JP7267725B2 - Robot control method, program, recording medium, robot system, article manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、関節を駆動する駆動源を備え、軌道データに基づき位置姿勢が制御されるロボット装置の検査方法ロボット装置の制御プログラム、およびロボットシステムに関する。 The present invention relates to an inspection method for a robot device, a control program for a robot device, and a robot system, which includes a drive source for driving joints and whose position and orientation are controlled based on trajectory data.

近年、工業生産の分野で、人間の手のように複雑で高速な物品の製造作業を実現できる多関節のロボット装置(以下ロボット装置という)を利用した生産(製造)装置が普及しつつある。この種の複雑な動作が可能なロボット装置では、ロボットアームの動作の自由度が高くなる分、作業中に、ロボットアームと周囲環境のワークや工具等の他の物体と接触、干渉する可能性がある。例えば、ロボットアームが周囲の物体等と接触するなどしてアームの関節に配置された変速(減速)機に衝撃が加わると、減速機に歯飛び等の故障を引き起こすおそれがある。 2. Description of the Related Art In recent years, in the field of industrial production, production (manufacturing) devices using multi-joint robot devices (hereinafter referred to as robot devices) capable of realizing complicated and high-speed manufacturing operations of articles like human hands are becoming widespread. In a robot device capable of this type of complex motion, the higher the degree of freedom of motion of the robot arm, the greater the possibility that the robot arm will come into contact with or interfere with other objects such as workpieces and tools in the surrounding environment during work. There is For example, if a robot arm comes into contact with a surrounding object or the like and a shock is applied to a speed changer (reducer) arranged at a joint of the arm, there is a risk that a failure such as tooth jumping may occur in the speed reducer.

この種のロボットアームの関節を駆動するアクチュエータは、例えばサーボモータおよび変速機から構成されている。この種の変速機は、一般にサーボモータのような回転駆動源の回転数領域と、アームのリンクを回転させるための回転数領域の関係から減速機として構成されることが多い。このため、以下では、この種のロボット装置で用いられる変速機を代表するものとして減速機を例示することがある。 An actuator that drives the joints of this type of robot arm is composed of, for example, a servomotor and a transmission. This type of transmission is generally configured as a speed reducer because of the relationship between the rotational speed range of a rotary drive source such as a servomotor and the rotational speed range for rotating the link of the arm. Therefore, hereinafter, a speed reducer may be exemplified as a typical transmission used in this type of robot device.

この変速機は、サイズや形状に比して大きな減速比を得られる波動歯車機構を用いた変速機が広く用いられる。この波動歯車機構を利用した変速(減速)機では、歯飛びなどの故障によって関節の角度伝達精度が低下し、ロボットアームの作動精度を低下させる可能性がある。 As this transmission, a transmission using a strain wave gear mechanism, which can obtain a large reduction ratio compared to its size and shape, is widely used. In a speed changer (reducer) using this strain wave gear mechanism, there is a possibility that failure such as tooth skipping may reduce the accuracy of joint angle transmission and reduce the operating accuracy of the robot arm.

以上のような事情に鑑み、近年、ロボットアームの干渉、衝突に関して様々な技術が提案されている。 In view of the circumstances as described above, in recent years, various techniques have been proposed regarding interference and collision of robot arms.

アームの干渉、衝突後の関節の変速機の状態を検出する技術として例えば、検査対象の関節以外を一時停止し、対象関節のみ所定の位置指令を与えて所定の動作をさせた際のトルク検出値を、基準値と比較して変速機の異常を判定する技術が提案されている(特許文献1参照)。 As a technology to detect the state of the transmission of joints after arm interference and collision, for example, torque detection when the joint other than the joint to be inspected is temporarily stopped and a predetermined position command is given only to the target joint to perform a predetermined operation. A technique for judging an abnormality of a transmission by comparing a value with a reference value has been proposed (see Patent Document 1).

特開2009-202335号公報JP 2009-202335 A

上記の特許文献1に記載の技術は、検査対象以外の関節を停止させているため、軌道データに基づき通常動作する場合とは異なる動きとなり、アームやハンドが通過する領域も、通常動作の場合とは異なってしまう。そのため、検査を実施しようとすると、たとえばワークやツールを退避しておく設備など、通常動作状態ではぶつからないように設置されている周辺設備に衝突する危険が生じる。この危険を回避するためには、ロボットを装置から取外し、広い作業空間に据え直して検査を行うか、周りにおいてある関連設備を一時的に退避させておくなどの必要があった。しかも、このような回避策を実施すると、ロボットや周辺設備の復帰作業に加え、位置精度の確認作業が必要になるため、装置復帰までに長い時間がかかる、という問題も生じる。 In the technique described in Patent Document 1, since the joints other than those to be inspected are stopped, the movement differs from that in the normal operation based on the trajectory data, and the area through which the arm and hand pass is also the same as in the normal operation. It is different from Therefore, when an attempt is made to perform an inspection, there is a risk of colliding with peripheral equipment, such as equipment for saving workpieces and tools, which are installed so as not to collide with each other during normal operation. In order to avoid this danger, it was necessary to remove the robot from the apparatus and set it up in a large working space for inspection, or to temporarily evacuate the surrounding related equipment. Moreover, if such a workaround is implemented, in addition to work to restore the robot and peripheral equipment, work to confirm the positional accuracy is also required, so there is a problem that it takes a long time to restore the device.

そこで、本発明の課題は、ロボットを装置上に設置したまま変速機の状態を安全・高速検出できるようにすることで、装置復帰時間を短縮する事にある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to shorten the recovery time of the device by enabling the state of the transmission to be detected safely and at high speed while the robot is installed on the device.

上記課題を解決するため、本発明は、複数の関節を備え、通常動作を実行させるための所定軌跡に基づき制御されるロボットの制御方法において、前記複数の関節のうち所定関節が固有振動する駆動速度で前記所定関節を動作させ、かつ、前記ロボットが前記所定軌跡を維持するように前記ロボットを動作させ、前記所定関節の前記固有振動における振幅を取得し、前記振幅に基づき前記所定関節の状態を取得する、ことを特徴とする制御方法を採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a control method for a robot having a plurality of joints and controlled based on a predetermined trajectory for executing a normal motion , wherein the predetermined joint among the plurality of joints is driven to make natural vibration. operating the predetermined joint at a speed, operating the robot so that the robot maintains the predetermined trajectory, acquiring the amplitude of the natural vibration of the predetermined joint, and obtaining the state of the predetermined joint based on the amplitude A control method characterized by obtaining

以上の構成によれば、共振現象を利用してロボット装置の関節の検査を、従来よりも安全に実施することができ、装置復旧までの時間を短縮できる。 According to the above configuration, it is possible to inspect the joints of the robot apparatus using the resonance phenomenon more safely than before, and shorten the time until the apparatus is restored.

本発明の実施形態に係るロボット装置の全体構成を示した斜視図である。1 is a perspective view showing the overall configuration of a robot device according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1のロボット装置の関節近傍の構成を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration near a joint of the robot apparatus of FIG. 1; 図2のロボット装置の制御装置の構成を示したブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of a control device of the robot device of FIG. 2; FIG. 図2のロボット装置の制御装置の機能構成をブロック図である。3 is a block diagram of a functional configuration of a control device of the robot device of FIG. 2; FIG. 図1のロボット装置の検査に係る制御手順を示したフローチャート図である。2 is a flow chart showing a control procedure for inspection of the robot apparatus of FIG. 1; FIG. (a)~(f)はそれぞれ、図1のロボット装置の検査(または診断)において生産軌跡を維持した検査動作を生成する手順を示した図である。4(a) to 4(f) each show a procedure for generating an inspection operation that maintains a production trajectory in inspection (or diagnosis) of the robot apparatus of FIG. 1; FIG. 図1のロボット装置の検査において、振動検査結果から判定値Aを算出する演算手順を示したフローチャート図である。2 is a flow chart diagram showing a calculation procedure for calculating a judgment value A from a result of vibration inspection in inspection of the robot apparatus of FIG. 1; FIG. (a)、(b)はそれぞれ、図1のロボット装置の検査処理(検査モード)において、判定値Aの生成する際のFFT処理の方法を示した図である。2(a) and 2(b) are diagrams each showing a method of FFT processing when generating a determination value A in the inspection process (inspection mode) of the robot apparatus of FIG. 1. FIG.

以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments for carrying out the present invention will now be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. It should be noted that the embodiment shown below is merely an example, and, for example, details of the configuration can be changed as appropriate by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Further, the numerical values taken up in the present embodiment are reference numerical values and do not limit the present invention.

本実施形態に係るロボット装置は、組み立て作業等を行う産業用のロボット装置であり、このロボット装置の変速機の劣化状態、特に故障検出および故障防止のための機能(状態を検査可能な機能)を備えている。本実施形態でいう故障とは、変速機の使用不能状態に加え、変速機を通常用途に使用することができない通常使用不能状態を含む。この通常使用不能状態とは、例えば所定の用途に要求される使用条件に対する許容範囲(通常使用可能状態)を超えた状態をいう。 The robot apparatus according to the present embodiment is an industrial robot apparatus that performs assembly work, etc., and has functions for detecting and preventing deterioration of the transmission of the robot apparatus, particularly failures (functions capable of inspecting the state). It has The term "failure" as used in the present embodiment includes not only the unusable state of the transmission but also the normal unusable state in which the transmission cannot be used for normal purposes. This normal unusable state means, for example, a state in which the allowable range (usually usable state) for the usage conditions required for a predetermined application is exceeded.

上記のように、ロボット装置の関節の変速機は、一般にサーボモータのような回転駆動源の回転数領域と、アームのリンクを回転させるための回転数領域の関係から減速機として構成されることが多い。このため、以下では、この種のロボット装置で用いられる変速機を代表するものとして減速機を例示する。 As described above, the transmission of the joint of the robot device is generally configured as a speed reducer based on the relationship between the rotation speed range of the rotary drive source such as the servomotor and the rotation speed range for rotating the link of the arm. There are many. For this reason, the speed reducer will be exemplified below as a typical transmission used in this type of robot apparatus.

