JP2510277B2 - Defect diagnosis device for servo type moving device - Google Patents
Defect diagnosis device for servo type moving deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、サーボ制御によって平行移動や回転移動
を行うサーボ式移動装置の不具合を診断する装置に関す
るものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for diagnosing a malfunction of a servo type moving device that performs parallel movement or rotational movement by servo control.
（従来の技術） サーボ式移動装置としては、例えば、第９図に示す如
き、NC研削盤の砥石送り装置やワーク搬送ロボットがあ
る。(Prior Art) As a servo type moving device, for example, as shown in FIG. 9, there is a grindstone feeding device of an NC grinder or a work transfer robot.
図中符号１で示す砥石送り装置は、移動機構としての
軸線方向送り機構２およびそれを駆動するDCサーボモー
タ３と、これも移動機構としての半径方向送り機構４お
よびそれを駆動するDCサーボモータ５とを具えてなり、
ここで、軸線方向送り機構２は、NC研削盤の、図示しな
い主軸駆動モータにより駆動される主軸６の軸線ひいて
は、その主軸６の端部に設けられたチャック７に把持さ
れたワーク８の、前記主軸６の軸線に整列する軸線と平
行な方向への往復台９の平行移動（図中矢印Ａで示す）
を案内する通常の案内構造10と、主軸６の軸線と平行に
枢支されかつ一端部をサーボモータ３の出力軸に歯車を
介し駆動結合されたボールねじ軸11および、そのボール
ねじ軸11に螺合しかつ往復台９に固定されたボールナッ
ト12からなり、サーボモータ３の作動に基づくボールね
じ軸11の回転により往復台９を主軸６の軸線と平行な方
向へ移動させる駆動機構13とからなる。The grindstone feeding device indicated by reference numeral 1 in the drawing includes an axial feed mechanism 2 as a moving mechanism and a DC servo motor 3 for driving the same, a radial feed mechanism 4 also as a moving mechanism, and a DC servo motor for driving the radial feed mechanism 4. 5 and
Here, the axial feed mechanism 2 is the NC grinder's axis line of the spindle 6 driven by a spindle drive motor (not shown), and hence the workpiece 8 gripped by a chuck 7 provided at the end of the spindle 6. Translation of the carriage 9 in the direction parallel to the axis lined up with the axis line of the main shaft 6 (indicated by arrow A in the figure)
A normal guide structure 10 for guiding a ball screw shaft 11, a ball screw shaft 11 pivotally supported parallel to the axis of the main shaft 6 and one end of which is drive-coupled to the output shaft of the servomotor 3 via a gear, and the ball screw shaft 11 A drive mechanism 13 that is composed of a ball nut 12 that is screwed and fixed to the carriage 9, and that moves the carriage 9 in a direction parallel to the axis of the main shaft 6 by the rotation of the ball screw shaft 11 based on the operation of the servomotor 3. Consists of.
またここで、半径方向送り機構４は、砥石駆動モータ
14ひいては、そのモータの出力軸に取付けられた円盤状
の砥石15を支持する砥石台16の、主軸６の軸線と直角で
かつオフセットした方向への平行移動（図中矢印Ｂで示
す）を案内する通常の案内構造17と、その案内構造17の
案内方向と平行に往復台９に枢支されかつ一端部を、こ
れも往復台９に固定されたサーボモータ５の出力軸に歯
車を介し駆動結合されたボールねじ軸18および、そのボ
ールねじ軸18に螺合し、かつ砥石台16に固定されたボー
ルナット19からなり、サーボモータ５の作動に基づくボ
ールねじ軸18の回転により、砥石15を主軸６の軸線と直
角な方向へ移動させる駆動機構20とからなる。Further, here, the radial feed mechanism 4 is a grindstone drive motor.
14 In turn, guide the parallel movement (indicated by the arrow B in the figure) of the grinding wheel base 16 supporting the disk-shaped grinding wheel 15 attached to the output shaft of the motor in the direction perpendicular to the axis of the spindle 6 and offset. A normal guide structure 17 and a drive structure which is pivotally supported by the carriage 9 in parallel with the guide direction of the guide structure 17 and which has one end driven by an output shaft of the servomotor 5 also fixed to the carriage 9 via a gear. The ball screw shaft 18 coupled to the ball screw shaft 18 and a ball nut 19 screwed onto the ball screw shaft 18 and fixed to the grindstone base 16 rotate the ball screw shaft 18 based on the operation of the servomotor 5. And a drive mechanism 20 for moving the main shaft 6 in a direction perpendicular to the axis of the main shaft 6.
