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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Mehrgelenkroboter mit einer Gasfeder. Sie betrifft insbesondere eine Vorgehensweise zum Schätzen der Höhe des Innendruckverlustes der Gasfeder.
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2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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In einer Gasfeder befindet sich eine Kolbenanordnung, in der ein komprimierbares Inertgas (im Weiteren einfach als ”Gas” bezeichnet) eingeschlossen ist, und die eine Reaktionskraft erzeugen kann, indem das Gas durch die Bewegung einer Kolbenstange gegen einen Zylinder zusammengedrückt wird. Eine solche Gasfeder ist in der Regel verglichen mit einer Schraubenfeder, die die gleichen Daten hat wie die Gasfeder, klein und leicht. Damit kann die Gasfeder die Größe und das Gewicht eines gesamten Systems verringern.
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In einem Mehrgelenkroboter mit einer Schwerkraftachse kann als Vorrichtung, die eine Kraft (oder ein Drehmoment) eines Servomotors unterstützt, der die Achse betätigt, eine Vorrichtung (im Weiteren als Ausgleicher bezeichnet) verwendet werden, die eine Kraft in einer Richtung entgegengesetzt zur Lastrichtung aufgrund der Schwerkraft erzeugen kann. Wird eine Gasfeder in dem Ausgleicher verwendet (ein derartiger Ausgleicher wird als Gasausgleicher bezeichnet), so kann die Gasfeder, da die Abgabe der Gasfeder trotz ihres Gewichts und ihrer Größe relativ hoch ist, ein relativ großes Hilfsdrehmoment mit einem kompakten Mechanismus erzeugen. Daher kann man mit Hilfe der Gasfeder einen kompakten und leichten Roboter aufbauen, der eine relativ schwere Last befördern kann.
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In
JP H10-138189 A ist ein Ausgleicher zum Verringern eines Lastmoments einer vertikalen Drehachse
2 offenbart, die einen rotierenden Arm
3 auf einem Sockel
1 antreibt. Der Ausgleicher umfasst einen Zylinder
4, eine Stange
5 und einen Kolben
6. Eine Luftkompressionskammer
10 ist über ein Verbindungsteil
11 mit dem Zylinder
4 verbunden, und ein Gas, etwa Luft (komprimierbares Fluid) und viskose Flüssigkeit wie Öl sind in dem Zylinder
4 und der Kammer
10 eingeschlossen.
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Bei Gasfedern ist bekannt, dass in dem Zylinder eingeschlossenes Gas durch die Bewegung der Kolbenstange gegen den Zylinder aus dem Zylinder austreten kann, wodurch der Innendruck des Zylinders nach und nach abnimmt. Dadurch sinkt die vom Ausgleicher erzeugte Kraft. Dies führt zu einem Alarm, der darüber informiert, dass zu wenig Drehmoment ausgegeben wird, und der Roboter wird mit einem Nothalt angehalten.
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Als Mittel, mit denen man diese Nachteile durch den verringerten Innendruck des Zylinders vermeiden kann, werden einige Vorgehensweisen vorgeschlagen. Beispielsweise ist in
JP 2007-298513 A eine Kreisdruck-Anzeigevorrichtung offenbart, die den verringerten Innendruck eines Gasfederkreises anzeigen kann. In
JP 2009-270987 A ist eine Druckanzeige für eine Gasfeder offenbart, die dafür ausgelegt ist, den Druck des komprimierbaren Gases anzuzeigen, das in einer Gasfüllkammer der Gasfeder enthalten ist.
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Zudem ist in
JP 2012-519083 A eine Ausgleichervorrichtung offenbart, die eine Gasfeder
4 und ein Kompressionssystem
5 enthält. Das Kompressionssystem
5 umfasst einen Kompressor
6 und ein automatisches Kontrollsystem
7, dass den Druck in der Gasfeder
4 einstellt, wobei das automatische Kontrollsystem
7 ein Drucksteuerventil
9 kontrolliert, um die Gasströmungsrate von oder zu der Gasfeder
4 zu begrenzen, und zwar abhängig von einem Signal von einem Drucksensor
8, der den Druck der Gasfeder
4 feststellt.
