JP5885582B2 - 減速機破損状態通知装置、減速機破損状態通知機能付機械システムおよび減速機破損状態通知プログラム - Google Patents

Description

本発明は、減速機と、この減速機の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサーとを備えている機械の減速機の破損の状態を通知するための減速機破損状態通知装置に関する。

従来、機械の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサーとして、潤滑油が侵入するためのオイル侵入用空隙部を赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）からフォトダイオードまでの光路上に形成し、赤外ＬＥＤの出射光に対するオイル侵入用空隙部内の潤滑油による光吸収量をフォトダイオードの受光量によって測定することによって、測定した光吸収量と相関する潤滑油の劣化度を判定するオイル劣化度センサーが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

しかしながら、特許文献１、２に記載されたオイル劣化度センサーは、潤滑油の劣化度として潤滑油中の不溶解分の濃度を測定することができるが、潤滑油中の汚染物質の種類を特定することができないという問題がある。

潤滑油中の汚染物質の種類を特定する技術としては、潤滑油の濾過後のメンブランフィルタにＬＥＤによって光を照射して、メンブランフィルタ上の汚染物質からの反射光を受光素子でＲＧＢのデジタル値に変換し、変換したＲＧＢのデジタル値に基づいて潤滑油中の汚染物質の種類を特定する技術が知られている（例えば、非特許文献１、２参照。）。

特開平７−１４６２３３号公報 特開平１０−１０４１６０号公報 山口 智彦、外４名、「潤滑油汚染物質の色相判別法」、福井大学 工学部 研究報告、２００３年３月、第５１巻、第１号、p.81-88 本田 知己、「潤滑油の劣化診断・検査技術」、精密工学会誌、２００９年、第７５巻、第３号、p.359-362

しかしながら、非特許文献１、２に記載された技術は、機械から潤滑油を抜き取ってメンブランフィルタで濾過する必要があり、即時性に欠けるという問題がある。

そこで、本願の発明者は、減速機を備えている機械に備えられて、減速機の潤滑油中の汚染物質の種類および量を即時に特定可能にすることができる潤滑油劣化センサーを開発した。この潤滑油劣化センサー（以下「新センサー」という。）は、光を発する発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、減速機の潤滑油が侵入するための隙間であって発光素子からカラー受光素子までの光路上に配置されている油用隙間が形成されていて光を透過させる隙間形成部材とを備えているものである。

そして、本願の発明者は、新センサーのカラー受光素子によって検出された色と所定の色との色差が所定の閾値に達した場合に、この閾値に対応する減速機の破損の状態を通知する減速機破損状態通知装置を開発した。

しかしながら、新センサーのカラー受光素子によって検出された色と所定の色との色差と、減速機の破損の状態との関係は、減速機に加わる荷重など、減速機の使用条件によって異なるということを本願の発明者は発見した。新センサーのカラー受光素子によって検出された色と所定の色との色差と、減速機の破損の状態との関係が一定でない場合、上記減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を精度良く通知することができないという問題がある。

そこで、本発明は、減速機の使用条件が異なる場合であっても減速機の破損の状態を精度良く通知することができる減速機破損状態通知装置を提供することを目的とする。

本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機と、前記減速機の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサーとを備えている機械の前記減速機の破損の状態を通知するための減速機破損状態通知装置であって、前記潤滑油劣化センサーは、光を発する発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間であって前記発光素子から前記カラー受光素子までの光路上に配置されている油用隙間が形成されていて光を透過させる隙間形成部材とを備えており、前記減速機破損状態通知装置は、前記減速機の破損の状態を通知する破損状態通知手段と、前記破損状態通知手段による通知のための閾値を設定する閾値設定手段と、前記減速機に加わる荷重の入力を受け付ける荷重受付手段とを備えており、前記破損状態通知手段は、前記カラー受光素子によって検出された色と所定の色との色差が前記閾値設定手段によって設定された前記閾値に達した場合に、この閾値に対応する前記減速機の破損の状態を通知し、前記閾値設定手段は、前記荷重受付手段によって入力が受け付けられた前記荷重に応じた前記閾値を設定することを特徴とする。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を、減速機に加わる荷重に応じて設定するので、減速機の使用条件として、減速機に加わる荷重が異なる場合であっても、減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記減速機は、内歯歯車を有したケースと、前記ケースに回転可能に支持された支持体と、前記内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、前記支持体および前記外歯歯車に回転可能に支持されて外部から入力される回転運動に応じて前記ケースに対して前記外歯歯車を偏心回転させるクランク軸とを備えており、前記荷重受付手段は、前記ケースおよび前記支持体が相対的に回転するときの回転軸を中心とした回転方向に前記減速機に加わる荷重と、前記回転軸に直交する軸を中心とした回転方向に前記減速機に加わる荷重との少なくとも一方を受け付けても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を、ケースおよび支持体が相対的に回転するときの回転軸を中心とした回転方向に減速機に加わる荷重（以下「負荷トルク」と言う。）と、この回転軸に直交する軸を中心とした回転方向に減速機に加わる荷重（以下「負荷モーメント」と言う。）との少なくとも一方に応じて設定するので、減速機の使用条件として、減速機の負荷トルクおよび負荷モーメントの少なくとも一方が異なる場合であっても、減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記機械は、前記減速機に加わる荷重を検出するための荷重センサーを備えており、前記荷重受付手段は、前記荷重センサーによって検出された前記荷重の入力を受け付けても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を実際に減速機に加わる荷重に応じて設定するので、減速機の破損の状態を実際に減速機に加わる荷重に応じて精度良く通知することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記閾値設定手段は、前記荷重受付手段によって入力が受け付けられた所定の期間の前記荷重の平均値に応じた前記閾値を設定しても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を、所定の期間において実際に減速機に加わる荷重の平均値に応じて設定するので、減速機に加わる荷重が一時的に急激に変化した場合に減速機の破損の状態を誤って通知することを防止することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記減速機破損状態通知装置は、前記潤滑油の温度の入力を受け付ける潤滑油温度受付手段を備えており、前記閾値設定手段は、前記潤滑油温度受付手段によって入力が受け付けられた前記潤滑油の温度に更に応じた前記閾値を設定しても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を、減速機に加わる荷重と、潤滑油の温度とに応じて設定するので、減速機の使用条件として、減速機に加わる荷重と、潤滑油の温度とが異なる場合であっても、減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記機械は、前記潤滑油の温度を検出するための潤滑油温度センサーを備えており、前記潤滑油温度受付手段は、前記潤滑油温度センサーによって検出された前記潤滑油の温度の入力を受け付けても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を潤滑油の実際の温度に応じて設定するので、減速機の破損の状態を潤滑油の実際の温度に応じて精度良く通知することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記閾値設定手段は、前記潤滑油温度受付手段によって入力が受け付けられた所定の期間の前記潤滑油の温度の平均値に応じた前記閾値を設定しても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を通知するための閾値を所定の期間の潤滑油の実際の温度の平均値に応じて設定するので、潤滑油の温度が一時的に急激に変化した場合に減速機の破損の状態を誤って通知することを防止することができる。

また、本発明の減速機破損状態通知装置において、前記閾値は、前記減速機の破損の可能性に対応した複数段階の閾値を含んでいても良い。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の破損の状態を減速機の破損の可能性として複数段階で通知することができる。

本発明の減速機破損状態通知機能付機械システムは、上述の減速機破損状態通知装置と、前記減速機破損状態通知装置によって前記減速機の破損の状態が通知される前記機械とを備えていることを特徴とする。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知機能付機械システムは、減速機の使用条件が異なる場合であっても、減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。