本実施形態では、ロボット装置の関節部に発生する共振現象を介して、特に波動歯車機構を利用した減速機の(劣化)状態を検査する。このロボット装置の関節部の共振現象を介した関節部の変速機の劣化状態の検出は次のような原理に基づく。 In this embodiment, the (deterioration) state of a speed reducer using a strain wave gear mechanism is inspected through the resonance phenomenon that occurs in the joints of the robot device. The detection of the deteriorated state of the transmission of the joint portion of the robot device through the resonance phenomenon of the joint portion is based on the following principle.

上述の緩衝や衝突に起因する減速機の損傷が生じると、歯飛びや損傷により生じた小片の噛み込みなどにより、角度伝達誤差が生じる。この角度伝達誤差は、例えば減速機の1次側の入力角度と、変速比を介して減速機の2次側に得られる出力角度の誤差である。 If the speed reducer is damaged due to the above-described cushioning or collision, an angle transmission error occurs due to tooth skipping or the biting of small pieces caused by the damage. This angle transmission error is, for example, the error between the input angle on the primary side of the speed reducer and the output angle obtained on the secondary side of the speed reducer via the gear ratio.

一方で、波動歯車を利用した減速機を用いたロボットの関節には、次式(1)に示すような共振周波数f(Hz:固有振動数)が存在する。 On the other hand, the joints of a robot that uses a speed reducer that uses strain wave gears have a resonance frequency f (Hz: natural frequency) as shown in the following equation (1).

Figure 0007267725000001
Figure 0007267725000001

ここでfは減速機を含む振動系の共振周波数(Hz:固有振動数)、Kは減速機のばね定数、Jは減速機が設けられた関節により駆動される負荷の負荷イナーシャ(Kgm2)である。このうち、ばね定数Kは定数項であって、減速機の型式ごとに固有である。また、Jは対象の関節軸にかかる慣性モーメントに相当し、その大きさはロボットアームの姿勢によって変化する。 Here, f is the resonance frequency (Hz: natural frequency) of the vibration system including the speed reducer, K is the spring constant of the speed reducer, and J is the load inertia (Kgm2) of the load driven by the joint provided with the speed reducer. be. Among them, the spring constant K is a constant term and is unique to each type of speed reducer. Also, J corresponds to the moment of inertia applied to the target joint axis, and its magnitude varies depending on the posture of the robot arm.

また、減速機は回転駆動系であり、上記の共振周波数f(Hz:固有振動数)は次式(2)のような回転数R(rpm:1分あたりの回転数)に相当する。 Also, the speed reducer is a rotary drive system, and the resonance frequency f (Hz: natural frequency) corresponds to the rotation speed R (rpm: rotation speed per minute) as in the following equation (2).

Figure 0007267725000002
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従って、減速機の入力側の回転速度が式(2)を満たす回転数Rになったとき、関節に共振現象が発生する。即ち、当該の関節を駆動すると、式(2)の駆動回転数近傍で上記の共振周波数fに一致する速度ムラが発生する。 Therefore, when the rotation speed of the input side of the speed reducer reaches the rotation speed R that satisfies the equation (2), a resonance phenomenon occurs in the joint. In other words, when the joint is driven, speed unevenness matching the resonance frequency f occurs in the vicinity of the driving rotation speed of the equation (2).

このような減速機の角度伝達誤差と共振の大きさには関係がある。たとえば、衝突のような急激な過負荷によって欠けてしまった減速機歯車の歯片を他の歯が周期的に噛みこむことによって角度伝達誤差となり、それが共振周波数に一致した場合、アームは正常な状態よりも大きく共振する。また歯車に損傷がない場合でも、減速機(全体)が楕円状に歪んでしまっていると、減速機の波動歯車機構を構成する部品の1つであるウェブジェネレータが周期的に変形し、同様に大きく共振する。 There is a relationship between the angle transmission error of such a speed reducer and the magnitude of resonance. For example, if a reduction gear gear chipped due to a sudden overload such as a collision is periodically bitten by other teeth, it will cause an angle transmission error, and if it matches the resonance frequency, the arm is normal. It resonates more greatly than in a normal state. Also, even if there is no damage to the gears, if the reducer (whole) is elliptically distorted, the web generator, which is one of the parts that make up the strain wave gearing mechanism of the reducer, will deform periodically, causing similar damage. resonates greatly with

以上のように、ロボットの関節に発生する共振現象は、減速機の角度伝達誤差がエンコーダや電流センサで検出可能な関節の振動という形で発現しているものと考えることができる。従って、ロボットアームの関節(の減速機)に生じる共振の強度、例えば振幅を測定し、この共振振幅を角度伝達誤差に応じたインデックス(目安)値として予め定めた基準値と比較することにより減速機を検査(または診断)することができる。 As described above, it can be considered that the resonance phenomenon that occurs in the joints of the robot manifests itself in the form of vibration of the joints that can be detected by the encoder or the current sensor as the angular transmission error of the speed reducer. Therefore, by measuring the intensity of resonance, such as the amplitude, that occurs in the joints (reducer of the robot arm) of the robot arm, and comparing this resonance amplitude with a predetermined reference value as an index (reference) value corresponding to the angular transmission error, deceleration can be achieved. machine can be inspected (or diagnosed).

この検査(または診断)を行うとき、装置上でロボットが動作する時、最も安全なのは通常動作時のために予め設定されている軌跡上である。つまり、もともと生産等のために設定された軌跡上は障害物がないため、他の周辺装置がせり出してこない限り基本的に安全と言える。そこで、通常動作のために予め決められている軌跡を維持しつつ共振を発生させる検査動作を実行することで、検査を装置上で安全に実施することができる。 When performing this inspection (or diagnosis), the safest robot movement on the device is on a trajectory preset for normal operation. In other words, since there are no obstacles on the trajectory originally set for production or the like, it can be said that it is basically safe as long as other peripheral devices do not protrude. Therefore, by performing an inspection operation that generates resonance while maintaining a trajectory predetermined for normal operation, inspection can be safely performed on the apparatus.

ところで、一般的にロボットは複数の関節が同時に動作する場合が多く、その姿勢は刻々と変化していく。そのため各関節にかかる慣性モーメントは一定ではなく、関節の共振周波数もまた刻々と変化していく。生産動作と同じ軌跡を維持しつつ共振を発生させるためには、変化していく共振周波数に合わせて対象関節の駆動源の回転数を制御しつつ、他の関節は、定められた生産軌跡を維持するよう調整すればよい。 By the way, robots generally have multiple joints that operate at the same time, and their postures change every second. Therefore, the moment of inertia applied to each joint is not constant, and the resonance frequency of the joint also changes moment by moment. In order to generate resonance while maintaining the same trajectory as the production operation, the number of rotations of the drive source of the target joint is controlled according to the changing resonance frequency, while other joints follow the determined production trajectory . Adjust to maintain.

図1から図3は、本発明を実施可能なロボットシステム500の構成の一例を示している。図1はロボットシステム500の全体構成を模式的に示している。図2は図1のロボットシステム500の1つの関節近傍の断面構造を示している。また、図3は図1のロボットシステム500の制御装置200の構成を示している。 1 to 3 show an example configuration of a robot system 500 in which the present invention can be implemented. FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a robot system 500. As shown in FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional structure near one joint of the robot system 500 of FIG. 3 shows the configuration of the control device 200 of the robot system 500 of FIG.

図1に示すように、ロボットシステム500は、ワークWの組立てを行うロボット装置100、このロボット装置100を制御する制御装置200、および制御装置200に接続されたティーチングペンダント300を備えている。 As shown in FIG. 1, the robot system 500 includes a robot device 100 that assembles a workpiece W, a control device 200 that controls the robot device 100, and a teaching pendant 300 connected to the control device 200.

ロボット装置100は、6軸多関節のロボットアーム101と、ロボットアーム101の先端に接続されたハンド(エンドエフェクタ)102と、ハンド102に作用する力等を検出可能な力センサ(不図示)とを備えている。 The robot apparatus 100 includes a 6-axis articulated robot arm 101, a hand (end effector) 102 connected to the tip of the robot arm 101, and a force sensor (not shown) capable of detecting a force acting on the hand 102. It has

ロボットアーム101は、作業台に固定されるベース部103(基台)と、変位や力を伝達する複数のリンク121~126と、各リンク121~126を旋回又は回転可能に連結する複数の関節111~116と、を備えている。本実施形態においては、複数の関節111~116の構成は基本的には同一である。このため、以下では、関節111~116に共通する構成については、代表してリンク121とリンク122との間の関節112の構成を説明することとし、他の関節111、113~116の具体的な説明は省略するものとする。なお、関節112と同じ構成の関節は、ロボットアーム101の複数の関節111~116のうちの少なくとも1カ所に備えていれば本実施例は実施可能である。 The robot arm 101 includes a base portion 103 (base) fixed to a workbench, a plurality of links 121 to 126 that transmit displacement and force, and a plurality of joints that connect the links 121 to 126 so as to be able to turn or rotate. 111-116. In this embodiment, the configurations of the joints 111 to 116 are basically the same. For this reason, in the following description, regarding the configuration common to the joints 111 to 116, the configuration of the joint 112 between the link 121 and the link 122 will be described as a representative, and the other joints 111, 113 to 116 will be specifically described. explanation is omitted. This embodiment can be implemented if at least one of the joints 111 to 116 of the robot arm 101 has the same configuration as the joint 112 .

関節112は、図2に示すように、回転駆動源としてのサーボモータ(モータ)1と、サーボモータ1の出力を減速(変速)する減速機11を備えている(変速機)。この関節112の減速機11の出力側の回転角度(出力側回転角度)は出力側エンコーダ16(ロータリエンコーダ)によって検出される。この出力側エンコーダ16、および後述の入力側エンコーダ10は一般的なロータリエンコーダと同様の構成を有し、光学式あるいは磁気式方式のロータリエンコーダデバイスにより構成される。 As shown in FIG. 2, the joint 112 includes a servomotor (motor) 1 as a rotational drive source and a speed reducer 11 for reducing (speed-changing) the output of the servomotor 1 (transmission). The rotation angle (output side rotation angle) of the joint 112 on the output side of the speed reducer 11 is detected by the output side encoder 16 (rotary encoder). The output-side encoder 16 and the input-side encoder 10, which will be described later, have the same configuration as a general rotary encoder, and are configured by optical or magnetic type rotary encoder devices.

