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JP6926903B2 - Abnormality diagnostic device - Google Patents
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Description

本発明は、ロボットについて、その異常を診断する異常診断装置に関する。 The present invention relates to an abnormality diagnosing device for diagnosing an abnormality of a robot.

従来、産業用ロボットとして複数の関節を有する多関節型のロボットが実用化されている。かかるロボットでは、各関節にそれぞれモータ(サーボモータ)が設けられており、それらモータの駆動によって各関節が回転するようになっている。 Conventionally, an articulated robot having a plurality of joints has been put into practical use as an industrial robot. In such a robot, motors (servo motors) are provided for each joint, and each joint is rotated by driving the motors.

ロボットは、時間の経過や繰り返しの稼働等により劣化する。このため、異常をいち早く検出することができるようにすることが必要とされる。ロボットの異常判定に関しては、ロボット稼働時における振動パターンを検出し、検出された振動パターンを周波数解析して、判定する方法が知られている(例えば特許文献1参照)。この方法では、周波数解析の結果、特定周波数における波形の振幅が、閾値以上である場合には、異常であると判定される。 Robots deteriorate with the passage of time and repeated operation. Therefore, it is necessary to be able to detect an abnormality as soon as possible. Regarding the abnormality determination of the robot, a method is known in which a vibration pattern during robot operation is detected and the detected vibration pattern is frequency-analyzed to determine the abnormality (see, for example, Patent Document 1). In this method, as a result of frequency analysis, when the amplitude of the waveform at a specific frequency is equal to or greater than the threshold value, it is determined to be abnormal.

特開2008−32477号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-32477

しかしながら、閾値を一定とした場合、ロボットが正常に稼働していても異常であると誤判定される場合があることに本願発明者は着目した。特に、ロボットの組み立て直後や、修理直後、部品交換直後において、誤判定が生じやすいという問題がある。 However, the inventor of the present application has noted that when the threshold value is constant, it may be erroneously determined to be abnormal even if the robot is operating normally. In particular, there is a problem that erroneous determination is likely to occur immediately after assembling the robot, immediately after repairing, or immediately after replacing parts.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、適切に異常を診断することができる異常診断装置を提供することを主たる目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device capable of appropriately diagnosing an abnormality.

上記課題を解決するため、第1の発明として、関節を駆動させるモータを備えるロボットに用いられる異常診断装置において、前記モータにより前記関節を駆動させる際に発生する振動又は前記振動に相関する振動相関量を検出する振動検出部と、前記振動検出部により検出された前記振動又は前記振動相関量について周波数解析を行って、前記ロボットを構成する機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅を抽出する周波数解析部と、前記周波数解析部により抽出された前記特定周波数における振幅と閾値とを比較し、前記特定周波数における振幅が閾値よりも大きい場合には、異常ありと判定し、閾値以下である場合には、異常なしと判定する異常判定部と、前記ロボットに対して初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記ロボットの状態が前記初期閾値を用いずに異常判定可能な安定状態に移行したか否かを判定する状態判定部と、前記状態判定部によって前記ロボットの状態が前記安定状態に移行したと判定されたことを条件に、前記閾値として前記初期閾値よりも小さい通常閾値を設定する閾値設定部と、を備えたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, as the first invention, in an abnormality diagnosis device used for a robot provided with a motor for driving a joint, a vibration generated when the joint is driven by the motor or a vibration correlation correlating with the vibration. Frequency analysis is performed on the vibration detection unit that detects the amount and the vibration or the vibration correlation amount detected by the vibration detection unit, and the amplitude at a specific frequency determined according to the mechanical elements constituting the robot is extracted. The frequency analysis unit is compared with the amplitude and the threshold value at the specific frequency extracted by the frequency analysis unit, and if the amplitude at the specific frequency is larger than the threshold value, it is determined that there is an abnormality, and if it is equal to or less than the threshold value. Is an abnormality determination unit that determines that there is no abnormality, and after the initial setting is made for the robot and the initial threshold value is set as the threshold value, the state of the robot can be determined to be abnormal without using the initial threshold value. The threshold value is higher than the initial threshold value, provided that the state determination unit determines whether or not the stable state has been reached and that the state determination unit determines that the robot state has shifted to the stable state. The gist is that a threshold value setting unit for setting a small normal threshold value is provided.

振動相関量の周波数解析結果において機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅は、ロボットが正常である場合であっても、ロボットの状態に応じて変化する場合がある。具体的には、ロボットの組み立て直後や、修理直後、部品交換直後では、振動が大きくなり、特定周波数における振幅が大きくなる可能性がある。この原因としては、例えば、関節などに用いられる減速機の噛み合い誤差や、グリス粘度及びベルトの張力が適正な状態になっていない等が考えられる。これらはいずれもロボットが所定期間稼働して、機械的要素の状態が安定することにより、適正な状態となると考えられる。 The amplitude at a specific frequency, which is determined according to the mechanical element in the frequency analysis result of the vibration correlation amount, may change depending on the state of the robot even when the robot is normal. Specifically, immediately after assembling the robot, immediately after repairing, or immediately after replacing parts, the vibration becomes large, and the amplitude at a specific frequency may become large. Possible causes for this include, for example, the meshing error of the speed reducer used for joints and the like, and the grease viscosity and belt tension are not in an appropriate state. It is considered that all of these are in an appropriate state when the robot operates for a predetermined period and the state of the mechanical element is stabilized.

そこで、ロボットに対して初期設定が行われ、閾値として初期閾値が設定された後、ロボットの状態が安定状態に移行したか否かを判定する状態判定部と、安定状態に移行したと判定されたことを条件に、閾値として初期閾値よりも小さい通常閾値を設定する閾値設定部とを、備えることとした。 Therefore, after the initial setting is performed for the robot and the initial threshold value is set as the threshold value, the state determination unit for determining whether or not the state of the robot has shifted to the stable state and the state determination unit for determining whether the state has shifted to the stable state are determined. On condition of this, it was decided to provide a threshold value setting unit for setting a normal threshold value smaller than the initial threshold value as the threshold value.

これにより、安定状態でないときは、初期閾値によって、異常を判定し、安定状態に移行した後は、初期閾値よりも小さい通常閾値によって、異常を判定することができる。したがって、ロボットの状態に応じて適切に異常の有無を判定することができ、誤判定を抑制することができる。 As a result, when the state is not stable, the abnormality can be determined by the initial threshold value, and after the transition to the stable state, the abnormality can be determined by the normal threshold value smaller than the initial threshold value. Therefore, it is possible to appropriately determine the presence or absence of an abnormality according to the state of the robot, and it is possible to suppress erroneous determination.

第2の発明では、前記状態判定部は、前記ロボットに対して前記初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記特定周波数における振幅が減少して、所定の範囲内となったことを条件に、前記ロボットの状態が前記安定状態に移行したと判定することを要旨とする。 In the second invention, after the initial setting is performed on the robot and the initial threshold value is set as the threshold value, the amplitude at the specific frequency is reduced and the state determination unit is within a predetermined range. The gist is to determine that the state of the robot has shifted to the stable state on the condition that the robot has become the stable state.

初期設定が行われた後、所定期間稼働すると、特定周波数における振幅は減少し、安定状態に移行すると、所定の範囲内に収束することが経験的にわかっている。そこで、特定周波数における振幅が減少して、所定の範囲内となったことを条件に、安定状態に移行したと判定することとした。これにより、安定状態に移行したことを適切に判定することができる。 It is empirically known that the amplitude at a specific frequency decreases when the product is operated for a predetermined period after the initial setting is performed, and when the frequency shifts to a stable state, the amplitude converges within a predetermined range. Therefore, it was decided that the transition to the stable state was determined on the condition that the amplitude at the specific frequency decreased and was within the predetermined range. As a result, it can be appropriately determined that the state has changed to the stable state.

第3の発明では、前記状態判定部は、前記特定周波数における振幅が前記通常閾値よりも小さい判定用閾値を下回ったことを条件に、前記特定周波数における振幅が前記所定の範囲内となったと判定することを要旨とする。 In the third invention, the state determination unit determines that the amplitude at the specific frequency is within the predetermined range on condition that the amplitude at the specific frequency is lower than the determination threshold value smaller than the normal threshold value. The gist is to do.

初期設定が行われた後、所定期間稼働すると、一般的に、安定状態に移行するまで特定周波数における振幅は減少する傾向にある。そこで、通常閾値よりも小さい判定用閾値を下回ったことを条件に、特定周波数における振幅が所定の範囲内となったと判定することした。これにより、安定状態に移行したことを適切に判定することができる。 After the initial setting, when the product is operated for a predetermined period of time, the amplitude at a specific frequency generally tends to decrease until the stable state is reached. Therefore, it is determined that the amplitude at a specific frequency is within a predetermined range on condition that the threshold value is smaller than the normal threshold value. As a result, it can be appropriately determined that the state has changed to the stable state.

第4の発明では、前記状態判定部は、前記閾値として初期閾値が設定された後、所定期間における前記特定周波数における振幅の平均に基づき、前記安定状態に移行したか否かを判定することを要旨とする。 In the fourth invention, after the initial threshold value is set as the threshold value, the state determination unit determines whether or not the state has shifted to the stable state based on the average of the amplitudes at the specific frequency in a predetermined period. It is a summary.

温度変化や、振動検出部における検出誤差などにより、検出された振動に誤差が生じる場合がある。そこで、振幅の平均に基づき安定状態に移行したか否かを判定することとした。これにより、安定状態に移行したか否かをより適切に判定できる。 An error may occur in the detected vibration due to a temperature change, a detection error in the vibration detection unit, or the like. Therefore, it was decided to determine whether or not the stable state was reached based on the average amplitude. As a result, it is possible to more appropriately determine whether or not the state has changed to the stable state.

