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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022148890
(43)【公開日】2022-10-06
(54)【発明の名称】計測装置、電動装置および計測方法
(51)【国際特許分類】
G08C 25/00 20060101AFI20220929BHJP
G08C 17/00 20060101ALI20220929BHJP
G01M 13/028 20190101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
G08C25/00 B
G08C17/00 Z
G01M13/028
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021050743
(22)【出願日】2021-03-24
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109380
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 恵
(74)【代理人】
【識別番号】100109036
【弁理士】
【氏名又は名称】永岡 重幸
(72)【発明者】
【氏名】柳野 浩志
(72)【発明者】
【氏名】柳沢 知之
【テーマコード（参考）】
2F073
2G024
【Ｆターム（参考）】
2F073AA12
2F073AA28
2F073AA29
2F073AA31
2F073AA40
2F073AB01
2F073AB04
2F073BB01
2F073BC02
2F073CC03
2F073CC12
2F073CD11
2F073DD02
2F073DE02
2F073DE06
2F073DE13
2F073EE01
2F073EE11
2F073FF01
2F073FF12
2F073FG01
2F073FG02
2F073GG01
2F073GG05
2G024AB00
2G024BA12
2G024BA21
2G024BA22
2G024BA27
2G024CA13
2G024DA06
2G024FA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】計測データの送信時の配線ノイズを抑制しつつ、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図る。
【解決手段】一態様に係る計測装置によれば、可動体１６に設けられ、可動体の状態を計測する計測部と、可動体に設けられ、計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、計測部と送信部を含むセンサモジュール１８に有線で電源を供給する給電部とを備える。
【選択図】図３
【解決手段】一態様に係る計測装置によれば、可動体１６に設けられ、可動体の状態を計測する計測部と、可動体に設けられ、計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、計測部と送信部を含むセンサモジュール１８に有線で電源を供給する給電部とを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動体の運動によって前記可動体と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記可動体の状態を計測する計測部と、
前記計測部と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、
前記計測部および前記送信部に有線で電源を供給する給電部とを備えることを特徴とする計測装置。
前記計測部と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、
前記計測部および前記送信部に有線で電源を供給する給電部とを備えることを特徴とする計測装置。
【請求項2】
前記計測部および前記送信部は、前記可動体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項3】
前記可動体に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて前記送信データを生成するマイクロコンピュータをさらに備え、
前記給電部は、前記マイクロコンピュータに有線で電源を供給することを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
前記給電部は、前記マイクロコンピュータに有線で電源を供給することを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項4】
前記計測部は、前記可動体の振動を計測する振動センサであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項5】
前記給電部は、前記可動体の移動に伴って移動するアクチュエータに有線で電源を供給し、前記アクチュエータに供給される電源を前記計測部および前記送信部に有線で分配することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項6】
前記可動体と前記アクチュエータとの相対位置は不変であることを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項7】
前記給電部は、
前記アクチュエータに設けられ、外部から供給される電力を前記アクチュエータに供給するとともに、前記計測部および前記送信部に分配する端子台と、
前記可動体に設けられ、前記計測部および前記送信部に分配される電力を変換する電力変換部とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の計測装置。
前記アクチュエータに設けられ、外部から供給される電力を前記アクチュエータに供給するとともに、前記計測部および前記送信部に分配する端子台と、
前記可動体に設けられ、前記計測部および前記送信部に分配される電力を変換する電力変換部とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の計測装置。
【請求項8】
前記端子台と前記電力変換部との間の第１電源配線は前記端子台と前記電力変換との間で固定され、
前記端子台と前記アクチュエータとの間の第２電源配線は前記端子台と前記アクチュエータとの間で固定され、
前記外部から前記端子台に至る第３電源配線は前記端子台に対して可動であることを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
前記端子台と前記アクチュエータとの間の第２電源配線は前記端子台と前記アクチュエータとの間で固定され、
前記外部から前記端子台に至る第３電源配線は前記端子台に対して可動であることを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
【請求項9】
前記可動体は、案内軸に沿って直動運動するナットであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項10】
前記可動体は、回転軸の周りに回転運動するアームであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項11】
可動体を有する第１アクチュエータと、
前記可動体の移動に伴って移動する第２アクチュエータと、
前記可動体の運動によって前記可動体と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記可動体の状態を計測する計測部と、
前記計測部と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、
前記送信部から送信された送信データを無線で受信する受信部と、
前記第２アクチュエータ、前記計測部および前記送信部に有線で電源を供給する給電部とを備えることを特徴とする電動装置。
前記可動体の移動に伴って移動する第２アクチュエータと、
前記可動体の運動によって前記可動体と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記可動体の状態を計測する計測部と、
前記計測部と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、