この一方、図中符号21で示すワーク搬送ロボットは、
基台22上に回転台23を枢支する図示しない支持構造と、
図示しないサーボモータにより駆動されて回転台23を回
転させるこれも図示しない駆動機構とを具えるととも
に、回転台23上に設けられ、その回転台23に対し進退移
動し得るアーム24と、そのアーム24の先端部に設けら
れ、ワーク８を把持および開放し得るハンド25とを具え
てなり、前記サーボモータの作動に基づく回転台23の回
転移動（図中矢印Ｃで示す）により、ワーク８を、図示
の装着位置と、NC研削盤の外部の図示しない搬入出位置
との間で搬送することができる。On the other hand, the work transfer robot indicated by reference numeral 21 in the drawing is
A support structure (not shown) for pivotally supporting the rotary table 23 on the base 22,
An arm 24 that is provided on the rotary table 23 and that can be moved forward and backward with respect to the rotary table 23, and an arm that includes a drive mechanism that also rotates the rotary table 23 driven by a servo motor (not shown) And a hand 25 that is provided at the tip of 24 and is capable of gripping and releasing the work 8. The work 8 is moved by the rotational movement of the rotary table 23 (indicated by arrow C in the figure) based on the operation of the servomotor. It is possible to carry between the mounting position shown in the drawing and a loading / unloading position (not shown) outside the NC grinding machine.
また、ここにおけるNC研削盤は、心押台26と、その心
押台26全体を進退移動させる図示しないサーボ式の心押
台セット装置とを具え、その心押台セット装置は、心押
台26の、主軸６の軸線方向と平行な方向への平行移動
（図中矢印Ｄで示す）を案内する案内構造と、移動機構
13,20と同様の構成によりサーボモータの作動に基づき
押台26を図示の待機位置とワーク８の長さに応じた前進
位置との間で前記案内構造の案内方向へ進退移動させる
移動機構とからなる。そして心押台26は、ワーク８の、
チャック７により把持される側と対抗する側の端面の中
心孔に嵌まり合ってワーク８を枢支するセンタ27と、そ
のセンタ27をワーク８へ向けて押圧するエアシリンダ28
とを具えてなる。Further, the NC grinder here includes a tailstock 26 and a servo-type tailstock setting device (not shown) for moving the tailstock 26 as a whole forward and backward. The tailstock setting device is a tailstock setting device. Guide structure for guiding parallel movement of 26 (indicated by arrow D in the figure) in a direction parallel to the axial direction of the spindle 6, and a moving mechanism.
And a moving mechanism for moving the push table 26 forward and backward in the guide direction of the guide structure between the standby position shown in the figure and the forward position corresponding to the length of the work 8 based on the operation of the servo motor by the same configuration as 13,20. Consists of. The tailstock 26 of the work 8 is
A center 27 that fits in the center hole of the end surface on the side opposite to the side gripped by the chuck 7 and pivotally supports the work 8, and an air cylinder 28 that presses the center 27 toward the work 8.
With
さらに、ここにおけるNC研削盤は、マイクロコンピュ
ータを内蔵するNC制御装置29を具え、この制御装置29
は、先に述べたサーボモータ3,5や心押台26の移動機構
を駆動するサーボモータ、ワーク搬送ロボット21の回転
台23を駆動するサーボモータ等のサーボモータを、それ
らのモータが内蔵するエンコーダからの信号をフイード
バックしながらサーボ制御するとともに、主軸６を駆動
する主軸駆動モータや砥石15を駆動する砥石駆動モータ
14、さらにはチャック７や心押台26のエアシリンダ28の
作動を制御する。Furthermore, the NC grinder here has an NC controller 29 with a built-in microcomputer.
Include the servomotors such as the servomotors 3 and 5 and the servomotors that drive the moving mechanism of the tailstock 26 and the servomotors that drive the rotary table 23 of the work transfer robot 21 described above. The spindle drive motor that drives the spindle 6 and the grindstone drive motor that drives the grindstone 15 while performing servo control while feeding back the signal from the encoder.
14, and further controls the operation of the air cylinder 28 of the chuck 7 and tailstock 26.
従ってこのNC研削盤は、ワーク搬送ロボット21により
ワーク８を搬入出位置からチャック７への装着位置へ搬
送した後、そのワーク８の一端部をチャック７で把持す
る一方、心押台セット装置により心押台26を待機位置か
ら前進位置へ移動させ、さらにエアシリンダ28を作動さ
せてセンタ27をワーク８の他端部の端面の中心孔に嵌合
させ、しかる後、砥石駆動モータ14で砥石15を回転させ
るとともに主軸駆動モータで主軸６ひいてはワーク８を
回転させながら、軸線方向送り機構２および半径方向送
り機構４により砥石15をワーク８の軸線方向および半径
方向へ所定量移動させて、砥石15によりワーク８の外周
面に研削を施し、その研削が終了したら、心押台26を待
機位置に戻す一方、砥石15およびワーク８の回転を停止
させ、その後チャック７にワーク８を解放させて、ワー
ク搬送ロボット21によりワーク８を上記装着位置から搬
入出位置まで搬送するという自動研削作業を行うことが
できる。Therefore, in this NC grinder, after the work 8 is transferred from the loading / unloading position to the chuck 7 mounting position by the work transfer robot 21, one end of the work 8 is gripped by the chuck 7 while the tailstock setting device is used. The tailstock 26 is moved from the standby position to the forward position, and further the air cylinder 28 is operated to fit the center 27 into the center hole of the end face of the other end of the work 8, and then the grindstone drive motor 14 is used to grind the grindstone. While rotating 15 and rotating the spindle 6 and then the work 8 by the spindle drive motor, the grindstone 15 is moved in the axial direction and the radial direction of the work 8 by a predetermined amount by the axial feed mechanism 2 and the radial feed mechanism 4. The outer peripheral surface of the work 8 is ground by means of 15, and when the grinding is completed, the tailstock 26 is returned to the standby position, while the rotation of the grindstone 15 and the work 8 is stopped, and then the chuck 7 is rotated. It is possible to perform an automatic grinding operation in which the workpiece 8 is released and the workpiece transport robot 21 transports the workpiece 8 from the mounting position to the loading / unloading position.
