驟b2中求出的各旋轉(zhuǎn)軸即各電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)量NI?N4乘以求出的每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的系數(shù)Kl?K4，來求出修正后的壽命判定用的修正旋轉(zhuǎn)量NEl?NE4(步驟b4)。
[0051]NEl = N1XKUNE2 = N2XK2、NE3 = N3XK3、NE4 = N4XK4、
[0052]對存儲器21的非易失性存儲器中存儲的各旋轉(zhuǎn)軸即各軸承的壽命判定用的累積修正旋轉(zhuǎn)量TNl?TM分別相加求出的該周期內(nèi)的修正旋轉(zhuǎn)量NEl?NE4，更新累積修正旋轉(zhuǎn)量TNl?TM (步驟b5)。
[0053]TNl — TN1+NE1、TN2 — TN2+NE2、
[0054]TN3 — TN3+NE3、TN4 — TN4+NE4、
[0055]然后，判斷對每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸求出的累積修正旋轉(zhuǎn)量TNl?TM，也就是換算為以基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度下的一周旋轉(zhuǎn)為單位的旋轉(zhuǎn)的量的到該時(shí)間點(diǎn)為止的總旋轉(zhuǎn)量在步驟b5中是否超過了預(yù)先設(shè)定的壽命極限值TLim(步驟b6)。
[0056]如果沒有超過壽命極限值TLim的軸承，則結(jié)束該周期的處理。如果有超過壽命極限值TLim的軸承，則在顯示裝置/手動(dòng)輸入單元中顯示這個(gè)超過了壽命極限值TLim的支撐旋轉(zhuǎn)軸的軸承已經(jīng)達(dá)到壽命極限(步驟b7)。
[0057]以下，對每個(gè)預(yù)定周期執(zhí)行上述的步驟bl?b7的處理。
[0058]在對顯示已達(dá)到壽命極限的軸承進(jìn)行維護(hù)，更換為新的軸承時(shí)，將存儲在存儲器21中的針對該旋轉(zhuǎn)軸即軸承的累積修正旋轉(zhuǎn)量TN重置為“O”。
[0059]在這個(gè)第2實(shí)施方式中，使軸承的種類和質(zhì)量全部相同，壽命極限值TLim為通用的，而在軸承的種類和質(zhì)量不同的情況下，對每個(gè)軸承軸設(shè)定壽命極限值TLim，在步驟6的比較中，與對自身設(shè)定的壽命極限值TLim進(jìn)行比較。另外，在由于軸承的不同，對于壽命的溫度因素的特性不同時(shí)，對每個(gè)軸承設(shè)定系數(shù)K即可。
[0060]在上述第1、第2實(shí)施方式中，根據(jù)對驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸的電動(dòng)機(jī)的速度指令檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度，因?yàn)榉答侂妱?dòng)機(jī)速度，因此還可以根據(jù)這個(gè)速度反饋信號感知電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，由此檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。換句話說，也可以根據(jù)來自安裝在各軸伺服電動(dòng)機(jī)31中的位置、速度檢測器的反饋信號、來自安裝在主軸電動(dòng)機(jī)中的位置編碼器的反饋信號來檢測各電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度即旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。并且，在電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度不同的情況下，還包含從電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度向旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度的換算地設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸即軸承的系數(shù)K的值，使用對該旋轉(zhuǎn)軸設(shè)定的系數(shù)K即可。
[0061]另外，上述的各實(shí)施方式是應(yīng)用于機(jī)床的例子，但除了機(jī)床以外，也能夠應(yīng)用于機(jī)器人等控制電動(dòng)機(jī)的速度的機(jī)械。
[0062]并且，對于通過不進(jìn)行速度控制的電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸等旋轉(zhuǎn)軸的速度不明的機(jī)械，安裝檢測該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度的檢測器，檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)即可。
【權(quán)利要求】
1.一種軸承壽命判定裝置，其判定支撐機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸的軸承的壽命，其特征在于，具備: 存儲單元，其存儲與所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的系數(shù)的數(shù)據(jù)或者根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算系數(shù)的計(jì)算式； 旋轉(zhuǎn)速度檢測單元，其按照預(yù)定的時(shí)間間隔檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度； 旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其根據(jù)讀取的旋轉(zhuǎn)速度和所述時(shí)間間隔計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量；修正旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其根據(jù)在所述存儲單元中存儲的數(shù)據(jù)或計(jì)算式求出與所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單元檢測出的所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的所述系數(shù)，將旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元求出的旋轉(zhuǎn)量乘以該系數(shù)，來計(jì)算用于判定壽命的修正旋轉(zhuǎn)量； 修正旋轉(zhuǎn)量累積單元，其對計(jì)算出的修正旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行累積，求出累積修正旋轉(zhuǎn)量；以及 判定單元，其在該累積修正旋轉(zhuǎn)量超過預(yù)定的值時(shí)判定為所述軸承達(dá)到壽命。
2.一種軸承壽命判定裝置，其判定支撐機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸的軸承的壽命，其特征在于，具備: 存儲單元，其存儲與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的系數(shù)的數(shù)據(jù)或者根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算系數(shù)的計(jì)算式； 旋轉(zhuǎn)速度檢測單元，其按照預(yù)定的時(shí)間間隔檢測多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度； 旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其根據(jù)檢測到的旋轉(zhuǎn)速度和所述時(shí)間間隔計(jì)算各旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量；修正旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元，其針對每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度檢測單元檢測出的旋轉(zhuǎn)速度，從所述存儲單元求出系數(shù)，將所述旋轉(zhuǎn)量計(jì)算單元求出的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量乘以該系數(shù)，來計(jì)算用于判定壽命的修正旋轉(zhuǎn)量； 修正旋轉(zhuǎn)量累積單元，其針對每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸對計(jì)算出的修正旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行累積，求出每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的累積修正旋轉(zhuǎn)量；以及 判定單元，其對于該累積修正旋轉(zhuǎn)量超過預(yù)定的值的旋轉(zhuǎn)軸的軸承判定達(dá)到壽命。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承壽命判定裝置，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸由被速度控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單元根據(jù)對所述電動(dòng)機(jī)的指令速度或者速度反饋信號來檢測所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸承壽命判定裝置，其特征在于，所述機(jī)械為機(jī)床。
【文檔編號】G01M13/04GK104374571SQ201410403845
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】桝谷道 申請人:發(fā)那科株式會社