JP6754722B2

JP6754722B2 - 情報測定装置

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Publication number: JP6754722B2
Application number: JP2017119828A
Authority: JP
Inventors: 貴暁田中
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2037-06-19
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Description

本発明は、たとえば工具又はワークを回転させながら加工するための回転軸装置から情報を取得する情報測定装置に関するものである。

従来、回転軸を回転させながら加工を行う工作機械において、工作機械自体の状態診断や加工診断を行うにあたっては、動作中の振動や駆動力等を測定し、その測定結果にもとづいて診断を行うことが一般的となっている。たとえば、回転軸に工具を装着し、ワークに対して切削加工を行う場合、切削加工中の回転軸の駆動力を測定することによって、切削量の同定を行ったり、切削工具の状態を検出したりすることができる。

また、特許文献１に記載の発明では、加工対象の形状データ及び加工パスから求められる切削体積と被切削材の材質とにもとづいて切削時に発生する駆動力を算出し、算出した駆動力と実測した駆動力とを比較することにより、異常な加工を検出するようになっている。
さらに、特許文献２に記載の発明では、繰り返し加工を行う場合に、前回の正常な加工を行った際の駆動力と、今回の加工において実測した駆動力とを比較することにより、異常な加工を検出するようになっている。
加えて、近年では、回転軸の駆動力の他、工作機械の各部に振動センサやＡＥセンサを取り付けたり、変位センサを採用したりすることによって、工作機械上で発生する現象を一層明確に測定しようとする試みがなされている。

特開２００４−１２６９５６号公報特開２０１２−２５４４９９号公報

しかしながら、従来の方法において、回転軸の駆動や切削を行う周期、軸受やガイド部品固有の振動周期等といった所望の現象の変化を検出するためには、非常に短いサンプリング周期で測定する必要がある。たとえば、切削刃が６枚の回転工具を用いた切削時における１刃毎の駆動力の変化を測定しようとすると、回転速度が１００００ｍｉｎ^−１である場合、切削周期は１００μｓｅｃとなる。そのため、切削刃１枚毎に１０点サンプリングするには、サンプリング周期が１０μｓｅｃよりも速くなければならない。そして、このような高速でのサンプリングが必要になると、測定及び解析にコストがかかるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、所定の装置に発生する現象の変化について、従来のように非常に短い周期でサンプリングを行うことなく、低コストで、且つ、精度の良い測定結果を得ることができる情報測定装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、所定の動作を定常的に繰り返す装置に取り付けられ、前記動作の定常的な繰り返しに同期して前記装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得するセンサと、前記装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する制御装置とを備えた情報測定装置であって、前記制御装置は、所定のサンプリング周期で前記センサを介して前記情報を取得するとともに、取得した前記情報と前記動作における動作位相とを関連づけ、複数回の前記動作にわたって取得した前記情報をもとに前記現象の１周期分の変化を作成する一方、前記装置において前記動作が繰り返される動作周期、前記サンプリング周期、及び前記装置において前記動作の定常的な繰り返しが行われる継続時間が測定パラメータとされており、前記制御装置は、前記サンプリング周期について、前記測定パラメータ同士の関係から式（Ａ）を用いて最適サンプリング周期を算出するとともに、前記サンプリング周期を前記最適サンプリング周期へ変更することを特徴とする。

なお、Ｓ _ＴＯは最適サンプリング周期、Ｄ _Ｎは現象の１周期当たりの分割数、Ｌ _Ｔは動作周期である。
また、上記目的を達成するために、本発明のうち請求項２に記載の発明は、所定の動作を定常的に繰り返す装置に取り付けられ、前記動作の定常的な繰り返しに同期して前記装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得するセンサと、前記装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する制御装置とを備えた情報測定装置であって、前記制御装置は、所定のサンプリング周期で前記センサを介して前記情報を取得するとともに、取得した前記情報と前記動作における動作位相とを関連づけ、複数回の前記動作にわたって取得した前記情報をもとに前記現象の１周期分の変化を作成する一方、前記装置において前記動作が繰り返される動作周期、前記サンプリング周期、及び前記装置において前記動作の定常的な繰り返しが行われる継続時間が測定パラメータとされており、前記制御装置は、前記動作周期について、前記測定パラメータ同士の関係から式（Ｂ）を用いて最適動作周期を算出するとともに、前記動作周期を前記最適動作周期へ変更することを特徴とする。

