DE102016003639B4 - Robotersystem, das eine Abnormalität eines festgehaltenen Werkstücks beurteilt, und Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren - Google Patents
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Abstract
Robotersystem, Folgendes umfassend:
eine Werkstückhaltevorrichtung (1), die ein Werkstück (W) positioniert und festhält,
einen Roboter (4), an dem eine Hand (3), die ein Werkstück (W) greift, befestigt ist, und
eine Steuerungsvorrichtung (8), die die Werkstückhaltevorrichtung (1) und den Roboter (4) steuert, wobei
die Steuerungsvorrichtung (8)
einen Roboter-Betriebssteuerungsteil (9) aufweist, der bewirkt, dass der Roboter (4) arbeitet, um ein Werkstück (W) durch die Hand (3) zu greifen und das gegriffene Werkstück (W) an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) abzusetzen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungsvorrichtung (8) ferner
einen Stördrehmoment-Überwachungsteil (11), der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils (9) antreibt, überwacht
einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13), der beim Greifen eines Werkstücks (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist, und
einen Frequenzanalyseteil (15) umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil (11) überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, wobei der Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13) dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand (3) gegriffene Werkstück (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.
eine Werkstückhaltevorrichtung (1), die ein Werkstück (W) positioniert und festhält,
einen Roboter (4), an dem eine Hand (3), die ein Werkstück (W) greift, befestigt ist, und
eine Steuerungsvorrichtung (8), die die Werkstückhaltevorrichtung (1) und den Roboter (4) steuert, wobei
die Steuerungsvorrichtung (8)
einen Roboter-Betriebssteuerungsteil (9) aufweist, der bewirkt, dass der Roboter (4) arbeitet, um ein Werkstück (W) durch die Hand (3) zu greifen und das gegriffene Werkstück (W) an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) abzusetzen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungsvorrichtung (8) ferner
einen Stördrehmoment-Überwachungsteil (11), der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils (9) antreibt, überwacht
einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13), der beim Greifen eines Werkstücks (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist, und
einen Frequenzanalyseteil (15) umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil (11) überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, wobei der Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13) dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand (3) gegriffene Werkstück (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.
Description
- Allgemeiner Stand der Technik
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem, das mit einer Hand ausgestattet ist, die ein Werkstück greift und zu einer Werkstückhaltevorrichtung einer Produktionsmaschine bewegt, und ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren, das eine Abnormalität eines durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks beurteilt.
- Beschreibung des Standes der Technik
- Bei einer Bearbeitungsmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, einer Montagemaschine, die Teile mit einem Werkstück montiert, oder einer anderen Produktionsmaschine, wird ein Werkstück in eine Produktionsmaschine geladen, dann bearbeitet die Produktionsmaschine das Werkstück, die Produktionsmaschine montiert Teile mit dem Werkstück, usw.. Des Weiteren wird ein Arbeitstisch der Produktionsmaschine mit einer Werkstückhaltevorrichtung, zum Beispiel einer Spannvorrichtung, bereitgestellt, um ein Werkstück an einer vorbestimmten Position zu positionieren und festzuhalten. Des Weiteren wird häufig ein Roboter zum Laden und Entladen eines Werkstücks in und aus einer Spannvorrichtung verwendet.
- Im Allgemeinen verwendet ein Roboter eine Hand, um ein Werkstück zu greifen und es zu einer Spannvorrichtung einer Produktionsmaschine zu bewegen. Nachdem die Spannvorrichtung verwendet wird, um das Werkstück festzuhalten, gibt des Weiteren die Hand des Roboters das Werkstück frei.
- Des Weiteren werden die Präzision der Bearbeitung eines Werkstücks und die Präzision der Montage von Teilen auf einer Montagemaschine stark durch die Präzision eines unter Verwendung einer Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks beeinflusst. Wenn sich beispielsweise ein Bearbeitungsspan auf einer Werkstückanlagefläche an der Spannvorrichtung absetzt, wird das Werkstück ohne engen Kontakt zur Anlagefläche festgehalten. Wenn das Werkstück in diesem Zustand bearbeitet wird, dann wird ein Produkt produziert, das von der Sollform abweicht. Wenn eine Spannvorrichtung einer Bearbeitungsmaschine verwendet wird, um ein Werkstück zu befestigen, ist es aus diesem Grund notwendig zu bestätigen, dass das Werkstück an einer vorbestimmten Position genau positioniert ist.
- Die
Japanische Patentschrift Nr. 2004-130445A - Im oben erwähnten Stand der Technik ist die Anlagefläche an der Spannvorrichtung so ausgebildet, dass sie in engen Kontakt mit der Außenfläche eines Werkstücks kommt. Werkstücke haben jedoch komplizierte Formen. Werkstücke werden auch mit relativ weiten Maßtoleranzen hergestellt. In einem solchen Fall ist es schwierig, die Außenfläche eines Werkstücks und die Anlagefläche zuverlässig in Kontakt kommen zu lassen. Dadurch wird manchmal aufgrund der Maßtoleranz ein Spalt zwischen der Anlagefläche und der Außenfläche des Werkstücks gebildet.