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In
JP 2007-298513 A oder
JP 2009-270987 A ist beschrieben, dass, wenn ein Druckanzeiger außen an der Gasfeder angebracht wird, die Kosten der Einrichtung abhängig von den Kosten der Druckanzeige steigen. Es ist erforderlich, eine Verbindungsvorrichtung anzubringen, beispielsweise einen Verbinder zwischen der Druckanzeige und der Gasfeder. Die Verbindungsvorrichtung erhöht wiederum die Wahrscheinlichkeit eines Gaslecks. Zudem kann ein Gasaustritt durch das Brechen der Druckanzeige vorkommen.
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In
JP 2012-519083 A ist beschrieben, dass, wenn der Drucksensor und das Druckkontrollventil in der Gasfeder angebracht werden, die Kosten der Einrichtung abhängig von den Kosten des Sensors und des Ventils steigen, und dass die Wahrscheinlichkeit eines Gaslecks steigt, wie auch in
JP 2007-298513 A oder
JP 2009-270987 A . Da zudem eine Vorrichtung wie etwa ein Gastank
11 erforderlich ist, der mit dem Drucksteuerventil
9 verbunden ist, können die Zusatzeinrichtungen umfangreicher werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Mehrgelenkroboter bereitzustellen, der eine Funktion zum Schätzen des Ausmaßes des Innendruckabfalls einer Gasfeder aufweist, und zwar mit Hilfe einer einfachen und kostengünstigen Anordnung, sowie ein Verfahren zum Schätzen des Ausmaßes des Innendruckabfalls der Gasfeder.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Mehrgelenkroboter bereitgestellt, umfassend: eine mechanische Robotereinheit, die mindestens einen Arm aufweist; eine Gasfeder, die an dem Arm angebracht ist; und einen Controller, der die mechanische Robotereinheit steuert, wobei die Gasfeder einen Zylinder, komprimierbares Inertgas, das in dem Zylinder eingeschlossen ist, und eine Kolbenstange umfasst, die dafür ausgelegt ist, im Zylinder zu gleiten, und die Gasfeder als Gasausgleicher ausgelegt ist, der die Last auf einem Servomotor verringert, der den Arm antreibt, und der Controller die Funktion hat, die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange durch das Integrieren der Größe der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange gegen den Zylinder zu berechnen, und das Ausmaß des Innendruckabfalls des komprimierbaren Inertgases abhängig von der Gesamtbewegungsentfernung zu berechnen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet der Controller die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange durch das Integrieren einer Differenz der herausragenden Länge der Kolbenstange aus dem Zylinder in sehr kurzen Zeitintervallen, wobei die herausragende Länge geometrisch aus dem Drehwinkel des Arms berechnet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet der Controller das Ausmaß des Innendruckabfalls des komprimierbaren Inertgases mit Hilfe mindestens eines der folgenden Parameter: der Betrag des Innendrucks des Zylinders; Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange gegen den Zylinder; und Temperatur der Gasfeder sowie Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Roboter Mittel, die dafür ausgelegt sind, sichtbar oder hörbar zumindest entweder die berechnete Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange oder das Ausmaß des Innendruckabfalls des komprimierbaren Inertgases auszugeben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schätzen des Ausmaßes des Innendruckabfalls einer Gasfeder eines Mehrgelenkroboters bereitgestellt, wobei der Mehrgelenkroboter umfasst: eine mechanische Robotereinheit, die mindestens einen Arm aufweist; eine Gasfeder, die an dem Arm angebracht ist; und einen Controller, der die mechanische Robotereinheit steuert, wobei die Gasfeder einen Zylinder, komprimierbares Inertgas, das in dem Zylinder eingeschlossen ist, und eine Kolbenstange umfasst, die dafür ausgelegt ist, im Zylinder zu gleiten, und die Gasfeder als Gasausgleicher ausgelegt ist, der die Last auf einem Servomotor verringert, der den Arm antreibt, und das Verfahren die Schritte umfasst: das Berechnen einer Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange durch das Integrieren der Größe der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange gegen den Zylinder, und das Berechnen des Ausmaßes des Innendruckabfalls des komprimierbaren Inertgases abhängig von der Gesamtbewegungsentfernung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die genanten Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.