ところで、上述したサーボ式移動装置の、例えば軸線
方向送り機構２およびサーボモータ３の不具合を診断す
る場合、従来は、第９図に示すように、サーボモータ３
への供給電流を検出するクランプ式電流計30と、その電
流計30が検出した供給電流を記録紙上に波形として描い
て出力するペンオシログラフ31とを用い、サーボモータ
３への連続的な給電により往復台９をその移動可能範囲
の両端の間で連続的に移動させて、その移動の間の、サ
ーボモータ３への供給電流の変化を第10図に示すように
記録紙上に出力させて、その電流が不自然に変化した際
の往復台９の位置等から、例えば、電流が一時的に増加
している場合はその増加している位置でボールねじや案
内構造に迫り合いが生じてモータの負荷が大きくなって
いるというように不具合を判定するという方法が採られ
ていた。By the way, in the case of diagnosing a malfunction of, for example, the axial feed mechanism 2 and the servo motor 3 of the above-mentioned servo type moving device, conventionally, as shown in FIG.
Clamp type ammeter 30 that detects the supply current to the servomotor 3 and a pen oscillograph 31 that draws and outputs the supply current detected by the ammeter 30 as a waveform on the recording paper. The carriage 9 is continuously moved between the two ends of its movable range by means of, and the change in the current supplied to the servomotor 3 during the movement is output on the recording paper as shown in FIG. From the position of the carriage 9 when the current changes unnaturally, for example, when the current is temporarily increased, the ball screw or the guide structure is squeezed at the increased position. A method has been adopted in which a defect is determined such that the load on the motor is large.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる従来の診断方法にあっては、往
復台９等の移動部分を連続的に移動させて、その移動の
間の電流変化から不具合を判定するので、移動部分の移
動は慣性を伴うことから、モータの負荷がそれ程大きく
ならない程度の迫り合いや微欠陥は発見が困難であると
いう問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional diagnosis method, a moving part such as the carriage 9 is continuously moved, and a defect is determined from a current change during the movement. Since the movement of the moving portion is accompanied by inertia, there is a problem that it is difficult to find the imperfections and minute defects to the extent that the load on the motor does not become so large.
この発明は、サーボ式移動装置に特有のサーボロック
の際の保持電流が、モータの負荷に応じて変化し、しか
も移動部分の慣性の影響をほとんど受けない点に着目し
て、上述の課題を有利に解決した装置を提供するもので
ある。The present invention addresses the above-mentioned problems by focusing on the fact that the holding current at the time of servo lock peculiar to the servo type moving device changes according to the load of the motor and is hardly affected by the inertia of the moving portion. An advantageous solution is provided.
（課題を解決するための手段） この発明の診断装置は、第１図にその概念を示す如
く、移動機構と、前記移動機構を駆動するサーボモータ
と、前記サーボモータへの給電量を前記移動機構の作動
量に応じて制御するサーボコントローラとを具えるサー
ボ式移動装置において、 前記サーボモータへ供給した電流を検出する電流検出手
段と、 前記サーボモータが、前記移動機構を短時間駆動した後
制動および位置決め保持するインチング動作を繰返し行
うように、前記サーボコントローラにインチング命令を
与えるインチング命令出力手段と、 前記インチング命令に基づき、前記検出した電流から前
記位置決め保持中の保持電流を抽出する保持電流抽出手
段と、 前記繰返しインチング動作中の保持電流の状態に基づ
き、前記サーボモータ及び移動機構の少なくとも一方の
不具合を判定する不具合判定手段と、を具えることを特
徴とするものである。(Means for Solving the Problem) As shown in the concept of the diagnostic apparatus of the present invention, a moving mechanism, a servo motor for driving the moving mechanism, and a power supply amount to the servo motor are moved. In a servo-type moving device including a servo controller that controls according to an operation amount of a mechanism, a current detecting unit that detects a current supplied to the servo motor, and the servo motor after driving the moving mechanism for a short time. Inching command output means for giving an inching command to the servo controller so as to repeat the inching operation for braking and positioning and holding current for extracting the holding current during the positioning and holding from the detected current based on the inching command. Extracting means, based on the state of the holding current during the repetitive inching operation, the servomotor and And defect determining means for determining at least one defect of the dynamic mechanism, is characterized in that it comprises a.