- Bei Berücksichtigung des oben erwähnten Falls einer Verwendung der in der
Japanischen Patentschrift Nr. 2004-130445A - Aus
EP 0 067 882 A1 ist zudem eine Spannvorrichtung für einen Industrieroboter bekannt, wobei ein korrekter Sitz eines Werkstücks in der Spannvorrichtung überprüft wird, indem ein auf den Industrieroboter wirkendes Moment erfasst und überwacht wird. - Um sich mit den obengenannten Problemen auseinanderzusetzen, wurde das Verfahren des Erkennens einer Position eines durch eine Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks durch einen Sensor untersucht. Ein Sensor erfordert jedoch eine elektrische Verdrahtung und verursacht, dass die Spannvorrichtung kompliziert und teuer wird. Wenn des Weiteren ein Werkstück bearbeitet wird oder wenn Teile montiert werden, kann ein Sensor, der eine elektrische Verdrahtung erfordert, nicht verwendet werden, wenn erwünscht wird, dass die Spannvorrichtung fortlaufend in eine Richtung gedreht werden soll. Der Grund dafür ist, dass das Problem des Abreißens der elektrischen Verdrahtung auftreten wird.
- Kurzdarstellung der Erfindung
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Robotersystem und ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren bereitzustellen, die kostengünstig ausgestaltet sein können und die eine Abnormalität an einem durch eine Haltevorrichtung einer Produktionsmaschine festgehaltenen Werkstück genau beurteilen können.
- Diese Aufgabe wird von einem Robotersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie von einem Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Eine Weiterbildung der Erfindung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.
- Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Robotersystem bereit, umfassend eine Werkstückhaltevorrichtung, die ein Werkstück positioniert und festhält, einen Roboter, an dem eine Hand, die ein Werkstück greift, befestigt ist, und eine Steuerungsvorrichtung, die die Werkstückhaltevorrichtung und den Roboter steuert, wobei die Steuerungsvorrichtung einen Roboter-Betriebssteuerungsteil aufweist, der bewirkt, dass der Roboter arbeitet, um ein Werkstück durch die Hand zu greifen und das gegriffene Werkstück an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung abzusetzen, einen Stördrehmoment-Überwachungsteil, der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils antreibt, überwacht, und einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil, der beim Greifen eines Werkstücks durch die Hand des Roboters das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist.
- Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem des ersten Aspekts bereitgestellt, wobei die Steuerungsvorrichtung ferner einen Frequenzanalyseteil umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, und der Abnormalitäts-Beurteilungsteil dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand gegriffene Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstück aufgetreten ist.
- Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden der erste Aspekt und zweite Aspekt eines Robotersystems bereitgestellt, wobei die Werkstückhaltevorrichtung ferner ein Werkstückhalteteil, das eine Anlagefläche aufweist, die die Außenfläche des Werkstücks kontaktiert, und ein Werkstückandrückteil, das ein Andrückteil aufweist, das das Werkstück gegen die Anlagefläche drückt, umfasst.
- Des Weiteren stellt ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren bereit, das eine Abnormalität eines durch einen Roboter in eine Werkstückhaltevorrichtung geladenen und durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks beurteilt, wobei das Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren umfasst, in Erwiderung auf einen Betriebsbefehl des Roboters ein Stördrehmoment eines die Drehung eines Gelenks des Roboters antreibenden Motors zu überwachen und, wenn ein Werkstück durch die Hand des Roboters gegriffen wird, das Werkstück an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung anzuordnen, und dann das gegriffene Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung festzuhalten, das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert zu vergleichen und, wenn das Stördrehmoment über einem ersten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist.
- Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren bereitgestellt, das ferner umfasst, dass wenn ein Werkstück durch eine Hand des Roboters gegriffen wird, das Werkstück an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung angeordnet wird und dann das gegriffene Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird, eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des überwachten Motors in mehrere Frequenzkomponenten aufgeschlüsselt wird, eine spezifische Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert wird, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert verglichen wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, beurteilt wird, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstück aufgetreten ist.
- Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden deutlicher aus der ausführlichen Beschreibung von in den beigefügten Zeichnungen gezeigten repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
- Figurenliste
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Robotersystems einer ersten Ausführungsform. -
2A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem eine in1 gezeigte Spannvorrichtung normalerweise ein Werkstück festhält. -
2B ist eine Draufsicht des Werkstücks und der Spannvorrichtung, die in2A gezeigt werden. -
3A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem die Position eines in1 gezeigten, durch die Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks abnormal ist. -
3B ist eine Draufsicht des Werkstücks und der Spannvorrichtung, die in3A gezeigt werden. -
4 ist ein Blockschaltbild, das die Ausgestaltung einer Roboter-Steuerungsvorrichtung gemäß einem Robotersystem der ersten Ausführungsform zeigt. -
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsroutine eines Robotersystems der ersten Ausführungsform zeigt. -
6 ist ein Blockschaltbild, das die Ausgestaltung einer Roboter-Steuerungsvorrichtung gemäß einem Robotersystem der zweiten Ausführungsform zeigt. -
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsroutine eines Robotersystems der zweiten Ausführungsform zeigt. - Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Als Nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. In den folgenden Zeichnungen werden gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet. Um das Verständnis zu erleichtern, sind diese Zeichnungen in geeigneter Weise im Maßstab geändert. Des Weiteren sind die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen des Robotersystems lediglich Beispiele. Das Robotersystem der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
- Erste Ausführungsform
- Die
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Robotersystems gemäß einer ersten Ausführungsform. - Das Robotersystem
20 der ersten Ausführungsform umfasst, wie in1 gezeigt, eine Produktionsmaschine2 mit einer Spannvorrichtung1 , die ein WerkstückW positioniert und festhält; und einen Roboter4 mit einer Stirnseite, an der eine Hand3 angebracht ist. Der Roboter4 ist ein vertikaler Mehrgelenk-Manipulator. Als Produktionsmaschine2 kann eine Bearbeitungsmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, oder eine Montagemaschine, die Teile mit einem Werkstück zusammenbaut, usw., verwendet werden. Des Weiteren ist die Spannvorrichtung1 auf einem Arbeitstisch einer solchen Produktionsmaschine2 aufgebaut. Es wird angemerkt, dass in1 ein Teil der Produktionsmaschine2 gezeigt wird. - Des Weiteren wird der Roboter
4 gesteuert, um ein WerkstückW durch die Hand3 zu greifen und es zur Spannvorrichtung1 zu bewegen, die an der Produktionsmaschine2 aufgebaut ist. In dem in1 gezeigten Beispiel besteht das WerkstückW aus einem T-förmigen Rohrteil. Aus diesem Grund ist die Hand3 des Roboters4 mit zwei Fingerteilen ausgestattet. Der Abstand zwischen den zwei Fingerteilen wird im Innern des T-förmigen Rohrteils erweitert, um so das T-förmige Rohrteil zu greifen. - Weiterhin umfasst die Spannvorrichtung
1 ein Werkstückhalteteil5 , das das WerkstückW positioniert, und ein Werkstückandrückteil6 , das das WerkstückW gegen das Werkstückhalteteil5 drückt. Da das WerkstückW ein T-förmiges Rohrteil ist, sind die Oberflächen des Werkstückhalteteils5 und des Werkstückandrückteils6 , die die Außenfläche des WerkstücksW kontaktieren, gekrümmt, um sich der Außenfläche des T-förmigen Rohrteils anzupassen. - Der Roboter
4 positioniert das durch die Hand gegriffene WerkstückW zwischen dem Werkstückhalteteil5 und dem Werkstückandrückteil6 an der Spannvorrichtung. Weiterhin wird in dem Zustand, in dem die Hand3 ein WerkstückW greift, die Spannvorrichtung1 betätigt, und das Werkstückandrückteil6 drückt das WerkstückW gegen das Werkstückhalteteil5 . Nachdem des Weiteren die Spannvorrichtung zum Positionieren und Befestigen des WerkstücksW verwendet wird, gibt die Hand3 des Roboters4 das WerkstückW frei. - Es wird angemerkt, dass der Betriebsvorgang des Roboters
4 zum Platzieren eines WerkstücksW an einer vorbestimmten Position zwischen dem Werkstückhalteteil5 und dem Werkstückandrückteil6 vorab durch einen Einlernvorgang oder eine Offline-Programmierung eingelernt wird. - Hierbei ist
2A eine Vorderansicht, die schematisch den Zustand zeigt, in dem die in1 gezeigte Spannvorrichtung1 normalerweise das WerkstückW festhält. Die2B ist eine Draufsicht des WerkstücksW und der Spannvorrichtung1 , die in2A gezeigt werden. - Wie in
2B gezeigt weist das Werkstückhalteteil5 der Spannvorrichtung1 eine Anlagefläche5a auf, die eine gekrümmte Außenfläche eines durch ein Rohrteil dargestellten WerkstücksW kontaktiert. Andererseits weist das Werkstückandrückteil6 der Spannvorrichtung1 eine Andrückfläche6a auf, die die gekrümmte Außenfläche des durch ein rohrförmiges Teil dargestellten WerkstücksW gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 drückt. - Wie weiterhin durch den leeren Pfeil in
2A gezeigt, wird das durch die Hand3 gegriffene WerkstückW durch die Andrückfläche6a des Werkstückandrückteils6 gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 gedrückt. Wie in2B gezeigt, stößt zu diesem Zeitpunkt die Außenfläche des WerkstücksW gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 , wodurch das WerkstückW passend gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 platziert wird. Aufgrund dessen wird das WerkstückW an einer vorbestimmten Position positioniert. - Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Anwendung der Zustand, in dem „die Außenfläche des Werkstücks
W gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 stößt“, nicht auf einen Zustand beschränkt ist, in dem die Außenfläche des WerkstücksW in engem Kontakt mit der Anlagefläche5a ist. Das heißt, selbst in einem Zustand, in dem ein Freiraum zwischen der Anlagefläche5a und dem WerkstückW ausgebildet wird, muss die Außenfläche des WerkstücksW lediglich gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 zu stoßen, sodass der Positionsfehler des WerkstücksW innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs gehalten wird. - Wenn sich jedoch, wie oben erklärt, beim Positionieren eines Werkstücks
W an einer vorbestimmten Position durch die Spannvorrichtung1 ein Fremdkörper, zum Beispiel ein Bearbeitungsspan, auf der Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 absetzt, dann wird es schwierig für das WerkstückW an einer vorbestimmten Position positioniert zu werden. Dieser Punkt wird mit Bezug auf die3A und3B erklärt. - Die
3A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem die Position eines durch die in1 gezeigte Spannvorrichtung1 festgehaltenen WerkstücksW abnormal ist.3B ist eine Draufsicht des WerkstücksW und der Spannvorrichtung1 , die in3A gezeigt werden. - In
3A und3B befindet sich ein Bearbeitungsspan7 auf der Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 , wenn ein WerkstückW durch die Hand3 gegriffen wird und durch das Werkstückandrückteil6 gegen die Anlagefläche5a gedrückt wird. In einem solchen Fall kann das WerkstückW nicht passgenau gegen die Anlagefläche5a platziert werden. Wie in3A gezeigt, weicht die Position des WerkstücksW stark von der in2A normalen Werkstückposition ab. Wenn ein WerkstückW in diesem Zustand bearbeitet wird, dann wird ein von der Sollform unterschiedliches Produkt hergestellt. - Wenn, wie oben erklärt, die Betätigung des Werkstückandrückteils
6 eine Positionsabweichung eines Werkstücks verursacht, dann wirkt, wie durch den leeren Pfeil in3A gezeigt, ein Stördrehmoment auf den Servomotor16 , der die Drehung des die Hand3 abstützenden Gelenks antreibt. Wenn das Stördrehmoment des Servomotors16 überwacht wird ist es daher möglich, das Auftreten einer Abnormalität der Position eines durch die Spannvorrichtung1 festgehaltenen WerkstücksW zu erkennen. Aus diesem Grund umfasst das Robotersystem20 der ersten Ausführungsform eine Steuerungsvorrichtung8 , die die Funktion hat, das Stördrehmoment des Servomotors16 zu überwachen, der die Drehung des die Hand3 abstützenden Gelenks antreibt. - Das heißt, das Stördrehmoment des Servomotors kann durch den Stromwert des Servomotors gesteuert werden. Des Weiteren bedeutet das überwachte „Stördrehmoment“ die Differenz zwischen dem Drehmoment, das in den Servomotor in Erwiderung eines Betriebsbefehls (das heißt, eines Soll-Stromwerts) eingegeben wird, und dem Drehmoment, das tatsächlich für den Betrieb des Servomotors eingesetzt wird (das heißt, dem verbrauchten Stromwert). Wenn beispielsweise die Last des Servomotors in einem vorbestimmten Bereich liegt, wird der verbrauchte Stromwert gleich dem Soll-Stromwert; es tritt somit kein Stördrehmoment auf. Wenn im Gegensatz dazu die am Servomotor angelegte Last über dem vorbestimmten Bereich liegt, wird als Ergebnis einer Regelung ein verbrauchter Stromwert größer. Das heißt, das Stördrehmoment wird größer.
- Als Nächstes wird die Steuerungsvorrichtung
8 des Robotersystems20 der ersten Ausführungsform erklärt. - Die
4 ist ein Blockschaltbild, das die Steuerungsvorrichtung8 des Robotersystems20 der ersten Ausführungsform zeigt. - Mit Bezug auf die
4 ist der Roboter4 mit einer Steuerungsvorrichtung8 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung8 ist ein digitaler Computer. - Die Steuerungsvorrichtung
8 umfasst einen Roboter-Betriebssteuerungsteil9 , einen Servomotor-Steuerungsteil10 einen Stördrehmoment-Überwachungsteil11 , einen Spannvorrichtungs-Steuerungsteil12 und einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 . - Der Roboter-Betriebssteuerungsteil
9 betreibt den Roboter4 , um die Hand3 das WerkstückW greifen zu lassen und das WerkstückW an einer vorbestimmten Position der Spannvorrichtung1 zu positionieren. - Der Servomotor-Steuerungsteil
10 steuert die Servomotoren (nicht gezeigt), die die Gelenke des Roboters4 entsprechend den Betriebsbefehlen vom Roboter-Betriebssteuerungsteil9 antreiben. Des Weiteren wird der Betrieb des Roboters4 in Bezug auf die Sollposition gesteuert, indem eine mit den Gelenken des Servomotors verbundene Rückmeldevorrichtung, zum Beispiel Inkrementalgeber, verwendet wird. - Der Stördrehmoment-Überwachungsteil
11 überwacht das Stördrehmoment eines Servomotors in der Hand3 , den der Servomotor-Steuerungsteil10 steuert. In einem Fall, bei dem drei Drehachsen in der Hand3 vorhanden sind, so dass die Hand3 in der Nick-Richtung, Gier-Richtung und Roll-Richtung gedreht wird, muss das Stördrehmoment des Servomotors von mindestens einer Drehachse überwacht werden. Des Weiteren kann der Stördrehmoment-Überwachungsteil11 nicht nur das Stördrehmoment des Servomotors überwachen, der ein die Hand3 abstützendes Gelenk antreibt, sondern kann auch die Stördrehmomente der die anderen Robotergelenke antreibenden Servomotoren überwachen. - Der Spannvorrichtung-Steuerungsteil