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Es zeigt:
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1 eine Aufbauskizze eines Mehrgelenkroboters einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ein Flussdiagramm eines Beispiels der Bewegungsteuerung, die ein Controller des Mehrgelenkroboters in 1 ausführt;
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3 eine Ansicht eines ersten Anordnungsbeispiels zum Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung einer Kolbenstange gegen einen Zylinder;
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4 eine Ansicht eines zweiten Anordnungsbeispiels zum Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung einer Kolbenstange gegen einen Zylinder; und
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5 ein Flussdiagramm einer Prozedur zum Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange und des Ausmaßes des Innendruckabfalls einer Gasfeder mit Hilfe der Anordnung in 4.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine Aufbauskizze eines Mehrgelenkroboters einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Mehrgelenkroboter 2 enthält eine mechanische Robotereinheit 4, die mindestens einen Arm 12 aufweist, einen Controller 6, der die mechanische Robotereinheit 4 steuert, und eine Gasfeder, die an dem mindestens einen Arm angebracht ist. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die mechanische Robotereinheit 4 einen Sockel 8, einen rotierenden Körper 10, der drehbar an dem Sockel 8 angebracht ist, einen unteren Arm 12, der drehbar am rotierenden Körper 10 angebracht ist, und einen oberen Arm 14, der drehbar am unteren Arm 12 angebracht ist. Der Mehrgelenkroboter 2 weist ferner eine Gasfeder 16 auf, die dem unteren Arm 12 zugeordnet ist. Die Gasfeder 16 enthält einen Zylinder 18, der drehbar am unteren Arm 12 angebracht ist, und eine Kolbenstange 20, die drehbar am rotierenden Körper 10 angebracht ist, wobei die Kolbenstange 20 dafür ausgelegt ist, im Zylinder 18 zu gleiten. Im Zylinder 18 ist komprimierbares Inertgas eingeschlossen. Die Gasfeder 16 dient als Gasausgleicher zum Verringern der Last eines Servomotors 22, der den unteren Arm 12 antreibt, auf den eine Schwerkraftlast ausgeübt wird.
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Der Controller 6 ist über ein Stromversorgungskabel usw. an die mechanische Robotereinheit 4 angeschlossen, damit die Bewegung einer jeden Achse der mechanischen Robotereinheit 4 gesteuert wird. Der Controller 6 kann eine Bedientafel 26 mit einem Monitor aufweisen, auf dem die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange 20 und/oder der geschätzte Innendruck des Zylinders 18 angezeigt wird.
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Der Gasdruck (oder Innendruck) im Zylinder 18 der Gasfeder 16 nimmt aufgrund der Bewegung des Arms (in diesem Fall des unteren Arms 12) ab, dem die Gasfeder 16 zugeordnet ist. Als Ursache für den Innendruckabfall sind ein Gasaustritt durch den engen Spalt zwischen der Kolbenstange 20 und einem Dichtungsteil (nicht dargestellt), das das komprimierbare Gas innerhalb der Gasfeder einschließt, wegen der Bewegung der Kolbenstange denkbar, und/oder ein Abrieb des Dichtungsteils durch die Bewegung der Kolbenstange 20. Da sich gezeigt hat, dass das Ausmaß des Innendruckabfalls des Gasdrucks durch die obigen Ursachen stark mit der Gesamtbewegungsentfernung korreliert ist, die man durch Integrieren der Größe der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange 20 gegen den Zylinder 18 erhält, wird in der Erfindung das Ausmaß des Innendruckabfalls in der Gasfeder durch das Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung geschätzt.
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2 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels der Bewegungsteuerung, die ein Controller 6 für den Mehrgelenkroboter 2 in Mikrozeitintervallen vornimmt (oder in den Steuerzeitperioden). Der Controller 6 erzeugt einen Befehl zum Steuern der Bewegung einer jeden Achse des Mehrgelenkroboters 2 in vorbestimmten Steuerzeitperioden und überträgt den Befehl gemäß einem gegebenen Roboterprogramm an den Roboter 2 usw. In der Ausführungsform in 2 führt der Controller 6 Prozeduren A bis D in Mikrozeitintervallen aus. Die Prozedur C entspricht einer Prozedur zum Berechnen des Ausmaßes des Innendruckabfalls der Gasfeder. Damit kann die Prozedur zum Berechnen des Ausmaßes des Innendruckabfalls leicht in die Prozeduren eingegliedert werden, die der Controller 6 ausführt.