本発明の減速機破損状態通知機能付機械システムは、上述の減速機破損状態通知装置と、前記減速機破損状態通知装置によって前記減速機の破損の状態が通知される前記機械とを備えており、前記潤滑油温度センサーは、前記潤滑油劣化センサーに内蔵されていることを特徴とする。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知機能付機械システムは、減速機の使用条件が異なる場合であっても、減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。また、本発明の減速機破損状態通知機能付機械システムは、潤滑油温度センサーが潤滑油劣化センサーに内蔵されているので、潤滑油温度センサーが潤滑油劣化センサーとは別に設けられている構成と比較して、容易に構築されることができる。

本発明の減速機破損状態通知プログラムは、上述の減速機破損状態通知装置としてコンピューターを機能させることを特徴とする。

この構成により、本発明の減速機破損状態通知プログラムを実行するコンピューターは、減速機の使用条件が異なる場合であっても、減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。

本発明の減速機破損状態通知装置は、減速機の使用条件が異なる場合であっても減速機の破損の状態を精度良く通知することができる。

本発明の一実施の形態に係る減速機破損状態通知機能付機械システムのブロック図である。 図１に示す産業用ロボットの側面図である。 図１に示す産業用ロボットの関節部の断面図である。 図３に示す潤滑油劣化センサーの正面図である。 アームに取り付けられた状態での図４に示す潤滑油劣化センサーの正面断面図である。 （ａ）は、図４に示す潤滑油劣化センサーの平面図である。（ｂ）は、図４に示す潤滑油劣化センサーの底面図である。 図５に示す白色ＬＥＤからＲＧＢセンサーまでの光路を示す図である。 図１に示す減速機破損状態通知装置のブロック図である。 図８に示す閾値設定用テーブルの一例を示す図である。 図８に示すテーブル選択用テーブルの一例を示す図である。 （ａ）は、図３に示す潤滑油の温度が４０℃であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機の負荷トルクが１．０Ｔｏである場合の色差ΔＥの時間変化の実験結果の一例を示すグラフである。（ｂ）は、図３に示す潤滑油の温度が６０℃であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機の負荷トルクが１．０Ｔｏである場合の色差ΔＥの時間変化の実験結果の一例を示すグラフである。（ｃ）は、図３に示す潤滑油の温度が６０℃であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機の負荷トルクが２．０Ｔｏである場合の色差ΔＥの時間変化の実験結果の一例を示すグラフである。 図８に示す減速機破損状態通知装置の動作のフローチャートである。 図８に示す表示部に表示される情報入力画面の一例を示す図である。 （ａ）は、図８に示す表示部に表示される画面であって、減速機が破損している可能性が高いことを警告する通知の画面の一例を示す図である。（ｂ）は、図８に示す表示部に表示される画面であって、減速機が破損している可能性があることを警告する通知の画面の一例を示す図である。（ｃ）は、図８に示す表示部に表示される画面であって、利用者に減速機の点検または修理を促す通知の画面の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。

まず、本実施の形態に係る減速機破損状態通知機能付機械システムの構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る減速機破損状態通知機能付機械システム１０のブロック図である。

図１に示すように、減速機破損状態通知機能付機械システム１０は、本発明の機械としての産業用ロボット２０と、産業用ロボット２０の減速機の破損の状態を通知するための減速機破損状態通知装置１００とを備えている。産業用ロボット２０および減速機破損状態通知装置１００は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク１１を介して互いに通信可能に接続されている。

図２は、産業用ロボット２０の側面図である。

図２に示すように、産業用ロボット２０は、床、天井などの設置部分９０に取り付けられる取付部２１と、アーム２２、２３、２４、２５および２６と、取付部２１およびアーム２２を接続する関節部３１と、アーム２２およびアーム２３を接続する関節部３２と、アーム２３およびアーム２４を接続する関節部３３と、アーム２４およびアーム２５を接続する関節部３４と、アーム２５およびアーム２６を接続する関節部３５と、アーム２６および図示していないハンドを接続する関節部３６とを備えている。

図３は、関節部３２の断面図である。なお、以下においては、関節部３２について説明するが、関節部３１、３３〜３６についても同様である。

図３に示すように、関節部３２は、アーム２２およびアーム２３を接続する減速機４０と、ボルト５１によってアーム２２に固定されたモーター５０と、減速機４０の可動部に生じる摩擦を軽減するための潤滑油４０ａの劣化を検出するための潤滑油劣化センサー６０と、減速機４０に加わる荷重を検出するための荷重センサーとしての歪みゲージ８０とを備えている。

減速機４０は、内歯歯車４１ａを有していてボルト４１ｂによってアーム２２に固定されたケース４１と、減速機４０の中心軸の周りに等間隔に３個配置された柱４２ａを有していてボルト４２ｂによってアーム２３に固定された支持体４２と、モーター５０の出力軸に固定された歯車４３と、減速機４０の中心軸の周りに等間隔に３個配置されていて歯車４３と噛み合う歯車４４と、減速機４０の中心軸の周りに等間隔に３個配置されていて歯車４４に固定されたクランク軸４５と、ケース４１の内歯歯車４１ａに噛み合う２個の外歯歯車４６とを備えている。

支持体４２は、ケース４１に軸受４１ｃを介して回転可能に支持されている。ケース４１と、支持体４２との間には、潤滑油４０ａの漏れを防止するためのシール部材４１ｄが設けられている。

クランク軸４５は、支持体４２に軸受４２ｃを介して回転可能に支持されているとともに、外歯歯車４６に軸受４６ａを介して回転可能に支持されている。クランク軸４５は、歯車４４から入力される回転運動に応じてケース４１に対して外歯歯車４６を偏心回転させるものである。

潤滑油劣化センサー６０は、アーム２３に固定されている。

歪みゲージ８０は、支持体４２の３個の柱４２ａのそれぞれに２個ずつ、合計６個取り付けられている。歪みゲージ８０は、減速機４０に加わる荷重を柱４２ａに生じる歪みとして検出するものである。ここで、歪みゲージ８０には、潤滑油４０ａから保護するためのコーティングが施されている。また、減速機４０には、歪みゲージ８０の出力を伝達するための電線を外部に出すための図示していない穴が形成されている。この穴は、潤滑油４０ａが減速機４０の外部に漏洩することを防止するために、電線が通された後でエポキシ系樹脂などの樹脂で埋められている。

図４は、潤滑油劣化センサー６０の正面図である。図５は、アーム２３に取り付けられた状態での潤滑油劣化センサー６０の正面断面図である。図６（ａ）は、潤滑油劣化センサー６０の平面図である。図６（ｂ）は、潤滑油劣化センサー６０の底面図である。

図４〜図６に示すように、潤滑油劣化センサー６０は、潤滑油劣化センサー６０の各部品を支持するアルミニウム合金製の筐体６１と、潤滑油４０ａが侵入するための隙間である油用隙間６２ａが形成されている隙間形成部材６２と、隙間形成部材６２を支持する支持部材６３と、筐体６１およびアーム２３の間からの潤滑油４０ａの漏れを防止するＯリング６４と、筐体６１および支持部材６３の間からの潤滑油４０ａの漏れを防止するＯリング６５と、筐体６１および支持部材６３の間に配置されたＯリング６６と、電子部品群７０とを備えている。

筐体６１は、アーム２３のネジ穴２３ａに固定されるためのネジ部６１ａと、アーム２３のネジ穴２３ａに対してネジ部６１ａが回転させられるときにスパナなどの工具によって掴まれるための工具接触部６１ｂとを備えている。なお、アーム２３のネジ穴２３ａは、潤滑油劣化センサー６０が取り外されている状態のときに、減速機４０への潤滑油４０ａの供給と、減速機４０からの潤滑油４０ａの廃棄とに利用されても良い。