（作 用） かかる不具合診断装置にあっては、インチング命令出
力手段がサーボコントローラに、サーボモータが移動機
構を短時間駆動した後制動および位置決め保持するイン
チング動作を繰返し行うようにインチング命令を与え、
そのインチング動作の間に、電流検出手段が、サーボモ
ータへ供給した電流を検出し、保持電流抽出手段が、前
記インチング命令に基づくタイミングで、その検出電流
から、位置決め保持すなわちサーボロック中の保持電流
を抽出し、そして不具合判定手段が、その保持電流の状
態に基づきサーボモータや移動機構の不具合を判定す
る。(Operation) In such a failure diagnosis device, the inching command output means gives the servo controller an inching command to repeatedly perform an inching operation of braking and positioning after the servo motor drives the moving mechanism for a short time.
During the inching operation, the current detection means detects the current supplied to the servo motor, and the holding current extraction means uses the detected current at the timing based on the inching command to perform positioning holding, that is, holding current during servo lock. Then, the failure determining means determines the failure of the servo motor or the moving mechanism based on the state of the holding current.
従ってこの装置によれば、モータの負荷に応じて変化
し、しかも移動部分の慣性の影響をほとんど受けない保
持電流に基づいて不具合の判定を行うので、モータの負
荷がそれ程大きくならない程度の迫り合いや微欠陥を容
易に発見することができる。Therefore, according to this device, the failure is determined based on the holding current that changes according to the load of the motor and is hardly affected by the inertia of the moving part, so that the load of the motor does not increase so much. And small defects can be easily found.
（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
第２図は、この発明のサーボ式移動装置の不具合診断
装置を第９図に示すNC研削盤の診断に用いた一実施例を
一部機能ブロックにて示すブロック線図であり、図中第
９図に示すと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。FIG. 2 is a block diagram showing, in a partial functional block, an embodiment in which the fault diagnosis device for a servo type moving device of the present invention is used for diagnosis of the NC grinder shown in FIG. 9. The same parts as those shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.
すなわち、図中29はサーボコントローラとしての通常
のNC制御装置を示し、このNC制御装置29は、サーボ式移
動装置としての砥石送り装置１のDCサーボモータ３およ
び５の作動を制御して軸線方向送り機構２および半径方
向送り機構４を適宜に作動させる他、先に述べたよう
に、NC研削盤の他の作動部分の作動も制御してワークの
自動研削を行わしめる。That is, in the figure, 29 indicates a normal NC control device as a servo controller, and this NC control device 29 controls the operation of the DC servo motors 3 and 5 of the grindstone feeding device 1 as a servo type moving device to control the axial direction. In addition to appropriately operating the feed mechanism 2 and the radial feed mechanism 4, as described above, the operation of other operating parts of the NC grinder is also controlled to perform automatic grinding of the work.
ここでは、その砥石送り装置１の不具合を診断するた
め、NC制御装置29がサーボモータ3,5へ供給する電流の
大きさを検出する電流計30と、不具合診断を行うマイク
ロコンピュータ40と、判定結果を表示する判定結果表示
装置45とを設ける。Here, in order to diagnose the trouble of the grindstone feeding device 1, an ammeter 30 for detecting the magnitude of the current supplied to the servomotors 3, 5 by the NC control device 29, a microcomputer 40 for performing the trouble diagnosis, and a judgment A judgment result display device 45 for displaying the result is provided.
ここにおける電流計30は、従来の診断で用いたクラン
プ式の電流計でも良く、またNC制御装置29とサーボモー
タ3,5とを接続する配線に介装するものでも良い。The ammeter 30 here may be a clamp type ammeter used in the conventional diagnosis, or may be interposed in the wiring connecting the NC control device 29 and the servomotors 3 and 5.
また、判定結果表示装置45は、ランプの点灯によって
不具合箇所および内容を表示するものでも良く、画像表
示によってそれらを表示するものでも良い。Further, the determination result display device 45 may display the defective portion and contents by lighting a lamp, or may display them by an image display.
そして、マイクロコンピュータ40は、中央処理ユニッ
ト（CPU）、メモリ、インタフェース等を具える通常の
もので良く、ここでは機能的に、インチング命令出力部
41と、起動および制動電流除去部42と、判定基準設定部
43と、不具合判定部44とを具えてなる。The microcomputer 40 may be an ordinary one including a central processing unit (CPU), a memory, an interface, etc. Here, the inching command output unit is functionally provided.
41, start-up / braking current removing unit 42, and judgment reference setting unit
It comprises 43 and a defect determining section 44.
すなわち、マイクロコンピュータ40は、第３図（ａ）
に示す処理プログラムに従って不具合診断を行う。以
下、このプラグラムをサーボモータ３および軸線方向送
り機構２の不具合診断の場合について説明する。That is, the microcomputer 40 is shown in FIG.
Fault diagnosis is performed according to the processing program shown in. Hereinafter, this program will be described in the case of a failure diagnosis of the servo motor 3 and the axial feed mechanism 2.