第5の発明では、前記状態判定部は、前記初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記特定周波数における振幅が減少から増加に転じたことを条件に、前記安定状態に移行したと判定することを要旨とする。 In the fifth invention, the state determination unit is in the stable state on condition that the amplitude at the specific frequency changes from decrease to increase after the initial setting is performed and the initial threshold value is set as the threshold value. The gist is to determine that it has shifted to.

初期設定が行われた後、所定期間稼働すると、特定周波数における振幅は、一般的に、安定状態に移行するまで上昇することはない。そこで、特定周波数における振幅が減少から増加に転じたことを条件に、安定状態に移行したと判定することとした。これにより、適切に安定状態に移行したことを判定することができる。 After the initial setting and operation for a predetermined period of time, the amplitude at a specific frequency generally does not increase until the stable state is reached. Therefore, it was decided that the transition to the stable state was made on the condition that the amplitude at a specific frequency changed from decreasing to increasing. As a result, it can be determined that the stable state has been appropriately established.

第6の発明では、前記ロボットは、複数の機械的要素から構成され、前記閾値は、各機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅ごとに、それぞれ設定されており、前記機械的要素ごとに初期設定可能に構成されており、複数の機械的要素のうちいずれかに対して初期設定された場合、当該初期設定された機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅の閾値について、初期閾値が設定されるようになっており、前記状態判定部は、前記ロボットの機械的要素ごとに前記安定状態に移行したか否かを判定するように構成され、前記閾値設定部は、前記安定状態に移行したと判定された機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅の閾値について、通常閾値を設定することを要旨とする。 In the sixth invention, the robot is composed of a plurality of mechanical elements, and the threshold value is set for each amplitude at a specific frequency determined according to each mechanical element, and for each of the mechanical elements. It is configured to be initializeable, and when it is initialized for any of a plurality of mechanical elements, the initial threshold is set for the amplitude threshold at a specific frequency determined according to the initially set mechanical element. The state determination unit is configured to determine whether or not the robot has transitioned to the stable state for each mechanical element of the robot, and the threshold setting unit is set to the stable state. The gist is to set a normal threshold for the threshold of the amplitude at a specific frequency determined according to the mechanical element determined to have shifted.

機械的要素ごとに、閾値が設定されているため、いずれの機械的要素で異常が生じたか否かを特定することができる。また、状態判定部は、機械的要素ごとに、安定状態に移行したか否かを判定し、閾値設定部は、安定状態に移行したと判定された機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅の閾値について、通常閾値を設定する。このため、部品交換等、ロボットを構成する機械的要素のうち一部について初期設定する必要がある場合、全ての閾値について初期閾値を設定する必要がなくなる。したがって、ロボットを構成する機械的要素のうち一部について初期設定が行われる場合であっても、各機械的要素について適切な閾値を設定することができ、適切に異常を判定することができる。 Since the threshold value is set for each mechanical element, it is possible to specify which mechanical element has caused the abnormality. Further, the state determination unit determines whether or not the transition to the stable state has occurred for each mechanical element, and the threshold setting unit determines the amplitude at a specific frequency determined according to the mechanical element determined to have transitioned to the stable state. A normal threshold value is set for the threshold value of. Therefore, when it is necessary to initially set some of the mechanical elements constituting the robot such as parts replacement, it is not necessary to set the initial thresholds for all the thresholds. Therefore, even when some of the mechanical elements constituting the robot are initially set, an appropriate threshold value can be set for each mechanical element, and an abnormality can be appropriately determined.

第7の発明では、前記ロボットは、複数の機械的要素からなる部品を有し、前記閾値設定部は、前記ロボットの部品が交換された場合、当該部品に含まれる各機械的要素に応じて定められる特定周波数における振幅の閾値について、全て初期閾値を設定することを要旨とする。 In the seventh aspect of the invention, the robot has a component composed of a plurality of mechanical elements, and the threshold value setting unit responds to each mechanical element included in the component when the component of the robot is replaced. The gist is to set the initial thresholds for all the thresholds of the amplitude at the specified frequency.

部品に、複数の機械的要素が含まれている。このため、部品を交換した際、当該部品に含まれる複数の機械的要素に対応する閾値をすべて初期設定する必要がある。そこで、閾値設定部は、ロボットの部品が交換された場合、当該部品に含まれる各機械的要素に応じて定められる特定周波数における振幅の閾値について、全て初期閾値に設定するようにした。これにより、部品の交換に伴って部品に含まれるすべての機械的要素が交換されたにもかかわらず、一部の機械的要素についての閾値しか初期閾値に設定されないことを避けることができる。 The part contains multiple mechanical elements. Therefore, when a part is replaced, it is necessary to initialize all the threshold values corresponding to a plurality of mechanical elements included in the part. Therefore, when the parts of the robot are replaced, the threshold setting unit sets all the thresholds of the amplitude at the specific frequency determined according to each mechanical element included in the parts to the initial thresholds. As a result, it is possible to avoid setting only the threshold value for some mechanical elements as the initial threshold value even though all the mechanical elements contained in the part are exchanged with the replacement of the part.

ロボットの概要を示す正面図。Front view showing the outline of the robot. 関節の機械的要素を示す概略図。The schematic which shows the mechanical element of a joint. コントローラの電気的構成を示す図。The figure which shows the electrical composition of a controller. 異常判定処理を示すフローチャート。A flowchart showing an abnormality determination process. (a)および(b)は、周波数スペクトルを示す図。(A) and (b) are diagrams showing frequency spectra. 振幅の変化を示すタイムチャート。A time chart showing changes in amplitude. 閾値設定処理を示すフローチャート。A flowchart showing a threshold setting process.

以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、機械組立工場の組立ラインにおいて、機械等の組み立てを行う産業用ロボットに適用される異常診断装置として具体化している。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, it is embodied as an abnormality diagnostic device applied to an industrial robot that assembles a machine or the like in an assembly line of a machine assembly factory.

図1は、ロボット10の概要を示す正面図である。図1に示すように、ロボット10は、6つの関節K1〜K6を有する6軸ロボットである。ロボット10は、各関節K1〜K6の回転軸(関節軸)として第1軸J1、第2軸J2、第3軸J3、第4軸J4、第5軸J5及び第6軸J6を有している。本実施形態では、第1軸J1が鉛直方向に延びるようにしてロボット10が床等のロボット設置箇所に設置されている。以下の説明では、図1の上下方向が鉛直方向を示すとしている。 FIG. 1 is a front view showing an outline of the robot 10. As shown in FIG. 1, the robot 10 is a 6-axis robot having 6 joints K1 to K6. The robot 10 has a first axis J1, a second axis J2, a third axis J3, a fourth axis J4, a fifth axis J5, and a sixth axis J6 as rotation axes (joint axes) of the joints K1 to K6. There is. In the present embodiment, the robot 10 is installed at a robot installation location such as a floor so that the first axis J1 extends in the vertical direction. In the following description, it is assumed that the vertical direction in FIG. 1 indicates the vertical direction.

ロボット10において基台11は、ロボット設置場所に固定される固定部12と、固定部12の上方に設けられる回動部13とを有している。回動部13は、鉛直方向に延びる第1軸J1を回動中心として固定部12に対して回動可能とされている。回動部13の上端部には下アーム15が連結されている。下アーム15は、水平方向に延びる第2軸J2を回動中心として回動部13に対して回動可能とされている。 In the robot 10, the base 11 has a fixing portion 12 fixed to the robot installation location and a rotating portion 13 provided above the fixing portion 12. The rotating portion 13 is rotatable with respect to the fixed portion 12 with the first axis J1 extending in the vertical direction as the center of rotation. A lower arm 15 is connected to the upper end of the rotating portion 13. The lower arm 15 is rotatable with respect to the rotating portion 13 about the second axis J2 extending in the horizontal direction as a rotation center.

下アーム15の先端部(上端部)には上アーム16が連結されている。上アーム16は、水平方向に延びる第3軸J3を回動中心として下アーム15に対し回動可能とされている。上アーム16は、長手方向に分割された基端側の第1上アーム16Aと先端側の第2上アーム16Bとを有している。これら各アーム16A,16Bのうち第1上アーム16Aが下アーム15に連結されている。第2上アーム16Bは、上アーム16の長手方向に延びる第4軸J4を回動中心として、第1上アーム16Aに対し回動可能に連結されている。 The upper arm 16 is connected to the tip end portion (upper end portion) of the lower arm 15. The upper arm 16 is rotatable with respect to the lower arm 15 with the third axis J3 extending in the horizontal direction as the center of rotation. The upper arm 16 has a first upper arm 16A on the proximal end side and a second upper arm 16B on the distal end side, which are divided in the longitudinal direction. Of these arms 16A and 16B, the first upper arm 16A is connected to the lower arm 15. The second upper arm 16B is rotatably connected to the first upper arm 16A with the fourth axis J4 extending in the longitudinal direction of the upper arm 16 as the center of rotation.

上アーム16(詳しくは第2上アーム16B)の先端部には手首部17が設けられている。手首部17は、水平方向に延びる第5軸J5を回動中心として第2上アーム16Bに回動可能に連結されている。手首部17には、ワークやツール等を取り付けるためのハンド部18が設けられている。ハンド部18は、その中心線である第6軸J6を回動中心として手首部17に対してねじり方向に回動可能に連結されている。 A wrist portion 17 is provided at the tip of the upper arm 16 (specifically, the second upper arm 16B). The wrist portion 17 is rotatably connected to the second upper arm 16B with the fifth axis J5 extending in the horizontal direction as the center of rotation. The wrist portion 17 is provided with a hand portion 18 for attaching a work, a tool, or the like. The hand portion 18 is rotatably connected to the wrist portion 17 in the twisting direction with the sixth axis J6, which is the center line thereof, as the center of rotation.