なお、Ｌ _ＴＯは最適動作周期、Ｓ _Ｔはサンプリング周期、Ｄ _Ｎは現象の１周期当たりの分割数である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記情報測定装置が、回転軸を備えた回転軸装置に取り付けられ、前記回転軸の回転に同期して前記回転軸装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得する前記センサと、前記回転軸装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する前記制御装置とを備えたものであり、前記制御装置が、前記サンプリング周期で前記センサを介して取得した前記情報と前記回転軸の回転位相とを関連づけ、前記回転軸の複数回の回転にわたって取得した前記情報をもとに、前記現象の１周期分の変化を作成する一方、前記回転軸の回転周期、前記サンプリング周期、及び前記回転軸の回転速度が一定速度で安定している定常区間の継続時間が前記測定パラメータとされていることを特徴とする。
なお、上記請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記制御装置は、前記現象の１周期当たりの分割数が所望の分割数となるように前記最適サンプリング周期や前記最適動作周期を算出するという第１の構成を採用することも考えられる。
そして、そのような第１の構成を採用することにより、波形作成のための情報の取得に無駄のない測定パラメータとすることができるという効果を奏することができる。

本発明では、制御装置が、所定のサンプリング周期でセンサを介して情報を取得するとともに、取得した情報と装置での動作における動作位相とを関連づけ、複数回の動作にわたって取得した情報をもとに現象の１周期分の変化を作成する。また、装置において動作が繰り返される動作周期、サンプリング周期、及び装置において動作の定常的な繰り返しが行われる継続時間を測定パラメータとし、制御装置が、サンプリング周期（請求項１）や動作周期（請求項２）について、測定パラメータ同士の関係から上記式（Ａ）（請求項１）や式（Ｂ）（請求項２）を用いて最適サンプリング周期（請求項１）や最適動作周期（請求項２）を算出するとともに、サンプリング周期（請求項１）や動作周期（請求項２）を最適サンプリング周期（請求項１）や最適動作周期（請求項２）へ変更する。したがって、たとえば主軸の駆動力の変化といった高速で変化する現象について、従来よりも長いサンプリング周期で測定するにも拘わらず、有用な測定結果を得ることができ、コスト低減を図ることができる。また、従来では変化の周期が速すぎて技術的に困難であった現象についても測定することができる。

工作機械を示した説明図である。マシニングセンタ本体に発生する現象の測定に係る制御について示したフローチャート図である。マシニングセンタ本体に発生する現象の測定に係る制御について示したフローチャート図である。十分に高速なサンプリング周期で測定値を取得して作成された波形を示した説明図である。本発明に係る手法で作成された波形を示した説明図である。十分に高速なサンプリング周期で測定値を取得する際における正常時と異常時との違いを示した説明図である。本発明に係る手法で測定値を取得する際における正常時と異常時との違いを示した説明図である。第１のタイミングで回転速度を変更した際の測定値の取得状況を示した説明図である。第２のタイミングで回転速度を変更した際の測定値の取得状況を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる情報測定装置を含んだ工作機械について、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、工作機械２０を示した説明図である。
工作機械２０は、所謂マシニングセンタであって、マシニングセンタ本体１１と制御装置１２とを有する。マシニングセンタ本体１１の主軸頭３には、回転軸となる主軸２や、主軸２を回転させるための駆動装置（図示せず）等が備えられており、主軸２の先端には、工具を備えた工具ホルダ１が装着可能となっている。また、主軸頭３を始めとするマシニングセンタ本体１１の主要構成部品には、主軸２の駆動力を測定するためのセンサ（情報測定装置の一構成要素であって、たとえば駆動装置の所要電力を測定するセンサ）や、マシニングセンタ本体１１に生じる振動を測定するためのセンサ等が取り付けられている。一方、制御装置１２は、主軸２の動作を制御するとともに、マシニングセンタ本体１１の状態やマシニングセンタ本体１１での加工を診断するためのものであって、上記各種センサに接続され、マシニングセンタ本体１１における種々の情報を測定し記録するための測定記録部４、後述するサンプリング周期等といった種々の設定値をオペレータが設定するための設定部５、種々の演算処理を行う演算部６、及び演算部６における演算結果等にもとづいてマシニングセンタ本体１１へ動作指令する（たとえば主軸２の回転数を指令する）ための指令部７を備えている。

