JP6926904B2 - Robot abnormality judgment device - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットの異常を判定する異常判定装置に関する。 The present invention relates to an abnormality determining device for determining an abnormality of a robot.
従来、転がり軸受けとシール部材とを含む摺動部材のいずれかに劣化が生じていると判定した場合に、関節を回転させる際に発生する振動の周波数解析結果に基づいて、転がり軸受けとシール部材とのいずれに劣化が生じているか特定する異常判定装置がある(特許文献1参照)。 Conventionally, when it is determined that any of the sliding members including the rolling bearing and the sealing member has deteriorated, the rolling bearing and the sealing member are based on the frequency analysis result of the vibration generated when the joint is rotated. There is an abnormality determination device that identifies which of the above is deteriorated (see Patent Document 1).
ところで、特許文献1に記載の異常判定装置では、転がり軸受けとシール部材とのいずれに劣化が生じているか特定しているものの、ロボットの衝突やノイズ等の外部要因により、劣化が生じていると誤判定することを考慮していない。
By the way, in the abnormality determination device described in
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、外部要因による異常か内部要因による異常かを判定することのできるロボットの異常判定装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and a main object thereof is to provide a robot abnormality determination device capable of determining whether an abnormality is caused by an external factor or an abnormality caused by an internal factor.
上記課題を解決するための第1の手段は、
複数の関節を備えるロボットの異常を判定する異常判定装置であって、
各関節を回転させる際のトルク及び前記トルクに相関するパラメータを含むトルク相関量を取得するトルク取得部と、
前記トルク取得部により取得された各関節の前記トルク相関量が、前記各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定する第1判定部と、
所定期間内に前記第1判定部により複数の関節において異常であると判定された場合に外部要因による異常であると判定し、前記所定期間内に前記第1判定部により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に内部要因による異常であると判定する第2判定部と、
を備える。
The first means for solving the above problems is
An abnormality determination device that determines abnormalities in a robot equipped with multiple joints.
A torque acquisition unit that acquires a torque when rotating each joint and a torque correlation amount including a parameter that correlates with the torque.
When the torque correlation amount of each joint acquired by the torque acquisition unit is larger than the threshold value corresponding to each joint, the first determination unit determines that the abnormality is present.
When the first determination unit determines that the joint is abnormal in a plurality of joints within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an external factor, and the first determination unit determines that the abnormality is abnormal in only one joint within the predetermined period. The second determination unit, which determines that the abnormality is due to an internal factor when it is determined to be
To be equipped.
上記構成によれば、異常判定装置により、複数の関節を備えるロボットの異常が判定される。トルク取得部により、関節を回転させる際のトルク及びトルクに相関するパラメータを含むトルク相関量が取得される。なお、トルクに相関するパラメータとして、関節を駆動するモータに流れる電流、モータの回転加速度、それらと基準値との比等を採用することができる。 According to the above configuration, the abnormality determination device determines the abnormality of the robot having a plurality of joints. The torque acquisition unit acquires the torque when rotating the joint and the torque correlation amount including the parameters correlating with the torque. As parameters that correlate with torque, the current flowing through the motor that drives the joint, the rotational acceleration of the motor, the ratio of these to the reference value, and the like can be adopted.
ここで、第1判定部によって、トルク取得部により取得された各関節のトルク相関量が、各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定される。このため、関節において摺動部材に傷が付いたことや、機械部品の間に異物が混入したこと等の内部要因によって、トルク相関量が閾値よりも大きくなった場合に、異常であると判定される。また、ロボットの衝突やノイズ等の外部要因によっても、トルク相関量が閾値よりも大きくなり、異常であると判定されることがある。これらの外部要因は、1つの関節の異常要因となるだけでなく、同時に複数の関節の異常要因となり得る。 Here, the first determination unit determines that the abnormality is abnormal when the torque correlation amount of each joint acquired by the torque acquisition unit is larger than each threshold value corresponding to each joint. Therefore, if the torque correlation amount becomes larger than the threshold value due to internal factors such as scratches on the sliding members at the joints or foreign matter mixed between mechanical parts, it is determined to be abnormal. Will be done. In addition, the torque correlation amount may become larger than the threshold value due to external factors such as robot collision and noise, and it may be determined to be abnormal. These external factors can be not only an abnormal factor of one joint but also an abnormal factor of a plurality of joints at the same time.
この点、第2判定部によって、所定期間内に第1判定部により複数の関節において異常であると判定された場合に、外部要因による異常であると判定される。すなわち、所定期間内に複数の関節において異常が生じた場合は、各関節の内部要因による異常ではなく、外部要因による異常であると判定することができる。また、第2判定部によって、所定期間内に第1判定部により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に、内部要因による異常であると判定される。すなわち、所定期間内に1つの関節においてのみ異常が生じた場合は、外部要因による異常ではなく、1つの関節の内部要因による異常であると判定することができる。したがって、ロボットの異常判定装置において、外部要因による異常か内部要因による異常かを判定することができる。 In this regard, when the second determination unit determines that the joints are abnormal in a plurality of joints within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an external factor. That is, when an abnormality occurs in a plurality of joints within a predetermined period, it can be determined that the abnormality is not due to an internal factor of each joint but an abnormality due to an external factor. Further, when the second determination unit determines that the abnormality is found only in one joint by the first determination unit within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an internal factor. That is, if an abnormality occurs in only one joint within a predetermined period, it can be determined that the abnormality is not due to an external factor but an abnormality due to an internal factor of one joint. Therefore, the robot abnormality determination device can determine whether the abnormality is due to an external factor or an internal factor.
具体的には、第2の手段では、前記第2判定部は、所定タイミングにおいて前記第1判定部によりいずれかの関節において異常であると判定された場合に、前記所定タイミングを含む前記所定期間内に前記異常であると判定された関節以外の関節において前記第1判定部により異常であると判定されている場合に、外部要因による異常であると判定する。こうした構成によれば、所定タイミングにおいて第1判定部によりいずれかの関節において異常であると判定された時に、その異常が外部要因による異常であるか否かの判定を開始することができる。したがって、外部要因による異常が生じたか否かの判定を、常に実行する必要がなく、いずれかの関節で異常が生じた時に実行することができる。 Specifically, in the second means, when the first determination unit determines that an abnormality is present in any of the joints at a predetermined timing, the second determination unit includes the predetermined timing for the predetermined period. When a joint other than the joint determined to be abnormal is determined to be abnormal by the first determination unit, it is determined to be an abnormality due to an external factor. According to such a configuration, when the first determination unit determines that an abnormality is present in any of the joints at a predetermined timing, it is possible to start determining whether or not the abnormality is due to an external factor. Therefore, it is not always necessary to determine whether or not an abnormality has occurred due to an external factor, and it can be executed when an abnormality occurs in any of the joints.