このように、ロボット10は、各軸J1〜J6を回動中心として回動可能とされた複数(具体的には6つ)の構成要素(回動部13、下アーム15、第1上アーム16A、第2上アーム16B、手首部17、ハンド部18)を備える。この場合、これら各構成要素はそれぞれ、各軸J1〜J6を回転中心とした関節K1〜K6の回転に伴い回動する。 As described above, the robot 10 has a plurality of (specifically six) components (rotating portion 13, lower arm 15, first upper arm) that can be rotated around each axis J1 to J6. 16A, second upper arm 16B, wrist portion 17, hand portion 18). In this case, each of these components rotates with the rotation of the joints K1 to K6 centered on the axes J1 to J6.

各関節K1〜K6にはそれぞれモータ21(サーボモータ)が設けられている。これら各モータ21を駆動させることで各関節K1〜K6が回転(駆動)し、ひいては各構成要素が回動(駆動)する。 Motors 21 (servo motors) are provided for each of the joints K1 to K6. By driving each of these motors 21, the joints K1 to K6 rotate (drive), and by extension, each component rotates (drives).

次に、図2において、関節K2におけるモータ21の概略を示し、モータ21を駆動させることで関節K2が回転する仕組みについて簡単に説明する。図2は、関節K2の機械的要素を示す概略構成図である。 Next, FIG. 2 shows an outline of the motor 21 in the joint K2, and briefly describes the mechanism by which the joint K2 is rotated by driving the motor 21. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the mechanical elements of the joint K2.

関節K2のモータ21は、プーリ22を介して、減速機23に連結されている。そして、モータ21は、減速機23を介して下アーム15と連結されている。したがって、モータ21が駆動すると、プーリ22、減速機23を介して下アーム15が駆動することとなる。なお、モータ21の回転軸は、モータベアリング24によって回転可能に支持されている。また、減速機23にも、減速機用ベアリング25が設けられており、減速機23を回転可能に支持している。また、減速機23と下アーム15との摺動部分には、クロスローラベアリング26が設けられており、下アーム15を回転可能に支持している。なお、モータ21、プーリ22、減速機23、モータベアリング24、減速機用ベアリング25、及びクロスローラベアリング26は、いずれもロボット10を構成する機械的要素に相当する。 The motor 21 of the joint K2 is connected to the speed reducer 23 via the pulley 22. The motor 21 is connected to the lower arm 15 via the speed reducer 23. Therefore, when the motor 21 is driven, the lower arm 15 is driven via the pulley 22 and the speed reducer 23. The rotating shaft of the motor 21 is rotatably supported by the motor bearing 24. Further, the speed reducer 23 is also provided with a speed reducer bearing 25 to rotatably support the speed reducer 23. A cross roller bearing 26 is provided on the sliding portion between the speed reducer 23 and the lower arm 15 to rotatably support the lower arm 15. The motor 21, pulley 22, speed reducer 23, motor bearing 24, speed reducer bearing 25, and cross roller bearing 26 all correspond to mechanical elements constituting the robot 10.

次に、異常診断装置としてのコントローラ30について説明する。図3は、コントローラ30の電気的構成を示す図である。 Next, the controller 30 as an abnormality diagnosis device will be described. FIG. 3 is a diagram showing an electrical configuration of the controller 30.

図3に示すように、ロボット10は、ロボット10の各種動作を制御するコントローラ30を備える。コントローラ30は、CPU等を有する周知のマイクロコンピュータを主体に構成され、記憶部36を有している。記憶部36には、ロボット10の動作プログラム等の各種プログラムが記憶されている。コントローラ30は、記憶部36に記憶された各種プログラムに基づいてロボット10の動作制御等に係る各種機能を実現する。なお、コントローラ30の各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。 As shown in FIG. 3, the robot 10 includes a controller 30 that controls various operations of the robot 10. The controller 30 is mainly composed of a well-known microcomputer having a CPU or the like, and has a storage unit 36. Various programs such as an operation program of the robot 10 are stored in the storage unit 36. The controller 30 realizes various functions related to operation control and the like of the robot 10 based on various programs stored in the storage unit 36. The various functions of the controller 30 may be realized by electronic circuits that are hardware, or at least a part of them may be realized by software, that is, processing executed on a computer.

コントローラ30には、各関節K1〜K6に設けられたモータ21が接続されている。これらのモータ21は、コントローラ30からの制御信号に基づいて駆動される。なお、図3では便宜上、1つのモータ21のみ図示されている。 Motors 21 provided at the joints K1 to K6 are connected to the controller 30. These motors 21 are driven based on a control signal from the controller 30. Note that, for convenience, only one motor 21 is shown in FIG.

コントローラ30には、関節K1〜K6の回転位置を検出する位置検出部37(エンコーダ)が接続されている。位置検出部37は、各関節K1〜K6(各モータ21)ごとにそれぞれ設けられ、図3では便宜上、1の位置検出部37のみ図示している。コントローラ30には、各位置検出部37からそれぞれ関節K1〜K6の回転位置情報が入力される。コントローラ30は、それら入力される回転位置情報に基づいて各モータ21の駆動をフィードバック制御する。 A position detection unit 37 (encoder) that detects the rotational position of the joints K1 to K6 is connected to the controller 30. The position detection unit 37 is provided for each of the joints K1 to K6 (each motor 21), and in FIG. 3, only the position detection unit 37 of 1 is shown for convenience. Rotational position information of joints K1 to K6 is input to the controller 30 from each position detection unit 37. The controller 30 feedback-controls the drive of each motor 21 based on the input rotation position information.

コントローラ30には、モータ21に流れる電流値を検出する電流検出部38が接続されている。電流検出部38は、各モータ21ごとにそれぞれ設けられ、図3では便宜上、1つの電流検出部38のみ図示している。コントローラ30には、各電流検出部38からそれぞれ各モータ21の電流値が入力される。 A current detection unit 38 that detects the value of the current flowing through the motor 21 is connected to the controller 30. The current detection unit 38 is provided for each motor 21, and only one current detection unit 38 is shown in FIG. 3 for convenience. The current value of each motor 21 is input to the controller 30 from each current detection unit 38.

コントローラ30には、各種操作を行うための操作装置40が接続されている。操作装置40は、周知のパーソナルコンピュータ(端末装置)により構成されており、キーボード等からなる操作部41と、ディスプレイ等からなる表示部42とを有している。なお、操作装置40は、端末装置に代えて、ティーチングペンダントにより構成されていてもよい。 An operating device 40 for performing various operations is connected to the controller 30. The operation device 40 is composed of a well-known personal computer (terminal device), and has an operation unit 41 including a keyboard and the like, and a display unit 42 including a display and the like. The operating device 40 may be configured by a teaching pendant instead of the terminal device.

コントローラ30には、ロボット10の動作モードとして、ロボット10(具体的には各関節K1〜K6)を通常動作させる通常動作モードと、所定の関節K1〜K6を等速で回転させる等速動作モードとが設定されている。これら各モードへの切り替えは、操作部41の操作に基づいて行われる。具体的には、操作部41によりモードの切替操作が行われると、その切替操作に応じたモード信号が操作部41(操作装置40)からコントローラ30に入力され、コントローラ30はその入力されたモード信号に基づいて動作モードの切替を行う。 The controller 30 has, as operation modes of the robot 10, a normal operation mode in which the robot 10 (specifically, each joint K1 to K6) is normally operated, and a constant speed operation mode in which predetermined joints K1 to K6 are rotated at a constant speed. And are set. Switching to each of these modes is performed based on the operation of the operation unit 41. Specifically, when the mode switching operation is performed by the operation unit 41, a mode signal corresponding to the switching operation is input to the controller 30 from the operation unit 41 (operation device 40), and the controller 30 is in the input mode. The operation mode is switched based on the signal.

次に、ロボット10の異常を判定するための異常判定処理について図4に基づき説明する。この異常判定処理は、コントローラ30により実行される。異常判定処理は、操作部41の操作により通常動作モードから等速動作モードに動作モードが切り替えられ、かつ、その切り替えられた等速動作モードの下で、操作部41に設けられた開始ボタンが操作されたことをトリガとして開始される。 Next, the abnormality determination process for determining the abnormality of the robot 10 will be described with reference to FIG. This abnormality determination process is executed by the controller 30. In the abnormality determination process, the operation mode is switched from the normal operation mode to the constant velocity operation mode by the operation of the operation unit 41, and the start button provided on the operation unit 41 is provided under the switched constant velocity operation mode. It is started with the operation as a trigger.

図4に示すように、まずステップS21では、各関節K1〜K6に対して等速回転処理を行う。この等速回転処理では、各関節K1〜K6に設けられたモータ21に等速駆動信号を出力することで、当該モータ21により各関節K1〜K6を等速で回転駆動させる。 As shown in FIG. 4, first, in step S21, constant velocity rotation processing is performed on each of the joints K1 to K6. In this constant-velocity rotation process, by outputting a constant-velocity drive signal to the motors 21 provided on the joints K1 to K6, the motors 21 drive the joints K1 to K6 to rotate at a constant velocity.

