[发明专利]滚珠传动组件预压力诊断方法

说明书

本发明提供一种滚珠传动组件预压力诊断方法，包含以下步骤：当滚珠传动组件作动时，设置于滚珠传动组件的振动感测单元产生振动信号；通过对振动信号的多个信号部分，分别进行时频分析来产生对应的多个测试样本，其中每一个测试样本包括多个相关于滚珠传动组件的球通频率的频域特征；计算所述测试样本与预先准备的多个参考样本的相似度，其中每一个参考样本包括对应具有预压力的其他滚珠传动组件的所述频域特征；当该相似度大于预定的门坎值时，判定滚珠传动组件具有预压力，否则判定滚珠传动组件已无预压力。

技术领域

本发明涉及一种诊断传动组件预压力的方法，特别是涉及一种用于诊断通过滚珠来进行传动的传动组件的预压力的方法。

背景技术

滚珠螺杆因具有定位精度高、使用寿命长的优点，所以近来已广泛地运用于需要精密定位的工具机中。一般来说，滚珠螺杆是由螺帽通过可滚动的滚珠与螺杆螺合而成，并通过螺帽中滚珠的滚动来使得螺帽相对于螺杆直线移动。

然而，滚珠螺杆在被使用一段时间后会逐渐产生背隙；相对地，滚珠螺杆的预压力逐渐减少。若背隙过大而使得滚珠螺杆不具有预压力，螺帽在往返的移动过程中容易产生前后振动的现象；这会加速折损滚珠螺杆的使用寿命，也会导致滚珠螺杆的定位精准度降低，所以如何自动诊断滚珠螺杆是否仍有预压力乃是一项重要的课题。

例如，中国台湾专利公告号I482919公开一种滚珠螺杆预压力侦测的方法，其通过获得滚珠螺杆运作时的振动信号，并根据该振动信号估计出滚珠螺杆的实际球通频率阶次，然后通过比较所估计出的实际球通频率阶次与滚珠螺杆的理论球通频率阶次的差异来判断滚珠螺杆是否仍具有预压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚珠传动组件预压力诊断方法。

本发明的滚珠传动组件预压力诊断方法由诊断系统实施，该诊断系统包含计算单元与振动感测单元，该振动感测单元设置于该滚珠传动组件上，该滚珠传动组件预压力诊断方法包含步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)、步骤(d)与步骤(e)。

该步骤(a)是当该滚珠传动组件作动时，该振动感测单元产生振动信号。

该步骤(b)是该计算单元通过对该振动信号的多个信号部分，分别进行时频分析来产生对应的多个测试样本，其中每一个测试样本包括多个相关于该滚珠传动组件的球通频率的频域特征。

该步骤(c)是该计算单元计算所述测试样本与预先准备的多个参考样本的相似度，其中每一个参考样本包括对应具有预压力的其他滚珠传动组件的所述频域特征。

该步骤(d)是当该计算单元判断出该相似度大于门坎值时，该计算单元判定该滚珠传动组件具有预压力。

该步骤(e)是当该计算单元判断出该相似度不大于该门坎值时，该计算单元判定该滚珠传动组件已无预压力。

本发明的滚珠传动组件预压力诊断方法，在该步骤(b)，对于每一个信号部分，该计算单元先利用带通滤波器对该信号部分进行滤波后再对经滤波的该信号部分进行时频分析，该带通滤波器的中心频率为该滚珠传动组件的理论球通频率。

本发明的滚珠传动组件预压力诊断方法，在该步骤(b)，每一个信号部分均撷取自该振动信号的对应该滚珠传动组件于等速作动的部分。

本发明的滚珠传动组件预压力诊断方法，在该步骤(b)，所述频域特征包含实际球通频率阶次、该实际球通频率阶次对应的球通振动信号振幅、对应该实际球通频率阶次的球通振动变异数，及球通频率阶次分散度的其中至少二者。

本发明的滚珠传动组件预压力诊断方法，在步骤(c)，所述参考样本已经被预先划分成多个参考样本群，且对于每一个参考样本群，该计算单元计算所述测试样本与该参考样本群的第二相似度，并根据所述第二相似度计算出该第一相似度。