12 lässt die Spannvorrichtung1 arbeiten, wenn der Roboter4 das WerkstückW an einer vorbestimmten Position zwischen dem Werkstückhalteteil5 und dem Werkstückandrückteil6 der Spannvorrichtung1 platziert. Das heißt, in dem Zustand, in dem das durch die Hand3 gegriffene WerkstückW an einer vorbestimmten Position zwischen dem Werkstückhalteteil5 und dem Werkstückandrückteil6 der Spannvorrichtung1 positioniert ist, wird die Spannvorrichtung1 betätigt und das WerkstückW wird gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 gedrückt. Wenn des Weiteren ein solcher Betriebsvorgang der Spannvorrichtung1 endet, wird das durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil11 überwachte Stördrehmoment des Servomotors an den Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 gesendet. - Der Abnormalitäts-Beurteilungsteil
13 vergleicht das von dem Stördrehmoment-Überwachungsteil11 gesendete Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert (Stromwert). Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 , dass eine Abnormalität der Werkstückhalteposition der Spannvorrichtung1 aufgetreten ist, wenn das Stördrehmoment über dem vorbestimmten ersten Grenzwert liegt. - Weiterhin ist ein Ausgabeteil
14 , der einen Alarm ausgibt, wenn durch den Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 beurteilt wird, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, mit der Steuerungsvorrichtung8 verbunden. Als Alarm können eine Lichtquelle, Stimme, usw. allein oder in einer beliebigen Kombination eingesetzt werden. - Als Nächstes wird der Betrieb des mit der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung
8 ausgestatteten Robotersystems2 erklärt. - Die
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsroutine des Robotersystems20 der ersten Ausführungsform zeigt. - Wenn das Robotersystem
20 hochgefahren wird, betreibt die Steuervorrichtung8 den Roboter4 gemäß den vorprogrammierten Betriebsbefehlen. Wie in der1 gezeigt, verwendet deshalb der Roboter4 die Hand3 , um ein WerkstückW zu greifen und es zur Spannvorrichtung1 zu bewegen, die an der Produktionsmaschine2 aufgebaut ist. Während der Bewegung des WerkstücksW überwacht der Stördrehmoment-Überwachungsteil11 der Steuerungsvorrichtung8 das Stördrehmoment eines Servomotors, der die Drehung des die Hand3 des Roboters4 abstützenden Gelenks antreibt (5 , SchrittS1 ). - Daraufhin positioniert der Roboter
4 das durch die Hand3 gegriffene WerkstückW zwischen dem Werkstückhalteteil5 und dem Werkstückandrückteil6 der Spannvorrichtung1 (5 , SchrittS2 ). Als Nächstes bewirkt die Steuerungsvorrichtung8 im Zustand, in dem die Hand3 verwendet wird, um das WerkstückW zu greifen, dass das Werkstücksandrückteil6 der Spannvorrichtung1 betätigt wird (5 , SchrittS3 ). Aufgrund dessen drückt das Werkstückandrückteil6 das WerkstückW gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 . - Wenn dieser oben beschriebene Betriebsvorgang der Spannvorrichtung
1 beendet ist, vergleicht der Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 der Steuerungsvorrichtung8 das Stördrehmoment des durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil11 überwachten Servomotors mit dem vorbestimmten ersten Grenzwert (5 , SchrittS4 ). Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 , dass eine Abnormalität im Werkstückhaltezustand der Spannvorrichtung1 aufgetreten ist, wenn das Stördrehmoment gleich dem vorbestimmten ersten Grenzwert ist oder den ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Eine solche Abnormalität bedeutet, zum Beispiel, dass ein Bearbeitungsspan7 an der Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 vorhanden ist. Es wird angemerkt, dass die Einstellung des vorbestimmten ersten Grenzwerts von der Außenseite der Steuerungsvorrichtung8 geändert werden kann. - Wenn der Abnormalitäts-Beurteilungsteil
13 beurteilt, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, gibt die Steuerungsvorrichtung8 durch den Ausgabeteil14 einen Alarm aus, um die Abnormalität der Werkstückposition zu melden (5 , SchrittS5 ). Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerungsvorrichtung8 bewirken, dass die mit der Spannvorrichtung1 ausgestattete Produktionsmaschine2 gestoppt wird. - Wenn andererseits das Stördrehmoment des durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil
11 überwachten Servomotors kleiner als der vorbestimmte erste Grenzwert ist, dann gibt die Hand3 des Roboters4 das WerkstückW frei (5 , SchrittS6 ). Aufgrund dessen ist das WerkstückW in einem Zustand, in dem es nur von der Spannvorrichtung1 gehalten wird. Danach wird die Produktionsmaschine2 eingesetzt, um das WerkstückW zu bearbeiten, Teile zu montieren, usw.. - Wie oben erklärt, erkennt die erste Ausführungsform ein Stördrehmoment eines ein Gelenk der Hand
3 antreibenden Servomotors, wenn ein WerkstückW , das durch die Hand3 des Roboters4 gegriffen und an einer vorbestimmten Position der Spannvorrichtung1 positioniert wird, durch die Spannvorrichtung1 festgehalten wird. Wenn des Weiteren das erkannte Stördrehmoment über einem vorbestimmten ersten Grenzwert liegt, dann wird beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Spannvorrichtung1 festgehaltenen WerkstücksW aufgetreten ist. - Aus diesem Grund ist es möglich, ohne Berücksichtigung des Kontaktzustands der Anlagefläche