ステップS22では、各関節K1〜K6に設けられた電流検出部38からの検出信号に基づいて、各関節K1〜K6が等速回転する際に発生する振動相関量(電流値に基づく波形)を検出する。より詳しくは、コントローラ30は、モータ21により関節K1〜K6を回転駆動する際に、各電流検出部38からそれぞれ入力される各モータ21の電流値を振動に相関する振動相関量(電流値に基づく波形)として検出する。したがって、コントローラ30は、モータ21により関節K1〜K6を回転させる際に発生する振動に相関する振動相関量(電流値に基づく波形)を検出する振動検出部31としての機能を備える。 In step S22, based on the detection signal from the current detection unit 38 provided in each joint K1 to K6, the vibration correlation amount (waveform based on the current value) generated when each joint K1 to K6 rotates at a constant speed is calculated. To detect. More specifically, when the motor 21 rotationally drives the joints K1 to K6, the controller 30 uses the current value of each motor 21 input from each current detection unit 38 as a vibration correlation amount (to the current value) that correlates with the vibration. Detect as (based waveform). Therefore, the controller 30 has a function as a vibration detection unit 31 that detects a vibration correlation amount (waveform based on the current value) that correlates with the vibration generated when the joints K1 to K6 are rotated by the motor 21.

ところで、モータベアリング24、減速機用ベアリング25、及びクロスローラベアリング26等の各関節K1〜K6の軸受け部材では、フレーキングや異物混入等により転走面に傷が付くと、その傷付き部分を転動体が通過する度に振動が発生すると考えられる。そのため、軸受け部材に劣化(傷付き)が生じた場合には、関節K1〜K6を上記のように等速回転させる際周期的に大きな振動が発生すると考えられる。また、軸受け部材に限らず、ロボット10を構成する機械的要素、例えば、モータ21、プーリ22や及び減速機23等においても、劣化や故障が生じた場合には、関節K1〜K6を上記のように等速回転させる際、周期的に大きな振動が発生すると考えられる。 By the way, in the bearing members of the joints K1 to K6 such as the motor bearing 24, the reduction gear bearing 25, and the cross roller bearing 26, when the rolling surface is damaged due to flaking, foreign matter, etc., the damaged portion is removed. It is considered that vibration is generated every time the rolling element passes. Therefore, when the bearing member is deteriorated (damaged), it is considered that a large vibration is periodically generated when the joints K1 to K6 are rotated at a constant speed as described above. Further, not only the bearing member but also the mechanical elements constituting the robot 10, for example, the motor 21, the pulley 22, the speed reducer 23, and the like, when deterioration or failure occurs, the joints K1 to K6 are described above. It is considered that a large vibration is periodically generated when the robot is rotated at a constant speed.

そこで、ステップS23において、コントローラ30は、ステップS22で検出した等速回転の際の振動相関量について周波数解析(例えば、FFTを用いたスペクトル解析)を行う。この周波数解析により、上記振動相関量の周波数スペクトルが得られる。図5(a)〜図5(b)には、その周波数スペクトルを示す。 Therefore, in step S23, the controller 30 performs frequency analysis (for example, spectrum analysis using FFT) on the vibration correlation amount at the time of constant velocity rotation detected in step S22. By this frequency analysis, the frequency spectrum of the vibration correlation amount can be obtained. 5 (a) to 5 (b) show the frequency spectrum thereof.

図5(a)〜図5(b)には、横軸に複数の特定周波数(図5では、便宜上、3つの特定周波数f1〜f3を例示する)が示されている。この特定周波数f1〜f3は、ロボット10を構成する機械的要素に対応して定まるものとなっている。 In FIGS. 5A to 5B, a plurality of specific frequencies (in FIG. 5, three specific frequencies f1 to f3 are exemplified for convenience) are shown on the horizontal axis. The specific frequencies f1 to f3 are determined according to the mechanical elements constituting the robot 10.

例えば、特定周波数f1は、軸受け部材であるクロスローラベアリング26における内輪及び外輪の径や、転動体の径・個数等、クロスローラベアリング26に関する各種パラメータに基づき定まるクロスローラベアリング26固有の周波数となっている。特定周波数f2,f3も同様に、例えば、プーリ22や、減速機23固有の周波数となっている。したがって、ロボット10を構成する各機械的要素に対応して、異なる特定周波数が存在することとなる。特定周波数と各機械的要素との対応関係は予め記憶部36に記憶されている。 For example, the specific frequency f1 is a frequency peculiar to the cross roller bearing 26 determined based on various parameters related to the cross roller bearing 26 such as the diameter of the inner ring and the outer ring of the cross roller bearing 26 which is a bearing member and the diameter and number of rolling elements. ing. Similarly, the specific frequencies f2 and f3 are frequencies unique to the pulley 22 and the speed reducer 23, for example. Therefore, different specific frequencies exist corresponding to each mechanical element constituting the robot 10. The correspondence between the specific frequency and each mechanical element is stored in advance in the storage unit 36.

ステップS24では、上記振動の周波数スペクトルを参照して、特定周波数f1〜f3における波形の振幅V1〜V3を特定(抽出)する。したがって、コントローラ30は、検出された振動相関量について周波数解析を行って、ロボット10を構成する機械的要素に応じて定まる特定周波数の振幅を抽出する周波数解析部32としての機能を備えていることとなる。 In step S24, the amplitudes V1 to V3 of the waveform at the specific frequencies f1 to f3 are specified (extracted) with reference to the frequency spectrum of the vibration. Therefore, the controller 30 has a function as a frequency analysis unit 32 that performs frequency analysis on the detected vibration correlation amount and extracts the amplitude of a specific frequency determined according to the mechanical elements constituting the robot 10. It becomes.

そして、ステップS25では、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3のうち、いずれかが所定の閾値Va〜Vcよりも大きいか否かを判定する。 Then, in step S25, it is determined whether or not any of the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 is larger than the predetermined threshold values Va to Vc.

ステップS25において、全ての特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3が、それぞれ所定の閾値Va〜Vc以下である場合(図5(a)の場合)、関節K1〜K6の等速回転の際、周期的に大きな振動が発生していないとみなすことができる。このため、異常はないと判定する(ステップS26)。この場合、そのまま、異常判定処理を終了する。 In step S25, when the amplitudes V1 to V3 at all the specific frequencies f1 to f3 are equal to or less than the predetermined threshold values Va to Vc (in the case of FIG. 5A), the joints K1 to K6 are rotated at a constant velocity. It can be considered that a large vibration is not generated periodically. Therefore, it is determined that there is no abnormality (step S26). In this case, the abnormality determination process is terminated as it is.

一方、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3のうち、いずれかが所定の閾値Va〜Vcよりも大きい場合(図5(b)の場合)には、関節K1〜K6の等速回転の際に周期的に大きな振動が発生しているとみなすことができる。この場合、関節K1〜K6のいずれかに異常ありと判定する(ステップS27)。なお、図5(b)では、特定周波数f1の振幅V1が、特定周波数f1における振幅V1の閾値Vaを超えていることを図示している。ステップS27の後、ステップS28に進む。 On the other hand, when any of the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 is larger than the predetermined threshold values Va to Vc (in the case of FIG. 5B), the joints K1 to K6 are rotated at a constant velocity. It can be considered that a large vibration is periodically generated in the frequency. In this case, it is determined that there is an abnormality in any of the joints K1 to K6 (step S27). Note that FIG. 5B illustrates that the amplitude V1 of the specific frequency f1 exceeds the threshold value Va of the amplitude V1 at the specific frequency f1. After step S27, the process proceeds to step S28.

ステップS28では、関節K1〜K6のいずれかに異常がある旨の報知を操作装置40の表示部42に実行させる。なお、ステップS26に進んだ場合において、関節K1〜K6に異常がない旨の報知を操作装置40の表示部42に実行させてもよい。 In step S28, the display unit 42 of the operating device 40 is made to notify that there is an abnormality in any of the joints K1 to K6. In addition, when proceeding to step S26, the display unit 42 of the operation device 40 may be made to notify that there is no abnormality in the joints K1 to K6.

なお、報知は必ずしも表示部42を用いて行う必要はない。例えば、操作装置40に音声を出力するスピーカ等の音声出力部を設け、その音声出力部から出力される音声により報知を行ってもよい。また、操作装置40に光を発する発光部を設け、その発光部からの光によって報知を行ってもよい。 Note that the notification does not necessarily have to be performed using the display unit 42. For example, the operation device 40 may be provided with a voice output unit such as a speaker that outputs voice, and notification may be performed by the voice output from the voice output unit. Further, the operating device 40 may be provided with a light emitting unit that emits light, and the light from the light emitting unit may be used for notification.

以上のステップS25〜S27に示すように、コントローラ30は、抽出された特定周波数における振幅と閾値とを比較する。また、特定周波数における振幅が閾値よりも大きい場合には、異常ありと判定する。閾値以下である場合には、異常なしと判定する。したがって、コントローラ30は、異常判定部33としての機能を備えていることとなる。 As shown in steps S25 to S27 above, the controller 30 compares the extracted amplitude at the specific frequency with the threshold value. If the amplitude at a specific frequency is larger than the threshold value, it is determined that there is an abnormality. If it is equal to or less than the threshold value, it is determined that there is no abnormality. Therefore, the controller 30 has a function as an abnormality determination unit 33.

ところで、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3は、ロボット10において劣化や故障などの異常が生じていなくても、ロボット10の状態によって変化する場合がある。具体的には、図6に示すように、ロボット10の組み立て直後や、修理直後、部品交換直後における初期運転時において、振幅V1〜V3が大きくなる可能性がある。なお、図6では、振幅V1について例示している。 By the way, the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 may change depending on the state of the robot 10 even if the robot 10 does not have an abnormality such as deterioration or failure. Specifically, as shown in FIG. 6, the amplitudes V1 to V3 may increase immediately after the robot 10 is assembled, immediately after repair, or during initial operation immediately after parts replacement. Note that FIG. 6 illustrates the amplitude V1.