そして、本発明の要部となるマシニングセンタ本体１１に発生する現象の測定に係る制御について、図２のフローチャート図に沿って説明する。
主軸２の駆動負荷の変化を測定するにあたっては、まず、制御装置１２において主軸１回転当たりの分割数Ｄ_Ｎを始めとした測定条件の設定を行う（Ｓ１）。このとき、分割数Ｄ_Ｎは、測定したい現象の発生周期に合わせて設定すればよく、たとえば切削切刃が２枚の工具の１刃あたりの変化を測定する場合で、１刃あたり１０点の測定点を設けるとすると、分割数Ｄ_Ｎは２０と設定すればよい。

次に、制御装置１２では、設定された分割数Ｄ_Ｎとなるような最適測定パラメータ、つまり主軸２の最適回転周期Ｌ_ＴＯ若しくは最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯを算出し（Ｓ２）、回転周期Ｌ_Ｔ若しくはサンプリング周期Ｓ_Ｔを、算出した最適回転周期Ｌ_ＴＯ若しくは最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯへと変更する（Ｓ３）。この分割数Ｄ_Ｎ、回転周期Ｌ_Ｔ、及びサンプリング周期Ｓ_Ｔの関係は、下記式（１）で表すことができる。したがって、回転周期Ｌ_Ｔとサンプリング周期Ｓ_Ｔとの位相差が１／分割数Ｄ_Ｎ（上記例によれば１／２０）となれば良い。

そこで、回転周期Ｌ_Ｔを一定、サンプリング周期Ｓ_Ｔを変更する場合には、下記式（２）にもとづいて演算する。
ここで、主軸２の回転周期Ｌ_Ｔが４０ｍｓｅｃ（１５００ｍｉｎ^−１）、当初設定されていたサンプリング周期Ｓ_Ｔが５００ｍｓｅｃであった場合を例に、最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯの算出を具体的に説明する。当初の設定値が上述したような値であると、主軸２が２５回転する度にサンプリングする（測定値を取得する）ことになる。したがって、回転周期Ｌ_Ｔの１／２０でサンプリングする（言い換えるなら、主軸２が１回転する間に全ての測定値を取得する）となると、サンプリング周期Ｓ_Ｔは１ｍｓｅｃとなり、非常に高速なサンプリング機能が求められてしまう。そこで、式（２）をもとに、より周期の長いサンプリング周期Ｓ_Ｔを最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯとして算出する。このときｎ＝０から順に演算してもよいが、サンプリング周期Ｓ_Ｔを大幅に変更すると測定値の数等に影響が出ることから、最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯへ変更する際の変更量は小さい方が望ましい。そして、本例ではサンプリング周期Ｓ_Ｔが回転周期Ｌ_Ｔの１２．５倍になっているため、ｎ＝１２として最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯを算出すればよい。すなわち、最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯ＝４７８ｍｓｅｃとなる。なお、サンプリング周期Ｓ_Ｔを５００ｍｓｅｃ以下へ変更できない場合には、ｎ＝１３として最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯ＝５１８ｍｓｅｃとすればよい。