図中ステップ101では、電流計30による電流検出を開
始して、以後ステップ108までの間電流検出を継続し、
ステップ102では、インチング命令をNC制御装置29へ与
える。In step 101 in the figure, the current detection by the ammeter 30 is started, and thereafter the current detection is continued until step 108,
In step 102, an inching command is given to the NC control device 29.
このインチング命令により、NC制御装置29は第３図
（ｂ）に示す如き処理プログラムを実行する。この処理
プログラムは、先ずステップ111で、サーボモータ３を
起動して、移動部分としての往復台９を所定方向へ移動
させ、次のステップ112で、サーボモータ３を制動し
て、往復台９を、短い所定距離、例えば、ボールねじ軸
11のねじピッチに応じた２〜5mm移動した所で停止さ
せ、続くステップ113で、サーボモータ３に適宜保持電
流を与えて、いわゆるサーボロックにより、往復台９を
その停止位置に位置決め保持し、その保持開始直後に保
持信号を出力するというものであり、かかるプログラム
の実行により、NC制御装置29は、往復台９のインチング
送り（短距離移動）を行った後、その停止位置に往復台
９を位置決め保持して、保持信号を出力する。By this inching command, the NC control device 29 executes a processing program as shown in FIG. 3 (b). In this processing program, first, in step 111, the servo motor 3 is activated to move the carriage 9 as a moving part in a predetermined direction, and in the next step 112, the servo motor 3 is braked to move the carriage 9 in place. , Short predetermined distance, eg ball screw shaft
It is stopped at a position moved by 2 to 5 mm according to the screw pitch of 11, and in the subsequent step 113, a holding current is appropriately applied to the servo motor 3 to position and hold the carriage 9 at the stop position by so-called servo lock. The holding signal is output immediately after the start of holding, and by executing such a program, the NC control device 29 performs inching feed (short-distance movement) of the carriage 9 and then moves the carriage 9 to the stop position. Is held and positioned, and a hold signal is output.
一方、マイクロコンピュータ40は、ステップ102でイ
ンチング命令を出力した後、ステップ103で、保持信号
を待機し、NC制御装置29から上記保持信号が出力された
ら、ステップ104で、サーボモータ３へ供給中の電流値
を電流計30から取込むことにて、保持電流を抽出する。On the other hand, the microcomputer 40 outputs the inching command in step 102, waits for the holding signal in step 103, and when the holding signal is output from the NC control device 29, in step 104, supplying the servo signal to the servo motor 3. The holding current is extracted by fetching the current value of (3) from the ammeter 30.
続くステップ105では、上記抽出した保持電流が最大
許容値以下か否かを判断し、最大許容値を越えていなけ
ればステップ106へ進んで現在の保持位置及びその保持
電流を記憶した後ステップ107へ進むが、最大許容値を
越えていれば、サーボモータ３の損傷防止のためNC制御
装置29に保持の解除を指示した後、ステップ106,107を
スキップしてステップ108へ進む。In the following step 105, it is judged whether or not the extracted holding current is less than or equal to the maximum allowable value, and if it does not exceed the maximum allowable value, the process proceeds to step 106 and the current holding position and its holding current are stored, and then to step 107. If the maximum allowable value is exceeded, the NC controller 29 is instructed to release the holding to prevent damage to the servomotor 3, and then steps 106 and 107 are skipped and step 108 is proceeded to.
ステップ107では、移動機構である軸線方向送り機構
２の全ストロークについて、往復台９が一旦所定方向へ
移動し終った後逆方向へ移動して、往復移動が終了した
か否かを判断し、終了していなければステップ102へ戻
ってインチング送りを繰返す一方、終了していればステ
ップ108へ進んで電流計30による電流検出を終了する。In step 107, for all strokes of the axial feed mechanism 2 which is a moving mechanism, it is determined whether or not the carriage 9 has once moved in the predetermined direction and then moved in the opposite direction to end the reciprocating movement. If not completed, the process returns to step 102 to repeat the inching feed, while if completed, the process proceeds to step 108 to complete the current detection by the ammeter 30.
これらステップ101〜108により、軸線方向送り機構２
の全ストロークについて、第９図に矢印a1,a2で示す如
く往復台９のインチング送りが行われ、この間、サーボ
モータ３には、第４図（ａ）およびその一部を拡大した
同図（ｂ）に示す如き電流が供給される。ここで、図中
符号a1,a2の範囲は第９図に示す矢印a1,a2の方向への移
動を示し、また符号Ｉで示す範囲は一回のインチング送
りに対応するものであり、この一回のインチング送りに
よって、p1で示す起動電流と、p2で示す制動電流と、p3
で示す保持電流とが順次に供給され、これらのうちの保
持電流p3のみが抽出されて記憶される。By these steps 101 to 108, the axial feed mechanism 2
For all the strokes, the inching feed of the carriage 9 is performed as shown by the arrows a 1 and a 2 in FIG. 9, and during this time, the servo motor 3 is enlarged in FIG. An electric current as shown in FIG. Here, the ranges indicated by the symbols a 1 and a 2 in the drawing indicate movement in the directions of the arrows a 1 and a 2 shown in FIG. 9, and the range indicated by the symbol I corresponds to one inching feed. Yes, by this single inching feed, the starting current indicated by p 1 , the braking current indicated by p 2 and p 3
And the holding current shown by are sequentially supplied, and only the holding current p 3 of these is extracted and stored.