5a der Werkstückhaltevorrichtung5 an der Spannvorrichtung1 und der Außenfläche des WerkstücksW zu beurteilen, ob eine Abnormalität der Position eines durch die Spannvorrichtung2 festgehaltenen WerkstücksW aufgetreten ist. Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Abnormalität der Position eines festgehaltenen Werkstücks zu beurteilen, ohne durch die Werkstückform beeinflusst zu werden. Weiterhin ist es durch Abstimmen des ersten Grenzwerts möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem die Position eines durch die Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt und als Abnormalität der Werkstückposition beurteilt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Ausbringung der aus dem WerkstückW hergestellten Produkte zu verbessern. - Des Weiteren ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, einen Sensor zum Erkennen einer Abnormalität an der Spannvorrichtung
2 hinzuzufügen. Als Ergebnis ist es möglich, ein Robotersystem20 bereitzustellen, das eine Abnormalität eines Werkstücks durch eine kostengünstige Ausgestaltung beurteilt. - Zweite Ausführungsform
- Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform erklärt. Hierbei werden den gleichen Bauteile wie bei dem obengenannten Robotersystem
20 der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen zugeordnet und nur diejenigen Punkte erklärt, die von der ersten Ausführungsform abweichen. - Die
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuerungsvorrichtung8 des Robotersystems20 der zweiten Ausführungsform zeigt. - In der zweiten Ausführungsform, wie in
6 gezeigt, weist die in4 gezeigte Steuerungsvorrichtung8 ferner zusätzlich einen Frequenzanalyseteil15 auf. - Der Frequenzanalyseteil
15 führt eine Frequenzanalyse an der Vorgeschichte des Stördrehmoments eines durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil11 überwachten Servomotors, beispielsweise eine FFT (Fast-Fourier-Transformation)-Analyse, durch. Des Weiteren verwendet der Frequenzanalyseteil15 die FFT-Analyse, um die Vorgeschichte des Stördrehmoments des Servomotors in mehrere Frequenzkomponenten aufzuschlüsseln und dann eine spezifische Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten zu extrahieren und zum Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 zu senden. Es wird angemerkt, dass die extrahierte spezifische Frequenzkomponente die Frequenz ist, die erzeugt wird, wenn ein WerkstückW beim Verwenden der Spannvorrichtung1 , um das WerkstückW festzuhalten, beschädigt wird. - Der Abnormalitäts-Beurteilungsteil
13 vergleicht die vom Frequenzanalyseteil15 gesendete spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert. Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 , dass eine Beschädigung an dem durch die Spannvorrichtung1 festgehaltenen WerkstückW aufgetreten ist, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem vorbestimmten zweiten Grenzwert (Frequenz) liegt. - Als Nächstes wird der Betrieb des mit der Steuerungsvorrichtung
8 der zweiten Ausführungsform ausgestatteten Robotersystems20 erklärt. - Die
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsroutine des Robotersystems20 der zweiten Ausführungsform zeigt. - Wenn das Robotersystem
20 hochgefahren wird, betreibt die Steuervorrichtung8 den Roboter4 gemäß den vorprogrammierten Betriebsbefehlen. Wie in der1 gezeigt, verwendet deshalb der Roboter4 die Hand3 , um ein WerkstückW zu greifen und es zur Spannvorrichtung1 zu bewegen, die an der Produktionsmaschine2 aufgebaut ist. Während sich das WerkstückW bewegt, überwacht der Stördrehmoment-Überwachungsteil11 der Steuerungsvorrichtung8 das Stördrehmoment eines Servomotors, der die Drehung des die Hand3 des Roboters4 abstützenden Gelenks antreibt (7 , SchrittS11 ). - Als Nächstes positioniert der Roboter
4 das durch die Hand3 gegriffene WerkstückW zwischen dem Werkstückhalteteil5 und dem Werkstückandrückteil6 der Spannvorrichtung1 (7 , SchrittS12 ). Dann betätigt die Steuerungsvorrichtung8 im Zustand, in dem die Hand3 das WerkstückW greift, das Werkstücksandrückteil6 der Spannvorrichtung1 . (7 , SchrittS13 ). Aufgrund dessen drückt das Werkstückandrückteil6 das WerkstückW gegen die Anlagefläche5a des Werkstückhalteteils5 . - Wenn ein derartiger Betriebsvorgang der Spannvorrichtung
1 endet, verwendet der Frequenzanalyseteil15 eine FFT-Analyse, um die Vorgeschichte des Stördrehmoments des Servomotors in mehrere Frequenzkomponenten aufzuschlüsseln und daraus eine spezifische Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten zu extrahieren (7 , SchrittS14 ). - Als Nächstes vergleicht der Abnormalitäts-Beurteilungsteil
13 der Steuerungsvorrichtung8 die durch den Frequenzanalyseteil15 extrahierte spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert (7 , SchrittS15 ). Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 , dass eine Abnormalität am durch die Spannvorrichtung1 festgehaltenen WerkstückW aufgetreten ist, wenn die spezifische Frequenz gleich dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ist oder den vorbestimmten zweiten Grenzwert überschreitet. Es wird angemerkt, dass die Einstellung des vorbestimmten zweiten Grenzwerts von der Außenseite der Steuerungsvorrichtung8 geändert werden kann. - Wenn der Abnormalitäts-Beurteilungsteil
13 beurteilt, dass eine Beschädigung aufgetreten ist, gibt die Steuerungsvorrichtung8 durch den Ausgabeteil14 einen Alarm aus, und meldet das Auftreten einer Beschädigung (7 , SchrittS16 ). Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerungsvorrichtung8 bewirken, dass die mit der Spannvorrichtung1 ausgestattete Produktionsmaschine2 gestoppt wird. - Wenn andererseits die vom Frequenzanalyseteil
15 gesendete spezifische Frequenzkomponente kleiner als der vorbestimmte zweite Grenzwert ist, dann gibt die Hand3 des Roboters4 das WerksstückW frei (7 , SchrittS17 ). Aufgrund dessen ist das WerkstückW in einem Zustand, in dem es nur von der Spannvorrichtung1 gehalten wird. Danach wird die Produktionsmaschine eingesetzt, um das WerkstückW zu bearbeiten, Teile zu montieren, usw.. - Gemäß der oben erklärten zweiten Ausführungsform ist es möglich, wenn das durch die Hand
