[发明专利]滚珠丝杠单元的诊断系统及马达控制系统

说明书

本发明的目的在于在滚珠丝杠单元中更加适宜地检测与预压的降低相伴的故障。基于利用马达驱动丝杠轴旋转时的、包括滚珠丝杠单元及该马达在内的规定的机械结构体的轴向上的共振频率与对应于该共振频率的、螺母构件在丝杠轴上的位置的组合，来进行滚珠丝杠单元的故障诊断。

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠单元的诊断系统、及控制驱动该滚珠丝杠单元的丝杠轴旋转的马达的马达控制系统。

背景技术

在机床、工业用机器人、半导体制造装置等各种装置中，为了工件的搬运、定位而使用滚珠丝杠单元。滚珠丝杠单元具有丝杠轴、以及与该丝杠轴嵌合的螺母构件，通过在该丝杠轴与该螺母构件之间夹设多个滚珠来作为滚动体，从而构成为该螺母构件能够沿该丝杠轴的轴向移动。并且，通过利用马达驱动丝杠轴旋转，而使螺母构件相对于该丝杠轴移动。由此，安装于螺母构件并置载有工件的工作台的位置被控制在所希望的位置。在专利文献1中，公开有与这样的结构的滚珠丝杠单元相关的技术。另外，在专利文献2中，公开有使用了这样的结构的滚珠丝杠单元的滚珠丝杠式驱动装置。

另一方面，在专利文献3中，公开了与对用于驱动机床的伺服马达进行控制的伺服马达控制装置相关的技术。在该专利文献3所记载的技术中，通过向伺服马达的速度控制循环输入正弦波干扰值来检测共振频率，并基于检测到的共振频率来测定机床的机械刚性。并且，基于测定出的机械刚性来通知机床的检修时期。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-149770号公报

专利文献2：日本特开2017-53431号公报

专利文献3：日本特开2016-34224号公报

发明内容

发明要解决的课题

在滚珠丝杠单元中的丝杠轴的外周面形成有在螺母构件移动时供滚珠滚动的滚珠滚动槽。并且，在滚珠丝杠单元中，为了抑制螺母构件相对于外部载荷的轴向上的位移量，而赋予有规定的预压。在此，在丝杠轴的滚珠滚动槽中，有时产生由经时劣化等引起的磨损、破损。并且，有时当在滚珠滚动槽产生磨损、破损时导致预压的降低。

这样，在滚珠丝杠单元中，当产生导致预压的降低的故障时，螺母构件相对于丝杠轴的移动精度降低，因此有可能对工作台的位置控制带来不良影响。本发明是鉴于这样的问题而完成的，目的在于提供能够在滚珠丝杠单元中更加适宜地检测与预压的降低相伴的故障的技术。

用于解决课题的方案

在本发明中，为了解决上述课题，采用了如下结构：基于利用马达驱动丝杠轴旋转时的、包括滚珠丝杠单元及该马达在内的规定的机械结构体的轴向上的共振频率与对应于该共振频率的、螺母构件在丝杠轴上的位置的组合，来进行所述滚珠丝杠单元的故障诊断。

更详细而言，本发明的滚珠丝杠单元的故障诊断系统进行滚珠丝杠单元的故障诊断，所述滚珠丝杠单元具有：丝杠轴，其在外周面形成有滚珠滚动槽；以及螺母构件，其在将在该滚珠滚动槽滚动的多个滚珠夹设于中间的状态下与该丝杠轴嵌合，并通过该丝杠轴被驱动旋转而沿该丝杠轴的轴向移动，其中，所述滚珠丝杠单元的故障诊断系统具备：马达，其驱动所述丝杠轴旋转；检测装置，其检测与所述丝杠轴的旋转状态相关的状态量；以及诊断装置，其进行所述滚珠丝杠单元的故障诊断，所述诊断装置具有频率特性导出部，所述频率特性导出部基于在利用所述马达驱动所述丝杠轴旋转时由所述检测装置检测出的与所述丝杠轴的旋转状态相关的状态量，而导出构成为包括所述滚珠丝杠单元及所述马达在内的规定的机械结构体的轴向上的共振频率，进一步地，所述诊断装置基于由所述频率特性导出部导出的所述规定的机械结构体的轴向上的共振频率与对应于导出的该共振频率的、所述螺母构件在所述丝杠轴上的位置即所述螺母构件的行程位置的组合，来进行所述滚珠丝杠单元的故障诊断。