第3の手段では、前記ロボットは、3つ以上の前記関節を備えており、前記第2判定部は、前記所定期間内に前記第1判定部により隣り合わない複数の関節において異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定する。 In the third means, the robot includes three or more of the joints, and the second determination unit is abnormal in a plurality of joints that are not adjacent to each other by the first determination unit within the predetermined period. On condition that it is determined, it is determined that the abnormality is due to an external factor.
ロボットの1つの関節に異常が生じた場合に、その関節と隣り合う関節にその異常の影響が及ぶ場合がある。その場合、1つの関節の内部要因による異常を、外部要因による異常であると誤判定するおそれがある。 When an abnormality occurs in one joint of the robot, the abnormality may affect the joint adjacent to that joint. In that case, an abnormality caused by an internal factor of one joint may be erroneously determined to be an abnormality caused by an external factor.
この点、上記構成によれば、第2判定部によって、所定期間内に第1判定部により隣り合わない複数の関節において異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定される。このため、所定期間内に第1判定部により複数の関節において異常であると判定されたとしても、異常であると判定された関節が互いに隣り合う関節である場合は、外部要因による異常であると判定されない。したがって、1つの関節に生じた異常の影響が隣り合う関節に及ぶ場合であっても、外部要因による異常であると誤判定することを抑制することができる。 In this regard, according to the above configuration, it is determined that the abnormality is due to an external factor, provided that the second determination unit determines that the joints are abnormal in a plurality of joints that are not adjacent to each other within a predetermined period. It is judged. Therefore, even if the first determination unit determines that the joints are abnormal in a plurality of joints within a predetermined period, if the joints determined to be abnormal are adjacent to each other, it is an abnormality due to an external factor. Is not determined. Therefore, even when the influence of an abnormality occurring in one joint extends to adjacent joints, it is possible to suppress erroneous determination that the abnormality is due to an external factor.
第4の手段は、
複数の関節を備えるロボットの異常を判定する異常判定装置であって、
各関節を回転させる際のトルク及び前記トルクに相関するパラメータを含むトルク相関量を取得するトルク取得部と、
前記トルク取得部により取得された各関節の前記トルク相関量が、前記各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定し、前記各閾値よりも小さい各判定値よりも大きく且つ前記各閾値よりも大きくない場合に準異常であると判定する第1判定部と、
所定期間内に前記第1判定部により複数の関節において異常である又は準異常であると判定された場合に外部要因による異常であると判定し、前記所定期間内に前記第1判定部により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に内部要因による異常であると判定する第2判定部と、
を備える。
The fourth means is
An abnormality determination device that determines abnormalities in a robot equipped with multiple joints.
A torque acquisition unit that acquires a torque when rotating each joint and a torque correlation amount including a parameter that correlates with the torque.
The torque interrelated amounts of the respective joints obtained by the torque obtaining section, said determined to be abnormal if greater than the threshold value corresponding to each joint, the much larger than the respective determination value is smaller than the threshold value a first determination unit determines that and the are quasi abnormal if not name greater than the threshold value,
When it is determined by the first determination unit that the joints are abnormal or quasi-abnormal within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an external factor, and within the predetermined period, the
To be equipped.
上記構成によれば、第1判定部によって、トルク取得部により取得された各トルク相関量が、各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定される。また、第1判定部によって、トルク取得部により取得された各トルク相関量が、各閾値よりも小さい各判定値よりも大きく且つ各閾値よりも大きくない場合に準異常であると判定される。このため、各トルク相関量が、各判定値よりも大きく且つ各閾値よりも大きくない場合には、異常ではないものの、異常に近い状態であるとして、準異常であると判定することができる。 According to the above configuration, the first determination unit determines that it is abnormal when each torque correlation amount acquired by the torque acquisition unit is larger than each threshold value corresponding to each joint. Further, the first determination unit, the torque correlation amount obtained by the torque obtaining section is, it is determined that if we name greater than the size rather and the thresholds than the determination value is smaller than the threshold value is a quasi-abnormal NS. Therefore, the torque amount of correlation, if not name larger than the size rather and the thresholds than the determination value, although not abnormal, as an abnormal state close, be determined to be quasi-abnormal can.
そして、第2判定部によって、所定期間内に第1判定部により複数の関節において異常である又は準異常であると判定された場合に、外部要因による異常であると判定される。すなわち、所定期間内に複数の関節において異常又は準異常が生じた場合は、各関節の内部要因による異常ではなく、外部要因による異常であると判定することができる。なお、所定期間内に複数の関節において準異常が生じた場合であっても、各関節の内部要因による異常である可能性は低いため、外部要因による異常であると判定することができる。 Then, when the second determination unit determines that the joints are abnormal or quasi-abnormal by the first determination unit within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an external factor. That is, when an abnormality or a quasi-abnormality occurs in a plurality of joints within a predetermined period, it can be determined that the abnormality is not due to an internal factor of each joint but an abnormality due to an external factor. Even if a quasi-abnormality occurs in a plurality of joints within a predetermined period, it is unlikely that the abnormality is caused by an internal factor of each joint, so that it can be determined that the abnormality is caused by an external factor.
また、第2判定部によって、所定期間内に第1判定部により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に、内部要因による異常であると判定される。すなわち、所定期間内に1つの関節においてのみ異常が生じた場合は、外部要因による異常ではなく、1つの関節の内部要因による異常であると判定することができる。したがって、ロボットの異常判定装置において、外部要因による異常か内部要因による異常かを判定することができる。 Further, when the second determination unit determines that the abnormality is found only in one joint by the first determination unit within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an internal factor. That is, if an abnormality occurs in only one joint within a predetermined period, it can be determined that the abnormality is not due to an external factor but an abnormality due to an internal factor of one joint. Therefore, the robot abnormality determination device can determine whether the abnormality is due to an external factor or an internal factor.
具体的には、第5の手段では、前記第2判定部は、所定タイミングにおいて前記第1判定部によりいずれかの関節において異常である又は準異常であると判定された場合に、前記所定タイミングを含む前記所定期間内に前記異常である又は準異常であると判定された関節以外の関節において前記第1判定部により異常である又は準異常であると判定されている場合に、外部要因による異常であると判定する。こうした構成によれば、所定タイミングにおいて第1判定部によりいずれかの関節において異常である又は準異常であると判定された時に、その異常が外部要因による異常であるか否かの判定を開始することができる。したがって、外部要因による異常が生じたか否かの判定を、常に実行する必要がなく、いずれかの関節で異常又は準異常が生じた時に実行することができる。 Specifically, in the fifth means, when the second determination unit is determined by the first determination unit to be abnormal or quasi-abnormal in any of the joints at a predetermined timing, the predetermined timing When the joint other than the joint determined to be abnormal or quasi-abnormal within the predetermined period including the above is determined to be abnormal or quasi-abnormal by the first determination unit, it is due to an external factor. Judge as abnormal. According to such a configuration, when the first determination unit determines that any joint is abnormal or quasi-abnormal at a predetermined timing, it starts determining whether or not the abnormality is due to an external factor. be able to. Therefore, it is not always necessary to determine whether or not an abnormality has occurred due to an external factor, and it can be executed when an abnormality or a quasi-abnormality occurs in any of the joints.