振幅V1〜V3が大きくなる原因としては、例えば、関節などに用いられる減速機23などギヤにおける噛み合い誤差が考えられる。また、クロスローラベアリング26等の摺動部分に用いられるグリス粘度が、適正な状態となっていないことが考えられる。また、プーリ22などを駆動連結するために用いられるベルトの張力が適正な状態になっていない等が考えられる。これらはいずれもロボット10が所定期間稼働することにより、安定状態となると考えられる。すなわち、噛み合い誤差は、初期摩耗が行われることにより、適正な安定状態になると考えられる。また、グリス粘度は、グリスの撹拌が十分に進み、摺動部分における負荷が少なくなることにより、適正な安定状態になると考えられる。また、ベルトがなじむ(伸びる)と、張力が適正な安定状態となると考えられる。 As a cause of the large amplitudes V1 to V3, for example, a meshing error in a gear such as a speed reducer 23 used for a joint or the like can be considered. Further, it is considered that the grease viscosity used for the sliding portion of the cross roller bearing 26 or the like is not in an appropriate state. Further, it is conceivable that the tension of the belt used for driving and connecting the pulley 22 and the like is not in an appropriate state. It is considered that all of these become stable when the robot 10 operates for a predetermined period. That is, it is considered that the meshing error becomes an appropriate stable state due to the initial wear. Further, it is considered that the grease viscosity becomes an appropriate stable state when the grease is sufficiently agitated and the load on the sliding portion is reduced. In addition, when the belt fits (stretches), it is considered that the tension becomes an appropriate stable state.

このため、図6に示すように、ロボット10を所定期間稼働させることにより、特定周波数f1〜f3における各振幅V1〜V3は、漸減し、一定の範囲内に収束することが経験的に知られている。 Therefore, as shown in FIG. 6, it is empirically known that by operating the robot 10 for a predetermined period, each amplitude V1 to V3 at specific frequencies f1 to f3 gradually decreases and converges within a certain range. ing.

そこで、本実施形態では、閾値Va〜Vcをロボット10の状態に応じて変更可能に構成した。まず、ロボット10の状態が初期状態にリセット(初期設定)された場合について説明する。ロボット10の状態が初期状態であることを示すために、ロボット10に対して初期設定が行われた場合、コントローラ30は、ロボット10から初期設定が行われた旨を示す信号を入力し、閾値Va〜Vcとして、初期閾値Sa〜Scを設定する。初期閾値Sa〜Scは、閾値Va〜Vcごとに(すなわち、機械的要素ごとに)記憶部36にあらかじめ記憶されている。 Therefore, in the present embodiment, the threshold values Va to Vc are configured to be changeable according to the state of the robot 10. First, a case where the state of the robot 10 is reset (initial setting) to the initial state will be described. When the initial setting is performed on the robot 10 to indicate that the state of the robot 10 is the initial state, the controller 30 inputs a signal indicating that the initial setting has been performed from the robot 10 and inputs a threshold value. Initial thresholds Sa to Sc are set as Va to Vc. The initial threshold values Sa to Sc are stored in advance in the storage unit 36 for each threshold value Va to Vc (that is, for each mechanical element).

初期設定は、例えば、組立ラインへのロボット10が設定される際(詳しくはロボット10の稼働開始前におけるテスト期間中等)に、行われる。また、この初期設定は、例えば、ロボット10に対して部品交換や修理が行われた際においても、行われてもよい。ロボット10の初期設定及び、初期閾値Sa〜Scの設定は、ユーザが操作部41を操作することにより設定することができるようにしてもよい。また、機械的要素ごとに、初期設定を行い、機械的要素ごとに初期閾値Sa〜Scを設定可能に構成してもよい。そして、機械的要素ごとの閾値について、個別に初期閾値Sa〜Scを設定可能に構成してもよい。 The initial setting is performed, for example, when the robot 10 is set on the assembly line (specifically, during the test period before the start of operation of the robot 10). Further, this initial setting may be performed even when, for example, parts replacement or repair is performed on the robot 10. The initial setting of the robot 10 and the setting of the initial threshold values Sa to Sc may be set by the user operating the operation unit 41. Further, the initial setting may be performed for each mechanical element, and the initial threshold values Sa to Sc may be set for each mechanical element. Then, the initial threshold values Sa to Sc may be individually set for the threshold values for each mechanical element.

そして、ロボット10に対して初期設定が行われた後から、すべての閾値Va〜Vcに通常閾値Na〜Ncが設定されるまでの間に、閾値設定処理が実行される。通常閾値Na〜Ncは、初期閾値Sa〜Scよりもそれぞれ小さい値となっている。通常閾値Na〜Ncは、閾値Va〜Vcごとに(すなわち、機械的要素ごとに)記憶部36にあらかじめ記憶されている。 Then, the threshold setting process is executed after the initial setting is performed for the robot 10 until the normal thresholds Na to Nc are set for all the thresholds Va to Vc. The normal thresholds Na to Nc are smaller than the initial thresholds Sa to Sc, respectively. Normally, the threshold values Na to Nc are stored in advance in the storage unit 36 for each threshold value Va to Vc (that is, for each mechanical element).

以下、図7に基づき閾値設定処理について説明する。閾値設定処理は、コントローラ30により実行される。閾値設定処理は、例えば、所定周期ごとに実行される。なお、異常判定処理の実行タイミングは任意に変更可能である。例えば、ロボット10への電源投入開始後、所定期間において実行されてもよい。 Hereinafter, the threshold value setting process will be described with reference to FIG. 7. The threshold value setting process is executed by the controller 30. The threshold value setting process is executed, for example, at predetermined intervals. The execution timing of the abnormality determination process can be changed arbitrarily. For example, it may be executed in a predetermined period after the power is turned on to the robot 10.

ステップS101において、ステップS21と同様に、各関節K1〜K6に対して等速回転処理を行う。 In step S101, the constant velocity rotation process is performed on each of the joints K1 to K6 in the same manner as in step S21.

ステップS102では、ステップS22と同様に、各関節K1〜K6に設けられた電流検出部38からの検出信号に基づいて、各関節K1〜K6が等速回転する際に発生する振動相関量を検出する。 In step S102, similarly to step S22, the amount of vibration correlation generated when each joint K1 to K6 rotates at a constant speed is detected based on the detection signal from the current detection unit 38 provided in each joint K1 to K6. do.

ステップS103では、ステップS23と同様に、ステップS102で検出した等速回転の際の振動相関量について周波数解析を行う。この周波数解析により、上記振動相関量の周波数スペクトルが得られる。 In step S103, similarly to step S23, frequency analysis is performed on the vibration correlation amount at the time of constant velocity rotation detected in step S102. By this frequency analysis, the frequency spectrum of the vibration correlation amount can be obtained.

ステップS104では、ステップS24と同様に、上記振動の周波数スペクトルを参照して、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3を特定する。 In step S104, similarly to step S24, the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 are specified with reference to the frequency spectrum of the vibration.

ステップS105では、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3のいずれかが、判定値(判定用閾値)Ha〜Hcを下回ったか否かを判定する。判定値Ha〜Hcは、特定周波数f1〜f3毎、すなわち、機械的要素ごとに設定される。判定値Haは、特定周波数f1における振幅V1を判定する判定値であり、判定値Hbは、特定周波数f2における振幅V2を判定する判定値であり、判定値Hcは、特定周波数f3における振幅V3を判定する判定値である。判定値Ha〜Hcは、閾値Va〜Vcごとに(すなわち、機械的要素ごとに)記憶部36にあらかじめ記憶されている。 In step S105, it is determined whether or not any of the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 is lower than the determination value (determination threshold value) Ha to Hc. The determination values Ha to Hc are set for each specific frequency f1 to f3, that is, for each mechanical element. The determination value Ha is a determination value for determining the amplitude V1 at the specific frequency f1, the determination value Hb is the determination value for determining the amplitude V2 at the specific frequency f2, and the determination value Hc is the amplitude V3 at the specific frequency f3. It is a judgment value to be judged. The determination values Ha to Hc are stored in advance in the storage unit 36 for each threshold value Va to Vc (that is, for each mechanical element).

これらの判定値Ha〜Hcは、図6に示すように、通常閾値Na〜Ncよりも小さい値がそれぞれ設定されており、実験などにより経験的に定められる。すなわち、初期設定が行われた後、安定状態に移行する前において、ロボット10を稼働させることにより、各振幅V1〜V3は、温度などの環境的な要因を考慮しない場合、逓減する傾向にある。そこで、通常閾値Na〜Ncよりも小さい値を判定値Ha〜Hcとして設定し、この判定値Ha〜Hcを下回ったときに、安定状態に移行したと判定することとした。 As shown in FIG. 6, these determination values Ha to Hc are usually set to values smaller than the threshold values Na to Nc, and are empirically determined by experiments and the like. That is, by operating the robot 10 after the initial setting and before the transition to the stable state, each amplitude V1 to V3 tends to gradually decrease if environmental factors such as temperature are not taken into consideration. .. Therefore, values smaller than the normal threshold values Na to Nc are set as the determination values Ha to Hc, and when the determination values are lower than the determination values Ha to Hc, it is determined that the stable state has been reached.