前記送信部から送信された送信データを無線で受信する受信部と、
前記第２アクチュエータ、前記計測部および前記送信部に有線で電源を供給する給電部とを備えることを特徴とする電動装置。
【請求項12】
前記計測部および前記送信部は、前記可動体に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の電動装置。
【請求項13】
前記第１アクチュエータは、
前記可動体であるナットと、前記ナットを直動運動させる案内軸が設けられた直動装置と、
前記案内軸を回転させる第１モータとを備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電動装置。
前記可動体であるナットと、前記ナットを直動運動させる案内軸が設けられた直動装置と、
前記案内軸を回転させる第１モータとを備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電動装置。
【請求項14】
前記第２アクチュエータは、回転軸の周りに回転可能なアームを備え、
前記第１アクチュエータは、前記回転軸の周りに前記アームを回転させる第２モータとを備えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の電動装置。
前記第１アクチュエータは、前記回転軸の周りに前記アームを回転させる第２モータとを備えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の電動装置。
【請求項15】
可動体の状態を計測するステップと、
前記可動体の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信するステップと、
前記計測および前記送信に用いられる電源を有線で供給するステップとを備えることを特徴とする計測方法。
前記可動体の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信するステップと、
前記計測および前記送信に用いられる電源を有線で供給するステップとを備えることを特徴とする計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、計測装置、電動装置および計測方法に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械などの可動部を運動させるため、ボールねじ、リニアガイド、軸受およびモータなどの可動部品が搭載されることがある。工作機械などの可動部の運動に伴って、可動部品に発熱、摩耗および損傷などが発生し、工作機械の動作に支障をきたすことがある。このため、可動部品の状態を計測するセンサを可動部品に搭載し、可動部品の状態を監視することがある。
【0003】
特許文献１には、ボールねじのナットに取り付けた振動センサからの振動波形を出力する異常検出装置が開示されている。
特許文献２には、無線送信機の電源として電池が搭載されるときの電池寿命の管理を不要とするために、オン・オフスイッチの開閉をヘッド側誘導コイルと本体側誘導コイルとの間の相互誘導によるインピーダンス変化として検出し、本体側に非接触で伝達する技術が開示されている。
特許文献２には、無線送信機の電源として電池が搭載されるときの電池寿命の管理を不要とするために、オン・オフスイッチの開閉をヘッド側誘導コイルと本体側誘導コイルとの間の相互誘導によるインピーダンス変化として検出し、本体側に非接触で伝達する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平０４－６２４５０号公報
【特許文献2】特開平０９－２６２７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示の異常検出装置では、振動センサの検出値を有線で送信すると、信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズが発生することがある。
また、特許文献２に開示の技術では、オン・オフスイッチの開閉を本体側に非接触で伝達できるが、計測データの送信に用いられる電源を安定して供給することができない。
そこで、本発明は、計測データの送信時の配線ノイズを抑制しつつ、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図ることが可能な計測装置、電動装置および計測方法を提供することを目的とする。
また、特許文献２に開示の技術では、オン・オフスイッチの開閉を本体側に非接触で伝達できるが、計測データの送信に用いられる電源を安定して供給することができない。
そこで、本発明は、計測データの送信時の配線ノイズを抑制しつつ、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図ることが可能な計測装置、電動装置および計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、一態様に係る計測装置によれば、可動体の運動によって前記可動体と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記可動体の状態を計測する計測部と、前記計測部と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、前記計測部および前記送信部に有線で電源を供給する給電部とを備える。
【0007】
これにより、信号線の配線に伴うノイズを抑制しつつ、可動体の状態に関する計測データを送信することが可能となるとともに、計測データの送信に用いられる電源を有線で供給することが可能となる。このため、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、可動体の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0008】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記計測部および前記送信部は、前記可動体に設けられている。
【0009】
これにより、計測部は、可動体の状態を効率よく計測することが可能となり、可動体の状態の計測精度を向上させることができる。
【0010】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記可動体に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて前記送信データを生成するマイクロコンピュータをさらに備え、前記給電部は、前記マイクロコンピュータに有線で電源を供給する。
【0011】
これにより、計測データの処理に用いられる電源の供給の安定化を図ることが可能となるとともに、計測データの宛先情報を送信データに付加したり、計測データの圧縮化および暗号化などの処理を行ってから、計測データを送信することができ、データ送信の効率性および安全性を向上させることができる。
【0012】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記計測部は、前記可動体の振動を計測する振動センサである。
【0013】
これにより、可動体の運動に支障をきたすことなく、可動体の状態を診断することが可能となり、可動体の摩耗および損傷などの発生を監視することができる。
【0014】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記給電部は、前記可動体の移動に伴って移動するに有線で電源を供給し、前記アクチュエータに供給される電源を前記計測部および前記送信部に有線で分配する。
【0015】
これにより、外部からアクチュエータに接続される電源線を介して送信部に電源を供給することができ、外部から計測部および送信部に供給される電源を別途設ける必要がなくなる。このため、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、計測部および送信部の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができる。
【0016】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記可動体と前記アクチュエータとの相対位置は不変である。
【0017】