第6の手段では、前記ロボットは、3つ以上の前記関節を備えており、前記第2判定部は、前記所定期間内に前記第1判定部により隣り合わない複数の関節において異常である又は準異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定する。 In the sixth means, the robot includes three or more of the joints, and the second determination unit is abnormal in a plurality of joints that are not adjacent to each other by the first determination unit within the predetermined period. On condition that it is determined to be a quasi-abnormality, it is determined to be an abnormality due to an external factor.
上記構成によれば、第2判定部によって、所定期間内に第1判定部により隣り合わない複数の関節において異常である又は準異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定される。このため、所定期間内に第1判定部により複数の関節において異常である又は準異常であると判定されたとしても、異常である又は準異常であると判定された関節が互いに隣り合う関節である場合は、外部要因による異常であると判定されない。したがって、1つの関節に生じた異常の影響が隣り合う関節に及ぶ場合であっても、外部要因による異常であると誤判定することを抑制することができる。 According to the above configuration, on condition that the second judgment unit determines that the joints that are not adjacent to each other by the first judgment unit are abnormal or quasi-abnormal within a predetermined period, the abnormality is caused by an external factor. It is determined that there is. Therefore, even if the first determination unit determines that a plurality of joints are abnormal or quasi-abnormal within a predetermined period, the joints determined to be abnormal or quasi-abnormal are adjacent to each other. In some cases, it is not determined to be abnormal due to an external factor. Therefore, even when the influence of an abnormality occurring in one joint extends to adjacent joints, it is possible to suppress erroneous determination that the abnormality is due to an external factor.
第7の手段では、前記トルク取得部は、前記トルク相関量を所定周期で繰り返し取得しており、前記所定期間は、前記所定周期の1倍以上であり且つ3倍以下である。 In the seventh means, the torque acquisition unit repeatedly acquires the torque correlation amount in a predetermined cycle, and the predetermined period is one or more times and three times or less of the predetermined cycle.
上記構成によれば、トルク取得部により、トルク相関量が所定周期で繰り返し取得される。そして、所定期間は、所定周期の1倍以上であり且つ3倍以下である。このため、複数の関節において略同時に異常(準異常)が生じたことを判定することができ、外部要因による異常が生じたことを正確に判定することができる。 According to the above configuration, the torque correlation amount is repeatedly acquired by the torque acquisition unit at a predetermined cycle. The predetermined period is one time or more and three times or less the predetermined cycle. Therefore, it is possible to determine that an abnormality (quasi-abnormality) has occurred in a plurality of joints at substantially the same time, and it is possible to accurately determine that an abnormality has occurred due to an external factor.
ロボットの動作状態に応じて、各関節のトルク相関量の大きさが変化する。また、ロボットが正常に動作していない時は、トルク相関量が不適切な値となるおそれがある。 The magnitude of the torque correlation amount of each joint changes according to the operating state of the robot. Further, when the robot is not operating normally, the torque correlation amount may become an inappropriate value.
この点、第8の手段では、前記閾値は、前記ロボットを正常に動作させた時の前記ロボットの動作状態に基づいて設定されている。このため、ロボットの異常判定装置は、ロボットの動作状態にかかわらず、外部要因による異常か内部要因による異常かを適切に判定することができる。 In this regard, in the eighth means, the threshold value is set based on the operating state of the robot when the robot is normally operated. Therefore, the robot abnormality determination device can appropriately determine whether the abnormality is due to an external factor or an internal factor regardless of the operating state of the robot.
第9の手段では、前記第1判定部により異常であると判定された時の前記各関節の回転位置を取得する異常位置取得部と、前記第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、前記異常位置取得部により取得された複数の前記回転位置が互いに等しい場合に部品損傷による異常であると判定し、前記異常位置取得部により取得された複数の前記回転位置が互いに等しくない場合に異物混入による異常であると判定する第3判定部と、を備える。 In the ninth means, the abnormal position acquisition unit that acquires the rotation position of each joint when it is determined to be abnormal by the first determination unit, and the second determination unit determines that the abnormality is due to an internal factor. When the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit are equal to each other, it is determined that the joint is abnormal due to component damage, and the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit are mutually equal. It is provided with a third determination unit that determines that the abnormality is due to the inclusion of foreign matter when they are not equal.
上記構成によれば、異常位置取得部によって、第1判定部により異常であると判定された時の関節の回転位置が取得される。部品損傷による異常では、異常と判定される回転位置が変化しない。これに対して、異物混入による異常では、異物が移動することにより、異常と判定される回転位置が変化し得る。 According to the above configuration, the abnormal position acquisition unit acquires the rotational position of the joint when the first determination unit determines that the joint is abnormal. In the case of an abnormality due to damage to a part, the rotation position determined to be an abnormality does not change. On the other hand, in the case of an abnormality due to the inclusion of foreign matter, the rotation position determined to be abnormal may change due to the movement of the foreign matter.
この点、第3判定部によって、第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合に、部品損傷による異常であると判定される。すなわち、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合は、異物混入による異常ではなく、部品損傷による異常であると判定することができる。また、第3判定部によって、第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しくない場合に、異物混入による異常であると判定される。すなわち、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しくない場合は、部品損傷による異常ではなく、異物混入による異常であると判定することができる。したがって、ロボットの異常判定装置において、内部要因による異常が、部品損傷による異常か異物混入による異常かを判定することができる。なお、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合とは、複数の回転位置が互いに実質的に等しいとみなせる場合を含むものとする。 In this regard, in a joint determined by the third determination unit to be abnormal due to an internal factor, when a plurality of rotation positions acquired by the abnormality position acquisition unit are equal to each other, it is an abnormality due to component damage. It is determined that there is. That is, when a plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit are equal to each other, it can be determined that the abnormality is not due to foreign matter mixing but due to damage to parts. In addition, in a joint determined by the third determination unit to be abnormal due to an internal factor, when a plurality of rotation positions acquired by the abnormality position acquisition unit are not equal to each other, an abnormality due to foreign matter contamination occurs. It is determined that there is. That is, when the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit are not equal to each other, it can be determined that the abnormality is not due to damage to parts but due to the inclusion of foreign matter. Therefore, in the robot abnormality determination device, it is possible to determine whether the abnormality due to an internal factor is an abnormality due to damage to a part or an abnormality due to foreign matter contamination. The case where the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit are equal to each other includes the case where the plurality of rotation positions can be regarded as substantially equal to each other.