隙間形成部材６２は、２つのガラス製の直角プリズム６２ｂ、６２ｃによって構成されており、潤滑油４０ａが侵入するための隙間である油用隙間６２ａが２つの直角プリズム６２ｂ、６２ｃの間に形成されている。直角プリズム６２ｂ、６２ｃは、接着剤によって支持部材６３に固定されている。

支持部材６３は、筐体６１に六角穴付ボルト６７によって固定されている。支持部材６３は、アルミニウム合金製のホルダー６３ａと、ホルダー６３ａに六角穴付ボルト６３ｂによって固定されたアルミニウム合金製のホルダーキャップ６３ｃとを備えている。

電子部品群７０は、スペーサー６８を介して六角穴付ボルト６９によって支持部材６３に固定された回路基板７１と、白色の光を発する発光素子であって回路基板７１に実装された白色ＬＥＤ７２と、受けた光の色を検出するカラー受光素子であって回路基板７１に実装されたＲＧＢセンサー７３と、ホルダー６３ａを介して潤滑油４０ａの温度を検出するための潤滑油温度センサーであって回路基板７１に実装された温度センサー７４と、白色ＬＥＤ７２およびＲＧＢセンサー７３側とは反対側に回路基板７１に実装されたコネクター７５と、コネクター７５に電気的に接続されることが可能であるコネクター７６と、ホルダーキャップ６３ｃに固定された防水コネクター７７と、コネクター７６および防水コネクター７７を電気的に接続する複数本のリード線７８とを備えている。回路基板７１には、白色ＬＥＤ７２、ＲＧＢセンサー７３、温度センサー７４およびコネクター７５以外にも、白色ＬＥＤ７２およびＲＧＢセンサー７３の信号を処理する電子部品などの複数の電子部品が実装されている。防水コネクター７７は、潤滑油劣化センサー６０の外部の装置のコネクターが接続されて、外部の装置のコネクターを介して外部の装置から電力が供給されるとともに、潤滑油劣化センサー６０の検出結果を電気信号として外部の装置のコネクターを介して外部の装置に出力するようになっている。

図７は、白色ＬＥＤ７２からＲＧＢセンサー７３までの光路７２ａを示す図である。

図７に示すように、隙間形成部材６２の油用隙間６２ａは、白色ＬＥＤ７２からＲＧＢセンサー７３までの光路７２ａ上に配置されている。

ホルダー６３ａは、白色ＬＥＤ７２からＲＧＢセンサー７３までの光路７２ａの少なくとも一部を囲んでいる。ホルダー６３ａは、例えば艶消しの黒アルマイト処理のように、光の反射を防止する処理が表面に施されている。

直角プリズム６２ｂ、６２ｃは、白色ＬＥＤ７２によって発せられる光を透過させる。白色ＬＥＤ７２によって発せられる光の直角プリズム６２ｂ、６２ｃにおける入射面および出射面は、光学研磨されている。

光路７２ａは、直角プリズム６２ｂの反射面で９０度曲げられていて、直角プリズム６２ｃの反射面でも９０度曲げられている。すなわち、光路７２ａは、隙間形成部材６２によって１８０度曲げられている。白色ＬＥＤ７２によって発せられる光の直角プリズム６２ｂ、６２ｃにおける反射面は、光学研磨されていて、アルミ蒸着膜が施されている。そして、硬度や密着力が弱いアルミ蒸着膜を保護するために、ＳｉＯ２膜がアルミ蒸着膜上に更に施されている。

白色ＬＥＤ７２によって発せられる光の直角プリズム６２ｂにおける出射面と、白色ＬＥＤ７２によって発せられる光の直角プリズム６２ｃにおける入射面との距離、すなわち、油用隙間６２ａの長さは、例えば１ｍｍである。油用隙間６２ａの長さが短過ぎる場合、潤滑油４０ａ中の汚染物質が油用隙間６２ａを適切に流通し難いので、潤滑油４０ａ中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。一方、油用隙間６２ａの長さが長過ぎる場合、白色ＬＥＤ７２から発せられた光が油用隙間６２ａ内の潤滑油４０ａ中の汚染物質によって吸収され過ぎてＲＧＢセンサー７３まで届き難いので、やはり潤滑油４０ａ中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。したがって、油用隙間６２ａの長さは、潤滑油４０ａ中の汚染物質の色の検出精度が高くなるように、適切に設定されることが好ましい。

潤滑油劣化センサー６０は、白色ＬＥＤ７２によって発せられた白色の光のうち油用隙間６２ａにおいて潤滑油４０ａ中の汚染物質によって吸収されなかった波長の光に対して、ＲＧＢセンサー７３によって色を検出するので、減速機４０の潤滑油４０ａ中の汚染物質の色を即時に検出することができる。そして、減速機破損状態通知装置１００は、ＲＧＢセンサー７３によって検出された色に基づいて減速機４０の潤滑油４０ａ中の汚染物質の種類および量を即時に特定することができる。すなわち、潤滑油劣化センサー６０は、潤滑油４０ａ中の汚染物質の色を検出することによって、潤滑油４０ａの劣化の程度を検出することができる。

なお、潤滑油４０ａの劣化の程度は、ＲＧＢセンサー７３によって検出された色の所定の色である黒色に対する色差ΔＥで判断されることができる。ＲＧＢセンサー７３によって検出された色の黒色に対する色差ΔＥは、ＲＧＢセンサー７３によって検出された色のＲ、Ｇ、Ｂの各値を使用して、次の数１で示す式で計算することができる。

一般的に、産業用ロボットは、関節部に使用されている減速機の性能によってアームの軌跡の精度などが大きく左右される。したがって、産業用ロボット用の減速機は、性能が落ちた場合に適切に交換されることが大切である。しかしながら、産業用ロボット用の減速機が交換される場合、その減速機を備えている産業用ロボットや、その産業用ロボットが設置されている生産ラインが停止されなければならない。そこで、産業用ロボット用の減速機の交換時期を把握するために、産業用ロボット用の減速機の故障が適切に予知されることは非常に重要である。ここで、産業用ロボット２０の各潤滑油劣化センサーは、ＲＧＢセンサー７３によって検出した色に基づいて減速機４０の潤滑油４０ａ中の汚染物質の種類および量を減速機破損状態通知装置１００によって即時に特定することができる。したがって、減速機破損状態通知機能付機械システム１０は、産業用ロボット用の減速機の故障の即時の予知を可能にすることができる。

なお、潤滑油４０ａには、摩擦面の摩擦を低減するためのモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）、モリブデンジチオホスフェート（ＭｏＤＴＰ）などの有機モリブデン（Ｍｏ）などの摩擦低減剤、摩擦面の焼き付きを抑える性能である極圧性を向上するためのＳＰ系添加剤などの極圧添加剤、スラッジの発生や付着を抑えるためのＣａスルフォネートなどの分散剤など、各種の添加剤が添加される場合がある。これらの添加剤は、潤滑油４０ａの劣化とともに、例えば、産業用ロボット２０および減速機の金属表面に付着、結合したり、沈降したりして潤滑油４０ａから分離される。各潤滑油劣化センサーは、潤滑油４０ａ中の鉄粉の量だけでなく、潤滑油４０ａに添加されている各種の添加剤の減少に伴う基油の劣化度やスラッジ等の汚染物質の増加を、検出した色に基づいて特定することができる。したがって、減速機破損状態通知機能付機械システム１０は、鉄粉濃度のみに基づいて減速機の故障を予知する技術と比較して、故障の予知の精度を向上することができる。

ここで、潤滑油劣化センサー６０の組立方法について説明する。

まず、直角プリズム６２ｂ、６２ｃおよび白色ＬＥＤ７２が接着剤によってホルダー６３ａに固定される。

次いで、ＲＧＢセンサー７３、温度センサー７４およびコネクター７５が実装された回路基板７１がスペーサー６８を介してホルダー６３ａに六角穴付ボルト６９によって固定され、白色ＬＥＤ７２が回路基板７１にハンダによって固定される。