一方、サンプリング周期Ｓ_Ｔの変更が困難である等の場合には、サンプリング周期Ｓ_Ｔを一定、回転周期Ｌ_Ｔを変更するとして、下記式（３）にもとづいて演算する。
こちらも、主軸２の回転周期Ｌ_Ｔが４０ｍｓｅｃ（１５００ｍｉｎ^−１）、当初設定されていたサンプリング周期Ｓ_Ｔが５００ｍｓｅｃであった場合を例に、最適回転周期Ｌ_ＴＯの算出を具体的に説明する。ここでも、ｎ＝０から順に演算してもよいが、回転周期Ｌ_Ｔを大幅に変更すると、工具の摩耗や折損が発生する等して目的とする加工が行えないことがある。したがって、最適回転周期Ｌ_ＴＯへ変更する際の変更量は小さい方が望ましい。そこで、最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯの算出の場合と同様、サンプリング周期Ｓ_Ｔが回転周期Ｌ_Ｔの１２．５倍となっていることに着目し、ｎ＝１２として最適回転周期Ｌ_ＴＯを算出すればよい。すなわち、最適回転周期Ｌ_ＴＯ＝４２．８ｍｓｅｃとなる。

そして、上述したような最適回転周期Ｌ_ＴＯ若しくは最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯへの変更後は、当初から設定されていた回転周期Ｌ_Ｔ（若しくは変更後の最適回転周期Ｌ_ＴＯ）で主軸２を回転させた状態において、変更後の最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯ（若しくは当初から設定されていたサンプリング周期Ｓ_Ｔ）でセンサにより測定値を取得する（Ｓ４）とともに、取得した測定値と測定値を取得した回転位相（以下、測定位相と称す）とを関連づける（Ｓ５）。さらに、そのようにして主軸２の複数回の回転にわたって取得した測定値を測定位相にもとづいて並べることにより、たとえば図５に示すような波形、すなわち主軸２が１回転する際の駆動負荷の変化を示す波形（所定の現象の１周期分の変化であって、ここでは横軸が回転位相、縦軸が駆動負荷値となる）を得ることができる。そして、このようにして作成された波形は、たとえば図４に示すような十分に高速なサンプリング周期で測定値を取得して作成された波形と略同等の十分に有用な波形と言える。

上述した方法では、回転周期Ｌ_Ｔ及びサンプリング周期Ｓ_Ｔにのみ着目して波形を得ることになる。しかしながら、精度の高い主軸２の駆動負荷の変化に係る波形を得るためには、主軸２の駆動負荷の変化が定常的に発生している必要があり、上述の如く回転周期Ｌ_Ｔ及びサンプリング周期Ｓ_Ｔのみに着目したのでは、波形の作成に必要となる測定値が全て得られているとは限らない。そこで、主軸２の駆動負荷の変化が定常的に発生している（すなわち、主軸２の回転速度が一定速度で安定している）定常区間であるか否かを判別しつつ最適測定パラメータを算出する方法について、図３のフローチャート図に沿って説明する。

まずは、上記Ｓ１同様に、制御装置１２において主軸１回転当たりの分割数Ｄ_Ｎを始めとした測定条件の設定を行う（Ｓ１１）。次に、主軸２に所定の現象（ここでは駆動負荷）の変化が周期的に発生している時間であるか否か、すなわち定常区間であるか否かを判別する（Ｓ１２）。この判別については、たとえば工作機械２０の動作プログラムから判別するとしてもよいし、加工シミュレーション等を用いて算出した値をもとに判別するとしてもよいし、運転開始から予め設定した時間内であるか否かから判別するとしてもよい。

その上で、最適測定パラメータを算出する（Ｓ１３）ことになるが、第一に、定常区間の継続時間にもとづいて最適測定パラメータを算出する方法を示す。上記同様に主軸２の回転周期Ｌ_Ｔが４０ｍｓｅｃであり、当初設定されていたサンプリング周期Ｓ_Ｔが５００ｍｓｅｃであったとし、ｎ＝１３として最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯ＝５１８ｍｓｅｃと算出したとする。この場合、主軸２の１回転分の現象の変化を測定するためには最低２０回のサンプリングが必要となる。そして、２０回のサンプリングを行うには、５１８ｍｓｅｃ×２０＝１０．４ｓｅｃの間、定常区間が継続する必要がある。ここで、同一の加工が行われる切削距離８０ｍｍにおける測定を行いたい場合、切削送り速度が６００ｍｍ／ｍｉｎであると、定常区間の継続時間（すなわち同一の加工が行われる時間であって、切削距離８０ｍｍにかかる加工時間）は８．０ｓｅｃでしかないため、２０回のサンプリングを行えない。したがって、２０回のサンプリングに必要な時間が８．０ｓｅｃ以下となるようなｎを採用して最適測定パラメータを算出する。この例では、たとえばｎ＝１０を採用するとサンプリング周期Ｓ_Ｔ＝３９８ｍｓｅｃとなり、３９８ｍｓｅｃ×２０＝７．９６ｓｅｃ＜８．０ｓｅｃとなるため、当該サンプリング周期Ｓ_Ｔ＝３９８ｍｓｅｃを最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯとする。