サーボモータ1は、例えばブラシレスDCモータやACサーボモータなどの電磁モータにより構成することができる。サーボモータ1は、回転軸2とロータマグネット3とで構成された回転部4と、モータハウジング5と、回転軸2を回転自在に支持する軸受6、7と、回転部4を回転させるステータコイル8と、を備えている。軸受6、7はモータハウジング5に設けられ、ステータコイル8はモータハウジング5に取り付けられている。また、サーボモータ1はモータカバー9で囲われている。なお、サーボモータ1には、必要に応じて電源OFF時にロボットアーム101の姿勢を保持するためのブレーキユニットを設けてもよい。 The servomotor 1 can be composed of, for example, an electromagnetic motor such as a brushless DC motor or an AC servomotor. The servomotor 1 includes a rotating portion 4 composed of a rotating shaft 2 and a rotor magnet 3, a motor housing 5, bearings 6 and 7 that rotatably support the rotating shaft 2, and a stator coil that rotates the rotating portion 4. 8 and . The bearings 6 , 7 are provided in the motor housing 5 and the stator coil 8 is attached to the motor housing 5 . Also, the servomotor 1 is surrounded by a motor cover 9 . The servo motor 1 may be provided with a brake unit for maintaining the posture of the robot arm 101 when the power is turned off, if necessary.

減速機11は、入力部であるウェブジェネレータ12と、出力部であるサーキュラスプライン13と、ウェブジェネレータ12とサーキュラスプライン13との間に配置されたフレックススプライン14と、を備えている。ウェブジェネレータ12は、サーボモータ1の回転軸2の他端側に接続されている。サーキュラスプライン13は、リンク122に接続されている。フレックススプライン14は、リンク121に連結されている。つまり、サーボモータ1の回転軸2とウェブジェネレータ12との結合部が、減速機11の入力側となり、フレックススプライン14とリンク121との結合部が減速機11の出力側となる。そして、サーボモータ1の回転軸2は、減速機11を介して1/Nに減速(減速比Nで減速)され、リンク121とリンク122とが相対的に回転する。このときの減速機11の出力側の回転角度が、実出力角度、即ち関節112の角度となる。 The speed reducer 11 includes a web generator 12 as an input section, a circular spline 13 as an output section, and a flexspline 14 arranged between the web generator 12 and the circular spline 13 . The web generator 12 is connected to the other end side of the rotating shaft 2 of the servomotor 1 . Circular spline 13 is connected to link 122 . Flexspline 14 is connected to link 121 . That is, the connecting portion between the rotating shaft 2 of the servomotor 1 and the web generator 12 is the input side of the speed reducer 11 , and the connecting portion between the flexspline 14 and the link 121 is the output side of the speed reducer 11 . Then, the rotation shaft 2 of the servo motor 1 is decelerated to 1/N (reduced by the deceleration ratio N) via the decelerator 11, and the links 121 and 122 rotate relatively. The rotation angle on the output side of the speed reducer 11 at this time is the actual output angle, that is, the angle of the joint 112 .

出力側エンコーダ(出力側角度センサ)16は、減速機11の出力側に設けられており、リンク121とリンク122との相対角度を検出する。具体的には、出力側エンコーダ16は、関節112の駆動(リンク121とリンク122との相対移動)に伴って出力側パルス信号を生成し、制御装置200に生成した出力側パルス信号を出力する。リンク121とリンク122との間には、クロスローラベアリング15が設けられており、リンク121とリンク122とは、クロスローラベアリング15を介して回転自在に連結されている。 An output-side encoder (output-side angle sensor) 16 is provided on the output side of the speed reducer 11 and detects the relative angle between the link 121 and the link 122 . Specifically, the output-side encoder 16 generates an output-side pulse signal as the joint 112 is driven (relative movement between the link 121 and the link 122), and outputs the generated output-side pulse signal to the control device 200. . A cross roller bearing 15 is provided between the link 121 and the link 122 , and the link 121 and the link 122 are rotatably connected via the cross roller bearing 15 .

また、サーボモータ1の回転軸2、すなわち減速機11の入力側には、入力側エンコーダ(入力側角度センサ)10を配置することができる。 An input-side encoder (input-side angle sensor) 10 can be arranged on the rotary shaft 2 of the servomotor 1, that is, on the input side of the speed reducer 11. FIG.

ハンド102は、ワークWを把持可能な複数のフィンガと、複数のフィンガを駆動する不図示のアクチュエータと、を備えており、複数のフィンガを駆動することでワークを把持可能に構成されている。力センサは、ハンド102が複数のフィンガでワークWを把持する際等にハンド102に作用する力やモーメントを検出する。 The hand 102 includes a plurality of fingers capable of gripping the work W and an actuator (not shown) that drives the plurality of fingers, and is configured to be able to grip the work by driving the plurality of fingers. The force sensor detects forces and moments acting on the hand 102 when the hand 102 grips the work W with a plurality of fingers.

図3に示すように、制御装置200は、CPU(演算部)201と、ROM202と、RAM203と、HDD(記憶部)204と、記録ディスクドライブ205と、各種のインタフェース211~215と、を備えている。 As shown in FIG. 3, the control device 200 includes a CPU (arithmetic unit) 201, a ROM 202, a RAM 203, an HDD (storage unit) 204, a recording disk drive 205, and various interfaces 211 to 215. ing.

CPU201には、ROM202、RAM203、HDD204、記録ディスクドライブ205および各種のインタフェース211~215が、バス216を介して接続されている。ROM202には、BIOS等の基本プログラムが格納されている。RAM203はCPU201の演算処理結果を一時的に記憶する記憶領域を構成する。 A ROM 202 , a RAM 203 , an HDD 204 , a recording disk drive 205 and various interfaces 211 to 215 are connected to the CPU 201 via a bus 216 . The ROM 202 stores basic programs such as BIOS. A RAM 203 constitutes a storage area for temporarily storing results of arithmetic processing by the CPU 201 .

HDD204は、CPU201の演算処理結果である各種のデータ等を記憶する記憶部であると共に、CPU201に、各種演算処理を実行させるための制御プログラム330(例えば、後述する検査プログラムを含む)を記録するものである。CPU201は、HDD204に記録(格納)された制御プログラム330に基づいて各種演算処理を実行する。記録ディスクドライブ205は、記録ディスク331に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。 The HDD 204 is a storage unit that stores various data that are the results of arithmetic processing by the CPU 201, and records a control program 330 (including, for example, an inspection program described later) for causing the CPU 201 to execute various arithmetic processing. It is a thing. The CPU 201 executes various arithmetic processes based on a control program 330 recorded (stored) in the HDD 204 . The recording disk drive 205 can read various data and programs recorded on the recording disk 331 .

特に、コンピュータ(CPU201)が実行する後述の制御手順に相当する制御プログラム330は、例えば図3のHDD204(あるいはROM202)に格納する。これらのROM202やHDD204のような記憶手段は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成する。また、これらのROM202やHDD204のようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体(の一部)は、着脱可能なフラッシュメモリデバイスや磁気/光ディスクによって構成されていてもよい。また、コンピュータ(CPU201)が実行する後述の制御手順に相当するプログラムは、ネットワークなどを介してダウンロードされ、例えばHDD204などに導入する、あるいはそこに導入済みのソフトウェアを更新するような構成をとってもよい。 In particular, a control program 330 corresponding to a later-described control procedure executed by the computer (CPU 201) is stored in the HDD 204 (or ROM 202) of FIG. 3, for example. Storage means such as the ROM 202 and HDD 204 constitute a computer-readable recording medium. Also, (part of) computer-readable recording media such as the ROM 202 and HDD 204 may be configured by removable flash memory devices or magnetic/optical disks. In addition, a program corresponding to the control procedure described later executed by the computer (CPU 201) may be downloaded via a network, etc., and may be installed, for example, in the HDD 204, or may be configured to update software installed therein. .

インタフェース211にはユーザによって操作されるティーチングペンダント300が接続されている。ティーチングペンダント300には、LCDパネルのような表示装置やキーボードなどから成るユーザインターフェイスが設けられている。このユーザインターフェイスを用いて、ユーザはロボット装置100の教示操作を行うことができる。これにより、例えばロボットアーム101の手先などに設定された基準点の位置姿勢(教示点)を指定したり、各関節111~116の関節角度を指定したりすることができる。ティーチングペンダント300は、このようにして入力された各関節111~116の目標関節角度をインタフェース211およびバス216を介してCPU201に出力する。 A teaching pendant 300 operated by a user is connected to the interface 211 . The teaching pendant 300 is provided with a user interface including a display device such as an LCD panel and a keyboard. Using this user interface, the user can perform a teaching operation of the robot device 100 . As a result, it is possible to specify the position and orientation (teaching point) of a reference point set on the hand of the robot arm 101, for example, and to specify the joint angles of the joints 111-116. Teaching pendant 300 outputs the input target joint angles of joints 111 to 116 to CPU 201 via interface 211 and bus 216 .

インタフェース212には、ロボットアーム101の各関節111~116の出力側エンコーダ16が接続されている。出力側エンコーダ16は、前述のように関節角度に対応するパルス信号をインタフェース212およびバス216を介してCPU201に出力する。さらに、インタフェース213および214には、モニタ311、および外部記憶装置312(書き換え可能な不揮発性メモリや外付けHDDなど)をそれぞれ接続することができる。モニタ311は例えばLCDパネルなどの表示装置であって、ロボット装置100の制御状態のモニタ表示などに用いられる他、後述の検査処理に関連する情報表示や警告メッセージの表示に用いることができる。 The output-side encoders 16 of the joints 111 to 116 of the robot arm 101 are connected to the interface 212 . The output encoder 16 outputs a pulse signal corresponding to the joint angle to the CPU 201 via the interface 212 and the bus 216 as described above. Furthermore, a monitor 311 and an external storage device 312 (rewritable nonvolatile memory, external HDD, etc.) can be connected to the interfaces 213 and 214, respectively. The monitor 311 is, for example, a display device such as an LCD panel, and is used for monitor display of the control state of the robot device 100, and can also be used to display information and warning messages related to inspection processing, which will be described later.