しかして、その後のステップ109では、インチング送
りによる保持位置の移動に伴う上記保持電流の変化傾向
から、後述の如くしてサーボモータ３および軸線方向送
り機構２の不具合の有無および内容を判定し、続くステ
ップ110では、その判定結果を判定結果表示装置45に与
えて表示させる。Then, in step 109 thereafter, the presence or absence and the content of the malfunction of the servo motor 3 and the axial feed mechanism 2 are determined from the change tendency of the holding current with the movement of the holding position by inching feeding, as described later. In the following step 110, the judgment result is given to the judgment result display device 45 and displayed.
コンピュータ40は、さらに上述したステップ101〜110
の不具合診断およびステップ111〜113のインチング送り
をサーボモータ５および半径方向送り機構４についても
行って、その判定結果を判定結果表示装置45に表示させ
る。The computer 40 uses the steps 101-110 described above.
The fault diagnosis and the inching feed in steps 111 to 113 are also performed for the servo motor 5 and the radial feed mechanism 4, and the determination result is displayed on the determination result display device 45.
ここで、上記ステップ109での不具合判定の方法につ
いて詳述する。第５図（ａ）は、半径方向送り機構４に
ついて第９図に矢印b1,b2で示す如く下降および上昇方
向へのインチング送りを行わせた場合の、サーボモータ
５への供給電流の変化状態を、ボールねじ軸18が一部劣
化し、損傷している状態で計測した結果を示し、一方第
５図（ｂ）は、その劣化したボールねじ軸18を新しいも
のに交換した後、同様にして計測した結果を示してお
り、これらの図から明らかなように、ボールねじ軸の劣
化し損傷している部分に対応する範囲Ｅでは、ボールの
引掛り等の影響でモータの負荷が増加し、この結果保持
電流が他の正常な部分よりも高く表れている。従って、
インチング送りによる保持位置の移動に伴い、保持電流
がある移動範囲で高くなっている場合には、その範囲に
対応するボールねじ軸の部分に劣化が生じていると判定
することができる。また、案内構造の案内面の劣化や迫
り合いの場合にも上記ボールねじ軸の場合と同様の保持
電流の上昇が生ずる。尚、第５図（ａ）のb2方向すなわ
ち砥石台16の上昇方向で特に変化が顕著であるのは、砥
石台16およびそこに取付けられた部材の自重の影響が加
わったためである。Here, the method of the defect determination in step 109 will be described in detail. FIG. 5 (a) shows the supply current to the servo motor 5 when the radial feed mechanism 4 performs inching feed in the descending and ascending directions as shown by arrows b 1 and b 2 in FIG. The change state is shown when the ball screw shaft 18 is partially deteriorated and damaged, while FIG. 5 (b) shows that the deteriorated ball screw shaft 18 is replaced with a new one. The same measurement results are shown, and as is clear from these figures, in the range E corresponding to the deteriorated and damaged portion of the ball screw shaft, the load of the motor is affected by the catching of the balls and the like. Increased, and as a result the holding current appears higher than in other normal parts. Therefore,
If the holding current is high in a certain movement range due to the movement of the holding position by inching feed, it can be determined that the ball screw shaft portion corresponding to that range is deteriorated. Further, when the guide surface of the guide structure is deteriorated or close to each other, the holding current is increased as in the case of the ball screw shaft. Incidentally, the reason why the change is particularly remarkable in the b 2 direction of FIG. 5A, that is, the rising direction of the grinding wheel head 16 is that the weight of the grinding wheel head 16 and the members attached thereto has an influence.
また第６図（ａ）は、軸線方向送り機構３について第
９図に矢印a1,a2で示す如くインチング送りを行わせた
場合の、サーボモータ３への供給電流の変化状態を、サ
ーボモータ３のブラシが異常摩耗している状態で計測し
た結果を示し、一方第６図（ｂ）は、そのブラシを新し
いものに交換した後、同様にして計測した結果を示して
おり、これらの図から明らかなように、ブラシの異常摩
耗の場合は数個所で保持電流が０となる。従って、イン
チング送りの結果保持電流が数ケ所で０となっていれ
ば、サーボモータのブラシの異常摩耗が生じていると判
定することができる。Further, FIG. 6 (a) shows the change state of the supply current to the servo motor 3 when the inching feed is performed on the axial feed mechanism 3 as shown by the arrows a 1 and a 2 in FIG. The result of measurement when the brush of the motor 3 is abnormally worn is shown, while FIG. 6 (b) shows the result of measurement after replacing the brush with a new one. As is clear from the figure, in the case of abnormal wear of the brush, the holding current becomes 0 at several places. Therefore, if the holding current is 0 at several places as a result of inching feed, it can be determined that abnormal wear of the brush of the servo motor has occurred.