第二に、算出した最適測定パラメータに応じて定常区間の継続時間を変更する方法を示す。上記同様に主軸２の回転周期Ｌ_Ｔが４０ｍｓｅｃであり、当初設定されていたサンプリング周期Ｓ_Ｔが５００ｍｓｅｃであったとし、ｎ＝１３として最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯ＝５１８ｍｓｅｃと算出したとすると、１０．４ｓｅｃの間にわたって同一の加工が行われる必要がある。したがって、同一の加工が行われる切削距離８０ｍｍにおいて測定を行いたいのであれば、定常区間の継続時間（すなわち、当該切削距離８０ｍｍの加工にかかる時間）が１０．４ｓｅｃ以上となるように切削送り速度を４６１ｍｍ／ｍｉｎとすればよい（当初の設定速度が６００ｍｍ／ｍｉｎであったなら４６１ｍｍ／ｍｉｎへ減速させることになる）。

第三に、定常区間の継続時間にもとづいて、実現可能な最も高い分解能で測定値が取得されるように最適測定パラメータを算出する方法を示す。たとえば主軸２の回転周期Ｌ_Ｔが４０ｍｓｅｃ、定常区間の継続時間が５．０ｓｅｃである状況において、４０ｍｓｅｃでのサンプリングが限界である場合には、主軸２が１回転する間に１回のサンプリングが限界となる。したがって、１回転に対して最大１２５分割が可能となり、最適サンプリング周期Ｓ_ＴＯ＝４０．３２ｍｓｅｃで最も分解能の高い測定を行うことができることになる。

以上のようにして最適測定パラメータを算出すると、設定されている測定パラメータを最適測定パラメータに変更した（Ｓ１４）後、設定されている測定パラメータに応じて動作する工作機械２０からの測定値の取得（Ｓ１５）、及び取得した測定値とその測定位相との関連づけ（Ｓ１６）を行う。そして、そのようにして主軸２の複数回の回転にわたって取得した測定値を測定位相にもとづいて並べることにより、上記同様に主軸２が１回転する際の駆動負荷の変化を示す波形を得ることができる。

さらに、たとえば工具の切刃の欠損等の異常発生が疑われた際に、特定の位相を重点的に測定すべく測定パラメータを変更（Ｓ３及びＳ１４）することが考えられ、以下その方法について説明する。
現象の変化から異常を検出する方法としては、予め正常時に測定が行われた波形と現在の測定から得られた波形とを比較し、測定値の差の大小から異常を検出するという方法が考えられる。たとえば回転工具の切刃に欠損が発生したとすると、一刃当たりの切削量に変化が発生するため、波形におけるピーク数やピーク値をとる位相、ピーク値の大小関係の変化によって異常を検出することができる。しかしながら、本発明では、主軸２の複数回の回転にわたって取得した測定値にもとづいて波形を得るため、回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔを変更することなく測定を継続すると、特定の位相での測定値を取得することに時間を要する場合がある。そこで、予め正常時に測定が行われた波形と現在の測定から得られた波形との比較から異常の発生が疑われる場合には回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔを変更した方がよい。