インタフェース215にはサーボ制御装置313が接続されており、CPU201は、サーボモータ1の回転軸2の回転角度の制御量を示す駆動指令のデータを所定間隔でバス216およびインタフェース215を介してサーボ制御装置313に出力する。 A servo control device 313 is connected to the interface 215, and the CPU 201 performs servo control via the bus 216 and the interface 215 at predetermined intervals with drive command data indicating the control amount of the rotation angle of the rotary shaft 2 of the servomotor 1. Output to device 313 .

サーボ制御装置313は、CPU201から入力を受けた駆動指令に基づき、ロボットアーム101の各関節111~116のサーボモータ1への電流の出力量を演算する。サーボ制御装置313は、得られた電流値に対応する電流をサーボモータ1に供給し、これによりロボットアーム101の関節111~116の関節角度が制御される。即ち、CPU201は、サーボ制御装置313を介して関節111~116の角度が目標関節角度となるようにサーボモータ1による関節111~116の駆動を制御することができる。 The servo control device 313 calculates the amount of current output to the servo motors 1 of the joints 111 to 116 of the robot arm 101 based on the drive command received from the CPU 201 . The servo control device 313 supplies a current corresponding to the obtained current value to the servo motor 1, thereby controlling the joint angles of the joints 111 to 116 of the robot arm 101. FIG. That is, the CPU 201 can control the driving of the joints 111 to 116 by the servomotor 1 via the servo control device 313 so that the angles of the joints 111 to 116 become the target joint angles.

ここで、図4を参照して、本実施例の検査プログラム(例えば後述の図5)を実行する際に制御装置200が実行する機能につき説明する。図4の各機能ブロックは、コンピュータ(CPU201)のハードウェアおよびそのソフトウェアにより実装される。特にそのソフトウェア部分は、ROM302やHDD204などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納される。 Here, with reference to FIG. 4, the functions executed by the control device 200 when executing the inspection program of this embodiment (for example, FIG. 5 described later) will be described. Each functional block in FIG. 4 is implemented by computer (CPU 201) hardware and its software. Especially the software part is stored in computer-readable recording media, such as ROM302 and HDD204.

図4の機能構成は、実出力角演算部402、回転角度から共振による角度伝達誤差を算出する共振振幅演算部404、関節状態判定部406を含む。さらに、図4の機能構成は、関節の減速機11の検査を行うための振幅の基準値記憶部405と、出力側エンコーダ16が検出する出力側回転角度を記憶・蓄積する角度情報記憶部403と、検査用動作を記憶する検査用動作記憶部407と、検査用動作を生成する検査用動作生成部408を含む。 The functional configuration of FIG. 4 includes an actual output angle calculator 402 , a resonance amplitude calculator 404 that calculates an angle transmission error due to resonance from the rotation angle, and a joint state determiner 406 . Further, the functional configuration of FIG. 4 includes an amplitude reference value storage unit 405 for inspecting the joint speed reducer 11 and an angle information storage unit 403 for storing and accumulating the output side rotation angle detected by the output side encoder 16. , a testing motion storage unit 407 that stores testing motions, and a testing motion generation unit 408 that generates testing motions.

実出力角演算部402は出力側エンコーダ16から受けた出力側パルス信号(s401)をカウントして出力側回転角度(s402)を求め、サーボ制御装置303と角度情報記憶部403へ出力する。サーボ制御装置303は、検査用動作記憶部407に記憶された検査用動作情報s407に基づき、実出力角演算部402から出力された実出力角情報(s402)を参照しつつサーボモータ1の関節角度制御を行う。 The actual output angle calculator 402 counts the output side pulse signal (s401) received from the output side encoder 16 to obtain the output side rotation angle (s402), and outputs it to the servo controller 303 and the angle information storage section 403. The servo control device 303 controls the joint of the servo motor 1 while referring to the actual output angle information (s402) output from the actual output angle calculation unit 402 based on the inspection motion information s407 stored in the inspection motion storage unit 407. Angle control.

実出力角演算部402、共振振幅演算部404、関節状態判定部406、検査用動作生成部408は、本実施例を実行するためのプログラムに従って動作するCPUによって実現している。ただし、これに限るものではなく、個別のハードウェアによって実現してもよい。 The actual output angle calculation unit 402, the resonance amplitude calculation unit 404, the joint state determination unit 406, and the inspection motion generation unit 408 are implemented by a CPU that operates according to a program for executing this embodiment. However, it is not limited to this, and may be realized by separate hardware.

検査用動作情報s407は、関節の検査時の検査用動作を定義し、通常の動作のために予め決められた軌道データに基づき、検査用動作生成部408にて生成され、検査用動作記憶部407に記憶される。式(1)、(2)によって示した特性が関節(111~116)ごとに異なるため、検査用動作情報s407は、検査する関節(111~116)ごとに異なった内容となる。特に、検査用動作情報s407は、検査対象の関節が共振する駆動速度であって、かつ、検査対象の関節が前記軌道データに基づく経路を通過するような検査用動作データを生成する。また、ロボットアームの姿勢に従い変化する検査対象関節の固有振動数に対応し、減速機入力側の回転速度が固有振動数の一定数倍となる回転速度を維持し、かつ、基準となった軌道データに基づき通常動作の軌跡と同じ軌跡を維持するよう調整される。このような検査動作とすることで、装置上で安全に検査を実施することができる。 The testing motion information s407 defines testing motions during joint testing, is generated by the testing motion generation unit 408 based on trajectory data predetermined for normal motions, and is stored in the testing motion storage unit. 407. Since the characteristics indicated by the formulas (1) and (2) differ for each joint (111 to 116), the inspection motion information s407 has different contents for each joint (111 to 116) to be inspected. In particular, the motion information for inspection s407 generates motion data for inspection such that the joint to be inspected passes through a path based on the trajectory data at a driving speed at which the joint to be inspected resonates. In addition, corresponding to the natural frequency of the joint to be inspected that changes according to the posture of the robot arm, the rotational speed on the input side of the reduction gear is maintained at a constant multiple of the natural frequency, and the trajectory used as the reference Based on the data, adjustments are made to maintain the same trajectory as the normal motion trajectory . Such an inspection operation enables safe inspection on the apparatus.

角度情報記憶部403は、実出力角演算部402から出力された角度情報(s402)を蓄積する。基準値記憶部405は判定に必要な基準値s405を記憶し、関節状態判定部406へ出力する。共振振幅演算部404は、角度情報記憶部403から蓄積された角度情報s403を読み出し、検査に必要な判定値A(s404)を算出し、関節状態判定部406へ出力する。関節状態判定部406は、基準値記憶部405から出力された基準値s405と、共振振幅演算部404から算出された判定値A(s404)を比較し、ロボットの関節状態について判定を行う。 The angle information storage unit 403 accumulates the angle information (s402) output from the actual output angle calculation unit 402. FIG. The reference value storage unit 405 stores the reference value s405 required for determination, and outputs it to the joint state determination unit 406. FIG. The resonance amplitude calculation unit 404 reads out the accumulated angle information s403 from the angle information storage unit 403, calculates the judgment value A (s404) necessary for the examination, and outputs it to the joint state judgment unit 406. The joint state determination unit 406 compares the reference value s405 output from the reference value storage unit 405 and the determination value A (s404) calculated from the resonance amplitude calculation unit 404, and determines the joint state of the robot.

角度情報記憶部403、基準値記憶部405、検査用動作記憶部407は、いずれもHDD204に記憶されるものとするが、RAMなど、他の記憶装置であってもよい。 The angle information storage unit 403, the reference value storage unit 405, and the inspection operation storage unit 407 are all stored in the HDD 204, but may be other storage devices such as RAM.

次に、図5を参照して上記構成において行われる関節(111~116)の検査処理につき説明する。図5は、上記構成において制御装置200、特にCPU201の制御によって実行される本実施例の関節(111~116)の検査処理(検査モード)の流れを示している。 Next, inspection processing of the joints (111 to 116) performed in the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the flow of inspection processing (inspection mode) of the joints (111 to 116) of the present embodiment, which is executed under the control of the control device 200, particularly the CPU 201, in the above configuration.

本実施例では、上述のように生産動作に準じた姿勢における対象関節の固有振動数に相当する共振周波数を中心とした周波数で生じる共振現象を利用して当該関節の状態を検査する。 In the present embodiment, as described above, the state of the joint is inspected by utilizing the resonance phenomenon that occurs at a frequency centered on the resonance frequency corresponding to the natural frequency of the joint in question in a posture conforming to the production operation.

図5の検査処理(検査モード)は、ロボットの定期検査時や、および意図しない干渉や衝突などの事象が発生した後に行う。図5の検査処理(検査モード)を実行する契機としては、例えばティーチングペンダント300などのユーザインターフェイスを用いて操作者が検査モードを選択する操作が考えられる。 The inspection process (inspection mode) in FIG. 5 is performed during regular inspection of the robot and after an event such as unintended interference or collision occurs. As a trigger for executing the inspection process (inspection mode) of FIG. 5, for example, an operation of selecting an inspection mode by an operator using a user interface such as the teaching pendant 300 can be considered.

図5の検査処理(検査モード)は、関節(111~116)のうち1軸ずつ実施する。操作者(ユーザ)によって検査処理(検査モード)が選択されると、図5のステップS501では検査を行う軸を決定する。図5の検査処理(検査モード)は、特定の軸(関節)から全軸(全関節)について実行するよう構成されているが、1軸のみについて実行したり、操作者(ユーザ)が指定した単数ないし複数の軸のみについて実行したりする制御を行ってもよい。通常は、全軸(全関節)について検査を実施するのが望ましい。検査する関節の順序はベース部103に近い軸から順でもよく、またユーザが任意の順番を指定してもよい。 The inspection process (inspection mode) in FIG. 5 is performed for each axis of the joints (111 to 116). When an operator (user) selects an inspection process (inspection mode), an axis to be inspected is determined in step S501 of FIG. The inspection process (inspection mode) in FIG. 5 is configured to be executed from a specific axis (joint) to all axes (all joints). Control may be performed for only one or more axes. It is usually desirable to perform the examination on all axes (all joints). The order of the joints to be inspected may be in order from the axis closest to the base portion 103, or the user may designate any order.