これにより、可動体の移動に伴ってアクチュエータが移動する場合においても、可動体とアクチュエータとの間において、計測部および送信部に電源を供給する電源線を固定することができる。このため、計測部および送信部に有線で電源を供給した場合においても、可動体とアクチュエータとの間における電源線の配線長を短くすることを可能としつつ、可動体とアクチュエータとの間における電源線の断線を防止することができる。
【0018】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記給電部は、前記アクチュエータに設けられ、外部から供給される電力を前記アクチュエータに供給するとともに、前記計測部および前記送信部に分配する端子台と、前記可動体に設けられ、前記計測部および前記送信部に分配される電力を変換する電力変換部とを備える。
【0019】
これにより、アクチュエータに供給される電源の設計変更を伴うことなく、計測部および送信部への給電に適した仕様で計測部および送信部に電力を供給することができる。
【0020】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記端子台と前記電力変換との間の第１電源配線は前記端子台と前記電力変換部との間で固定され、前記端子台と前記アクチュエータとの間の第２電源配線は前記端子台と前記アクチュエータとの間で固定され、前記外部から前記端子台に至る第３電源配線は前記端子台に対して可動である。
【0021】
これにより、可動体の移動に伴ってアクチュエータが移動する場合においても、可動体およびアクチュエータの移動に支障をきたすことなく、可動体およびアクチュエータのそれぞれに適した仕様に対応しつつ、可動体およびアクチュエータに有線で電源を供給することが可能となる。
【0022】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記可動体は、案内軸に沿って直動運動するナットである。
【0023】
これにより、ナットの状態を計測し、その計測結果の送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、その計測結果を無線で送信することが可能となる。このため、計測データの計測および送信に用いられる電源の監視にかかる手間を軽減しつつ、直動運動するナットの摩耗および損傷などの監視精度の低下を抑制することができる。
【0024】
また、一態様に係る計測装置によれば、前記可動体は、回転軸の周りに回転運動するアームである。
【0025】
これにより、アームの状態を計測し、その計測結果の送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、その計測結果を無線で送信することが可能となる。このため、計測データの計測および送信に用いられる電源の監視にかかる手間を軽減しつつ、回転運動するアームの摩耗および損傷などの監視精度の低下を抑制することができる。
【0026】
また、一態様に係る電動装置によれば、可動体を有する第１アクチュエータと、前記可動体の移動に伴って移動する第２アクチュエータと、前記可動体の運動によって前記可動体と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記可動体の状態を計測する計測部と、前記計測部と相対位置が変化しない位置に設けられ、前記計測部で計測された計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する送信部と、前記送信部から送信された送信データを無線で受信する受信部と、前記第２アクチュエータ、前記計測部および前記送信部に有線で電源を供給する給電部とを備える。
【0027】
これにより、第１アクチュエータの可動体を介して第２アクチュエータを駆動しつつ、第２アクチュエータに有線で供給される電源から、計測部および送信部の電源を有線で供給することが可能となるとともに、可動体の状態に関する計測データを無線で送信することが可能となる。このため、計測データの計測および送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、可動体の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0028】
また、一態様に係る電動装置によれば、前記計測部および前記送信部は、前記可動体に設けられている。
【0029】
これにより、計測部は、可動体の状態を効率よく計測することが可能となり、可動体の状態の計測精度を向上させることができる。
【0030】
また、一態様に係る電動装置によれば、前記第１アクチュエータは、前記可動体であるナットと、前記ナットを直動運動させる案内軸が設けられた直動装置と、前記案内軸を回転させる第１モータとを備える。
【0031】
これにより、第１アクチュエータに設けられたナットを介して第２アクチュエータを直動運動させつつ、第２アクチュエータに有線で供給される電源から、当該ナットに設けられた計測部および送信部の電源を有線で供給することが可能となるとともに、ナットの状態に関する計測データを無線で送信することが可能となる。このため、計測データの計測および送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、直動装置の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0032】
また、一態様に係る電動装置によれば、前記第２アクチュエータは、回転軸の周りに回転可能なアームを備え、前記第１アクチュエータは、前記回転軸の周りに前記アームを回転させる第２モータとを備える。
【0033】
これにより、第１アクチュエータに設けられた第２モータを介して第２アクチュエータに設けられたアームを回転運動させつつ、第１アクチュエータに有線で供給される電源から、アームに設けられた計測部および送信部の電源を有線で供給することが可能となるとともに、アームの状態に関する計測データを無線で送信することが可能となる。このため、計測データの計測および送信に用いられる電源の供給の安定化を図りつつ、アームの状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0034】
また、一態様に係る計測方法によれば、可動体の状態を計測するステップと、前記可動体の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信するステップと、前記計測および前記送信に用いられる電源を有線で供給するステップとを備える。
【0035】
これにより、計測データの送信時の配線ノイズを抑制しつつ、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【0036】
本発明の一つの態様によれば、計測データの送信時の配線ノイズを抑制しつつ、計測データの送信に用いられる電源の供給の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の構成に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件（使用条件、使用環境等）によって適宜修正または変更され得る。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下の個別の実施形態によって限定されない。また、以下の説明に用いる図面は、各構成を分かり易くするため、実際の構造と縮尺および形状などを異ならせることがある。
【0039】
図１は、第１実施形態に係る電動装置の概略構成を示す斜視図である。
図１において、工作機械１は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸加工機である。工作機械１は、基台２、案内部３、テーブル４、コラム５、スライダ６およびヘッド７を備える。基台２上には、案内部３およびコラム５が設置される。案内部３上には、テーブル４が設置される。案内部３は、Ｙ軸に沿って移動可能にテーブル４を案内する。コラム５は、テーブル４の上方にスライダ６を支持し、Ｘ軸に沿って移動可能にスライダ６を案内する。スライダ６は、Ｚ軸に沿って移動可能にヘッド７を案内する。ヘッド７は、テーブル４上に設置されたワークに加工を施す。この加工は、工具を用いた穴あけ加工または切削加工でもよいし、放電加工でもよいし、レーザ加工でもよいし、３Ｄプリントでもよい。