第10の手段では、前記第1判定部により異常であると判定された時の前記各関節の回転位置を取得する異常位置取得部と、前記第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、前記異常位置取得部により取得された複数の前記回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合に部品損傷による異常であると判定し、前記相違量が前記所定量よりも大きい場合に異物混入による異常であると判定する第3判定部と、を備える。 In the tenth means, the abnormal position acquisition unit that acquires the rotation position of each joint when it is determined to be abnormal by the first determination unit, and the second determination unit determines that the abnormality is due to an internal factor. When the difference amount of the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit is smaller than the predetermined amount, it is determined that the joint is abnormal due to damage to a part, and the difference amount is larger than the predetermined amount. In some cases, it is provided with a third determination unit that determines that the abnormality is due to the inclusion of foreign matter.
上記構成によれば、第3判定部によって、第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合に、部品損傷による異常であると判定される。すなわち、異常位置取得部により取得された複数の回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合は、異物混入による異常ではなく、部品損傷による異常であると判定することができる。また、第3判定部によって、第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、上記相違量が上記所定量よりも大きい場合に、異物混入による異常であると判定される。すなわち、上記相違量が上記所定量よりも大きい場合は、部品損傷による異常ではなく、異物混入による異常であると判定することができる。したがって、ロボットの異常判定装置において、内部要因による異常が、部品損傷による異常か異物混入による異常かを判定することができる。 According to the above configuration, in the joint determined by the third determination unit to be abnormal due to an internal factor, the difference amount of the plurality of rotation positions acquired by the abnormality position acquisition unit is larger than the predetermined amount. If it is small, it is judged to be abnormal due to damage to parts. That is, when the difference amount of the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit is smaller than the predetermined amount, it can be determined that the abnormality is not due to the inclusion of foreign matter but due to damage to parts. Further, in the joint determined by the third determination unit to be abnormal due to an internal factor, when the difference amount is larger than the predetermined amount, it is determined that the joint is abnormal due to foreign matter contamination. That is, when the difference amount is larger than the predetermined amount, it can be determined that the abnormality is not due to damage to parts but due to the inclusion of foreign matter. Therefore, in the robot abnormality determination device, it is possible to determine whether the abnormality due to an internal factor is an abnormality due to damage to a part or an abnormality due to foreign matter contamination.
(第1実施形態)
以下、垂直多関節型ロボットの制御装置に具現化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のロボットは、例えば産業用ロボットとして機械組立工場などの組立システムにて用いられる。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment embodied in the control device of the vertical articulated robot will be described with reference to the drawings. The robot of this embodiment is used as an industrial robot in an assembly system such as a machine assembly factory.
はじめに、ロボット10の概要を図1に基づいて説明する。
First, an outline of the
ロボット10は、例えば6軸の垂直多関節型ロボットとして構成されている。ロボット10は、ベース11、ショルダ部13、下アーム15、第1上アーム16A、第2上アーム16B、手首部17、及びフランジ18を備えている。ショルダ部13(第1回転部)は、ベース11により水平方向に回転可能に支持されている(J1軸)。下アーム15(第2回転部)は、ショルダ部13により上下方向に回転可能に支持されている(J2軸)。第1上アーム16A(第3回転部)は、下アーム15により上下方向に回転可能に支持されている(J3軸)。第2上アーム16B(第4回転部)は、第1上アーム16Aにより捻り回転可能に支持されている(J4軸)。手首部17(第5回転部)は、第2上アーム16Bにより上下方向に回転可能に支持されている(J5軸)。フランジ18(第6回転部)は、手首部17により捻り回転可能に支持されている(J6軸)。
The
ベース11、ショルダ部13、下アーム15、第1上アーム16A、第2上アーム16B、手首部17及びフランジ18は、ロボット10のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ18には、図示は省略するが、エンドエフェクタ(手先)が取り付けられる。ロボット10の各関節(各回転部)は、対応して設けられた各モータ31(図3参照)により駆動(回転)される。
The
各関節には、それぞれ軸受けが設けられている。図2は、1つの軸受け20を示している。
Each joint is provided with a bearing. FIG. 2 shows one
同図に示すように、軸受け20(転がり軸受け)は、例えば周知のボールベアリング(玉軸受)であり、内輪21、外輪22、転動体23等を備えている。内輪21と外輪22との間に、複数の転動体23(玉又はころ)が設けられている。各転動体23は、内輪21に形成された転走面21a、及び外輪22に形成された転走面22aに転がり接触することで摺動する。軸受け20としては、クロスローラベアリング等を採用することもできる。
As shown in the figure, the bearing 20 (rolling bearing) is, for example, a well-known ball bearing (ball bearing), and includes an
図3は、ロボット10、及びコントローラ70の機能を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the functions of the
コントローラ70(ロボットの異常判定装置)は、CPU、ROM、RAM、駆動回路、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。そして、コントローラ70は、トルク取得部71、第1判定部72、及び第2判定部73の機能を実現する。なお、同図では、1つの関節に対応する構成を記載しているが、モータ31、位置検出部34及び電流検出部35は、各関節に設けられている。
The controller 70 (robot abnormality determination device) is configured as a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, drive circuit, input / output interface, and the like. Then, the
コントローラ70には、各関節に設けられたモータ31が接続されている。これらのモータ31は、コントローラ70からの制御信号に基づいて駆動される。
コントローラ70には、関節の回転位置を検出する位置検出部34(例えばエンコーダ)が接続されている。コントローラ70には、各位置検出部34から各関節の回転位置情報が入力される。コントローラ70には、モータ31に流れる電流値を検出する電流検出部35が接続されている。コントローラ70には、各電流検出部35から各モータ31の電流値が入力される。コントローラ70は、位置検出部34から入力される回転位置情報、及び電流検出部35から入力される電流値に基づいて、各モータ31の回転位置をフィードバック制御する。
A position detection unit 34 (for example, an encoder) that detects the rotation position of the joint is connected to the
トルク取得部71は、電流検出部35から入力される電流値に基づいて、各関節を回転させる際のトルクに相関するパラメータとして、各モータ31の電流比(トルク相関量)を算出(取得)する。詳しくは、トルク取得部71は、入力されるモータ31の電流値を、予め設定されたモータ31の定格電流で割ることで、モータ31の電流比[%]を算出する。
The
第1判定部72は、トルク取得部71により算出された各関節の電流比が、各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定する。ロボット10の動作状態に応じて、モータ31に流れる電流の大きさ、ひいては電流比の大きさが変化する。また、ロボット10が正常に動作していない時は、電流比が不適切な値となるおそれがある。そこで、上記各閾値は、ロボット10を正常に動作させた時のロボット10の動作状態、詳しくは各モータ31の電流指令値に基づいて設定されている。各閾値は、各モータ31の電流指令値が小さいほど、小さい値に設定されている。
The