なお、判定値Ha〜Hcは、温度などの環境的な要因を考慮して、通常閾値Na〜Ncよりも小さくすることが望ましい。また、安定状態とは、図6に示すように、ロボット10(機械的要素)の状態が初期閾値を用いずに異常判定可能な状態のことである。このステップS105により、コントローラ30は、ロボット10に対して初期設定が行われ、閾値Va〜Vcとして初期閾値Sa〜Scが設定された後、ロボット10の状態が初期閾値Sa〜Scを用いずに異常判定可能な安定状態に移行したか否かを判定する状態判定部34としての機能を備えていることとなる。 It is desirable that the determination values Ha to Hc are smaller than the normal threshold values Na to Nc in consideration of environmental factors such as temperature. Further, the stable state is a state in which the state of the robot 10 (mechanical element) can be abnormally determined without using the initial threshold value, as shown in FIG. In step S105, the controller 30 is initially set for the robot 10, and after the initial thresholds Sa to Sc are set as the thresholds Va to Vc, the state of the robot 10 does not use the initial thresholds Sa to Sc. It has a function as a state determination unit 34 for determining whether or not the state has shifted to a stable state in which an abnormality can be determined.

ステップS105において、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3のうちいずれかが、判定値Ha〜Hcを下回った場合、下回った振幅に対応する機械的要素が安定状態に移行したと判定することができるため、通常閾値Na〜Ncを設定する(ステップS106)。 In step S105, when any one of the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 is lower than the determination values Ha to Hc, it is determined that the mechanical element corresponding to the lower amplitude has shifted to the stable state. Therefore, the threshold values Na to Nc are usually set (step S106).

より詳しくは、振幅V1が判定値Haを下回った場合、特定周波数f1に対応する機械的要素について安定状態に移行したと判定し、特定周波数f1における振幅V1の閾値Vaについて、通常閾値Naを設定する。振幅V2が判定値Hbを下回った場合、特定周波数f2に対応する機械的要素について安定状態に移行したと判定し、特定周波数f2における振幅V2の閾値Vbについて、通常閾値Nbを設定する。振幅V3が判定値Hcを下回った場合、特定周波数f3に対応する機械的要素について安定状態に移行したと判定し、特定周波数f3における振幅V3の閾値Vcについて、通常閾値Ncを設定する。このステップS106により、コントローラ30は、ロボット10の状態が安定状態に移行したと判定されたことを条件に、閾値Va〜Vcとして通常閾値Na〜Ncを設定する閾値設定部35としての機能を備えていることとなる。 More specifically, when the amplitude V1 is lower than the determination value Ha, it is determined that the mechanical element corresponding to the specific frequency f1 has shifted to the stable state, and the normal threshold value Na is set for the threshold value Va of the amplitude V1 at the specific frequency f1. do. When the amplitude V2 is lower than the determination value Hb, it is determined that the mechanical element corresponding to the specific frequency f2 has shifted to the stable state, and the normal threshold value Nb is set for the threshold value Vb of the amplitude V2 at the specific frequency f2. When the amplitude V3 is lower than the determination value Hc, it is determined that the mechanical element corresponding to the specific frequency f3 has shifted to the stable state, and the normal threshold value Nc is set for the threshold value Vc of the amplitude V3 at the specific frequency f3. In step S106, the controller 30 has a function as a threshold setting unit 35 that sets normal thresholds Na to Nc as thresholds Va to Vc on condition that the state of the robot 10 has been determined to have shifted to the stable state. It will be.

なお、振幅V1〜V3が判定値Ha〜Hcを下回っていない場合、当該振幅V1〜V3の閾値Va〜Vcについては、そのまま初期閾値Sa〜Scを維持する。そして、ステップS106の後、ステップS107に進む。 When the amplitudes V1 to V3 are not lower than the determination values Ha to Hc, the initial threshold values Sa to Sc are maintained as they are for the threshold values Va to Vc of the amplitudes V1 to V3. Then, after step S106, the process proceeds to step S107.

ステップS107では、安定状態に移行した旨の報知、又は通常閾値Na〜Ncが設定された旨の報知を操作装置40の表示部42等に実行させる。どの機械的要素について安定状態に移行したかを報知してもよい。 In step S107, the display unit 42 or the like of the operation device 40 is made to notify that the stable state has been reached or that the normal threshold values Na to Nc have been set. It may inform which mechanical element has transitioned to the stable state.

一方、全ての特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3が、それぞれ判定値Ha〜Hc以上である場合、安定状態に移行していないと判定することができるため、そのまま、閾値設定処理を終了する。なお、安定状態に移行していない旨を報知させてもよい。 On the other hand, when the amplitudes V1 to V3 at all the specific frequencies f1 to f3 are equal to or higher than the determination values Ha to Hc, it can be determined that the stable state has not been reached, so that the threshold setting process is terminated as it is. .. It should be noted that the notification that the stable state has not been reached may be notified.

以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the configuration of the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

・振動相関量の周波数解析結果において、機械的要素に応じて定まる特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3は、ロボット10が正常である場合であっても、ロボット10の状態に応じて変化する場合がある。具体的には、ロボット10の組み立て直後や、修理直後、部品交換直後では、振動が大きくなり、特定周波数f1〜f3の振幅V1〜V3が大きくなる可能性がある。この原因としては、例えば、関節K1〜K6などに用いられる減速機23の噛み合い誤差や、グリス粘度及びベルトの張力が適正な状態になっていない等が考えられる。これらはいずれもロボット10が所定期間稼働して、機械的要素の状態が安定することにより、適正な状態となると考えられる。 -In the frequency analysis result of the vibration correlation amount, the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 determined according to the mechanical element change according to the state of the robot 10 even when the robot 10 is normal. In some cases. Specifically, immediately after assembling, repairing, or replacing parts of the robot 10, the vibration becomes large, and the amplitudes V1 to V3 of the specific frequencies f1 to f3 may become large. Possible causes for this include, for example, the meshing error of the speed reducers 23 used for the joints K1 to K6, the grease viscosity, and the belt tension not being in an appropriate state. It is considered that all of these are in an appropriate state when the robot 10 operates for a predetermined period and the state of the mechanical element is stabilized.

そこで、コントローラ30は、ロボット10に対して初期設定が行われ、閾値Va〜Vcとして初期閾値Sa〜Scが設定された後、ロボット10が安定状態に移行したか否かを判定することとした。そして、安定状態に移行したと判定されたことを条件に、閾値Va〜Vcとして初期閾値Sa〜Scよりも小さい通常閾値Na〜Ncを設定することとした。 Therefore, the controller 30 determines whether or not the robot 10 has transitioned to the stable state after the initial settings have been made for the robot 10 and the initial thresholds Sa to Sc have been set as the thresholds Va to Vc. .. Then, on condition that it is determined that the state has shifted to the stable state, the normal thresholds Na to Nc smaller than the initial thresholds Sa to Sc are set as the thresholds Va to Vc.

これにより、初期設定後から安定状態に移行する前までの間は、初期閾値Sa〜Scによって、異常を判定し、安定状態に移行した後は、初期閾値Sa〜Scよりも小さい通常閾値Na〜Ncによって、異常を判定することができる。したがって、ロボット10の状態に応じて適切に異常の有無を判定することができ、誤判定を抑制することができる。 As a result, from after the initial setting to before the transition to the stable state, the abnormality is determined by the initial thresholds Sa to Sc, and after the transition to the stable state, the normal threshold Na ~ which is smaller than the initial thresholds Sa to Sc. The abnormality can be determined by Nc. Therefore, the presence or absence of an abnormality can be appropriately determined according to the state of the robot 10, and erroneous determination can be suppressed.

・初期設定が行われた後、所定期間稼働すると、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3は減少し、安定状態に移行すると、所定の範囲内に収束することが経験的にわかっている。そこで、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3が減少して、所定の範囲内となったことを条件に、安定状態に移行したと判定することとした。より詳しくは、通常閾値Na〜Ncよりも小さい判定値Ha〜Hcを下回ったことを条件に、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3が所定の範囲内となったと判定することした。これにより、安定状態に移行したことを適切に判定することができる。 -It is empirically known that the amplitudes V1 to V3 at specific frequencies f1 to f3 decrease when the operation is performed for a predetermined period after the initial setting is performed, and converge within a predetermined range when the state shifts to the stable state. Therefore, it is determined that the state has shifted to the stable state on the condition that the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 decrease and fall within a predetermined range. More specifically, it is determined that the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 are within a predetermined range on condition that the determination values Ha to Hc, which are smaller than the normal threshold values Na to Nc, are lower. As a result, it can be appropriately determined that the state has changed to the stable state.

・機械的要素ごとに、閾値Va〜Vcが設定されているため、いずれの機械的要素で異常が生じたか否かを特定することができる。また、コントローラ30は、機械的要素ごとに、安定状態に移行したか否かを判定し、安定状態に移行したと判定された機械的要素に対応する閾値Va〜Vcについて、通常閾値Na〜Ncを設定する。このため、部品交換等、ロボット10を構成する機械的要素のうち一部について初期設定する必要がある場合、全ての閾値Va〜Vcについて初期閾値Sa〜Scを設定する必要がなくなる。また、ロボット10を構成する機械的要素のうち一部について初期設定が行われる場合、又は行われる必要がある場合であっても、各機械的要素について適切な閾値を設定することができ、適切に異常を判定することができる。 -Since the threshold values Va to Vc are set for each mechanical element, it is possible to specify which mechanical element has an abnormality. Further, the controller 30 determines whether or not the transition to the stable state has occurred for each mechanical element, and the threshold values Va to Vc corresponding to the mechanical elements determined to have transitioned to the stable state are usually threshold values Na to Nc. To set. Therefore, when it is necessary to initially set some of the mechanical elements constituting the robot 10 such as parts replacement, it is not necessary to set the initial thresholds Sa to Sc for all the thresholds Va to Vc. Further, even when the initial setting is performed or needs to be performed for a part of the mechanical elements constituting the robot 10, an appropriate threshold value can be set for each mechanical element, which is appropriate. It is possible to judge an abnormality.