ここで、３枚刃の工具で加工を行う場合について、図６及び図７にもとづき具体的に説明する。
十分に高速なサンプリング周期で測定値を取得すると、図６に示すように正常な場合では４５°、１６５°、２８５°付近に駆動負荷値のピーク値が検出されるところ、工具の切刃の折損に伴い、ピーク値の数やピーク値が検出される回転位相、大小関係等が異なってくる。そこで、本発明の手法によりサンプリングしている場合には、異常発生が疑われたことを契機として回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔを変更し、異常発生の前後で駆動負荷値が大きく変わるような特定の位相で集中して測定されるようにすることが望ましい。つまり、回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔを変更し、図７に示すように４５°、１６５°、２８５°付近の回転位相で集中して測定値が取得されるようにすることで、短時間で異常発生を確実に検出することができる。

さらに、回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔの変更に際しては、回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔを変更するタイミングを調整することにより、効率の良い測定が可能となる。
回転速度（回転周期Ｌ_Ｔ）を変更するとした場合を考える。たとえばサンプリング周期Ｓ_Ｔ＝１．０ｓｅｃで測定値を取得しているところ、より多い測定点数で測定値を取得すべく回転速度を２５０ｍｉｎ^−１から２４１ｍｉｎ^−１へ変更するとする。また、波形においてピーク値をとる回転位相が１５０°〜１８０°の間にあり、このピーク値をとる回転位相付近で測定値を取得したいものとする。このような場合、図８に示すように現時点から１．０秒後に回転速度を変更すると、ターゲットとなる特定の位相付近での測定値の取得を完了するまでに２０．０ｓｅｃもかかるところ、図９に示すように現時点から２．０秒後に回転速度を変更することで、１１．０ｓｅｃでターゲットとなる特定の位相付近での測定値の取得を完了することができることもある。なお、回転周期Ｌ_Ｔの変更ではなく、サンプリング周期Ｓ_Ｔを変更する場合にも、変更のタイミングを調整することにより、同様に効率の良い測定が可能となる。

以上のような構成を有する工作機械２０によれば、主軸２の駆動負荷の測定、及び測定値についての測定時における主軸２の回転位相の関連づけを、主軸２の複数回の回転にわたって継続し、種々の回転位相で測定値を得ることにより、最終的に主軸２の１回転における駆動力の変化を求める。さらに、主軸２の回転周期Ｌ_Ｔやサンプリング周期Ｓ_Ｔ、主軸２の回転速度が一定速度で安定している定常区間の継続時間が測定パラメータとされており、測定パラメータのうちの少なくとも１つについて、測定パラメータ同士の関係から最適測定パラメータを算出する。したがって、主軸２の駆動負荷の変化といった高速で変化する現象について、従来よりも長いサンプリング周期で測定するにも拘わらず、有用な測定結果を得ることができ、コスト低減を図ることができる。また、従来では変化の周期が速すぎて技術的に困難であった現象についても測定することができる。

なお、本発明の情報測定装置に係る構成は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、情報測定の対象となる装置の全体的な構成は勿論、現象の測定に係る制御等に係る構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更可能である。

たとえば、上記実施形態では情報測定装置による測定対象となる装置をマシニングセンタのマシニングセンタ本体として説明しているが、旋盤の旋盤本体や送り軸装置等、本発明は他の工作機械、回転軸装置についても好適に適用することができる。
また、上記実施形態では、周期的に変化する現象として主軸の駆動負荷を挙げているが、これに限定されることはなく、たとえば送り軸といった他の駆動軸の駆動負荷であってもよいし、回転軸装置に発生する振動、変位、温度等であってもよい。さらには、移動軸や回転軸のエンコーダと指令値との差等であってもよい。具体的に例示すると、送り軸（回転軸）に振動センサ（センサ）を取り付け、送り軸を一定速度で回転させて移動体を移動させる際の振動を測定してもよい。このような測定結果を得ることで、送り軸移動に係るベアリングやボールねじの状態を診断することができる。
さらに、回転動作するものに限らず、往復動する直動体を有する装置や間欠動作を行う供給ポンプ等、所定の動作を定常的に繰り返す装置であれば、他の装置を測定対象としても何ら問題はない。