次いで、温度センサー７４がホルダー６３ａに接続される。

次いで、ホルダーキャップ６３ｃに固定された防水コネクター７７にリード線７８を介して接続されたコネクター７６が、回路基板７１上のコネクター７５に接続される。

次いで、ホルダーキャップ６３ｃがホルダー６３ａに六角穴付ボルト６３ｂによって固定される。

最後に、ホルダー６３ａが、Ｏリング６４、Ｏリング６５およびＯリング６６が取り付けられた筐体６１に六角穴付ボルト６７によって固定される。

また、アーム２３への潤滑油劣化センサー６０の設置方法について説明する。

まず、筐体６１の工具接触部６１ｂが工具によって掴まれて、アーム２３のネジ穴２３ａに筐体６１のネジ部６１ａがねじ込まれることによって、アーム２３に潤滑油劣化センサー６０が固定される。

そして、潤滑油劣化センサー６０の外部の装置のコネクターが防水コネクター７７に接続される。

図８は、減速機破損状態通知装置１００のブロック図である。

図８に示す減速機破損状態通知装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。減速機破損状態通知装置１００は、利用者による種々の操作が入力されるマウス、キーボードなどの入力デバイスである操作部１０１と、種々の情報を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスである表示部１０２と、ネットワーク１１（図１参照。）経由で通信を行うネットワーク通信デバイスであるネットワーク通信部１０３と、各種のデータを記憶しているＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶デバイスである記憶部１０４と、減速機破損状態通知装置１００全体を制御する制御部１０５とを備えている。

記憶部１０４は、産業用ロボット２０の減速機の破損の状態を通知するための減速機破損状態通知プログラム１０４ａを記憶している。

減速機破損状態通知プログラム１０４ａは、減速機破損状態通知装置１００の製造段階で減速機破損状態通知装置１００にインストールされていても良いし、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリー、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記憶媒体から減速機破損状態通知装置１００に追加でインストールされても良いし、ネットワーク１１上から減速機破損状態通知装置１００に追加でインストールされても良い。

記憶部１０４は、減速機４０の破損の状態の通知のための閾値を設定するためのテーブルである閾値設定用テーブル１０４ｂを複数記憶している。なお、記憶部１０４が記憶している複数の閾値設定用テーブル１０４ｂは、対応する減速機の型式がそれぞれ異なっており、それぞれＩＤが付けられている。

図９は、閾値設定用テーブル１０４ｂの一例を示す図である。

図９に示すように、閾値設定用テーブル１０４ｂにおいては、潤滑油４０ａの温度と、ケース４１および支持体４２が相対的に回転するときの回転軸に直交する軸を中心とした回転方向に減速機４０に加わる荷重（以下「負荷モーメント」と言う。）と、ケース４１および支持体４２が相対的に回転するときの回転軸を中心とした回転方向に減速機４０に加わる荷重（以下「負荷トルク」と言う。）とに対応する閾値が示されている。

なお、図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいては、多数の空欄が存在するが、実際には具体的な閾値が入っている。また、図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいては、減速機４０の負荷モーメントが０．２５Ｍｏ未満である場合、０．２５Ｍｏ以上０．５Ｍｏ未満である場合、０．７５Ｍｏ以上１．０Ｍｏ未満である場合、１．０Ｍｏ以上１．２５Ｍｏ未満である場合、および、１．２５Ｍｏ以上である場合が省略されて描かれているが、実際には、減速機４０の負荷モーメントが０．５Ｍｏ以上０．７５Ｍｏ未満である場合と同様に、減速機４０の負荷トルクの範囲毎に具体的な閾値が入っている。

図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいて、Ｍｏとは、減速機４０の定格モーメントである。また、Ｔｏとは、減速機４０の定格トルクである。

図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいては、閾値の欄に、数値が２段記載されている。上段の数値は、減速機４０が破損している可能性が非常に高く、そのために利用者に点検または修理を促すための閾値である点検修理用閾値である。下段の数値は、減速機４０が破損している可能性があることを警告するための閾値である警告用閾値である。図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂによれば、例えば、潤滑油４０ａの温度が４０℃以上５０℃未満であり、減速機４０の負荷モーメントが０．５Ｍｏ以上０．７５Ｍｏ未満であり、減速機４０の負荷トルクが１．０Ｔｏ以上１．５Ｔｏ未満である場合、点検修理用閾値、警告用閾値は、それぞれ、３５０、４２５である。

なお、潤滑油４０ａの温度が−１０℃未満である場合と、潤滑油４０ａの温度が８０℃以上である場合とは、本実施の形態に係る潤滑油劣化センサーの仕様の範囲外であるので、図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいては規定されていない。また、減速機４０の負荷トルクが３．０Ｔｏ以上である場合は、本実施の形態に係る減速機の仕様の範囲外であるので、図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいては規定されていない。

図８に示すように、記憶部１０４は、複数の閾値設定用テーブル１０４ｂから適切な閾値設定用テーブルを選択するためのテーブルであるテーブル選択用テーブル１０４ｃを記憶している。

図１０は、テーブル選択用テーブル１０４ｃの一例を示す図である。

図１０に示すように、テーブル選択用テーブル１０４ｃにおいては、減速機の型式に対応する閾値設定用テーブル１０４ｂのＩＤが示されている。図１０に示すテーブル選択用テーブル１０４ｃによれば、例えば、減速機の型式が“ＲＶ−ＸＸ２”である場合、複数の閾値設定用テーブル１０４ｂのうちＩＤが“テーブル２”である閾値設定用テーブルが選択される。

図８に示す制御部１０５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムおよび各種のデータを予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部１０４に記憶されているプログラムを実行するようになっている。

制御部１０５は、記憶部１０４に記憶されている減速機破損状態通知プログラム１０４ａを実行することによって、減速機４０の破損の状態を通知する破損状態通知手段としての破損状態通知部１０５ａ、破損状態通知部１０５ａによる通知のための閾値を設定する閾値設定手段としての閾値設定部１０５ｂ、潤滑油４０ａの温度の入力を受け付ける潤滑油温度受付手段としての潤滑油温度受付部１０５ｃ、減速機４０に加わる荷重の入力を受け付ける荷重受付手段としての荷重受付部１０５ｄ、および、減速機４０の型式の入力を受け付ける減速機型式受付部１０５ｅとして機能する。

次に、荷重受付部１０５ｄによる負荷モーメントおよび負荷トルクの算出方法について説明する。

減速機４０の支持体４２の３個の柱４２ａのうち何れか１個の柱４２ａに取り付けられた２個の歪みゲージ８０が貼られた部分に発生する応力をそれぞれσ１、σ２とし、σ１およびσ２に基づいて算出される負荷トルクをＴ_Ａ１とし、σ１およびσ２に基づいて算出される負荷モーメントをＭ_Ａ１とし、Ｔ_Ａ１に乗じられることでσ１のうち負荷トルクに起因する応力が算出可能である荷重係数をＴ１とし、Ｔ_Ａ１に乗じられることでσ２のうち負荷トルクに起因する応力が算出可能である荷重係数をＴ２とし、ケース４１に対する支持体４２の回転軸を中心とした、支持体４２に加わる負荷モーメントの作用角をφとし、Ｍ_Ａ１に乗じられることでσ１のうち負荷モーメントに起因する応力が算出可能である荷重係数をφの関数であるＭ１（φ）とし、Ｍ_Ａ１に乗じられることでσ２のうち負荷モーメントに起因する応力が算出可能である荷重係数をφの関数であるＭ２（φ）とすると、σ１、σ２、Ｔ_Ａ１、Ｍ_Ａ１、Ｔ１、Ｔ２、Ｍ１（φ）およびＭ２（φ）の間で数２に示す関係が成り立つ。なお、Ｍ１（φ）やＭ２（φ）がφの関数であるのは、σ１のうち負荷モーメントに起因する応力や、σ２のうち負荷モーメントに起因する応力がケース４１および支持体４２の相対回転に応じて変化するためである。