ここで、関節において軸受け20の転走面21a,22aに傷が付いたことや、内輪21(外輪22)と転動体23との間に異物が混入したこと等の内部要因によって、上記電流比が閾値よりも大きくなった場合に、異常であると判定される。また、ロボット10が設備や作業者に衝突したり、信号にノイズが乗ったりする等の外部要因によっても、電流比が閾値よりも大きくなり、異常であると判定されることがある。これらの外部要因は、1つの関節の異常要因となるだけでなく、同時に複数の関節の異常要因となり得る。
Here, the current ratio is due to internal factors such as scratches on the rolling
これに対して、本実施形態では、第2判定部73は、所定期間Te内に第1判定部72により複数の関節において異常であると判定された場合に外部要因による異常であると判定し、所定期間Te内に第1判定部72により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に内部要因による異常であると判定する。具体的には、コントローラ70は、図4に示す異常判定を一定期間毎(例えば数秒毎)に実行する。
On the other hand, in the present embodiment, the
まず、一定期間における各関節の電流比を算出する(S11)。例えば、図5にJ1軸について示すように、各瞬間において電流検出部35により検出された電流値を定格電流で割って、一定期間において各瞬間の電流比を算出する。図6に示すように、J2軸〜J6軸についても、同様に電流比を算出する。
First, the current ratio of each joint in a certain period is calculated (S11). For example, as shown for the J1 axis in FIG. 5, the current value detected by the
続いて、一定期間中に、電流比>閾値となっている関節があるか否か判定する(S12)。この閾値は、ロボット10を正常に動作させた時のロボット10の動作状態、詳しくは各モータ31の電流指令値に基づいて設定されている。そして、電流比>閾値となっている場合に異常であると判定する。この判定において、一定期間中に、電流比>閾値となっている関節がないと判定した場合(S12:NO)、この一連の処理を終了する(END)。
Subsequently, it is determined whether or not there is a joint in which the current ratio> the threshold value during a certain period (S12). This threshold value is set based on the operating state of the
一方、S12の判定において、一定期間中に、電流比>閾値となっている関節があると判定した場合(S12:YES)、他の関節でも略同時に、電流比>閾値となっているか否か判定する(S13)。略同時とみなす期間(所定期間Te)は、電流検出部35が各瞬間の電流値を検出する所定周期、すなわちトルク取得部71が各瞬間の電流比を算出する所定周期において、電流比>閾値となった周期(所定タイミング)の前後1周期まで(合計3周期)としている。この所定周期は、例えば数ms〜数十msである。
On the other hand, in the determination of S12, when it is determined that there is a joint in which the current ratio> the threshold value within a certain period (S12: YES), whether or not the current ratio> the threshold value is satisfied at almost the same time in the other joints. Judgment (S13). The period deemed to be substantially simultaneous (predetermined period Te) is a predetermined cycle in which the
S13の判定において、他の関節でも略同時に、電流比>閾値となっていると判定した場合(S13:YES)、外部要因による異常であると判定する(S14)。そして、外部要因による異常が発生したことを報知する(S15)。この報知は、表示装置による表示、音声による告知、警告灯の点灯等により実行することができる。その後、この一連の処理を終了する(END)。 In the determination of S13, when it is determined that the current ratio> the threshold value at approximately the same time in the other joints (S13: YES), it is determined that the abnormality is due to an external factor (S14). Then, it notifies that an abnormality has occurred due to an external factor (S15). This notification can be executed by display by a display device, notification by voice, lighting of a warning light, or the like. After that, this series of processing is completed (END).
また、S13の判定において、他の関節で略同時に、電流比>閾値となっていないと判定した場合(S13:NO)、内部要因による異常であると判定する(S16)。そして、内部要因による異常が発生した関節を報知する(S17)。その後、この一連の処理を終了する(END)。 Further, in the determination of S13, when it is determined that the current ratio> the threshold value is not satisfied at approximately the same time in the other joints (S13: NO), it is determined that the abnormality is due to an internal factor (S16). Then, the joint in which the abnormality has occurred due to an internal factor is notified (S17). After that, this series of processing is completed (END).
なお、S11の処理がトルク取得部71としての処理に相当し、S12の処理が第1判定部72としての処理に相当し、S12〜S14及びS16の処理が第2判定部73としての処理に相当する。
The process of S11 corresponds to the process of the
図7は、第1関節(J1軸)について、異常が生じた態様を示すタイムチャートである。同図に示すように、タイミングt1において、電流比が第1閾値よりも大きくなっており、異常であると判定される。また、タイミングt2において、電流比が第2閾値よりも大きくなっており、異常であると判定される。第1閾値及び第2閾値は、モータ31の電流指令値が小さいほど、小さい値に設定されているため、互いに大きさが異なっている。
FIG. 7 is a time chart showing a mode in which an abnormality has occurred in the first joint (J1 axis). As shown in the figure, at the timing t1, the current ratio is larger than the first threshold value, and it is determined that the current ratio is abnormal. Further, at the timing t2, the current ratio is larger than the second threshold value, and it is determined that the current ratio is abnormal. The smaller the current command value of the
図8は、第2関節(J2軸)について、異常が生じた態様を示すタイムチャートである。同図に示すように、タイミングt1においては、電流比が第3閾値よりも大きくなっていないため、異常であると判定されない。また、タイミングt2において、電流比が第4閾値よりも大きくなっており、異常であると判定される。 FIG. 8 is a time chart showing a mode in which an abnormality has occurred in the second joint (J2 axis). As shown in the figure, at the timing t1, since the current ratio is not larger than the third threshold value, it is not determined to be abnormal. Further, at the timing t2, the current ratio is larger than the fourth threshold value, and it is determined that the current ratio is abnormal.
図9は、第3関節(J3軸)について、異常が生じた態様を示すタイムチャートである。同図に示すように、タイミングt1においては、電流比が第5閾値よりも大きくなっていないため、異常であると判定されない。また、タイミングt2において、電流比が第6閾値よりも大きくなっており、異常であると判定される。 FIG. 9 is a time chart showing a mode in which an abnormality has occurred in the third joint (J3 axis). As shown in the figure, at the timing t1, since the current ratio is not larger than the fifth threshold value, it is not determined to be abnormal. Further, at the timing t2, the current ratio is larger than the sixth threshold value, and it is determined that the current ratio is abnormal.
したがって、タイミングt1では、第1関節においてのみ異常であると判定され、内部要因による異常が第1関節に発生したと判定される。タイミングt2では、第1,第2,第3関節において異常であると判定され、外部要因による異常が発生したと判定される。 Therefore, at the timing t1, it is determined that the abnormality is present only in the first joint, and it is determined that the abnormality due to an internal factor has occurred in the first joint. At the timing t2, it is determined that the first, second, and third joints are abnormal, and it is determined that an abnormality has occurred due to an external factor.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The present embodiment described in detail above has the following advantages.