図１において、工作機械１は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸加工機である。工作機械１は、基台２、案内部３、テーブル４、コラム５、スライダ６およびヘッド７を備える。基台２上には、案内部３およびコラム５が設置される。案内部３上には、テーブル４が設置される。案内部３は、Ｙ軸に沿って移動可能にテーブル４を案内する。コラム５は、テーブル４の上方にスライダ６を支持し、Ｘ軸に沿って移動可能にスライダ６を案内する。スライダ６は、Ｚ軸に沿って移動可能にヘッド７を案内する。ヘッド７は、テーブル４上に設置されたワークに加工を施す。この加工は、工具を用いた穴あけ加工または切削加工でもよいし、放電加工でもよいし、レーザ加工でもよいし、３Ｄプリントでもよい。
【0040】
テーブル４を駆動するために、基台２には、不図示のＹ軸モータおよびＹ軸ボールネジが設けられる。Ｙ軸ボールネジのねじ軸はＹ軸に沿って配置される。Ｙ軸ボールネジのナットは、テーブル４に固定される。そして、Ｙ軸モータを回転させることで、Ｙ軸ボールネジのねじ軸が回転し、ねじ軸の回転がナットの直動運動に変換されることで、テーブル４がＹ軸に沿って移動する。
【0041】
スライダ６を駆動するために、コラム５には、不図示のＸ軸モータおよびＸ軸ボールネジが設けられる。Ｘ軸ボールネジのねじ軸はＸ軸に沿って配置される。Ｘ軸ボールネジのナットは、スライダ６に固定される。そして、Ｘ軸モータを回転させることで、Ｘ軸ボールネジのねじ軸が回転し、ねじ軸の回転がナットの直動運動に変換されることで、スライダ６がＸ軸に沿って移動する。
【0042】
ヘッド７を駆動するために、スライダ６には、不図示のＺ軸モータおよびＺ軸ボールネジが設けられる。Ｚ軸ボールネジのねじ軸はＺ軸に沿って配置される。Ｚ軸ボールネジのナットは、ヘッド７に固定される。そして、Ｚ軸モータを回転させることで、Ｚ軸ボールネジのねじ軸が回転し、ねじ軸の回転がナットの直動運動に変換されることで、ヘッド７がＺ軸に沿って移動する。
【0043】
このとき、スライダ６には、Ｚ軸モータを動作させるための電源が外部から供給される。外部からスライダ６に電源を供給するために、スライダ６には、外部電源線１９ｃが引き込まれる。このとき、スライダ６は、Ｘ軸に沿って移動可能であるため、外部電源線１９Ｃも移動可能である。外部電源線１９Ｃを移動自在に保護するため、ケーブルベアを用いてもよい。
【0044】
ヘッド７には、ワークを加工するために、加工用モータ、放電装置またはレーザ光源などが設置される。このとき、ヘッド７には、モータ、放電装置またはレーザ光源を動作させるための電源が外部から供給される。外部からヘッド７に電源を供給するために、ヘッド７には、外部電源線２９ｃが引き込まれる。このとき、ヘッド７は、Ｚ軸に沿って移動可能であるため、外部電源線２９Ｃも移動可能である。外部電源線２９Ｃを移動自在に保護するため、ケーブルベアを用いてもよい。
【0045】
図２は、図１のコラムおよびスライダの可動部の概略構成を示す斜視図、図３は、図２のＲ１部分の詳細な構成を示す斜視図、図４は、図２のＲ２部分の詳細な構成を示す斜視図、図５は、図３の構成を示すブロック図、図６は、図５の構成をＹ軸方向から見た矢視図である。
【0046】
図２および図３において、コラム５は、ベース１１、Ｘ軸モータ１２、端子台１３、カップリング１４、ねじ軸１５、ナット１６、軸受１７Ａ、１７Ｂおよびセンサモジュール１８を備える。
ベース１１は、Ｘ軸に沿うようにねじ軸１５を支持する。このとき、ねじ軸１５は、軸受１７Ａ、１７Ｂを介して回転自在に支持される。
ベース１１は、Ｘ軸に沿うようにねじ軸１５を支持する。このとき、ねじ軸１５は、軸受１７Ａ、１７Ｂを介して回転自在に支持される。
【0047】
また、ベース１１上には、Ｘ軸モータ１２および端子台１３が配置される。Ｘ軸モータ１２は、Ｘ軸モータ１２の回転軸がねじ軸１５と同一直線上にくるように配置される。Ｘ軸モータ１２の回転軸は、カップリング１４を介してねじ軸１５に結合される。端子台１３は、Ｘ軸モータ１２に隣接して配置される。
【0048】
ナット１６は、ねじ軸１５のＸ軸回りの回転運動をＸ軸方向の直動運動に変換する。ナット１６は、ベース２１に固定される。このとき、ベース２１は、ナット１６のＸ軸方向の直動運動に伴ってＸ軸方向に直動運動する。例えば、ナット１６には、センサモジュール１８が装着される。ここで、センサモジュール１８にナット１６を装着することにより、センサモジュール１８は、ナット１６の状態を効率よく計測することが可能となり、ナット１６の状態の計測精度を向上させることができる。なお、センサモジュール１８の装着位置は、必ずしもナット１６に限定されることなく、ナット１６の運動によってセンサモジュール１８と端子台２３の相対位置が変わらない位置であればよく、例えば、ベース２１であってもよい。センサモジュール１８は、ナット１６の直動運動の妨げにならない位置に配置される。センサモジュール１８は、ナット１６にねじ止めしてもよいし、ナット１６に貼り付けてもよいし、ナット１６に埋め込まれてよいし、樹脂のポッティングによりナット１６に固定されてもよい。センサモジュール１８は、ナット１６の状態を計測し、ナット１６の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する。ナット１６の状態は、ナット１６の運動時または制動時に発する振動であってもよいし、ナット１６の運動時または制動時に発する音響であってもよいし、ナット１６の運動時または制動時の発熱であってもよい。
【0049】
センサモジュール１８と離れた位置には、受信機４１が設置される。受信機４１は、センサモジュール１８から送信された送信データを受信する。ここで、受信機４１の受信結果に基づいて、ナット１６の状態を診断することにより、ねじ軸１５またはナット１６などの摩耗または損傷を検知したり、ナット１６の制動時の振動が小さくなるようにＸ軸モータ１２の回転（角速度または各加速度）を制御したりすることができる。
【0050】
図２および図４において、スライダ６は、ベース２１、Ｚ軸モータ２２、端子台２３、カップリング２４、ねじ軸２５、ナット２６、軸受２７Ａ、２７Ｂおよびセンサモジュール２８を備える。
ベース２１は、Ｚ軸に沿うようにねじ軸２５を支持する。このとき、ねじ軸２５は、軸受２７Ａ、２７Ｂを介して回転自在に支持される。
ベース２１は、Ｚ軸に沿うようにねじ軸２５を支持する。このとき、ねじ軸２５は、軸受２７Ａ、２７Ｂを介して回転自在に支持される。
【0051】
また、ベース２１上には、Ｘ軸モータ２２および端子台２３が配置される。Ｚ軸モータ２２は、Ｚ軸モータ２２の回転軸がねじ軸２５と同一直線上にくるように配置される。Ｚ軸モータ２２の回転軸は、カップリング２４を介してねじ軸２５に結合される。端子台２３は、Ｚ軸モータ２２に隣接して配置される。
【0052】
ナット２６は、ねじ軸２５のＺ軸回りの回転運動をＺ軸方向の直動運動に変換する。ナット２６は、モータボックス３１に固定される。このとき、モータボックス３１は、ナット２６のＺ軸方向の直動運動に伴ってＺ軸方向に直動運動する。ナット２６には、センサモジュール２８が装着される。センサモジュール２８は、ナット２６の直動運動の妨げにならない位置に配置される。センサモジュール２８は、ナット２６にねじ止めしてもよいし、ナット２６に貼り付けてもよいし、ナット２６に埋め込まれてもよいし、樹脂のポッティングによりナット２６に固定されてもよい。センサモジュール２８は、ナット２６の状態を計測し、ナット２６の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する。ナット２６の状態は、ナット２６の運動時または制動時に発する振動であってもよいし、ナット２６の運動時または制動時に発する音響であってもよいし、ナット２６の運動時または制動時の発熱であってもよい。
【0053】
ヘッド７は、モータボックス３１を備える。モータボックス３１には、不図示の加工用モータおよび端子台が収容される。加工用モータは、図１のテーブル４上に設置されたワークの加工に用いられる。
【0054】
センサモジュール２８と離れた位置には、受信機４２が設置される。受信機４２は、センサモジュール２８から送信された送信データを受信する。ここで、受信機４２の受信結果に基づいて、ナット２６の状態を診断することにより、ねじ軸２５またはナット２６などの摩耗または損傷を検知したり、ナット２６の制動時の振動が小さくなるようにＺ軸モータ２２の回転（角速度および角加速度）を制御したりすることができる。
【0055】