次に、ステップS502では検査対象の軸の基準値s405と検査用動作情報s407を、基準値記憶部405と検査用動作記憶部407から読み込む。基準値記憶部405と検査用動作記憶部407は、例えばHDD204などにデータファイルなどの形式で配置しておくことができる。これらの基準値s405と検査用動作情報s407は、検査する関節(111~116)ごとに異なる。例えば、式(1)、(2)によって示した特性が関節(111~116)ごとに異なるためである。従って、基準値s405と検査用動作情報s407は、基準値記憶部405と検査用動作記憶部407に軸(慣性)別に用意され、検査を実行する段階で当該の関節に対応する情報を個別にRAM203などの作業領域に読み込む。もしくは、検査モードが選択された段階ですべての軸の基準値と検査用動作を一度にRAM203などの作業領域に読み込んでもよい。 Next, in step S502, the reference value s405 of the axis to be inspected and the inspection motion information s407 are read from the reference value storage unit 405 and the inspection motion storage unit 407, respectively. The reference value storage unit 405 and the inspection operation storage unit 407 can be arranged in the form of a data file, for example, in the HDD 204 or the like. These reference values s405 and inspection motion information s407 differ for each joint (111 to 116) to be inspected. This is because, for example, the characteristics expressed by equations (1) and (2) differ for each joint (111-116). Therefore, the reference value s405 and the inspection motion information s407 are prepared for each axis (inertia) in the reference value storage unit 405 and the inspection motion storage unit 407, and the information corresponding to the joint in question is individually stored at the stage of performing the inspection. Read into a work area such as the RAM 203 . Alternatively, when the inspection mode is selected, the reference values and inspection operations for all axes may be read into a work area such as the RAM 203 at once.

ステップS503では、当該関節の検査用動作を行う。即ち、ステップS502で読み込まれた検査用動作情報s407に従いサーボ制御装置303が検査対象の軸を駆動する。この時、一定周期ごとに出力側エンコーダ16から取得されるパルス値(s401)を実出力角演算部402によってカウントし、実出力角情報に変換した値(s402)を角度情報記憶部403に記憶・蓄積していく。 In step S503, the joint is inspected. That is, the servo control device 303 drives the axis to be inspected according to the inspection operation information s407 read in step S502. At this time, the pulse value (s401) obtained from the output side encoder 16 is counted by the actual output angle calculation unit 402 at regular intervals, and the value (s402) converted into actual output angle information is stored in the angle information storage unit 403.・Accumulate.

ステップS503の検査用動作の処理は、図5の右列にステップS5031~5037として詳細に示してある。ここで、ステップS503を構成するステップS5031~5037につき詳細に説明する。 The processing of the checking operation in step S503 is shown in detail as steps S5031-5037 in the right column of FIG. Steps S5031 to S5037 constituting step S503 will now be described in detail.

ステップS5031で検査用動作が開始されると、ステップS5032において、まず、ステップS502で読み込まれた検査用動作情報s407に基づきサーボ制御装置303がロボットアーム101を開始姿勢へ移動させる。 When the inspection motion is started in step S5031, first, in step S5032, the servo control device 303 moves the robot arm 101 to the starting posture based on the inspection motion information s407 read in step S502.

次に、ステップS5033において、実出力角情報(s402)を記憶・蓄積させるべく角度情報記憶部403を有効にし、実出力角演算部402から出力される実出力角情報(s402)を記憶する記憶バッファを有効化する。 Next, in step S5033, the angle information storage unit 403 is enabled to store and accumulate the actual output angle information (s402), and the actual output angle information (s402) output from the actual output angle calculation unit 402 is stored. Enable buffer.

続いて、ステップS5034で、ステップS502で読み込まれた検査用動作情報s407に応じた特定の動作パターンでサーボ制御装置303が対象関節を駆動する。この間、ステップS5035にて出力側エンコーダから得られたパルス値(s401)は逐次実出力角演算部401にて実出力角情報(s402)へ変換され、角度情報記憶部403へ記憶・蓄積していく(ステップS5036)。 Subsequently, in step S5034, the servo control device 303 drives the target joint with a specific motion pattern corresponding to the inspection motion information s407 read in step S502. During this time, the pulse value (s401) obtained from the output-side encoder in step S5035 is successively converted into actual output angle information (s402) by the actual output angle calculator 401, and stored and accumulated in the angle information storage unit 403. Go (step S5036).

検査用動作が終了すると、ステップS5037において角度情報記憶部403の記憶バッファをクローズし、軸出力角情報(s402)を保存する。なお、出力側エンコーダ16からパルス値(s401)を読み出す間隔はサーボ制御装置303の制御周期と一致した取得周期とすることが望ましい。 When the inspection operation ends, the storage buffer of the angle information storage unit 403 is closed in step S5037, and the shaft output angle information (s402) is saved. It is desirable that the interval at which the pulse value (s401) is read from the output-side encoder 16 be an acquisition cycle that matches the control cycle of the servo control device 303. FIG.

ステップS504では、ステップS503で角度情報記憶部403に蓄積された実出力角情報(s402)を処理し、共振による角度の振動幅を判定値s404(A)として算出する。 In step S504, the actual output angle information (s402) accumulated in the angle information storage unit 403 in step S503 is processed, and the vibration amplitude of the angle due to resonance is calculated as the determination value s404 (A).

ステップS505~S506は、減速機11の状態を検査する検査工程に相当する。まず、ステップS505では、ステップS504にて算出された判定値A(s404)を、ステップS502で読み込んだ基準値Alim(s405)と比較する。ここで、判定値A(s404)が基準値Alim(s405)を超えていれば検査軸の減速機11が損傷していると判定する。この判定結果に応じて、ステップS506で「減速機損傷なし」またはステップS507で「減速機損傷あり」(警告メッセージ)の出力を行う。これらの検査メッセージの出力は、例えばモニタ311や、ティーチングペンダント300のディスプレイを用いて行う他、音声出力手段(不図示)を用いて音声出力などによって行うことにしてもよい。 Steps S505 and S506 correspond to an inspection process for inspecting the state of the speed reducer 11. FIG. First, in step S505, the determination value A (s404) calculated in step S504 is compared with the reference value Alim (s405) read in step S502. Here, if the determination value A (s404) exceeds the reference value Alim (s405), it is determined that the reduction gear 11 of the inspection shaft is damaged. Depending on the result of this determination, "the reduction gear is not damaged" in step S506 or "the reduction gear is damaged" (warning message) is output in step S507. These test messages may be output using, for example, the monitor 311 or the display of the teaching pendant 300, or may be output by voice using voice output means (not shown).

ステップS505が終了すると、ステップS508で検査未実施の関節(軸)が残っているか確認する。検査未実施の関節(軸)が残っている場合はS501に戻り、上記と同様の処理を繰り返し、検査対象となっている全ての関節(軸)で検査を行う。 When step S505 ends, it is checked in step S508 if there are any joints (axes) that have not yet been tested. If there are any joints (axes) that have not yet been inspected, the process returns to S501, repeats the same processing as above, and inspects all the joints (axes) to be inspected.

以上のように、図5のような検査処理(検査モード)を関節ごとに実施することができる。図5のような検査処理(検査モード)では、特定の検査対象の関節ごとに共振振幅取得工程を実施する。その際、用いられる検査用動作情報s407は、対象の関節の固有振動数に対応し、減速機入力側の回転速度が固有振動数の一定数倍となる回転速度を維持し、かつ、基準となった生産軌跡と同じ軌跡を維持するよう調整された検査用動作を定義する。当該の関節の固有振動数は、式(1)によって予め計算することができ、また、式(2)によってその時の減速機入力軸の回転速度を予め決定することができる。 As described above, the inspection process (inspection mode) as shown in FIG. 5 can be performed for each joint. In the inspection process (inspection mode) as shown in FIG. 5, a resonance amplitude acquisition step is performed for each specific joint to be inspected. At that time, the motion information for inspection s407 used corresponds to the natural frequency of the target joint, maintains a rotational speed at which the rotational speed on the input side of the reducer is a constant multiple of the natural frequency, and serves as a reference. Define inspection motions that are adjusted to maintain the same production trajectory as the original production trajectory . The natural frequency of the joint in question can be calculated in advance by equation (1), and the rotation speed of the input shaft of the speed reducer at that time can be determined in advance by equation (2).

従って、図5のような検査処理(検査モード)を関節ごとに実施することにより、当該関節の共振振幅の判定値Aを求めることができる。この共振振幅の判定値Aは、例えば共振周波数を中心とした周波数成分の振幅の最大値として算出することができる。そして、この判定値Aを、検査用動作情報s407と同様に関節ごとに設定された基準値Alim(s405)と比較することにより、当該関節の検査、例えば、損傷が生じているか(あるいは寿命が到来しているか)などの検査を行うことができる。検査結果は、表示メッセージ(あるいは音声メッセージ)を出力することなどによって、ユーザに通知することができる。これらのメッセージの出力は、例えばモニタ311や、ティーチングペンダント300のディスプレイによる表示出力、音声出力手段(不図示)などを用いた音声出力などによって行うことができる。 Therefore, by performing the inspection process (inspection mode) as shown in FIG. 5 for each joint, the judgment value A of the resonance amplitude of the joint can be obtained. The judgment value A of the resonance amplitude can be calculated as, for example, the maximum value of the amplitude of frequency components centered on the resonance frequency. Then, by comparing this judgment value A with a reference value Alim (s405) set for each joint in the same way as the motion information for inspection s407, the joint is inspected, for example, whether damage has occurred (or life has expired). has arrived). The test results can be notified to the user, such as by outputting a display message (or voice message). The output of these messages can be performed, for example, by display output on the monitor 311 or the display of the teaching pendant 300, audio output using an audio output means (not shown), or the like.