ここで、数２から数３および数４に示す関係が成り立つ。

また、減速機４０の支持体４２の３個の柱４２ａのうち上述した柱４２ａ以外の何れか１個の柱４２ａに取り付けられた２個の歪みゲージ８０が貼られた部分に発生する応力をそれぞれσ３、σ４とし、σ３およびσ４に基づいて算出される負荷トルクをＴ_Ａ２とし、σ３およびσ４に基づいて算出される負荷モーメントをＭ_Ａ２とし、Ｔ_Ａ２に乗じられることでσ３のうち負荷トルクに起因する応力が算出可能である荷重係数をＴ３とし、Ｔ_Ａ２に乗じられることでσ４のうち負荷トルクに起因する応力が算出可能である荷重係数をＴ４とし、Ｍ_Ａ２に乗じられることでσ３のうち負荷モーメントに起因する応力が算出可能である荷重係数をφの関数であるＭ３（φ）とし、Ｍ_Ａ２に乗じられることでσ４のうち負荷モーメントに起因する応力が算出可能である荷重係数をφの関数であるＭ４（φ）とすると、σ３、σ４、Ｔ_Ａ２、Ｍ_Ａ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｍ３（φ）およびＭ４（φ）の間で数５に示す関係が成り立つ。なお、Ｍ３（φ）やＭ４（φ）がφの関数であるのは、σ３のうち負荷モーメントに起因する応力や、σ４のうち負荷モーメントに起因する応力がケース４１および支持体４２の相対回転に応じて変化するためである。

ここで、数５から数６および数７に示す関係が成り立つ。

また、減速機４０の支持体４２の３個の柱４２ａのうち上述した２個の柱４２ａ以外の残りの１個の柱４２ａに取り付けられた２個の歪みゲージ８０が貼られた部分に発生する応力をそれぞれσ５、σ６とし、σ５およびσ６に基づいて算出される負荷トルクをＴ_Ａ３とし、σ５およびσ６に基づいて算出される負荷モーメントをＭ_Ａ３とし、Ｔ_Ａ３に乗じられることでσ５のうち負荷トルクに起因する応力が算出可能である荷重係数をＴ５とし、Ｔ_Ａ３に乗じられることでσ６のうち負荷トルクに起因する応力が算出可能である荷重係数をＴ６とし、Ｍ_Ａ３に乗じられることでσ５のうち負荷モーメントに起因する応力が算出可能である荷重係数をφの関数であるＭ５（φ）とし、Ｍ_Ａ３に乗じられることでσ６のうち負荷モーメントに起因する応力が算出可能である荷重係数をφの関数であるＭ６（φ）とすると、σ５、σ６、Ｔ_Ａ３、Ｍ_Ａ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｍ５（φ）およびＭ６（φ）の間で数８に示す関係が成り立つ。なお、Ｍ５（φ）やＭ６（φ）がφの関数であるのは、σ５のうち負荷モーメントに起因する応力や、σ６のうち負荷モーメントに起因する応力がケース４１および支持体４２の相対回転に応じて変化するためである。

ここで、数８から数９および数１０に示す関係が成り立つ。

なお、Ｔ_Ａ１、Ｔ_Ａ２、Ｔ_Ａ３は理論上同一の値になるので、Ｔ_Ａ１、Ｔ_Ａ２、Ｔ_Ａ３が互いに最も近い値のときのφが、負荷モーメントの実際の作用角に最も近い。同様に、Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ａ２、Ｍ_Ａ３は理論上同一の値になるので、Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ａ２、Ｍ_Ａ３が互いに最も近い値のときのφが、負荷モーメントの実際の作用角に最も近い。即ち、数１１に示す関数δ（φ）が最小値をとるときのφが、負荷モーメントの実際の作用角に最も近い。

したがって、荷重受付部１０５ｄは、数３、４、６、７、９、１０、１１に基づいて関数δ（φ）が最小値をとるときのφを算出することによって、負荷モーメントの実際の作用角に最も近いφを算出するようになっている。ここで、荷重受付部１０５ｄは、歪みゲージ８０の出力に基づいてσ１〜σ６をそれぞれ算出することができる。また、Ｔ１〜Ｔ６、Ｍ１（φ）〜Ｍ６（φ）は、それぞれ荷重試験によって予め測定されている。

次いで、荷重受付部１０５ｄは、算出したφに基づいて、数３、４、６、７、９、１０からＴ_Ａ１、Ｔ_Ａ２、Ｔ_Ａ３、Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ａ２、Ｍ_Ａ３を算出するようになっている。

最後に、荷重受付部１０５ｄは、算出したＴ_Ａ１、Ｔ_Ａ２、Ｔ_Ａ３、Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ａ２、Ｍ_Ａ３に基づいて、減速機４０に加わる負荷トルクであるＴと、減速機４０に加わる負荷モーメントであるＭとを数１２および数１３から算出するようになっている。

次に、閾値設定用テーブル１０４ｂの作成方法の一例について説明する。

関節部３２の構成と同等な構成で作成された実験用の装置に、最大出力回転数が１５ｒｐｍであるという条件において、ケース４１に対して支持体４２を正方向に４５°回転させた後、逆方向に４５°回転させるという往復回転運動を継続させるという実験を行う。この実験において、潤滑油４０ａは、劣化の程度が少ない新油が使用される。そして、潤滑油劣化センサー６０のＲＧＢセンサー７３によって検出された色の黒色に対する色差ΔＥの時間変化を調べる。

図１１（ａ）は、潤滑油４０ａの温度が４０℃であり、減速機４０の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機４０の負荷トルクが１．０Ｔｏである場合の色差ΔＥの時間変化の実験結果の一例を示すグラフである。図１１（ｂ）は、潤滑油４０ａの温度が６０℃であり、減速機４０の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機４０の負荷トルクが１．０Ｔｏである場合の色差ΔＥの時間変化の実験結果の一例を示すグラフである。図１１（ｃ）は、潤滑油４０ａの温度が６０℃であり、減速機４０の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機４０の負荷トルクが２．０Ｔｏである場合の色差ΔＥの時間変化の実験結果の一例を示すグラフである。

図１１において、定格換算時間とは、実験用の装置が実際に駆動させられた場合の減速機４０の出力回転数および負荷トルクに基づいて、実験用の装置が実際に駆動させられた時間を、出力回転数が１５ｒｐｍであり、負荷トルクが減速機４０の定格トルクである場合の時間に換算したものである。なお、減速機４０の寿命時間は、出力回転数が１５ｒｐｍであり、負荷トルクが減速機４０の定格トルクであるという条件において減速機４０が連続駆動された場合に６０００時間であると定義されている。

図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクが同じであっても、潤滑油４０ａの温度が異なる場合には、定格換算時間が寿命時間である６０００時間に達した時点での色差ΔＥ（以下「定格寿命時色差」と言う。）は異なる。また、図１１（ｂ）および（ｃ）に示すように、潤滑油４０ａの温度および減速機４０の負荷モーメントが同じであっても、減速機４０の負荷トルクが異なる場合には、定格寿命時色差は異なる。同様の実験によって、潤滑油４０ａの温度と、減速機４０の負荷モーメントと、減速機４０の負荷トルクとの何れか１つが異なる場合に定格寿命時色差が異なるということを確認することができる。したがって、減速機４０の破損の状態の通知のための閾値は、潤滑油４０ａの温度と、減速機４０の負荷モーメントと、減速機４０の負荷トルクとに対応付けて決定されることが好ましい。