ここで、図３、図５および図６に示すように、端子台２３には、外部から外部電源線１９Ｃが引き込まれている。また、端子台２３からは、モータ電源線１９Ｂが引き出され、Ｚ軸モータ２２に接続される。モータ電源線１９Ｂは、Ｚ軸モータ２２に有線で電源を供給する。さらに、端子台２３からは、センサ電源線１９Ａが引き出され、センサモジュール１８に接続される。センサ電源線１９Ａは、センサモジュール１８に有線で電源を供給する。このとき、外部電源線１９Ｃからは、モータ電源線１９Ｂとセンサ電源線１９Ａを並列に引き出すことができる。そして、外部電源線１９Ｃを介して供給された電源は、モータ電源線１９Ｂを介してＺ軸モータ２２に供給されるとともに、センサ電源線１９Ａに分配され、センサモジュール１８に供給される。
【0056】
なお、図５および図６では、ナット１６は、端子台２３が設置されるベース２１の面と反対側の面に固定される場合を例にとった。この場合、端子台２３から引き出されたセンサ電源線１９Ａを、ナット２６に装着されたセンサモジュール１８に接続するため、センサ電源線１９Ａを通す開口部２１Ａをベース２１に設けてもよい。なお、端子台２３の位置は、図５および図６の例に限定されることなく、例えば、ナット２６が固定される面上に存在してもよいし、ベース２１の側面に存在してもよい。
【0057】
ここで、ベース２１は、ナット１６のＸ軸方向の直動運動に伴ってＸ軸方向に直動運動する。このとき、端子台２３はベース２１に固定され、センサモジュール１８はナット１６に固定されているため、端子台２３とセンサモジュール１８との相対位置は変化しない。従って、端子台２３とセンサモジュール１８との間において、センサ電源線１９Ａを固定することができ、センサ電源線１９Ａの配線長を短くすることを可能としつつ、センサ電源線１９Ａの断線を防止することができる。
また、Ｚ軸モータ２２に有線で電源を供給する外部電源線１９Ｃを介してセンサモジュール１８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール１８に有線で電源を供給するために、Ｚ軸モータ２２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール１８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール１８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール１８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール１８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール１８の設置を容易化することができる。
さらに、ナット１６の状態に関する計測データをセンサモジュール１８から無線で受信機４１に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、ナット１６の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
また、Ｚ軸モータ２２に有線で電源を供給する外部電源線１９Ｃを介してセンサモジュール１８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール１８に有線で電源を供給するために、Ｚ軸モータ２２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール１８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール１８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール１８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール１８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール１８の設置を容易化することができる。
さらに、ナット１６の状態に関する計測データをセンサモジュール１８から無線で受信機４１に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、ナット１６の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0058】
また、図４に示すように、モータボックス３１内の端子台には、外部から外部電源線２９Ｃが引き込まれている。また、モータボックス３１内の端子台からは、不図示のモータ電源線が引き出され、加工用モータに接続される。さらに、モータボックス３１内の端子台からは、センサ電源線２９Ａが引き出され、センサモジュール２８に接続される。センサ電源線２９Ａは、センサモジュール２８に有線で電源を供給する。
【0059】
ここで、モータボックス３１は、ナット２６のＺ軸方向の直動運動に伴ってＺ軸方向に直動運動する。このとき、センサ電源線２９Ａが引き出される端子台はモータボックス３１に固定され、センサモジュール２８はナット２６に固定されているため、センサ電源線２９Ａが引き出される端子台とセンサモジュール２８との相対位置は変化しない。従って、センサ電源線２９Ａが引き出される端子台とセンサモジュール２８との間において、センサ電源線２９Ａを固定することができ、センサ電源線２９Ａの配線長を短くすることを可能としつつ、センサ電源線２９Ａの断線を防止することができる。
また、モータボックス３１内の加工用モータに有線で電源を供給する外部電源線２９Ｃを介してセンサモジュール２８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール２８に有線で電源を供給するために、加工用モータに外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール２８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール２８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール２８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール２８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール２８の設置を容易化することができる。
さらに、ナット２６の状態に関する計測データをセンサモジュール２８から無線で受信機４２に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、ナット２６の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
また、モータボックス３１内の加工用モータに有線で電源を供給する外部電源線２９Ｃを介してセンサモジュール２８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール２８に有線で電源を供給するために、加工用モータに外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール２８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール２８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール２８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール２８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール２８の設置を容易化することができる。
さらに、ナット２６の状態に関する計測データをセンサモジュール２８から無線で受信機４２に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、ナット２６の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0060】
図７は、図５のセンサモジュールの構成を示すブロック図である。なお、図７では、図５のセンサモジュール１８を例にとったが、図４のセンサモジュール２８についても同様に構成することができる。また、図７では、Ｚ軸モータ２２が直流モータである場合を例にとる。
【0061】