本実施例における検査処理(検査モード)の概略は図5に示した通りであるが、以下では上記の検査処理(検査モード)において実施するロボット制御の細部についてさらに説明する。 The outline of the inspection process (inspection mode) in this embodiment is as shown in FIG. 5, and the details of the robot control performed in the above inspection process (inspection mode) will be further described below.

本実施例では、検査用動作情報s407によって関節ごとに定義された検査用動作は、通常作業を行うために予め定められた所定の軌跡を保ちつつ、検査対象の関節に共振を発生させる動作を行う点に特徴がある。検査用動作情報s407は、予め定められた軌道データをもとに、検査用動作生成部408にて生成され、検査用動作記憶部407に記憶される。 In this embodiment, the inspection motion defined for each joint by the inspection motion information s407 is a motion that generates resonance in the joint to be inspected while maintaining a predetermined trajectory for normal work. It is characterized by what it does. The inspection motion information s407 is generated by the inspection motion generation unit 408 based on predetermined trajectory data, and stored in the inspection motion storage unit 407. FIG.

ロボットのユーザは、関節ごとに生産動作の少なくとも1つを選択し、検査動作として設定しておく。この時、共振を確実に発生させるため、検査対象の関節が比較的大きく動いている動作を選択することが望ましい。具体的には、対象関節の減速機入力軸が3回転以上回転する動作を選択するとよい。 The user of the robot selects at least one production motion for each joint and sets it as an inspection motion. At this time, in order to reliably generate resonance, it is desirable to select a motion in which the joint to be inspected moves relatively greatly. Specifically, it is preferable to select an operation in which the speed reducer input shaft of the target joint rotates three times or more.

ところで、式(1)、(2)から明らかなように、検査時に生じさせるロボット関節部の共振の様相には、ロボットアームの姿勢と、関節の動作速度(駆動速度)という2つの要素が影響する。ロボットアーム101の姿勢が変化すると式(1)に従い負荷イナーシャの大きさが変化するため、定められた生産軌跡を維持しつつ共振現象を介した検査を行おうとすれば、対象関節の駆動速度は式(2)によって定義される速度変化に従って動作することになる。 By the way, as is clear from equations (1) and (2), two factors, namely, the attitude of the robot arm and the motion speed (driving speed) of the joints, affect the aspect of the resonance of the robot joints that occurs during inspection. do. When the posture of the robot arm 101 changes, the magnitude of the load inertia changes according to equation (1). It will operate according to the speed change defined by equation (2).

生産動作を元とした検査動作の生成について、図6の各図を用いて具体的に説明する。ロボットの姿勢に伴って対象関節の慣性モーメントJが徐々に大きくなる場合を考える。これは、例えば図6(a)の点線のような状態から、実線ように腕を水平に伸ばしていった際の第二関節をイメージするとわかりやすい。この時、第二関節にかかる慣性モーメントJは、一般的な力学問題としてロボットの姿勢と各部重量から計算により算出することができ、姿勢の変化に応じて図6(b)のように変化していく。 Generation of an inspection operation based on a production operation will be specifically described with reference to FIGS. Consider a case where the moment of inertia J of the target joint gradually increases with the posture of the robot. This can be easily understood by imagining the second joint when extending the arm horizontally as shown by the solid line from the state shown by the dotted line in FIG. 6(a), for example. At this time, the moment of inertia J applied to the second joint can be calculated from the posture of the robot and the weight of each part as a general dynamics problem. To go.

この時、対象関節の共振周波数は、式1より図6(c)のように姿勢の変化とともに変化する。関節に共振を発生させるためには、駆動源によって駆動される減速機の入力側の軸が、この共振周波数の定数倍の回転速度になるように駆動源の回転速度を設定すればよい。この倍数は、共振周波数の1/2倍であることが望ましい。これは、減速機のフレックススプラインとサーキュラスプラインが2点で接触していることによる。つまり、ウェブジェネレータ1回転につき、フレックススプラインの歯が損傷個所を2回通過するため、減速機入力軸の回転速度を共振周波数の1/2倍とすると、発生する振動の周波数は対象関節の共振周波数と一致するからである。式(2)より、減速機入力軸の回転速度は図6(d)のようになる。これにより対象関節の姿勢に応じた駆動源の回転速度が決定できる。これを速度指令値とする。 At this time, the resonance frequency of the target joint changes as the posture changes, as shown in FIG. 6C from Equation 1. In order to generate resonance in the joint, the rotation speed of the drive source should be set so that the input-side shaft of the speed reducer driven by the drive source has a rotation speed that is a constant multiple of the resonance frequency. This multiple is preferably 1/2 times the resonant frequency. This is because the flex spline and circular spline of the speed reducer are in contact at two points. In other words, since the tooth of the flexspline passes through the damaged part twice per rotation of the web generator, if the rotation speed of the input shaft of the speed reducer is 1/2 times the resonance frequency, the frequency of the generated vibration will be the resonance frequency of the target joint. This is because it matches the frequency. From the equation (2), the rotational speed of the speed reducer input shaft is as shown in FIG. 6(d). This makes it possible to determine the rotation speed of the drive source according to the orientation of the target joint. This is the speed command value.

次に、決定した駆動源の回転速度を維持したまま、検査動作で指定された地点まで動作するため、位置指令値を時間方向に調整する。調整の方法として、例えば、図6(e)のように、基準となった生産動作における対象関節の駆動源の回転量と、検査動作における対象関節の駆動源の回転量が一致するように速度指令値の時間方向に倍率をかけ、伸長する方法がある。ここまでで、対象関節についてのみ動作を決定することができた。 Next, while maintaining the determined rotational speed of the driving source, the position command value is adjusted in the direction of time in order to operate to the point specified in the inspection operation. As a method of adjustment, for example, as shown in FIG. There is a method to extend the command value by multiplying it in the time direction. So far, we have been able to determine the motion only for the target joint.

続いて、上記で決定された対象関節の動作を元にして、生産動作の軌跡を維持するよう他の関節の動作を調整する。調整の方法として例えば、図6(f)のように検査動作における各軸の角度情報と、ベースとなった生産動作における各軸の角度情報から、対象関節の角度が一致する点を探索し、その時の各関節角度を各々の関節に設定する方法がある。 Subsequently, based on the motion of the target joint determined above, the motion of other joints is adjusted so as to maintain the trajectory of the production motion. As a method of adjustment, for example, as shown in FIG. There is a method of setting each joint angle at that time to each joint.

このようにして生成された検査動作情報s407は、生産動作と同じ軌跡を持ち、かつ対象関節に共振を発生させることができるため、これに基づきロボットを動作させることで、装置上で安全に減速機の状態を検査することができる。また、すべての軸に対して本方法を用いて検査動作情報s407を生成することで、ロボットに搭載された関節すべての検査を装置上で実施することができる。 The inspection motion information s407 generated in this manner has the same trajectory as the production motion and can cause resonance in the target joint. Machine condition can be inspected. In addition, by generating inspection motion information s407 for all axes using this method, all joints mounted on the robot can be inspected on the apparatus.

図6(a)に例示した検査姿勢や、図5に示すような検査シーケンス(検査用動作)は、検査用動作情報s407によって記述することができ、検査用動作記憶部407に記憶させておく。 The examination posture illustrated in FIG. 6A and the examination sequence (inspection motion) as shown in FIG. .

次に、図7により、図5のステップS504において角度情報記憶部403に蓄積された実出力角情報(s402)から共振による角度伝達誤差分を算出する処理の構成例につき詳細に説明する。図7は図5の左列のステップS504以降の具体的な処理例を示したもので、ステップS504はステップS5041~S5044により構成されている。 Next, with reference to FIG. 7, a configuration example of processing for calculating the angle transmission error due to resonance from the actual output angle information (s402) accumulated in the angle information storage unit 403 in step S504 of FIG. 5 will be described in detail. FIG. 7 shows a specific processing example after step S504 in the left column of FIG. 5. Step S504 is composed of steps S5041 to S5044.

ステップS5042では、角度情報記憶部403に蓄積された実出力角情報(s402)から、データを1つ読み出し、共振振幅演算部404へ出力する。 In step S5042, one data is read out from the actual output angle information (s402) accumulated in the angle information storage section 403 and output to the resonance amplitude calculation section 404. FIG.

続いて、ステップS5043では、読み出した実出力角情報(s402)から不要な成分を除外する。即ち、実出力角情報(s402)には、検査用動作そのものの動きに共振による振動成分が重畳されているため、そこから共振成分のみを取り出す必要がある。共振成分を取り出す方法として、検査データを時間領域から周波数領域に変換するFFT処理を行う方法がある。 Subsequently, in step S5043, unnecessary components are excluded from the read actual output angle information (s402). That is, since the actual output angle information (s402) includes a vibration component due to resonance on the movement of the test motion itself, it is necessary to extract only the resonance component from the vibration component. As a method of extracting the resonance component, there is a method of performing FFT processing for transforming the inspection data from the time domain to the frequency domain.

このFFT処理について、図8を用いてさらに説明する。FFT処理は図8(a)のように、あるFFT区間を設け、読み出した実角度情報(s402)の先頭から少しずつ区間をずらしながら実施する。こうすることにより、姿勢変化に合わせて変化していくロボットの振動を正確にとらえることができる。この時の区間は注目する周波数成分が取得できる程度以上にすることが望ましい。たとえば、10Hzに着目する場合は、時間区間を100msecより広く設定する。また、区間のずらし幅は設定可能な範囲でできる限り細かくすることが望ましい。このようにして得られたFFT結果(s5043)は時間tと周波数fに対する振幅値として出力され、図8(b)では、カラーマップとして表現している。 This FFT processing will be further described with reference to FIG. As shown in FIG. 8A, the FFT processing is performed by providing a certain FFT interval and shifting the interval little by little from the head of the read actual angle information (s402). By doing so, it is possible to accurately capture the vibration of the robot that changes according to the change in posture. It is desirable that the section at this time is set to a degree or more in which the frequency component of interest can be acquired. For example, when focusing on 10 Hz, the time interval is set wider than 100 msec. Also, it is desirable to make the interval shift width as small as possible within a settable range. The FFT result (s5043) thus obtained is output as an amplitude value with respect to time t and frequency f, and is expressed as a color map in FIG. 8(b).