なお、複数の実験を行った場合、潤滑油４０ａの温度と、減速機４０の負荷モーメントと、減速機４０の負荷トルクとが各実験において同じであっても、定格寿命時色差には、ばらつきが生じる。したがって、複数の実験での定格寿命時色差のうち、最小値を点検修理用閾値とし、最大値を警告用閾値とする。

例えば、図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいて、潤滑油の温度が４０℃以上５０℃未満であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏ以上０．７５Ｍｏ未満であり、減速機の負荷トルクが１．０Ｔｏ以上１．５Ｔｏ未満である場合の点検修理用閾値である３５０は、潤滑油の温度が４０℃であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機の負荷トルクが１．０Ｔｏである条件で複数の実験が行われた結果、この複数の実験での定格寿命時色差のうち最小値であった数値である。同様に、図９に示す閾値設定用テーブル１０４ｂにおいて、潤滑油の温度が４０℃以上５０℃未満であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏ以上０．７５Ｍｏ未満であり、減速機の負荷トルクが１．０Ｔｏ以上１．５Ｔｏ未満である場合の警告用閾値である４２５は、潤滑油の温度が４０℃であり、減速機の負荷モーメントが０．５Ｍｏであり、減速機の負荷トルクが１．０Ｔｏである条件で複数の実験が行われた結果、この複数の実験での定格寿命時色差のうち最大値であった数値である。

閾値設定用テーブル１０４ｂは、以上のようにして作成される。なお、減速機の型式が異なる条件で実験が行われることによって、複数の閾値設定用テーブル１０４ｂが作成される。

次に、減速機破損状態通知機能付機械システム１０の動作について説明する。

まず、産業用ロボット２０の動作について説明する。

なお、以下においては、関節部３２について説明するが、関節部３１、３３〜３６についても同様である。

関節部３２のモーター５０の出力軸が回転すると、モーター５０の回転力は、減速機４０によって減速されて、減速機４０のケース４１に固定されたアーム２２に対して、減速機４０の支持体４２に固定されたアーム２３を動かす。

関節部３２の潤滑油劣化センサー６０は、防水コネクター７７を介して外部の装置から供給される電力によって白色ＬＥＤ７２から白色の光を発する。そして、潤滑油劣化センサー６０は、ＲＧＢセンサー７３によって受けた光のＲＧＢの各色の光量を電気信号として防水コネクター７７を介して外部の装置に出力する。また、潤滑油劣化センサー６０は、温度センサー７４によって検出された温度も電気信号として防水コネクター７７を介して外部の装置に出力する。

また、歪みゲージ８０によって検出された歪みも、減速機４０の外部の装置に出力される。

次に、減速機破損状態通知装置１００の動作について説明する。

なお、以下においては、関節部３２の潤滑油劣化センサー６０について説明するが、関節部３１、３３〜３６の潤滑油劣化センサーについても同様である。

図１２は、減速機破損状態通知装置１００の動作のフローチャートである。

図１２に示すように、減速機破損状態通知装置１００の制御部１０５は、減速機４０の型式を入力するための画面である図１３に示す情報入力画面を表示部１０２に表示する（Ｓ２０１）。

図１３は、表示部１０２に表示される情報入力画面の一例を示す図である。

図１３に示す情報入力画面は、減速機４０の型式を入力するためのテキストボックス１１１と、テキストボックス１１１に入力された情報を設定するためのボタンである設定ボタン１１２とを含んでいる。利用者は、操作部１０１を介して、テキストボックス１１１に適切な情報を入力し、設定ボタン１１２を押すことができる。

図１２に示すように、制御部１０５は、設定ボタン１１２が押されたと判断するまで、設定ボタン１１２が押されたか否かを判断する（Ｓ２０２）。

制御部１０５の減速機型式受付部１０５ｅは、設定ボタン１１２が押されたとＳ２０２において判断すると、テキストボックス１１１に入力されている減速機４０の型式が正常であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。ここで、減速機型式受付部１０５ｅは、記憶部１０４上のテーブル選択用テーブル１０４ｃに含まれている減速機４０の型式がテキストボックス１１１に入力されている場合のみ、テキストボックス１１１に入力されている減速機４０の型式が正常であると判断する。

減速機型式受付部１０５ｅは、テキストボックス１１１に入力されている減速機４０の型式が正常ではないとＳ２０３において判断すると、エラー画面を表示部１０２に表示して（Ｓ２０４）、再びＳ２０１の処理に戻る。

一方、減速機型式受付部１０５ｅは、テキストボックス１１１に入力されている減速機４０の型式が正常であるとＳ２０３において判断すると、テキストボックス１１１に入力されている減速機４０の型式を記憶する（Ｓ２０５）。すなわち、減速機型式受付部１０５ｅは、減速機４０の型式の入力を受け付ける。

次いで、制御部１０５は、Ｓ２０５において記憶した減速機４０の型式に対して、記憶部１０４上のテーブル選択用テーブル１０４ｃにおいて対応付けられている閾値設定用テーブル１０４ｂのＩＤを取得し、取得したＩＤが付けられている閾値設定用テーブル１０４ｂを、以後の処理において使用する閾値設定用テーブルとして決定する（Ｓ２０６）。

次いで、制御部１０５の潤滑油温度受付部１０５ｃは、潤滑油劣化センサー６０の温度センサー７４の検出結果をネットワーク通信部１０３を介して取得する（Ｓ２０７）。すなわち、潤滑油温度受付部１０５ｃは、潤滑油４０ａの温度の入力を受け付ける。

次いで、制御部１０５は、例えば１０分間などの所定の期間における複数回のＳ２０７において取得した潤滑油４０ａの温度の平均値を算出する（Ｓ２０８）。すなわち、制御部１０５は、直前のＳ２０７において取得した潤滑油４０ａの温度だけでなく、直前のＳ２０７より前に実行された直近の１回以上のＳ２０７において取得した潤滑油４０ａの温度にも基づいて、潤滑油４０ａの温度の平均値を算出する。

次いで、制御部１０５の荷重受付部１０５ｄは、歪みゲージ８０の検出結果をネットワーク通信部１０３を介して取得し、取得した歪みゲージ８０の検出結果に基づいて上述したように減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクを算出することによって、減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクを取得する（Ｓ２０９）。すなわち、荷重受付部１０５ｄは、減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクの入力を受け付ける。

次いで、制御部１０５は、例えば１０分間などの所定の期間における複数回のＳ２０９において取得した減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクのそれぞれの平均値を算出する（Ｓ２１０）。すなわち、制御部１０５は、直前のＳ２０９において取得した減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクだけでなく、直前のＳ２０９より前に実行された直近の１回以上のＳ２０９において取得した減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクにも基づいて、減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルクのそれぞれの平均値を算出する。

次いで、制御部１０５の破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２０８において算出された潤滑油４０ａの温度の平均値の上昇量が例えば２０℃以上など所定の値以上であるか否かを判断する（Ｓ２１１）。

破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２０８において算出された潤滑油４０ａの温度の平均値の上昇量が所定の値以上であるとＳ２１１において判断すると、図１４（ａ）に示すように、減速機４０が破損している可能性が高いことを警告する通知を、減速機４０の破損の状態の通知として表示部１０２に表示して（Ｓ２１２）、再びＳ２０７の処理に戻る。

一方、制御部１０５は、Ｓ２０８において算出された潤滑油４０ａの温度の平均値の上昇量が所定の値未満であるとＳ２１１において判断されると、Ｓ２１０において算出された減速機４０の負荷モーメントの平均値および負荷トルクの平均値が所定の範囲以内であるか否かを判断する（Ｓ２１３）。