・第1判定部72によって、トルク取得部71により取得された各関節の電流比が、各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定される。このため、関節において摺動部材に傷が付いたことや、機械部品の間に異物が混入したこと等の内部要因によって、電流比が閾値よりも大きくなった場合は、異常であると判定することができる。また、ロボット10の衝突やノイズ等の外部要因によっても、電流比が閾値よりも大きくなり、異常であると判定されることがある。これらの外部要因は、1つの関節の異常要因となるだけでなく、同時に複数の関節の異常要因となり得る。
-The
・第2判定部73によって、所定期間Te内に第1判定部72により複数の関節において異常であると判定された場合に、外部要因による異常であると判定される(タイミングt2)。すなわち、所定期間Te内に複数の関節において異常が生じた場合は、各関節の内部要因による異常ではなく、外部要因による異常であると判定することができる。また、第2判定部73によって、所定期間Te内に第1判定部72により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に、内部要因による異常であると判定される(タイミングt1)。すなわち、所定期間Te内に1つの関節においてのみ異常が生じた場合は、外部要因による異常ではなく、1つの関節の内部要因による異常であると判定することができる。したがって、コントローラ70は、外部要因による異常か内部要因による異常かを判定することができる。
-When the
・第2判定部73は、タイミングt2において第1判定部72によりいずれかの関節において異常であると判定された場合(S12:YES)に、タイミングt2を含む所定期間Te内に異常であると判定された関節以外の関節において第1判定部72により異常であると判定されている場合(S13:YES)に、外部要因による異常であると判定する(S14)。こうした構成によれば、タイミングt2において第1判定部72によりいずれかの関節において異常であると判定された時に、その異常が外部要因による異常であるか否かの判定を開始することができる。したがって、外部要因による異常が生じたか否かの判定を、常に実行する必要がなく(S12:NO)、いずれかの関節で異常が生じた時に実行することができる。
When the
・トルク取得部71により、電流比が所定周期(数ms〜数十ms)で繰り返し取得される。そして、所定期間Teは、所定周期の3倍である。このため、複数の関節において略同時に異常が生じたことを判定することができ、外部要因による異常が生じたことを正確に判定することができる。さらに、略同時とみなす期間(所定期間Te)は、トルク取得部71が各瞬間の電流比を算出する所定周期において、電流比>閾値となった周期(所定タイミング)の前後1周期までとしている。
-The
・異常を判定する第1閾値,第2閾値は、ロボット10を正常に動作させた時のロボット10の動作状態に基づいて設定されている。このため、コントローラ70は、ロボット10の動作状態にかかわらず、外部要因による異常か内部要因による異常かを適切に判定することができる。
-The first threshold value and the second threshold value for determining the abnormality are set based on the operating state of the
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 It should be noted that the above embodiment can be modified and implemented as follows. The same parts as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
・ロボット10の1つの関節に異常が生じた場合に、その関節と隣り合う関節にその異常の影響が及ぶ場合がある。その場合、1つの関節の内部要因による異常を、外部要因による異常であると誤判定するおそれがある。
-When an abnormality occurs in one joint of the
そこで、第2判定部73は、所定期間Te内に第1判定部72により隣り合わない複数の関節において異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定してもよい。すなわち、図4のS13の処理に代えて、隣り合わない他の関節でも略同時に、電流比>閾値となっているか否か判定してもよい。こうした構成によれば、所定期間Te内に第1判定部72により複数の関節において異常であると判定されたとしても、異常であると判定された関節が互いに隣り合う関節である場合は、外部要因による異常であると判定されない。したがって、1つの関節に生じた異常の影響が隣り合う関節に及ぶ場合であっても、外部要因による異常であると誤判定することを抑制することができる。
Therefore, the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、コントローラ70は、図4の異常判定に代えて、図10の異常判定を実行する。その他の点は、第1実施形態と同一である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, the
コントローラ70は、図10に示す異常判定を一定期間毎(例えば数秒毎)に実行する。
The
S20〜S24の処理は、図4のS11〜S15の処理と同一である。 The processing of S20 to S24 is the same as the processing of S11 to S15 of FIG.
S21の判定において、一定期間中に、電流比>閾値となっている関節がないと判定した場合(S21:NO)、一定期間中に、電流比>判定値となっている関節があるか否か判定する(S25)。この判定値は、上記閾値よりも小さい値に設定されており、異常ではないものの、異常に近い状態(準異常)であることを判定することのできる値に設定されている。判定値は、ロボット10を正常に動作させた時のロボット10の動作状態、詳しくは各モータ31の電流指令値に基づいて設定されている。そして、電流比>判定値となっている場合に準異常であると判定する。
In the determination of S21, when it is determined that there is no joint whose current ratio> threshold value during a certain period (S21: NO), whether or not there is a joint whose current ratio> determination value during a certain period. (S25). This determination value is set to a value smaller than the above threshold value, and is set to a value that can be determined to be in a state close to an abnormality (quasi-abnormality) although it is not an abnormality. The determination value is set based on the operating state of the
S25の判定において、一定期間中に、電流比>判定値となっている関節がないと判定した場合(S25:NO)、この一連の処理を終了する(END)。 In the determination of S25, when it is determined that there is no joint for which the current ratio> the determination value within a certain period (S25: NO), this series of processing is terminated (END).
一方、S25の判定において、一定期間中に、電流比>判定値となっている関節があると判定した場合(S25:YES)、他の関節でも略同時に、電流比>判定値となっているか否か判定する(S26)。略同時とみなす期間(所定期間Te)は、第1実施形態と同一である。 On the other hand, in the determination of S25, when it is determined that there is a joint in which the current ratio> the determination value within a certain period (S25: YES), is the current ratio> the determination value at approximately the same time in the other joints? Whether or not it is determined (S26). The period deemed to be substantially simultaneous (predetermined period Te) is the same as that of the first embodiment.
S26の判定において、他の関節でも略同時に、電流比>判定値となっていると判定した場合(S26:YES)、外部要因による異常であると判定する(S23)。一方、S26の判定において、他の関節で略同時に、電流比>判定値となっていないと判定した場合(S26:NO)、この一連の処理を終了する(END)。 In the determination of S26, when it is determined that the current ratio> the determination value at approximately the same time in the other joints (S26: YES), it is determined that the abnormality is due to an external factor (S23). On the other hand, in the determination of S26, when it is determined that the current ratio> the determination value is not satisfied at approximately the same time in the other joints (S26: NO), this series of processes is terminated (END).
また、S22の判定において、他の関節で略同時に、電流比>閾値となっていないと判定した場合(S22:NO)、他の関節でも略同時に、電流比>判定値となっているか否か判定する(S27)。S27の処理は、S26の処理と同一である。 Further, in the determination of S22, when it is determined that the current ratio> the threshold value is not satisfied at the other joints at substantially the same time (S22: NO), whether or not the current ratio> the determination value is satisfied at the other joints at the same time. Judgment (S27). The process of S27 is the same as the process of S26.