さらに、第７図（ａ）は、半径方向送り機構４につい
て矢印b1,b2で示す如く下降および上昇方向へのインチ
ング送りを行わせた場合の、サーボモータ５への供給電
流の変化状態を、ボールねじ軸18の支持ベアリングが劣
化し損傷している状態で計測した結果を示し、一方第７
図（ｂ）は、その劣化したボールベアリングを新しいも
のに交換した後、同様にして計測した結果を示してお
り、これらの図から明らかなように、ボールベアリング
の劣化の場合は、劣化による負荷の増加、ひいては保持
電流の上昇が、保持位置の移動に伴い、一定の上昇範囲
で繰返し生ずる。従って、インチング送りによる保持位
置の移動に伴って保持電流が一定の変化量の範囲内で繰
返し変化した場合は、ボールねじ軸の支持ベアリングに
劣化が生じていると判定することができる。またサーボ
モータのベアリングの劣化の場合にも、上記ボールねじ
軸の支持ベアリングの場合と同様の保持電流の変化が生
ずる。Further, FIG. 7 (a) shows a change state of the supply current to the servo motor 5 when the radial feed mechanism 4 is subjected to inching feed in the descending and ascending directions as shown by arrows b 1 and b 2. Shows the result of measurement with the support bearing of the ball screw shaft 18 deteriorated and damaged.
Figure (b) shows the result of the same measurement after replacing the deteriorated ball bearing with a new one. As is clear from these figures, in the case of deterioration of the ball bearing, the load due to deterioration is shown. , And eventually the holding current rises repeatedly within a certain rising range as the holding position moves. Therefore, when the holding current repeatedly changes within the range of a constant change amount as the holding position moves due to inching feed, it can be determined that the support bearing of the ball screw shaft is deteriorated. In the case of deterioration of the bearing of the servo motor, the same change in holding current as in the case of the ball screw shaft support bearing occurs.
そして、第８図（ａ）は、軸線方向送り機構２につい
て矢印a1,a2で示す如くインチング送りを行わせた場合
の、サーボモータ３への供給電流の変化状態を、矢印a2
方向への移動途中で案内構造に切粉が噛込まれた場合に
ついて計測した結果を示し、一方、第８図（ｂ）は、そ
の切粉を除去した後、同様にして計測した結果を示して
おり、これらの図から明らかなように、切粉が噛込まれ
ている部分ではインチング送りによりモータの負荷が急
激に増加し、この結果保持電流も急激に上昇して、場合
によっては最大許容値を越える。従って、上記の如くイ
ンチング送りに伴って保持電流が急激に上昇した場合に
は、異物の噛込み等により過負荷になっていると判定す
ることができる。Then, Figure 8 (a) shows the case where to perform the inching feed as shown for axial feed mechanism 2 by the arrow a 1, a 2, a change state of the current supplied to the servo motor 3, the arrow a 2
Fig. 8 (b) shows the result of the same measurement after the chip was removed, while Fig. 8 (b) shows the result when the chip was caught in the guide structure during the movement in the direction. As is clear from these figures, the inching feed causes a sharp increase in the motor load in the area where chips are caught, and as a result, the holding current also rises abruptly. Exceeds the value. Therefore, when the holding current sharply rises as a result of the inching feed as described above, it can be determined that an overload is caused by foreign matter being caught.
上述の如く、インチング送りによる保持位置の移動に
伴う保持電流の変化状態はサーボモータおよび移動機構
の不具合内容と対応するので、あらかじめ変化状態と不
具合内容とを対応させた判定基準としてのテーブルをマ
イクロコンピュータ40に記憶させておくことにより、マ
イクロコンピュータ40は、そのテーブルを参照して、ス
テップ109での不具合内容の判定、さらには、ボールね
じ軸や案内構造の場合にその不具合位置の判定をも行う
ことができる。As described above, the change state of the holding current accompanying the movement of the holding position by inching feed corresponds to the content of the malfunction of the servo motor and the moving mechanism. By storing in the computer 40, the microcomputer 40 refers to the table and determines the content of the defect in step 109, and further, in the case of the ball screw shaft or the guide structure, also determines the defect position. It can be carried out.
従って、この実施例の装置によれば、サーボ式移動装
置にインチング送りおよび保持を繰返し行わせ、その間
の、モータの負荷に応じて変化し、しかも移動部分の慣
性の影響をほとんど受けない保持電流に基づいて不具合
の判定を行うので、モータの負荷がそれ程大きくならな
い程度の迫り合いや微欠陥を容易に発見することができ
る。Therefore, according to the device of this embodiment, the servo-type moving device is caused to repeatedly perform inching feed and holding, and during that time, the holding current changes according to the load of the motor and is hardly affected by the inertia of the moving part. Since the defect is determined on the basis of the above, it is possible to easily find the imperfections and the minute defects to the extent that the load on the motor does not become so large.
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の
例に限定されるものでなく、例えば、第９図に示すワー
ク搬送ロボット21の回転台23の支持構造や駆動機構等、
回転移動を行うサーボ式移動装置の不具合診断にも、上
記の例と同様にすることにて容易に適用することができ
る。Although the present invention has been described above based on the illustrated example, the present invention is not limited to the above-described example. For example, a support structure and a drive mechanism for the rotary table 23 of the work transfer robot 21 shown in FIG.