図７において、センサモジュール１８は、ＤＣＤＣコンバータ５１、加速度センサ５２、マイクロコンピュータ（マイコンとも言う）５３および無線モジュール５４を備える。ＤＣＤＣコンバータ５１は、外部から供給される電力を加速度センサ５２、マイコン５３および無線モジュール５４に供給可能な電力に変換する。加速度センサ５２は、ナット１６にかかる加速度を計測する。加速度センサ５２は、例えば、振動センサとして用いることができる。マイコン５３は、加速度センサ５２で計測された計測データに基づいて送信データを生成する。このとき、マイコン５３は、計測データの宛先情報を送信データに付加したり、計測データの圧縮化および暗号化などの処理を行ってもよい。また、マイコン５３は、加速度センサ５２で計測された計測データから振動成分を抽出し、その振動成分（例えば、振幅、周波数および位相）を送信データとして生成してもよい。マイコン５３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。このとき、マイコン５３の機能を提供するためのプログラムがＲＯＭに記憶される。そして、そのプログラムをＲＡＭに読み出してＣＰＵが実行することによりマイコン５３の機能が実現される。無線モジュール５４は、マイコン５３から出力された送信データを無線周波数帯に変換し、送信データを無線で送信する。
【0062】
センサモジュール１８は、ナット１６に装着され、ナット１６は、テーブル２１に固定される。テーブル２１上には、Ｚ軸モータ２２および端子台２３が設けられる。
外部電源線１９Ｃを介して供給される電源は、端子台２３を介してモータ電源線１９Ｂおよびセンサ電源線１９Ａに分配される。このとき、Ｚ軸モータ２２には、モータ電源線１９Ｂを介して電源が供給され、センサモジュール１８には、センサ電源線１９Ａを介して電源が供給される。
外部電源線１９Ｃを介して供給される電源は、端子台２３を介してモータ電源線１９Ｂおよびセンサ電源線１９Ａに分配される。このとき、Ｚ軸モータ２２には、モータ電源線１９Ｂを介して電源が供給され、センサモジュール１８には、センサ電源線１９Ａを介して電源が供給される。
【0063】
そして、Ｘ軸モータ１２の回転に伴ってねじ軸１５がＸ軸周りに回転し、ねじ軸１５のＸ軸周りの回転運動がナット１６のＸ軸方向の直動運動に変換される。ナット１６のＸ軸方向の直動運動に伴って、テーブル２１がＺ軸モータ２２および端子台２３とともにＸ軸方向に直動運動する。このため、端子台２３がＸ軸方向に直動運動しても、ナット１６に装着されたセンサモジュール１８と、端子台２３との相対位置は変化しない。このとき、センサ電源線１９Ａを介して供給された電源は、ＤＣＤＣコンバータ５１を介して電力変換された後、加速度センサ５２、マイコン５３および無線モジュール５４に供給される。
【0064】
ここで、センサモジュール１８には、センサ電源線１９Ａを介して有線で電源が供給されるとともに、センサ電源線１９Ａは、センサモジュール１８および端子台２３に対して固定することが可能となり、センサ電源線１９Ａの配線長を短くしつつ、センサ電源線１９Ａの断線を防止することが可能となる。このため、図１の工作機械１の稼働中に電源切れおよび電圧不安定などが発生せず、センサモジュール１８への電源供給の安定化を図ることができる。
また、センサモジュール１８に電源を供給するために、端子台２３からセンサ電源線１９Ａを引き出し、センサモジュール１８に接続すればよい。このため、センサモジュール１８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール１８の動作の安定性を確保しつつ、センサモジュール１８の設置の容易化を図ることができる。
また、センサモジュール１８に電源を供給するために、端子台２３からセンサ電源線１９Ａを引き出し、センサモジュール１８に接続すればよい。このため、センサモジュール１８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール１８の動作の安定性を確保しつつ、センサモジュール１８の設置の容易化を図ることができる。
【0065】
なお、図７では、Ｚ軸モータ２２が直流モータである場合を例にとったが、Ｚ軸モータ２２は交流モータであってもよい。このとき、電力変換器として、ＤＣＤＣコンバータ５１の代わりにＡＣＤＣコンバータを設けることができる。
【0066】
また、図７では、ナット１６の状態を計測するために、加速度センサ５２を振動センサとして用いた場合を示したが、加速度センサ５２の代わりに、音響センサを設けてもよいし、温度センサを設けてもよいし、設置方向または種類などの異なる複数のセンサを設けてもよい。
【0067】
図８は、第２実施形態に係る電動装置の概略構成を示す斜視図である。
図８において、産業用ロボット６１は、例えば、シリアルリンク機構を持つ。産業用ロボット６１は、基台６２、コラム７１、アーム８１、９１および操作部１０１を備える。基台６２上には、コラム７１が設置される。基台６２は、コラム７１を回転方向θ１に回転可能に支持する。コラム７１の先端には、アーム８１が連結される。コラム７１は、アーム８１を回転方向θ２に回転可能に支持する。アーム８１の先端には、アーム９１が連結される。アーム８１は、アーム９１を回転方向θ３に回転可能に支持する。アーム９１の先端には、操作部１０１が連結される。アーム９１は、操作部１０１を回転方向θ４に回転可能に支持する。操作部１０１は、ワークを操作する。この操作は、ワークの加工でもよいし、ワークの挟持でもよい。
図８において、産業用ロボット６１は、例えば、シリアルリンク機構を持つ。産業用ロボット６１は、基台６２、コラム７１、アーム８１、９１および操作部１０１を備える。基台６２上には、コラム７１が設置される。基台６２は、コラム７１を回転方向θ１に回転可能に支持する。コラム７１の先端には、アーム８１が連結される。コラム７１は、アーム８１を回転方向θ２に回転可能に支持する。アーム８１の先端には、アーム９１が連結される。アーム８１は、アーム９１を回転方向θ３に回転可能に支持する。アーム９１の先端には、操作部１０１が連結される。アーム９１は、操作部１０１を回転方向θ４に回転可能に支持する。操作部１０１は、ワークを操作する。この操作は、ワークの加工でもよいし、ワークの挟持でもよい。
【0068】
コラム７１を駆動するために、基台６２には、不図示のθ１軸モータが設けられる。θ１軸モータの回転軸は、コラム７１に結合される。θ１軸モータの回転軸は、減速機を介してコラム７１に結合してもよい。そして、θ１軸モータを回転させることで、回転方向θ１にコラム７１が回転する。
【0069】
アーム８１を駆動するために、コラム７１には、θ２軸モータ７２が設けられる。θ２軸モータ７２の回転軸は、アーム８１に結合される。θ２軸モータ７２の回転軸は、減速機を介してアーム８１に結合してもよい。そして、θ２軸モータ７２を回転させることで、回転方向θ２にアーム８１が回転する。
【0070】
また、コラム７１の状態を計測するために、コラム７１には、センサモジュール７８が装着される。センサモジュール７８は、コラム７１の状態を計測し、コラム７１の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する。コラム７１の状態は、コラム７１の運動時または制動時に発する振動であってもよいし、コラム７１の運動時または制動時に発する音響であってもよいし、コラム７１の運動時または制動時の発熱であってもよい。センサモジュール７８は、図７の構成と同様に構成することができる。
センサモジュール７８と離れた位置には、受信機７４が設置される。受信機７４は、センサモジュール７８から送信された送信データを受信する。
センサモジュール７８と離れた位置には、受信機７４が設置される。受信機７４は、センサモジュール７８から送信された送信データを受信する。
【0071】
また、コラム７１には、端子台７３が設けられる。端子台７３には、外部から外部電源線７９Ｃが引き込まれている。また、端子台７３からは、モータ電源線７９Ｂが引き出され、θ２軸モータ７２に接続される。モータ電源線７９Ｂは、θ２軸モータ７２に有線で電源を供給する。さらに、端子台７３からは、センサ電源線７９Ａが引き出され、センサモジュール７８に接続される。センサ電源線７９Ａは、センサモジュール７８に有線で電源を供給する。このとき、外部電源線７９Ｃからは、モータ電源線７９Ｂとセンサ電源線７９Ａを並列に引き出すことができる。そして、外部電源線７９Ｃを介して供給された電源は、モータ電源線７９Ｂを介してθ２軸モータ７２に供給されるとともに、センサ電源線７９Ａに分配され、センサモジュール７８に供給される。このとき、コラム７１は、回転方向θ１に回転可能であるため、外部電源線７９Ｃも移動可能である。外部電源線７９Ｃを移動自在に保護するため、ケーブルベアを用いてもよい。
【0072】