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3 zeigt eine Ansicht eines ersten Anordnungsbeispiels zum Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange 20 gegen den Zylinder 18. Die Gesamtbewegungsentfernung ist die Grundlage zum Berechnen des Ausmaßes des Innendruckabfalls der Gasfeder 16. An der Kolbenstange 20 der Gasfeder 16 wird ein Bereichssensor (oder Entfernungssensor) 28 angebracht, beispielsweise ein Laserentfernungsmesser. Der Bereichssensor wird im Wesentlichen integriert mit der Kolbenstange 20 betrieben. Der Bereichssensor 28 ist dafür ausgelegt, die Entfernung zwischen dem Bereichssensor 28 und einem festen Abschnitt bzw. einer festen Oberfläche 30 zu erfassen, die ein Teil des Zylinders 18 sind. Die Größe der Entfernungsveränderung, die der Bereichssensor 28 erfasst, entspricht der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungsentfernung der Kolbenstange 20 gegen den Zylinder 18. Integriert man die Größe der Entfernungsveränderung, die der Bereichssensor 28 erfasst, so kann man die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange 20 gegen den Zylinder 18 berechnen.
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Häufig führt der untere Arm 12 irreguläre Schwenkbewegungen aus. Damit ist die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange 20 der Gasfeder, die am unteren Arm 12 angeordnet ist, ebenfalls kompliziert. In diesem Fall ist es zum Berechnen der Größe der Veränderung der herausstehenden Entfernung der Kolbenstange 20 mit dem Bereichssensor nötig, den Bereichssensor am Zylinder 18 oder der Kolbenstange 20 anzubringen, wodurch das Anbringen des Sensors schwierig werden kann. Im Weiteren wird ein Beispiel zum Berechnen der herausstehenden Länge der Kolbenstange ohne einen Bereichssensor erklärt.
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4 zeigt eine Ansicht eines zweiten Anordnungsbeispiels zum Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange 20 gegen den Zylinder 18. Das zweite Anordnungsbeispiel ist insbesondere für den Mehrgelenkroboter 2 in 1 verfügbar. In diesem Beispiel wird die Bewegungsentfernung des Kolbens 20 gegen den Zylinder 18 berechnet, wenn der untere Arm 12 eine Drehbewegung aus einer ersten Position (in 4 dargestellt durch eine unterbrochenen Linie mit jeweils zwei Punkten), in der der untere Arm 12 im Wesentlichen in der vertikalen Richtung verläuft, in eine Position gebracht wird (in 4 dargestellt durch eine durchgezogene Linie), wobei der untere Arm 12 um den Winkel θ in der Gegenuhrzeigerrichtung gegen den rotierenden Körper 10 gedreht wird.
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Die Entfernung vom Verbindungspunkt 32 zwischen dem unteren Arm 12 und der Gasfeder 16 (Zylinder 18), siehe 4, zum Drehpunkt 34 des unteren Arms 12 wird als Entfernung ”a” bezeichnet. Die Entfernung vom Verbindungspunkt 36 zwischen dem rotierenden Körper 10 und der Gasfeder 16 (Kolbenstange 20) zum Drehpunkt 34 des unteren Arms 12 wird als Entfernung ”b” bezeichnet. Die Gesamtlänge des Zylinders 18 wird als Entfernung ”c” bezeichnet. Damit kann die hervorstehende Länge ”d” der Kolbenstange 20 aus dem Zylinder 18 mit Hilfe der folgenden Gleichung (1) geometrisch berechnet werden. d = (a2 + b2 – 2·a·b·cos(180 – θ))1/2 – c (1)
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In Gleichung (1) sind die Entfernungen a, b und c konstant. Erfasst man den Drehwinkel θ des unteren Arms 12 in Mikrozeitperioden, so kann man die hervorstehende Länge d der Kolbenstange 20 geometrisch leicht berechnen. Da man im Beispiel in 4 den Drehwinkel θ mit einem Geber (nicht dargestellt) erfassen kann, der für die Regelung des unteren Arms 12 verwendet wird, ist es nicht erforderlich, einen Bereichssensor usw. wie im Beispiel in 3 zu verwenden.