The same can be easily applied to the failure diagnosis of the servo type moving device that performs the rotational movement by making it similar to the above example.
（発明の効果） かくして、この発明の不具合診断装置によれば、モー
タの負荷に応じて変化し、しかも移動部分の慣性の影響
をほとんど受けない保持電流に基づいて不具合の判定を
行うので、モータの負荷がそれ程大きくならない程度の
迫り合いや微欠陥を容易に発見することができる。(Effects of the Invention) Thus, according to the malfunction diagnosis device of the present invention, since the malfunction is determined based on the holding current that changes according to the load of the motor and is hardly affected by the inertia of the moving part, It is possible to easily find the imperfections and minute defects that do not increase the load so much.
第１図はこの発明のサーボ式移動装置の不具合診断装置
を示す概念図、 第２図はこの発明の装置を第９図に示すNC研削盤の診断
に用いた一実施例を示すブロック線図、 第３図（ａ）および（ｂ）は上記診断装置およびNC制御
装置が不具合診断のために実行する処理プログラムを示
すフローチャート、 第４図乃至第８図はインチング送りを繰返し行った間に
サーボモータへ供給した電流の変化状態をそれぞれ示す
タイムチャート、 第９図はサーボ式移動装置の例としての、NC研削盤の砥
石送り装置及びワーク搬送ロボットを模式的に示す斜視
図、 第10図は従来の診断方法において連続送りを行った間に
サーボモータへ供給した電流の変化状態を示すタイムチ
ャートである。 １……砥石送り装置、２……軸線方向送り機構 3,5……サーボモータ、４……半径方向送り機構 21……ワーク搬送ロボット 29……NC制御装置、30……電流計 40……マイクロコンピュータFIG. 1 is a conceptual diagram showing a fault diagnosing device for a servo type moving device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment in which the device of the present invention is used for diagnosing an NC grinder shown in FIG. 3 (a) and 3 (b) are flowcharts showing a processing program executed by the above-mentioned diagnostic device and NC control device for diagnosing a fault, and FIGS. 4 to 8 are servos during repeated inching feed. Time charts showing changes in current supplied to the motor, FIG. 9 is a perspective view schematically showing a grindstone feeding device of an NC grinder and a work transfer robot as an example of a servo type moving device, and FIG. 8 is a time chart showing a change state of a current supplied to a servo motor during continuous feeding in a conventional diagnosis method. 1 …… Whetstone feeding device, 2 …… Axial direction feeding mechanism 3,5 …… Servo motor, 4 …… Radial direction feeding mechanism 21 …… Work transfer robot 29 …… NC controller, 30 …… Ammeter 40 …… Microcomputer
Claims (1)
するサーボモータ（3,5）と、前記サーボモータへの給
電量を前記移動機構の作動量に応じて制御するサーボコ
ントローラ（29）とを具えるサーボ式移動装置（１）に
おいて、 前記サーボモータへ供給した電流を検出する電流検出手
段（30）と、 前記サーボモータが、前記移動機構を短時間駆動した後
制動および位置決め保持するインチング動作を繰返し行
うように、前記サーボコントローラにインチング命令を
与えるインチング命令出力手段（41）と、 前記インチング命令に基づき、前記検出した電流から前
記位置決め保持中の保持電流を抽出する保持電流抽出手
段（42）と、 前記繰返しインチング動作中の保持電流の状態に基づ
き、前記サーボモータ及び移動機構の少なくとも一方の
不具合を判定する不具合判定手段（44）と、を具えるこ
とを特徴とする、サーボ式移動装置の不具合診断装置。1. A moving mechanism (2, 4), a servo motor (3, 5) for driving the moving mechanism, and a servo controller for controlling a power supply amount to the servo motor according to an operation amount of the moving mechanism. (29) A servo type moving device (1) comprising: a current detecting means (30) for detecting a current supplied to the servo motor; and the servo motor driving the moving mechanism for a short time and then braking and Inching command output means (41) for giving an inching command to the servo controller so as to repeat the inching operation for positioning and holding, and a holding for extracting the holding current during the positioning and holding from the detected current based on the inching command. Based on the current extraction means (42) and the state of the holding current during the repeated inching operation, at least one of the servomotor and the moving mechanism is disabled. A fault determining means for determining if (44), characterized in that it comprises a failure diagnosis apparatus of a servo-type mobile device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354689A JP2510277B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Defect diagnosis device for servo type moving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354689A JP2510277B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Defect diagnosis device for servo type moving device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218537A JPH02218537A (en) | 1990-08-31 |
| JP2510277B2 true JP2510277B2 (en) | 1996-06-26 |
Family
ID=12389568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3354689A Expired - Lifetime JP2510277B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Defect diagnosis device for servo type moving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510277B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7323759B2 (en) * | 2018-11-27 | 2023-08-09 | スター精密株式会社 | lathe |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP3354689A patent/JP2510277B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02218537A (en) | 1990-08-31 |
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