ここで、コラム７１は、回転方向θ１に回転運動する。このとき、端子台７３およびセンサモジュール７８はコラム７１に固定されているため、端子台７３とセンサモジュール７８との相対位置は変化しない。従って、端子台７３とセンサモジュール７８との間において、センサ電源線７９Ａを固定することができ、センサ電源線７９Ａの配線長を短くすることを可能としつつ、センサ電源線７９Ａの断線を防止することができる。
また、θ２軸モータ７２に有線で電源を供給する外部電源線７９Ｃを介してセンサモジュール７８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール７８に有線で電源を供給するために、θ２軸モータ７２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール７８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール７８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール７８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール７８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール７８の設置を容易化することができる。
さらに、コラム７１の状態に関する計測データをセンサモジュール７８から無線で受信機７４に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、コラム７１の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
また、θ２軸モータ７２に有線で電源を供給する外部電源線７９Ｃを介してセンサモジュール７８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール７８に有線で電源を供給するために、θ２軸モータ７２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール７８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール７８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール７８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール７８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール７８の設置を容易化することができる。
さらに、コラム７１の状態に関する計測データをセンサモジュール７８から無線で受信機７４に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、コラム７１の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0073】
アーム９１を駆動するために、アーム８１には、θ３軸モータ８２が設けられる。θ３軸モータ８２の回転軸は、アーム９１に結合される。θ３軸モータ８２の回転軸は、減速機を介してアーム９１に結合してもよい。そして、θ３軸モータ８２を回転させることで、回転方向θ３にアーム９１が回転する。
【0074】
また、アーム８１の状態を計測するために、アーム８１には、センサモジュール８８が装着される。センサモジュール８８は、アーム８１の状態を計測し、アーム８１の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する。アーム８１の状態は、アーム８１の運動時または制動時に発する振動であってもよいし、アーム８１の運動時または制動時に発する音響であってもよいし、アーム８１の運動時または制動時の発熱であってもよい。センサモジュール８８は、図７の構成と同様に構成することができる。
センサモジュール８８と離れた位置には、受信機８４が設置される。受信機８４は、センサモジュール８８から送信された送信データを受信する。
センサモジュール８８と離れた位置には、受信機８４が設置される。受信機８４は、センサモジュール８８から送信された送信データを受信する。
【0075】
また、アーム８１には、端子台８３が設けられる。端子台８３には、外部から外部電源線８９Ｃが引き込まれている。また、端子台８３からは、モータ電源線８９Ｂが引き出され、θ３軸モータ８２に接続される。モータ電源線８９Ｂは、θ３軸モータ８２に有線で電源を供給する。さらに、端子台８３からは、センサ電源線８９Ａが引き出され、センサモジュール８８に接続される。センサ電源線８９Ａは、センサモジュール８８に有線で電源を供給する。このとき、外部電源線８９Ｃからは、モータ電源線８９Ｂとセンサ電源線８９Ａを並列に引き出すことができる。そして、外部電源線８９Ｃを介して供給された電源は、モータ電源線８９Ｂを介してθ３軸モータ８２に供給されるとともに、センサ電源線８９Ａに分配され、センサモジュール８８に供給される。このとき、アーム８１は、回転方向θ３に回転可能であるため、外部電源線８９Ｃも移動可能である。外部電源線８９Ｃを移動自在に保護するため、ケーブルベアを用いてもよい。
【0076】
ここで、アーム８１は、回転方向θ２に回転運動する。このとき、端子台８３およびセンサモジュール８８はアーム８１に固定されているため、端子台８３とセンサモジュール８８との相対位置は変化しない。従って、端子台８３とセンサモジュール８８との間において、センサ電源線８９Ａを固定することができ、センサ電源線８９Ａの配線長を短くすることを可能としつつ、センサ電源線８９Ａの断線を防止することができる。
また、θ３軸モータ８２に有線で電源を供給する外部電源線８９Ｃを介してセンサモジュール８８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール８８に有線で電源を供給するために、θ３軸モータ８２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール８８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール８８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール８８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール８８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール８８の設置を容易化することができる。
さらに、アーム８１の状態に関する計測データをセンサモジュール８８から無線で受信機８４に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、アーム８１の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
また、θ３軸モータ８２に有線で電源を供給する外部電源線８９Ｃを介してセンサモジュール８８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール８８に有線で電源を供給するために、θ３軸モータ８２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール８８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール８８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール８８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール８８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール８８の設置を容易化することができる。
さらに、アーム８１の状態に関する計測データをセンサモジュール８８から無線で受信機８４に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、アーム８１の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0077】
操作部１０１を駆動するために、アーム９１には、θ４軸モータ９２が設けられる。θ４軸モータ９２の回転軸は、操作部１０１に結合される。θ４軸モータ９２の回転軸は、減速機を介して操作部１０１に結合してもよい。そして、θ４軸モータ９２を回転させることで、回転方向θ４に操作部１０１が回転する。