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5 zeigt ein Flussdiagramm einer Einzelheit der Prozedur C im Flussdiagramm in 2, wobei die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange und das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder mit Hilfe der Anordnung in 4 berechnet werden. Zuerst wird im Schritt S1 der Drehwinkel θ des unteren Arms 12 gegen den rotierenden Körper 10 gelesen. Als Drehwinkel θ kann ein Ausgabewert eines Gebers usw. verwendet werden, der den Drehwinkel des unteren Arms 12 erfassen kann.
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Nun wird im Schritt S2 eine hervorstehende Länge d1 der Kolbenstange 20 aus dem Zylinder 18 berechnet, und zwar aus dem geometrischen Zusammenhang zwischen dem rotierenden Körper 10, dem unteren Arm 12 und der Gasfeder 16 (konkret dem Positionszusammenhang zwischen dem Drehpunkt 34, dem Verbindungspunkt 32 und dem Verbindungspunkt 36).
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Im Schritt S3 wird die Differenz (Betrag) zwischen d1 und der hervorstehenden Länge d0 der Kolbenstange, die durch die gleiche Berechnung in der vorhergehenden bzw. letzten Regelperiode erhalten wurde, als Differenz Δd ermittelt (= |d1 – d0|). Anders ausgedrückt entspricht die Differenz Δd der Bewegungsentfernung der Kolbenstange 20 in jeder Regelperiode während des Roboterbetriebs.
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Im Schritt S4 wird die Gesamtbewegungsentfernung D der Kolbenstange 20 gegen den Zylinder 18 aktualisiert. Konkret wird die im Schritt S3 berechnete Differenz Δd zu einer Gesamtbewegungsentfernung D addiert, die in der vorhergehenden bzw. letzten Regelperiode erhalten wurde. Das Ergebnis liefert die neue Gesamtbewegungsentfernung.
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Im Schritt S5 wird ausgehend von der aktualisierten Gesamtbewegungsentfernung D das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder berechnet. Im Beispiel in 5 wird, da sich herausgestellt hat, dass das Ausmaß des Abfalls des Innendrucks P ungefähr proportional zur Gesamtbewegungsentfernung D ist, das Ausmaß des Abfalls des Innendrucks P durch das Multiplizieren der Gesamtbewegungsentfernung D mit einem Innendruck-Konversionsfaktor K1 berechnet. Das Berechnungsergebnis wird als geschätztes Ausmaß des Innendruckabfalls angesehen. Zusätzlich kann die Gesamtbewegungsentfernung D und das Ausmaß des Abfalls des Innendrucks P durch Software berechnet werden, die im Controller 6 enthalten ist.
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Im Schritt S6 wird das berechnete Ausmaß des Abfalls des Innendrucks P in Echtzeit auf dem Monitor der Bedientafel 26 des Controllers 6 angezeigt. Hierdurch kann eine Bedienperson in einfacher Weise über das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder informiert werden und rasch notwendige Maßnahmen einleiten, die dem Ausmaß des Abfalls entsprechen. Anstelle oder zusätzlich zum Ausmaß des Innendruckabfalls kann die im Schritt S4 berechnete Gesamtbewegungsentfernung D angezeigt werden. Zudem kann ein Alarm ausgegeben werden, wenn das Ausmaß des Innendruckabfalls oder die Gesamtbewegungsentfernung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Damit kann der Controller 6 zumindest entweder die Gesamtbewegungsentfernung D oder das Ausmaß des Abfalls des Innendrucks P in Echtzeit ausgeben. Dadurch wird die Bedienperson unverzüglich in sichtbarer oder hörbarer Weise auf die ausgegebene Information aufmerksam gemacht.