さらにまた、装置における動作の定常的な繰り返しに同期して当該装置に周期的に発生する現象については、動作の周期の整数倍や整数分の１になるようなものに限定されない。たとえば、直線駆動ベアリングユニットを採用した送り軸において、直線駆動ベアリングユニットの転動体の周回周期は、送り軸の駆動軸回転周期に連動して発生することから、直線駆動ベアリングユニットの転動体の周回周期を測定する現象としてもよい。そして、その場合、たとえばリニアガイドの転動体の長さが２２０ｍｍであり、送り軸の駆動軸１回転当たりの送り量が５０ｍｍであるとすると、送り軸の駆動軸４．４回転分の変化を１周期として動作位相等を算出すればよい。
加えて、現象の周期的な変化が、所定の動作が複数回繰り返される間に繰り返し発生するか否かの判断は、ワークや工具３Ｄモデル、工具経路等からリアルタイムに検証してもよいし、ＣＡＭ（computer aided manufacturing）などを用いて事前に分析を行っても良い。また、他のセンサを用いて判断してもよい。たとえば、画像判断やレーザによる測定によって切込み量や送り速度を判断しても良い。

２・・主軸（回転軸）、４・・測定記録部、５・・設定部、６・・演算部、７・・指令部、１１・・マシニングセンタ本体（装置、回転軸装置）、１２・・制御装置（情報測定装置）、２０・・工作機械。

Claims

所定の動作を定常的に繰り返す装置に取り付けられ、前記動作の定常的な繰り返しに同期して前記装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得するセンサと、前記装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する制御装置とを備えた情報測定装置であって、
前記制御装置は、所定のサンプリング周期で前記センサを介して前記情報を取得するとともに、取得した前記情報と前記動作における動作位相とを関連づけ、複数回の前記動作にわたって取得した前記情報をもとに前記現象の１周期分の変化を作成する一方、
前記装置において前記動作が繰り返される動作周期、前記サンプリング周期、及び前記装置において前記動作の定常的な繰り返しが行われる継続時間が測定パラメータとされており、
前記制御装置は、前記サンプリング周期について、前記測定パラメータ同士の関係から式（Ａ）を用いて最適サンプリング周期を算出するとともに、前記サンプリング周期を前記最適サンプリング周期へ変更することを特徴とする情報測定装置。

なお、Ｓ _ＴＯは最適サンプリング周期、Ｄ _Ｎは現象の１周期当たりの分割数、Ｌ _Ｔは動作周期である。
所定の動作を定常的に繰り返す装置に取り付けられ、前記動作の定常的な繰り返しに同期して前記装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得するセンサと、前記装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する制御装置とを備えた情報測定装置であって、
前記制御装置は、所定のサンプリング周期で前記センサを介して前記情報を取得するとともに、取得した前記情報と前記動作における動作位相とを関連づけ、複数回の前記動作にわたって取得した前記情報をもとに前記現象の１周期分の変化を作成する一方、
前記装置において前記動作が繰り返される動作周期、前記サンプリング周期、及び前記装置において前記動作の定常的な繰り返しが行われる継続時間が測定パラメータとされており、
前記制御装置は、前記動作周期について、前記測定パラメータ同士の関係から式（Ｂ）を用いて最適動作周期を算出するとともに、前記動作周期を前記最適動作周期へ変更することを特徴とする情報測定装置。

なお、Ｌ _ＴＯは最適動作周期、Ｓ _Ｔはサンプリング周期、Ｄ _Ｎは現象の１周期当たりの分割数である。
前記情報測定装置が、回転軸を備えた回転軸装置に取り付けられ、前記回転軸の回転に同期して前記回転軸装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得する前記センサと、前記回転軸装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する前記制御装置とを備えたものであり、
前記制御装置が、前記サンプリング周期で前記センサを介して取得した前記情報と前記回転軸の回転位相とを関連づけ、前記回転軸の複数回の回転にわたって取得した前記情報をもとに、前記現象の１周期分の変化を作成する一方、
前記回転軸の回転周期、前記サンプリング周期、及び前記回転軸の回転速度が一定速度で安定している定常区間の継続時間が前記測定パラメータとされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報測定装置。