3 des Roboters4 gegriffene WerkstückW durch die Spannvorrichtung1 festgehalten wird, zu beurteilen, ob der Schlag zum Zeitpunkt des Festhaltens eine Beschädigung des WerkstücksW verursacht hat. Aufgrund dessen ist es möglich, die Ausbringung von aus dem WerkstückW hergestellten Produkten zu verbessern. - Es wird angemerkt, dass in der zweiten Ausführungsform das Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren der ersten Ausführungsform zusätzlich ausgeführt werden kann. Das heißt, es ist ebenfalls möglich, wie die erste Ausführungsform einen Betriebsvorgang des Vergleichens des Stördrehmoments eines durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil
11 überwachten Servomotors mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert und des Beurteilens, ob eine Abnormalität im Werkstückhaltezustand der Spannvorrichtung1 aufgetreten ist, zusätzlich durch den Abnormalitäts-Beurteilungsteil13 ausführen zu lassen. - Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
- Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Werkstück, das durch eine Hand eines Roboters gegriffen und an einer vorbestimmten Position einer Werkstückhaltevorrichtung positioniert wird und durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird, das Stördrehmoment eines ein Gelenk des Roboters antreibenden Motors erkannt. Wenn des Weiteren das erkannte Stördrehmoment über einem vorbestimmten. ersten Grenzwert liegt, dann wird beurteilt, dass eine Abnormalität an der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist.
- Aus diesem Grund ist es möglich, ohne Berücksichtigung des Kontaktzustands der Anlagefläche der Werkstückhaltevorrichtung an der Spannvorrichtung und der Außenfläche des Werkstücks zu beurteilen, ob eine Abnormalität der Position eines durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist. Mit anderen Worten, es ist möglich eine Abnormalität der Position eines festgehaltenen Werkstücks zu beurteilen, ohne durch die Werkstückform beeinflusst zu werden. Weiterhin ist es durch Abstimmen des ersten Grenzwerts möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem die Position eines durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt und als Abnormalität der Werkstückposition beurteilt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Ausbringung der aus dem Werkstück hergestellten Produkte zu verbessern.
- Des Weiteren ist es nicht notwendig, einen Sensor zum Erkennen einer Abnormalität an der Werkstückhaltevorrichtung hinzuzufügen. Als Ergebnis ist es möglich, ein Robotersystem bereitzustellen, das eine Abnormalität eines Werkstücks durch eine kostengünstige Ausgestaltung beurteilt.
- Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wenn ein durch die Hand des Roboters gegriffenes Werkstück
W durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird, zu beurteilen, ob der Schlag zum Zeitpunkt des Festhaltens eine Beschädigung des Werkstücks verursacht hat. Aufgrund dessen ist es möglich, die Ausbringung von aus dem Werkstück hergestellten Produkten zu verbessern. - Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein Werkstückhalteteil, das eine Anlagefläche aufweist, die die Außenfläche eines Werkstücks kontaktiert, und ein Werkstückandrückteil, das eine Andrückfläche aufweist, die das Werkstück gegen die Anlagefläche drückt, bereitgestellt; dadurch wird zum Zeitpunkt des Festhaltens eines Werkstücks das Werkstück passgenau gegen die Werkstückanlagefläche des Halteteils platziert. Aufgrund dessen kann die Werkstückhaltevorrichtung das Werkstück präzise festhalten.
- Der vierte und der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen jeweils ähnliche Wirkungen wie der erste und der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung auf.
- Im Obengenannten wurden repräsentative Ausführungsformen gezeigt, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf die obengenannten Ausführungsformen beschränkt ist. Die obengenannten Ausführungsformen können in verschiedene Formen, Strukturen, Materialen usw. innerhalb eines Bereichs geändert werden, der nicht vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abweicht.
Claims (3)
- Robotersystem, Folgendes umfassend: eine Werkstückhaltevorrichtung (1), die ein Werkstück (W) positioniert und festhält, einen Roboter (4), an dem eine Hand (3), die ein Werkstück (W) greift, befestigt ist, und eine Steuerungsvorrichtung (8), die die Werkstückhaltevorrichtung (1) und den Roboter (4) steuert, wobei die Steuerungsvorrichtung (8) einen Roboter-Betriebssteuerungsteil (9) aufweist, der bewirkt, dass der Roboter (4) arbeitet, um ein Werkstück (W) durch die Hand (3) zu greifen und das gegriffene Werkstück (W) an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) abzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (8) ferner einen Stördrehmoment-Überwachungsteil (11), der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils (9) antreibt, überwacht einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13), der beim Greifen eines Werkstücks (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist, und einen Frequenzanalyseteil (15) umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil (11) überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, wobei der Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13) dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand (3) gegriffene Werkstück (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.