異常判定処理及び閾値設定処理において、関節K1〜K6をモータ21により等速回転させた。そして、その等速回転の際に発生する振動を検出し、その等速回転の際の振動について周波数解析を行うようにした。ここで、機械的要素に異常がある場合又は安定状態に移行していない場合、関節K1〜K6を等速回転させる際、一定の周期で大きな振動が発生すると考えられる。そのため、周波数解析において、特定周波数f1〜f3の振幅が大きくなりやすいと考えられる。このため、異常及び安定状態の移行を好適に判定しやすい。 In the abnormality determination process and the threshold value setting process, the joints K1 to K6 were rotated at a constant speed by the motor 21. Then, the vibration generated during the constant velocity rotation was detected, and the frequency analysis was performed on the vibration during the constant velocity rotation. Here, when there is an abnormality in the mechanical element or when the joints K1 to K6 are not shifted to the stable state, it is considered that a large vibration is generated at a constant cycle when the joints K1 to K6 are rotated at a constant speed. Therefore, it is considered that the amplitude of the specific frequencies f1 to f3 tends to be large in the frequency analysis. Therefore, it is easy to preferably determine the transition between the abnormal state and the stable state.

本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.

上記実施形態では、ロボット10の動作モードを等速動作モードに設定し、関節K1〜K6を等速回転させる際に発生する振動又は振動相関量を検出して周波数解析を行ったが、これを変更してもよい。例えば、ロボット10の通常稼働時(通常動作モード時)に関節K1〜K6を回転させる際に発生する振動、又は振動相関量を検出して周波数解析を行ってもよい。この場合でも、その回転が等速又はそれに近い回転であれば、その回転の際に発生する振動の周波数スペクトルに基づき、異常判定及び安定状態への移行を判定することができる。 In the above embodiment, the operation mode of the robot 10 is set to the constant velocity operation mode, and the vibration or the vibration correlation amount generated when the joints K1 to K6 are rotated at the constant velocity is detected and the frequency analysis is performed. You may change it. For example, frequency analysis may be performed by detecting the vibration generated when the joints K1 to K6 are rotated during the normal operation of the robot 10 (in the normal operation mode), or the amount of vibration correlation. Even in this case, if the rotation is at or near a constant velocity, the abnormality determination and the transition to the stable state can be determined based on the frequency spectrum of the vibration generated during the rotation.

上記実施形態では、電流検出部38により検出されるモータ21の電流値に基づいて、モータ21により関節K1〜K6を回転駆動する際に発生する振動相関量(電流値に基づく波形)を検出したが、かかる振動相関量を検出する方法は必ずしもこれに限らない。例えば、電流検出部38により検出されるモータ21の電流値に基づいてモータ21のトルク値を算出(推定)し、その算出したトルク値を上記の振動相関量として検出するようにしてもよい。この場合、その検出された振動相関量としてのトルク値に基づく波形に対して周波数解析が実施される。 In the above embodiment, based on the current value of the motor 21 detected by the current detection unit 38, the vibration correlation amount (waveform based on the current value) generated when the joints K1 to K6 are rotationally driven by the motor 21 is detected. However, the method for detecting such a vibration correlation amount is not necessarily limited to this. For example, the torque value of the motor 21 may be calculated (estimated) based on the current value of the motor 21 detected by the current detection unit 38, and the calculated torque value may be detected as the vibration correlation amount described above. In this case, frequency analysis is performed on the waveform based on the torque value as the detected vibration correlation amount.

また、モータ21は、位置検出部37(エンコーダ)により検出される関節K1〜K6の回転位置に基づいて、フィードバック制御(速度フィードバック制御)が実施される。そこで、その速度フィードバックを行う際の目標速度に基づきモータ21の目標トルクを算出し、その算出した目標トルクに基づき上記の振動相関量を検出するようにしてもよい。 Further, the motor 21 is subjected to feedback control (speed feedback control) based on the rotational positions of the joints K1 to K6 detected by the position detection unit 37 (encoder). Therefore, the target torque of the motor 21 may be calculated based on the target speed at the time of performing the speed feedback, and the vibration correlation amount may be detected based on the calculated target torque.

さらに、関節K1〜K6に振動を検出する振動センサを設け、その振動センサにより関節K1〜K6を回転駆動する際に、発生する振動(振動の波形)を検出するようにしてもよい。 Further, a vibration sensor for detecting vibration may be provided in the joints K1 to K6, and the vibration (vibration waveform) generated when the joints K1 to K6 are rotationally driven by the vibration sensor may be detected.

上記実施形態では、6つの関節K1〜K6を有する6軸ロボットに本発明を適用したが、5軸ロボットや4軸ロボット等、その他の多関節型ロボットに本発明を適用してもよい。また、関節を1つだけ有する1軸ロボットに本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, the present invention is applied to a 6-axis robot having 6 joints K1 to K6, but the present invention may be applied to other articulated robots such as a 5-axis robot and a 4-axis robot. Further, the present invention may be applied to a uniaxial robot having only one joint.

上記実施形態において、異常判定処理の実行タイミングは、任意に変更してもよい。例えば、所定周期ごとに実行されてもよい。また、常時実行してもよい。 In the above embodiment, the execution timing of the abnormality determination process may be arbitrarily changed. For example, it may be executed at predetermined intervals. Moreover, you may execute it all the time.

上記実施形態では、関節K1〜K6のいずれかに異常があることを判定したが、異常が存在する箇所を特定してもよい。例えば、閾値Va〜Vcを超える振幅V1〜V3を有する特定周波数f1〜f3に対応する機械的要素を特定すれば、異常がある機械的要素を特定できる。 In the above embodiment, it is determined that there is an abnormality in any of the joints K1 to K6, but the location where the abnormality exists may be specified. For example, if the mechanical element corresponding to the specific frequencies f1 to f3 having the amplitudes V1 to V3 exceeding the threshold value Va to Vc is specified, the abnormal mechanical element can be specified.

上記実施形態の異常判定処理及び閾値設定処理において、全関節K1〜K6を回転させたが、回転させる関節K1〜K6を操作部41の操作により、設定可能としてもよい。これにより、対象を絞って、異常判定及び安定状態に移行しているか否かを判定することができる。対象を絞ることにより、振動又は振動相関量の周波数スペクトルが少なくなり、好適に判定することができる。 In the abnormality determination process and the threshold value setting process of the above embodiment, all the joints K1 to K6 are rotated, but the joints K1 to K6 to be rotated may be set by the operation of the operation unit 41. As a result, it is possible to narrow down the target and determine whether or not the abnormality has been determined and whether or not the state has shifted to the stable state. By narrowing down the target, the frequency spectrum of vibration or vibration correlation amount is reduced, and it is possible to make a suitable judgment.

上記実施形態の閾値設定処理において、コントローラ30は、初期設定後、所定期間における特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3の平均に基づき、安定状態に移行したか否かを判定してもよい。温度変化や、電流検出部38における検出誤差などにより、検出された振動相関量に誤差が生じる場合がある。そこで、振幅V1〜V3の平均に基づき安定状態に移行したか否かを判定することにより、安定状態に移行したか否かをより適切に判定できる。 In the threshold value setting process of the above embodiment, the controller 30 may determine whether or not the transition to the stable state has occurred based on the average of the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 in the predetermined period after the initial setting. An error may occur in the detected vibration correlation amount due to a temperature change, a detection error in the current detection unit 38, or the like. Therefore, by determining whether or not the state has shifted to the stable state based on the average of the amplitudes V1 to V3, it is possible to more appropriately determine whether or not the state has shifted to the stable state.

上記実施形態の閾値設定処理において、コントローラ30は、初期設定後、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3が減少から増加に転じたことを条件に、安定状態に移行したと判定してもよい。初期設定後、安定状態に移行する前までは、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3は、一般的に、上昇することはない。そこで、特定周波数f1〜f3における振幅V1〜V3が減少から増加に転じたことを条件に、安定状態に移行したと判定することとした。これにより、適切に安定状態に移行したことを判定することができる。 In the threshold value setting process of the above embodiment, the controller 30 may determine that the state has shifted to the stable state on the condition that the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 have changed from decreasing to increasing after the initial setting. .. After the initial setting and before the transition to the stable state, the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 generally do not increase. Therefore, it is determined that the state has shifted to the stable state on the condition that the amplitudes V1 to V3 at the specific frequencies f1 to f3 have changed from decreasing to increasing. As a result, it can be determined that the stable state has been appropriately established.

上記実施形態において、ロボット10は、複数の機械的要素からなる部品を有していてもよい。この場合、コントローラ30は、ロボット10の部品が交換された場合、当該部品に含まれる各機械的要素に応じて定められる特定周波数の振幅の閾値について、全て初期閾値を設定するようにしてもよい。部品を交換した際、当該部品に含まれる複数の機械的要素に対応する閾値をすべて初期設定する必要がある。そこで、コントローラ30は、ロボット10の部品が交換された場合、当該部品に含まれる各機械的要素に応じて定められる特定周波数の振幅の閾値について、全て初期閾値に設定するようにした。これにより、部品の交換に伴って部品に含まれるすべての機械的要素が交換されたにもかかわらず、一部の機械的要素についての閾値しか初期閾値に設定されないことを避けることができる。また、部品を交換した際、当該部品に含まれる機械的要素に対応する閾値をすべて初期設定する手間を省くことができる。なお、部品の入力は、操作部41により入力すればよい。 In the above embodiment, the robot 10 may have a component composed of a plurality of mechanical elements. In this case, when the parts of the robot 10 are replaced, the controller 30 may set the initial thresholds for all the thresholds of the amplitude of the specific frequency determined according to each mechanical element included in the parts. .. When a part is replaced, it is necessary to initialize all the threshold values corresponding to a plurality of mechanical elements contained in the part. Therefore, when the parts of the robot 10 are replaced, the controller 30 sets all the threshold values of the amplitude of the specific frequency determined according to each mechanical element included in the parts to the initial threshold values. As a result, it is possible to avoid setting only the threshold value for some mechanical elements as the initial threshold value even though all the mechanical elements contained in the part are exchanged with the replacement of the part. Further, when the parts are replaced, it is possible to save the trouble of initializing all the threshold values corresponding to the mechanical elements included in the parts. The parts may be input by the operation unit 41.