次に、ステップS5044にて、FFT結果から判定値Aを求める。ステップS5043にて出力されたFFT結果(s5043)から、検査動作における対象関節の減速機入力軸の回転速度の2倍(すなわち式(1)にて算出される関節の共振周波数)に一致する成分の最大値を検出し、共振振幅の判定値Aとする。検査動作における対象関節の減速機入力軸の回転速度は、検査動作情報s407より求めることができる。 Next, in step S5044, a determination value A is obtained from the FFT result. From the FFT result (s5043) output in step S5043, the component that matches twice the rotation speed of the speed reducer input shaft of the target joint in the inspection motion (that is, the resonance frequency of the joint calculated by equation (1)) is detected and used as the judgment value A of the resonance amplitude. The rotation speed of the reduction gear input shaft of the target joint in the inspection motion can be obtained from the inspection motion information s407.

図8のステップS505以降の処理は、図5で説明したものと同じであり、上記のようにして算出した共振振幅の判定値Aと、基準値Alim(s405)と、を比較してその結果に応じて通知ないし警告メッセージを出力するものである。 The processing after step S505 in FIG. 8 is the same as that described in FIG. A notification or warning message is output according to the

この判定(S505)で用いる基準値Alim(s405)としては、出力側エンコーダ16で検出する値は角度情報であるから、例えばこの基準値(許容値)としては許容される角度誤差を用いることが考えられる。具体的には、基準値として減速機11の角度伝達誤差の仕様値を用いることが考えられる。このような角度伝達誤差の仕様値は、減速機11のカタログ仕様などとして公表されている値が利用できる場合がある。その場合にはカタログ公開値などを利用する、あるいは適当なマージンを加減算して、実際にその関節で用いる基準値Alim(s405)を決定することができる。 As the reference value Alim (s405) used in this determination (S505), since the value detected by the output side encoder 16 is angle information, for example, an allowable angle error can be used as this reference value (permissible value). Conceivable. Specifically, it is conceivable to use the specification value of the angular transmission error of the speed reducer 11 as the reference value. As such a specification value of the angular transmission error, a value published as a catalog specification of the speed reducer 11 may be used. In that case, the standard value Alim (s405) actually used for the joint can be determined by using the published catalog value or by adding or subtracting an appropriate margin.

なお、減速機11は関節ごとに異なる品種を用いる場合があるから、この基準値Alim(s405)もまた関節ごとに用意する必要がある。上記の図8のステップS5041では、当然ながら検査対象の関節について用意された基準値Alim(s405)を基準値記憶部405から読出すことになる。また、基準値Alim(s405)としては、上記の角度伝達誤差の仕様値の他、要求されるロボットアーム101の手先の位置精度から対象の関節に要求される位置偏差を算出し、その位置偏差を基準値として用いてもよい。 Note that since a different type of speed reducer 11 may be used for each joint, this reference value Alim (s405) also needs to be prepared for each joint. At step S5041 in FIG. 8, the reference value Alim (s405) prepared for the joint to be inspected is read from the reference value storage unit 405, of course. Further, as the reference value Alim (s405), the positional deviation required for the target joint is calculated from the required positional accuracy of the hand of the robot arm 101 in addition to the above-mentioned specification value of the angle transmission error. may be used as a reference value.

以上のようにして、本実施例によれば、所定の生産軌跡を維持しながら、関節を共振させるような検査用動作データを生成する。このデータに基づきロボットを動作させて、関節の共振振幅を取得して、故障の判定に用いることで、ロボットシステムの周りに配置されている物体との衝突を回避しながら、検査が実行可能となる。このためロボット装置の部品交換判定などを装置上で迅速に行うことができる、という効果がある。また、変速(減速)機の出力側の回転軸の回転角度を測定する出力側角度センサを介して測定した関節の共振振幅に応じて、ロボット装置の関節に配置された変速機の状態を精度よく迅速に判定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the motion data for inspection is generated such that the joints resonate while maintaining a predetermined production trajectory . By operating the robot based on this data and obtaining the joint resonance amplitude and using it to determine failure, it is possible to perform inspections while avoiding collisions with objects placed around the robot system. Become. For this reason, there is an effect that determination of replacement of parts of the robot device can be quickly performed on the device. In addition, the state of the transmission arranged at the joint of the robot device can be accurately determined according to the resonance amplitude of the joint measured via the output side angle sensor that measures the rotation angle of the rotation shaft on the output side of the transmission (reduction) gear. Able to judge quickly.

以上では、今回の検査処理(検査モード)で測定した共振振幅を基準値と比較することにより変速(減速)機の状態を検査処理(検査モード)ごとに検査する構成を示した。しかしながら、過去の検査処理で取得した共振振幅と現在(今回)の検査処理で取得した共振振幅との変化の様子(例えば変化率)を用いて変速(減速)機の状態を検査することも考えられる。このためには、例えば検査処理(検査モード)で測定した共振振幅をHDD204などに配置したデータベースに蓄積していく構成とする。そして、今回の検査処理(検査モード)で取得した関節の共振振幅と、過去の検査処理で取得した共振振幅から共振振幅の変化率を算出し、算出した変化率に基づき変速機の状態を検査する。例えば、変化率のしきい値を予め定めておき、このしきい値を超えるような(例えば急峻な)共振振幅の変化率が検出された場合に、変速機が損傷している、あるいは寿命が到来し交換が必要である、といった検査を行うことができる。 The configuration for inspecting the state of the transmission (reducer) for each inspection process (inspection mode) by comparing the resonance amplitude measured in the current inspection process (inspection mode) with the reference value has been described above. However, it is also possible to inspect the state of the transmission (reducer) by using the state of change (for example, rate of change) between the resonance amplitude acquired in the past inspection process and the resonance amplitude acquired in the current (current) inspection process. be done. For this purpose, for example, the resonance amplitude measured in the inspection process (inspection mode) is stored in a database arranged in the HDD 204 or the like. Then, the rate of change in resonance amplitude is calculated from the joint resonance amplitude acquired in the current inspection process (inspection mode) and the resonance amplitude acquired in the past inspection process, and the state of the transmission is inspected based on the calculated rate of change. do. For example, a threshold value for the rate of change is determined in advance, and if a rate of change in resonance amplitude that exceeds this threshold value (for example, steep) is detected, the transmission is damaged or has reached the end of its service life. A check can be made that it has arrived and needs to be replaced.

なお、上記実施例では、減速機の状態をより正確に検査するために出力側エンコーダを用いた方法を示したが、モータ軸に取り付けられたエンコーダや、モータ駆動電流を取得する電流センサを用いても、本技術による検査は可能である。 In the above embodiment, a method using an output-side encoder was shown in order to more accurately inspect the state of the speed reducer. However, inspection using this technique is possible.

なお、上記実施例で駆動速度は共振周波数に基づき決めていたが、共振周波数にある程度幅を持たせ、駆動速度もある程度幅を持たせた範囲で、検査用の軌道生成するようにしてもよい。共振時の振幅幅自体は多少小さくなるが、ある程度の共振状態が発現し、故障検査を行えるようであれば、共振周波数ズバリの値で軌道を決めなくても良い。 In the above embodiment, the driving speed is determined based on the resonance frequency. However, it is also possible to generate a trajectory for inspection within a range in which the resonance frequency has a certain width and the driving speed has a certain width. good. Although the amplitude width itself at the time of resonance becomes somewhat smaller, if a certain degree of resonance occurs and failure inspection can be performed, it is not necessary to determine the trajectory based on the value of the resonance frequency.

上記実施例に示したロボット装置の検査方法は、例えば各種の物品(工業製品)の製造に用いられる各種のロボットシステム(ロボット装置)に適用することができる。ロボットシステム(ロボット装置)の構成、例えばロボットアームの構成などは任意であり、2以上のリンクを結合する関節を有するロボットシステム(ロボット装置)であれば本発明の検査方法を実施することができる。本発明による検査方法を用いてロボットシステムの関節の検査を行えば、確実に関節の変速機の状態(故障や損傷の有無)を検査、確認することができ、関節(変速機)を適切な状態に維持することができる。このため、当該のロボットシステムを用いて、精度よく、また歩留まりよく対象の物品を製造することができる。 The inspection method of the robot device shown in the above embodiment can be applied to various robot systems (robot devices) used for manufacturing various articles (industrial products), for example. The configuration of the robot system (robot device), for example, the configuration of the robot arm, is arbitrary, and the inspection method of the present invention can be implemented in any robot system (robot device) having a joint that connects two or more links. . By inspecting the joints of a robot system using the inspection method according to the present invention, it is possible to reliably inspect and confirm the state of the transmission of the joint (presence or absence of failure or damage), and the joint (transmission) can be properly inspected. state can be maintained. Therefore, the robot system can be used to manufacture the target article with high accuracy and high yield.

また、上記実施例に示したロボット装置の検査方法は、より一般的には、回転駆動源(モータ)と変速機から成る回転駆動装置の検査方法と考えることもできる。その場合、上記実施例に例示した本発明の回転駆動装置の検査方法は、各種の回転駆動源(モータ)と変速機から成る回転駆動装置の検査方法として、種々の機械装置で実施することができる。 Further, the method of inspecting the robot device shown in the above embodiment can be considered more generally as a method of inspecting a rotary drive device comprising a rotary drive source (motor) and a transmission. In that case, the inspection method of the rotary drive device of the present invention exemplified in the above embodiment can be implemented in various mechanical devices as a method of inspecting the rotary drive device comprising various rotary drive sources (motors) and transmissions. can.

本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給しそのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device read and execute the program. processing is also feasible. It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.

