[发明专利]减速器的异常判定方法、装置和机器人及机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置在负载与马达之间并将马达的转矩传递给负载的减速器的异常判定方法及异常判定装置，而且还涉及具备异常判定装置的机器人及机器人系统。

背景技术

在多关节型的工业用机器人等中，普遍呈如下构成，通过减速器将各关节轴的驱动源即马达的动力传递给各关节轴。

想通过如此构成的各关节轴的驱动来将安装在机器人顶端部的各种末端执行器移动到规定位置。在所涉及的工业用机器人中，通过尤其对驱动系进行定期的维修作业，从而可以持续进行顺滑的动作。

但是，在机器人本体与周边装置之间发生预期不到的干涉时，或者在搭载有超过额定负载的重量的末端执行器的状态下持续进行动作时等，与定期的维修作业的时期相比，包括马达或减速器的驱动系更快地老化，有可能在构成驱动系的机械部件上发生故障或破损。

在驱动系的构成部件上存在异常的机器人由于定位精度等降低而不能进行规定的作业。因此，不得不停止生产线而进行改修，对利用机器人的生产活动产生很大的影响。由此需要用于尽早地发现机器人的驱动系的老化症状的异常判定技术、寿命诊断技术。

通过正确地诊断机器人的驱动系部件的寿命，从而能够在适当的时间进行维修更换部件，除了能够削减维修费或备品之外，使机器人发生异常而对生产活动产生影响的风险降低。由此提出有检测机器人驱动系的老化症状的各种技术。

存在如下机器人的故障预知诊断方法(例如参照专利文献1)，该方法的特征为，在机器人的正常状态下，通过使机器人以基准动作模式进行动作，从而储存关于此时的机器人构成要素的基准数据，接着使机器人运行所需时间之后，再次使机器人以相同的基准动作模式进行动作，对关于此时的机器人构成要素的数据与基准数据进行比较，根据该比较结果来预知并诊断机器人的故障。

作为不使用基准动作模式的例子，存在如下机器人老化诊断装置(例如参照专利文献2)，经过一定期限就积存循环时间、平均转矩或减速器寿命等使用于老化诊断的特性数据群，用统计学方法对这些进行分析，从而在机器人驱动系的寿命结束之前或者在构成机器人驱动系的减速器等的部件的更换时间到来之前检测老化的征兆。

另外，公开有如下方法(例如参照专利文献3)，取得称之为基础数据的机器人出货状态的数据(转矩数据)，在实际运行中也相同地取得转矩信息的数据，用统计方法对这些进行处理，从而诊断故障。

专利文献1：日本国特开昭63-123105号公报(第1-3页)

专利文献2：日本国特开2005-148873号公报(第1-3页)

专利文献3：日本国特开2007-172150号公报(第3-5页、图3)

但是，在专利文献1的方法中，为了收集使用于工业用机器人的寿命诊断的数据而需要使机器人再现基准动作模式。即，为了得到所希望的数据而需要执行专用的动作程序的时间、空间，在工厂的生产线上进行这些则受较大的时间、空间的限制。

如专利文献2、专利文献3所示，也公开有代替基准动作模式而使用实际的机器人的作业用程序的方法，但是，在实际的生产现场中根据机器人的使用目的而由作业用程序产生的动作呈各式各样，尤其在机器人的姿势产生的影响较大的转矩数据中，很难认为始终能够取得理想的数据。

尤其在专利文献3中，未考虑作用于机器人的重力对转矩数据产生的影响，将不存在重力影响的理想的转矩数据考虑在内，因此在转用于实际的工业用机器人时存在较多的课题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种不需要专用的动作程序的情况下在执行通常的作业用程序的同时能够高精度且简单地抽出用于工业用机器人的驱动系的异常判定或寿命诊断的数据的方法和装置。

为了解决上述问题，本发明如下构成。

技术方案1所记载的发明为对如下减速器判定其异常的方法，该减速器安装在多关节机器人的各关节轴的驱动源即马达上，对由所述马达产生的转矩进行增幅而传递到所述机器人的臂上，其特征为，对于从按照根据所述机器人的动作程序所生成的位置指令来控制所述马达的马达驱动器输出到所述马达的转矩信号，在从所述转矩信号中除去重力补偿转矩及由所述机器人的其他轴施加的干涉力转矩之后应用高通滤波器，根据被抽出的所述减速器的振动成分来判定所述减速器的异常。

技术方案2所记载的发明的特征为，对在应用所述高通滤波器之后的转矩信号的绝对值求出规定时间的平均值，对于所述平均值，在起始值与最近值的差大于预先规定的阈值时，判定为异常。

技术方案3所记载的发明的特征为，所述动作程序为描述所述机器人通常进行的作业的作业用程序。