上記実施形態において、コントローラ30は、ロボット10に備えられていたが、ロボット10とは独立して設けられていてもよい。この場合、ロボット10とコントローラ30は、通信可能に接続されていればよい。 In the above embodiment, the controller 30 is provided in the robot 10, but may be provided independently of the robot 10. In this case, the robot 10 and the controller 30 need only be connected so as to be able to communicate with each other.

上記実施形態のロボット10は、モータ21の駆動に基づき、回転運動する関節K1〜K6を採用していたが、モータ21の駆動に基づき、直線的な運動(往復運動)する関節を採用してもよい。この場合、周期的に往復運動することが望ましい。 The robot 10 of the above embodiment employs joints K1 to K6 that rotate based on the drive of the motor 21, but employs joints that move linearly (reciprocating motion) based on the drive of the motor 21. May be good. In this case, it is desirable to reciprocate periodically.

10…ロボット、30…コントローラ、31…振動検出部、32…周波数解析部、33…異常判定部、34…状態判定部、35…閾値設定部。 10 ... Robot, 30 ... Controller, 31 ... Vibration detection unit, 32 ... Frequency analysis unit, 33 ... Abnormality determination unit, 34 ... State determination unit, 35 ... Threshold setting unit.

Claims (6)

関節を駆動させるモータを備えるロボットに用いられる異常診断装置において、
前記モータにより前記関節を駆動させる際に発生する振動又は前記振動に相関する振動相関量を検出する振動検出部と、
前記振動検出部により検出された前記振動又は前記振動相関量について周波数解析を行って、前記ロボットを構成する機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅を抽出する周波数解析部と、
前記周波数解析部により抽出された前記特定周波数における振幅と閾値とを比較し、前記特定周波数における振幅が閾値よりも大きい場合には、異常ありと判定し、閾値以下である場合には、異常なしと判定する異常判定部と、
前記ロボットに対して初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記ロボットの状態が前記初期閾値を用いずに異常判定可能な安定状態に移行したか否かを判定する状態判定部と、
前記状態判定部によって前記ロボットの状態が前記安定状態に移行したと判定されたことを条件に、前記閾値として前記初期閾値よりも小さい通常閾値を設定する閾値設定部と、を備え
前記ロボットは、複数の機械的要素から構成され、
前記閾値は、各機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅ごとに、それぞれ設定されており、
前記機械的要素ごとに初期設定可能に構成されており、複数の機械的要素のうちいずれかに対して初期設定された場合、当該初期設定された機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅の閾値について、初期閾値が設定されるようになっており、
前記状態判定部は、前記ロボットの機械的要素ごとに前記安定状態に移行したか否かを判定するように構成され、
前記閾値設定部は、前記安定状態に移行したと判定された機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅の閾値について、通常閾値を設定する異常診断装置。
In an abnormality diagnostic device used in a robot equipped with a motor that drives a joint,
A vibration detection unit that detects vibration generated when the joint is driven by the motor or a vibration correlation amount that correlates with the vibration.
A frequency analysis unit that performs frequency analysis on the vibration or the vibration correlation amount detected by the vibration detection unit and extracts an amplitude at a specific frequency determined according to a mechanical element constituting the robot.
The amplitude at the specific frequency extracted by the frequency analysis unit is compared with the threshold value, and if the amplitude at the specific frequency is larger than the threshold value, it is determined that there is an abnormality, and if it is less than the threshold value, there is no abnormality. Abnormality judgment unit that determines
A state in which the robot is initially set, and after the initial threshold is set as the threshold, it is determined whether or not the state of the robot has shifted to a stable state in which an abnormality can be determined without using the initial threshold. Judgment part and
A threshold setting unit for setting a normal threshold value smaller than the initial threshold value as the threshold value is provided on condition that the state determination unit determines that the state of the robot has shifted to the stable state .
The robot is composed of a plurality of mechanical elements.
The threshold value is set for each amplitude at a specific frequency determined according to each mechanical element.
It is configured so that it can be initialized for each mechanical element, and when it is initialized for any one of a plurality of mechanical elements, the amplitude at a specific frequency determined according to the initially set mechanical element. Regarding the threshold value, the initial threshold value is set,
The state determination unit is configured to determine whether or not the robot has transitioned to the stable state for each mechanical element of the robot.
The threshold value setting unit is an abnormality diagnostic device that normally sets a threshold value for an amplitude threshold value at a specific frequency determined according to a mechanical element determined to have shifted to the stable state.
前記状態判定部は、前記ロボットに対して前記初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記特定周波数における振幅が減少して、所定の範囲内となったことを条件に、前記ロボットの状態が前記安定状態に移行したと判定する請求項1に記載の異常診断装置。 The state determination unit is subject to the condition that the initial setting is performed on the robot, the initial threshold value is set as the threshold value, and then the amplitude at the specific frequency is reduced to be within a predetermined range. The abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein it is determined that the state of the robot has shifted to the stable state. 前記状態判定部は、前記特定周波数における振幅が前記通常閾値よりも小さい判定用閾値を下回ったことを条件に、前記特定周波数における振幅が前記所定の範囲内となったと判定する請求項2に記載の異常診断装置。 The second aspect of claim 2, wherein the state determination unit determines that the amplitude at the specific frequency is within the predetermined range on condition that the amplitude at the specific frequency is lower than the determination threshold value smaller than the normal threshold value. Abnormality diagnostic device. 前記状態判定部は、前記閾値として初期閾値が設定された後、所定期間における前記特定周波数における振幅の平均に基づき、前記安定状態に移行したか否かを判定する請求項2又は3のうちいずれか1項に記載の異常診断装置。 The state determination unit determines whether or not the state has transitioned to the stable state based on the average of the amplitudes at the specific frequency in a predetermined period after the initial threshold value is set as the threshold value. The abnormality diagnostic device according to item 1. 前記ロボットは、複数の機械的要素からなる部品を有し、
前記閾値設定部は、前記ロボットの部品が交換された場合、当該部品に含まれる各機械的要素に応じて定められる特定周波数における振幅の閾値について、全て初期閾値を設定する請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の異常診断装置。
The robot has parts composed of a plurality of mechanical elements.
The threshold setting unit sets initial thresholds for all thresholds of amplitude at a specific frequency determined according to each mechanical element included in the parts when the parts of the robot are replaced . The abnormality diagnostic device according to any one of the items.
関節を駆動させるモータを備えるロボットに用いられる異常診断装置において、
前記モータにより前記関節を駆動させる際に発生する振動又は前記振動に相関する振動相関量を検出する振動検出部と、
前記振動検出部により検出された前記振動又は前記振動相関量について周波数解析を行って、前記ロボットを構成する機械的要素に応じて定まる特定周波数における振幅を抽出する周波数解析部と、
前記周波数解析部により抽出された前記特定周波数における振幅と閾値とを比較し、前記特定周波数における振幅が閾値よりも大きい場合には、異常ありと判定し、閾値以下である場合には、異常なしと判定する異常判定部と、
前記ロボットに対して初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記ロボットの状態が前記初期閾値を用いずに異常判定可能な安定状態に移行したか否かを判定する状態判定部と、
前記状態判定部によって前記ロボットの状態が前記安定状態に移行したと判定されたことを条件に、前記閾値として前記初期閾値よりも小さい通常閾値を設定する閾値設定部と、を備え、
前記状態判定部は、前記初期設定が行われ、前記閾値として初期閾値が設定された後、前記特定周波数における振幅が減少から増加に転じたことを条件に、前記安定状態に移行したと判定する異常診断装置。
In an abnormality diagnostic device used in a robot equipped with a motor that drives a joint,
A vibration detection unit that detects vibration generated when the joint is driven by the motor or a vibration correlation amount that correlates with the vibration.
A frequency analysis unit that performs frequency analysis on the vibration or the vibration correlation amount detected by the vibration detection unit and extracts an amplitude at a specific frequency determined according to a mechanical element constituting the robot.
The amplitude at the specific frequency extracted by the frequency analysis unit is compared with the threshold value, and if the amplitude at the specific frequency is larger than the threshold value, it is determined that there is an abnormality, and if it is less than the threshold value, there is no abnormality. Abnormality judgment unit that determines
A state in which the robot is initially set, and after the initial threshold is set as the threshold, it is determined whether or not the state of the robot has shifted to a stable state in which an abnormality can be determined without using the initial threshold. Judgment part and
A threshold setting unit for setting a normal threshold value smaller than the initial threshold value as the threshold value is provided on condition that the state determination unit determines that the state of the robot has shifted to the stable state.
The state determination unit determines that the stable state has been entered on the condition that the initial setting is performed, the initial threshold is set as the threshold value, and then the amplitude at the specific frequency changes from decrease to increase. Abnormality diagnostic device.
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