S27の判定において、他の関節でも略同時に、電流比>判定値となっていると判定した場合(S27:YES)、外部要因による異常であると判定する(S23)。一方、S27の判定において、他の関節で略同時に、電流比>判定値となっていないと判定した場合(S27:NO)、内部要因による異常であると判定する(S28)。S28、S29の処理は、図4のS16,S17の処理と同一である。 In the determination of S27, when it is determined that the current ratio> the determination value at approximately the same time in the other joints (S27: YES), it is determined that the abnormality is due to an external factor (S23). On the other hand, in the determination of S27, when it is determined that the current ratio> the determination value is not satisfied at approximately the same time in the other joints (S27: NO), it is determined that the abnormality is due to an internal factor (S28). The processing of S28 and S29 is the same as the processing of S16 and S17 of FIG.
なお、S20の処理がトルク取得部71としての処理に相当し、S21,S25の処理が第1判定部72としての処理に相当し、S21〜S23,S25,S26,S27,S28の処理が第2判定部73としての処理に相当する。
The processing of S20 corresponds to the processing of the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第1実施形態と異なる利点のみを述べる。 The present embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only the advantages different from the first embodiment will be described.
・第1判定部72によって、トルク取得部71により取得された各電流比が、各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定される。また、第1判定部72によって、トルク取得部71により取得された各電流比が、各閾値よりも小さい各判定値よりも大きく且つ各閾値よりも大きくない場合に準異常であると判定される。このため、各電流比が、各判定値よりも大きく且つ各閾値よりも大きくない場合には、異常ではないものの、異常に近い状態であるとして、準異常であると判定することができる。
-The
・第2判定部73によって、所定期間Te内に第1判定部72により複数の関節において異常である又は準異常であると判定された場合に、外部要因による異常であると判定される。すなわち、所定期間Te内に複数の関節において異常又は準異常が生じた場合は、各関節の内部要因による異常ではなく、外部要因による異常であると判定することができる。所定期間Te内に複数の関節において準異常が生じた場合であっても、各関節の内部要因による異常である可能性は低いため、外部要因による異常であると判定することができる。
-When the
・第2判定部73によって、所定期間Te内に第1判定部72により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に、内部要因による異常であると判定される。すなわち、所定期間Te内に1つの関節においてのみ異常が生じた場合は、外部要因による異常ではなく、1つの関節の内部要因による異常であると判定することができる。したがって、コントローラ70は、外部要因による異常か内部要因による異常かを判定することができる。
-When the
・第2判定部73は、所定タイミング(タイミングt2)において第1判定部72によりいずれかの関節において異常である又は準異常であると判定された場合(S21:YES、又はS25:YES)に、所定タイミングを含む所定期間Te内に異常である又は準異常であると判定された関節以外の関節において第1判定部72により異常である又は準異常であると判定されている場合(S22:YES、S26:YES、及びS27:YESのいずれか)に、外部要因による異常であると判定する。こうした構成によれば、所定タイミグにおいて第1判定部72によりいずれかの関節において異常である又は準異常であると判定された時に、その異常が外部要因による異常であるか否かの判定を開始することができる。したがって、外部要因による異常が生じたか否かの判定を、常に実行する必要がなく(S21:NO、且つS25:NO)、いずれかの関節で異常又は準異常が生じた時に実行することができる。
When the
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 It should be noted that the above embodiment can be modified and implemented as follows. The same parts as those in each of the above embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
・第2判定部73は、所定期間Te内に第1判定部72により隣り合わない複数の関節において異常である又は準異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定してもよい。上記構成によれば、所定期間Te内に第1判定部72により複数の関節において異常である又は準異常であると判定されたとしても、異常である又は準異常であると判定された関節が互いに隣り合う関節である場合は、外部要因による異常であると判定されない。したがって、1つの関節に生じた異常の影響が隣り合う関節に及ぶ場合であっても、外部要因による異常であると誤判定することを抑制することができる。
The
また、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 Further, each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. The same parts as those in each of the above embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
・所定期間Teを、トルク取得部71が各瞬間の電流比を算出する所定周期(数ms〜数十ms)の1倍以上且つ3倍以下や、所定周期の1倍以上且つ5倍以下等に設定してもよい。
-For the predetermined period Te, 1 time or more and 3 times or less of the predetermined period (several ms to several tens of ms) in which the
・コントローラ70は、図4,10に示す異常判定を、上記所定周期の3倍毎や、5倍毎に実行することもできる。
-The
・異常を判定する閾値を、ロボット10の動作状態にかかわらず、一定値とすることもできる。ただし、閾値は、各関節(各モータ31)に対応して設定する。
-The threshold value for determining an abnormality can be set to a constant value regardless of the operating state of the
・コントローラ70は、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された場合に、その内部要因による異常が、部品損傷(摺動部材や歯車の損傷)による異常であるか異物混入(機械部品の間に異物混入)による異常であるかを判定してもよい。すなわち、コントローラ70は、第1判定部72により異常であると判定された時の各関節の回転位置を取得する異常位置取得部と、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合に部品損傷による異常であると判定し、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しくない場合に異物混入による異常であると判定する第3判定部と、を備えてもよい。
When the
上記構成によれば、異常位置取得部によって、第1判定部72により異常であると判定された時の各関節の回転位置が取得される。部品損傷による異常では、異常と判定される回転位置が変化しない。これに対して、異物混入による異常では、異物が移動することにより、異常と判定される回転位置が変化し得る。
According to the above configuration, the abnormal position acquisition unit acquires the rotational position of each joint when the
この点、第3判定部によって、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合に、部品損傷による異常であると判定される。すなわち、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合は、異物混入による異常ではなく、部品損傷による異常であると判定することができる。また、第3判定部によって、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しくない場合に、異物混入による異常であると判定される。すなわち、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しくない場合は、部品損傷による異常ではなく、異物混入による異常であると判定することができる。したがって、コントローラ70は、内部要因による異常が、部品損傷による異常か異物混入による異常かを判定することができる。なお、異常位置取得部により取得された複数の回転位置が互いに等しい場合とは、複数の回転位置が互いに実質的に等しいとみなせる場合を含むものとする。
In this regard, in a joint determined by the
・コントローラ70は、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合に部品損傷による異常であると判定し、相違量が所定量よりも大きい場合に異物混入による異常であると判定する第3判定部を備えてもよい。
-The
上記構成によれば、第3判定部によって、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された関節において、異常位置取得部により取得された複数の回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合に、部品損傷による異常であると判定される。すなわち、異常位置取得部により取得された複数の回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合は、異物混入による異常ではなく、部品損傷による異常であると判定することができる。また、第3判定部によって、第2判定部73により内部要因による異常であると判定された関節において、上記相違量が上記所定量よりも大きい場合に、異物混入による異常であると判定される。すなわち、上記相違量が上記所定量よりも大きい場合は、部品損傷による異常ではなく、異物混入による異常であると判定することができる。したがって、コントローラ70は、内部要因による異常が、部品損傷による異常か異物混入による異常かを判定することができる。
According to the above configuration, in the joint determined by the
・電流検出部35により検出された電流値に代えて、コントローラ70による電流の指令値(トルク相関量)を用いることもできる。また、電流比と閾値とを比較して異常を判定することに代えて、モータ31の電流値(トルク相関量)と、電流値に対応する閾値とを比較して異常を判定することもできる。同様に、モータ31の回転加速度(トルク相関量)とそれに対応する閾値、モータ31のトルクとそれに対応する閾値、関節のトルクとそれに対応する閾値、これらを比較して異常を判定することもできる。
-The command value (torque correlation amount) of the current by the
・コントローラ70に接続されたパーソナルコンピュータ等の端末装置により、ロボット10の異常判定を実行することもできる。その場合は、コントローラ70が、電流検出部35により検出された電流値を記憶しておき、記憶した電流値を端末装置に送信すればよい。そして、端末装置(ロボットの異常判定装置)が、トルク取得部71、第1判定部72、及び第2判定部73の機能を実現すればよい。
-It is also possible to execute the abnormality determination of the
・ロボット10は、垂直多関節型ロボットに限らず、水平多関節型ロボット等であってもよい。
-The
10…ロボット、31…モータ、35…電流検出部、70…コントローラ、71…トルク取得部、72…第1判定部、73…第2判定部。 10 ... Robot, 31 ... Motor, 35 ... Current detection unit, 70 ... Controller, 71 ... Torque acquisition unit, 72 ... First determination unit, 73 ... Second determination unit.