- Robotersystem nach
Anspruch 1 , wobei die Werkstückhaltevorrichtung (1) ferner ein Werkstückhalteteil (5), das eine Anlagefläche (5a) aufweist, die die Außenfläche des Werkstücks (W) kontaktiert, und ein Werkstückandrückteil (6), das ein Andrückteil (6a) aufweist, das das Werkstück (W) gegen die Anlagefläche (5a) drückt, umfasst. - Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren, das eine Abnormalität eines durch einen Roboter (4) in eine Werkstückhaltevorrichtung (1) geladenen und durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) beurteilt, wobei das Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren umfasst, in Erwiderung auf einen Betriebsbefehl des Roboters (4) Überwachen eines Stördrehmoments eines die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) antreibenden Motors und, wenn ein Werkstück (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) gegriffen wird, Anordnen des Werkstücks an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) und dann Festhalten des gegriffenen Werkstücks (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1), Vergleichen des Stördrehmoments mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert und, wenn das Stördrehmoment über einem ersten Grenzwert liegt, Beurteilen, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist und Aufschlüsseln einer Vorgeschichte des Stördrehmoments des überwachten Motors in mehrere Frequenzkomponenten, Extrahieren einer spezifischen Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten, Vergleichen der spezifischen Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, Beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.
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Families Citing this family (12)
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---|---|---|---|---|
CN107962563B (zh) * | 2016-10-20 | 2022-10-04 | 精工爱普生株式会社 | 控制装置、机器人以及机器人系统 |
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JP6753836B2 (ja) | 2017-11-28 | 2020-09-09 | ファナック株式会社 | ロボットとその衝突検知方法 |
CN110018644B (zh) * | 2018-01-10 | 2021-05-04 | 上银科技股份有限公司 | 适应性夹持的控制方法 |
JP6703021B2 (ja) * | 2018-02-20 | 2020-06-03 | ファナック株式会社 | サーボ制御装置 |
JP6940820B2 (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-29 | オムロン株式会社 | ロボット制御装置、保守管理方法、及び保守管理プログラム |
JP6763914B2 (ja) * | 2018-06-08 | 2020-09-30 | ファナック株式会社 | ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法 |
JP7094210B2 (ja) | 2018-11-29 | 2022-07-01 | 株式会社安川電機 | 特性推定システム、特性推定方法、及びプログラム |
CN111098274B (zh) * | 2019-09-26 | 2021-12-03 | 杭州为我健康新零售科技有限公司 | 适用于蜂蜜饮品贩卖机的维修系统和维修方法 |
CN111469128B (zh) * | 2020-04-21 | 2022-10-18 | 昆明理工大学 | 一种关节型机器人电流耦合信号分离提取方法 |
CN112109072B (zh) * | 2020-09-22 | 2022-12-30 | 扬州大学 | 一种大型稀疏特征托盘精确6d位姿测量和抓取方法 |
CN114833869B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-03-10 | 智迪机器人技术(盐城)有限公司 | 电池壳清洗线上下料机器人的异常检测及处理方法及系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0067882A1 (de) | 1980-12-30 | 1982-12-29 | Fanuc Ltd. | Einrichtung zum uberprüfen der werkstücklage |
JP2004130445A (ja) | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | 密着確認装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6130359A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-12 | Kawasaki Steel Corp | 鋼材地きずの検査方法 |
JP3285663B2 (ja) * | 1993-05-11 | 2002-05-27 | ファナック株式会社 | 工具破損検出装置 |
JP3864240B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2006-12-27 | 株式会社安川電機 | 溶接方法 |
JPH10296644A (ja) * | 1997-04-25 | 1998-11-10 | Techno Oote Kako:Kk | 流体圧式バイス |
JPH11320477A (ja) * | 1998-05-21 | 1999-11-24 | Nachi Fujikoshi Corp | 産業用ロボットの動作異常検出方法 |
JP4254198B2 (ja) * | 2002-10-25 | 2009-04-15 | 株式会社ジェイテクト | ワーク支持装置及び同装置のための着座機構 |
JP4112594B2 (ja) * | 2006-07-27 | 2008-07-02 | ファナック株式会社 | 減速機異常診断方法及び減速機異常診断装置 |
US8239063B2 (en) * | 2008-07-29 | 2012-08-07 | Fanuc Robotics America, Inc. | Servo motor monitoring and hood/deck exchange to enhance the interior coating process |
JP5561459B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2014-07-30 | 株式会社安川電機 | プレス機械装置およびそのモータ制御装置 |
JP5400473B2 (ja) * | 2009-05-22 | 2014-01-29 | 川崎重工業株式会社 | ロボット装置 |
-
2015
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0067882A1 (de) | 1980-12-30 | 1982-12-29 | Fanuc Ltd. | Einrichtung zum uberprüfen der werkstücklage |
JP2004130445A (ja) | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | 密着確認装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP6203775B2 (ja) | 2017-09-27 |
CN106003147A (zh) | 2016-10-12 |
US9902063B2 (en) | 2018-02-27 |
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JP2016193463A (ja) | 2016-11-17 |
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