【0078】
また、アーム９１の状態を計測するために、アーム９１には、センサモジュール９８が装着される。センサモジュール９８は、アーム９１の状態を計測し、アーム９１の状態の計測結果に基づいて生成された送信データを無線で送信する。アーム９１の状態は、アーム９１の運動時または制動時に発する振動であってもよいし、アーム９１の運動時または制動時に発する音響であってもよいし、アーム９１の運動時または制動時の発熱であってもよい。センサモジュール９８は、図７の構成と同様に構成することができる。
センサモジュール９８と離れた位置には、受信機９４が設置される。受信機９４は、センサモジュール９８から送信された送信データを受信する。
センサモジュール９８と離れた位置には、受信機９４が設置される。受信機９４は、センサモジュール９８から送信された送信データを受信する。
【0079】
また、アーム９１には、端子台９３が設けられる。端子台９３には、外部から外部電源線９９Ｃが引き込まれている。また、端子台９３からは、モータ電源線９９Ｂが引き出され、θ４軸モータ９２に接続される。モータ電源線９９Ｂは、θ４軸モータ９２に有線で電源を供給する。さらに、端子台９３からは、センサ電源線９９Ａが引き出され、センサモジュール９８に接続される。センサ電源線９９Ａは、センサモジュール９８に有線で電源を供給する。このとき、外部電源線９９Ｃからは、モータ電源線９９Ｂとセンサ電源線９９Ａを並列に引き出すことができる。そして、外部電源線９９Ｃを介して供給された電源は、モータ電源線９９Ｂを介してθ４軸モータ９２に供給されるとともに、センサ電源線９９Ａに分配され、センサモジュール９８に供給される。このとき、アーム９１は、回転方向θ４に回転可能であるため、外部電源線９９Ｃも移動可能である。外部電源線９９Ｃを移動自在に保護するため、ケーブルベアを用いてもよい。
【0080】
ここで、アーム９１は、回転方向θ３に回転運動する。このとき、端子台９３およびセンサモジュール９８はアーム９１に固定されているため、端子台９３とセンサモジュール９８との相対位置は変化しない。従って、端子台９３とセンサモジュール９８との間において、センサ電源線９９Ａを固定することができ、センサ電源線９９Ａの配線長を短くすることを可能としつつ、センサ電源線９９Ａの断線を防止することができる。
また、θ４軸モータ９２に有線で電源を供給する外部電源線９９Ｃを介してセンサモジュール９８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール９８に有線で電源を供給するために、θ４軸モータ９２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール９８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール９８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール９８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール９８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール９８の設置を容易化することができる。
さらに、アーム９１の状態に関する計測データをセンサモジュール９８から無線で受信機９４に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、アーム９１の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
また、θ４軸モータ９２に有線で電源を供給する外部電源線９９Ｃを介してセンサモジュール９８に有線で電源を供給することができ、センサモジュール９８に有線で電源を供給するために、θ４軸モータ９２に外部から電源を供給する外部電源とは別個に、センサモジュール９８に外部から電源を供給する外部電源を設ける必要がなくなる。このため、センサモジュール９８に用いられる電源の供給の安定化を図ることができ、センサモジュール９８の電源の監視にかかる手間を軽減することが可能となるとともに、センサモジュール９８の電源の確保に要する設計変更の増大を抑制することができ、センサモジュール９８の設置を容易化することができる。
さらに、アーム９１の状態に関する計測データをセンサモジュール９８から無線で受信機９４に送信することにより、計測データの送信時の信号線の配線に伴う摩擦帯電ノイズおよび電磁ノイズを抑制することが可能となり、アーム９１の状態の監視精度の低下を抑制することができる。
【0081】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0082】
例えば、上述した実施形態では、電動装置として、工作機械１および産業用ロボット６１を例にとったが、本発明は、例えば、歩行ロボット、マニピュレータ、自動車、電車、飛行機、露光装置または重機などにも適用可能である。
また、本発明は、第１アクチュエータの可動体の状態を計測する計測部に電源を供給する場合、第１アクチュエータの可動体とともに移動する第２アクチュエータに供給される電源を計測部に有線で分配する構成にも適用可能である。また、電源が供給されるアクチュエータがある場合、そのアクチュエータとともに移動する可動体の状態を計測する計測部に有線で電源を分配する構成にも適用可能である。このとき、アクチュエータとともに移動する可動体は、アクチュエータと同一速度かつ同一方向に移動してもよいし、アクチュエータと同一軸の周りに同一各速度で移動してもよい。なお、アクチュエータは、例えば、モータ、直動装置、歯車、アームおよびリンク機構などを備えていてもよい。
また、上述した実施形態では、直動装置のナットの直動運動およびアームの回転運動を計測する場合を例にとったが、本発明は、ナット以外の直動体の直動運動に適用してもよいし、アーム以外の回転体の回転運動に適用してもよいし、サイクロイド運動、楕円運動および放物線運動などに適用してよい。
また、上述した実施形態では、各可動体の運動のそれぞれ自由度に対して、１つのセンサおよび１つの受信機を対で設けた例を示したが、この例に限らず、複数のセンサからのデータを1つの受信機で受信するようにしてもよい。
また、本発明は、第１アクチュエータの可動体の状態を計測する計測部に電源を供給する場合、第１アクチュエータの可動体とともに移動する第２アクチュエータに供給される電源を計測部に有線で分配する構成にも適用可能である。また、電源が供給されるアクチュエータがある場合、そのアクチュエータとともに移動する可動体の状態を計測する計測部に有線で電源を分配する構成にも適用可能である。このとき、アクチュエータとともに移動する可動体は、アクチュエータと同一速度かつ同一方向に移動してもよいし、アクチュエータと同一軸の周りに同一各速度で移動してもよい。なお、アクチュエータは、例えば、モータ、直動装置、歯車、アームおよびリンク機構などを備えていてもよい。
また、上述した実施形態では、直動装置のナットの直動運動およびアームの回転運動を計測する場合を例にとったが、本発明は、ナット以外の直動体の直動運動に適用してもよいし、アーム以外の回転体の回転運動に適用してもよいし、サイクロイド運動、楕円運動および放物線運動などに適用してよい。
また、上述した実施形態では、各可動体の運動のそれぞれ自由度に対して、１つのセンサおよび１つの受信機を対で設けた例を示したが、この例に限らず、複数のセンサからのデータを1つの受信機で受信するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0083】
１ 工作機械、２ 基台、３ 案内部、４ テーブル、５ コラム、６ スライダ、７ ヘッド、１１、２１ ベース、１２ Ｘ軸モータ、１３、２３ 端子台、１４、２４ カップリング、１５、２５ ねじ軸、１６、２６ ナット、１７Ａ、１７Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ 軸受、１８、２８ センサモジュール、１９Ａ センサ電源線、１９Ｂ モータ電源線、１９Ｃ 外部電源線、２２ Ｚ軸モータ、３１ モータボックス、４１ 受信機、５１ ＤＣＤＣコンバータ、５２ 加速度センサ、５３ マイクロコンピュータ、５４ 無線モジュール
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