Claims (10)
各関節を回転させる際のトルク及び前記トルクに相関するパラメータを含むトルク相関量を取得するトルク取得部と、
前記トルク取得部により取得された各関節の前記トルク相関量が、前記各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定する第1判定部と、
所定期間内に前記第1判定部により複数の関節において異常であると判定された場合に外部要因による異常であると判定し、前記所定期間内に前記第1判定部により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に内部要因による異常であると判定する第2判定部と、
を備えるロボットの異常判定装置。 An abnormality determination device that determines abnormalities in a robot equipped with multiple joints.
A torque acquisition unit that acquires a torque when rotating each joint and a torque correlation amount including a parameter that correlates with the torque.
When the torque correlation amount of each joint acquired by the torque acquisition unit is larger than the threshold value corresponding to each joint, the first determination unit determines that the abnormality is present.
When the first determination unit determines that the joint is abnormal in a plurality of joints within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an external factor, and the first determination unit determines that the abnormality is abnormal in only one joint within the predetermined period. The second determination unit, which determines that the abnormality is due to an internal factor when it is determined to be
A robot abnormality determination device equipped with.
前記第2判定部は、前記所定期間内に前記第1判定部により隣り合わない複数の関節において異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定する、請求項1に記載のロボットの異常判定装置。 The robot has three or more of the joints.
1. The second determination unit determines that the abnormality is due to an external factor, provided that the first determination unit determines that the joints are abnormal in a plurality of joints that are not adjacent to each other within the predetermined period. The robot abnormality determination device described in 1.
各関節を回転させる際のトルク及び前記トルクに相関するパラメータを含むトルク相関量を取得するトルク取得部と、
前記トルク取得部により取得された各関節の前記トルク相関量が、前記各関節に対応する各閾値よりも大きい場合に異常であると判定し、前記各閾値よりも小さい各判定値よりも大きく且つ前記各閾値よりも大きくない場合に準異常であると判定する第1判定部と、
所定期間内に前記第1判定部により複数の関節において異常である又は準異常であると判定された場合に外部要因による異常であると判定し、前記所定期間内に前記第1判定部により1つの関節においてのみ異常であると判定された場合に内部要因による異常であると判定する第2判定部と、
を備えるロボットの異常判定装置。 An abnormality determination device that determines abnormalities in a robot equipped with multiple joints.
A torque acquisition unit that acquires a torque when rotating each joint and a torque correlation amount including a parameter that correlates with the torque.
The torque interrelated amounts of the respective joints obtained by the torque obtaining section, said determined to be abnormal if greater than the threshold value corresponding to each joint, the much larger than the respective determination value is smaller than the threshold value a first determination unit determines that and the are quasi abnormal if not name greater than the threshold value,
When it is determined by the first determination unit that the joints are abnormal or quasi-abnormal within a predetermined period, it is determined that the abnormality is due to an external factor, and within the predetermined period, the first determination unit 1 The second judgment unit, which determines that the abnormality is due to an internal factor when it is determined that the abnormality is present only in one joint,
A robot abnormality determination device equipped with.
前記第2判定部は、前記所定期間内に前記第1判定部により隣り合わない複数の関節において異常である又は準異常であると判定されたことを条件として、外部要因による異常であると判定する、請求項4に記載のロボットの異常判定装置。 The robot has three or more of the joints.
The second determination unit determines that the abnormality is due to an external factor, provided that the first determination unit determines that the joints that are not adjacent to each other are abnormal or quasi-abnormal within the predetermined period. The robot abnormality determination device according to claim 4.
前記所定期間は、前記所定周期の1倍以上であり且つ3倍以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のロボットの異常判定装置。 The torque acquisition unit repeatedly acquires the torque correlation amount at a predetermined cycle.
The robot abnormality determination device according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined period is 1 time or more and 3 times or less the predetermined cycle.
前記第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、前記異常位置取得部により取得された複数の前記回転位置が互いに等しい場合に部品損傷による異常であると判定し、前記異常位置取得部により取得された複数の前記回転位置が互いに等しくない場合に異物混入による異常であると判定する第3判定部と、
を備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載のロボットの異常判定装置。 An abnormal position acquisition unit that acquires the rotation position of each joint when it is determined to be abnormal by the first determination unit, and an abnormal position acquisition unit.
In a joint determined to be abnormal due to an internal factor by the second determination unit, when a plurality of the rotational positions acquired by the abnormal position acquisition unit are equal to each other, it is determined to be an abnormality due to component damage, and the abnormality is determined. A third determination unit that determines that an abnormality is caused by foreign matter when the plurality of rotation positions acquired by the position acquisition unit are not equal to each other.
The robot abnormality determination device according to any one of claims 1 to 8, further comprising.
前記第2判定部により内部要因による異常であると判定された関節において、前記異常位置取得部により取得された複数の前記回転位置の相違量が所定量よりも小さい場合に部品損傷による異常であると判定し、前記相違量が前記所定量よりも大きい場合に異物混入による異常であると判定する第3判定部と、
を備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載のロボットの異常判定装置。 An abnormal position acquisition unit that acquires the rotation position of each joint when it is determined to be abnormal by the first determination unit, and an abnormal position acquisition unit.
In a joint determined to be abnormal due to an internal factor by the second determination unit, when the difference amount of the plurality of rotation positions acquired by the abnormal position acquisition unit is smaller than a predetermined amount, it is an abnormality due to component damage. When the difference amount is larger than the predetermined amount, it is determined that the abnormality is due to the inclusion of foreign matter, and the third determination unit.
The robot abnormality determination device according to any one of claims 1 to 8, further comprising.
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