制御部１０５は、Ｓ２１０において算出された減速機４０の負荷モーメントの平均値または負荷トルクの平均値が所定の範囲以内ではないとＳ２１３において判断すると、減速機４０に異常な負荷がかかっていることを表示部１０２に通知して（Ｓ２１４）、再びＳ２０７の処理に戻る。

一方、制御部１０５の閾値設定部１０５ｂは、Ｓ２１０において算出された減速機４０の負荷モーメントの平均値および負荷トルクの平均値が所定の範囲以内であるとＳ２１３において判断されると、Ｓ２０８において算出した潤滑油４０ａの温度の平均値と、Ｓ２１０において算出した減速機４０の負荷モーメントの平均値と、Ｓ２１０において算出した減速機４０の負荷トルクの平均値とに対して、Ｓ２０６において決定された閾値設定用テーブル１０４ｂにおいて対応付けられている警告用閾値および点検修理用閾値を、以後の処理において使用する閾値として設定する（Ｓ２１５）。

次いで、破損状態通知部１０５ａは、潤滑油劣化センサー６０のＲＧＢセンサー７３の検出結果、すなわち、潤滑油４０ａの色をネットワーク通信部１０３を介して取得し、取得した色の黒色に対する色差ΔＥを上述した数１で示す式で計算して取得する（Ｓ２１６）。

次いで、破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２１６において取得した色差ΔＥがＳ２１５において設定した警告用閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ２１７）。

破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２１６において取得した色差ΔＥがＳ２１５において設定した警告用閾値以下ではないとＳ２１７において判断すると、再びＳ２０７の処理に戻る。

一方、破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２１６において取得した色差ΔＥがＳ２１５において設定した警告用閾値以下であるとＳ２１７において判断すると、Ｓ２１６において取得した色差ΔＥがＳ２１５において設定した点検修理用閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ２１８）。

破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２１６において取得した色差ΔＥがＳ２１５において設定した点検修理用閾値以下ではないとＳ２１８において判断すると、図１４（ｂ）に示すように、減速機４０が破損している可能性があることを警告する通知を、減速機４０の破損の状態の通知として表示部１０２に表示する（Ｓ２１９）。すなわち、破損状態通知部１０５ａは、ＲＧＢセンサー７３によって検出された色と黒色との色差ΔＥが警告用閾値に達した場合に、警告用閾値に対応する減速機４０の破損の状態を通知する。制御部１０５は、Ｓ２１９の処理の後、再びＳ２０７の処理に戻る。

一方、破損状態通知部１０５ａは、Ｓ２１６において取得した色差ΔＥがＳ２１５において設定した点検修理用閾値以下であるとＳ２１８において判断すると、図１４（ｃ）に示すように、利用者に減速機４０の点検または修理を促す通知を、減速機４０の破損の状態の通知として表示部１０２に表示する（Ｓ２２０）。すなわち、破損状態通知部１０５ａは、ＲＧＢセンサー７３によって検出された色と黒色との色差ΔＥが点検修理用閾値に達した場合に、点検修理用閾値に対応する減速機４０の破損の状態を通知する。制御部１０５は、Ｓ２２０の処理の後、再びＳ２０７の処理に戻る。

以上に説明したように、減速機破損状態通知装置１００は、潤滑油４０ａの温度（Ｓ２０７およびＳ２０８）および減速機４０に加わる荷重、すなわち、減速機４０の負荷モーメントおよび負荷トルク（Ｓ２０９およびＳ２１０）に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定する（Ｓ２１５）ので、減速機４０の使用条件として潤滑油４０ａの温度および減速機４０に加わる荷重が異なる場合であっても、減速機４０の破損の状態を精度良く通知することができる。なお、減速機破損状態通知装置１００は、潤滑油４０ａの温度と、減速機４０の負荷モーメントと、減速機４０の負荷トルクとの何れか１つまたは２つに応じた警告用閾値および点検修理用閾値の設定を行わないようになっている場合であっても、潤滑油４０ａの温度と、減速機４０の負荷モーメントと、減速機４０の負荷トルクとの全てに応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定する構成と比較すると精度が低下するものの、減速機４０の破損の状態を精度良く通知することができる。

減速機破損状態通知装置１００は、温度センサー７４によって検出された潤滑油４０ａの実際の温度（Ｓ２０７）に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定する（Ｓ２１５）ので、減速機４０の破損の状態を潤滑油４０ａの実際の温度に応じて精度良く通知することができる。なお、減速機破損状態通知装置１００は、温度センサー７４によって検出された潤滑油４０ａの温度以外の潤滑油４０ａの温度に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定するようになっていても良い。例えば、減速機破損状態通知装置１００は、操作部１０１を介して利用者から入力された潤滑油４０ａの温度に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定するようになっていても良い。

減速機破損状態通知装置１００は、歪みゲージ８０によって検出された荷重、すなわち、実際に減速機４０に加わる荷重（Ｓ２０９）に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定する（Ｓ２１５）ので、減速機４０の破損の状態を実際に減速機４０に加わる荷重に応じて精度良く通知することができる。なお、実際に減速機４０に加わる荷重の検出方法は、歪みゲージ８０以外の方法であっても良い。

減速機破損状態通知装置１００は、所定の期間の潤滑油４０ａの実際の温度の平均値（Ｓ２０７およびＳ２０８）に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定する（Ｓ２１５）ので、潤滑油４０ａの温度が一時的に急激に変化した場合に減速機４０の破損の状態を誤って通知することを防止することができる。なお、減速機破損状態通知装置１００は、Ｓ２１５において使用する潤滑油４０ａの温度として、所定の期間の潤滑油４０ａの実際の温度の平均値ではなく、直前のＳ２０７において取得した潤滑油４０ａの実際の温度のみを採用するようになっていても良い。

減速機破損状態通知装置１００は、所定の期間において実際に減速機４０に加わる荷重の平均値（Ｓ２０９およびＳ２１０）に応じて警告用閾値および点検修理用閾値を設定する（Ｓ２１５）ので、減速機４０に加わる荷重が一時的に急激に変化した場合に減速機４０の破損の状態を誤って通知することを防止することができる。なお、減速機破損状態通知装置１００は、Ｓ２１５において使用する荷重として、所定の期間において実際に減速機４０に加わる荷重の平均値ではなく、直前のＳ２０９において取得した荷重のみを採用するようになっていても良い。

潤滑油４０ａが新しいものに交換された直後の場合など、減速機４０が実際には破損に近付いているとき、または、既に破損しているときであっても潤滑油４０ａの劣化が直ぐには生じ難い場合がある。潤滑油４０ａの劣化が生じていなければ、ＲＧＢセンサー７３によって検出された色と黒色との色差ΔＥは警告用閾値および点検修理用閾値に達しない。しかしながら、減速機４０が実際には破損に近付いているとき、または、既に破損しているときには、減速機４０が激しく発熱するので、潤滑油４０ａの温度が急激に上昇する。減速機破損状態通知装置１００は、所定の期間の潤滑油４０ａの実際の温度の平均値（Ｓ２０７およびＳ２０８）の上昇量が所定の値以上である場合（Ｓ２１１でＹＥＳ）に減速機４０の破損の状態を通知する（Ｓ２１２）ので、減速機４０が実際には破損に近付いているとき、または、既に破損しているときにＲＧＢセンサー７３によって検出された色と黒色との色差ΔＥが警告用閾値および点検修理用閾値に達しない場合であっても、減速機４０の破損の状態を適切に通知することができる。