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Schließlich wird im Schritt S7 die im Schritt S2 berechnete Differenz d1 für die Verarbeitung in der folgenden Regelperiode auf d0 aktualisiert. Die Verarbeitung im Schritt S7 kann zu jeder beliebigen Zeit nach dem Schritt S3 ausgeführt werden.
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Dem Flussdiagramm in 5 kann man entnehmen, dass durch Integrieren der Differenz der aus dem Zylinder hervorstehenden Länge der Kolbenstange, die über den Drehwinkel des Arms in Mikrozeitintervallen berechnet wird, die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange berechnet werden kann, und man kann das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder schätzen, indem man die berechnete Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange als Parameter verwendet.
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Im Beispiel in 5 wird das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder als proportional zur Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange angesehen (P = K1 × D). In Wirklichkeit hängt das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder auch vom Betrag des Innendrucks im Zylinder ab, der Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange gegen den Zylinder und der Temperatur (oder der Umgebungstemperatur) der Gasfeder usw. Daher kann man in der Verarbeitung im Schritt S5 das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder berechnen, indem man eine Gleichung verwendet, die zumindest den Betrag des Innendrucks im Zylinder, die Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange gegen den Zylinder oder die Temperatur der Gasfeder als Parameter enthält, sowie die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange. Beispielsweise kann man die Daten des Ausmaßes des Innendruckabfalls der Gasfeder vorab und experimentell erhalten, indem man den Betrag des Innendrucks im Zylinder ändert sowie die Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange gegen den Zylinder oder die Temperatur der Gasfeder, und eine Korrelationsgleichung kann erzeugt werden, indem man einen Parameter anhand dieser Daten in Betracht zieht. Bezieht man andere Parameter als die Gesamtbewegungsentfernung ein, so kann das Ausmaß des Innendruckabfalls genauer geschätzt werden, weil es an die tatsächlichen Gebrauchsbedingungen der Gasfeder angepasst ist.
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Oben wurde die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erklärt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt. Obwohl beispielsweise die anhand von 1 erklärte Gasfeder den Servomotor 22 des unteren Arms 12 unterstützt, der sich in der Vorwärts- und Rückwärts-Richtung Hin und Her bewegt (der horizontalen Richtung), kann eine Gasfeder eines Roboters, die dafür ausgelegt ist, eine Antriebsachse zu unterstützen, auf die die Schwerkraft einwirkt, die oben beschriebene Funktion und den gleichen Effekt haben. Anders gesagt kann die Erfindung auf den unteren Arm 12 angewendet werden, wenn der untere Arm in der Vertikalen oder einer geneigten Richtung schwenkt, und sie kann auch auf einen Arm angewendet werden, der nicht der untere Arm ist. Da der geometrische Zusammenhang zwischen der Gasfeder und dem Roboterarm verschiedene Formen annehmen kann, ist die Gleichung zum Berechnen der hervorstehenden Länge der Kolbenstange nicht auf die vorstehende Gleichung (1) eingeschränkt.
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Da gemäß der Erfindung das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder aus der Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange gegen den Zylinder geschätzt werden kann, ist eine Druckmessvorrichtung oder ein Sensor zum Messen des Innendrucks nicht nötig. Dadurch kann ein System, das den Roboter enthält, kompakt und kostengünstig ausfallen.
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Durch das geometrische Berechnen der Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange aus dem Drehwinkel des Arms in Mikrozeitintervallen ist ein Bereichssensor usw. nicht nötig, wodurch die Systemkosten weiter gesenkt werden können.
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Wird das Ausmaß des Innendruckabfalls der Gasfeder berechnet, so kann der Umfang des Innendruckabfalls genauer geschätzt werden, indem man zumindest entweder den Betrag des Innendrucks im Zylinder, die Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange gegen den Zylinder oder die Temperatur der Gasfeder als Parameter einbezieht, und zudem die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange.
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Gibt man zumindest entweder die Gesamtbewegungsentfernung der Kolbenstange oder das Ausmaß des Innendruckabfalls des Gases sichtbar oder hörbar aus, so kann die Bedienperson rasch in sichtbarer oder hörbarer Weise auf die ausgegebene Information aufmerksam gemacht werden.