1 サーボモータ(モータ)
2 回転軸
11 減速機(変速機)
16 出力側エンコーダ(出力側角度検出手段)
100 ロボット装置
111~116 関節
200 制御装置
201 CPU(演算部)
204 HDD(記憶部)
300 ティーチングペンダント
402 実出力角演算部
403 角度情報記憶部
404 共振振幅演算部
405 基準値記憶部
406 関節状態判定部
407 検査用動作記憶部
408 検査用動作生成部
s401 出力側エンコーダパルス
s402 出力側角度情報
s403 蓄積された角度情報
s404 判定値A
s405 判定用基準値
s407 検査用動作情報
500 ロボットシステム
W ワーク
1 Servo motor (motor)
2 rotating shaft 11 speed reducer (transmission)
16 output side encoder (output side angle detection means)
100 robot device 111 to 116 joints 200 control device 201 CPU (arithmetic unit)
204 HDD (storage unit)
300 teaching pendant 402 actual output angle calculation unit 403 angle information storage unit 404 resonance amplitude calculation unit 405 reference value storage unit 406 joint state determination unit 407 motion storage unit for inspection 408 motion generation unit for inspection s401 output side encoder pulse s402 output side angle Information s403 Accumulated angle information s404 Decision value A
s405 Reference value for judgment s407 Operation information for inspection 500 Robot system W Work

Claims (29)

複数の関節を備え、通常動作を実行させるための所定軌跡に基づき制御されるロボットの制御方法において
前記複数の関節のうち所定関節が固有振動する駆動速度で前記所定関節を動作させ、かつ、前記ロボットが前記所定軌跡を維持するように前記ロボットを動作させ、前記所定関節の前記固有振動における振幅を取得し、
前記振幅に基づき前記所定関節の状態を取得する、
ことを特徴とする制御方法。
In a control method for a robot having a plurality of joints and controlled based on a predetermined trajectory for executing normal motion ,
operating the predetermined joint of the plurality of joints at a driving speed at which the predetermined joint vibrates naturally, operating the robot so that the robot maintains the predetermined trajectory, and increasing the amplitude of the natural vibration of the predetermined joint; and get
obtaining the state of the predetermined joint based on the amplitude;
A control method characterized by:
請求項1に記載の制御方法において、
前記所定関節には、駆動源と、駆動源からの出力を減速する減速機と、が設けられており、
前記振幅に基づき前記減速機の状態を取得する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 1,
The predetermined joint is provided with a drive source and a reduction gear that reduces the output from the drive source,
obtaining a state of the speed reducer based on the amplitude;
A control method characterized by:
請求項1または2に記載の制御方法において、
前記振幅と基準値とを比較することで前記状態を取得する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 1 or 2,
obtaining the state by comparing the amplitude with a reference value;
A control method characterized by:
請求項1または2に記載の制御方法において、
前記振幅と、前記振幅を取得したタイミングとは別の過去のタイミングにおける振幅とを比較することで変化率を取得し、前記変化率に基づき前記状態を取得する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 1 or 2,
Obtaining a rate of change by comparing the amplitude with an amplitude at a past timing different from the timing at which the amplitude was obtained, and obtaining the state based on the rate of change;
A control method characterized by:
請求項2に記載の制御方法において、
前記振幅に基づき、前記減速機が故障しているか否かを診断する、
ことを特徴とする請求項2に記載の制御方法。
In the control method according to claim 2,
Diagnosing whether the speed reducer is out of order based on the amplitude;
3. The control method according to claim 2, characterized by:
請求項2に記載の制御方法において、
前記駆動源は回転駆動するモータである、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 2,
The drive source is a motor that rotates,
A control method characterized by:
請求項1から6のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記駆動速度は、前記ロボットの姿勢の変化に応じて変化する前記固有振動の固有振動数に対応する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 6,
The driving speed corresponds to a natural frequency of the natural vibration that changes according to a change in posture of the robot.
A control method characterized by:
請求項7に記載の制御方法において、
前記駆動速度として、前記所定関節の前記固有振動数の定数倍の速度となるように設定する、
ことを特徴とする請求項7に記載の検査方法。
In the control method according to claim 7,
setting the driving speed to be a constant multiple of the natural frequency of the predetermined joint;
The inspection method according to claim 7, characterized in that:
請求項1から7のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記駆動速度を、前記所定関節において前記固有振動として共振が発生する駆動速度を含む範囲で変化させる、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 7,
changing the driving speed within a range including a driving speed at which resonance occurs as the natural vibration at the predetermined joint;
A control method characterized by:
請求項9に記載の制御方法において、
前記範囲は、前記共振が発生する共振周波数の1/2数倍の駆動速度を含む、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 9,
The range includes a drive speed that is ½ times the resonance frequency at which the resonance occurs.
A control method characterized by:
請求項1から10のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記所定軌跡における前記所定関節の駆動量と、前記状態を取得させる際の動作における前記所定関節の駆動量とが一致するように、前記状態を取得させる際の動作における前記所定関節の指令値を時間方向に変化させる、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 10,
A command value for the predetermined joint in the operation for obtaining the state is set so that the amount of driving the predetermined joint in the predetermined trajectory matches the amount of driving the predetermined joint in the operation for obtaining the state. change over time,
A control method characterized by:
請求項11に記載の制御方法において、
前記所定関節の指令値を前記時間方向に伸長させる、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 11,
extending the command value of the predetermined joint in the time direction;
A control method characterized by:
請求項11または12に記載の制御方法において、
前記所定関節の指令値と、前記所定軌跡に基づき、前記複数の関節の指令値を設定する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 11 or 12,
setting command values for the plurality of joints based on the command values for the predetermined joints and the predetermined trajectory;
A control method characterized by:
請求項13に記載の制御方法において、
前記所定軌跡において前記所定関節の指令値に対応する角度情報と対応する前記複数の関節の角度情報が、前記状態を取得させる際の動作においても前記所定関節の指令値に対応する角度情報に対応するように前記複数の関節の指令値を設定する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 13,
The angle information corresponding to the command value of the predetermined joint in the predetermined trajectory and the angle information of the plurality of joints corresponding to the angle information corresponding to the command value of the predetermined joint also in the operation for acquiring the state. setting command values for the plurality of joints to
A control method characterized by:
請求項2に記載の制御方法において、
前記所定関節は、前記減速機の出力側の回転軸の回転角度を測定する第1センサと、前記減速機の入力側の回転軸の回転角度を測定する第2センサとが設けられており、
前記第1センサおよび前記第2センサから出力される角度情報の差分に基づき、前記振幅を取得する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 2,
The predetermined joint is provided with a first sensor that measures the rotation angle of the rotation shaft on the output side of the speed reducer and a second sensor that measures the rotation angle of the rotation shaft on the input side of the speed reducer,
Acquiring the amplitude based on a difference in angle information output from the first sensor and the second sensor;
A control method characterized by:
請求項1から15のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記状態をユーザに通知する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 15,
notifying a user of said state;
A control method characterized by:
請求項16に記載の制御方法において、
前記通知は、表示手段による表示、音声出力手段による音声出力、の少なくとも1つによって実行される、
ことを特徴とする制御方法。
17. The control method of claim 16,
The notification is performed by at least one of display by display means and audio output by audio output means.
A control method characterized by:
請求項16または17に記載の制御方法において、
前記ユーザに、前記状態の取得を実行させる契機を出力する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 16 or 17,
outputting a trigger to cause the user to acquire the state;
A control method characterized by:
請求項16から18のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記複数の関節のうち、前記状態を取得する関節の順序を前記ユーザによって指定できるようにする、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 16 to 18,
Allowing the user to specify the order of the joints for which the states are acquired among the plurality of joints;
A control method characterized by:
請求項1から19のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記通常動作の前記所定軌跡は前記ロボットに実行させる作業に応じて設定される、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 19,
the predetermined trajectory of the normal action is set according to the work to be executed by the robot;
A control method characterized by:
請求項20に記載の制御方法において、A control method according to claim 20, wherein
前記作業は前記ロボットに生産を行わせるための作業である、The work is work for causing the robot to perform production,
ことを特徴とする制御方法。A control method characterized by:
請求項2に記載の制御方法において、
前記所定軌跡を維持するように前記ロボットを動作させさる場合に、前記所定関節の前記減速機の入力軸が3回転以上回転する、
ことを特徴とする制御方法
In the control method according to claim 2,
When the robot is operated to maintain the predetermined trajectory, the input shaft of the speed reducer at the predetermined joint rotates three times or more.
A control method characterized by :
請求項15に記載の制御方法において、
前記第2センサから出力される前記角度情報において所定区間に区分けしてFFT処理を行う、
ことを特徴とする制御方法
In the control method according to claim 15,
performing FFT processing by dividing the angle information output from the second sensor into predetermined sections;
A control method characterized by :
請求項23に記載の制御方法において、
前記所定区間は100msecの時間区間である、
ことを特徴とする制御方法
24. The control method of claim 23,
The predetermined interval is a time interval of 100 msec,
A control method characterized by :
請求項23または24に記載の制御方法において、
前記所定区間は、ずらし幅が設定されている、
ことを特徴とする制御方法
In the control method according to claim 23 or 24,
A shift width is set for the predetermined section,
A control method characterized by :
請求項1から2のいずれか1項に記載の制御方法をコンピュータにより実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the control method according to any one of claims 1 to 25 . 請求項2に記載の制御プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 27. A computer-readable recording medium storing the control program according to claim 26 . 複数の関節を備え、通常動作を実行するための所定軌跡に基づき制御されるロボットと、制御装置と備えたロボットシステムにおいて
前記制御装置が、
前記複数の関節のうち所定関節が固有振動する駆動速度で前記所定関節を動作させ、かつ、前記ロボットが前記所定軌跡を維持するように前記ロボットを動作させ、前記所定関節の前記固有振動における振幅を取得し、
前記振幅に基づき前記所定関節の状態を取得する、
ことを特徴とするロボットシステム
In a robot system comprising a robot having a plurality of joints and controlled based on a predetermined trajectory for executing normal motions, and a control device ,
The control device
operating the predetermined joint of the plurality of joints at a driving speed at which the predetermined joint vibrates naturally, operating the robot so that the robot maintains the predetermined trajectory, and increasing the amplitude of the natural vibration of the predetermined joint; and get
obtaining the state of the predetermined joint based on the amplitude;
A robot system characterized by:
請求項2に記載のロボットシステムを用いて物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 29. A method of manufacturing an article, comprising manufacturing an article using the robot system according to claim 28 .
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