減速機破損状態通知装置１００は、減速機４０の破損の状態を通知することができるだけではなく、減速機４０に加わる荷重が所定の範囲以内ではない場合（Ｓ２１３でＮＯ）に、減速機４０に異常な負荷がかかっていることを通知する（Ｓ２１４）ことができる。

なお、減速機破損状態通知装置１００は、Ｓ２１１〜Ｓ２１４の処理を実行せずに、Ｓ２１０の処理の後、直ぐにＳ２１５の処理を実行するようになっていても良い。

温度センサー７４は、ホルダー６３ａを介して潤滑油４０ａの温度を検出するようになっているが、ホルダー６３ａなどの他の部材を介さずに潤滑油４０ａの温度を直接検出するようになっていても良い。

減速機破損状態通知機能付機械システム１０は、温度センサー７４が潤滑油劣化センサー６０に内蔵されているので、温度センサー７４が潤滑油劣化センサー６０とは別に設けられている構成と比較して、容易に構築されることができる。なお、減速機破損状態通知機能付機械システム１０は、温度センサー７４が潤滑油劣化センサー６０とは別に設けられていても良い。

減速機破損状態通知装置１００は、減速機４０の型式に応じた警告用閾値および点検修理用閾値の設定を行わないようになっていても良い。

減速機破損状態通知装置１００は、減速機４０の破損の状態を通知するための閾値として、減速機４０の破損の可能性に対応した２段階の閾値、すなわち、警告用閾値および点検修理用閾値を含んでいるので、減速機４０の破損の状態を減速機４０の破損の可能性として２段階で通知することができる（Ｓ２１９、Ｓ２２０）。利用者は、減速機４０の破損の状態が減速機４０の破損の可能性として複数段階で通知される場合、例えば、減速機４０が破損している可能性が非常に高いことが突然通知される構成と比較して、余裕を持って減速機４０の交換の必要性を判断することができる。なお、減速機破損状態通知装置１００は、減速機４０の破損の状態を通知するための閾値が１つの閾値のみであっても良いし、減速機４０の破損の状態を通知するための閾値として、減速機４０の破損の可能性に対応した３段階以上の閾値を含んでいても良い。

減速機破損状態通知装置１００は、本実施の形態において表示による通知を実行するようになっているが、表示に加えて、または、表示に代えて、例えば音声出力など、表示以外の方法による通知を実行するようになっていても良い。

潤滑油劣化センサー６０などの各潤滑油劣化センサーは、電力の供給手段として、例えば、電池などのバッテリーを使用し、外部の装置への検出結果の出力手段として、例えば、ワイヤレス通信を使用しても良い。

本発明の減速機破損状態通知装置は、本実施の形態において減速機破損状態通知プログラムを実行するＰＣであるが、他の構成によって実現されても良い。例えば、本発明の減速機破損状態通知装置は、産業用ロボット２０の動作を制御するコントロールパネルによって実現されても良いし、複数の産業用ロボット２０の動作を管理するコンピューターによって実現されても良い。

本発明の機械は、本実施の形態において産業用ロボットであるが、産業用ロボット以外の機械であっても良い。

１０ 減速機破損状態通知機能付機械システム
２０ 産業用ロボット（機械）
４０ 減速機
４０ａ 潤滑油
４１ ケース
４１ａ 内歯歯車
４２ 支持体
４５ クランク軸
４６ 外歯歯車
６０ 潤滑油劣化センサー
６２ 隙間形成部材
６２ａ 油用隙間
７２ 白色ＬＥＤ（発光素子）
７２ａ 光路
７３ ＲＧＢセンサー（カラー受光素子）
７４ 温度センサー（潤滑油温度センサー）
８０ 歪みゲージ（荷重センサー）
１００ 減速機破損状態通知装置（コンピューター）
１０４ａ 減速機破損状態通知プログラム
１０５ａ 破損状態通知部（破損状態通知手段）
１０５ｂ 閾値設定部（閾値設定手段）
１０５ｃ 潤滑油温度受付部（潤滑油温度受付手段）
１０５ｄ 荷重受付部（荷重受付手段）

Claims (11)

1. 減速機と、前記減速機の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサーとを備えている機械の前記減速機の破損の状態を通知するための減速機破損状態通知装置であって、
   前記潤滑油劣化センサーは、光を発する発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間であって前記発光素子から前記カラー受光素子までの光路上に配置されている油用隙間が形成されていて光を透過させる隙間形成部材とを備えており、
   前記減速機破損状態通知装置は、前記減速機の破損の状態を通知する破損状態通知手段と、前記破損状態通知手段による通知のための閾値を設定する閾値設定手段と、前記減速機に加わる荷重の入力を受け付ける荷重受付手段とを備えており、
   前記破損状態通知手段は、前記カラー受光素子によって検出された色と所定の色との色差が前記閾値設定手段によって設定された前記閾値に達した場合に、この閾値に対応する前記減速機の破損の状態を通知し、
   前記閾値設定手段は、前記荷重受付手段によって入力が受け付けられた前記荷重に応じた前記閾値を設定することを特徴とする減速機破損状態通知装置。
2. 前記減速機は、内歯歯車を有したケースと、前記ケースに回転可能に支持された支持体と、前記内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、前記支持体および前記外歯歯車に回転可能に支持されて外部から入力される回転運動に応じて前記ケースに対して前記外歯歯車を偏心回転させるクランク軸とを備えており、
   前記荷重受付手段は、前記ケースおよび前記支持体が相対的に回転するときの回転軸を中心とした回転方向に前記減速機に加わる荷重と、前記回転軸に直交する軸を中心とした回転方向に前記減速機に加わる荷重との少なくとも一方を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の減速機破損状態通知装置。
3. 前記機械は、前記減速機に加わる荷重を検出するための荷重センサーを備えており、
   前記荷重受付手段は、前記荷重センサーによって検出された前記荷重の入力を受け付けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の減速機破損状態通知装置。
4. 前記閾値設定手段は、前記荷重受付手段によって入力が受け付けられた所定の期間の前記荷重の平均値に応じた前記閾値を設定することを特徴とする請求項３に記載の減速機破損状態通知装置。
5. 前記減速機破損状態通知装置は、前記潤滑油の温度の入力を受け付ける潤滑油温度受付手段を備えており、
   前記閾値設定手段は、前記潤滑油温度受付手段によって入力が受け付けられた前記潤滑油の温度に更に応じた前記閾値を設定することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の減速機破損状態通知装置。
6. 前記機械は、前記潤滑油の温度を検出するための潤滑油温度センサーを備えており、
   前記潤滑油温度受付手段は、前記潤滑油温度センサーによって検出された前記潤滑油の温度の入力を受け付けることを特徴とする請求項５に記載の減速機破損状態通知装置。
7. 前記閾値設定手段は、前記潤滑油温度受付手段によって入力が受け付けられた所定の期間の前記潤滑油の温度の平均値に応じた前記閾値を設定することを特徴とする請求項６に記載の減速機破損状態通知装置。
8. 前記閾値は、前記減速機の破損の可能性に対応した複数段階の閾値を含んでいることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れかに記載の減速機破損状態通知装置。
9. 請求項１から請求項８までの何れかに記載の減速機破損状態通知装置と、前記減速機破損状態通知装置によって前記減速機の破損の状態が通知される前記機械とを備えていることを特徴とする減速機破損状態通知機能付機械システム。
10. 請求項６または請求項７に記載の減速機破損状態通知装置と、前記減速機破損状態通知装置によって前記減速機の破損の状態が通知される前記機械とを備えており、
    前記潤滑油温度センサーは、前記潤滑油劣化センサーに内蔵されていることを特徴とする減速機破損状態通知機能付機械システム。
11. 請求項１から請求項８までの何れかに記載の減速機破損状態通知装置としてコンピューターを機能させることを特徴とする減速機破損状態通知プログラム。

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